Dissertations / Theses on the topic 'Modélisation inversion'
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Bonnefond, Xavier. "Contributions à la tomographie thermoacoustique : modélisation et inversion." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1155/.
Abstract:
La Tomographie ThermoAcoustique (TTA) est une technique d'imagerie médicale où un corps exposé à une impulsion électromagnétique génère une onde acoustique mesurée autour de celui-ci. Le modèle établi pour la TTA conduit au problème inverse suivant : étant connue la solution d'une équation des ondes sur une hypersurface, il s'agit de reconstruire sa condition initiale. Malgré l'existence de formules explicites, aucune procédure d'inversion rapide, stable et valable en situation clinique n'existe à ce jour. Outre une synthèse des travaux existants, l'objet de ce travail a été, dans un premier temps, d'élaborer une approche variationnelle pour le problème de la TTA. Nous avons considéré la régularisation par mollification, où l'objet à reconstruire est remplacé par une version à résolution limitée, tandis que les données sont traitées pour plus de cohérence. De plus, une stratégie de sélection de paramètre de régularisation utilisant les méthodes de Krylov, et valable pour les régularisations de type Tikhonov, est proposée. Dans un deuxième temps, le modèle usuel de la TTA a été remis en question afin de prendre en compte l'atténuation subie en pratique par l'onde mesurée. On propose plusieurs équations des ondes atténuées causales. Cette évolution du modèle nous a conduit à tester la méthode du Back and Forth Nudging (BFN), issue du champ de l'assimilation de données, consistant à introduire un rappel aux données newtonien dans l'équation des ondes, puis à alterner des résolutions en temps direct et rétrograde. La convergence de la méthode est démontrée dans un cas idéal, mais le procédé offre d'excellents résultats en situation de données incomplètes et atténuéesThermoAcoustic Tomography (TAT) is a medical imaging technique using the pressure wave generated by a body illuminated by an electromagnetic pulse. Since the acoustic signal is recorded around the body, the resulting inverse problem can be formulated as follows : from the knowledge of a solution of the wave equation on some hypersurface, reconstruct its initial condition. Despite several inversion formulas, so far no efficient procedure, taking partial data and damping into account, is known. As well as a state of the art, this work is dedicated to the introduction of a variational approach for the TAT problem. We studied the regularization by mollification, which consists in replacing the original object by a limited resolution version of it, and treating the data so that they fit this new objective. Moreover, we used a noise level estimation provided by the Golub-Kahan bidiagonalization process to allow an accurate regularization parameter selection. In the second part of this work, we investigate the usual TAT model and put forward some damped wave equation with a finite wave front speed. This improvement yields to the use of the Back and Forth Nudging (BFN) method, which was first implemented for data assimilation purposes, to invert the TAT problem. This technique provides a sequence of approximations of the solution by iterating forward and backward implementations of a wave equation including a newtonian recall to the data. This method, which is proved to be convergent in an ideal framework, leads to convincing results in both partial data and attenuated wave cases
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Sladen, Anthony. "Modélisation non-linéaire des grands séismes de subduction." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112098.
Abstract:
Avec la mise en place, dans les années 1980, des réseaux mondiaux de sismographes large-bande, il est devenu possible d'étudier le processus de rupture des séismes à partir de données enregistrées en champlointain. L'inversion des sismogrammes pour ``imager'' la rupture, qui est connue pour être un problème fortement non-linéaire, est encore largement traitée par des approches linéarisées. Partant de ce constat, nous avons développé une méthode d'inversion basée sur l'algorithme de Monte-Carlo, l'algorithme de voisinage. Cependant, le grand nombre de variables nécessaires à une inversion cinématique est un frein important à la convergence des solutions. L'aternative développée consiste à utiliser un algorithme d'exploration locale, le downhill simplex, en relais de la phase d'exploration. Dans l'optique de développer une méthoded'inversion simple et globale, nous adoptons une paramétrisation simplifiée de la faille et les sismogrammes sont générés à partir de la théorie des rais. Cette méthodologie, destinée à des applications pratiques, est également une manière privilégiée d'évaluer l'unicité du problème, ainsi que sa résolution. Nous avons donc mis en oeuvre un certain nombre de tests synthétiques et adopté le très étudié séisme d'Antofagasta (30/07/1995), comme cas d'étude. A travers ces différents exemples, nous nous concentrons sur certains points essentiels comme la résolution des ondes P sur le moment sismique, sur la distribution latérale et verticale du taux demoment et sur l'inversion de la vitesse de rupture. La méthode est appliquée aux séisme d'Aréquipa, Pérou, du 23 juin 2001 (Mw=8. 4) et au séisme de Colima, Mexique, du 22 janvier 2003 (Mw=7. 6)With the setting up of seismographic broad-band networks world wide in heighties, it has been possible to study the rupture process using information recorded in far-field. The inversion of seismograms to image the rupture, which is known for being highly non linear, is still commonly analysed using linearized methods. Based on this statement, we have developped an inversion method based on a stochastic algorithm called neighbourhood algorithm which has a certain number of avantages over other widely used algorithms. However, the need for a great number of variables for a kinematic inversion make it difficult to reach a good convergence. The alternative solution is to use a local exploration algorithm, the downhill simplex, in conjunction with the exploration phase. With a view to developping a simple and global method of inversion we use a simplified parametrization of the fault and the seismograms are generated from the ray theory. The methodology, aimed at pratical applications, is also a good way to evaluate the unicity of the problem and its resolution. We then set up a certain number of synthetic tests and used the well studied Antofagasta earthquake (30/07/1995) has a case study. Through this different examples we have concentrated on a certain number of essential points such as the resolution of P wave on the seismic moment, on the lateral and vertical distribution of the seismic rate and on the inversion of rupture velocity. We then invert for two major recent earthquakes : the Peruvian Aréquipa earthquake of the June 23rd, 2001 (Mw=8. 4) and of the Mexican Colima earthquake of January 22nd, 2003 (Mw=7. 6)
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Dietrich, Michel. "Modélisation, traitements et inversion de profils de sismique marine." Brest, 1990. http://www.theses.fr/1990BRES2011.
Abstract:
Les grands profils de sismique reflexion marine peuvent etre traites d'une maniere globale et a moindre cout en travaillant dans le domaine du temps d'intercept tau et du parametres de rai p. L'etape prealable de decomposition en ondes planes des profils est realisee par une transformee de radon des sections sismiques originales. Les proprietes elastiques du sous-sol sont ensuite estimees au moyen d'une methode d'inversion iterative des formes d'ondes sismiques qui consiste a minimiser, au sens des moindres carres, les ecarts entre les observations et la reponse theorique du modele courant. On propose d'abord une methode rapide de decomposition en ondes planes a l'aide d'une serie de fourier-bessel, avant d'examiner en detail le probleme de l'ouverture limitee qui se pose dans la plupart des techniques tomographiques. On aborde ensuite la question de la sensibilite des champs d'ondes tau-p par rapport a de faibles modifications des proprietes des milieux stratifies, en montrant que le derives de frechet des sismogrammes peuvent etre exprimes analytiquement a l'aide des fonctions de green des milieux non perturbes. La minimisation des ecarts entre sismogrammes synthetiques et reels est finalement obtenue avec la methode des gradients conjugues. La convergence de l'algorithme depend de la qualite de l'information introduite a priori. Les calculs realises conduisent en general a de bons resultats pour l'estimation de la vitesse des ondes p dans le sous-sol, mais soulignent les difficultes qu'il y a a determiner fiablement les vitesses des ondes s et la densite des materiaux. Une application simple de ce schema d'inversion a un profil sismique de la campagne ecors-gascogne 84 met en evidence des alternances de couches a vitesses lentes et rapides dans la croute inferieure entre 23 et 35 km de profondeur, avec des contrastes de vitesse pouvant atteindre 0,5 km/s aux interfaces
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Peyrat, Sophie. "Modélisation des tremblements de terre : rupture, rayonnement et inversion." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112140.
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Clarke, Richard William Barnes. "Modélisation et inversion de données cinématiques complexes en 3D." Pau, 1997. http://www.theses.fr/1997PAUU3010.
Abstract:
La détermination de modèles de vitesse dans des régions géologiques complexes est actuellement un défi majeur de la géophysique d'exploration. La tomographie de réflexion permet de déterminer des géologies comprenant des variations latérales de vitesse et des réflecteurs à géométries arbitraires. Cependant, elle est confrontée à deux grandes difficultés pour des structures complexes : l'accès aux données cinématiques et leur nature multi-valuée. Pour résoudre ce premier problème, nous proposons une approche 3D à déport nul de la méthode Smart (la tomographie de réflexion aidée par la migration séquentielle), méthode d'analyse de vitesse de migration. Nous interprétons des données cinématiques dans le cube migre profondeur après sommation et ensuite nous démigrons les horizons par un tracé de rais. Pour ce faire, nous développons un tracé de rais rapide et fiable, permettant de calculer des cinématiques multi-valuées dans des structures complexes. Ensuite, nous proposons une formulation de la tomographie de réflexion 3D permettant de prendre en compte des temps de trajet multi-valués. Pour les données à déport nul, cette formulation utilise les paramètres de rai pour déplier les triplications et donc annuler l'ambiguïté de l'opérateur de modélisation due aux cinématiques multi-valuées. Pour les données à déport non nul, des estimations précises des paramètres de rais sont indisponibles. Chaque branche de données à déport non nul est associée à une donnée à déport nul et une méthode originale de trace de rais par continuation avec contraintes nous permet d'assurer que le rai calculé appartient toujours à la même branche que le rai à déport nul. Ainsi, l'ambiguïté de l'opérateur de modélisation est annulée pour les données à déport non nul. Enfin, nous montrons sur des données complexes, synthétiques et réelles, l'apport de ces outils en combinaison avec l'approche 3D à déport nul de la méthode Smart, pour déterminer des modèles de vitesse géologiques complexes.
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Hélie, Thomas. "Modélisation physique d'instruments de musique en systèmes dynamiques et inversion." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112315.
Abstract:
Notre travail de thèse porte sur la modélisation et l'inversion "son/geste instrumental" d'instruments de musique, avec comme application type les cuivres et la production de la voix. La modélisation physique a un grand intérêt pour la synthèse sonore puisqu'elle donne non seulement le son mais aussi le comportement de l'instrument (attaques, transitoires, fausses notes, etc. ). Pour ces raisons, la difficulté à jouer des instruments virtuels est la même que pour l'instrument réel. La difficulté du contrôle de ces modèles amène donc la question de l'inversion : comment dois-je contrôler mon modèle pour obtenir ce son cible que ce musicien a obtenu avec son vrai instrument? Pour traiter cette problématique de front, nous indiquons de quelle manière les modèles de synthèse et les procédés d'inversion doivent être pensés simuletanément. Notre thèse présente donc une série de travaux visant à obtenir des objets mathématiques aussi simples que possibles et qui possèdent de telles propriétés. Le problème de l'excitateur (lèvres, anches, etc. . ) a été traité dans le DEA, celui du résonateur (décrire la propagation dans un tube à section variable et son rayonnement) est donc l'objet principal de ce travail de thèse. En première partie, nous établissons un modèle 1D nouveau de propagation acoustique dans les tubes à symétrie axiale à variation de section lente. Ce modèle permet de prendre en compte par exemple la mobilité des parois (cas adapté au conduit vocal), ou encore la présence de pertes visco-thermiques (qui fait intervenir des dérivées fractionnaires). Pour ce dernier cas, il est possible de représenter le guide entier par la concaténation de systèmes entrée-sortie quo-dripôlaires associés à des tronçons de tubes localement adaptés à la géométrie du guide. Les fonctions de transfert étant trop complexes pour permettre une simulation temporelle à faible coût, nous proposons deux méthodes pour les approcher par des systèmes différentiels linéaires d'ordre fini à retard. Ces méthodes reposent sur les séries divergentes tronquées et la théorie des représentations diffusives d'opérateurs pseudo-différentiels, respectivement. En deuxième partie, un modèle nouveau de rayonnement acoustique de pavillon tenant compte de la courbure du front d'onde est développé et utilisé comme condition de frontière de l'instrument. Les résultats de ces travaux ont permis l'étude des cuivres et partiellement du conduit vocalThis work deals with the modeling and the inversion process "sound/instrumental gesture" of musical instruments with like standard application : brasses and production of the voice. The physical modeling has large a interest for the sound synthesis since it generates not only the sound but also the behavior of the instrument (attacks, transients, false notes, etc). For these reasons, the difficulty of playing with virtual instruments is comparable to that of real instruments. The difficulty of controlling such models leads to the question of the inversion process : "how do I control my model to obtain this target sound that this musician obtained with his own instrument?" To cope with this problematic, we first indicate that the synthesis modeling and the associated inverse system may be thought together. Our thesis presents a work aiming to obtain mathematic objects as simple as possible. The problem of the excitor (lips, reeds, etc. . ) has been considered during our Master's Thesis. That of the resonator (description of the propagation in a pipe with a varying cross-section and its radiation) are thus the principal object of this work. In the first part, we establish a new model 1D of the acoustic propagation in axisymmetrical pipes with a slowly varying cross-section. This model makes it possible to take into account for example the motion of walls (case adapted with the vocal tract), or the existence of visco-thermic losses (which involes fractional derivatives). For this last case, it is possible of represent the whole guide by concatenating input-ouput systems associated with pieces of pipes locally adapted with the curvature of the pipe. As the involved transfer functions are too complicated to allow the derivation of a low cost time-simulation, we propose two methods which approach them with linear differential systems of finite order with delay. These methods are based on, respectively, troncated divergent series, and the theory of the diffusive representations of pseudo-differential operators. In the second part, a new model of the radiation of the bell which takes the wavefront curvature is developed and used to model the boundary condition at the output of the instrument. The results of this work may be used for the study of the brasses and, partially, for the vocal tract
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Cognet, Jean-Marc. "Inversion sismique : identification du signal source et modélisation des réflexions multiples." Paris 9, 2001. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=2001PA090016.
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Breton, Sylvain. "Dynamique des surfaces planétaires actives : quantification des paysages, modélisation et inversion." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1280.
