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Dissertations / Theses on the topic 'Niveau des eaux – Modèles mathématiques'
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Ma, Qiang. "Etude sur le transport d'énergie thermique à bas niveau à longues distances par procédé d'absorption ammoniac-eau." Chambéry, 2009. http://www.theses.fr/2009CHAMS016.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, l'objectif est d'évaluer les potentialités et les performances à attendre des procédés d'absorption de l'ammoniac et l'eau pour réaliser un transport de froid et /ou de chaleur sur long distance. Tout d'abord, il convient de présenter les systèmes déjà employés pour le transport d'énergie thermique à longue distance et comprendre leurs limites. Après cet état de l'art, le modèle mathématique d'absorption de l'ammoniac et l'eau est présenté. Les analyses des performances de transport de chaleur et de froid à longue distance avec tels systèmes sont détaillés. Les températures de fonctionnement et les rendements énergétiques attendus sont présentés. L'impact du transport des fluides sur les performances du procédé est étudié. Le coût du transport au niveau est évalué. Nouveaux cycles d'absorption sont envisagés pour la revalorisation de rejets thermiques basse température. Ensuite, un prototype de petite taille est installé pour vérifier expérimentalement la faisabilité thermodynamique. Pour compléter cette étude, l'analyse économique est réaliséeIn this thesis, the object is to evaluate the potentials and the performances of the ammonia-water absorption processes in the transportation of low-grade thermal energy over long distance. First of all, it contains the already employed systems for the transportation of low-grade thermal energy over long distance and understands their limitations. After this state-of-the-art introduction, the mathematical model of the ammonia-water absorption system is presented. The analysis of the performance of the transportation of low-grade thermal energy over long distance with this kind of systems is detailed. The output temperatures ranges are presented. The impact of the transportation process on the performance is studied. The investment cost of the transportation pipes was evaluated. Novel ammonia-water absorption cycles are proposed for the revalorization of the low-grade thermal energy. And then, a small-scale prototype is installed to experimentally verifier the thermodynamic feasibility. In order to complete the study, the economical analysis is realized
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Chidepudi, Sivaramakrishnareddy. "Deep learning fοr the simulatiοn, recοnstructiοn & prοjectiοn οf grοundwater level variatiοns." Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. http://www.theses.fr/2024NORMR050.
Full textAbstract:
Des simulations précises du niveau des eaux souterraines (GWL) sont indispensables pour générer les reconstructions et les projections servant à analyser les tendances et la variabilité historiques et futures des eaux souterraines à long terme. Dans cette thèse, nous étudions l'utilisation d'approches d'apprentissage profond (DL) pour les simulations, reconstructions et projections du niveau des eaux souterraines, en mettant l'accent sur les questions liées à la représentation de la variabilité à basse fréquence interannuelle à décennale, et en utilisant divers produits de réanalyses climatiques et sorties de GCM. Une approche de pré-traitement par ondelettes assistant les modèles DL a été développée, en particulier à partir de transformée en ondelettes discrète à chevauchement maximal (MODWT) en une étape de décomposition les signaux d'entrée. Les modèles récurrents à mémoire long- et court- terme (LSTM) et leurs développements plus récents (unité récurrente à porte GRU et LSTM bidirectionnels BiLSTM) ont été plus spécifiquement utilisés et évalués, pour développer des approches d’apprentissage à station unique et à stations multiples. Les résultats de l'approche à station unique ont indiqué que les modèles GRU assistés par MODWT permettaient d'extraire des informations à basse fréquence et surpassaient considérablement les modèles « simples » (i.e. sans pré-traitement) dans la simulation des GWL, en particulier pour les GWL de type inertiel. La méthode SHAP a été utilisée pour appréhender l’interprétabilité des résultats des modèles et le fonctionnement des modèles eux-mêmes, mettant ainsi notamment en évidence les caractéristiques d'entrée les plus importantes. Pour les reconstructions GWL à long terme, les modèles DL ont été construits en utilisant les ensembles de données de réanalyse climatique ERA5 et ERA20C du centre européen de prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF), permettant des reconstructions jusqu'en 1940 et 1900, respectivement. Ces modèles basés ont pu capturer avec succès la variabilité multidécennale dans tous les niveaux de nappe reconstruits, un enjeu important en contexte de changement climatique dans la mesure où la variabilité multidécennale peut fortement interférer avec les effets du changement climatique. Plusieurs approches d’apprentissage multi-stations et de clustering ont été utilisées pour les simulations GWL à grande échelle, intégrant des variables climatiques dynamiques et des caractéristiques statiques des aquifères. Les modèles spécifiquement entraînés sur différents types de GWL, regroupés sur la base de leurs propriétés spectrales, ont obtenu des résultats significativement meilleurs que ceux entraînés sur l'ensemble des données. Enfin, un modèle GRU multi-stations entraîné pour chaque type de GWL avec un prétraitement MODWT avec correction des effets de bord (BC-MODWT) a été utilisé pour générer des projections jusqu'en 2100. Les changements futurs indiquent des tendances à la baisse des niveaux et de la variabilité des eaux souterraines, s'intensifiant de SSP2-4.5 à SSP5-8.5, malgré des niveaux des eaux souterraines projetés plus élevés en moyenne par rapport à la période historique dans tous les scénarios. Nous expliquons ce résultat apparemment contre-intuitif par le fait que les niveaux projetés sont systématiquement bien plus élevés en début de période future (jusqu’à ~2050) par rapport à la période historique. Nos résultats indiquent enfin que la variabilité des aquifères de type annuel a augmenté pour tous les scénarios d’émissionAccurate groundwater level (GWL) simulations facilitate reconstructions and projections for analysing historical and future groundwater trends and variability at the decadal scale. In this thesis, we investigate the use of deep learning (DL) approaches for GWL simulations, reconstructions, and projections, with a focus on capturing low-frequency variability and leveraging climate reanalysis and GCM model outputs. A wavelet-assisted DL framework was developed, using the Maximal Overlap Discrete Wavelet Transform (MODWT) as a pre-processing step to decompose input signals. We specifically evaluated advanced DL models, including Long Short-Term Memory (LSTM), Gated Recurrent Unit (GRU), and Bidirectional LSTM (BiLSTM), for single-station and multi-station approaches. The single station approach results indicated that MODWT-assisted GRU models allowed for extracting low-frequency information and significantly outperformed standalone models in simulating GWLs, particularly for inertial-type GWL. The Shapley Additive Explanations (SHAP) technique was used to interpret model outputs and highlight important input features. For long-term GWL reconstructions, DL models were trained on ERA5 and ERA20C climate reanalysis datasets, enabling reconstructions up to 1900 and 1940, respectively. These DL-based models were able to capture multi-decadal variability in all reconstructed GWLs. Several multi-station training approaches and clustering were used for large-scale GWL simulations, incorporating dynamic climatic variables and static aquifer characteristics. Models specifically trained on different GWL types, clustered by spectral properties, performed significantly better than those trained on the whole dataset. Finally, A multi-station GRU model trained for each GWL type with boundary-corrected MODWT (BC-MODWT) pre-processing was used to generate projections until 2100. Future changes show decreasing trends in groundwater levels and variability, intensifying from SSP2-4.5 to SSP5-8.5, despite projected groundwater levels being higher on average compared to the historical period in all scenarios. We explain this seemingly counter-intuitive result by the fact that projected levels are systematically much higher at the beginning of the future period (up to ~2050) compared to the historical period. Finally, our results indicate that the variability of annual-type aquifers has increased for all emission scenarios
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Saba, Marianne. "Développement et élaboration de méthodes de traitement de données de terrain et de modèles hydrodynamiques et hydrodispersifs dans une optique de développement durable en matière de gestion de l’eau au Nord du Liban." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10055/document.
Full textAbstract:
L' augmentation de la population à Tripoli et ses environs a conduit une augmentation de la demande des eaux souterraines et le forage de puits aléatoire . Cette situation a entraîné une hausse de la demande d'eau souterraine et ainsi a mit en danger l' aquifère (Miocène), ce qui peut entraîner des problèmes graves à moins des étapes pour la gestion des ressources en eau sont mises en œuvre . Ces mesures devraient inclure la définition de la caractérisation rigoureuse des propriétés de l'aquifère afin de bien gérer la qualité et la quantité d'eau pompée. Notre objectif dans cette étude est d'analyser les paramètres hydrochimique, hydrophysique, ainsi que le niveau d'eau de la nappe phréatique de Karstique du Nord du Liban. La répartition spatiale des paramètres physico- chimique obéit à une tendance croissante vers l'ouest c'est à dire vers la mer Méditerranée. Au cours des dernières décennies, les eaux souterraines illégalement pompé pour l'usage domestique et agricole a entraîné une dégradation de la qualité des eaux souterraines en raison de l'intrusion saline de l'eau dans les zones occidentales. Afin d'étudier l'origine le logiciel PhreeqC a permis de déterminer les propriétés et l'aspect hydrochimique des eaux souterraines ; de même le logiciel Aquitest a permit d'etudier les niveau d'eau de la region. SIG, Surfer et Visual MODFLOW ont été utilisés pour générer des cartes de localisation de la distribution spatiale des paramètres ainsi que la modélisation de la carte potentiométrique. Le résultat final a été la détermination des sources anthropiques, naturogéniques de contamination de l'eau au Nord du Liban et la formation de la carte piézométrique de la régionThe increasing population in Tripoli and its surrounding has placed an increase in the demand of groundwater and the random drilling of wells. This situation has resulted in a higher demand of groundwater and thus endangered the Miocene aquifer that will cause problems unless serious steps for the management of water resources are implemented. These steps should include defining stringent characterization of the properties of the aquifer in order to properly manage the quality & quantity of pumped water.Our aim in this study is to analyze the hydrochemical, hydro physical quality,& water level of groundwater in the Miocene aquifer in the North of Lebanon. The results have shown that the dominant type of groundwater in the area is highly chlorinated with sulfated calcium and magnesium with heavily charged Nitrate & Nitrite. The spatial distribution of the physiochemical parameters obey an increasing pattern westwards towards the Mediterranean Sea. During the last decades, illegal groundwater pumping mainly for domestic and agricultural use has caused groundwater quality degradation due to saline water intrusion from western areas .In order to study the origin and the hydrochemical aspect of groundwater, Phreeq C & Diagram software helped us determine the properties ;as for the water level Aquitest software was used.GIS ,Surfer & Visual Modflow softwares were used to generate maps locating the spatial distribution of all parameters & most importantly the modeling of the potentiometric map of the North. The end result was the determination of anthropogenic & naturogenic sources of water pollution in the North of Lebanon & the formation of the piezometric map of the region
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Hou, Xiaoping. "Composite element method for modelling transient groundwater flow in fractured media and its application to slope stability problem." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10051/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse propose un modèle numérique complet pour l'écoulement transitoire des eaux souterraines dans les milieux poreux et fracturés et son application sur l’analyse de la stabilité des pentes sous l’effet d’une diminution du niveau de l’eau dans un réservoir. L’écouement de l’eau dans les milieux fracturés est complexe, en raison de la présence d'un grand nombre de fractures et de fortes variations dans les propriétés géométriques et hydrauliques de ces milieux.La thèse est organisée en six chapitres.Le premier chapitre pésente les problèmes abordés et les objectifs de la thèse. Le 2nd chapitre présente une synthèse des analyses numériques de l'écoulement dans les milieux fracturés et de ses effets sur la stabilité des pentes. Le 3ème chapitre présente le développment d’un modèle numérique d'écoulement transitoire saturé dans des milieux fracturés avec une surface libre en utilisant la méthode des éléments composites (CEM). Le 4ème chapitre présente un modèle numérique d'écoulement transitoire à saturation variable, dans les milieux fracturés à l'aide du CEM.Le 5ème chapitre présente une étude de la stabilité des pentes sous l’effet de variation des paramètres hydrauliques et de résistance des sols, et da géométrie des pentes.Le 6ème chapitre présente une étude paramétrique de l'influence des caractéristiques de fracture sur l'écoulement transitoire et la stabilité d’une pente soumise à des conditions de diminutionThis thesis presents a comprehensive numerical method for analyzing transient groundwater flow in porous and fractured media and its application to the analysis of the stability of soil and rock slopes subjected to transient groundwater flow induced by reservoir drawdown conditions. Compared to that of porous media, the analysis of flow in fractured media is relatively complex, due to the presence of a large number of fractures and strong variations in geometric and hydraulic properties.The thesis is organized in six chapters. Chapter 1 presents the issues to be addressed and the thesis objectives. Chapter 2 discusses basic theories related to the numerical analysis of groundwater flow in fractured media and its effects on slope stability.Chapter 3 develops the numerical model of transient, saturated flow in fractured media with a free surface using the composite element method (CEM). Chapter 4 presents the numerical model of transient, variably-saturated flow in fractured media using the CEM.Chapter 5 includes an investigation of the stability of homogeneous soil slopes under drawdown conditions, depending on the drawdown rate, hydraulic and strength parameters of soils, and slope geometry.The last chapter presents a parametric study on the influence of fracture characteristics on transient flow and stability of layered rock slope subjected to drawdown conditions
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Volpe, Laurent. "Conception en vue de test : du niveau comportemental au niveau transferts de registres." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20163.
Full textAbstract:
Le flot de conception des circuits integres numeriques se compose de plusieurs phases, chacune d'entre elles permettant d'affiner la representation d'un circuit. Chaque etape utilise un modele de representation adequat : comportemental, transfert de registres, logique, electrique ou topologique. Chacun de ces modeles sert de support aux diverses optimisations effectuees lors de la conception. Classiquement la testabilite est prise en compte au niveau logique. Cependant le niveau transfert de registres et le niveau comportemental qui sont des niveaux plus abstraits sont egalement des niveaux de modelisation propices a la prise en compte de la testabilite des circuits. En effet ces niveaux permettent de representer la decomposition du circuit en un controleur et un chemin de donnees ainsi que la hierarchie des modules au sein de ces deux parties. Le but des travaux de cette these est de prendre en compte les contraintes de testabilite le plus tot possible dans le flot de synthese afin d'eviter les ecueils rencontres plus tard au niveau portes (accroissement du chemin critique, architecture difficilement testable). Le chemin de donnees etant la partie preponderante dans un grand nombre d'applications, l'objet des travaux presentes dans cette these est l'adaptation des methodes de synthese du chemin de donnees en vue de generer directement des circuits tres testables. Les methodes proposees permettent, soit d'accroitre directement la testabilite du chemin de donnees grace a une chaine de scan, soit d'accroitre indirectement la testabilite du chemin de donnees en modifiant le controleur. Les premieres methodes permettent de diminuer le cout du test par scan partiel au niveau transfert de registres et lors de la synthese comportementale. Les secondes modifient le controleur de sorte que les nouvelles sequences d'instructions permettent un test aise du chemin de donnees sans avoir recours a des techniques de cvt additionnelles.
