Academic literature on the topic 'Modélisations analytiques'

Cet article est une chronique d’une pratique singulière de l’analyse musicale portant sur l’interprétation vocale au sein des musiques populaires. Au carrefour de la musicologie, de la linguistique et des sciences informatiques, cette étude rend compte des aménagements méthodologiques nécessaires à l’investigation scientifique et présente une utilisation du logiciel AudioSculpt visant à extraire et soumettre à l’analyse des éléments absents de la partition. Les apports méthodologiques et analytiques sont exposés, accompagnés des modélisations et des interprétations qu’ils permettent. Ainsi, l’article présente une pratique contemporaine de l’analyse musicale, de l’analyse du contenu acoustique aux représentations symboliques ouvrant l’accès au sens, au sein de répertoires peu étudiés pour leur dimension musicale. Le contenu acoustique des œuvres musicales y est pressenti comme format commun de l’analyse musicale, et des perspectives stylistiques et esthétiques de cette pratique de l’analyse sont proposées.

La présente recherche se range du côté des approches analytiques du processus créatif visant une caractérisation stylistique de la musique actuelle francophone québécoise en centrant notre point de vue sur la manière dont ce courant musical utilise l’improvisation. Reposant plus particulièrement sur les stratégies « comprovisationnelles » à l’origine du disque Phénix (2008) du trio actualiste Les Poules, notre objectif est de mieux comprendre ce processus créateur. À partir d’approches permettant de retracer les états successifs des éléments musicaux (critique génétique, enquêtes ethnographiques, recherche-création en musique), il s’agit d’observer, grâce notamment à des modélisations, les constantes et les variantes dans les opérations d’écriture entre les divers paradigmes qui constituent Phénix (versions initiale, composée et performée). Sans toutefois épuiser les questions que soulève ce type de production, un contexte générant des collaborations entre chercheurs et créateurs a permis d’aller plus loin dans l’application de l’analyse génétique à la création musicale : en faisant apparaître les influences réciproques de la recherche sur la création que l’on peut difficilement passer sous silence.

Il est, en sciences humaines et sociales, une catégorie appelée événement qui, chassée comme le fut Candide du château de Thunder-ten-tronckh, fut, comme lui, obligée de faire un long voyage avant de retrouver droit de cité dans des domaines où elle réapparaît peut-être un peu plus circonscrite. Le but de cet article est de cerner au mieux le sens que peut prendre aujourd’hui ce terme afin d’en faire une véritable catégorie analytique susceptible d’aider à la modélisation des sociétés contemporaines. Cette modélisation n’est pas fondée sur le seul événement. Elle est fondée sur le noeud de relations qui lie cet événement, les individus et le système sociétal. L’approche de cette modélisation est donc « relationnelle ». Et l’événement dont il est question ici ne peut être envisagé hors de cette relation généralisée que j’appelle « champ relationnel » et qui suggère qu’aucune des trois catégories analytiques citées ci-dessus n’a de sens ni d’intérêt en elle-même, pour une modélisation, hors de ce champ.

RésuméLa présente étude propose d’examiner la fécondité d’une modélisation économétrique des déterminants de la pauvreté au Burkina Faso en 1994–95. Dans cette optique, après avoir examiné les aspects conceptuels et méthodologiques relatifs à la modélisation des déterminants de la pauvreté et la dimension sociale du développement burkinabé, ce papier incorpore deux dimensions analytiques nouvelles. Tout d’abord, il suggère une articulation spécifique des causes des faibles niveaux de vie aux modes de participation au marché du travail. Ensuite, plusieurs approches quant à la modélisation des déterminants de la pauvreté sont successivement proposées: modèle logistique multinomial des déterminants de la distribution du niveau de vie selon les quintiles, la participation au marché du travail étant exogène; modèle où le choix des groupes socio-économiques est endogène, ce qui implique une analyse des déterminants du niveau de vie spécifique à chaque groupe. Cette approche analytique met en évidence l’importance des choix méthodologiques, l’existence de facteurs communs – modulables selon le genre du chef de ménage et le milieu – quant à l’explication de la pauvreté selon les segments du marché du travail, en même temps que la présence de spécificités liées aux hypothèses adoptées et aux groupes socio-économiques considérés.

Today confronting Pareto versus Weber is commonplace. For the majority of contemporary researchers, validating one of the two theoritical constructs means ipso facto rejecting the other. The present paper attempts to prove the lack of scientific ground. The Weberian and Parsonian approaches operate at two different levels. They should be put to work jointly in a sequential manner, Pareto first, Weber thereafter.

Cette note de recherche aborde premièrement quelques questions de base concernant les conflits urbains. Qu’est ce qu’un conflit urbain? Quels rôles les conflits jouent-ils dans les transformations des milieux de vie? Comment ces conflits en sont-ils venus à occuper le devant de la scène au cours des dernières décennies? Le texte illustre ensuite une approche analytique susceptible de compléter les études de cas qui constituent la démarche habituelle dans la recherche sur les conflits. Cette démarche utilise la presse écrite comme principale source de données et la modélisation statistique comme principale méthode d’analyse.

