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Dissertations / Theses on the topic 'Surfaces aléatoires'
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Aubert, Antoine. "Propriétés optiques des surfaces rugueuses aléatoires." ENSMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0900.
Full textAbstract:
L'état de surface des produits plats sidérurgiques est un facteur important de qualité. Que ce soit la mise en forme, la peinture ou même l'aspect visuel, il conditionne nombre de propriétés essentielles. Aussi est-il important de pouvoir contrôler la texture surfacique. Une approche optique, non destructive et sans contact, est proposée dans cette étude. Après avoir montré comment caractériser et classer des topographies, plusieurs modèles d'interaction surface-lumière sont détaillés. Les signatures optiques, qui sont ici les lobes de diffusion, mesurés à l'aide de différents bancs expérimentaux, s'avèrent parfaitement discriminantes et peuvent constituer un outil de mesure texturale. Les modèles théoriques d'interaction proposés se montrent conformes aux expériences, que ce soit pour de grandes longueurs d'onde (approche physique dans le lointain infra-rouge) ou dans le spectre du visible (approche géométrique). Ainsi, l'utilisation de surfaces synthétiques dont nous contrôlons la statistique permet d'établir, par la mesure ou le calcul, les corrélations entre la morphologie de la surface et ses propriétés réflectives. Tous les outils d'analyse des topographies ou de simulation numérique sont valides dans le cas de trois études sur l'impact des morphologies de produits Usinor sur leur propriétés optiques.
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Berzin, Corinne. "Surfaces aléatoires : approximation du temps local." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112337.
Full textAbstract:
Soit { X(t,ω), t ∈ Rd, ω ∈ Ω }, d ≥2 un processus gaussien stationnaire, à valeurs réelles sur un espace de probabilité ( Ω, Around, P ). Nous étudions le comportement asymptotique d'une intégrale stochastique particulière, par rapport à la mesure géométrique de l'ensemble de niveau u, u ∈ R, du champ régularisé, obtenu par la composition d'une convoluée de X, soit Xɛ, et d'une normalisation matricielle contenant une partie de l'information de la matrice des moments spectraux d'ordre deux de Xɛ. Sous l'hypothèse que la fonction de covariance de X est deux fois continûment différentiable en dehors d'un ensemble de mesure de Lebesgue nulle dans Rd, cette intégrale converge dans L²(Ω ) vers le temps local de X, évalué en u. En outre, une majoration de la vitesse de convergence est proposée, à une constante prèsLet { X(t,ω), t ∈ Rd, ω ∈ Ω }, d ≥2, be a real stationary gaussian field, defined on a probability space ( Ω, Around, P ). We look at the asymptotic behavior of a particular stochastic integral, with respect to the geometric measure of the u-level sets, u ∈ R, of the regularized field, obtained by composition of a convolution of X, say Xɛ, with a matrix normalization which contains part of the information contained in the spectral moments matrix of second order of Xɛ. Under the condition that the covariance function is twice continuously differentiable out of a set of zero Lebesgue's measure, this functional converges in L² (Ω ) to the local time of X at the level u. Furthermore, we give a bound for the speed of convergence
3
Najar, Hatem. "Asymptotique de Lifshitz pour les opérateurs acoustiques aléatoires." Paris 13, 2000. http://www.theses.fr/2000PA132018.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d'étudier le comportement de Lifshitz pour l'opérateur acoustique aléatoire a = *1/*. En utilisant les techniques de kp1 on démontre que la densité d'états intégrée de a a un comportement de Lifshitz au voisinage des lacunes si et seulement si celle de certains operateur périodique est non dégénérée au voisinage du même lacune spectrale. De ce résultat on obtient les estimes initiales nécessaires pour en déduire la localisation au voisinage des bords non dégénérés.
4
Tinsson, Walter. "Plans d'expérience à facteurs quantitatifs et à effets de blocs aléatoires." Pau, 1998. http://www.theses.fr/1998PAUU3021.