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Buil, Nathalie. "Modélisation tridimensionnelle du transport de polluants dans les écoulements à surface libre." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10059.
Full textAbstract:
La presence de plus en plus frequente de pollutions ponctuelles dans les rivieres incite a developper des outils de simulation numerique permettant de determiner tres precisement les champs de concentration en fonction de l'espace et du temps. Le niveau de modelisation depend generalement de la region etudiee. Dans le voisinage du point d'injection, le melange se realise dans toutes les directions de l'espace ; il necessite par consequent une modelisation tridimensionnelle. Le devenir d'un polluant depend en premier lieu des caracteristiques de l'ecoulement qui le transporte. Une representation extremement precise de tous les phenomenes hydrodynamiques presents dans le milieu recepteur s'avere donc necessaire. En particulier, la prise en consideration de la turbulence est essentielle. Un modele hydrodynamique ne comportant pas d'hypothese simplificatrice majeure a donc ete construit. D'une part, la hauteur de la surface libre dans le domaine est consideree comme une inconnue a part entiere afin de reproduire tres finement la deformation de cette derniere au cours du temps. D'autre part, l'hypothese de pression hydrostatique est rejetee afin que le modele puisse etre applique a tous types de geometries. Enfin, des conditions aux limites adaptees a la modelisation d'un ecoulement en milieu naturel ont ete developpees. La progression de la pollution dans l'environnement defini precedemment se modelise ensuite en terme de concentration par l'intermediaire d'un modele de convection-dispersion. Dans la perspective d'une confrontation avec des mesures experimentales, ce sont des geometries rectangulaires aux dimensions d'un canal de laboratoire qui ont tout d'abord ete utilisees. Des situations geometriques plus complexes ont ensuite ete simulees. Le modele global repond de maniere tres satisfaisante a de nombreux tests numeriques. Par ailleurs, les hauteurs d'eau determinees par le modele numerique sont comparables a celles mesurees dans des conditions similaires.
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Jabbour, Daas. "Etude expérimentale et modélisation de la dispersion en champ lointain suite à un rejet accidentel d'un polluant miscible dans un cours d'eau : application à la gestion de crise." Aix-Marseille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX11003.
Full textAbstract:
Les rejets de matières dangereuses dans l'environnement induisent souvent des pollutions accidentelles des cours d'eau qui s'étendent sur plusieurs kilomètres en aval de la source du rejet. Dans l'objectif de proposer un modèle qui prévoit l'étendue de la pollution, une maquette de cours d'eau est conçue spécifiquement en ce sens à partir d'une étude de similitude pour évaluer la dispersion de polluant en champ lointain et valider le modèle unidimensionnel adopté (Equation d'Advection-Dispersion). Les conclusions issues des études menées à petite et à grande échelle, nous ont amené à développer un modèle permettant de prédire les profils asymétriques dans la zone initiale du champ lointain. L'évaluation des performances du nouveau modèle, basé sur une Gaussienne Modifiée par une Exponentielle, montre une faible divergence des estimations par rapport aux observations. Lors de la validation à l'échelle réelle, les trois paramètres essentiels lors d'une gestion de crise (concentrations maximales, temps d'arrivée du pic et de la pollution) sont estimés respectivement avec un pourcentage d'erreur moyen de 51, 13 et 11 %, ce qui semble acceptable. Finalement, un modèle complet de dispersion est proposé pour évaluer l'étendue d'une dispersion accidentelle dans le champ lointain. Il est composé de l'EMG pour la zone initiale du champ lointain et de l'ADE pour le champ lointain établi. Le passage d'un modèle à une autre se fait à partir d'une distance comprise entre 12 et 50 fois la longueur de mélange. En conclusion, le modèle proposé est adapté à la gestion d'une situation d'urgence par la simplicité de son utilisation et le faible nombre de variables d'entrée nécessaires aux simulations
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Paré-Bourque, Marie. "Gestion des eaux pluviales : qualité des eaux et contrôle en temps réel." Master's thesis, Université Laval, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11794/20657.
Full textAbstract:
L'objectif de ce projet est d'intégrer le concept de gestion des eaux pluviales avec le contrôle en temps réel afin de réduire l'impact de ces eaux sur les cours d'eau urbains. Il s'agit d'effectuer la gestion des eaux pluviales d'un bassin versant typiquement urbain, en fonction des prévisions météorologiques, au niveau d'un bassin d'orage, muni d'une vanne à son exutoire, afin d'augmenter le temps de rétention des eaux et ainsi augmenter la sédimentation. Après modélisation de la qualité et quantité des eaux et l'élaboration de règles de contrôle, le contrôle en temps réel s'est avéré être une solution efficace afin d'augmenter la sédimentation des matières en suspension dans le bassin de rétention. Dans tous les cas étudiés, le bassin contrôlé offrait une efficacité de sédimentation supérieure à celle du bassin traditionnel contrôlé par un ouvrage statique, tel un orifice. Le contrôle en temps réel a démontré qu'il augmentait la sédimentation des particules fines, sur lesquelles la majorité des polluants s'adsorbent. La modélisation des matières en suspension, à l'entrée et à la sortie du bassin de rétention, a permis de démontrer l'efficacité de cette solution en quantifiant les charges à ces endroits. Dans tous les cas, la quantité de MES sédimentées était au moins 2 fois plus importante que la quantité sédimentée dans un bassin non-contrôlé. Dans les meilleurs cas, la quantité sédimentée a été de 10 à 25 fois plus importante avec le bassin contrôlé. Sur une période mensuelle, le bassin contrôlé a rejeté au maximum 14,78 kg des 650 kg de MES qui ont été lessivés dans tous les scénarios étudiés. Dans le cas de simulations estivales, des 3 000 kg de MES lessivés en moyenne par saison, pour tous les scénarios, un maximum de 16,59 kg a été rejeté au milieu récepteur. La solution proposée permet donc de réduire considérablement les charges en polluants rejetés, ce qui permet de croire que son intégration, dans la gestion des eaux pluviales, permettrait d'améliorer significativement la qualité des eaux des cours d'eau urbains.
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Alassir, Mohamad Dib. "Modélisation au niveau système des entrées/sorties d'un système hétérogène." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066005.
Full textAbstract:
L’évolution de la microélectronique permet de réaliser des systèmes hétérogènes incluant des fonctions logicielles, numériques et analogiques. Leur complexité nécessite des méthodologies de modélisation à haut niveau pour établir un prototypage virtuel de l’application. Aujourd’hui, cette modélisation est d’une part assurée par une multiplicité d’outils et de langages, et d’autre part, elle ignore un certain nombre d’aspects (compatibilité électromagnétique CEM, intégrité du signal,. . ) qui sont abordés trop tard dans le flot de conception. Ces travaux se placent dans le cadre de la modélisation de systèmes hétérogènes pour répondre à une double problématique : Comment modéliser un système hétérogène à un haut niveau d’abstraction avec un unique environnement de simulation? Comment intégrer à cette modélisation les caractéristiques de CEM ou d’intégrité du signal du système ? Nous proposons une méthodologie en 3 points, qui sera appliquée à des systèmes à base de bus de terrain : Modéliser un contrôleur de bus générique pouvant être décliné pour plusieurs protocoles. Modéliser les lignes de bus (caractéristiques physiques et phénomène de couplage). Modéliser le modèle ICEM du système pour évaluer l’impact de l’activité interne sur l’alimentation et les E/S. Tous ces modèles sont développés en SystemC-AMS (langage unique) et utilisés pour deux plates-formes de validation. La comparaison des résultats de simulation aux mesures expérimentales montre une bonne adéquation des modèles avec la réalisation matérielle pour un écart moyen d’environ 7% (niveaux de signaux sur le bus) et une approximation de l’ordre de 7dB (précision des pics du courant d’alimentation).
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Simonet, Maria-Ana. "Modélisation des réarrangements V(D)J au niveau du locus TRA/TRD." Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10302.
Full textAbstract:
Les lymphocytes T expriment à leur surface des récepteurs (TCR) composés de chaînes a~ ou y8, chargés de reconnaitre des peptides antigéniques. Une chaîne d'un TCRa donnée est le résultat de l'assemblage de gènes variable (V), jonction (J) et constant (C) sous le contrôle d'un mécanisme de recombinaison spécifique dénommé «recombinaison V(D)J ». De part le nombre important de gènes V et J dispersés sur plus de 1méga base et des segments V dupliqués chez la souris, il est quasiment impossible d'établir la diversité combinatoire VJ exacte et surtout leurs fréquences par les techniques actuelles de biologie moléculaire. Aussi pour appréhender ces questions, nous avons développé un modèle de simulation des ré arrangements des combinaisons VJ codant pour la chaine TCRa chez la souris. Le modèle implémenté est basé sur des fenêtres d'accessibilités flexibles, des vitesses d'ouverture variables et inclue aussi un temps de maturation entre deux ré arrangements. Il permet de rendre compte de la dynamique et de la variabilité de la chaine a en termes de répertoire (nombre et fréquence des combinaisons). Il propose que 2 à 3 réarrangements sont suffisant pour utiliser l'ensemble des segments J et permet aussi de donner un profil global de l'ensemble des combinaisons VJ. En parallèle, une analyse des réarrangements VJ a été réalisée chez l'homme. Cetteanalyse permet de visualiser les profils des combinaisons VJ expérimentaux et permettra de valider l'adaptation du modèle de simulation des réarrangements des chaines TCRa chez la souris aux chaines TCRa chez l'homme. Le modèle pourra servir d'outils pour analyser les variations entre répertoire sain et répertoire altéré ou modifié dans le cas de pathologiesT lymphocytes express at their surface an antigen receptor composed by a~ or y8 chains. A TCRa chains are encoded by a variable (V), ajoining (J) and a constant (C) segments which are under the of the control of a specific recombination mechanism called "V(D)J recombination". The VJ combinatorial diversity is unknown and the current state of molecular technology does not allow us to perform an analysis of aIl putative VJ combination or to estimate the frequencies of the functional VJ in mice. To overcome this difficulty we defined a mathematical model fitting experimental data. This model gives new insights on the mIes controlling the use of the V and the J genes and provides a dynamic ca1culation of the VJ combinations. The model proposes an accessibility of the TRAlTRD locus by sûccessive windows of different sizes and with different speed of progression. Furthermore, a possibility of successive secondary rearrangements was introduced. Ln parallel, an experimental analysis of the VJ combination has been performed in humans. From this analysis, the VJ combination profiles are ca1culated and used to validate our simulation program. Ln the future, the model may be use to analysis the variations between sound or altered repertoire
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Carofiglio, Giovanna. "Modèles stochastiques et fluides au niveau flot de réseaux TCP/IP." Paris, ENST, 2008. http://www.theses.fr/2008ENST0042.
Full textAbstract:
Plus de trente ans après sa spécification, le Transmission Control Protocol (TCP) motive encore de la recherche autour de lui. Cette thèse porte sur la modélisation analytique du protocole TCP dans les réseaux IP. Au coeur de cette représentation est, en fait, la notion d’une connexion TCP comme un flux de données continu dans l’espace et dans le temps. L’abstraction du niveau paquet au niveau flux est à la base de l’application de modèles fluides à la représentation dynamique du protocole TCP et c’est le substrat commun de la thèse. Elle implique une caractérisation de la dynamique du système en termes de equations aux dérivées partielles. La contribution de la thèse est double et elle se traduit par l’organisation de la thèse en deux parties principales. La première partie de la thèse étudie les modèles à flux unique et se focalise sur l’interaction microscopique des flux TCP en série. La deuxième partie de la thèse adopte une perspective macroscopique en décrivant la dynamique d’un grand nombre de flux TCP. Si la première partie de la thèse se concentre sur l’abstraction de paquet a flux lors de l’examen de quelques connexions TCP, ici nous avons egalement fait abstraction du flux TCP particulier dans la classe de flux TCP qui partagent le même chemin a travers le réseauMore than thirty years after its specification, the Transmission Control Protocol (TCP) still motivates research around it. This dissertation focuses on the analytical modelling of TCP/IP networks at flow level. At the heart of this representation, indeed, is the notion of a TCP connection as a stream of data, continuous in space and in time, and not as a discrete sequence of packets, as in reality. The packet-to-flow abstraction is at the basis of the application of fluid models to the representation of TCP dynamics and it is the common susbstrate of the thesis. The contribution of the thesis is twofold and it is reflected by the organization of the thesis in two main parts. The first part of the thesis focuses of the model of a “single flow” and studies the microscopic interaction of TCP flows in series. The second part of the thesis adopts a macroscopic perspective in describing the dynamics of a large population of TCP flows. If the first part of the thesis lies on the abstraction from packets to flow dynamics when looking at a few TCP connections, here we also abstract the single TCP flow into the class of TCP flows sharing the same path through the network.
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Mesplé, Fabrice. "Modélisation des processus biologiques et physico-chimiques dans un écosystème aquatique eutrophe : le lagunage à haut rendement." Montpellier 1, 1993. http://www.theses.fr/1993MON13514.
Full text
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Graff, Benjamin. "Prédétermination des débits de crue des petits bassins versants torrentiels." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20201.
Full text
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Labbani, Ouassila. "Modélisation à haut niveau du contrôle dans des applications de traitement systématique à parallélisme massif." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Labbani.pdf.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre des recherches menées sur la modélisation et la conception des systèmes sur puce à hautes performances. Ces systèmes sont basés sur des applications de traitement systématique à parallélisme massif opérant sur des données à plusieurs dimensions. Il est donc important de disposer de modèles capables de prendre en considération cet aspect multidimensionnel. Nous présentons les différents modèles de calcul existants pour la spécification de ces applications multidimensionnelles. Puis, nous nous intéressons au modèle Array-OL basé sur la seule expression des dépendances de données. Cependant, ce modèle ne prend pas en compte la modélisation des comportements de contrôle qui sont généralement indispensables dans la description de certaines applications de traitement du signal. L'objectif de notre travail est donc de proposer un modèle de spécification introduisant la notion de contrôle dans le modèle Array-OL. Nous étudions pour cela les travaux réalisés autour des systèmes réactifs synchrones, et en particulier ceux permettant la description des systèmes hybrides. Cette étude nous a permis de définir une méthodologie de conception séparant clairement le contrôle et les calculs. Nous discutons les avantages de cette méthodologie, notamment en terme de vérification formelle, et nous illustrons son application dans la conception d'un système automobile. Par la suite, nous proposons une approche basée sur un concept de degré de granularité pour associer la description du contrôle aux modèles Array-OL. Nous étudions également la possibilité d'étendre ce concept à celui de multi-degrés de granularité pour permettre la modélisation d'applications plus complexes contenant différentes parties de contrôle. Enfin, notre démarche est basée sur une approche lDM et contribue à la définition d'un profil UML pour l'environnement de développement Gaspard2. Dans ce cadre, nous détaillons la description du profil et nous illustrons son utilisation pour concevoir une application de traitement de vidéo.