Abstract:
Les cratères d'impact sont indispensables dans l'étude des surfaces planétaires. D'une part, les statistiques de leur nombre permet de dater les surfaces planétaires, d'autre part, leur forme révèle les processus de surface qu'ils ont connu. Cette thèse propose de coupler les études statistiques et morphologiques afin d'étudier la temporalité et l'importance des processus sédimentaires et/ou volcaniques des surfaces planétaires. L'utilisation de la profondeur des cratères permet de rajouter une dimension aux distributions avec l'introduction des distributions en fréquence de taille et de profondeur (SDFD), offrant ainsi un aperçu des modifications morphologiques des cratères. Nous avons développé en conséquence des modèles permettant de modéliser l'évolution d'une population de cratères en prenant en compte les phénomènes d'oblitération. La surface Mars est largement cratérisée, mais ils ont pour la plupart été fortement modifiés par des processus volcaniques et/ou sédimentaires. A partir des SDFDs, nous avons estimé les taux d'oblitération martiens à une échelle globale. Ces taux sont, au Noachien, de plusieurs milliers de m/Ga, mais décroissent rapidement dès l'Hespérien inférieur et sont proches de 0 à l'Amazonien. L'oblitération sur la province de Tharsis a décru beaucoup moins rapidement suggérant une persistance du volcanisme à l'Amazonien inférieur. Les plaines du nord à l'Amazonien sont marqué par des taux d'oblitération un ordre de grandeur au-dessus du reste de la planète, qui pourraient indiquer la mise en place continue de la Vastitas Borealis Formation au cours de l'Amazonien moyen. En complément de notre approche à l'échelle globale, nous avons déterminé des taux d'oblitération actuels à partir de cartographies de cratères réalisées à haute résolution spatiale sur des sites d'atterrissage de rovers actuels et futurs. Les sites de Mawrth Vallis et d'Oxia Planum présentent les taux d'oblitération actuels les plus importants en particulier au niveau de leurs unités geologiques riches en minéraux hydratésImpact crater are often used in the study of planetary surfaces. On the one hand, statistics on crater number provide the age of the surface, on the other hand, their shapes reflect the surface processes they witnessed. This study combines the statistic and morphology approaches in order to investigate the timing and intensity of sedimentary and volcanic processes of planetary surfaces. The use of crater depth measurements add a dimension to frequency distributions with the introduction of size and depth frequency distribution (SDFD). SDFSs can be interpreted in term of crater obliteration rates thanks to crater chronology models. We also developed models of crater population taking into account obliteration. Mars surface is highly cratered with many craters displaying signs of modifications by volcanic process, sedimentation and erosion. We interpreted SDFDs using a classic crater chronology system, to produce global maps of obliteration at different epochs of Mars. During Noachian, obliteration rates reach several thousands m/Gy, but rapidly decrease during early Hesperian and are close to 0 during Amazonian. Obliteration on the province of Tharsis decreased slower, suggesting a persistence of volcanic activity until early Amazonian. Northern lowlands witness Amazonian obliteration rates one order of magnitude higher than the rest of the planet, which may indicate the continuous formation of Vastitas Borealis during middle Amazonian. In addition to our global approach, we computed recent obliteration rates from mapping of high resolution images on landing sites of rover missions. Mawrth Vallis and Oxia Planum present significant obliteration rates, especially on units containing hydrated minerals
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Furst, Séverine. "Multi-objective optimization for joint inversion of geodetic data." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS017/document.
Abstract:
La surface terrestre est affectée par de nombreux processus locaux tels que des événements volcaniques, des glissements de terrain ou des tremblements de terre. Parallèlement à ces processus naturels, les activités anthropiques, y compris l’extraction et le stockage des ressources profondes (par exemple, les minéraux ou les hydrocarbures) façonnent la Terre à différentes échelles spatiales et temporelles. Ces mécanismes produisent une déformation du sol qui peut être détectée par divers instruments et techniques géodésiques tel que le GNSS, l’InSAR, les inclinomètres. Le but de cette thèse est de développer un outil numérique permettant l’inversion conjointe de multiples données géodésiques associées à la déformation de la plaque ou au changement de contrainte volumique en profondeur. Quatre types d’applications sont ciblés: la déformation intersismiques des plaques, la déformation des volcans, l’exploitation minière profonde et l’extraction de pétrole et de gaz. Différentes complexités du modèle inverse ont été considérées: le niveau I considère un seul type de données géodésiques avec un processus indépendant du temps. Une application est réalisée avec l’inversion des données GPS à travers le sud de la Californie pour déterminer les variations latérales de la rigidité lithosphérique (Furst et al., 2017). Le niveau II représente également un seul type de données géodésiques mais avec un processus dépendant du temps. La détermination conjointe de l’historique des changements de contrainte et des paramètres de dérive d’un réseau d’inclinomètres est étudiée à l’aide d’un exemple synthétique (Furst et al., soumis). Le niveau III considère différents types de données géodésiques et un processus dépendant du temps. Un réseau fictif combinant des données GNSS, InSAR, inclinométriques et de nivellement est défini pour calculer le changement de volume dépendant du temps d’une source profonde de déformation. Une méthodologie pour implémenter ces différents niveaux de complexité est développée dans un seul logiciel. Parce que le problème inverse peut être mal posé, la minimisation de la fonctionnelle peut produire plusieurs minima. Par conséquent, un algorithme d’optimisation global est utilisé (Mohammadi and Saïac, 2003). Le problème direct est traité en utilisant un ensemble de modèles élastiques numériques et analytiques permettant de modéliser les processus de déformation en profondeur. Grâce à ces développements numériques, des avancées concernant les problèmes inverses en géodésie devraient être possibles telle que l’inversion jointe de différents types de données géodésiques acquises lors de la surveillance des volcans. Dans cette perspective, la possibilité de déterminer par inversion les paramètres de dérive des inclinomètres permettrait une détermination précise des sources de déformation profondes. En outre, la méthodologie développée peut être utilisée pour une surveillance précise de la déformation des réservoirs de pétrole et de gazThe Earth’s surface is affected by numerous local processes like volcanic events, landslides or earthquakes. Along with these natural processes, anthropogenic activities including extraction and storage of deep resources (e.g. minerals, hydrocarbons) shape the Earth at different space and time scales. These mechanisms produce ground deformation that can be detected by various geodetic instruments like GNSS, InSAR, tiltmeters, for example. The purpose of the thesis is to develop a numerical tool to provide the joint inversion of multiple geodetic data associated to plate deformation or volume strain change at depth. Four kinds of applications are targeted: interseismic plate deformation, volcano deformation, deep mining, and oil & gas extraction. Different inverse model complexities were considered: the I-level considers a single type of geodetic data with a time independent process. An application is made with inverting GPS data across southern California to determine the lateral variations of lithospheric rigidity (Furst et al., 2017). The II-level also accounts for a single type of geodetic data but with a time-dependent process. The joint determination of strain change history and the drift parameters of a tiltmeter network is studied through a synthetic example (Furst et al., submitted). The III-level considers different types of geodetic data and a timedependent process. A fictitious network made by GNSS, InSAR, tiltmeters and levelling surveys is defined to compute the time dependent volume change of a deep source of strain. We develop a methodology to implement these different levels of complexity in a single software. Because the inverse problem is possibly ill-posed, the functional to minimize may display several minima. Therefore, a global optimization algorithm is used (Mohammadi and Saïac, 2003). The forward part of the problem is treated by using a collection of numerical and analytical elastic models allowing to model the deformation processes at depth. Thanks to these numerical developments, new advances for inverse geodetic problems should be possible like the joint inversion of various types of geodetic data acquired for volcano monitoring. In this perspective, the possibility to determine by inverse problem the tiltmeter drift parameters should allow for a precise determination of deep strain sources. Also, the developed methodology can be used for an accurate monitoring of oil & gas reservoir deformation
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Jurado, Fabrice. "Modélisation sismique et inversion non linéaire pour les milieux 3D élastiques tabulaires." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20244.
Abstract:
L'objet de cette these est l'etude de l'inversion d'un milieu 3d elastodynamique stratifie plan a partir de donnees de sismique reflexion. Les equations de propagation des ondes sont simplifiees par application d'une transformation de hankel. La resolution numerique se fait par une methode de differences finies sur un schema en quinconce en profondeur ou en temps de parcours, et en temps. La transformee de hankel inverse est calculee suivant l'algorithme de candel. Le probleme inverse est resolu par une methode d'optimisation interactive. Le gradient de la fonction a minimiser est calcule par la technique de l'etat adjoint adaptee a la transformee de hankel. Une parametrisation en couches du milieu a retrouver est developpee en complement a la parametrisation sur le schema des differences finies. Une strategie interpretative d'inversion, basee sur la parametrisation en couches, l'utilisation de la variable temps de parcours et une continuation vers le bas, est proposee et appliquee sur un grand modele
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Strubel, Grégory. "Reconstruction de profils moléculaires : modélisation et inversion d'une chaîne de mesure protéomique." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0127.
Abstract:
Des systèmes basés sur la chromatographie et la spectrométrie de masse sont utilisés pour analyser les échantillons biologiques comme l'urine ou le sang. Cette thèse propose une méthode, qui à partir des données, mesure la concentration de biomarqueurs. Dans la première partie du travail, nous élaborons un modèle décrivant chaque module de la chaîne d'analyse. Cependant, pour s'abstraire des fluctuations expérimentales, notre méthode doit évaluer certains paramètres instrument en plus des concentrations. La seconde partie consiste à traiter ce problème d'estimation non linéaire dans le cadre des approches statistiques bayésiennes. Cette démarche nous permet d'introduire de l'information supplémentaire, sous la forme de lois de probabilité, afin de régulariser le problème. La méthode est structurée autour d'un estimateur de la moyenne a posteriori. Sa mise en œuvre algorithmique utilise une boucle de Gibbs incluant un échantillonneur de Metropolis-HastingsSystems based on chromatography and mass spectrometry are used to analyse biologic samples like urine or blood. This thesis proposes a method which measures the concentration of biomarkers in data. In the first part we elaborate a model which describes each module of the analytic chain. In order to manage experimental fluctuation, our method estimates some instrumental parameters in addition to concentrations. The second part deals with this non linear estimation problem in a Bayesian statistical framework. This approach gives us the possibility to include additional information by using probability laws to regularize the problem. The method is built on a posterior mean estimator. Its implementation uses a Gibbs algorithm including a Metropolis-Hastings sampler
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Strubel, Grégory. "Reconstruction de profils moléculaires : modélisation et inversion d'une chaîne de mesure protéomique." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00361919.
Abstract:
Des systèmes basés sur la chromatographie et la spectrométrie de masse sont utilisés pour analyser les échantillons biologiques comme l'urine ou le sang. Cette thèse propose une méthode, qui à partir des données, mesure la concentration de biomarqueurs. Dans la première partie du travail, nous élaborons un modèle décrivant chaque module de la chaîne d'analyse. Cependant, pour s'abstraire des fluctuations expérimentales, notre méthode doit évaluer certains paramètres instrument en plus des concentrations. La seconde partie consiste à traiter ce problème d'estimation non linéaire dans le cadre des approches statistiques bayésiennes. Cette démarche nous permet d'introduire de l'information supplémentaire, sous la forme de lois de probabilité, afin de régulariser le problème. La méthode est structurée autour d'un estimateur de la moyenne a posteriori. Sa mise en œuvre algorithmique utilise une boucle de Gibbs incluant un échantillonneur de Metropolis-Hastings.
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Molina, Carpio Luis. "Modélisation inverse des flux de CO2 en Amazonie." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV040/document.
Abstract:
Une meilleure connaissance des variations saisonnières et interannuelles du cycle du carbone dans en Amazonie est essentielle afin de comprendre le rôle de cet écosystème dans le changement climatique. La modélisation atmosphérique inverse est un outil puissant pour estimer ces variations, en exploitant l'information sur la distribution spatiale et temporelle des flux de CO2 en surface contenue dans des observations de CO2 atmosphériques. Néanmoins, la confiance en les estimations des flux en Amazonie obtenues à partir des systèmes d'inversion mondiale est faible du fait du manque d'observations dans cette région.Dans ce contexte, j'ai d'abord analysé en détail les estimations de l'échange net de CO2 entre la biosphère et l'atmosphère (NEE) générées par deux inversions mondiales pour la période 2002 — 2010. Ces deux inversions ont assimilé des données provenant du réseau mondial d'observation du CO2 atmosphérique hors de l’Amérique du Sud, et une d'elles a assimilé des observations de quatre stations de surface en Amazonie, qui n'ont jamais été exploitées dans les études d'inversion précédentes. J'ai montré que dans une inversion mondiale les observations de stations loin d'Amazonie et les observations locales contrôlaient la NEE. Pourtant, les résultats ont révélé des structures à très grande échelle peu réalistes. L'analyse a confirmé le manque de stations en Amazonie pour fournir des estimations fiables, et les limites des systèmes d’inversion mondiale avec des modèles à très basse résolution.J'ai donc ensuite évalué l'apport de l'utilisation du modèle atmosphérique régional BRAMS, par rapport à celle du système mondial de prévision météorologique ECMWF, pour le forçage météorologique du modèle de transport atmosphérique CHIMERE simulant le CO2 en Amérique du Sud à haute résolution (~35 km). J'ai simulé le CO2 avec les deux modèles de transport―CHIMERE-BRAMS et CHIMERE-ECMWF. J'ai évalué ces simulations avec les profils verticaux de mesures aéroportées, en analysant les mesures individuelles et les gradients horizontaux de CO2 calculés entre paires de stations dans le sens du vent, à différentes altitudes ou intégrés sur la verticale. Les deux modèles de transport ont simulé les observations de CO2 avec une performance similaire, mais j'ai trouvé une importante incertitude sur les modèles de transport. Les mesures individuelles et les gradients horizontaux ont été surtout sensibles à la NEE, mais aussi, pendant la saison sèche, aux émissions des feux de biomasse (EFIRE). J'ai trouvé que l'assimilation des gradients horizontaux était plus approprié pour les inversions que celle des mesures individuelles, étant donné que les premiers ont été moins sensibles au signal associé aux flux hors de l'Amérique du Sud et à l'incertitude sur le modèle de transport en altitude.Finalement, j'ai développé deux systèmes d'inversion régionale pour l'Amérique du Sud tropicale avec les deux modèles de transport, et j'ai lancé des inversions avec quatre types de vecteurs d'observation: de mesures individuelles et gradients horizontaux sur cinq niveaux verticaux, à la surface, ou de gradients horizontaux intégrés sur la verticale. J'ai trouvé une forte dépendance des estimations des bilans régionaux et sub-régionaux de NEE et EFIRE au modèle de transport, ainsi qu'au vecteur d'observation. Les inversions assimilant des gradients horizontaux ont séparé mieux les signaux de NEE et EFIRE. Cependant, les grandes incertitudes sur les flux inversés ont réduit la confiance en ces estimations. Par conséquent, si mon étude n'a pas amélioré la connaissance des variations saisonnières et interannuelles de la NEE en Amazonie, elle a montré les besoins d'amélioration de la modélisation du transport dans la région et de la stratégie de modélisation inverse, du moins à travers une définition du vecteur d'observation appropriée qui prenne en compte les caractéristiques des données disponibles, et les limitations des modèles de transport actuelsA better knowledge of the seasonal and inter-annual variations of the Amazon carbon cycle is critical to understand the influence of this terrestrial ecosystem on climate change. Atmospheric inverse modeling is a powerful tool to estimate these variations by extracting the information on the spatio-temporal patterns of surface CO2 fluxes contained in observations of atmospheric CO2. However, the confidence in the Amazon flux estimates obtained from global inversion frameworks is low, given the scarcity of observations in this region.In this context, I started by analyzing in detail the Amazon net ecosystem exchange (NEE) inferred with two global inversions over the period 2002 — 2010. Both inversions assimilated data from the global observation network outside Amazonia, and one of them also assimilated data from four stations in Amazonia that had not been used in previous inversion efforts. I demonstrated that in a global inversion the observations from sites distant from Amazonia, as well as local observations, controlled the NEE inferred through the inversion. The inferred fluxes revealed large-scale structures likely not consistent with the actual NEE in Amazonia. This analysis confirmed the lack of observation sites in Amazonia to provide reliable flux estimates, and exposed the limitations of global frameworks, using low-resolution models to quantify regional fluxes. This limitations justified developing a regional approach.Then I evaluated the benefit of the regional atmospheric model BRAMS, relative to the global forecast system ECMWF, when both models provided the meteorological fields to drive the atmospheric transport model CHIMERE to simulate CO2 transport in tropical South America at high resolution (~35 km). I simulated the CO2 distribution with both transport models―CHIMERE-BRAMS and CHIMERE-ECMWF. I evaluated the model simulations with aircraft measurements in vertical profiles, analyzing the concentrations associated to the individual measurements, but also with horizontal gradients along wind direction between pairs of sites at different altitudes, or vertically integrated. Both transport models simulated the CO2 observations with similar performance, but I found a strong impact of the uncertainty in the transport models. Both individual measurements and horizontal gradients were most sensitive to NEE, but also to biomass burning CO2 emissions (EFIRE) in the dry season. I found that horizontal gradients were more suitable for inversions than individual measurements, since the former were less sensitive fluxes outside South America and further decreased the impact of the transport model uncertainty in altitude.Finally, I developed two analytical regional inversion systems for tropical South America, driven with CHIMERE-BRAMS and CHIMERE-ECMWF, and made inversions with four observation vectors: individual concentration measurements and horizontal gradients at five vertical levels, close to the surface, or horizontal gradients vertically integrated. I found a strong dependency of the inverted regional and sub-regional NEE and EFIRE emissions budgets on both the transport model and the observation vector. Inversions with gradients yielded a better separation of NEE and EFIRE signals. However, the large uncertainties in the inverted fluxes, did not yield high confidence in the estimates. Therefore, even though my study did not improve the knowledge of seasonal and year-to-year variations of the NEE in Amazonia, it demonstrated need of further efforts to improve transport modeling in the region and the inverse modeling strategy, at least through a careful definition of the observation vector that accounts for the characteristics of the available data, and the limitations of the current transport models
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Ben, Hadj Ali Hafedh. "Three dimensional visco-acoustic frequency domain full waveform inversion." Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4111.