Un modèle physique réduit à 1 × g de 6 m3 a été développé pour étudier les conséquences de mouvements de terrains, les mécanismes d’interactions entre les mouvements du sol et les ouvrages et les moyens de mitigation. Les mouvements de terrains sont reproduits à l’aide de vérins. Deux sols analogues (granulaire et cohésif) sont utilisés au-dessus de cavités ainsi reproduites. Cet article présente deux applications montrant la contribution de la modélisation physique. La première application concerne l’évaluation des dommages induits dans une structure en maçonnerie à l’aide de la corrélation d’images. La deuxième application concerne le dimensionnement d’un géosynthétique de renforcement au-dessus de cavités souterraines. Les deux applications montrent la capacité de la modélisation physique à combler le manque de données nécessaires à la validation des approches analytiques et empiriques.

Jusqu'à ces dernières années, les études détaillées des ouvrages hydrauliques étaient réalisées quasiment systématiquement par le biais de modèles physiques. Si l'utilisation de modèles physiques permet de bien appréhender le comportement hydraulique des ouvrages, ils sont en général coûteux, requièrent un temps de mise en œuvre important et ne peuvent représenter que les phénomènes hydrauliques pour lesquels ils ont été définis par similitude. De nos jours, grâce à la puissance de calcul toujours plus grande des ordinateurs et au développement des logiciels spécialisés, la modélisation numérique 3D est devenu un outil flexible et puissant pour accompagner et compléter la modélisation physique, voire même la remplacer dans certains cas. Cet article décrit les apports et enjeux de la modélisation hydraulique 3D pour la conception et la réhabilitation des ouvrages hydrauliques. Il présente, dans un premier temps, comment la modélisation numérique 3D a d'abord été validée sur une large gamme de phénomènes hydrauliques, puis comment elle est exploitée par Tractebel sur plusieurs grands projets, pour analyser et optimiser la conception ou l'exploitation des structures hydrauliques en appui des méthodes analytiques et modèles physiques. Des exemples d'applications complémentaires sont présentés tels que la modélisation de grands évacuateurs de crues, un canal d'amenée, une prise d'eau usinière, ou encore les phénomènes d'entraînement d'air et de dissipation d'énergie dans un ressaut hydraulique ou dans une fosse d'érosion. Les possibilités et les limites de la modélisation 3D sur ces divers sujets sont discutées. Des méthodes de modélisation simplifiées ont été développées pour répondre à des questions spécifiques de manière optimisée. Les procédures élaborées pour chaque cas particulier sont décrites de manière à fournir des processus indicatifs pour le déploiement de la modélisation hydraulique 3D dans des projets d'ingénierie, et ainsi y apporter une valeur ajoutée. En se basant sur l'expérience de Tractebel, les limites et défis qui restent à surmonter sont discutés, avec un accent mis sur la modélisation de l'entraînement d'air.

Cette étude décrit la modélisation mathématique des transferts radiatifs en milieu végétal, en focalisant l'attention sur le régime du rayonnement solaire au sein des couverts végétaux homogènes. Le rayonnement solaire est traité en quatre composantes principales: rayonnement primaire et complémentaire, chacune de ces parties étant constituée des composantes directe et diffuse. On a présenté, dans un contexte assez général, les équations différentielles ou les systèmes d'équations différentielles qui gouvernent les différents processus de interaction rayonnement-végétation, et des solutions analytiques sont proposées pour les différentes composantes.