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Casellas-Français, Magali. "Mise en oeuvre, modélisation, optimisation et contrôle d'un procédé discontinu séquentiel (SBR) : application au traitement du carbone, de l'azote, du phosphore et des matières en suspension d'eaux résiduaires urbaines." Limoges, 2002. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/c7b8b1be-7f59-4700-ba14-86cff384c513/blobholder:0/2002LIMO0035.pdf.
Full textAbstract:
L’optimisation du traitement des eaux urbaines nécessite la mise en place de procédés fiables et un contrôle rigoureux du fonctionnement. Dans ce cadre, le procédé discontinu séquentiel SBR (sequencing Batch reactor) consistant en la succession de phases de réaction, de décantation et de purge au cours du temps est étudié. A cette fin, une méthodologie de développement fondée sur l’exploitation de résultats de simulations mathématiques, d’expérimentations en laboratoire, d’extrapolation à pleine échelle, et de protocoles de contrôle simples mais robustes est présentée. Le simulateur de procédé de traitement de l’eau ( « Benchmark ») associe un modèle de traitement des eaux (ASM n°1 de HENZE et coll. , 1986) et un modèle de décantation (TACKACS et coll. , 1991). L’association de ces deux modèles permet de simuler le fonctionnement d’un système d’épuration à boues activées. Une étude bibliographique exhaustive a permis de dégager des scénarios de fonctionnement d’un SBR susceptibles d’aboutir au traitement du carbone, de l’azote, du phosphore et des MES contenus dans une eau usée urbaine. Les différents cycles sont testés afin de dégager deux procédures : un cycles long et un cycle court. L’utilisation du Benchmark, suite à une mise en place critique de procédures d’identification des variables d’entrée des modèles, est étendue à l’élaboration de différentes stratégies d’amélioration de l’élimination de l’azote. Cette étude, couplée à une étude expérimentale de la déphosphatation, a abouti à la définition d’un cycle de 24 heures, améliorant les cinétiques de dénitrification et mettant en exergue les problèmes liés à la variation temporelle de la charge d’entrée. Afin d’y remédier, une méthode de contrôle et de fiabilisation du fonctionnement, fondée sur l’utilisation conjointe de trois capteurs : pH, potentiel rédox, oxygène dissous, est présentée et mise en oeuvre à l’échelle semi-industrielleWastewater treatment optimization requires the installation of reliable processes and a control of operating conditions. In this context, discontinuous processes like SBR, working on the principle of alternating reaction, settling and purge phases is investigated. A development process methodology based on the use of mathematical simulations, lab scale experiments, full scale extrapolation and simple but robust control strategies is reported. The Benchmark of wastewater treatment associates a wastewater treatment model (ASM n°1 ofHENZE et al. , 1986) and a settling conditions model (TACKACS et al. , 1991). Combining both models allows for the simulation of an activated sludge process operation. An exhaustive bibliographic study could highlight different scenarios of SBR operations able to achieve carbon, nitrogen, phosphorus and total suspended solids removal. Different time delays were investigated in order to identify two particular operating conditions : short cycles and long cycles. The use of the Benchmark associated with a critical identification of incoming variables of the model, was extended to the development of strategies for nitrogen removal improvement. This study, combined with an experimental study of phosphorus removal allowed to define a 24 hours cycle, improving denitrification rates but also highlighting problems related to temporal variations of incoming load. In order to solve this problem, a special procedure , based on the use of three sensors : pH, ORP, dissolved oxygen, was investigated and full scale commissioned, in order to control with accuracy operating conditions
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Bernier, Jean. "Modélisation simultanée de l'enlèvement des nutriments et de l'évolution de la perte de charge en biofiltration des eaux usées." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30528/30528.pdf.
Full textAbstract:
La biofiltration des eaux usées est un procédé de traitement par biomasse fixe fréquemment utilisé dans certains pays d’Europe (France, Allemagne) et retrouvé dans quelques villes du Canada. Celui-ci consiste à faire passer l’eau à traiter au travers d’un lit de garnissage qui filtre les matières en suspension et sur lequel croissent les bactéries épuratrices se nourrissant de la pollution. Cette accumulation graduelle de biomasse et de particules entraine par contre une augmentation de la pression d’injection nécessaire pour effectuer le traitement. Lorsqu’une certaine pression limite est atteinte, le traitement doit être arrêté pendant que le biofiltre est lavé pour décrocher une partie du biofilm présent sur le média. Les nombreux phénomènes impliqués dans ce type de traitement font que la biofiltration est un procédé difficile à modéliser de manière complète et que la plupart des travaux sur le sujet ne se concentrent que sur une partie de ces phénomènes. Dans cette optique, des travaux de modélisation visant à simuler à la fois l’enlèvement de la pollution et l’évolution de la perte de charge durant le traitement des eaux usées par biofiltration sont réalisés. Un modèle complet est d’abord construit dans le logiciel Matlab®. Plusieurs jeux de données différents décrivant le comportement du procédé sur de courtes et de longues périodes de temps sont ensuite utilisés pour calibrer le modèle. La calibration est effectuée séparément sur trois types de traitement réalisés sur des usines à taille réelle : traitement secondaire, nitrification tertiaire et post-dénitrification. Les résultats de calibration montrent qu’il est possible dans la plupart des cas d’obtenir des prédictions satisfaisantes à la fois sur les concentrations de polluants à l’effluent des biofiltres et sur les pertes de charge engendrées durant le traitement. Quelques améliorations au modèle par rapport à la filtration sont à envisager, mais globalement les prédictions suivent bien les tendances observées. Les résultats obtenus permettent d’envisager la possibilité de prendre en compte à la fois l’efficacité du traitement et la perte de charge lors de l’utilisation d’un modèle pour l’optimisation, l’analyse de scénarios ou encore l’aide à l’élaboration de stratégies de contrôle d’un procédé par biofiltration.Biofiltration of wastewater is a fixed-film treatment process which is frequently used in some European countries (France, Germany) and can also be found in a few Canadian cities. It consists in pumping the wastewater through a bed of media on which the purifying bacteria grow and consume the nutrients contained in the water, and which captures and retains suspended solids. Both phenomena lead to a gradual accumulation of biomass and particles, requiring an increase of the water injection pressure in order to keep the water flowing. Once a certain maximum pressure is reached however, treatment must be paused while the biofilter is being backwashed to remove a fraction of the biofilm located on the media. The presence of several phenomena involved during treatment by biofiltration makes this process complex to model as a whole. Hence, most studies on the subject have focused on modeling only a fraction of these phenomena at the same time. In this context, a modeling study aiming to simulate both the pollutant removal and the evolution of headloss occurring during the biofiltration of wastewater is performed. A complete biofiltration model is first built in Matlab®. Several datasets describing the behaviour of a biofilter on both short and long time scales are then used to calibrate the model. Calibration is made individually for three different treatment types (secondary treatment, tertiary nitrification and post-denitrification), in each case performed on full-sized plants. Calibration results show that it is possible in most cases to obtain correct predictions on both pollutant concentrations at the biofilter effluent and on the headloss created during treatment. Some improvements to the filtration sub-model are worth considering, but predictions otherwise globally follow the observed trends. The obtained results allow envisioning the possibility of taking into account both the pollutant removal efficiency and the headloss evolution when using a model to support process optimization, to run different scenario analyses, or even to create control strategies on a biofiltration system.
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Laurent, Robert. "Modélisation et identification des systèmes complexes : application à l'épuration biologique des eaux." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10042.
Full textAbstract:
En ne se basant que sur des considérations physiques, une loi liant la respiration des microorganismes aux divers paramètres internes a pu être établie. Les non linéarités et la dépendance de certains paramètres ont conduit à utiliser une méthode d'identification originale. L'utilisation d'un coefficient de ressemblance des fonctions de sensibilité permet une décomposition de l'espace paramétrique en sous espaces.
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Vidil, Christophe. "Gestion des eaux pluviales et changements climatiques : Étude de deux secteurs urbains." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/28896/28896.pdf.
Full text
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Favreau, Guillaume. "Caractérisation et modélisaton d'une nappe phréatique en hausse au Sahel : dynamique et géochimie de la dépression piézométrique naturelle du kori de Dantiandou (sud-ouest du Niger)." Paris 11, 2000. http://www.theses.fr/2000PA112333.
Full textAbstract:
La zone d'etude se situe a l'est de niamey et s'etend sur pres de 4000 km 2 de l'aquifere sablo-silteux du continental terminal. Depuis plus de 10 ans, les suivis piezometriques montrent une hausse continue de la nappe phreatique. L'objectif de l'etude est a la fois d'expliquer cette hausse interannuelle - d'origine climatique ou anthropique ? - et de quantifier l'evolution recente de la recharge. Dans cette optique, pres de 150 chroniques piezometriques (10000 mesures) et une cinquantaine d'echantillons geochimiques typiques de la nappe (ions majeurs, 1 8o, 2h, 3h, 1 4c, 1 3c) sont consideres ; a plus long terme, une centaine de mesures piezometriques des annees 1950-80 ont ete re-analysees. La hausse de la nappe est en moyenne de 0,20 m. An 1 sur la derniere decennie et traduit une recharge d'au moins 10 mm. An 1. Les niveaux actuels sont les plus eleves jamais mesures, en moyenne de 3,5 m plus hauts qu'en 1950-60. Depuis, des secheresses majeures se sont produites (1970-80). L'augmentation des reserves ne peut donc s'expliquer que par le deboisement observe : dans un milieu endoreique ou l'infiltration a la nappe s'effectue a travers le fond des vallees, le deboisement a provoque un encroutement des sols et un afflux d'eau de ruissellement supplementaire aux bas-fonds. A long terme, deux approches independantes permettent de quantifier le renouvellement de la nappe. La premiere provient de la morphologie naturelle en depression de la piezometrie, explicable par un deficit localise infiltration-evapotranspiration et dont la modelisation suggere une recharge regionale proche du mm. An 1. La deuxieme est deduite des teneurs en 3h et 1 4c, qui permettent d'estimer la recharge a long terme entre 0,6 et 5,0 mm. An 1. Dans ce milieu typiquement sahelien, la recharge de la nappe a donc progresse d'un facteur 10 (de 1 a plus de 10 mm. An 1) en 4 decennies. Une telle quantification de l'augmentation de la recharge provoquee par la deforestation est une premiere en afrique.
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Lecomte, Stéphane. "Méthodologie de conception basée sur les modèles de haut niveau pour les systèmes de radio logicielle." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S142.
Full textAbstract:
Dans cette thèse nous proposons une méthodologie de co-conception logicielle/matérielle pour les systèmes de radio logicielle, et plus généralement pour les systèmes électroniques embarqués, permettant de répondre aux défis imposés par la conception de tels systèmes et d'améliorer la productivité. Basée sur une démarche de conception dirigée par les modèles (dérivée de l'ingénierie dirigée par les modèles), notre méthodologie de co-conception permet une modélisation de haut niveau, depuis des modèles UML/MARTE (extension de l'UML dédié à la modélisation matérielle), jusqu'à la mise en oeuvre matérielle (génération de code VHDL) par un jeu de transformations successives et de raffinements itératifs des modèles. Pour cela, nous avons défini le niveau de modélisation intermédiaire, intitulé Execution Modeling Level, qui permet de se focaliser sur le partitionnement logiciel/matériel et sur l'exploration d'architecture afin de dimensionner la plate-forme matérielle. Afin de compléter la génération de code matérielle associée à cette méthodologie, nous mettons en avant l'intérêt de coupler une méthodologie basée sur des modèles de haut niveau avec la synthèse comportementale, ce que nous illustrons au travers de la mise en oeuvre d'un décodeur MIMO. Enfin, dans un contexte de radio-logicielle, nous proposons une extension de la méthodologie afin de prendre en compte le caractère flexible des systèmes embarqués. Pour cela, nous avons intégré à notre méthodologie une architecture de gestion de la reconfiguration proposée par Supélec. Une exécution de modèles de haut niveau sur une plate-forme radio réelle nous a permis de valider notre approcheIn this thesis, we suggest a hardware/software co-design methodology for software radio systems, and more generally for flexible embedded electronics systems, allowing to answer the new design challenges it imposes and to improve the productivity. Our co-design methodology is based on a high-level UML/MARTE (extension of UML dedicated to the hardware modeling) modeling approach. Based on model driven architecture (derived from model driven engineering), our methodology allows to start at a highlevel modeling level and go down to the hardware implementation (generation of VHDL code) by successive rules of transformation and iterative refinements of the models. For that, we defined the middle level of modeling, e. G. Execution Modeling Level, which allows focusing on hardware/software partitioning and focusing on the exploration of architecture to design the hardware platform. To complete the generation of the hardware design language, associated with this methodology, we recommend to couple a co-design methodology based on high-level models with the behavioral synthesis concept. This approach is illustrated with a MIMO decoder example. Finally, in the software radio context, we suggest an extension of the methodology in order to take into account the flexibility of the embedded systems. For that, we include into our methodology an architecture defined at Supélec to manage the reconfiguration. An execution of high-level models on a real radio platform allowed to validate our approach
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Hozé, Nathanaël. "Modélisation et méthodes d'analyse de la diffusion et agrégation au niveau moléculaire pour l'organisation sous-cellulaire." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066695.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous étudions la diffusion et l'agrégation dans le contexte de la biologie cellulaire. Notre objectif est d'obtenir des lois physiques de plusieurs processus tels que l'assemblage des particules ou des lois de la diffusion dans des microdomaines, afin de déterminer comment les processus sous-cellulaires sont construits à partir de l'organisation moléculaire élémentaire. Ce changement d'échelle peut être formulé et analysé à l'aide de plusieurs outils tels que les équations aux dérivées partielles, la physique statistique, les processus stochastiques et des simulations numériques. Nous présentons ici différentes méthodes et nous les appliquons à certaines questions en biophysique, en neurobiologie et en biologie cellulaire, en particulier au trafic de récepteurs sur la membrane cellulaire, l'organisation nucléaire et la dynamique de l'assemblage viral. Dans la première partie, pour obtenir une estimation du coefficient de diffusion effectif d'une particule brownienne se déplaçant entre des obstacles, nous calculons le temps moyen pour qu'une particule brownienne arrive à une petite ouverture définie comme la région de distance minimale entre deux disques de même rayon. La méthode repose sur la transformation conforme de Möbius appliquée à l'équation de Laplace. Ce résultat nous permet de développer des méthodes statistiques pour résoudre un problème d'ingénierie inverse qui consiste à retrouver les paramètres d'une équation stochastique à partir d'un grand nombre de trajectoires courtes. En appliquant cette méthode aux données de superrésolution du trafic des récepteurs, nous identifions un nouveau type d'organisation moléculaire, décrit par des puits de potentiel (partie déterministe de l'équation stochastique). Nous répondons ensuite à une autre question: comment reconstruire des surfaces à partir d'un large nombre de trajectoires stochastiques courtes? En utilisant la formule d'Ito, nous dérivons une nouvelle classe d'équations aux dérivées partielles non linéaires qui nous permettent de reconstruire la surface. Cette partie est illustrée par des exemples numériques. Dans la deuxième partie, nous nous concentrons sur un aspect de l'organisation nucléaire et notre objectif est de modéliser et d'analyser la dynamique des télomères (extrémités des chromosomes) dans le noyau cellulaire. Des résultats expérimentaux ont montré que les télomères de la levure s'organisent dynamiquement en un petit nombre de paquets par un mécanisme qui reste encore largement incompris. Nous utilisons une approche inspirée de la physique statistique pour étudier la dynamique des 32 télomères, que nous modélisons comme des particules browniennes indépendantes qui peuvent aussi former des agrégats. Nous estimons le nombre de paquets et le nombre des télomères par paquet en utilisant des formules exactes dérivées de notre modèle. Nous identifions les paramètres pertinents en comparant nos résultats avec les données expérimentales. En particulier, nous montrons qu'un seul paramètre, le ratio du taux d'association sur le taux de dissociation des télomères, permet d'expliquer la distribution des paquets de télomères dans différentes conditions. Enfin, nous développons un modèle empirique pour étudier l'agrégation de particules à un site de nucléation unique. La distribution des particules en petits paquets avant leur arrivée est la clé pour comprendre la cinétique de l'agrégation. Nous obtenons ces lois en utilisant d'abord un modèle déterministe, puis un processus de sauts stochastique, ce qui nous permet d'obtenir une expression explicite pour le temps moyen de formation du site de nucléation. Nous discutons certaines applications à la formation de la capside du VIHIn the present PhD thesis, we study diffusion and aggregation in the context of cellular biology. Our goal is to obtain physical laws of several processes such as particle assembly or laws of diffusion in microdomains, in order to determine how subcellular processes are constructed from elementary molecular organization. This change of scale can be formulated and analyzed using several tools such as partial differential equations, statistical physics, stochastic processes and numerical simulations. We present here several methods and we apply them to study questions in biophysics, neurobiology and cellular biology. Examples are receptors trafficking on cellular membrane, nuclear organization and the dynamics of viral assembly. In the first part, to obtain an estimation of the effective diffusion coefficient of a Brownian particle moving in between obstacles, we compute the mean time for a Brownian particle to arrive to a narrow opening defined as the region of minimal distance between two disks of identical radius. The method relies on M\"obius conformal transformation applied to the Laplace equation. Using this result, we develop statistical methods to solve a reverse engineering problem which consists in recovering parameters of a stochastic equation from a large number of short trajectories. Applying this method to superresolution data of receptor trafficking, we identify novel molecular organization, which are described as potential wells (deterministic part of the SDE). We next solve a different question: how is it possible to reconstruct surfaces from a large sample of short stochastic trajectories? By using Ito's formula, we derive a new class of nonlinear partial differential equations that allow us to reconstruct the surface. This section is illustrated with numerical examples. In the second part, we focus on an aspect of nuclear organization and our goal is to model and analyze telomere dynamics (ends of the chromosomes) in the cell nucleus. Early experimental findings reveal that yeast telomeres organize dynamically in a small numbers of clusters, yet this process remains poorly understood. Thus, we use a statistical physics approach to study the joint dynamics of the 32 telomeres, that we model as independent Brownian particles that can also form aggregates. We estimate the number of clusters and the number of telomeres per cluster using exact formula that we derive from our model. We identify the relevant parameters by comparing our results with experimental data. In particular, we show that a single parameter - the ratio of the association to the dissociation rate - is sufficient to account for telomere clustering in various conditions. Finally, we develop an empirical model to study particle aggregation to a single nucleation site. The distribution of particles in small clusters before arriving is a key ingredient to derive kinetic laws. We derive these laws using first a deterministic model and then a stochastic jump process, which allows us to obtain also an explicit expression for the mean time that the nucleation site is filled. We discuss some applications to HIV capsid formation
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Petitjean, Alain Bernard Nicolas. "Modélisation des transferts réactifs diphasiques dans les filtres verticaux pour le traitement des eaux résiduaires urbaines." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6175.