Abstract:
En exploration sismique, il est primordial d’extraire des données enregistrées les paramètres physiques étudiés du sous-sol afin de localiser correctement les réservoirs potentiels. Dans ce cas, l’imagerie sismique est l’une des plus importantes étapes dans cette quête. Le processus d’imagerie a reposé pendant longtemps sur une décomposition par échelles : la première étape consiste à construire un modèle de vitesse des bas nombres d’ondes qui explique correctement la cinématique du signal enregistré et la seconde à prendre en compte l’amplitude par migration afin de détecter les contrastes de réflectivité. Dans les années 80, une méthode d’imagerie quantitative, nommée inversion des formes d’ondes, a été proposée pour rassembler les deux étapes du processus d’imagerie au sein d’une approche intégrée. L’objectif de l’inversion des formes d’ondes est de construire simultanément tout le spectre des nombres d’ondes en exploitant l’ensemble des arrivées enregistrées par des dispositifs d’acquisition fournissant un large éclairage angulaire du milieu. La méthode est formulée sous la forme d’un problème d’optimisation pour lequel les différences entre les données enregistrées aux récepteurs et les données modélisées sont minimisées au sens des moindres carrés. Dans ce contexte scientifique, l’objectif de cette thèse est de développer et d’évaluer une méthode d’inversion des formes d’ondes en domaine fréquentiel pour la reconstruction de modèles du sous-sol 3-D dans le cadre de l’approximation visco-acoustique ou le milieu est paramétré par la vitesse de propagation des ondes de compression, la densité et l’atténuationIn seismic exploration, it is crucial to extract from the recorded data the physical of the subsurface in order to correctly locate the potential reservoirs. In this context, seismic imaging is an important step in this quest. The imaging process has been for a long time based on a two-scale strategy : the first step consists in building a smooth velocity model, which correctly explains the kinematics, and the second step in taking into account the dynamics through a migration process to detect reflectivity contrasts. In the eighties, a quantitative imaging method, called waveform inversion, has been proposed to bring together the two stages in an integrated approach. The objective of waveform inversion is to build the whole spectrum of wavenumbers by exploiting all the recorded arrivals acquired by wide aperture acquisitions. The method is formulated as a least squares optimization problem which aims to minimize the differences between the recorded and the modelled data. During the last few years, the waveform inversion method has been a main research topic in the academic and industrial communities. Many issues related to the starting anisotropy and elasticity, and the transition from 2-D to 3-D have been investigated. In this context, the objective of this thesis is to investigate and to develop a waveform inversion approach in the frequency domain and within the visco-acoustic approximation for the reconstruction of a 3-D subsurface model where the model is parametrized by the P-waves velocity, density and attenuation
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Moudden, Yassir. "Estimation de paramètres physiques de combustion par modélisation du signal d'ionisation et inversion paramétrique." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112004.
Abstract:
Cette thèse est consacrée à la conception d'un système de mesure indirecte pour l'estimation quantitative de paramètres de combustion pertinents en termes de diagnostics et de contrôle moteur, fondé sur l'observation d'une grandeur aisément accessible, le signal d'ionisation. Nous avons envisagé une approche au sens des problèmes inverses. Il s'agit de construire un modèle paramétrique du signal d'ionisation au moyen des équations de la physique puis d'estimer les paramètres par inversion du modèle dans une boucle d'optimisation. L'extrême complexité des phénomènes participant vraisemblablement à la construction de ce signal ne nous a pas permis d'aboutir et nous nous sommes orientés vers une approche plus expérimentale. Nous avons mené une analyse statistique aveugle des données fournies par RENAULT dans le but d'expliciter une relation entre le signal d'ionisation et les grandeurs à estimer. L'étude statistique de données évoluant dans un espace de grande dimension étant notoirement maladroite, différentes méthodes classiques de réduction de la dimension apparente des données telles que l'Analyse en Composantes Principales, Projection Pursuit, etc. Ont été utilisées avec profit. Nous avons par ailleurs proposé une extension de cette dernière méthode en montrant l'utilité de critères issus de la théorie de l'information tels que l'information mutuelle ou la mesure de dépendance de Hellinger, pour la sélection de projections intéressantes. Nous avons aussi pu profitablement diminuer la dimension des données étudiées en recherchant un ensemble réduit de variables intermédiaires susceptibles de retenir une information relative à la grandeur d'intérêt. Ces analyses nous ont ensuite permis de proposer différents estimateurs de l'angle de pression de chambre maximale dont la précision et la stabilité ont été étudiées sur un sous ensemble des données disponibles correspondant à un domaine assez large de points de fonctionnement du moteurThe work described in this thesis investigates the possibility of constructing an indirect measurement algorithm of relevant combustion parameters based on ionization signal processing. Indeed, automobile manufacturers are in need of low cost combustion diagnoses to enhance engine control. Because of the extreme complexity of the physical phenomena in which the ionization signal originates, the traditional model-based approach appeared unrealistic and did not bring about conclusive results. We hence turned to performing a blind statistical analysis of experimental data acquired on a test engine. The analysis of high dimensional data being notoriously awkward, it is necessary to first reduce the apparent dimension of the signal data, keeping in mind the necessity of preserving the information useful in terms of our estimation problem. The usual techniques such as Principal Component Analysis, Projection Pursuit, etc. Are used to form and detect relevant variables. Further, a procedure for high dimensional data analysis derived as an extension of Exploratory Projection Pursuit, is suggested and shown to be a profitable tool. With this method, we seek interesting projections of high dimensional data by optimizing probabilistic measures of dependence such as Mutual Information, Hellinger divergence, etc. Finally, results are presented that demonstrate the quality and the stability of the low complexity in-cylinder peak pressure position estimators we derived, for a wide range of engine states
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Benachir, Mohcine. "Simulation numérique et modélisation des transistors MOS sur silicium sur isolant à inversion volumique." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0090.
Abstract:
Dans la premiere partie de la these, nous presentons un nouveau mode de fonctionnement des transistors mos sur silicium sur isolant, qui consiste dans l'inversion forte et totale du film de silicium. Nous presentons ensuite les avantages induits par ce nouveau mode de fonctionnement. Nous montrons aussi qu'il est possible d'etablir, dans les deux cas extremes de transistors a film de silicium respectivement tres mince et tres epais, des modeles analytiques simples qui decrivent adequatement le fonctionnement electrique des tmos a volume inverse (tmos-vi) en regime ohmique. La deuxieme partie est consacree a la presentation des diverses techniques numeriques et equations physiques que nous avons retenues pour la realisation du simulateur electrique bidimensionnel des structures tmos-ssi: isis ii. L'objet de la troisieme partie est d'illustrer les possibilites d'etudes par la simulation electrique des dispositifs ssi, offertes par isis ii
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Birrien, Florent. "Assimilation de données et inversion bathymétrique pour la modélisation de l'évolution des plages sableuses." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00870775.
Abstract:
Cette thèse présente une plateforme d'assimilation de données issues de l'imagerie vidéo et intégrée au modèle numérique d'évolution de profil de plage 1DBEACH. Le manque de jeux de données bathymétriques haute-fréquence est un des problèmes récurrents pour la modélisation morphodynamique littorale. Pourtant, des relevés topographiques réguliers sont nécessaires non seulement pour la validation de nos modèles hydro-sédimentaires mais aussi dans une perspective de prévision d'évolution morphologique de nos plages sableuses et d'évolution de la dynamique des courants de baïnes en temps réel. Les récents progrès dans le domaine de l'imagerie vidéo littorale ont permis d'envisager un moyen de suivi morphologique quasi-quotidien et bien moins coûteux que les traditionnelles campagnes de mesure. En effet, les images dérivées de la vidéo de type timex ou timestack rendent possible l'extraction de proxys bathymétriques qui permettent de caractériser et de reconstruire la morphologie de plage sous-jacente. Cependant, ces méthodes d'inversion bathymétrique directes sont limitées au cas linéaire et nécessitent, selon les conditions hydrodynamiques ambiantes, l'acquisition de données vidéo sur plusieurs heures voire plusieurs jours pour caractériser un état de plage. En réponse à ces différents points bloquants, ces travaux de thèse proposaient l'implémentation puis la validation de méthodes d'inversion bathymétrique basées sur l'assimilation dans notre modèle de différentes sources d'observations vidéo disponibles et complémentaires. A partir d'informations hétérogènes et non redondantes, ces méthodes permettent la reconstruction rapide et précise d'une morphologie de plage dans son intégralité pour ainsi bénéficier de relevés bathymétriques haute fréquence réguliers.
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Molina, Carpio Luis. "Modélisation inverse des flux de CO2 en Amazonie." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV040.
Abstract:
Une meilleure connaissance des variations saisonnières et interannuelles du cycle du carbone dans en Amazonie est essentielle afin de comprendre le rôle de cet écosystème dans le changement climatique. La modélisation atmosphérique inverse est un outil puissant pour estimer ces variations, en exploitant l'information sur la distribution spatiale et temporelle des flux de CO2 en surface contenue dans des observations de CO2 atmosphériques. Néanmoins, la confiance en les estimations des flux en Amazonie obtenues à partir des systèmes d'inversion mondiale est faible du fait du manque d'observations dans cette région.Dans ce contexte, j'ai d'abord analysé en détail les estimations de l'échange net de CO2 entre la biosphère et l'atmosphère (NEE) générées par deux inversions mondiales pour la période 2002 — 2010. Ces deux inversions ont assimilé des données provenant du réseau mondial d'observation du CO2 atmosphérique hors de l’Amérique du Sud, et une d'elles a assimilé des observations de quatre stations de surface en Amazonie, qui n'ont jamais été exploitées dans les études d'inversion précédentes. J'ai montré que dans une inversion mondiale les observations de stations loin d'Amazonie et les observations locales contrôlaient la NEE. Pourtant, les résultats ont révélé des structures à très grande échelle peu réalistes. L'analyse a confirmé le manque de stations en Amazonie pour fournir des estimations fiables, et les limites des systèmes d’inversion mondiale avec des modèles à très basse résolution.J'ai donc ensuite évalué l'apport de l'utilisation du modèle atmosphérique régional BRAMS, par rapport à celle du système mondial de prévision météorologique ECMWF, pour le forçage météorologique du modèle de transport atmosphérique CHIMERE simulant le CO2 en Amérique du Sud à haute résolution (~35 km). J'ai simulé le CO2 avec les deux modèles de transport―CHIMERE-BRAMS et CHIMERE-ECMWF. J'ai évalué ces simulations avec les profils verticaux de mesures aéroportées, en analysant les mesures individuelles et les gradients horizontaux de CO2 calculés entre paires de stations dans le sens du vent, à différentes altitudes ou intégrés sur la verticale. Les deux modèles de transport ont simulé les observations de CO2 avec une performance similaire, mais j'ai trouvé une importante incertitude sur les modèles de transport. Les mesures individuelles et les gradients horizontaux ont été surtout sensibles à la NEE, mais aussi, pendant la saison sèche, aux émissions des feux de biomasse (EFIRE). J'ai trouvé que l'assimilation des gradients horizontaux était plus approprié pour les inversions que celle des mesures individuelles, étant donné que les premiers ont été moins sensibles au signal associé aux flux hors de l'Amérique du Sud et à l'incertitude sur le modèle de transport en altitude.Finalement, j'ai développé deux systèmes d'inversion régionale pour l'Amérique du Sud tropicale avec les deux modèles de transport, et j'ai lancé des inversions avec quatre types de vecteurs d'observation: de mesures individuelles et gradients horizontaux sur cinq niveaux verticaux, à la surface, ou de gradients horizontaux intégrés sur la verticale. J'ai trouvé une forte dépendance des estimations des bilans régionaux et sub-régionaux de NEE et EFIRE au modèle de transport, ainsi qu'au vecteur d'observation. Les inversions assimilant des gradients horizontaux ont séparé mieux les signaux de NEE et EFIRE. Cependant, les grandes incertitudes sur les flux inversés ont réduit la confiance en ces estimations. Par conséquent, si mon étude n'a pas amélioré la connaissance des variations saisonnières et interannuelles de la NEE en Amazonie, elle a montré les besoins d'amélioration de la modélisation du transport dans la région et de la stratégie de modélisation inverse, du moins à travers une définition du vecteur d'observation appropriée qui prenne en compte les caractéristiques des données disponibles, et les limitations des modèles de transport actuelsA better knowledge of the seasonal and inter-annual variations of the Amazon carbon cycle is critical to understand the influence of this terrestrial ecosystem on climate change. Atmospheric inverse modeling is a powerful tool to estimate these variations by extracting the information on the spatio-temporal patterns of surface CO2 fluxes contained in observations of atmospheric CO2. However, the confidence in the Amazon flux estimates obtained from global inversion frameworks is low, given the scarcity of observations in this region.In this context, I started by analyzing in detail the Amazon net ecosystem exchange (NEE) inferred with two global inversions over the period 2002 — 2010. Both inversions assimilated data from the global observation network outside Amazonia, and one of them also assimilated data from four stations in Amazonia that had not been used in previous inversion efforts. I demonstrated that in a global inversion the observations from sites distant from Amazonia, as well as local observations, controlled the NEE inferred through the inversion. The inferred fluxes revealed large-scale structures likely not consistent with the actual NEE in Amazonia. This analysis confirmed the lack of observation sites in Amazonia to provide reliable flux estimates, and exposed the limitations of global frameworks, using low-resolution models to quantify regional fluxes. This limitations justified developing a regional approach.Then I evaluated the benefit of the regional atmospheric model BRAMS, relative to the global forecast system ECMWF, when both models provided the meteorological fields to drive the atmospheric transport model CHIMERE to simulate CO2 transport in tropical South America at high resolution (~35 km). I simulated the CO2 distribution with both transport models―CHIMERE-BRAMS and CHIMERE-ECMWF. I evaluated the model simulations with aircraft measurements in vertical profiles, analyzing the concentrations associated to the individual measurements, but also with horizontal gradients along wind direction between pairs of sites at different altitudes, or vertically integrated. Both transport models simulated the CO2 observations with similar performance, but I found a strong impact of the uncertainty in the transport models. Both individual measurements and horizontal gradients were most sensitive to NEE, but also to biomass burning CO2 emissions (EFIRE) in the dry season. I found that horizontal gradients were more suitable for inversions than individual measurements, since the former were less sensitive fluxes outside South America and further decreased the impact of the transport model uncertainty in altitude.Finally, I developed two analytical regional inversion systems for tropical South America, driven with CHIMERE-BRAMS and CHIMERE-ECMWF, and made inversions with four observation vectors: individual concentration measurements and horizontal gradients at five vertical levels, close to the surface, or horizontal gradients vertically integrated. I found a strong dependency of the inverted regional and sub-regional NEE and EFIRE emissions budgets on both the transport model and the observation vector. Inversions with gradients yielded a better separation of NEE and EFIRE signals. However, the large uncertainties in the inverted fluxes, did not yield high confidence in the estimates. Therefore, even though my study did not improve the knowledge of seasonal and year-to-year variations of the NEE in Amazonia, it demonstrated need of further efforts to improve transport modeling in the region and the inverse modeling strategy, at least through a careful definition of the observation vector that accounts for the characteristics of the available data, and the limitations of the current transport models
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Marescot, Laurent. "Modélisation directe et inverse en prospection électrique sur les structures 3D complexes par la méthode des éléments finis." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2087.