Le bruit tonal d’interaction rotor-stator, généré par l’impact des sillages issus des pales d’un rotorsur la grille d’aubes d’un stator redresseur, contribue de manière déterminante au bruit d’origineaérodynamique des turbomachines axiales carénées, qui équipent une large part des systèmes de propulsionaéronautique et de conditionnement d’air. La prédiction du bruit par l’utilisation de simulationsnumériques demeure onéreuse, notamment dans les premières phases de conception lorsque de nombreusesconfigurations doivent être testées. Dans cette optique, l’approche analytique choisie dans cettethèse apporte une alternative tout à fait appropriée. Les modèles analytiques basés sur une fonctionde réponse aéroacoustique de profil isolé ne permettent pas de reproduire l’effet de grille engendrépar le nombre important d’aubes de stator. Inversement, de fortes approximations sont nécessairespour décliner les fonctions de réponse de grilles d’aubes existantes dans des configurations tridimensionnelles.Le formalisme proposé, basé sur la méthode de raccordement modal, permet d’introduiresimplement l’effet de grille dans une géométrie annulaire d’étage rotor-stator. Un modèle de réponse degrille rectilinéaire bidimensionnel est tout d’abord présenté pour la transmission d’ondes acoustiques àtravers le stator ainsi que pour la génération de bruit par l’impact de rafales hydrodynamiques. Dansce cadre, une analyse linéaire et non visqueuse est considérée, pour laquelle les modes acoustique ettourbillonnaire d’un gaz sont couplés par le biais des frontières rigides. Les perturbations de vitessesliées aux sillages sont modélisées comme des rafales convectées. Leur impact sur la grille de statorgénère des ondes acoustiques se propageant en amont, en aval ainsi que dans les espaces inter-aubesdu stator, vu comme un réseau périodique de guides d’ondes. Les sections de bords d’attaque et defuite des aubes sont considérées comme des interfaces sur lesquelles la continuité des fluctuations depression, de vitesse axiale et de vorticité est vérifiée. Un système d’équations est ainsi obtenu, puisrésolu par des projections sur les bases modales du conduit et des inversions matricielles. Le champacoustique rayonné est ainsi déterminé uniformément dans tout le domaine. Les résultats issus de cesmodélisations sont comparés à ceux des fonctions de réponse de grilles d’aubes rectilinéaires issues dela littérature, montrant un très bon accord avec les modèles basés sur la technique de Wiener-Hopf. Leformalisme est par la suite étendu aux grilles annulaires par l’ajout de fonctions de Bessel comme fonctionsde forme radiale exprimant les effets tridimensionnels. Finalement, une procédure est présentéepour rendre compte de l’hétérogénéité des aubes de stator, caractéristique des nouvelles architecturesde turbomachines. Cette méthodologie est basée sur l’emploi conjoint du principe du dipôle de bordd’attaque et de la fonction de réponse aéracoustique de la grille de stator à l’aide de la technique deraccordement modal. Le principe de dipôle de bord identifie le chargement instationnaire des aubesinduit par l’impact de rafales hydrodynamiques, calculé par le formalisme d’Amiet, avec la trace duchamp de pression acoustique produit par un dipôle placé au voisinage du bord de l’aube. Les prédictionsissues de ce modèle, appliqué dans un cadre bidimensionnel, sont ensuite comparées à des mesuresobtenues pendant la campagne d’essais du projet SEMAFOR
The rotor-stator wake-interaction tonal noise, generated by the impingement of rotor wakes onoutlet guide vanes, plays a crucial role in the aerodynamic noise of axial-flow ducted fan stages. Thelatter are widely used in most aeronautic propulsion and air-conditioning systems. The noise predictionby means of numerical simulations remains expensive, especially at the preliminary design stage whennumerous configurations must be tested. In this respect, the analytical approach chosen in this thesisprovides a well suited alternative. The analytical modeling based on an isolated-airfoil response functioncan not reproduce the cascade effect introduced by the large number of stator vanes. Conversely, drasticapproximations are required to extend the current cascade response functions to three-dimensionalconfigurations. The proposed modeling based on the mode-matching technique simply introduces thecascade effect in an annular rotor-stator stage. A rectilinear cascade response function is firstly presentedto account for the acoustic transmission through the stator along with the wake-interaction noise.In this context, a linearized and non-viscous analysis is carried out, in which the acoustic and vorticalmodes of a gas are coupled at rigid physical boundaries. The velocity perturbations issued from thewakes are written as a sum of convected gusts. Their impingement on the cascade of vanes generatesacoustic waves propagating upstream, downstream of the cascade, as well as inside the inter-vane channelsof the stator, seen as a periodic array of bifurcated waveguides. The duct cross sections at theleading-edge and the trailing-edge of the vanes are seen as interfaces on which the continuity of thefluctuating pressure, axial velocity and vorticity is fulfilled. A system of linear equations is obtained,then solved by means of modal projections and matrix inversions. The acoustic field is then uniformlycalculated in the whole domain. Comparisons with rectilinear cascade response functions show a verygood agreement with predictions based on the Wiener-Hopf technique. The configuration of an annularcascade is addressed by introducing the Bessel functions as radial shape functions, expressing threedimensionaleffects. Finally, a procedure is presented to account for the heterogeneity of the statorvanes, typical of modern fan architectures. This approach is based on the combinaison of the leadingedgedipole principle and the cascade response function derived from the mode-matching technique.The edge-dipole principle identifies Amiet’s solution for the unsteady loading and the radiation of adipole approached very close to the edge of a half plane. The predictions provided by this modeling,applied in a two-dimensional configuration, are finaly compared to measurements performed in the testcampaign of the SEMAFOR project

Ce travail de thèse concerne la modélisation de boîtiers de blindage. Ces dispositifs de protections comportent nécessairement, en pratique, des ouvertures, par exemple pour le passage de câbles ou encore les aérations. La source de perturbation pénètre à l'intérieur du boitier par le biais de l'ouverture et un couplage entre la source et les équipements internes se crée, pouvant éventuellement provoquer un dysfonctionnement de l'équipement à protéger. C'est un scénario très courant en CEM que le concepteur doit pouvoir anticiper. Pour analyser ces situations, un certains nombre d'outils sont à disposition des ingénieurs. Cependant, la plupart sont bien souvent couteux en temps de calcul, excluant de ce fait des analyses prédictives stochastiques, voir des études d'optimisation. Pour limiter ce coût, certains chercheurs ont proposé des méthodes alternatives, comme les modèles ILCM (Intermediate Level Circuit Model). Basée sur la théorie des lignes, cette technique reproduit le comportement de la cavité électromagnétique perforée par une approche circuit. Le problème initial est ainsi représenté par un circuit équivalent simple. Notre étude se focalise en particulier sur la recherche d'une approche rapide, fidèle et intuitive, afin de constituer un modèle analytique utile à la conception de boîtiers de blindage. Nous avons proposé quatre améliorations du modèle d'origine, à savoir le modèle ILCM de Martin Paul Robinson, pionnier de la méthode, le rendant ainsi plus représentatif de la réalité. Cependant, bien que notre travail traite en grande partie de cavités ne contenant aucun appareil, les modèles proposés dans ce manuscrit constitue une étape intermédiaire vers la modélisation de boîtiers de blindage réaliste. L'approche analytique ILCM a été validée pour un certain nombre d'exemples, prouvant de ce fait le potentiel de la méthode
This PhD work is dedicated to shielding boxes modeling. Those shielding enclosure usually contains apertures, that are essential for cable cross or, for ventilation. They are commonly used to protect sensitive equipment from external radiated disruptions. Then, the capacity of a metallic shield to correctly limit parasitic interference and coupling is crucial to know for EMC designers. This coupling problem is particularly widespread in EMC domain that engineers have to anticipate. Several simulation tools are available to compute and analyze these electromagnetic problems. However, full wave numerical methods remains computationally intensive and take several hours to reach a solution. Analytical formulations may provide an attractive alternative using a far smaller computation time with a great accuracy, as ILCM models. Based on the transmission line theory, this technique is able to reproduce the electromagnetic cavity behavior and its apertures by means of a circuital approach. In fact, ILCM models considerably simplify the original problem by providing a simple equivalent circuit représentation of the electromagnetic problem. Our analysis deals with a fast, reliable and simple analytical formulation, in order to develop an helpful tool for shielding boxes design. In this document, we describe four improvements of the original model. These improvements have been made to renforce the initial formulation of Martin Paul Robinson, the method's pioneer, giving a more realistic description of the problem. However, our models focus predominantly on empty electromagnetic cavities containing apertures. Then, they constitutes an interesting intermediate step to model realistic shielding enclosures. The analytical ILCM approach has been validated for several configurations exemples, demonstrating the method potential

Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la modélisation de la propagation acoustique dans les conduits d’éjection de turboréacteur et du rayonnement correspondant vers l’extérieur. Le propos est, d’une part, de développer des méthodes de calcul analytiques permettant de modéliser le problème de façon souple et rapide et, d’autre part, d’évaluer la pertinence de différentes méthodes numériques, indispensables pour tenir compte de façon plus réaliste de la géométrie du problème et des conditions aérodynamiques. L’étude s'inscrit dans une démarche d’analyse progressive, en partant de configurations simples pour intégrer les éléments de complexité physiques les uns après les autres (traitements acoustiques, géométrie complexe, écoulements uniforme et non uniforme…). À chaque étape, les résultats des différentes méthodes sont comparés et l’influence des principaux paramètres du problème est analysée. La solution de référence est donnée ici par une méthode de calcul analytique basée sur la théorie modale en conduit annulaire de section constante. Le rayonnement en champ lointain est calculé, pour un corps central tronqué sur la section de sortie, par l’approximation de la membrane bafflée, et pour un corps central infini, par la technique de Wiener-Hopf. Ce dernier modèle, en particulier, prend en compte l’influence, sur le champ de pression rayonné, d’une condition de Kutta appliquée au bord de fuite de l’éjection. À basse fréquence, les méthodes numériques BEM et FEM aboutissent aux mêmes résultats en l’absence d’écoulement. Les comparaisons entreprises avec des mesures expérimentales sont très satisfaisantes, confirmant la pertinence des modèles théoriques. Lorsqu’un écoulement uniforme est pris en compte, les méthodes BEM et FEM convergent, respectivement, vers les solutions analytiques avec et sans condition de Kutta appliquée au bord de fuite. Le comportement particulier de chacune des méthodes est attribué à la variable de base considérée dans les codes de calcul, à savoir la pression ou le potentiel acoustiques. À haute fréquence, l’approche asymptotique par sommation de faisceaux gaussiens conduit à des résultats peu satisfaisants, les limitations de la méthode étant probablement dues à l’absence de modèle de diffraction dans la formulation actuelle. Plusieurs facteurs géométriques influencent la propagation acoustique à l’intérieur du conduit d’éjection secondaire. L’élément le plus critique est la présence des bifurcations, qui entraîne des recompositions modales du champ sonore d’autant plus fortes que les ondes incidentes se propagent avec une composante azimutale élevée (rotation du champ acoustique). Un modèle analytique est développé pour rendre compte de ces recompositions modales et sa pertinence est confirmée par comparaison des résultats avec la méthode BEM. À l’extérieur des conduits, l’influence du mât-réacteur et de la forme précise du corps central sur le champ rayonné en direction du sol se révèle plus limitée. L’effet des couches de cisaillement prenant naissance aux bords de fuite de l’éjection est en revanche conséquent. La réfraction des ondes induite par une discontinuité de vitesse de part et d’autre d’une ligne de glissement (modèle de Munt) semble correctement modélisée par la méthode FEM, pourtant limitée en théorie à un modèle d’écoulement porteur irrotationnel. L’influence des gradients de densité et de température, en revanche, n’est pas bien reproduite
This work deals with the modeling of the acoustic propagation inside turbofan exhaust ducts and the corresponding radiation to the outside. The main objectives are, first, to develop analytical methods, enabling fast and flexible simulations of the problem, and second, to assess the relevance of different numerical methods, now indispensable to account for more realistic geometries and aerodynamic conditions. The study is performed following a progressive process, beginning with simplified configurations to integrate the elements of physical complexity one by one (presence of acoustic liners, realistic geometry, uniform and non-uniform mean flows…). At each stage, the results of the different methods are compared and the influence of the principal parameters is analyzed. The reference solution is given here by an analytical method based on the modal theory for annular ducts with constant cross section. The far field radiation is calculated, in the case of a hub truncated at the exit plane, using the flanged duct approximation, and for an infinite hub, with the aid of the Wiener-Hopf technique. In this last model, the possibility of vortex shedding from the duct trailing edge is included by application (or not) of a Kutta condition. At low frequency, and in the absence of mean flow, the Boundary and the Finite Element Methods (BEM and FEM) give the same results. The comparisons with measurements are also very good, confirming the relevance of the theoretical models. In the presence of a uniform mean flow, the BEM and the FEM respectively tend to the analytical solutions obtained with and without the Kutta condition imposed at the edge. The particular behavior associated to each method is thought to be related to the acoustic variable considered in the codes, i. E. Acoustic pressure or potential. At high frequency, the results of the Gaussian Beam Summation approach are found to be unsatisfactory, probably because of the absence of any diffraction model in the current code formulation. Several geometrical factors influence the acoustic propagation in the secondary exhaust duct (By-Pass). The most critical point lies in the presence of two bifurcations that induce modal redistributions increasing with the rotation of the incident wave inside the duct. An analytical model for sound propagation in a bifurcated duct is presented and validated by comparison with BEM results. Outside the ducts, the influence of the pylon and the after-body real geometry on the radiation to the ground seems to be more limited. Conversely, the effect of shear layers generated at the duct trailing edges is significant. In spite of theoretical restrictions, the waves refraction due to flow mismatches across a vortex sheet (Munt’s model) seems to be relatively well predicted by the FEM potential formulation. The impact of density or temperature gradients, however, is not well reproduced