Full textAbstract:
Le contexte réglementaire européen et français actuel impose des contraintes importantes sur la politique d’assainissement des petites collectivités. Les zones humides artificielles dédiées au traitement des eaux usées urbaines, et notamment les massifs filtrants verticaux, sont un outil efficace pour mener à bien cette politique. Ainsi, l’intérêt de la recherche sur ces techniques prometteuses s’est accentué ces dernières années. La modélisation mécaniste est une discipline en plein essor dans ce domaine. Le présent travail détaille le développement d’un modèle de transport réactif diphasique adapté aux massifs filtrants verticaux. L’oxygène est un facteur déterminant pour le fonctionnement de ces systèmes. Une étude permettant d’évaluer l’influence de leur conception et de leur exploitation sur les transferts d’oxygène est proposée. Les capacités de ré-oxygénation des filtres verticaux non colonisés sont évaluées à l’aide du modèle numérique. Dans la continuité de ces premiers résultats, l’interdépendance entre renouvellement d’oxygène et consommation bactérienne est abordée. Pour cela, un modèle de biodégradation aérobie adapté aux massifs filtrants verticaux est couplé au modèle de transport. Parallèlement à une meilleure compréhension des transferts d’oxygène, les résultats ouvrent la discussion sur les limites du modèle biologique adopté. De manière complémentaire à la modélisation, un dispositif expérimental visant à étudier le transport réactif des filtres verticaux non colonisés a été mis en place. Il ouvre la voie au calage du modèle numérique qui a été développéOxygen renewal, as a prominent phenomenon for aerobic bacterial activity, deeply impacts Vertical Flow Constructed Wetland (VFCW) treatment efficiency. We introduce a multiphase model able to simulate multi-component transfer in VFCWs. It is based on a two-phase flow module, and a transport module. The flow module can quantify both water and air velocities throughout the filter during operation. The reactive transport module follows dissolved and gaseous oxygen concentrations, and the transport of solutes such as ammonium and readily biodegradable COD (Chemical Oxygen Demand). The consumption of components is governed by Monod-type kinetics. Heterotrophic and autotrophic bacteria, which are responsible for COD and ammonium degradation respectively, are part of the model components. The kinetics are based on the Constructed Wetlands Model 1. The results from the simulation tool were compared with existing experimental data, and two kinds of operation with VFCWs were investigated. The authors show strong interplay between oxygen renewal and bacterial consumption in case of sequential batch feeding with transient flooding of surface. Oxygen renewal is essentially convection mediated in such operation, while convection is not significant in non-flooding operation. Simulated bacterial patterns are impacted by the operation, both quantitatively and spatially. From a modelling point of view, the authors highlight some limitations of the biological model : the description of bacterial lysis processes needs to be enhanced, as well as ammonium adsorption to organic matter
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Golinelli, Éric. "Élaboration d’un outil d'assistance à l'assainissement en milieu rural." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPLA002.
Full textAbstract:
Devant les besoins mondiaux de protection du milieu naturel la législation européenne impose aux collectivités une mise en conformité des installations d'assainissement avant le 31 décembre 2005. L'objet de notre recherche est la proposition d'une méthodologie de construction d'un outil d'assistance pour accompagner les maires de petites collectivités françaises de moins de 1000 habitants tout au long d'un tel projet environnemental. L'originalité de notre recherche consiste, selon un formalisme simple, à intégrer dans un même outil l'ensemble des acteurs du projet, les obligations législatives tant techniques qu'organisationnelles, et les procédés adaptés aux petites collectivités. Dans une première partie, la mise en place d'un système d'assainissement en milieu rural est abordée comme un fait sociétal, qui se retrouve à différentes échelles, du niveau mondial au niveau local. A travers la deuxième partie, le projet est défini selon un tripôle impulsion - stratégie - pilotage. L'impulsion amène à comprendre le projet selon un modèle général construit à partir d'une réalité complexe. La mise en place de la stratégie du projet donne une vision à long terme, apportant aux acteurs les moyens d'agir dans un sens commun. Puis une démarche de pilotage du projet apporte les correctifs aux actions menées, grâce à des indicateurs, pour atteindre la cible définie selon le pôle stratégie. Dans une dernière partie, nous proposons d'appliquer à un cas réel l'outil d'assistance en le considérant selon une approche globale, puis en intégrant la loi et les procédés adaptés en milieu rural. Ainsi, ce travail relie organisation et technologie, tout en comprenant l'état de ce qu'était le système, de ce qu'il est tout au long du projet, et de ce qu'il seraNeeds for natural environment protection are increasing at a world scale. Sewage treatment installations of local collectivities have to comply with the European legislation. The deadlines are December 31, 2005. The aim of our research is the proposition of a methodology for developing an aid to representation tool in order to conduct such environmental projects. This tool is intended to small French local collectivities of less than 1000 inhabitants. The originality of this work consists, according to a simple formalism, in integrating into the same tool relationships of actors in the project, technical and organizational legislative obligations and sewage treatment processes adapted to small collectivities. In a first part, the implementation of a sewage treatment in rural environment is tackled as a social fact at both the world and local levels. Through the second part, the project is then defined according to a three poles representation: impulse, strategy and management. Impulse consists in understanding the project according to a general model developed from a complex reality. The implementation of the strategy of the project provides a long-term vision, bringing to actors the means for acting in a common sense. Managing the project finally consists in leading actions or correcting them using indicators in order to reach the target defined in the strategy pole. In a last part, an application of the aid to representation tool to a real case is suggested. This case is based on a global approach. Law and processes adapted in rural environment are also integrated. As a result, the presented work links organization and technology, while understanding the state of what the system was, what it is all along the project and what it will become
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Leclère, Michel. "Les connaissances du niveau terminologique du modèle des graphes conceptuels : construction et exploitation." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20257.
Full textAbstract:
Le modele des graphes conceptuels permet la representation de connaissances par la description de concepts et de relations entre ces concepts. On peut distinguer plusieurs niveaux de connaissance: un niveau terminologique, un niveau assertionnel, un niveau regles cette these est consacree au niveau fondamental, le niveau terminologique. Nous exposons un ensemble de protocoles cooperatifs d'aide a la construction des taxinomies de types de concepts et de relations. Certains des types de ces taxinomies peuvent etre definis. Nous proposons d'utiliser le raisonnement par classification pour introduire ces types dans leur taxinomie. Un algorithme de projection, operation fondamentale du modele des graphes conceptuels, est presente. Cette operation permet la comparaison des types definis lors de la classification. Enfin, nous nous interessons a la possibilite d'introduire des types partiellement definis dans les taxinomies et a la prise en compte des types definis dans les raisonnements effectues au niveau assertionnel
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Naghi, Fadi El. "Contribution à l'étude de la pollution par micropolluants (atrazine, benzène) de la nappe de la craie dans le nord de la France : évaluation du risque de pollution des captages d'eau potable d'Étaples et de Blendecques (Pas de Calais)." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2006/50376_2006_276.pdf.
Full textAbstract:
En France, les concentrations en atrazine, herbicide azoté interdit depuis 2003, ainsi que celles de ses molécules filles, présentent un risque de dépassement du seuil de potabilité des eaux. Ce dernier a été fixé à 0. 1 µg/l pour les molécules mesurées seules et 0. 5,µg/l en association avec les autres pesticides. Le risque lié à ces molécules qui peuvent être d'origine agricole et/ou urbaine, est du aux manques des données expérimentales, de maîtrise des mécanismes de migration et de transformations de ces molécules dans le sol. Les recherches réalisées dans ce travail nous ont permis de répondre à plusieurs points sur : ·les phénomènes les plus importants, marquants le comportement de l'atrazine et de ses molécules filles dans le sol ; ·les limites des modèles existants pour la modélisation de l'atrazine, et les difficultés affrontées quant à la mise en place de modélisation de ce type de molécules ; ·la vitesse de migration de cette molécule dans la zone non saturée ; ·la mise en évidence par voie numérique de certaines notions qui ont permis de représenter un premier bilan approximatif de l'état des lieux de la contamination en atrazine d'un site par simulation ; ·la préparation de la base d'un nouveau module en cours de développement prévue pour modéliser l 'atrazine dans l'outil WATERMODEL. Dans un premier temps, une bibliographie détaillée a été réalisée sur ces molécules, leurs comportements dans le sol et le sous-sol, et les phénoménes entrant en jeu dans leurs transformations. On a procédé ensuite à la mise en évidence de l'adsorption de cette molécule par la matière organique dans les premières dizaines de centimètres du sol en utilisant les outils PESTIFLUX et PESTAN. Dans le but de répondre aux contradictions des résultats obtenus, notamment la persistance de cette molécule dans la nappe 3 ans après l'interdiction de son utilisation en France dans le bassin versant d'Etaples, on a réalisé un modèle à base du Réseau de Neurones Artificielles qui montre l'existence d'un milieu fissuré expliquant la migration rapide de cette molécule vers la nappeA partir des résultats précédents et les caractéristiques du site d'Etaples qui présente une contamination en atrazine par utilisation plutôt urbaine qu'agricole, on a estimé les quantités probablement utilisées en se basant sur l'avis des experts ainsi que sur la bibliographie. Un modèle du bassin versant d'Etaples a ainsi été créé. En raison des limites du logiciel MODFLOW qui ne traite pas des problèmes de migration des pesticides, une approche inverse des phénomènes a été utilisée. Il parait de cette recherche que les modèles hydrodynamiques de nappe sont insuffisants pour simuler correctement le comportement de l 'atrazine dans son cheminement du sol vers la nappe, puis au sein de la nappe. Par approches numériques mettant en jeu une modélisation par Réseau de Neurones Artificielles (RNA) puis par correction graphique des résultats, on a pu mettre en évidence le phénomène de dégradation d'une grande partie de l'atrazine épandue, puis l'entraÎnement par lessivage en des pomts singuliers d'infiltration. La migration est donc rapide par cheminement dans le réseau de fissures de la craie à l'occasion de saturation temporaire de celui-ci. D'autre part, une étude de vulnérabilité de la nappe de la craie du bassin versant de l'Aa (Audomarois) est proposée pour des pollutions ponctuelles par un micropolluant type hydrocarbure (le Benzène), dans le but d 'aboutir à une optimisation de la protection des captages du SIDEN France et de la communaUlé d 'agglomération de Sain/-Omer à Blendecques
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Bintein, Sylvain. "Optimisation et validation de CHEMFRANCE : un modèle régional de fugacité niveau III appliqué à la France." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Bintein.Sylvain.SMZ9630.pdf.