Abstract:
Ce travail a pour objectif la mise au point d'un ensemble d'outils de modélisation directe et inverse en utilisant le code d'éléments finis CESAR-LCPC. Ces outils sont adaptés aux données électriques collectées sur des structures 3D à géométrie complexe. Pour le problème direct, un programme utilitaire servant d'interface avec le solveur CESAR a été créé afin de modéliser des séquences de mesures électriques (tomographies). Afin de pouvoir inverser un nombre important de données sur des modèles de grandes dimensions, une fonction objectif est minimisée en utilisant la technique de l'état adjoint. Cette approche est originale car elle vise le calcul direct de la variation à apporter aux paramètres du modèle, sans évaluation explicite de la matrice de sensibilité. Des données synthétiques ont été utilisées pour valider cet algorithme d'inversion. La fiabilité des modèles inversés est testée en utilisant un méthode de calcul de l'indice ROI (Region Of Investigation)This work presents the adaptation and the use of the CESAR-LCPC finite element code for the forward and inverse modelling of 3D resistivity data. A forward modelling tool was created to simulate tomographies with CESAR and an inversion code was also presented for the processing of resistivity tomographies on complex 3D structures using any electrode arrangement. This algorithm is well suited for the processing of large data sets with a lot of unknown model parameters. The inversion code uses an original strategy to avoid the explicit calculation of a sensitivity matrix. The adjoint-state of the potential field is used to minimize an objective function for the electrical inverse problem. Finally, a ROI (Region Of Investigation) index method is used to assess whether features in the model are caused by the data or are artefacts of the inversion process
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Lahet, Florence. "Caractérisation optique d'eaux côtières mediterraneennes : mesure, modélisation et inversion des réflectances. Application aux observations satellitales." Toulon, 1999. http://www.theses.fr/1999TOUL0012.
Abstract:
La détermination des paramètres de qualité de l'eau en zones côtières est abordée par des approches expérimentales et algorithmiques. L’aspect expérimental concerne la mesure du coefficient d'atténuation et de la reflectance. La méthode algorithmique est fondée sur une approche semi-analytique. Un modèle de reflectance a trois composantes, prenant en compte les effets optiques de la matière organique dissoute, du phytoplancton et des particules minérales est inverse afin d'estimer la concentration en chlorophylle a, chl, l'indice de réfraction des sédiments, m r, et le coefficient d'absorption de la matière organique dissoute a 440 nm, a y(440), a partir des spectres de reflectance et des concentrations en sédiments, c, mesurées sur site. La procédure d'inversion, consistant a minimiser la différence quadratique entre reflectances modélises et mesures, est appliquée a partir de données expérimentales collectes a l'embouchure de l'ebre. La méthode proposée est peu précise pour la détermination de chl. Les valeurs de m r et a y(440) sont comparables a celles disponibles dans la littérature et peu sensibles aux variations de chl. Une classification optique des eaux du site est introduite afin d'améliorer la précision sur chl. Pour chaque classe d'eau, des valeurs typiques de c, chl, m r et a y(440) sont détermines et des corrélations sont établies entre la dérivée première de la reflectance et ces quatre paramètres. Il apparaît qu'en associant une méthode empirique et une méthode semi-analytique les concentrations en sédiments et en chlorophylle peuvent être estimées avec des coefficients de variation inférieurs a 50%. La démarche proposée consiste a évaluer chl a partir d'algorithmes empiriques puis c et a y(440) par inversion du modèle de reflectance avec, comme paramètres d'entrée, la valeur moyenne de m r typique de la classe d'eau étudiée et la valeur empirique de chl. Enfin, nous examinons l'extension de notre méthode de restitution des paramètres de qualité de l'eau en considérant les reflectances échantillonnées à la position des canaux merisThe determination of water quality parameters in coastal waters is tackled by experimental and algorithmic approaches. The experimental aspect includes measurements of attenuation coefficient and reflectance. The algorithmic method is based on a semi-analytic approach. A three-component reflectance model, that takes into account the contributions of dissolved organic matter, phytoplankton and mineral particles is inverted in order to estimate the chlorophyll a concentration, chl, the sediment refractive index, mr, and the absorption coefficient of disoived organic matter at 440 nm, ^(440), from experimental reflectance spectra and suspended sediments concentrations, C. The inversion procedure, based on the minimization of the quadratic difference between modelled and experimental reflectance values, is applied to experimental data collected in the Ebro River mouth area. It appears that chl values are not accurately retrieved using the proposed method and that mr and a, (440) values are realistic as compared to those previously published and little sensitive to chl variations. A colour classification of the study area waters is introduced in order to improve the precision of chl estimates. Each water class is associated with typical values of C, chl, m, and av(440) and correlations are established between the first derivative of reflectance and those four parameters. Associating an empiric method and a semi-analytic method allows the concurrent estimate of suspended sediment and chlorophyll a concentrations with variation coefficients lower than 50 %, The proposed method consists in estimating chl from empirical algorithms then C and av(440) are determined by inversion of the reflectance model parameterized from the mean value of mr typical of the water class considered and from the empirical value of chl. Finally, we examine the extension of our method of water quality parameters restitution by considering the reflectances sampled at the wavelengths of MERIS channels
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Arnst, Maarten. "Inversion de modèles probabilistes de structures à partir de fonctionsde transfert expérimentales." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00238573.
Abstract:
L'objectif de la thèse est de développer une méthodologie d'identification expérimentale de modèles probabilistes qui prédisent le comportement dynamique de structures. Nous focalisons en particulier sur l'inversion de modèles probabilistes à paramétrage minimal, introduits par Soize, à partir de fonctions de transfert expérimentales. Nous montrons d'abord que les méthodes classiques d'estimation de la théorie des statistiques mathématiques, telle que la méthode du maximum de vraisemblance, ne sont pas bien adaptées pour aborder ce problème. En particulier, nous montrons que des difficultés numériques, ainsi que des problèmes conceptuels dus au risque d'une mauvaise spécification des modèles, peuvent entraver l'application des méthodes classiques. Ces difficultés nous motivent à formuler l'inversion de modèles probabilistes alternativement comme la minimisation, par rapport aux paramètres recherchés, d'une fonction objectif, mesurant une distance entre les données expérimentales et le modèle probabiliste. Nous proposons deux principes de construction pour la définition de telles distances, basé soit sur la fonction de logvraisemblance, soit l'entropie relative. Nous montrons comment la limitation de ces distances aux lois marginales d'ordre bas permet de surmonter les difficultés mentionnées plus haut. La méthodologie est appliquée à des exemples avec des données simulées et à un problème en ingénierie civile et environnementale avec des mesures réelles.
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Sandu, Leontina. "Inversion de modèles paramétriques : application aux mesures indirectes de températures." Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112343.
Abstract:
Ce travail porte sur la résolution d'un problème inverse de conduction de la chaleur. Il s'agit de l'estimation des températures sur la paroi interne d'un corps cylindrique à partir d'un nombre restreint d'observations de température en paroi externe. Nous construisons dans une première partie différents types de modèles directs susceptibles de nous aider à résoudre ce problème de mesure : modèle direct analytique, numérique et paramétrique. Les résultats prometteurs de l'estimation du profil de températures à l'intérieur du corps en utilisant des modèles paramétriques de comportement motivent l'étude plus approfondie de ces dernières. Par ailleurs, des travaux antérieurs qui portent sur d'autres applications avaient démontré que l'utilisation des fonctions paramétriques de comportement comme modèle direct peut conduire à des résultats très performants. La deuxième partie du travail est dédiée à la construction et à la discrimination entre plusieurs fonctions paramétriques candidates. Nous avançons quelques notions théoriques en vue de la construction des fonctions modèles. Nous démontrons l'intérêt de choisir une fonction modèle suivant l'objectif d'inversion dicté par l'application : estimation des paramètres, de la fonction modèle aux "points" inaccessihles ou d'une autre fonction des paramètres. Les critères proposés choisissent le "meilleur" modèle pour un objectif d'inversion fixé utilisant la notion d'information apportée par une expérience. Ces modèles de comportement pouraient être integrés dans les instruments de mesure utilisés dans l'évaluation non-destructive des températures ou d'autres grandeurs physiquesThe general context of this work is the non-linear reconstruction of a mesurand or so-called the non-linear inverse problem with a very small data set. We are concerned with an inverse problem of heat conduction that deals with the determination of the internaI temperature from measured temperatures outside a heat conducting body. Ln order to solve this measurement problem, we propose different modelling techniques: analytical, numerical and the tehnique using external parametric models. Good existing results obtained from parametric estimation of temperature profiles lead us to study more deeply the external parametric models. Previous work has also demonstrated the interest of parametric functions as forward model for other applications. Those functions are simple to implement and result in good pelformance of the inversion process. We study the problem of construction of some candidates for parametric models. The discrimination between candidates is studied. Some theoretical notions for construction of parametric functions are advanced. We demonstrate that the choice of the parametric function depends on the significant quantity to estimate. This quantity could be the parameter vector, the model function in some points "inaccessible" to observation or an other parametric function. The proposed criteria choose the "best" function with respect to the inversion goal using the information gained in the experiment. The best model will be specific to the measurement goal and must be "sufficiently" close to real observations. Instruments for temperature measurement or other physical quantities measurement could include this type of model
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Edouard, David. "Modélisation et supervision d'un réacteur à inversion de flux pour la destruction de composés organiques volatils." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10198.
Abstract:
Le réacteur à inversion de flux est une technologie innovante et spécialement efficace pour la purification de l'air contenant des composés organiques volatils à basse concentration. L'inversion périodique du sens d'écoulement permet de piéger une onde thermique pour créer des conditions de température propices à la réaction sans toutefois produire d'effluents chauds. Notre action a porté sur les points suivants : - Etude de l'influence des paramètres opératoires sur le comportement thermique du procédé, - Développement d'un modèle simplifié capable de décrire simplement la dynamique du procédé. - Synthèse d'un observateur d'états qui permet d'estimer en ligne le profil de température dans les monolithes et la concentration d'entrée en COV, - Elaboration d'une stratégie de commande qui assure un fonctionnement optimal du procédé.
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Nalpas, Thierry. "Inversion des grabens du sud de la mer du Nord. Données de sub-surface et modélisation analogique." Phd thesis, Université Rennes 1, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656044.
Abstract:
Le concept d'inversion tectonique a été introduit par les géologues pétroliers de la Mer du Nord, pour traduire l'aspect anormal de grabens formant des hauts structuraux par rapport à leurs plates-formes. La compréhension des mécanismes de l'inversion et des paramètres influents sur ces mécanismes est très importante à la fois pour l'industrie pétrolière, afin de mieux connaÎtre la genèse et le piégeage des hydrocarbures dans les grabens inversés, mais aussi pour la recherche fondamentale, quant à leur signification géodynamique. En effet, étudier l'inversion tectonique des bassins sédimentaires, et tenter d'en comprendre le fonctionnement, c'est aussi aborder la déformation continentale sous l'un d~ ses aspects fondamentaux: la réactivation des structures héritées d'échelle crustale. La zone d'étude considérée dans ce travail est le Sud de la Mer du Nord, et plus particulièrement le "Broad Fourteens basin" qui fait partie des grabens hollandais. Les grabens de la Mer du Nord se sont formés entre le Trias et le Crétacé inférieur et ont été inversés au Crétacé supérieur et au Tertiaire. La variation de leur orientation et la présence pour certains d'entre eux' d'un niveau de décollement supracrustal, le sel Zechstein, en font des structures très diversifiées. L'analyse précise des données de sub-surface du "Broad Fourteens Basin" a d'abord permis d'identifier les paramètres les plus importants de l'inversion tectonique. Plusieurs séries d'expériences sur modèles analogiques ont ensuite été réalisées pour étudier les effets de ces paramètres sur le développement des structures d'inversion. Les expériences ont montré que l'inversion d'un graben d'échelle crustale par réactivation de failles normales à fort pendage ne peut se faire qu'a obliquité a entre graben et compression inférieure à 45°. L'inversion se soit par une partition de la déformation entre décrochement sur le normales héritées et chevauchement néoformés (a > 45°), soit par une réactivation des failles normales en chevauchements oblique (a < 45°). Lorsque la couverture est décollée du socle, le chevauchement du remplissage du graben sur les plates-formes est localisé sur les bordures. Cet effet est accentué par la présence de diapirs de bordure de graben lorsqu'ils existent. Cette analyse structurale détaillée, menée sur le "Broad Fourteens Basin", a ensuite été étendue aux autres grabens des domaines Centre et Sud de la Mer du Nord. L'ensemble des données cinématiques obtenues est utilisé pour proposer une interprétation géodynamique de l'inversion des grabens de la Mer du Nord en tant qu'e conséquence de la collision Alpine.
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Dupuy, Bastien. "Propagation des ondes sismiques dans les milieux multiphasiques hétérogènes : modélisation numérique, sensibilité et inversion des paramètres poroélastiques." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00657366.
Abstract:
La propagation des ondes sismiques dans les milieux poreux multiphasiques présente des enjeux nombreux, tant sur le plan environnemental (risques naturels, géotechnique, pollutions de nappes...) que pour les réservoirs (aquifères, hydrocarbures, stockages de CO2...). L'utilisation des ondes sismiques pour étudier ces milieux se justifie par le fait qu'en se propageant, les ondes sont déformées par le milieu qu'elles traversent et contiennent ainsi des informations aux capteurs sur les phases fluides et solides et sur le squelette poreux. Ce travail de thèse s'intéresse aux caractéristiques des ondes sismiques dans les milieux multiphasiques (plusieurs phases fluides et solides), depuis la description physique jusqu'à la caractérisation des paramètres constitutifs par inversion, en passant par la modélisation numérique 2D de la propagation. La première partie du travail a consisté à décrire la physique des milieux multiphasiques (phase par phase et leurs intéractions dynamiques) en utilisant des méthodes d'homogénéisation pour se ramener à un milieu équivalent défini par sept paramètres. Ainsi, dans des milieux simple porosité saturés et dans des milieux plus complexes (double porosité, partiellement saturés ou visco-poroélastiques), je peux calculer la propagation des ondes sismiques sans approximation. En effet, j'utilise une méthode numérique dans le domaine fréquence-espace qui permet de prendre en compte tous les termes qui dépendent de la fréquence sans approximation. La discrétisation spatiale utilise une méthode d'éléments finis discontinus (Galerkin discontinu) qui permet de considérer des milieux hétérogènes.Je montre notamment que les attributs sismiques (vitesses et atténuations) des milieux poreux complexes sont fortement dispersifs et les formes d'ondes complètes, calculées sans approximation, sont fortement dépendantes de la description physique du milieu. La caractérisation des paramètres poroélastiques s'effectue par inversion. Une méthode en deux étapes a été proposée : la première consiste en une inversion ''classique'' (tomographie, inversion des formes d'ondes complètes) des données (sismogrammes) pour obtenir des paramètres macro-échelles (attributs sismiques). La seconde étape permet de reconstruire, à partir des paramètres macro-échelles, les paramètres poroélastiques micro-échelles. Cette étape d'inversion utilise une méthode d'optimisation semi-globale (algorithme de voisinage). Une analyse de sensibilité montre qu'en connaissant a-priori certains paramètres, on peut inverser avec précision les paramètres du squelette poroélastique ou retrouver la nature du fluide saturant, à partir des vitesses de propagation. En revanche, pour retrouver la saturation en fluide, il est préférable de connaître les atténuations. Deux applications réalistes (monitoring de réservoir et hydrogéophysique) mettent en oeuvre ce type d'inversion en deux étapes et démontrent qu'à partir de données estimées par des méthodes classiques d'imagerie, on peut remonter à certains paramètres poroélastiques constitutifs.