L'objectif de ces travaux de thèse est de proposer des approches de modélisation et d'expérimentation de l'impact de structures déformables et indéformables sur différents milieux. Différents modèles analytiques et des simulations numériques sont développés en comparaison aux résultats expérimentaux. Une première partie se consacre à la caractérisation de la similitude entre la réponse à l'impact à l'eau d'un solide et la réponse d'un solide impactant une structure déformable. Des simulations éléments finis (EF) et SPH sont réalisées pour l'impact à l'eau d'un tube cylindrique (sans rupture). Un modèle analytique d'impact à l'eau est proposé pour prédire l'évolution de l'effort (pic, durée). L'analyse des résultats permet de dimensionner un programmateur d'impact solide reproduisant le pic d'effort. Des simulations EF de l'impact sur un tube cylindrique, à géométrie adapté, dans la direction longitudinale, sont réalisées et comparées à quelques expériences tests. Le «flambage dynamique» (dû au comportement inélastique du matériau et aux ondes de déformations) des tubes est alors observé. Une seconde partie traite du cas de la perforation sous impact d'une tôle mince à faibles vitesses d'impact (< 10 m/s, vitesse de déformation < 1000 s-1). Des essais sur puits de chute instrumenté (force, déplacement, déformée de tôle, avancée de fissure) sont analysés. Des simulations EF en éléments coques avec un critère de rupture ductile par endommagement sont réalisées. Les paramètres de rupture dynamique sont identifiés par méthode inverse à l'aide d'essais de résilience Charpy sur l'alliage d'aluminium de désignation 2024 T3. Une analyse des pics de force lors de l'impact permet une meilleure compréhension des mécanismes de perforation. En parallèle, un nouveau modèle analytique, basé sur les énergies impliquées lors de l'impact, est proposé et comparé aux simulations EF. L'étude numérique de la perforation est étendue aux grandes vitesses d'impact et de déformation (100 - 1000 m/s, vitesse de déformation <100 000 s-1) pour identifier les transitions des différents mécanismes de perforation connus (pétalisation, fragmentation des pétales, fragmentation complète)
The objective of this work is to propose approaches to model and to assess experimentally the structural impact on different media. A variety of analytic models and numerical simulations are developed comparing to experimental results. The first part of this work presents a discussion on the similitude between a water impact and an impact on a deformable solid structure. Water impact simulations of a deformable cylinder (without rupture) are performed by finite elements (FE, Coupled Eulerian Lagrangian) and SPH analysis. An analytical model of water impact is proposed for the prediction of peak force evolution. The analysis of results permits to design an impact programmer reproducing this peak force. FE longitudinal impact simulations on cylindrical tubes, with an adapted geometry, are performed and compared with some experiments. The “dynamic buckling” of tubes under impact (due to the material inelastic behavior and to strain waves) is observed. The second part deals with the low velocity perforation (< 10 m/s, strain rate < 1000 s-1) of thin plates. Some experiments on an instrumented drop test (force, displacement, plate shape, crack propagation) are analyzed. Shell FE simulations, with a damage rupture criteria implemented are performed. Parameters are identified by inverse method with the help of Charpy tests made on 2024 T3 aluminum alloy. An analysis of the peak force, during impact, leads to a good understanding of the perforation mechanism. In parallel, a new analytical model, based on an energetic approach of the perforation, is proposed and compared with FE simulations. The numerical perforation study is extended to high velocities and high strain rates (100 - 1000m/s, strain rate < 100 000 s-1) in order to identify different well-known transitions of perforation (Petalisation, petals' fragmentation, total plate's fragmentation)

Dans ce mémoire, nous avons étudié la dynamique non linéaire de l'entraînement de pompe à vide sur moteur diesel. Le contact bilatéral de l'accouplement est représenté par une raideur de contact en torsion et un amortissement visqueux. L'équation différentielle linéaire par morceaux obtenue est résolue de manière semi-analytique. Une technique de continuation, basée sur une méthode de tir semi-analytique. Est utilisée pour décrire les orbites périodiques et leurs bifurcations. Le comportement chaotique est mis en évidence par le calcul des exposants de Lyapunov et par les coupures de Poincaré. Finalement, un banc expérimental de principe a été réalisé. Les résultats expérimentaux et numériques ont été confrontés afin de valider la modélisation et la procédure d'analyse
In this document, we have studied the diesel engine vacuum pump drive non linear dynamics. The involved double-sided contact is represented by a classical torsion stiffness and a viscous torsion damping. The piecewise linear motion equation obtained is solved by a semi analytical method. A continuation technique, based on a semi analytical shooting method, is used to describe periodic orbits and their bifurcations. The chaotic behaviour is revealed by the computed Lyaopunov exponents and Poincaré applications. Finally, an experiment idealizing the vacuum pump system has been performed. Experimental and computed results will be confronted to validate the model and the analysis procedure