Full textAbstract:
L'élaboration d'une équation bilinéaire reliant le coefficient de partage n-octanol/eau (log P) à la bioconcentration des molécules organiques chez les poissons a permis de mieux simuler le comportement bioaccumulatif des substances très lipophiles. L'adsorption par les sols et les sédiments des substances ionisées et non-ionisées a pu être modélisée par une équation régressive prenant en compte le log P, le potentiel d'ionisation des molécules, le pourcentage en carbone organique et le pH des substrats. L'intégration de ces deux relations dans CHEMFRANCE a élargi le domaine d'application de ce modèle régional de fugacité niveau III applique à la France. Des études menées sur le lindane et l'atrazine ont démontré le haut potentiel de simulation de CHEMFRANCE pour ces pesticides. Enfin, des analyses comparatives des principales relations structure-bioconcentration et structure-adsorption utilisant le log P comme descripteur moléculaire ont été réalisées afin de tester l'intérêt des modèles que nous proposonsThe elaboration of a bilinear relationship between the n-octanol/water partition coefficient (log P) and the accumulation of chemicals in fish allowed to simulate more accurately the bioconcentration potential of very lipophilic molecules. The soil and sediment adsorption of ionized and non-ionized chemicals has been modeled by a regression equation integrating log P, the ionization potential of compounds, the percentage of organic carbon and the pH of the substrates. The incorporation of these two equations in CHEMFRANCE allowed to increase the domain of application of this regional level III fugacity model applied to France. Studies performed on lindane and atrazine underlined the high simulation potential of this model for these pesticides. Last, comparative analyses of structure-bioconcentration and structure-adsorption relationships using log P as molecular descriptor were performed in order to test the usefulness of the models we proposed
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Cazal, Elodie. "Etude des potentialités des hydrocyclones dans le domaine du traitement des eaux de ruissellement." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0013.
Full textAbstract:
Cette these a pour objectifs d'etudier les potentialites des hydrocyclones dans le domaine du traitement des eaux residuaires urbaines et de resoudre le probleme de la clarification des eaux de ruissellement. La premiere partie de ce travail a consiste a analyser sur site, la faisabilite de l'hydrocyclonage pour le traitement des principaux effluents et boues d'origine urbaine ainsi que pour la clarification des eaux de ruissellement. L'auteur a mis en evidence les performances particulierement interessantes de ce procede pour epaissir les boues de decantation primaires ainsi que pour epurer les eaux de ruissellement. Par contre, il a conclu que l'hydrocyclonage n'est adapte ni au traitement des eaux residuaires urbaines, ni a l'epaississement des boues biologiques. La seconde partie de l'etude est relative a l'optimisation et a la modelisation du procede. Des poudres synthetiques calibrees sont utilisees pour simuler boues primaires et eaux de ruissellement et obtenir ainsi des conditions operatoires maitrisables. Apres avoir defini les conditions operatoires optimales pour la clarification et l'epaississement, l'auteur a aborde la modelisation des hydrocyclones selectionnes pour clarifier les eaux de ruissellement en temps reel. L'originalite de cette modelisation reside dans la prise en compte de l'influence sur la separation de la non sphericite des particules. Pour conclure, un modele performant introduisant la notion de facteur de forme de la suspension traitee est propose. La validite de ce modele est verifiee pour deux etages d'hydrocyclones. Differentes configurations d'hydrocyclones en serie (2,3, et 4 etages) permettant d'ameliorer la separation sont alors simulees afin de definir le montage le mieux adapte a la clarification des eaux de ruissellement
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Drame, Abdou Khadry. "Modélisation et analyse des procédés biologiques : application à la dépollution des eaux : théorie des systèmes asymptotiquement autonomes." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20095.
Full text
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Beffy, Jean-Luc. "Approche des structures ternaires en écologie par l'analyse en composantes principales à trois modes." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10057.
Full textAbstract:
En ecologie, une partie importante des problematiques de recherche de typologies conduit a l'echantillonnage de descripteurs biotiques ou abiotiques dans le temps et l'espace sous certaines conditions experimentales. Un cadre general des etudes de ce type peut donc etre elabore a l'aide des quatre dimensions ecologiques de base: les descripteurs, les lieux et dates d'echantillonnage et les conditions experimentales. La prise en compte de trois dimensions parmi quatre definit des problematiques dites ternaires dont on peut essayer d'etablir une typologie globale en considerant pour chacune des dimensions des niveaux d'apprehension (niveaux taxonomiques, echelles spatiales et temporelles, pratiques experimentales) que l'on peut ensuite mettre en relation (meme interet accorde a chaque niveau, preference accordee a un niveau particulier,). Inspiree de recentes propositions en morphometrie, une approche des etudes mises en uvre en ecomorphologie fournit une illustration du cadre general propose. Lorsque le plan d'observation est complet, l'etude des memes descripteurs dans les memes lieux a differentes dates permet l'obtention de donnees tridimensionnelles que l'on peut organiser sous une forme cubique formalisee par l'archetype lieux x descripteurs x dates. L'integration d'hypotheses ou contraintes ecologiques souleve le probleme des transformations applicables sur les donnees recueillies. Partant de l'examen des travaux effectues sur ce theme en ecologie vegetale dans un cadre bidimensionnel, nous exposons un large eventail de transformations qui correspondent aux multiples points de vue que l'on peut privilegier dans l'abord de donnees tridimensionnelles. En psychometrie, le besoin d'un traitement approprie de donnees cubiques a suscite le developpement d'une famille de methodes statistiques adequates. Au sein de cet ensemble, l'analyse en composantes principales a trois modes, introduite comme une extension de l'analyse en composantes principales (tucker, 1963), constitue un outil methodologique de choix (kroonenberg, 1983). Privilegiant une perspective historique, nous presentons les fondements mathematiques, les solutions algorithmiques successivement proposees et les proprietes statistiques associees. L'interet de la methode dans la mise en evidence d'interactions ternaires exprimant des structures complexes est ensuite teste sur divers jeux de donnees obtenus en limnologie, en ichtyologie et dans l'etude de la vegetation aquatique
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Goujon, Michaël. "Quantification du devenir des nitrates dans les hydrogéosystèmes hétérogènes fissurés : périmètre expérimental de Kerveldreac'h (Finistère - 29)." Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2279.
Full textAbstract:
Les mesures de remédiation des concentrations excessives en nitrate dans les cours d'eau ont des effets contrastés en ce qui concerne les temps de réponse et les taux de décroissance, généralement inférieurs aux espérances. Ceci peut cependant s'expliquer par le rôle que jouent les nappes d'eau souterraine dans le devenir du nitrate à l'échelle du bassin versant. Les mécanismes qui interviennent sont contrôlés par les caractéristiques hydrodynamiques des aquifères de fissures et d'altérites et par les processus hydrochimiques qui ont lieu dans les eaux souterraines. La généralisation des processus à l'échelle de la nappe passe par une bonne compréhension des phénomènes à l'échelle d'un forage. Certaines interprétations peuvent alors être biaisées par le fonctionnement particulier de certains ouvrages. Ce travail, réalisé sur le Périmètre Expérimental de Kerveldreac'h (PEK) dans le bassin versant du Kerharo (Finistère – (F29)), a permis de confirmer la zonation hydrochimique verticale de la nappe de fissures. Deux études hydrodynamiques et hydrochimiques ont été menées : la première en trou nu (Somlette, 1998), et la seconde en mettant en place un système d'obturateur permettant le rétablissement de la continuité de l'aquifère. Les résultats montrent que malgré les multiples inversions de charge au sein d'un forage au cours d'un cycle hydrologique, la stratification hydrochimique de la nappe de socle est permanente. Les connaissances accumulées sur le PEK, ont permis d'établir un modèle conceptuel aussi précis et réaliste que possible, préalable indispensable à la modélisation numérique. L'approche de modélisation à l'aide du logiciel MODFLOW a notamment permis d'évaluer l'effet produit par la zonation hydrochimique et le fonctionnement des nappes sur les quantités de nitrates qui sont restituées aux cours d'eau, ainsi que sur les temps de réponse du système. Cette approche a également permis d'établir des bilans en terme de flux d'eau et en terme de masse de nitrates transitant au sein de l'hydrogéosystème. Les résultats montrent que la dénitrification naturelle au niveau des nappes n'est pas un phénomène négligeable. En effet, les bilans de masse résultant de la modélisation numérique (modèle vertical 2D sous forme de section) montrent qu'en présence d'un Front d'Oxydo-Réduction, 80 à 90 % des nitrates entrants dans l'aquifère sont détruits au cours du transfert et n'atteignent donc pas le ruisseauRemediation measures of excessive nitrate concentrations in streamwaters yield contrasted effects regarding response times and degradation rates, generally lower than expected. This can be explain by the role that groundwaters play in the nitrate behaviour at catchment scale. Mechanisms which take place there are controlled by the hydrodynamic properties of fissured and weathered aquifers, and by the hydrochemical processes in groundwaters. Generalization of processes at groundwater scale depends on the understanding of processes at the well scale. Some misinterpretations can then arise due to the proper functioning of the wells. This work has been carried out on the Experimental Perimeter of Kerveldreac'h (EPK) within the Kerharo watershed. It made it possible to confirm the vertical hydrochemical zonation of the fissured aquifer. Two hydrodynamic and hydrochemical studies have been performed. The first study used a well without any equipment (Somlette, 1998). The second study used a well equipped with a packer, which let the aquifer recover its continuity. Despite the multiple inversions of piezometric levels observed in the well, the results show that, during a hydrological cycle, the groundwater hydrochemical stratification is steady. Knowledges, gathered on the EPK, have led to the elaboration of a conceptual model, as accurate and realistic as possible, prerequisite to the numerical modeling. The modeling task performed with MODFLOW allowed to estimate the effect of the hydrochemical zonation, and of the aquifer functioning on the nitrates amounts which are released into the stream, and on the response times of the whole system. This approach allowed also to establish water budgets and nitrate mass balances through the hydrogeosystem. Results show that natural denitrification in groundwater is a significant phenomenon. Actually, the mass balances resulting from the numerical modeling (2D vertical cross section model ) show that, when an oxydo-reduction barrier is present, 80 to 90 % of nitrates entering the aquifer, are decayed during their transport and so don't reach the stream
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Farkhutdinov, Anvar. "Les eaux géothermiques du gisement Khankala ˸ formation, utilisation, prévisions." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM092.
Full textAbstract:
Récemment, une attention considérable a été accordée dans le monde à l'utilisation des sources d'énergie renouvelables. Parmi celles-ci, les eaux géothermales sont d'une grande importance en raison de la sécurité écologique et de l'efficacité économique de leur utilisation. La Russie possède un fort potentiel de ressources confirmées en eau géothermale, mais aujourd'hui, seule une faible proportion est utilisée. L'un des territoires les plus prometteurs pour les eaux géothermales est la République Tchétchène, qui se trouve à la 3ème place parmi les régions russes pour les réserves opérationnelles approuvées de gisements d'eaux géothermales, parmi lesquelles la plus importante est le gisement de Khankala.Le développement durable des ressources en eaux géothermales exige une approche intégrée. L'analyse géostatistique et l'estimation, ainsi que la modélisation mathématique, peuvent jouer un rôle important dans la résolution des problèmes d'exploitation des eaux géothermales. La carte structurale estimée de la couche la plus productive (la couche XIII) et une carte 3-D de la distribution de la température dans le gisement de Khankala ont été créées en utilisant le krigeage universel. Les résultats ont montré l'importance du facteur structuraltectonique et du mouvement des eaux souterraines dans la formation du régime de température du territoire. La modélisation de l'exploitation des gisements géothermiques de Khankala a permis de prévoirl’évolution de la température, de fournir des recommandations sur l'emplacement des puits d'injection et la distance entre les impacts à la couche productive, et d'explorer d'autres scénarios d'exploitation comme l'utilisation périodique de couches par doublets.Le développement de l'utilisation des eaux géothermales présente des avantages incontestables: respect de l'environnement et renouvelabilité. Afin de développer ce domaine en République Tchétchène, le soutien de l'Etat est nécessaire. L'absence d'un cadre législatif adapté et de systèmes spéciaux d'assurance pose des problèmes. L'utilisation des eaux géothermales des quatorze gisements explorés en République Tchétchène peut constituer une contribution significative à la production locale d'énergie et à la stabilité économique de la région, tout en apportant des avantages environnementaux par le remplacement partiel des combustibles traditionnels.Le travail présenté ici est une contribution au projet de station géothermique de Khankala qui a été lancé avec succès au début de 2016. La station géothermique de Khankala représente une nouvelle étape dans l'utilisation des eaux géothermales dans le Caucase du Nord car il s’agit du seul exemple russe de station géothermique avec une boucle fermée de puits de production et d'injection (“doublet”) et 100% de réinjection du fluide utilisé dans le réservoirRecently, considerable attention in the world is given to the use of renewable energy sources. Among them geothermal waters are of great importance due to ecological safety and economic efficiency of their use. Russia has confirmed high potential of geothermal water resources, but today only a small proportion is used. One of the most promising areas for geothermal waters is the Chechen Republic, which is at the 3rd place among the Russian regions for approved operational reserves of geothermal waters deposits, the largest of which is the Khankala deposit.Achievement of the sustainability in geothermal waters resource development requires an integrated approach and an important role in solving the problems of exploitation of thermal waters is played by geostatistical analysis and estimation, as well as mathematical modelling. The adjusted structural map of the most productive layer (layer XIII) and a 3-D map of temperature distribution within the Khankala deposit were created using universal kriging. Results approved the importance of the structural-tectonic factor and movement of groundwater in the formation of the temperature regime of the territory. Modelling of the Khankala geothermal waters deposit exploitation allowed to make prognosis of temperature changes, to provide recommendations on injection-production wells location and distance between down holes and to explore possible further exploitation scenarios such as periodic use of different layers by doublet systems.The development of geothermal waters use has undoubted advantages – environmental friendliness and renewability. In order to develop this domain in the Chechen Republic the state support is needed. Issues are the lack of a special legislative framework and special insurance systems. Use of geothermal waters of the 14 explored deposits in Chechen Republic can be a significant contribution to local energy production and economic stability of the region while bringing the environmental benefits of traditional fuels partial replacement.The present work was a contribution to the Khankala geothermal station project, which was successfully launched in the beginning of the 2016. The Khankala geothermal station represents a new stage in use of geothermal waters in the Northern Caucasus as it is the only Russian example of geothermal station with closed loop of production and injection wells (“doublet”) with 100% reinjection of used fluid back into reservoir
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Parhizkar, Masoumeh. "Modelling coupled surface water-groundwater flow and heat transport in a catchment in a discontinuous permafrost zone in Umiujaq, Northern Québec." Doctoral thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66690.