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Lenot, Xavier. "Modélisation et inversion d'images hyperspectrales : quantification et prise en compte du relief et de la réflectance bidirectionnelle." Toulouse, ENSAE, 2005. http://www.theses.fr/2005ESAE0009.
Abstract:
L'imagerie hyperspectrale est une technique en plein essor, qui permet d’acquérir des images étalonnées en luminance, sur un grand nombre de bandes spectrales étroites et contigües. La luminance mesurée est le résultat d’une interaction entre l'éclairement solaire, l'atmosphère, et la surface du sol. Pour appliquer une méthode de détection ou de classification du sol, il est nécessaire d’isoler au préalable les propriétés optiques de la surface, en s'affranchissant des phénomènes d’absorption et de diffusion du rayonnement. Sur une zone montagneuse, une correction supplémentaire est nécessaire pour prendre en compte les variations du rayonnement montant inhérentes au relief. Cette thèse propose une nouvelle méthode de correction atmosphérique et topographique des images hyperspectrales dans le domaine réflectif (0,4 um à 2,5 pm). Cette méthode permet de remonter en quatre étapes successives, à une carte de réflectances indépendantes des conditions de mesures de l'image de luminances. De nouveaux modèles ont notamment été développés pour modéliser l'éclairement incident sur la scène, et la luminance diffuse montante. Une première validation effectuée par inversion d’images synthétiques, montre une bonne adéquation entre la réflectance restituée et la réflectance initiale. L'étude de sensibilité aux données d’entrée a montré que la source principale d’erreurs sur l'inversion est le Modèle Numérique de Terrain. Des imprécisions en altitude, ou sur l'ortho-rectification de l'image, engendrent des erreurs sur la réflectance supérieures à celles obtenues en supposant le sol plat. La campagne de mesures réalisée au cours de cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet HYPERGEMME, dont l’un des objectifs est d’évaluer l’apport de l'imagerie hyperspectrale en géologie. Aussi, le massif montagneux de Maqsad (Oman), dont la cartographie géologique est parfaitement maîtrisée, est survolé par l'imageur hyperspectral HYMAP. Les mesures acquises au sol par l’ONERA ont pour but de valider le code SIERRA. Comparée à la réflectance de surface mesurée sur le site, la réflectance restituée par inversion des images HYMAP est estimée avec une précision de 5%. Malgré de nombreuses imprécisions sur le MNT, cette campagne a également permis de mettre en évidence l'apport de la correction topographique réalisée dans SIERRA par rapport aux codes supposant le sol plat.
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Gaubert, Quentin. "Caractérisation et modélisation des phénomènes gouvernant le séchage par atomisation de suspensions colloïdales." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0300/document.
Abstract:
Ces travaux s’inscrivent dans le cadre des recherches sur l’optimisation du séchage par atomisation de suspensions colloïdales employées pour la production de supports de catalyseurs. Pour mieux appréhender les phénomènes fondamentaux qui régissent ce procédé, le problème a été ramené à celui de l’étude expérimentale et la modélisation du séchage d’une goutte unique en lévitation dans un champ acoustique sous flux gazeux. L’expérience permet de contrôler les différents paramètres de séchage dans la chambre d’évaporation. Le suivi du séchage a été réalisé à l’aide de techniques optiques (vélocimétrie laser, imagerie en transmission et diffractométrie à l’angle d’arc-en-ciel) et des analyses post-mortem complémentaires. L’emploi de la diffractométrie arc-en-ciel a nécessité le développement d’un modèle d’optique géométrique avancé capable de décrire la diffusion de gouttes ellipsoïdales et les effets des suspensions nanoparticulaires sur le phénomène d’arc-en-ciel. Le modèle de séchage est un modèle à symétrie radiale. Il permet de prédire les taux d’évaporation, les profils internes de concentration et la déformation finale du grain. Les comparaisons expérimentales ont montré qu’il prédit très correctement le taux de séchage des gouttes colloïdales pour des nombres de Reynolds compris entre 100 et 230, des températures comprises entre 25°C et 55°C et des taux d’hygrométrie compris entre 2.5% et 70%. Il ressort également que le seuil de croûtage, identifié ici à partir du changement de régime du taux d’évaporation, semble intervenir pour des concentrations volumiques locales en nanoparticules de l’ordre de 12.3% bien inférieures aux concentrations de blocage des pâtesThis PhD work takes place in the framework of researches on the optimization of the spray drying of colloidal suspensions used for catalyst support production. To better understand fundamental phenomena governing this process, the problem is reduced to the experimental study and modelling of the drying of a single droplet levitated in an acoustic field with an external gas flow. The experiment allows also controlling parameters such as composition of the suspension, temperature or humidity inside evaporation chamber. The drying is monitored using in situ optical diagnostics (particle image velocimetry, shadowgraphy and rainbow diffractometry) as well as post-mortem analyzes. The use of rainbow diffractometry has required the development of advanced light scattering models accounting for the droplet non-sphericity and heterogeneity. The drying model is a model with radial symmetry. It predicts various quantities such as the droplet evaporation rate, internal concentration profile or the deformation of the final grain. Experimental comparisons show that this model can accurately predicts the drying rate of colloidal droplet for Reynolds numbers ranging from 100 to 230, temperatures between 25°C and 55°C and relative humidity between 2.5% and 70%. It is also shown that the crust compactness factor, about 12% when identified from the change in the rate of evaporation, is much lower than that reported classically for the jamming of dense suspensions
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Lévesque, Martin. "Modélisation du comportement mécanique de matériaux composites viscoélastiques non linéaires par une approche d'homogénéisation." Paris, ENSAM, 2004. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001237.
Abstract:
L’objectif principal de ce travail de thèse est d’établir un modèle, s’appuyant sur l’homogénéisation, permettant la prédiction du comportement mécanique de matériaux composites viscoélastiques non linéaires. L’approche est appliquée à un polypropylène renforcé de billes de verre réparties aléatoirement. La première partie du document est consacrée à l’écriture et l’identification d’une loi de comportement viscoélastique non linéaire pouvant être appliquée au polypropylène. La deuxième partie traite de l’établissement du modèle ainsi que de son implémentation numérique. Le modèle d’homogénéisation est développé au troisième chapitre. L’approche proposée permet de transposer certains modèles existants pour des matériaux ne dépendant pas de l’histoire de chargement à des comportements viscoélastiques non linéaires. La méthodologie permet donc de ramener le problème viscoélastique non linéaire à un problème viscoélastique linéaire à histoire de déformations libres. Ce nouveau problème est résolu à l’aide du principe de correspondance viscoélastique linéaire et des transformées de Laplace-Carson. Le quatrième chapitre est dédié à l’implémentation numérique du modèle. On insiste notamment sur le fait que le matériau viscoélastique linéaire de comparaison rencontre les exigences de la thermodynamique des milieux continus. De plus, nous proposons un algorithme conduisant à une inversion précise des transformées de Laplace-Carson. Finalement, la dernière partie de la thèse est consacrée à la validation des modèles proposés. Des modèles éléments finis de la microstructure et l’implémentation de la loi de comportement viscoélastique non linéaire sont réalisés au ch(…)The main objective of this thesis is to develop a model, based on homogenisation, for predicting the mechanical response of nonlinear viscoelastic composites. The model is applied to a glass beads reinforced polypropylene in which the beads are randomly distributed. The initial part of the thesis is concerned with the development of a three dimensional nonlinear viscoelastic constitutive law that can be applied to this polypropylene composite. The second stage of the thesis deals with the development and identification of the homogenisation model while this theoretical model is presented in Chapter Three. This approach allows material models, for which the response does not depend on the load history, to be applied to nonlinear viscoelastic materials. The approach involves transforming the initial nonlinear viscoelastic problem into one which is linear viscoelastic with a history of stress-free deformations. This problem is solved with the linear viscoelastic correspondence principle and Laplace-Carson transforms. Chapter Four deals with the numerical implementation of such a model. The implementation is achieved in such a way that the comparison materials, which represent the new linear viscoelastic problem, satisfy all thermodynamic requirements. Moreover, a new algorithm has been developed to numerically invert the Laplace-Carson transforms with good accuracy. The final part of the thesis validates the theoretical model through means of finite element models of typical microstructures and the numerical implementation of the nonlinear viscoelastic constitutive law. Comparisons are also presented between the predictions of the homogenisation model, the fi(…)
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Wehr, Hannah. "Modélisation 3D des Pyrénées à partir des données géologiques, gravimétriques et sismiques." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30317/document.
Abstract:
Un modèle géologique tridimensionnel des Pyrénées et de leurs bassins d'avant-pays est construit avec le logiciel GeoModeller. Ce modèle tient compte de toutes les informations géologiques et géophysiques disponibles et couvre l'ensemble des Pyrénées, de l'Océan Atlantique à la Mer Méditerranée, et de la Chaîne Ibérique au Massif Central, jusqu'à 70 km de profondeur. Il est capable d'expliquer les principales caractéristiques des anomalies de Bouguer et des temps de trajet sismiques. Des inversions 3D sont réalisées pour affiner ce modèle. La modélisation et l'inversion géologiques et géophysiques révèlent des différences dans la structure crustal entre les Pyrénées occidentales et centrales et les Pyrénées orientales. Elles montrent en outre la présence de manteau exhumé et enfermé dans la croûte sous le Massif du Labourd et à Saint-Gaudens ainsi que la nécessité d'une anomalie de faible densité dans les Pyrénées orientalesA three-dimensional geological model of the Pyrenees and their foreland basins is constructed with the GeoModeller software. This model accounts for all the geological and geophysical information available and covers the whole Pyrenees, from the Atlantic Ocean to the Mediterranean Sea, and from the Iberian Range to the Massif Central, down to 70 km depth. It is able to explain main features of Bouguer gravity anomalies and of seismic travel times. 3D inversion is performed to refine this model. Joint geological and geophysical modeling and inversion reveal differences in the crustal structure between the western and central Pyrenees and the eastern Pyrenees. They show furthermore the presence of exhumed mantle material enclosed in the crust beneath the Labourd Massif and Saint-Gaudens, as well as the necessity of a low density anomalie in the eastern Pyrenees
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Cisonni, Julien. "Modélisation et inversion d'un système complexe de production de signaux acoustiques : application à la voix et aux pathologies." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0103.
Abstract:
La modélisation physique de la phonation a pour but d'expliquer et reproduire les phénomènes intervenant lors des oscillations des plis vocaux, à l'origine des signaux acoustiques constituant les sons voisés de la parole. Cette thèse propose tout d'abord une étude expérimentale et la modélisation de l'influence de différentes conditions mécaniques, géométriques et acoustiques sur les propriétés des oscillations de répliques déformables de plis vocaux. Un intérêt particulier est ensuite porté sur la modélisation de l'écoulement glottique. L'inversion des modèles unidimensionnels est utilisée pour estimer des quantités généralement considérées comme les paramètres d'entrée/contrôle. Un modèle laminaire 2D basé sur la méthode des éléments finis est mis en oeuvre pour décrire plus finement l'écoulement glottique. Les prédictions des modèles d'écoulement sont confrontées à des mesures in-vitro réalisées sur des répliques rigides de plis vocaux pour différentes conditionsPhysical modeling of phonation intends to explain and reproduce the phenomena occurring during the vocal folds oscillations, which generate the acoustical signal of the voiced sounds of speech. This thesis proposes at first an experimental study and the modeling of the influence of different mechanical, geometrical and acoustical conditions on the oscillations properties of vocal folds deformable replicas. A particular attention is then paid to the glottal flow modeling. The inversion of one-dimensional models is used to estimate quantities generally considered as input/control parameters. A 2D laminar flow model based on the finite element method is implemented in order to describe more precisely the glottal flow. Flow models predictions are compared to in-vitro measurements performed on vocal folds rigid replicas for several conditions
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Cisonni, Julien. "Modélisation et inversion d'un système complexe de production de signaux acoustiques : application à la voix et aux pathologies." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00363714.
Abstract:
La modélisation physique de la phonation a pour but d'expliquer et reproduire les phénomènes intervenant lors des oscillations des plis vocaux, à l'origine des signaux acoustiques constituant les sons voisés de la parole. Cette thèse propose tout d'abord une étude expérimentale et la modélisation de l'influence de différentes conditions mécaniques, géométriques et acoustiques sur les propriétés des oscillations de répliques déformables de plis vocaux. Un intérêt particulier est ensuite porté sur la modélisation de l'écoulement glottique. L'inversion des modèles unidimensionnels est utilisée pour estimer des quantités généralement considérées comme les paramètres d'entrée/contrôle. Un modèle laminaire 2D basé sur la méthode des éléments finis est mis en oeuvre pour décrire plus finement l'écoulement glottique. Les prédictions des modèles d'écoulement sont confrontées à des mesures in-vitro réalisées sur des répliques rigides de plis vocaux pour différentes conditions.
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Penz, Sébastien. "Modélisation et inversion de données électriques en courant continu : vers une prise en compte efficace de la topographie." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00796438.
Abstract:
L'imagerie électrique est un outil de plus en plus important pour un large domaine d'applications relatives à la caractérisation de la subsurface proche. D'importants développements ont été réalisés au cours des vingt dernières années pour l'amélioration des systèmes d'acquisitions et des algorithmes d'inversions. L'acquisition et le traitement de gros jeux de données reste toutefois une tâche délicate, en particulier en présence de topographie. Afin d'améliorer la gestion de la topographie, nous avons développé un nouvel algorithme d'inversion électrique 2.5D et 3D. Nous avons proposé deux nouvelles formulations pour supprimer la singularité à la source. Le problème direct est résolu en utilisant la méthode des Différences Finies Généralisées et des maillages non structurés, permettant une représentation précise de la topographie. Le code d'inversion utilise la méthode de l'état adjoint pour calculer le gradient de la fonction objective de manière économique. Cette approche a donné de bons résultats avec des données synthétiques. Les premiers résultats sur des données réelles ont permis de retrouver les principales structures de la subsurface, ainsi que plusieurs zones de faibles résistivités pouvant correspondre à des zones fracturées.
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Penz, Sébastien. "Modélisation et inversion de données électriques en courant continu : vers une prise en compte efficace de la topographie." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0016.