Les graphes sont des objets mathématiques abstraits utilisés pour modéliser les interactions entre les éléments constitutifs des systèmes complexes. Cette utilisation est motivée par le fait qu’il existe un lien fondamental entre la structure de ces interactions et les propriétés macroscopiques de ces systèmes. La théorie de la percolation offre un paradigme de choix pour analyser la structure de ces graphes, et ainsi mieux comprendre les conditions dans lesquelles ces propriétés émergent. Les interactions dans une grande variété de systèmes complexes partagent plusieurs propriétés structurelles universelles, et leur incorporation dans un cadre théorique unique demeure l’un des principaux défis de l’étude des systèmes complexes. Exploitant une approche multitype, une idée toute simple mais étonnamment puissante, nous avons unifié l’ensemble des modèles de percolation sur graphes aléatoires connus en un même cadre théorique, ce qui en fait le plus général et le plus réaliste proposé à ce jour. Bien plus qu’une simple compilation, le formalisme que nous proposons augmente significativement la complexité des structures pouvant être reproduites et, de ce fait, ouvre la voie à plusieurs nouvelles avenues de recherche. Nous illustrons cette assertion notamment en utilisant notre modèle pour valider et formaliser certaines intuitions inspirées de résultats empiriques. Dans un premier temps, nous étudions comment la structure en réseau de certains systèmes complexes (ex. réseau de distribution électrique, réseau social) facilite leur surveillance, et par conséquent leur éventuel contrôle. Dans un second temps, nous explorons la possibilité d’utiliser la décomposition en couches “k-core” en tant que structure effective des graphes extraits des systèmes complexes réels. Enfin, nous utilisons notre modèle pour identifier les conditions pour lesquelles une nouvelle stratégie d’immunisation contre des maladies infectieuses est la stratégie optimale.
Graphs are abstract mathematical objects used to model the interactions between the elements of complex systems. Their use is motivated by the fact that there exists a fundamental relationship between the structure of these interactions and the macroscopic properties of these systems. The structure of these graphs is analyzed within the paradigm of percolation theory whose tools and concepts contribute to a better understanding of the conditions for which these emergent properties appear. The underlying interactions of a wide variety of complex systems share many universal structural properties, and including these properties in a unified theoretical framework is one of the main challenges of the science of complex systems. Capitalizing on a multitype approach, a simple yet powerful idea, we have unified the models of percolation on random graphs published to this day in a single framework, hence yielding the most general and realistic framework to date. More than a mere compilation, this framework significantly increases the structural complexity of the graphs that can now be mathematically handled, and, as such, opens the way to many new research opportunities. We illustrate this assertion by using our framework to validate hypotheses hinted at by empirical results. First, we investigate how the network structure of some complex systems (e.g., power grids, social networks) enhances our ability to monitor them, and ultimately to control them. Second, we test the hypothesis that the “k-core” decomposition can act as an effective structure of graphs extracted from real complex systems. Third, we use our framework to identify the conditions for which a new immunization strategy against infectious diseases is optimal.

Dans cette étude, on s’intéresse à un système de production par usinage qui est l’un des procédés de fabrications les plus adoptés par les différentes industries mécaniques (automobile, aéronautique, ferroviaire…). L'objectif de cette thèse pluridisciplinaire (Mécanique et Génie Industriel) est double : (1) le développement d’un nouveau modèle thermomécanique de la coupe oblique, avec vibration, en usinage à sec et (2) la maximisation du profit afin d’établir conjointement une stratégie de production et un plan de maintenance préventive. Le couplage entre l’opération d’usinage et la partie « optimisation simultanée des coûts de production et de maintenance » se fait à travers la prise en compte de l’effet des conditions de coupe sur l’état de la surface généré et sur l’usure de l’outil de coupe. Dans l’approche proposée, l’usure est prise en compte via la loi empirique de Taylor et l’état de la surface usinée est prédite à travers une nouvelle modélisation des vibrations en coupe oblique. Le premier objectif de la thèse concerne le développement d’une nouvelle modélisation thermomécanique de la coupe oblique avec vibration. Dans ce modèle analytique de coupe, le système vibratoire outil-porte outil est assimilé à un système à un seul degré de liberté dans la direction d’avance. On prend en compte le couplage entre les oscillations de l’outil, le processus thermomécanique de formation du copeau ainsi que l’effet régénératif. Ce dernier résulte de la variation de la quantité de matière à usiner entre deux passes successives. Les sorties de l’outil de la zone de coupe en fonction des conditions de coupe sont également considérées. Le couplage entre l’ensemble de ces mécanismes rend le problème à résoudre fortement non linéaire. Un algorithme de résolution permettant de réduire le temps de calcul a été mis en place. Le deuxième objectif de la thèse est réalisé par le biais du développement d’un modèle analytique. Dans ce modèle, le profit à maximiser, intègre les revenus de vente du produit fini, les coûts de production et de maintenance tout en considérant l’impact des conditions d’usinage sur les coûts de production, la qualité des pièces usinées ainsi que la dégradation du système de production. On prend donc en compte d’une manière simultanée l’impact des conditions d’usinage sur trois aspects fondamentaux pour la partie « optimisation simultanée des coûts de production et de maintenance ». Le premier concerne l’impact des conditions d’usinage sur la durée et les coûts de production. Le deuxième concerne l’impact sur la dégradation du système d’usinage et par conséquent sur le plan de maintenance optimal à adopter. Le troisième concerne l’impact sur la qualité du produit fini qui affecte directement les coûts de vente et plus précisément les coûts de reviens. Ces interactions sont prises en considération par le biais du développement d’un modèle analytique afin d’établir un plan optimal de maintenance intégrée à la production pour le système d’usinage
In this study, we are interested in a machining production system which is one of the manufacturing processes most adopted by the various mechanical industries (automotive, aviation…etc.). The objective of this multidisciplinary thesis (Mechanics and Industrial Engineering) is double: (1) the development of a new thermomechanical model of oblique cutting in dry machining and (2) the maximization of profit in order to establish a strategy production and a preventive maintenance plan.The coupling between the machining operation and the part "simultaneous optimization of production and maintenance costs" is done by considering the effect of cutting conditions on the generated surface quality and on the tool wear. In the proposed approach, wear is taken into account through Taylor's empirical law and the machined surface quality is predicted via a new model of vibrations in oblique cutting.The first objective of this work concerns the development of a new thermomechanical model of the oblique cutting with vibration. In this analytical cutting model, the vibratory system is assimilated to a system with a single degree of freedom in the tool feed direction. We take into account the coupling between tool oscillations, the thermomechanical process of chip formation as well as the regenerative effect. The latter results from the variation in the material quantity to be machined between two successive passes. The coupling between all of these mechanisms makes the problem to be solved strongly nonlinear. A resolution algorithm making it possible to reduce the computation time has been implemented.The second objective of the thesis is achieved through the development of an analytical model where the optimization consists in maximizing a profit integrating selling price of finished product, production and maintenance costs. We note the originality of this part consists in considering the impact of the machining conditions, especially the cutting speed, on the production durations and costs, the quality of the machined parts as well as the degradation of the production system. The impact of machining conditions on three fundamental aspects is therefore considered simultaneously for the "simultaneous optimization of production and maintenance costs" part. The first concerns the impact of machining conditions on production time and costs. The second concerns the impact on the degradation of the machining system and therefore on the optimal maintenance plan to be adopted. The third concerns the impact on the quality of the output product which directly affects the selling costs and more specifically the total profit. These interactions are taken into account through the development of an analytical model to establish an optimal integrated production maintenance plan for the machining system, illustrated by the optimal switching date for changing cutting speed and the optimal numbers of batches to produce before every preventive maintenance action for every production phase. Every production phase is characterized by a cutting speed