Full textAbstract:
Les systèmes hydrogéologiques devraient réagir au changement climatique de manière complexe. En région froide, la simulation de l'effet du changement climatique nécessite un modèle hydrologique intégré de pointe. Dans cette recherche, un modèle numérique entièrement couplé en 3D a été développé pour simuler l’écoulement des eaux souterraines et le transport de chaleur dans un bassin versant dans la région d'Umiujaq, dans le nord du Québec, au Canada. Le bassin versant est situé dans une zone de pergélisol discontinue et contient une épaisse couche glaciofluviale à grains grossiers formant un bon aquifère sous une unité gélive de silts marins sensible au gel. Une étude de terrain détaillée a été réalisée pour mesurer les caractéristiques du bassin versant telles que les propriétés hydrauliques et thermiques et la distribution des unités géologiques. Trois méthodes différentes disponibles dans le logiciel PEST sont utilisées pour caler le modèle 3D par rapport aux charges hydrauliques mesurées. Les résultats ont montré que l'utilisation de méthodes de calage simplifiées, telles que la méthode de zonation, n'est pas efficace dans cette zone d'étude, qui est très hétérogène. L’utilisation d’un calage plus détaillé par les méthodes du système PEST de points pilotes a permis de mieux s’adapter aux valeurs observées. Cependant, le temps de calcul était élevé. L'effet de la condition initiale pour la simulation du transport de chaleur est étudié en appliquant une condition initiale différente au modèle. Les résultats montrent que l'inclusion du processus de démarrage dans les simulations produit des températures simulées plus stables. Les zones du modèles à des profondeurs plus élevées, en-dessous de la profondeur de pénétration des variations saisonnières de température, nécessitent des temps de simulation plus longs pour être en équilibre avec les conditions limites appliquées. Les résultats montrent que l'application de la température moyenne de surface en tant que condition limite pour la simulation du transport de chaleur donne un meilleur ajustement aux valeurs observées en été qu'en hiver. En hiver, du fait de l’épaisseur variable de la neige dans le bassin versant, l’utilisation d’une température de surface uniforme diminue la qualité de l’ajustement aux valeurs observées. L'inclusion de l'advection dans la simulation du transport de chaleur accélère le taux d'augmentation de la température. De plus, l'eau chaude qui pénètre dans le sous-sol augmente la température souterraine dans les zones de recharge. Lorsque les eaux souterraines s'écoulent, elles perdent de l'énergie thermique. Par conséquent, le taux d’augmentation de la température dans les zones de décharge est inférieur à celui des zones de recharge.Groundwater systems are expected to respond to climate change in a complex way. In cold regions, simulating the effect of climate change requires a state-of-the-art integrated hydrologic model. In this research, a fully coupled 3D numerical model has been developed to simulate groundwater-surface water flow and heat transport in a 2-km² catchment in Umiujaq, Nunavik (northern Quebec), Canada. The catchment is located in a discontinuous permafrost zone. It contains a lower aquifer, consisting of a thick coarse-grained glaciofluvial layer, overlain by a frost-susceptible silty marine unit and a perched upper aquifer. Detailed field investigations have been carried out to characterize the catchment, including its hydraulic and thermal properties and the subsurface geology. Three different calibration methods using the inverse calibration code PEST were used to calibrate the 3D flow model against measured hydraulic heads, assuming a fixed distribution of low hydraulic conductivity for discontinuous permafrost blocks. Heat transfer was not considered for this calibration. Results showed that using simplified calibration methods, such as the zoning method, is not efficient in this study area, which is highly heterogeneous. Using a more detailed calibration, such as the pilot-points method of PEST, gave a better fit to observed values. However, the computational time was significantly higher. In subsequent simulations, which included heat transport, different approaches for assigning initial temperatures during model spin-up were investigated. Results show that including the spin-up process in the simulations produces more realistic simulated temperatures. Furthermore, the spin-up improves the model fit to deeper subsurface temperatures because areas of the subsurface below the depth where seasonal surface temperature variations penetrate require longer simulation times to reach equilibrium with the applied boundary conditions. Applying the annual average surface temperature as the boundary condition to the heat transport simulation provided a better fit to observed values in the summer compared to winter. During winter, because of different snow thicknesses throughout the catchment, using a uniform surface temperature results in a poor fit to observed values. v Simulations show that warm water entering the subsurface increases the subsurface temperature in the recharge areas. As groundwater flows through the subsurface, it loses thermal energy. Therefore, discharging water is cooler than recharging water. This causes the rate of temperature rise to be lower in discharge areas than in recharge areas. The modelling results have helped provide insights into 3D simulation of coupled water flowheat transfer processes. Furthermore, it will help users of cryo-hydrogeological models in understanding effective parameters in development and calibration of model to develop their own site-specific models.
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Meuriot, Frédéric. "Etude et modélisation des effets de l'intensité de la coupe et du niveau des réserves organiques initiales sur la dynamique de l'azote et du carbone au cours de la repousse chez la luzerne (Medicago sativa L. )." Caen, 2004. http://www.theses.fr/2004CAEN2016.
Full textAbstract:
Les effets de la réduction de i) l'alimentation azotée, de ii) la hauteur de coupe, et de iii) la surface foliaire résiduelle, ont été suivis, notamment au travers d'un modèle mécaniste quantitatif, sur la dynamique de l'azote (et du carbone) ainsi que sur la production lors de la repousse chez la luzerne. Le niveau des réserves azotées initiales est prépondérant vis-à-vis de la production finale. Le modèle suggère que ce rôle déterminant passe par une offre accrue en azote vers les parties aériennes en croissance pendant les 9 premiers jours de la repousse. La seconde variable explicative est ensuite représentée par la hauteur de coupe. Enfin, il apparaît que la surface foliaire résiduelle n'ait un effet significatif que lorsque les feuilles des chaumes sont remises dans des conditions de fort éclairement après la coupe. L'ensemble de ces résultats montre que la luzerne optimise sa production au travers d'une gestion dynamique de l'utilisation et du recyclage de l'azote.
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Hauduc, Hélène. "Modèles biocinétiques de boues activées de type ASM : analyse théorique et fonctionnelle, vers un jeu de paramètres par défaut." Doctoral thesis, Université Laval, 2011. http://hdl.handle.net/20.500.11794/22384.
Full textAbstract:
La modélisation du fonctionnement des stations d'épuration est un outil largement utilisé notamment pour l'optimisation et la réhabilitation des ouvrages existants et le dimensionnement de nouvelles installations, par les ingénieurs et par les chercheurs. S'assurer d'une bonne qualité des modèles est donc primordial. Or, d'après les résultats d'une enquête internationale effectuée auprès de 96 utilisateurs potentiels de modèles, deux étapes dans l’utilisation des modèles sont considérées comme particulièrement délicates: le choix du modèle à utiliser parmi les modèles disponibles et l'étape de calage de ces modèles. Le travail présenté visait à fournir des éléments pour lever des obstacles à une utilisation plus généralisée des modèles biocinétiques à boues activées. Il a porté sur sept des modèles publiés : (1) ASM1, (2) ASM2d, (3) ASM3, (4) ASM3+BioP, (5) ASM2d+TUD, (6) Barker & Dold et (7) UCTPHO+. Dans un premier temps, une analyse des connaissances pratiques des modèles a été effectuée afin d'améliorer le transfert des connaissances en modélisation. Une base de données de jeux de paramètres a été créée à partir d'études publiées et d'un questionnaire adressé aux utilisateurs de modèles. Cette base de données a notamment permis d'établir des fourchettes de valeurs utilisées pour l'ASM1 et l'ASM2d. Puis, une analyse des connaissances théoriques ayant pour but d'aider les utilisateurs à mieux comprendre les sept modèles et à choisir le modèle adapté à leur projet a été réalisée. Les modèles étudiés ont d'abord été vérifiés et les erreurs de frappe et incohérences ont été corrigées. Les concepts de modélisation ont été comparés entre eux grâce à une nouvelle représentation graphique, et confrontés aux connaissances sur le fonctionnement biologique des boues activées afin de mettre en évidence les limites théoriques des modèles. En dernier lieu, une méthodologie a été développée pour l'obtention de jeux de paramètres par défaut qui pourraient être utilisés comme valeurs initiales lors du calage des modèles. Pour cela, une procédure de calage multi-jeux de données a été élaborée. Cela nécessite au préalable le développement d'une procédure de calage automatisée et l'utilisation d'un critère de qualité permettant de définir l'arrêt de la procédure de calage. Une analyse est effectuée sur les critères de qualité utilisés en sciences de l'environnement.Mathematical modelling of activated sludge systems has become a widely accepted tool and is used in particular for optimization and upgrading of existing plants and for new facilities design, either by engineering and consulting companies, or university and research centers. Ensuring the adequate quality of modelling results is therefore essential. However, an international survey conducted among 96 potential users of activated sludge models (ASM) pointing to two main obstacles to the use of modelling: the selection of the model to use among the available models and the model calibration. The objective of this work was to provide elements to overcome these obstacles and to promote the wider use of biokinetic models for activated sludge systems. It focused on seven published models: (1) ASM1, (2) ASM2d, (3) ASM3, (4) ASM3+BioP, (5) ASM2d+TUD, (6) Barker & Dold and (7) UCTPHO+. First, an analysis of practical knowledge on the models was performed to improve the transfer of modelling knowledge. A database of practical modelling applications from published case studies and from the answers of a questionnaire sent to model users was created. This database enables to establish ranges of parameter values commonly used for the ASM1 and ASM2d. Then the theoretical knowledge on ASMs was analysed to help users to better understand the seven studied models and to select the model most appropriate to their project. The studied models were first verified and typing errors and inconsistencies have been corrected. The modelling concepts were compared to each other through a new graphical representation, and confronted with knowledge about the biology of activated sludge, in order to highlight the theoretical limits of each model. Finally, a methodology has been developed to obtain default parameter values that could be used as initial values for model calibration. To this end, an automated calibration procedure that allows calibration on multiple data sets was proposed. Then, the quality criteria used in environmental sciences have been synthesised. These criteria are required to determine the best set of parameters based on the goodness-of-fit of the model and to compare results from different models.
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Blanc, Laurence. "Données spatio-temporelles en écologie et analyses multitableaux : examen d'une relation." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10044.
Full textAbstract:
En écologie, l'étude de tout écosysteme dans ses dimensions espace-temps conduit à l'obtention d'un ensemble de données tri-dimensionnelles (variables x temps x espace) qui s'organisent naturellement sous la forme de plusieurs tableaux. En statistique, des méthodes dites multitableaux ont été créées pour analyser simultanément plusieurs tableaux de données. Or, bien que ces méthodes semblent bien adaptées aux traitements des données récoltées en écologie, leur usage dans cette discipline est encore peu répandu. En s'inscrivant à l'interface de la statistique et de l'écologie, l'objectif de ce mémoire est d'étudier dans quelle mesure les méthodes d'analyse multitableaux permettent de répondre effectivement aux questions posées par les écologues dans le cadre des études spatio-temporelles des écosystèmes aquatiques. Notre travail, fondé sur une synthese bibliographique et sur notre propre expérience acquise en traitant plusieurs jeux de données, a montré que ces méthodes permettent d'aborder dans un cadre rigoureux les problèmes d'identification de structures spatiales ou temporelles et l'étude de la permanence de ces structures dans le temps ou dans l'espace. Par ailleurs, ce travail a montré également l'apport dans de nombreux cas de ces méthodes par comparaison avec d'autres stratégies ou méthodes d'analyses de données plus couramment utilisées. En revanche, il s'est également révélé que dans certaines situations, l'utilisation des analyses multitableaux n'est pas forcement justifiée ou conduit à des résultats dont l'interprétation peut parfois être délicate. Finalement, l'intérêt des méthodes multitableaux apparaît fortement lié à l'objectif de l'étude et au degré de précision désiré par l'écologue lors de l'exploitation des résultats. En conclusion, nous pensons que la capacité de ces méthodes à répondre si précisément à autant de questions diverses concernant la permanence des structures fait qu'une diffusion plus large en écologie est fortement souhaitable.
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Turri-Mao, Jun. "Etude comportementale d'effluents industriels par spectrophotométrie UV-visible." Aix-Marseille 1, 2008. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2008AIX11007.pdf.
Full textAbstract:
La caractérisation des effluents complexes et variables s’avère souvent délicate. Les méthodes analytiques classiques sont peu adaptées et lourdes à mettre en œuvre. Une approche par déconvolution spectrale avancée (DSA) permet de surmonter la complexité de ces milieux en modélisant leur variabilité. La technique mise en œuvre est la spectrophotométrie UV. La première étape a été de mesurer la charge organique et d’estimer la toxicité par les méthodes classiques de laboratoire. La seconde étape a été d’établir une corrélation entre les paramètres étudiés (DCO, COT, toxicité) et les caractéristiques spectrales des effluents industriels fournis provenant de l’industrie chimique et pétrochimique. L’approche de déconvolution spectrale avancée a donné des résultats satisfaisants pour l’estimation de la charge organique. La toxicité varie en fonction des conditions expérimentales. La modélisation par DSA de la toxicité permet de différencier les effluents toxiques de ceux qui ne le sont pas
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Nguyên, Viêt-Hai. "Formation interactive, expérimentation à distance, partage des ressources : application : automatique et ingénierie de l'environnement." Saint-Etienne, EMSE, 2009. http://www.theses.fr/2009EMSE0035.
Full textAbstract:
L’industrie des traitements de surface fait intervenir de nombreux processus complexes. De plus, elle est soumise aux dispositions des nombreux textes de loi dans le domaine environnemental. S’ajoutent à cela, les contraintes économiques imposées par la concurrence qui, dans la majorité des cas, s’opposent aux efforts de l’industriel de mettre en application ces textes de loi. En conséquence, ce secteur économique est naturellement considéré comme une boîte à questions très riche pour les scientifiques. A l’image de la diversité des processus utilisés, ces questions sont très diverses et variées. Elles nécessitent les compétences, les connaissances et les approches des chercheurs venant de différents horizons comme la physique, la chimie, la thermodynamique ou encore l’automatique. Les deux points que nous souhaitons aborder dans le cadre de cette thèse sont : la modélisation d’un système de rinçage et celle des processus de traitements des eaux usées à la sortie de la chaîne de production. L’intérêt et l’originalité de ce travail se situent dans la diversité des approches proposées. Le couplage des études théoriques avec les expériences au laboratoire ou sur le terrain, des modèles physiques et expérimentaux a permis de modéliser ces processus malgré leur complexité. Ces modèles servent, ensuite, au développement d’un outil de simulation qui peut être utilisé comme un outil pédagogique ou un outil d’optimisation auprès des industrielsThe surface treatments industry uses a lot of complex processes and toxic substances. It subjects to different regulations which are strict and limiting quantities of rejected pollutants in the nature. It is always difficult for industrials to comply to these regulations because of a more and more cutthroat competition. Thereof, this economic sector is naturally considered as a rich suggestion box for researchers. The diversity of used processes asks competences, knowledge and approaches from different fields. In the frame of this thesis, our works have focused on the rinsing system and the wastewater detoxication plants: decyanidation and dechrommation. Thanks to different approaches, these processes have been modeled and a simulation tool has been developed. Such a tool could answer to a lot of needs. It will be possible for industrials to optimize processes in taking into account different factors as cost, productivity as well as environmental impacts. In the engineering formation, i twill be easier for students to understand how industrial processes work and to familiarize with industrial constraints
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Kartiwa, Budi. "Modélisation du fonctionnement hydrologique des bassins versants : application sur des bassins versants de Java et Sumatra (Indonésie)." Angers, 2004. http://www.theses.fr/2004ANGE0008.