Abstract:
L'imagerie électrique est un outil de plus en plus important pour un large domaine d'applications relatives à la caractérisation de la subsurface proche. D'importants développements ont été réalisés au cours des vingt dernières années pour l'amélioration des systèmes d'acquisitions et des algorithmes d'inversions. L'acquisition et le traitement de gros jeux de données reste toutefois une tâche délicate, en particulier en présence de topographie. Afin d'améliorer la gestion de la topographie, nous avons développé un nouvel algorithme d'inversion électrique 2.5D et 3D. Nous avons proposé deux nouvelles formulations pour supprimer la singularité à la source. Le problème direct est résolu en utilisant la méthode des Différences Finies Généralisées et des maillages non structurés, permettant une représentation précise de la topographie. Le code d'inversion utilise la méthode de l'état adjoint pour calculer le gradient de la fonction objective de manière économique. Cette approche a donné de bons résultats avec des données synthétiques. Les premiers résultats sur des données réelles ont permis de retrouver les principales structures de la subsurface, ainsi que plusieurs zones de faibles résistivités pouvant correspondre à des zones fracturéesDC resistivity imaging plays an important role for a wide range of applications related to the characterization of the shallow subsurface. Major developments have been made over the last two decades to improve acquisition systems as well as resistivity inversion. Nevertheless, large-scale data sets still represent a challenging task, in particular with arbitrary topography. In order to better take into account topography, we have developed a new 2.5D/3D tomographic inversion code. Two new formulations for the singularity removal have been proposed. The direct problem is solved in the framework of the Generalized Finite Differences Method, that allows the use of unstructured meshes yielding a fine represention of topography. The inversion code uses the adjoint state method to compute the gradient of the misfit function in a numerically efficient way, giving goodresults on synthetic data. First results on real data have shown the main subsurface structures, as well as several low resistivity zones possibly corresponding to fractured areas
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Lejri, Mostfa. "Subsurface stress inversion modeling using linear elasticity : sensitivity analysis and applications." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS212/document.
Abstract:
Aujourd’hui, l’un des principaux défis dans l’industrie pétrolière, et particulièrement dans le domaine de l’exploration, est l’exploitation des nouvelles ressources dans des zones structuralement complexes.Nous savons que la géométrie et le glissement le long des failles actives modifie la distribution locale des contraintes. La connaissance du champ de contrainte perturbé actuel est importante pour l’étude des tremblements de Terre, pour la planification de forages ainsi que pour la prédiction de la fracturation induite par l’hydro-fracturation et la prédiction de la réactivation des fractures. Les contraintes perturbées passées, quant à elles sont responsables du développement des fractures naturelles (préexistantes). La détection et la modélisation de celles-ci sont essentielles tant dans le domaine pétrolier (migration et piégeage des fluides) pour une exploitation efficace et à moindre coût des réserves naturelles.Comprendre et quantifier le développement spatial et temporel de ces contraintes a un impact économique non négligeable. L'analyse des paléo-contraintes a été introduite dans un premier temps par Anderson (1905 & 1942) de manière intuitive, puis dans le milieu du siècle dernier, Wallace (1951) et Bott ( 1959) proposèrent les simples postulats que le champ de contrainte est homogène et que la direction du rejet est parallèle à la traction projetée sur le plan de faille. Beaucoup de méthodes d’inversion de contraintes reposent aujourd’hui sur ce principe.Afin d’étudier la validité de l’hypothèse Wallace et Bott, une comparaison avec les vecteurs de glissement générés à partir de modèles numériques (BEM) est effectuée. En testant l’influence de multiples paramètres (géométrie, contraintes au limites du modèle, friction, coefficient de poisson, demi-espace, pression de fluide dans la faille), il est montré que les failles à géométries complexes soumises à certaines contraintes aux limites peuvent engendrer des vecteurs glissements présentant des écarts important avec les la plus grande contraintes cisaillantes résolue sur le plan de faille. A l’inverse, la présence d’une forte friction de glissement permet, dans certaines conditions, de valider l’hypothèse de Wallace et Bott. On s’attache ensuite à comparer les résultats des inversions de contraintes basées sur l’hypothèse de Wallace et Bott (appelé méthode d’inversion classique de contraintes) avec une méthode géomécanique. Pour cela, une faille à géométrie complexe est utilisée dans une étude de sensibilité (contraintes aux limites, friction, échantillonnage) permettant d’analyser l’incertitude des résultats des deux méthodes d’inversion. Cette analyse est ensuite confrontée à l’étude d’un cas de terrain, montrant les avantages et inconvénients des méthodes d’inversions classiques de contraintes.Un des principaux défis de l’industrie pétrolière est l’exploitation des ressources des zones structuralement complexes telles que les réservoirs naturellement fracturés. Connaitre l’état de contraintes hétérogène passé permet d’optimiser la modélisation de ces fractures naturelles. Etant donné que les glissements sur les failles sont difficiles à observer dans les réservoirs pétroliers, les données de d’orientation de fractures (joints, failles, stylolites) sont naturellement prises en compte lors de l’inversion des contraintes. On montre, en utilisant divers exemples de terrain et d’industrie, que dans de tels cas, l’utilisation d’inversions basée sur la mécanique est beaucoup plus appropriée. Cependant, il est parfois difficile de déterminer le type cinématique de fracture observée le long des puits, et très souvent, les zones étudiées ont subi une tectonique polyphasée. La dernière partie vise donc à résoudre le problème des données de types cinématiques non identifiables (joints, failles, stylolites…) et étend parallèlement l’inversion mécanique des contraintes à la séparation de phases tectoniquesToday, one of the main challenges in the oil industry, especially during the exploration phase, is the exploitation of new resources in structurally complex areas such as naturally fractured reservoirs, salt diapirs, mountain ranges, and unconventional reservoirs.We know that the geometry and sliding along active faults modifies the local stress distribution. Knowing the present day perturbed stress field is important for the study of earthquakes, for the planning of the borehole drilling and stability as well as for the prediction of fractures induced by hydro-fracturing and reactivation of natural fractures. In the other side, perturbed paleostress are responsible for the development of (pre-existing) natural fractures. The detection and modeling of the latter, are essential both in the oil industry (migration and trapping of fluids) for a cost efficient recovery of natural reserves.Understanding and quantifying the spatial and temporal development of the stress distribution has a significant economic and environmental impact. The analysis of paleo-constraints was intuitively introduced first by Anderson (1905 & 1942), then in the middle of the last century, Wallace (1951) and Bott (1959) proposed the simple hypothesis that (i) The stress field is homogeneous in space and constant in time, and that (ii) the slip direction is parallel to the traction projected on the fault plane which gives the direction of the shear stress. Many stress inversion methods are based on this hypothesis while recent studies raise doubts as to their compatibility with rock mechanics.In order to investigate the validity of the Wallace and Bott hypothesis, a comparison with vectors of slip generated with numerical models (BEM) is performed. By testing the influence of multiple parameters (geometry, boundary conditions, friction, Poisson’s coefficient , half-space, fault fluid pressure), it is shown that the complex geometry faults subject to specific boundary conditions can yield slip vectors with significant discrepancies with the maximum shear stress resolved on the fault plane. Conversely, the presence of a high sliding friction, allows under certain conditions, to validate the hypothesis of Wallace and Bott.We then focus on the task to compare the results of stress inversions based on the assumption of Wallace and Bott (called classical stress inversion methods) to a geomechanical method. For this, a complex fault geometry is used in a sensitivity analysis (boundary conditions, friction, sampling) to evaluate the uncertainty of the results of the two inversion methods. This analysis is then compared to a case study, Chimney Rock (Utah, USA), showing the advantages and disadvantages of the classical stress inversion methods.One of the main challenges of the oil industry is the exploitation of resource in structurally complex oil fields such as naturally fractured reservoirs. Knowing the heterogeneous paleostress allows to optimize the modeling of these natural fractures. Since slip on faults is hardly observed in petroleum reservoirs, fracture orientation data (joints, faults, stylolites) are naturally taken into account during the inversion of stresses. It is shown, using various field and industry examples, that in such cases the use of mechanical stress inversions is much more appropriate.However, it is sometimes difficult to determine the fracture kinematics observed along wellbores, and very often the studied regions underwent multiple tectonic phases. The final section aims to address the problem of data with unknown kinematic (joints, faults, stylolites ...) and expends the mechanical stress inversion to the separation of tectonic phases
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Wang, Chao. "Inversion of lunar FeO and numerical simulation of the detached dust layers on Mars." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066734/document.
Abstract:
Les travaux menés dans cette thèse se partagent entre la Lune et Mars, cibles privilégiées pour les missions d'exploration spatiales. La première partie porte sur l'instrument Interference Imaging Spectrometer (IIM) qui était à bord du satellite lunaire chinois Chang’e-1. Une méthode inédite utilisant l'angle spectrale et le concept de distance Euclidienne, et visant à supprimer les mauvais pixels de IIM, est proposée. Une nouvelle procédure de calibration est utilisée, et l'inter-étalonnage des données IIM avec des données télescopiques est amélioré. Ce nouveau jeu de données permet, après inversion, d'estimer l'abondance de FeO dans le sol lunaire. Les valeurs trouvées sont comparables aux observations du satellite américain Clementine et fournissent une nouvelle référence pour les études lunaires à venir. La seconde partie est consacrée à la modélisation du phénomène de tempêtes de poussière-fusée ("rocket dust storms") générées par des mouvements convectifs meso-echelle liés au chauffage solaire des poussières. L'objectif est de reproduire numériquement les couches de poussières détachées découvertes par l'instrument Mars Climate Sounder (NASA) dans le Modèle de Climat Global (GCM) du LMD. Les simulations montrent que, durant la saison des tempêtes de poussières (printemps et été austral), ce phénomène permet d'expliquer les couches détachées, et de reproduire les observations. Cependant, durant l'autre partie de l'année où il y a très peu de tempêtes de poussières, il semble nécessaire d'inclure dans le GCM un autre processus impliquant les vents de pente, capable de réinjecter les poussières en altitude pour maintenir les couches détachéesMoon and Mars have been the important targets for deep space missions. The studies in this thesis include two parts. The first part is concerning Chang’e-1 Interference Imaging Spectrometer (IIM) data preprocessing and global lunar FeO inversion. In order to better preprocess the IIM data, a new method using spectral angle and Euclidean distance for removing bad pixels has been proposed. A new in-flight calibration has been conducted. And cross calibration of IIM data by using the telescopic data is improved. The processed IIM data have also been used to inverse lunar FeO abundance. The IIM-derived FeO is comparable to Clementine FeO results, and can be an alternative dataset for Moon studies. The second part is concerning parameterizing rocket dust storms and daytime slope winds in LMD (Laboratoire de Météorologie Dynamique) Mars GCM (Global Climate Model) to reproduce the detached dust layers (DDLs) observed by Mars Climate Sounder (MCS) on Mars. The simulations by the GCM including rocket dust storm parameterization show that, during the Martian dusty seasons, the rocket dust storms are the key factors to explain the observed DDLs. The formation and evolution of GCM simulated DDLs are in agreement with those of MCS observation. Meanwhile, the simulation also suggests that the large variation of the DDLs’ altitudes in dusty season are contributed by the deep convection induced by rocket dust storms. The simulations by the GCM including daytime slope winds parameterization show that with the help of daytime slope winds, the GCM can reproduce the detached dust layers in Martian clear seasons, which cannot be simulated by the rocket dust storm process
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Pianelo, Laurent. "Modélisation géologique contrainte par les données sismiques et dynamiques." Aix-Marseille 1, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX11042.
Abstract:
Les procédures d'inversion sont utilisées en géosciences afin d'améliorer les modèles géologiques. En réservoir, l"'History Matching" permet de modifier les paramètres pétrophysiques des simulateurs d'écoulements afin que les résultats numériques calent avec les données observées. De la même façon, les paramètres sismiques sont modifiés pour retrouver numériquement les acquisitions sismiques. Malheureusement, il est bien connu que ces problèmes inverses sont mal contraints. L'idée de ce travail original est de modifier simultanément la perméabilité et l'impédance acoustique du réservoir, pour une amélioration du modèle géologique. Pour y parvenir, les paramètres sont liés en utilisant soit des mesures de carottes, soit les relations classiques de Wyllie (porosité - impédance) et de Carman - Kozeny (porosité - perméabilité). De fait, les données de production sont utilisées pour contraindre le calage de la sismique, et les observations sismiques vont améliorer l'inversion de la perméabilité. Ce travail a consisté à programmer des prototypes numériques d'un simulateur d'écoulements en 3D ainsi que d'un simulateur d'acquisition sismique 3D. Puis, à développer mathématiquement et à implémenter une boucle d'inversion couplée. Nous avons ainsi pu tester notre théorie sur des cas 3D réalistes. La comparaison entre l'inversion couplée et les inversions des données de production seules et des observations sismiques seules démontre l'efficacité de notre méthode. Nous réduisons drastiquement le nombre de solutions possibles. De plus, l'augmentation des informations amène une amélioration nette des modèles obtenus, particulièrement dans la localisation spatiale des contrastes en perméabilité. L'amélioration est significative, à la fois sur la distribution des deux paramètres, mais aussi quand à la vitesse de l'opération. Ce travail breveté est un pas important dans la voie de l'intégration de données et de compétences et conduit à une meilleure caractérisation des réservoirs.
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De, Barros Louis. "Sensibilité et inversion des formes d'ondes sismiques en milieu poreux stratifié." Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10275.
Abstract:
Ce travail s'intéresse aux possibilités d'estimer les propriétés d'un milieu poreux, notamment la porosité et les propriétés du fluide saturant à partir des ondes sismiques réfléchies. Après une description théorique des paramètres mécaniques et des propriétés spécifiques des ondes sismiques dans les milieux poreux, le problème direct est calculé pour un milieu poreux stratifié plan saturé par une méthode de réflectivité. Ce programme de simulation est tout d'abord utilisé pour estimer la sensibilité des ondes réfléchies à la localisation et à la concentration de dioxyde de carbone dans un stockage géologique profond. La sensibilité de la réponse sismique est regardée pour la localisation et à la concentration de dioxyde de carbone dans un stockage géologique profond puis est ensuite établie de manière plus systématique par le calcul analytique des dérivées de Fréchet des sismogrammes. Ces opérateurs de sensibilité sont ensuite intégrés dans un code d'inversion de fonnes d'ondes complètes par une approche locale (Quasi-Newton) bas' sur la modélisation itérative des données. Les calculs d'inversion réalisés à partir de données synthétiques indiquent que les distributions de porosité et des paramètres caractérisant le solide et le fluide peuvent être correctement reconstruits lorsque les autres paramètres sont bien détenninés. Cependant, l'inversion de plusieurs paramètres reste un problème difficile du fait des couplages sismiques existant entre eux. La méthode d'inversion est finalement appliquée à un jeu de données réelles acquis sur le site côtier de Maguelonne dans l'HéraultCharacterisation of porous media parameters, and particularly the porosity, penneability and fluid properties are very useful in many applications. The aim ofthis study is to evaluate the possibility to detennine the se properties from the full seismic wave fields. First, 1 present the poro-elastic parameters and the specific properties of the seismic waves in porous media. Seismic wave propagation are then computed in fluid saturated stratified porous media with a reflectivity method. This computation is first used to study the possibilities to detennine the carbon dioxide concentration and localisation in the case of a deep geological storage. The sensitivity of the seismic response to the poro-elastic parameters are then generalized by the analytical computation of the Fréchet derivatives which are expressed in tenns of the Green's functions of the unperturbed medium. The sensitivity operators are then introduced in a inversion algorithm based on iterative modelling ofthe full wavefonn. The classical algorithm of generalized least-square inverse problem is solved by the quasi-Newton technique (Tarantola, 1984). The inversion of synthetic data show that we can invert for the porosity and the fluid and solid parameters can be correctly rebuilt if the other parameters are well known. However, the strong seismic coupling of the porous parameters leads to difficulties to invert simultaneously for several parameters. Finally, 1 apply this algorithm on real data recorded on the coastal site of Maguelonne (Hérault)
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Li, Liang. "Modélisation gros grain de macromolécules végétales : champ de force paramétré par dynamique moléculaire et application à des assemblages cellulose-xylane." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2013. http://www.theses.fr/2013AGPT0087/document.