L'utilisation des composites textiles a progressé récemment dans les industries avancées afin de remplacer les composites traditionnels et les stratifiés. La prédiction des propriétés élastiques des composites textiles présente une étape très importante qu’on peut se baser sur, afin de comprendre le comportement mécaniques de ces matériaux. L’objectif de cette thèse est de proposer un modèle analytique fiable et généralisée profitant des avantages des méthodes analytiques relativement aux méthodes numériques. Le modèle généralisé a été appliqué à toutes sortes de composites textiles, où il a donné de très bons résultats en particulier pour les modules d’Young et de cisaillement en plan. La mémoire est présentée sous forme d’une thèse par articles/publications. La thèse est composée de huit chapitres : le chapitre de coordination, les six chapitres qui correspondent aux six articles et la conclusion générale
The use of textile composites has increased recently in advanced industries to replace traditional composites and laminates. The prediction of elastic properties of textile composites presents an important step to understand the mechanical behavior of these materials. The objective of this thesis is to propose a reliable analytical model benefits from analytical methods advantageous against numerical methods. The proposed generalized model has been applied to all kinds of textile composites, where it yields very good results especially for the Young's modulus and shear plane. The thesis consists is a thesis by articles/publications. The thesis consists of eight chapters: Coordinating chapter, six chapters correspond to six publications and a general conclusion