Full textAbstract:
Dans l'objectif général d'améliorer la modélisation du fonctionnement hydrologique des bassins versants, on vise à mettre au point un modèle général et régionalisable de détermination de la fonction de production en vue de la coupler à une fonction de transfert déterministe. L'étude est réalisée sur cinq bassins versants de petite taille (moins de 40 ha) situés dans des zones agroécologiques différentes et représentatives de la diversité des conditions paysagères de l'Indonésie. La modification de la version originale du modèle H2U nous permet de modéliser la fonction de transfert des versants. Le couplage entre la fonction de densité de probabilité (fdp) théorique des versants et la fdp théorique du réseau hydrographique par un produit de convolution, donne la fdp théorique de bassin versant quasi identique à la fdp expérimentale pour les cinq bassins versants étudiés. On montre que la modélisation de la fonction de production selon la loi de Horton, en utilisant les paramètres fo, fc et k mesurés sur le terrain, ne peut être appliquée que dans le cas des bassins versants imperméables, et les hydrogrammes obtenus à partir du couplage entre la fonction de transfert théorique et la pluie nette déterminée selon cette procédure sont de qualité médiocre. Le modèle cuvette est développé à partir de l'hypothèse que le débit sortant de la cuvette suit une loi de réservoir linéaire. Dans ce modèle, l'infiltration ne se produit que dans la cuvette et la pluie nette est calculée à partir du débit de déversement de celle-ci. Il parvient à simuler les lames ruisselées dans l'immense majorité des cas, quelle que soit la perméabilité des bassins versants. En couplage avec la fonction de transfert H2U, ce modèle permet une bonne simulation de l'hydrogramme pour un épisode sur quatre et même près d'un épisode sur deux dans le cas du bassin versant le plus imperméable. L'avantage du modèle cuvette réside surtout dans le fait qu'il n'utilise aucun calage, ce qui permet de l'appliquer à un bassin versant non jaugéThe ultimate target is to improve the modeling of the hydrological functioning of the catchment. We aim to develop a general model of determination of the production function in order to couple it to a deterministic transfer function. The research is carried out on five micro catchments (less than 40 ha) located in different agroecological zones which are representative of diversity of the landscape conditions in Indonesia. The modification of the original version of the model H2U will allow the modeling the transfer function on the hillslope. The coupling between the theoretical probability density function (pdf) of the hillslope and the theoretical pdf of the drainage network through a convolution product, gives a theoretical pdf of the catchment nearly identical to the experimental pdf for the five microcatchments studied. It is shown that the modeling of the production function according to the Horton's law by using the parameters fo, fc and k measured on the field, can be applied only in the case of the impervious microcatchments, and the hydrographs obtained from the coupling between the theoretical transfer function and the resulting excess rainfall according to this procedure are not satisfactory. The micro-depression model is developed from the hypothesis that the outgoing discharge of the micro-depression follows linear reservoir law. In this model, infiltration is assumed to occur only in the micro-depression, and the excess rainfall is calculated starting from the discharge which flows from the micro-depression. It succeeds to simulate the excess rainfall in most cases, whatever the permeability of the catchment. By coupling it to the transfer function H2U, this model allows a good simulation of hydrograph for one episode out of four and even almost one out of two in the case of the most impervious catchment. The major advantage of the micro-depression model is that it does not require any calibration, which allows its application on any ungauged catchment
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Fallou, Hélène. "Adsorption sur des tissus de carbone activé de micropolluants émergents à l'état de traces dans les eaux : Traitements multi-échelles et modélisation." Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCR0027.
Full textAbstract:
Aujourd’hui, de nombreuses études ont montré la présence de micropolluants dans les eaux. Ces composés ne sont que partiellement éliminés par les procédés conventionnels de traitement des eaux. Les procédés d’adsorption montrent un potentiel intéressant pour éliminer ces polluants. Dans un premier temps, l’étude des capacités d’adsorption sur des tissus de carbone activé de 9 micropolluants émergents a été effectuée dans des réacteurs fermés agités, afin de déterminer les cinétiques et isothermes d’adsorption dans des conditions proches des conditions environnementales (C0 = 1 μg. L-1 et en présence de matières organiques). Cette première étape a permis de montrer une compétition importante entre les matières organiques et les polluants aux faibles concentrations (réduction des capacités d’adsorption de 30 à 95 % en présence de 2 mgC. L-1 pour des concentrations en soluté de 1 μg. L-1). De plus, les matières organiques diminuent la diffusivité de surface des solutés. Ces paramètres fondamentaux, déterminés à l’échelle du laboratoire sont utilisés pour prédire les courbes de percée obtenues à l’échelle pilote. Une unité de filtration sur des tissus de carbone activé d’une capacité de 50 L. H-1 a été réalisée pour traiter des eaux dopées avec une solution de polluants (C0 = 1 μg. L-1). Cette unité pilote est mise en oeuvre pour étudier l'abattement d'une pollution chronique. Différentes conditions opératoires ont été étudiées telles que la vitesse, l’influence des matières organiques, la nature du matériau. Les capacités d’adsorption sont impactées par le passage en dynamique et le possible développement d’un biofilm à la surface des tissusNowadays, several studies have shown the occurrence of emerging pollutants into aquatic compartments. These compounds are not totally removed using conventional treatments. Adsorption processes are promising to remove these undesirable polluants. The first part of our study focuses on the determination of adsorption kinetics and isotherms of 9 compounds, onto activated carbon fiber cloths (ACFC). These experiments were carried out using batch reactors under synthetic and environmental conditions (i. E. Initial concentrations of 1 μg. L-1 and in the presence of natural organic matter). Competitions of adsorption with natural organic matter were especially critical at trace concentrations (decrease between 30 and 95 % of the adsorption capacities at equilibrium concentration of 1 μg. L-1, with 2 mgC. L-1). The competition with the organic matter led to a large decrease of the surface diffusivity. Then, the second part is dedicated to the efficiency of the adsorption process using a fixed-bed of ACFC. Breakthrough curves were experimentally determined and simulated using fundamental parameters obtained from batch-scale experiments. An adsorption pilot, with a flow of 50 L. H-1, was carried out to treat polluted waters (C0 = 1μg. L-1). This pilot is used to study a chronical pollution removal. Various operating conditions were tested and their influence was evaluated: the type of water (tap water, surface water with different contents of natural organic matter), the velocity of the liquid phase through the filter, and the type of ACFC. Adsorption capacities are impacted by the dynamic conditions and the potential development of a biofilm on the surface of material
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Federici, Dominique. "Simulation de fautes comportementales de systèmes digitaux décrits à haut niveau d'abstraction en VHDL." Corte, 1999. http://www.theses.fr/1999CORT3039.
Full textAbstract:
L’étude présentée dans ce mémoire entre dans le cadre de la conception des systèmes digitaux à très haute échelle d’intégration. Le but de notre travail est la définition et le développement d'un simulateur de fautes pour des systèmes digitaux décrits à haut niveau d'abstraction selon un point de vue comportemental. Pour accomplir cette tache, nous avons développé une approche intégrant les quatre étapes suivantes : - étude d'une modélisation adéquate explicitant les concepts de base des descriptions comportementales, en particulier la séparation données/commande. - choix d'un modèle de fautes comportementales. - définition d'un principe de simulation de fautes comportementales : notre méthode consiste à propager des listes de fautes à travers les éléments de base du modèle du système étudié - implémentation de ce principe : ces travaux ont été réalisés à partir des concepts de la théorie des objets offrant ainsi la possibilité d’élaborer un outil évolutif. La validation de notre approche est mise en oeuvre à travers l’étude d'un exemple : le registre 8-bit.
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Choquet, Catherine. "Analyse de modèles d'écoulements en milieu poreux hétérogène." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21392.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude de quelques modèles d'écoulements de fluides miscibles et faiblement compressibles. Les problèmes considérés interviennent dans la modélisation de la contamination des nappes phréatiques par des espèces radioactives, ou de l'exploitation de réservoirs pétroliers. La modélisation des phénomènes conduit à l'étude de systèmes d'équations aux dérivées partielles de type parabolique. Plusieurs équations de type diffusion-convection, modélisant le transport de chaque espèce en solution, sont couplées à l'équation gouvernant le champ des vitesses de Darcy. A cela peut s'ajouter une équation régissant la diffusion de la chaleur. Ce mémoire comprend 3 parties distinctes : -Ecoulements de contaminants radioactifs en milieu poreux : nous donnons le système des équations aux dérivées partielles qui traduisent les lois de conservation de masse et d'énergie. Nous prenons en compte les mécanismes physico-chimiques les plus importants. Nous étudions ensuite l'existence de solutions dans différents cadres physiques ; -Homogénéisation d'écoulements tridimentionnels : l'objet de cette partie est la modélisation dans un milieu naturellement fracturé, ainsi que dans un milieu aux caractéristiques physiques fortement oscillantes ; -Modèles d'écoulements unidimensionnel : cette restriction de la dimension nous permet de traiter des termes non linéaires de couplage supplémentaires. Cette partie est constituée d'une étude d'homogénéisation, et de l'analyse mathématique d'un modèle dans lequel on néglige le terme de dispersion
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Dudamel, Wilmer. "Modélisation et simulation de l'influence de la température lors de l'adsorption de micropolluants organiques par du charbon actif dans les eaux naturelles." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S024.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est la modélisation, intégrant l’effet de la température, des équilibres et des cinétiques d’adsorption compétitive des pesticides avec la matière organique naturelle (MON). Des expériences en corps pur à différentes températures ont permis de sélectionner un modèle d’équilibre adapté. Les équilibres en compétition ont pu être modélisés en utilisant la théorie de la solution adsorbée idéale (IAST) et le principe d’un composé fictif équivalent (EBC) représentant la MON. L’ajustement des simulations, par le modèle de la diffusion de surface homogène (HSDM) en association avec l’IAST, aux cinétiques expérimentales a fourni les coefficients de diffusion superficielle des pesticides et de l’EBC. Diverses corrélations ont permis de relier l’évolution de ces coefficients à la température, à celle de la diffusion moléculaire ou de la constante d’équilibre. Des relations entre leurs paramètres et des caractéristiques, soit du charbon ou du pesticide ont été mises en évidence.
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Ferchichi, Mounir. "Epuration d'eau usée urbaine par lit bactérien et biodisques." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20056.
Full textAbstract:
Deux systemes epurateurs aerobies sont etudies: un lit bacterien et un contacteur a biodisques. Pour chaque reacteur, une etude hydrodynamique a ete menee, elle a permis de quantifier le degre de macromelange, la capacite de transfert d'oxygene, la retention liquide et le temps de passage de liquide en fonction des conditions hydrauliques. Si les conditions hydrauliques minima d'ecoulement ou d'agitation sont respectees, les performances epuratrices sont directement liees au temps de passage du flux liquide a travers le reacteur, independamment des conditions de circulation ou de charges hydrauliques. Si une epuration physicochimique suffisante peut etre obtenue, l'abattement sanitaire n'est pas significatif. L'adequation d'un modele simplissime aux resultats est presentee, la simplicite de ce modele en fait un outil facile de dimensionnement, voire un outil pratique de regulation ou d'automatisation
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Ledergerber, Julia Margrit. "Modelling of suspended solids in integrated urban wastewater systems." Doctoral thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/40139.
Full textAbstract:
Les avantages de la gestion intégrée de l'eau sont connus depuis des années, mais ces approches sont devenues plus importantes que jamais. Cela est reconnu dans l'objectif 6 des 17 objectifs de développement durable des Nations Unies. En ciblant à la fois l'eau potable et l'assainissement, cet objectif demande une approche intégrée car il reconnaît leur interdépendance. Cette thèse vise à faire progresser le domaine de la modélisation intégrée de l'eau, et en particulier en ce qui concerne les matières en suspension. Les émissions globales de l'assainissement ont gagné en intérêt puisque les normes de qualité de l'eau sont étendues de la station de récupération des ressources de l'eau au réseau d'égout. La modélisation intégrée permet d'évaluer les interactions et d'estimer les émissions en plus des mesures de la qualité de l'eau (encore) rares. Les particules peuvent être considérées comme un indicateur de la qualité de l'eau couvrant la pollution particulaire, mais aussi les matières organiques, les nutriments et les substances telles que les micro-polluants hydrophobes. L'approche de modélisation choisie est conceptuelle, pour ses calculs rapides, et basée sur la distribution de la vitesse de décantation des particules, partout où la décantation et la remise en suspension sont les processus caractéristiques. L'approche est complétée par d'autres modèles pour couvrir le système du bassin versant jusqu'à la station de récupération des ressources de l'eau. Un modèle intégré nécessite de nombreuses données. Pour une collecte de données efficace, premièrement, une procédure est établie pour construire un modèle conceptuel d'égout à partir d'un modèle hydraulique détaillé. Deuxièmement, une méthodologie de conception expérimentale optimale est adaptée à l'environnement complexe des égouts pour une campagne de mesure de la qualité de l'eau. L'utilité de l'approche de la distribution de la vitesse de décantation des particules est ensuite démontrée en calibrant et en validant le modèle pour une site pilote. Une procédure est élaborée pour tenir compte de l'incertitude des paramètres et de la variabilité des données d'entrée an d'identifier des points de contrôle ables. La procédure est utilisée pour la réduction d'émission des particules, facilitée par le calcul rapide du modèle car plusieurs analyses de sensibilité sont demandées. Le dernier chapitre termine la thèse par l'évaluation pratique des stratégies visant à réduire les émissions globales. La thèse fait ainsi progresser le domaine de la modélisation intégrée des particules et fournit en même temps des procédures qui permettent de surmonter les obstacles généraux à la modélisation en mettant l'accent sur la collecte de données fiables et efficaces, la modélisation ainsi que l'optimisation.The advantages of integrated water management have been known for decades, but are more than ever important. This is acknowledged in goal six of the 17 sustainable development goals of the United Nations. By targeting both clean water as well as sanitation, this goal is inherently asking for an integrated approach since it recognizes their interdependence. This dissertation aims at advancing the eld of integrated water systems modelling in general, and in particular with respect to suspended solids. Overall emissions from the integratedurban wastewater system have gained interest since water quality standards are increasing lyextended from the water resource recovery facility to the sewer system. Integrated modelling allows evaluating interactions and estimating overall emissions complementary to the not (yet) abundant water quality measurements. For this evaluation suspended solids can be seen asan indicator for the receiving water quality covering particulate pollution as such, but also undesired organic matter, nutrients and substances such as hydrophobic micropollutants. The modelling approach chosen is conceptual, due to its rapid calculations, and based on the particle settling velocity distribution wherever settling and resuspension are the characteristic processes of suspended solids. The approach is extended with complementary models to coverthe integrated system from the catchment down to the water resource recovery facility. The development of an integrated model however requires vast data sets. First, for efficient data collection a procedure is established to build a fast conceptual sewer model from its detailed hydraulic counter part. Second, an optimal experimental design methodology is adapted to the challenging sewer environment for the efficient planning of a water quality measurement campaign. The usability of the particle settling velocity approach is then shown by calibrating and validating the model for a case study. A procedure is developed to consider parameter uncertainty and input variability to identify reliable control handles. The procedure is appliedfor the abatement of total suspended solid, facilitated by the comparably low computational demand of the model, as the procedure asks for multiple global sensitivity analyses. The last chapter closes the dissertation with the practical application of evaluating different strategies to reduce the total suspended emissions to the receiving water. The dissertation thus advances the eld of integrated modelling for particulates and at the same time provides procedures which overcome barriers general to modelling focusing on reliable and efficient data collection,as well as optimization.