Abstract:
La compréhension de la relation structure-propriétés des parois des cellules végétales s'appuie de plus en plus sur l'utilisation d'approches de modélisation moléculaire en général et de dynamique moléculaire en particulier. A ce jour, le poids numérique que représente une telle démarche à l'échelle de l'atome est la plupart du temps incompatible avec les puissances de calcul disponibles. C'est pourquoi des méthodes d'approximation sont indispensables pour pouvoir mettre en œuvre des simulations numériques à l'échelle de systèmes supramoléculaires réalistes. Dans le cadre de cette thèse, un modèle de dynamique moléculaire, dit « gros grain » a été mis au point à l'échelle du monomère de macromolécules pariétales. Les paramètres de ce modèle ont été calibrés à l'aide de simulations de dynamique moléculaire à l'échelle de l'atome. Ce modèle a fait l'objet de quatre applications : adsorption d'une chaine de xylane sur une surface de cellulose cristalline, arrachement d'une chaine de xylane adsorbée sur une surface de cellulose cristalline par une pointe AFM, adsorption d'une phase amorphe de xylane sur une surface de cellulose cristalline et adsorption d'une phase amorphe de xylane sur un monocristal de cellulose exposant trois surfaces différentes. Des effets de structuration au voisinage de la cellulose sont observésNowadays, the understanding of plant cell walls' structure-properties relationship leans more and more on the use of molecular modeling approaches and of molecular dynamics in particular. To date, numerical weight of such an approach is usually out of the reach of available computing power if the atomic scale is used. As a consequence, building approximate methods is of crucial importance to perform numerical simulation of realistic supramolecular systems. Within the framework of this PhD, a “coarse grain” molecular dynamics model was built at plant cell wall macromolecule monomer's scale, it's parameters being fixed with the help of atom-scale molecular dynamics simulations. Then, several numerical studies were carried out: a single xylan chain was adsorbed on a crystalline cellulose surface, a single xylan chain was pulled from a crystalline cellulose surface with the help of the tip of an AFM cantilever, an amorphous xylan phase was adsorbed on a cellulose surface and an amorphous xylan phase was adsorbed on a cellulose crystal, which three surfaces were exposed. Local structuring effects were observed
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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.
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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Peyrefitte, Aurélie. "Etude multi-échelle de la plaque africaine par analyse des données gravimétriques et gradiométriques de la mission GOCE." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077153.
Abstract:
La mission spatiale GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) de l'European Space Agency (ESA) a cartographié avec une précision jamais atteinte à l'échelle globale le champ de pesanteur terrestre. De plus, GOCE fournit pour la lé' fois les mesures des composantes du tenseur de gravité à l'échelle globale. Du fait de l'atténuation du signal gradiométrique, ce nouveau jeu de donnée est plus sensible aux sources superficielles que les anomalies gravimétriques classiques. L'information directionnelle contenue dans ces données permet aussi une meilleure caractérisation de la géométrie des sources qui les engendrent. La comparaison de modèles de champs construits à l'issue des dix-huit premiers mois de la mission et de modèles préexistants montre des différences principalement localisées au niveau de l'Himalaya et sur l'Afrique. Le continent africain est une des zones du monde les moins bien comprises tant d'un point de vue géologique que géodynamique. Ceci est lié au peu de jeux de données géophysiques disponibles sur l'ensemble du continent et à la diversité de la géologie africaine. Nous présentons dans ce travail une étude multi-échelle de la plaque africaine basée sur la complémentarité des deux types de données fournies par la mission GOCE et sur l'utilisation conjointe des modèles 3D en densité principalement issues de la sismologie : CRUST2. 0 et The Global Digital Map of Sediment Thickness. Dans un premier temps, nous avons isolé la réponse gravimétrique du manteau africain en comparant le modèle de champ de pesanteur GOCE avec l'effet gravimétrique engendré par un modèle 3D en densité de ‘a croûte africaine à l'échelle continentale. Dans un deuxième temps, sur une zone plus restreinte, nous avons étudié la contribution des données gradiométriques pour l'amélioration de la caractérisation régionale de grands domaines géologiques. Pour cela, nous avons calculé les réponses gravimétriques et gradiométriques engendrées par un modèle 3D en densité d'une partie de l'Afrique centrée sur le Congo et montrons par inversion des données gravimétriques et/ou gradiométriques que la profondeur du bassin du Congo est sur-estimée dans notre modèle 3D initial. Les différents calculs d'inversion réalisés témoignent de la complémentarité des données gravimétriques et gadiométriques et attestent du gain d'information qu'apporte leur utilisation conjointeThe GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) satellite mission, of the European Space Agency (ESA) is mapping the global Earth' s gravity field with unprecedented detail. Furthermore, for the l' time, GOCE provides the measurements of the gravity tensor components at the global scale. Due to the attenuation of the gradiometric signal, this new type of data should be more sensitive to shallow structures than usual gravity anomaly data. And because of their directionality, gravity gradients shall provide better constraints on the geometry of the sources. First comparison between a gravity field model derived from eighteen months of GOCE data and previous models displays significant differences, particularly in Africa and the Himalayas. The african continent is one of the less understood areas of the Earth at the regional scale as in geological and geodynamical term. This is due to the paucity of geophysical datasets on the continent as well as to the complexity of the African geology. We present a multi-scale study of the african plate based on the complementarity of the two kinds of GOCE data and the join used of two 3D density model mainly based on sieismology: CRUST 2. 0 and The Global Digital Map of Sediment thickness. In the first part, we isolate the gravity response of the african mantle by comparing the GOCE gravity field model and the gravity effect of a 3D density model of the african crust at continental scale. In the second part, on a doser scale, we investigate the contribution of the gravity tensor components for the knowledge and the characterization of regional geological domains For that, we computec the forward gravity and gradiometric responses caused by a 3D density crustal model of a part of africa centered on the Congo and shown by inversion of the gravity field and/or gravity tensor components that the depth of the Congo basin is over-estimated in our initial 3D model. All the inversion calculations performed demonstrate the complementarity of gravity and gradiometric data and attest to the information gain brought by their joint use
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Passalacqua, Olivier. "Localiser une archive glaciaire de 1.5 millions d'années par une approche multi-modèles." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAU024/document.
Abstract:
Les glaces de l'Antarctique constituent un matériau d'archivage unique pour garder la trace de l'atmosphère du passé. La plus ancienne archive glaciaire disponible (800 ka) ne permet malheureusement pas d'étudier une transition climatique majeure qui s'est déroulé entre 1.2 Ma et 0.9 Ma (transition du mi-Pleistocène). Localiser un site ayant permis la conservation d'une glace aussi ancienne est donc un enjeu majeur au sein de la communauté des carottes de glace. Plusieurs régions autour du Dôme C présentent de bonnes caractéristiques d'un point de vue thermique et mécanique. Le but de ces travaux est d'identifier précisément des sites propices à un archivage de long terme, en utilisant différents modèles successifs. D'abord un modèle thermique 1D, qui permet de calculer le flux géothermique local, et d'affirmer que les hauteurs du socle sont exemptes de fusion depuis au moins 800 ka. Ensuite un modèle 3D d'écoulement, qui permet la description des trajectoires des particules de glace depuis la surface jusqu'au socle. Pour minimiser les perturbations stratigraphiques, il conviendra de placer le site de forage proche de la crête, et pour assurer une résolution suffisante le site ne devra pas se trouver à l'aplomb du sommet du relief basal, mais sur son flanc. Enfin, on utilise un modèle de datation 1D contraints par les isochrones, pour connaître la distribution des âges basaux et résolutions compatibles avec les isochrones observées, et estimer les risques de succès ou d'échec du forage. On propose deux sites de forage distants de 37 km de Dôme C, pour lesquels la présence de glace exploitable de 1.5 Ma et d'une résolution suffisante est hautement probableAntarctic ice is an exceptional archive of ancient atmospheric air. The oldest available ice archive (800 ka) is not old enough to study a main climatic transition that occurred between 1.2 Ma and 0.9 Ma (mid-Pleistocene transition). Locating a future old-ice drill site is now one of the main goal of the ice-core community. In the region of Dome C, several old-ice targets have required characteristics, from a thermal and mechanical point of view, to hosts very old ice. The goal of this work is to precisely locate suitable coring sites, using several glaciological models. First a 1D heat model to compute the local geothermal flux, that make us confident in the fact that bedrock heights have been free of basal melting for at least the last 800 ka. It is very likely that such sites are able to host a 1.5 Ma ice archive. Second, a 3D ice flow model, to describe the ice trajectories from the ice surface to the bed. Drilling less than 10 km from the surface ridge mimimizes the risks of stratigraphic disturbance, and drilling on the flanks of the bed relief - and not on its top - is mandatory to ensure a sufficient age resolution. Third, a 1D dating model constrained by isochrones let us describe the distribution of basal ages and age resolutions compatible with observed isochrones, and assess the risk of success or failure of the drilling. With currently available data and modelling tools, two drilling sites are proposed that are located 37 km from Dome C, at which 1.5 Ma-old ice is very likely to be archived in required conditions and with sufficient resolution
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Kanj, Mahmoud. "Inversion de données électromagnétiques par algorithme génétique pour la télédétection en zone forestière." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112350/document.
Abstract:
La problématique de l'imagerie radar pose comme objectif de caractériser la cible observée. Dans le contexte de la télédétection appliquée aux milieux forestiers, il s'agit d'extraire les paramètres physiques constitutifs de la végétation.Ce manuscrit traite donc de la problématique de l'inversion de données électromagnétiques pour les basses fréquences radar, de la bande VHF à la bande P. Dans ces bandes de fréquences la canopée (feuilles et petites branches) n'interagit quasiment pas avec l'onde radar et la forêt peut donc, en première approximation, être représentée par des cylindres verticaux (troncs) et inclinés (branches primaires).Dans ce contexte, les méthodes d'inversion numériques s'appuient sur des modèles qui calculent, à de multiples reprises, les champs rayonnés par ce type de diffuseurs. Il faut alors choisir un modèle physique dont le compromis rapidité/précision penche en faveur de la rapidité, donc un modèle "approché". La précision du modèle choisi est ensuite étudié puis validé par comparaison à un modèle dont le compromis rapidité/précision est inversé, donc un modèle "exact". Parmi les nombreuses méthodes d'inversion, celle de l'algorithme génétique (AG) a été choisie. Cet algorithme bien connu est ici analysé puis amélioré pour répondre aux exigences du problème électromagnétique posé. Il est ensuite validé sur des données simulées et mesurées. Cette validation est aussi l'occasion d'étudier l'impact du jeu de données utilisé sur la rapidité et la précision de l'inversion, en fonction des configurations d'antenne (fréquences, positions, polarisations)The objective of radar imaging is to characterize the observed target. In the case of forest remote sensing, the objective is to extract the component of the vegetation physical parameters.This manuscript addresses the problem of the inversion of electromagnetic data for low frequency wave, VHF band to the P band. In these frequency bands, the canopy (leaves and small branches) does not almost interact with the radar wave and the forest can thus, in first approximation, be represented by vertical cylinders (trunks) and tilted (primary branches).In this context, the numerical electromagnetic methods of inversion lean on models which calculate, many times, the scattered fields radiated by such broadcasters. It is then necessary to choose a physical model which compromise speed/accuracy tilts in favor of the speed, thus a "approached" model. The exactness of the chosen model is then studied and then validated by comparison to a model which the compromise speed/accuracy is inverted, thus a "exact" model. Among the many numerical methods of inversion, that of the genetic algorithm (AG) was chosen. This algorithm, well known, is analyzed here then improved to meet the requirements of the composed electromagnetic problem. It is then validated on simulated and measured data. This validation is also an opportunity to study the impact of the set of data used on the speed and the precision of the inversion, according to the configurations of antenna (frequencies, positions, polarizations)
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Tocheport, Audrey. "Modélisation cinématique de la rupture sismique : Approche détaillée du séisme de Kokoxili (14 Novembre 2001), approche globale appliquée aux séismes intermédiaires et profonds." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/TOCHEPORT_Audrey_2006.pdf.
Abstract:
Cette thèse porte sur l'étude cinématique de la source sismique d'événements majeurs à partir d'ondes de volume télésismiques. Deux approches ont été utilisées pour retrouver les paramètres à la source. Une première s'intéresse à imager finement la rupture du séisme de Kokoxili, 14 nov. 2001 Mw=7. 8, par la modélisation des formes d'ondes. Nous regardons particulièrement la phase d'initiation de la rupture à l'ouest où la géométrie des failles est plus complexe qu'à l'est. Dans une deuxième approche, nous développons une méthode rapide d'estimation des paramètres à la source (fonction source,moment sismique,tenseur de moment,énergie radiée) appliquée aux séismes profonds. Basée sur une analyse simple des formes d'ondes P, pP et S, elle s'affranchit de leur modélisation. Cette méthode a été appliquée à tous les séismes de Mw>6,5, profondeur>100 km sur la période 1990-2006. Les résultats de cette première étape sont ensuite réutilisés afin de déterminer la finitude spatiale de la sourceThis thesis is about the kinematic study of seismic source of major events from teleseismic bodywaves. Two approaches have been used to recover the main source parameters. A first approach consists in imaging in detail the rupture caused by the Mw=7. 8 14 november 2001 Kokoxili earthquake by modeling bodywaves. We are in particular interested in understanding the initial phase of the rupture in the west around the epicentral area where fault geometry is more complex than in the east. In a second approach, we develop a fast new method for estimating source parameters of deep earthquakes (source time function, seismic moment, moment tensor, radiated energy). It is based on a simple analysis of P, pP and S waveforms recorded at teleseismic distances and avoids their modeling. This method has been applied to events having a Mw > 6,5 and deeper than 100 km during period 1990-2006. The results of this first step are then used to recover information about the spatial finiteness of the source
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Beldjoudi, Hamoud. "Modélisation de la source des séismes par inversion des données sismologiques et géodésiques : application aux séismes du Nord de l’Algérie." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4053/document.