Les paramètres de formulation et les conditions de mise en place du béton frais affectent ses propriétés mécaniques et sa durabilité à l’état durci et in extenso la durabilité de l’ouvrage construit. De ce fait, l’ouvrabilité du béton doit être judicieusement choisi selon la géométrie de l’élément à couler et la disposition des armatures. Par exemple, le béton autoplacant (BAP) se met en place sous son propre poids et épouse adéquatement les coffrages sans apport de vibration mécanique. Ainsi le BAP est généralement utilisé pour couler les éléments ayant une géométrie complexe ou difficilement accessible. Le comportement à l’écoulement lors de la mise en place de cette classe de béton peut difficilement être prédit à l’aide des essais empiriques tels que le cône d’Abrams. Par ailleurs, une légère variation des propriétés des constituants peut conduire à un béton avec des faibles performances à l’écoulement. La rhéologie, une branche de la physique qui étudie l’écoulement des fluides, permet une meilleure description des propriétés à l’écoulement des BAP et facilite la compréhension de ce matériau. Le BAP peut être considéré comme une suspension de gros granulats dans un fluide suspendant (mortier). Dans ce cas, des modèles rhéologiques analytiques peuvent être exploités pour prédire les propriétés rhéologiques de ces matériaux et comprendre leur comportement à l’écoulement. Néanmoins, l’applicabilité de ces modèles est fonction de plusieurs paramètres, notamment la nature de la phase suspendante considérée (pâte, mortier de béton équivalent ou mortier), caractéristiques des particules solides, historique de cisaillement de la phase suspendante et de la suspension, etc. Cette recherche exhaustive vise essentiellement à évaluer l’influence de différents paramètres de formulation et d’essais sur les propriétés rhéologiques des BAP afin de comprendre le comportement à l’écoulement de cette classe de béton. Une approche de prédiction des propriétés rhéologiques des BAP simulés par des suspensions diphasiques, c’est-à-dire composés d’une phase suspendante et inclusions solides, est proposée. L’approche diphasique se heurte généralement à la difficulté de définir la phase suspendante. La première phase du programme expérimental est consacrée à une évaluation de l’applicabilité de la méthode de mortier de béton équivalent (MBE) pour prédire les propriétés à l’état frais des BAP. Les résultats obtenus montrent que cette méthode ne fournit pas une bonne corrélation entre les propriétés à l’état frais des BAP et leur MBE. Ceci est dû, en partie, au fait que seule la surface spécifique des gros granulats soit considérée comme critère pour formuler les mélanges de MBE. En effet, les résultats obtenus montrent que le concept de la pâte en excès doit être considéré pour améliorer les relations entre le BAP et son MBE. Ce concept tient compte du volume et de la compacité des gros granulats dans le béton. Bien que l’utilisation de la pâte en excès améliorer l’approche du MBE, mais résulte en des corrélations complexes et difficilement exploitables pour pouvoir appliquer une approche diphasique afin de prédire les propriétés à l’état frais et rhéologiques des BAP en considérant le MBE comme phase suspendante. Pour pallier à cette difficulté, une investigation plus exhaustive de la pâte-mortier/mortier-BAP est nécessaire afin de mieux comprendre la synergie des différents paramètres de formulation et d’identifier la phases suspendante la plus adéquate pour prédire les propriétés du BAP. La deuxième phase de cette étude porte sur l’évaluation de l’effet des caractéristiques des particules solides sur les propriétés rhéologiques des suspensions en exploitant des modèles analytiques, notamment les modèles de Krieger-Dougherty (KD) et de Château-Ovarlez-Trung (COT). Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence l’effet de la forme et de la granulométrie des particules solides sur les paramètres intrinsèques de ces modèles analytiques. De plus, il est montré que ces paramètres intrinsèques sont considérablement affectés par les paramètres de formulation, le protocole de cisaillement et la concentration de la phase suspendante (i.e. rapport Eau/Liant). Par ailleurs, il est montré que le modèle rhéologique (Bingham ou Herschel Bulkley) choisi pour décrire le comportement de la phase suspendante (pâte) et de la suspension (mortier) est un facteur influent sur les propriétés rhéologiques prédites des suspensions. La troisième phase de cette étude vise l’exploitation des modèles analytiques pour prédire les propriétés rhéologiques tout en identifiant une phase suspendante qui représente le plus fidèlement le BAP. Différentes phases suspendantes (mortier) ont été évaluées, notamment le mortier tamisé, mortier type I et le mortier II. Les corrélations entre les propriétés à l’état frais et rhéologiques des BAP et de différents mortiers ont été établies. De plus, l’effet des paramètres de formulation les plus influents sur les corrélations des propriétés rhéologiques entre les différentes phases ainsi que sur les paramètres intrinsèques des modèles de prédiction ont été mis en évidence. Des modèles sont proposés pour prédire les propriétés rhéologiques des mélanges de BAP en considérant le mortier type II comme phase suspendante.

Les câbles synthétiques se caractérisent par une architecture très complexe, et une structure hiérarchique. Pour les applications marines, ils sont sollicités en traction, et l'objectif de ce travail est de modéliser leur comportement axial, à partir de la loi de comportement de la fibre, et de la description géométrique du câble. Etant donné l'architecture du câble, deux types de modèles de transition d'échelles sont développés : l'un est adapté à un assemblage d'un grand nombre de constituants torsadés, alors que le second est destiné à une structure dite 1+6 avec une âme centrale et 6 fils hélicoïdaux. Dans les deux cas, différents modèles de la littérature, provenant de travaux relatifs à des câbles synthétiques ou métalliques sont présentés et discutés. Pour la structure à grand nombre de constituants torsadés, seul le comportement en traction est pris en compte au niveau local, et les phénomènes d'interaction entre les constituants sont négligés. Pour la structure 1+6, l'âme et les fils hélicoïdaux sont décrits par des poutres courbes, et l'écriture des conditions de contact entre les fils et l'âme, moyennant certaines hypothèses, permet d'exprimer la cinématique de toute la section en fonction des seuls degrés de liberté de l'âme. Tous ces modèles sont mis en œuvre sur différents exemples. Dans une deuxième partie, sont présentés les essais de caractérisation du comportement de câbles synthétiques. L'objectif est ici de valider les modèles précédents, d'où la réalisation de nombreux essais, à différentes échelles, et sur deux types de câbles (d'effort à la rupture de 25T et 205T respectivement). La confrontation modèles/essais fait l'objet du dernier chapitre.

Dans ce chapitre, nous abordons les distributions de probabilités et les processus aléatoires liés aux modèles de file d'attente et de fiabilité incorporés dans un environnement périodique. L'analyse de ces distributions nous aide à comprendre leur structure et à étendre le champ de leurs applications et leur pouvoir de modélisation. Nous voyons comment elles peuvent être utilisées pour modéliser divers processus en économie, en études actuarielles, dans l'industrie, la démographie, les études environnementales, et comment leur utilisation se répercute sur l'assurance, l'analyse des risques et des coûts. Ce chapitre est conçu pour donner des incitations, des compétences analytiques et de l’inspiration aux étudiants et aux chercheurs. De nouvelles orientations sont marquées. Les approches, les méthodes et les résultats donnent une base pour de multiples études et applications ultérieures.