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Daga, Jean-MIchel. "Modélisation des performances temporelles des circuits CMOS submicroniques au niveau porte logique." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20132.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail etait de proposer une modelisation analytique des performances temporelles des portes cmos submicroniques ayant une precision comparable a celle d'un simulateur electrique. Pour ce faire, une expression explicite du retard de l'inverseur cmos a d'abord ete obtenue en considerant les effets de rampe d'entree, de couplage capacitif entree sortie, ainsi que le courant de court-circuit. L'extension a des portes plus complexes a ete obtenue en utilisant une technique de reduction des reseaux serie. Pour des charges rc, nous montrons que le retard peut etre obtenu en ajoutant un terme de propagation que nous definissons au retard calcule en ne prenant en compte que la contribution capacitive de la charge. Enfin, les effets de basse tension et de temperature ont ete etudies a partir de mesures effectuees sur des oscillateurs specifiques. Dans le domaine des tres basses tensions les effets de temperature et de tension sont correles. Ceci a ete modelise par un terme de ponderation global. De plus, l'existence d'une valeur de tension d'alimentation pour laquelle les performances en vitesse deviennent independantes de la temperature a ete demontree.
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Troin, Magali. "Réponse hydrologique du Lac Mar Chiquita (Argentine) aux changements climatiques : approche par modélisation couplée lac - bassin versant - climat." Aix-Marseille 3, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX30035.
Full textAbstract:
Les latitudes subtropicales de l’Amérique du Sud sont soumises depuis le début des années 70 à un changement hydroclimatique majeur affectant les activités d’une des régions les plus fortement peuplées de ce continent. Ce changement s’est traduit notamment par une augmentation abrupte des niveaux du Lac Mar Chiquita, un lac qui couvre aujourd’hui 6000 km2 alors que les enregistrements sédimentaires au cours du dernier millénaire mettent en évidence un lac de faible profondeur, régulièrement asséché. Afin de comprendre la relation entre les niveaux lacustres et la variabilité climatique, ce travail s’est attaché à modéliser le fonctionnement hydrologique du Lac Mar Chiquita et la relation avec son bassin versant. L’établissement d’un modèle de lac met en évidence que les variations lacustres dans les années 70 répondent à une augmentation des débits des rivières en provenance du bassin nord du lac, suggérant une influence climatique tropicale. Le couplage du modèle de lac avec un modèle hydrologique de bassin a permis de simuler les fluctuations lacustres en relation avec le climat du bassin nord, soulignant l’impact anthropique mineur dans la récente transition hydroclimatique. En couplant cette approche avec le modèle climatique LMDZ par une méthode de downscaling statistique, pour la première fois, un modèle intégré bassin-lac modélisant les fluctuations lacustres en relation avec le climat global est présenté. Cette approche originale permet d’explorer la capacité des modèles globaux à représenter le climat régional. En outre, elle confirme l’influence tropicale à l’origine des récentes variations hydrologiques dans cette région d’Amérique du SudThe subtropical latitudes of South America have been experiencing a major hydroclimatic change since the early 1970’s that has had a major societal impact affecting the local economy of one of the most densely populated regions. This change resulted in an abrupt increase in lake levels including Laguna Mar Chiquita, a lake which now covers 6000 km2, while the sedimentary records over the last millennium show a long drying trend. In order to gain a better understanding of the relation between lake level fluctuations and the climate variability in this region, this work aims to simulate the hydrological behaviour of Laguna Mar Chiquita and the relationship with its catchment. The implementation of the lake water balance indicates that lake fluctuations at the beginning of the 1970’s were in direct response to increased runoff in its northern sub-basin, suggesting a tropical climate influence. The coupling of the lake water balance with a hydrological watershed model has led to simulate lake level variations in relation with the climate of the northern sub-basin, highlighting the minor human impact in the recent hydroclimatic transition. For the first time, an integrated basin-lake model in link to global climate is presented combining the results of hydrological basin-lake modelling with the outputs of the climate LMDZ model through a statistical downscaling approach. This novel approach allows to explore the ability of global climate models to accurately represent the regional climate. In addition, it confirms the tropical influence on forcing of recent hydrological variabilities in this region of South America
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Mangeret, Arnaud. "Cinétiques de dégradation des solvants chlorés dans les eaux souterraines : approche multi-échelles du laboratoire au site réel." Bordeaux 3, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00650447.
Full textAbstract:
Depuis les années 50, la contamination des sols et des eaux souterraines par des solvants chlorés s’est multipliée. L’atténuation naturelle, une stratégie innovante de gestion de sites pollués, est notamment étudiée dans ce travail. L’objectif a été d’évaluer si l’étude des processus biologiques à plusieurs échelles d’observation différentes permettait une meilleure caractérisation de l’Atténuation Naturelle sur un site réel. Le site d’étude est un complexe industriel encore en activité, où la source de pollution est constituée de tétrachloroéthylène (PCE). Les suivis de plusieurs réacteurs fermés, préparés à partir de sols et d’eaux souterraines, ont démontré que la biodégradation complète du PCE en Ethylène est très localisée sur le site. Des expérimentations réalisées en colonne de laboratoire ont confirmé que la réduction des sulfates et la conversion du PCE jusqu’au cis-1,2-dichloroéthylène (cis-1,2-DCE) peuvent être simultanées dans des conditions physico-chimiques spécifiques. De plus, les différentes simulations réalisées avec le modèle d’écoulement, de transport et de biodégradation ont prouvé que le panache de composés organochlorés dissous se déplace assez rapidement. Dans cette étude, les constantes de biodégradation des solvants chlorés semblent être bien plus faibles que celles estimées en laboratoire.
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Ribstein, Pierre. "Modèles de crues et petits bassins versants au Sahel." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1990MON20019.
Full textAbstract:
Les fortes crues des petits bassins saheliens se caracterisent par une preponderance du ruissellement superficiel par rapport aux autres types d'ecoulements (ecoulement retarde, ecoulement de base). Cette caracteristique peut s'expliquer par l'homogeneite des formes des fortes pluies, mais aussi par l'absence de nappe souterraine proche de la surface et par les particularites des organisations pelliculaires de l'horizon superficiel du sol. Ces differents facteurs font du sahel une region ideale pour l'application du concept d'hydrogramme unitaire, avec comme objectif l'analyse et la predetermination des fortes crues. Plusieurs modeles fondes sur la technique de l'hydrogramme unitaire sont presentes. Ils se differencient par l'expression analytique de la fonction de production et par la methode d'identification de la fonction de transfert. Ces modeles sont appliques aux donnees de huit petits bassins versants de superficie inferieure a 100 km#2. Cette application permet de delimiter le domaine de validite de ce type de modelisation. Une methode de predetermination de crues sur des bassins non jauges est proposee. Les hypotheses de base de cette methode sont confirmees par des resultats de la modelisation
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Novak, Sandra. "Dynamique de transfert des produits phytosanitaires vers les eaux superficielles : de l'étude de terrain à l'approche modélisatrice." Nancy 1, 1999. http://www.theses.fr/1999NAN10126.
Full textAbstract:
Les produits phytosanitaires appliqués sur les cultures peuvent engendrer une contamination diffuse des eaux superficielles et souterraines. L'objectif de cette étude était de comprendre les effets de la structure du sol, des propriétés physico-chimiques des molécules et des conditions climatiques, sur le transfert des produits phytosanitaires. Des expérimentations ont été menées, après un traitement herbicide au printemps sur une parcelle agricole drainée, comportant deux types de sol (sol brun lessive et pelosol). Les teneurs en produits dans les eaux de drainage, leur répartition dans la couche de labour et les capacités de rétention des herbicides par les sols, suggèrent l'occurrence de deux modes de transport des produits : le flux préférentiel et le flux matriciel. Ces deux flux sont sous la dépendance de l'état structural des sols, évoluant au cours du temps. L'application d'herbicides aux propriétés de rétention distinctes et d'un traceur de l'eau (bromure) sur des colonnes de sol, remplies d'agrégats de tailles calibrées, et soumises à des irrigations d'intensité variable, a confirme l'effet de la structure, tributaire de l'intensité de la pluie, sur le transfert des produits. L'importance des quantités transportées par flux matriciel ou préférentiel dépend non seulement de la capacité de rétention des molécules par le sol, mais aussi de la localisation des produits dans le milieu poreux. L'utilisation du modèle mathématique agriflux, simulant le devenir des produits phytosanitaires, a complété ces deux approches. Les bilans en eau mesurés au champ et les exportations de bromure par les drains ont été reproduits de manière satisfaisante. La simulation des flux de metolachlore a mis en évidence l'inadéquation de l'adsorption instantanée rapide pour décrire la rétention de cet herbicide au champ. La prise en compte de processus lents d'immobilisation a conduit a une meilleure concordance entre les exportations simulées et mesuréesPesticides applied for agricultural purposes can generate a non-point source pollution of surface and ground water. The objectiv of this study was to understand the effects of soil structure, pesticide physicochemical properties and climate conditions on pesticide transfer. Experimentation was carried out after an herbicide application in spring on a field drained plot gathering two soil types (leached brown soil and pelosol). Measurements of pesticide contents in drain water and in the plough layer, together with studies of the sorption capacities of herbicides, suggested the occurrence of two ways for chemical transport : preferential flow and matrix flow. Both fluxes were dependent on the soil structural state, varying with time. Application of a water tracer (bromide) and of herbicides with different properties on soil cores filled wth calibrated aggregate sizes and watered with irrigation of variable intensities confirmed the effects of soil structure on chemical transfer and highlighted its dependency with rain intensity. The magnitude of exportations by matrix or preferential flow was not only dependant on the soil retention properties but also on the chemical localisation in the porous medium. These both approaches were completed with the use of AgriFlux, a mathematical model simulating pesticide fate. Water balance evaluated at the field and bromide losses in drain water were weil simulated. The simulation of metolachlor losses gave evidence for the inadequacy of the fast instantaneous sorption to describe the herbicide retention at the field scale. The integration of slow immobilisation processes yielded a better agreement between simulated and measured losses
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Kasakova, Maria. "Modèles dispersifs de propagation de vagues : problèmes numériques et modélisation." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30130.
Full textAbstract:
La propagation des vagues est un phénomène complexe. La simulation directe de ce phénomène à l'aide des équations d'Euler ou de Navier Stokes à surface libre sont complexes et très coûteuses numériquement. Si certains phénomènes aux grandes échelles sont bien décrits par des modèles réduits plus simples à simuler numériquement, des modèles plus avancés sont nécessaires pour décrire des échelles plus fines. La première partie de cette thèse est consacrée aux modèles prenant en compte les effets de vorticité. Deux modèles moyennés sur la profondeur sont dérivés sous l'hypothèse d'eau peu profonde. Le premier concerne la propagation des ondes de surface et des ondes internes dans le cadre d'un système de deux fluides non miscibles. Le deuxième est un modèle de propagation des ondes côtières. Les effets turbulents sont pris en compte à travers l'équation de vorticité. Un algorithme numérique est construit pour la validation du second modèle et des comparaisons avec des résultats expérimentaux sont proposées. Dans la deuxième partie on s'intéresse à l'étude des conditions aux limites. Les problèmes initialement posés dans l'espace infini demandent des conditions aux limites spéciales pour le traitement numérique. On s'intéresse ici au cas des équations de Green-Naghdi. Dans un premier temps, des conditions aux limites transparentes sont dérivées, et des validations numériques sont proposées. Les tests montrent que des conditions aux limites similaires peuvent s'appliquer pour des ondes rentrantes. Dans un deuxième temps, on considère une technique de relaxation pour un système Green-Naghdi mis sous forme d'un système hyperbolique. En particulier, ce formalisme nous permet d'appliquer la technique de Perfect Mached Layers (PML) pour traiter les ondes sortantes et rentrantesWater waves propagation is a complex physical process. The direct numerical simulation using Navier-Stokes/Euler equations is a time-consuming and mathematically complicated solution. A good description of large-scale phenomena can be obtained by using relatively simple approximate models. However, if we are interested in a precise description of wave profiles, advanced modelling approaches are required. Once the model is derived, it needs to be solved numerically, and one faces another kind of challenges related to numerical simulations. The first part of the present thesis is devoted to the modelling of surface and internal ocean waves propagation, including dispersive effect and dynamics of the vorticity. In the framework of shallow water hypothesis, two models are derived. Both models involve additional equations for the vorticity evolution. To include the internal waves propagation, first, we consider a system of two immiscible fluids with constant densities. It represents a simple model of the ocean where the upper layer corresponds to the (thin) layer of fluid above the thermocline whereas the lower layer is under the thermocline. The second model includes a surf zone phenomenon. Shearing and turbulence effects in breaking waves are taken into account by a vorticity generation. Both models are governed by dispersive systems and reduce to a classical Green-Naghdi model in the case of vanishing vorticity. Additionally, an algorithm for the numerical resolution of the second model is proposed, and the validation by experimental results is performed. When dispersive/non-hydrostatic effects are taken into account, this usually leads to more accurate models of wave propagation like Green-Naghdi equations, or the two models derived in the first part, for example. The counterpart is that such a type of models requires advanced numerical techniques. In particular, one of the main issues is to define boundary conditions allowing the simulation of wave propagation in infinite physical space but on bounded numerical domains. In the second part of the present research, we focus on a definition of such boundary conditions for the Green-Naghdi equations. Artificial boundary conditions are first proposed for the linearised system. Then we address a hyperbolic system recently proposed to approximate the Green-Naghdi equations. A relatively simple structure of this new hyperbolic system allows for successful applications of Perfect Matched Layer (PML) techniques in order to deal with artificial numerical boundaries. Numerical tests are performed to validate the proposed approaches. In result, we have a correct description of numerical boundaries for non-linear cases. We have shown that the PML equations can be applied to the nonlinear system. Both approaches are then reformulated to solve the problem of injecting propagating waves in a computational domain