Abstract:
La caractérisation de la source d’un séisme se fait à partir de l’analyse des mesures des déplacements transitoires et statiques du sol, et dépend de la quantité et de la qualité de ces mesures. Nous avons travaillé sur la détermination des mécanismes au foyer des séismes modérés de Tadjena (Mw 5.0, 2006), Béni-Ilmane (Mw 5.5, 2010), Hammam Melouane (Mw 5.0, 2013), Bordj-Ménaïel (Mw 4.1, 2014), Alger (Mw 5.7, 2014) et M’ziraa (Mw 5.1, 2016). Pour cela, nous avons inversés les formes d’ondes en champ proche et régional des stations large bandes et accélérométriques du réseau sismologique algérien (ADSN). Nous avons déterminé la distribution spatio-temporelle du glissement cosismique du séisme de Boumerdes-Zemmouri (Mw 6.8, 2003) en inversant conjointement l’ensemble des données disponibles, sismologiques (télésismiques, accélérometriques) et géodésiques (GPS, InSAR, soulèvement côtier). Nous avons travaillé sur la relation qui peut exister entre le séisme de Boumerdes-Zemmouri et les séismes de Hammam Melouane, Bordj Ménaïel et Alger (Mw 5.7, 2014) en termes de transfert de contrainte (CFF). Nous avons calculé le champ de contrainte dans différentes régions de l’Algérie par inversion des mécanismes aux foyers disponibles dans chaque régionStudies of the earthquake source are based on observations of seismic and static ground motions, which depend on the quality and the density of measurements. In this thesis, we present studies of the determination of the focal mechanism of the Tadjena (Mw 5.0, 2006), Béni-Ilmane (Mw 5.5, 2010), Hammam Melouane (Mw 5.0, 2013), Bordj-Ménaïel (Mw 4.1, 2014), Alger (Mw 5.7, 2014) and M’ziraa (Mw 5.1, 2016) earthquakes, by modeling waveforms in the near and regional field with broadband and strong motion stations of the Algerian Digital Seismic Netwok (ADSN). In addition, we determined the coseismic slip distribution of the Boumerdes-Zemmouri earthquake (Mw 6.8, 2003) by inverting a most comprehensive set of data (teleseismic, strong motion, GPS, InSAR, coastal uplift). We calculated the Coulomb Failure Function between the Boumerdes-Zemmouri earthquake (source fault) and the Hammam Melouane, Bordj Ménaïel and Algiers (Mw 5.7, 2014) events (receiver faults). We computed the stress tensor in different regions of Algeria obtained from the inversion of the available focal mechanisms
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Valentian, Alexandre. "Etude de la technologie SOI partiellement désertée à très basse tension pour minimiser l'énergie dissipée et application à des opérateurs de calcul." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001293.
Abstract:
L'évolution des technologies des semi-conducteurs vers des géométries de plus en plus fines permet un accroissement des performances et des fonctionnalités par puce mais s'accompagne simultanément d'une augmentation de la puissance dissipée. Alors que les utilisateurs sont de plus en plus friands d'applications portables, la conception de circuits intégrés doit désormais prendre en compte le budget de puissance alloué. Il est donc essentiel de développer des circuits microélectroniques très basse puissance. La réduction de la tension d'alimentation VDD s'avère une approche très intéressante puisque cela permet de réduire la puissance dynamique quadratiquement et la puissance statique des courants de fuite exponentiellement. L'utilisation de tensions d'alimentation très basses (ULV) a été explorée à Stanford dès 1990 en utilisant une technologie spéciale, dont les transistors possèdent des tensions de seuil proches de zéro volt. Cependant, bien que réduire fortement la tension d'alimentation soit une méthode efficace pour diminuer la consommation, elle ne peut pas être appliquée arbitrairement car cela affecte négativement les performances, le délai dans les portes augmentant exponentiellement lorsque VDD devient inférieur à la tension de seuil. Il faut donc trouver un compromis entre vitesse et consommation. Du point de vue technologique, la technologie SOI-PD (Silicium sur Isolant Partiellement Désertée) s'avère très intéressante en ULV: elle présente des performances entre 25% et 30% supérieures à celles obtenues en CMOS à substrat massif. La technologique SOI permet donc de diminuer la consommation des circuits intégrés à fréquence de fonctionnement égale. Pour mieux appréhender le comportement des transistors SOI opérés en inversion faible, un modèle analytique et physique simple a tout d'abord été développé. La consommation d'un circuit dépendant fortement du style logique employé, plusieurs styles ont été comparés et celui présentant le meilleur produit puissance-délai a été choisi pour réaliser une bibliothèque de cellules standards. La problématique de la propagation de données sur des interconnexions longues, alors que les transistors fournissent peu de courant, a été abordée: un nouveau circuit de transmission en mode courant a été proposé. Enfin, un circuit de traitement d'image par paquets d'ondelettes a été développé et synthétisé grâce à la bibliothèque précédente.
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Bureau, Jérôme. "Les raies moléculaires de l'atmosphère solaire dans l'infrarouge : spectroscopie, transfert radiatif et modélisation physico-chimique du CO et de ses isotopomères." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066250.
Abstract:
Pour déterminer l'abondance O/H et les rapports isotopiques de C et de O dans le soleil, nous avons développé un modèle chimique photosphérique, un modèle de transfert radiatif qui détermine le spectre émergent et un programme d'inversion qui restitue les abondances de CO et de ses isotopomères à partir de spectres solaires infrarouge. Dans le modèle thermochimique, nous avons sélectionné les espèces à prendre en compte pour modéliser l'abondance du CO et le fond continu dans l'infrarouge. Nous avons construit un modèle à trois composantes à partir de champs hydrodynamiques 3D. Nous avons modélisé les coefficients d'élargissement collisionnels CO-H jusqu'à J=150 et à haute température à partir des coefficients CO-He et CO-H2 à plus basse température pour de plus faibles J. L'inversion des largeurs équivalentes des raies de CO nous a permis d'obtenir un rapport O/H=575+/-30, des rapports isotopiques 12C/13C=85+/- 10, 16O/18O=485+/-75 et 16O/17O=1700. +/-700.
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Louati, Sihem. "Acquisition, traitement, analyse, modélisation et inversion des enregistrements de bruit de fond sismique : application : les berges du lac sud de Tunis." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066475.
Abstract:
L’analyse et la caractérisation du sous-sol peuvent être réalisées en utilisant plusieurs méthodes et prospections géophysiques. Parmi ces méthodes, on trouve les méthodes sismiques traditionnelles (actives ou passives) qui nécessitent l’utilisation des sources sismiques naturelles ou artificielles et dont leur utilisation est limitée par les caractéristiques des sources. Après, la découverte de la théorie de Nakamura (1989), une technique de sismique passive récente consiste à enregistrer le bruit de fond sismique est établit. Afin d’analyser le risque sismique des berges de Lac Sud de la ville de Tunis, nous avons eu recours à cette méthode. Les campagnes des mesures dans le terrain d’étude ont aboutit à la détermination des cartes de microzonage sismique et l’identification des origines de ces signaux. A l’aide de plusieurs simulations numériques, l’élaboration de la relation entre une colonne du sol et les résultats de ces enregistrements de bruit de fond sismique est réalisée. L’estimation de la propagation d’une source sismique à travers une colonne de sol tabulaire est effectuée puis une synthèse d’une distribution de sources de bruit à la fois en surface et en profondeur est réalisée et une estimation du signal sismique engendré par cette distribution bidimensionnelle est accomplie. Une caractérisation géophysique et géotechnique du terrain d’étude permet la confrontation entre ses résultats et les résultats issues d’une inversion des courbes H/V. Cette comparaison rassure les aboutissements dérivant des enregistrements de bruit de fond sismiqueThe analysis and characterization of the sub-soil can be performed using several geophysical methods and surveys. These methods include traditional seismic methods (active or passive) that require the use of natural or artificial seismic sources and whose application is limited by the characteristics of the sources. After the finding of Nakamura theory (1989), a recent passive seismic technique consist to record the ambient seismic noise is established. To analyze the seismic risk of south lake banks of Tunis City, we have used this method. Campaigns measures in the field of study leads to the determination of seismic micro-zoning maps and identification of origin of these signals. Using several numerical simulations, the development of the relationship between a soil column and the results of these ambient seismic noise recordings is achieved. The estimation of the propagation of a seismic source through a column of tabular soil is performed. Then, a distribution of noise sources in both surface and subsurface is made and an estimation of the seismic signal generated by this two-dimensional distribution is performed. Geophysical and geotechnical site characterization study allows the comparison between these results and the results from an inversion of the curves H/V. This comparison reassures outcomes deriving records seismic noise
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Audouin, Olivier. "Intégration - inversion de données géologique et mesures hydrodynamiques in-situ pour le conditionnement d'un modèle 3D d'aquifère calcaire : site expérimental hydrogéologique (SEH) de Poitiers, France." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2294.
Abstract:
L'étude présentée synthétise en premier lieu les connaissances sur la géologie de l'aquifère investigué par le Site Expérimental Hydrogéologique de Poitiers et sur la structure de l'écoulement à partir de l'analyse lithostratigraphique des carottes et des données de diagraphies de puits. L'écoulement est conditionné par des structures karstiques et des fractures. Les niveaux karstiques sont contraints à l'intérieur de 3 niveaux géologiques subhorizontaux. L'interconnectivité entre ces niveaux semble être assurée par la fracturation subverticale. La caractérisation hydrodynamique des chemins d'écoulement préférentiel repose sur l'interprétation des essais par chocs hydrauliques. Un modèle a été développé, à partir de la prise en compte d'effets inertiels et d'une dimension d'écoulement non-entière. L'analyse de sensibilité montre que les deux paramètres "clé" du modèle sont la dimension d'écoulement et la conductivité hydraulique. L'interprétation des données du SEH montre une grande variabilité des valeurs de diffusivité des connexions hydrauliques. Les fortes valeurs de diffusivité permettent l'observation de réponses à grande distance du puits pompé. Les connaissances sur la géologie et la structure de l'écoulement ont été incorporées dans une modélisation du SEH basée sur une approche mixte DFN / milieu continu hétérogène. Les résultats permettent de reproduire de façon satisfaisante le comportement hydrodynamique particulier du SEH, en particulier la similitude spatiale et temporelle des courbes de rabattementsThis work synthesizes knowledge about the aquifer investigated by the Hydrogeological Experimental Site of Poitiers. Flowpath structure has been identified from lithostratigraphic core analysis and borehole logging data. The flow is governed by karstic structures and fractures. Karstic levels are constrained within 3 sub-horizontal geological levels. The interconnectivity between these levels seems controlled by the sub-vertical fractures. The hydrodynamic characterization of flowpaths is based on the interpretation of slug test. A new model has been developed, which takes into account inertial effects and fractional flow dimension. Sensibility analysis shows that the two key parameters are the flow dimension and the hydraulic conductivity. The results show that diffusivity values of hydraulic connection vary over several orders of magnitude and allow hydraulic response at far observation wells. Knowledge about geology and flowpath structure is incorporated into a model of HES based on a composite approach DFN / heterogeneous continuous medium. Results allow to reproduce satisfactorily the unusual hydraulic behavior of HES, particularly the spatial and time similarity of drawdown curves
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Stéphan, Louis. "Modélisation de la ventilation naturelle pour l'optimisation du rafraichissement passif des bâtiments." Chambéry, 2010. http://www.theses.fr/2010CHAMS005.
Abstract:
L'utilisation croissante de systèmes de rafraîchissement mécaniques a entraîné l'augmentation de la consommation électrique des bâtiments, des effets psychologiques sur les habitants et une accoutumance chez les occupants qui ne tolèrent plus les variations de température intérieure. On assiste actuellement à l'émergence d'une tendance qui pousse vers une réforme des nommes pour reconnaître la notion historique qu'est l'adaptation. C'est le début du développement d'une architecture respectueuse qui pourra mieux gérer l'intégration du bâti dans son environnement naturelle. Cependant, il reste un travail conséquent à réaliser afin de consolider les connaissances et surtout la maîtrise de la ventilation naturelle. De notre point de vue, ceci passera par le développement d'outils de simulation de deux types : Des outils d'aide à la conception pour aider à réaliser des choix préliminaires et ce dès la phase de conception; Des outils précis pour réaliser des simulations fines du comportement aéraulique du bâtiment afin de valider les choix de base et les raffiner. Ces outils doivent être performants et capables de s'adapter à tout type de réalisation et au changement des conditions aux limites tout en gardant un temps de simulation raisonnable. Cette thèse s'est construite autour de ces deux idées où l'on a réalisé une démarche de conception basée sur l'inversion de modèles simplifies dans le but de dimensionner les ouvertures. Puis, on a développé un modèle intermédiaire basé sur la résolution des équations de Navier-Stokes sur un maillage adaptatif en utilisant la méthode des caractéristiques et de décomposition des opérateurs couplée à une parallélisation des calculsThe spread of mechanical cooling systems resulted in increased power consumption, psychological effects on people and a kind of addiction among occupants Who do not tolerate indoor temperature variations. We are currently witnessing the emergence of a trend pushing towards new standards that recognize the historical adaptive concept. This is actually, in our opinion, the first step towards a sustainable architecture that will manage, in a more respectful way, the integration of buildings in their natural environment. However, there is still a consistent work that needs to be done to enhance our knowledge on natural ventilation in order to achieve optimized control strategies. From our point of view, this will require the development of two types of simulation tools : tools to be used by architects to help make preliminary choices during the design phase where the most important and sometimes irreversible decisions are taken; tools to achieve detailed simulations of air flow patterns in order to validate and refine the basic choice. These tools must be efficient and capable to adapt to any type of construction and change in boundary conditions while preserving a reasonable simulation time. This thesis is built around these two ideas : we proposed a design approach based on the inversion of simplified numerical models in order to size natural ventilation openings. Then, we developed an intermediate more detailed model based on solving Navier-Stokes equations on an adaptive mesh using the method of characteristics and operator's splitting coupled to parallel computing
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Hugot, Alexandre. "Modélisation des écoulements gravitaires catastrophiques par une approche objet dynamique : érosion, transport, dépôt." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066567.
Abstract:
Nous proposons dans cette thèse un modèle mathématique simple adapté à la sédimentation des dépôts gravitaires en eaux profondes. L'écoulement est traité comme un objet géométrique déformable. Les principaux mécanismes physiques pris en compte par le modèle sont : 1. La turbulence ; 2. L'étalement dû aux forces de pression ; 3. L'incorporation de fluide le long de l'interface suspension-fluide ambiant ; 4. La sédimentation de particules ; 5. L'érosion de particules. Les solutions analytiques asymptotiques du système différentiel non-linéaire montrent la consistance des solutions numériques sur les temps longs. Les tests numériques permettent de quantifier l'impact qualitatif et quantitatif des paramètres physiques du modèle, des conditions initiales et des paramètres de contrôle (pente, granulométrie). Une méthode d'inversion est mise en oeuvre pour l'identification des conditions initiales et/ou des paramètres du modèle. L'inversion partielle (détermination des conditions initiales) appliquée à des modèles réduits expérimentaux montre le bon comportement qualitatif du modèle et cela même hors du domaine de validité strict de ce dernier. L'inversion totale (identification des paramètres physiques et détermination des conditions initiales) montre le bon comportement du modèle d'un point de vue quantitatif au niveau des vitesses de l'écoulement et des épaisseurs déposées. La méthode d'inversion est appliquée à l'effondrement de l'aéroport de Nice en 1979 pour tester des scénarios d'écoulement. Contrainte par les ruptures de cables et/ou les épaisseurs déposées, elle permet, par exemple, d'estimer le volume initial ou les paramètres physiques de l'effondrement (coéfficient de friction, nombre de schmidt turbulent modifié, etc. ). Malgré quelques limitations, principalement dûes aux simplifications géométriques de l'écoulement, ce modèle complet constitue un premier pas vers la compréhension quantitative de l'impact des paramètres externes - tels que la nature et la quantité des apports en sédiments, la géométrie du bassin - sur la dynamique des courants turbiditiques et l'organisation des séquences de dépôts qui en resultent. Grâce à ses faibles temps de calcul sur micro-ordinateur, il est envisageable de simuler des séries d'événements et de former ainsi des séquences de dépôt multi-événementielles. Il peut être utilisé pour reconstruire les processus de sédimentation et les dépôts résultants