Full textAbstract:
Les plans d'expérience en blocs pour l'ajustement de surfaces de réponse sont d'usage courant. Les blocs n'ont alors généralement que des effets fixes, c'est a dire qu'ils n'agissent que sur l'espérance du vecteur des aléas observes. Nous envisageons ici une autre approche en supposant les effets de blocs aléatoires, c'est à dire avec aussi une influence sur la dispersion du vecteur des observations. Le modèle intégrant cet effet de blocs aléatoire, appelé modèle linéaire mixte, permet alors une analyse plus fine du phénomène étudié mais sa mise en oeuvre est, a priori, plus complexe que celle des modèles courants. Nous avons prouvé qu'il n'en est rien des lors que l'on utilise des configurations adéquates que nous qualifions de plans d'expérience en blocs usuels, et qui regroupent la plupart des plans utilises actuellement. Nous nous intéressons dans une première partie aux estimations des composantes du modèle sur de telles configurations. On dispose alors de fortes propriétés d'optimalité uniforme pour la plupart des estimateurs, c'est a dire qu'ils peuvent être facilement déduits de l'analyse des modèles classiques. La deuxième partie aborde ensuite les problèmes de prédiction, aussi bien de la réponse moyenne que de ses variations. Nous vérifions que des propriétés du type isovariance par transformations orthogonales sont conservées lors du passage au modèle mixte. Dans le cas de plans a prédicteurs non isovariants nous démontrons qu'il est possible de construire explicitement leurs graphes des variances extrêmes. Une dernière partie est consacrée a la construction systématique des plans particuliers que sont les plans bloques orthogonalement ou a prédicteurs isovariants. Nous proposons alors une interprétation algébrique de ces configurations et nous appliquons les résultats obtenus a des constructions de plan sous forme d'orbites par rapport a des sous-groupes, bien choisis, du groupe orthogonal.
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Bouttier, Jérémie. "Physique statistique des surfaces aléatoires et combinatoire bijective des cartes planaires." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010651.
Full textAbstract:
Les cartes sont des objets combinatoires apparaissant en physique comme discrétisation naturelle des surfaces aléatoires employées pour la gravité quantique bidimensionnelle ou la théorie des cordes, ainsi que dans les modèles de matrices. Après rappel de ces relations, nous établissons des correspondances entre diverses classes de cartes et d'arbres, autres objets combinatoires de structure simple. Un premier intérêt mathématique de ces constructions est de donner des preuves bijectives, élémentaires et rigoureuses, de plusieurs résultats d'énumération de cartes. Par ailleurs, nous accédons ainsi à une information fine sur la géométrie intrinsèque des cartes, conduisant à des résultats analytiques exacts grâce à une propriété inattendue d'intégrabilité. Nous abordons enfin la question de l'existence d'une limite continue universelle.
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Robin, Olivier. "Reproduction de champs de pression acoustique aléatoires sur des surfaces planes." Thèse, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6140.
Full textAbstract:
Ce travail doctoral porte sur la synthèse expérimentale de champs de pression acoustique aléatoires sur des surfaces planes. L'objectif principal de cette reproduction est de pouvoir tester le comportement vibroacoustique de panneaux plans sous l'action de deux champs de pression aléatoires : le champ acoustique diffus et la couche limite turbulente. Une étude théorique et numérique est tout d'abord présentée, qui aborde la formulation de ce problème de reproduction sur la base de la théorie de l'holographie acoustique plane de champ proche, et qui permet de vérifier que celle-ci permet une résolution de ce problème. L'influence de nombreux paramètres est également étudiée et des points critiques dans la mise en oeuvre expérimentale de l'approche sont identifiés, parmi eux la densité élevée de sources nécessaire pour la reproduction d'une couche limite turbulente. Une première mise en oeuvre expérimentale est détaillée. Trois approches, celle basée sur l'holographie, une seconde sur la synthèse de champs sonores (ou Wave Field Synthesis ) ainsi qu'une troisième basée sur les moindres carrés sont utilisées pour le calcul des amplitudes complexes des sources de reproduction. Le concept d'antenne synthétique, pour lequel un petit élément d'un réseau est déplacé pour créer un réseau de grandes dimensions en post-traitement, sera utilisé pour résoudre une majorité des points critiques dans la mise en oeuvre. Des indicateurs vibroacoustiques fréquentiels tels que le Transmission Loss (TL) sont obtenus pour un panneau d'aluminium simplement supporté, et la comparaison avec des résultats de calculs numériques montrent que ces approches permettent l'estimation de ce TL sous les deux champs aléatoires d'intérêt. La possibilité d'estimer le TL dans le domaine des nombres d'onde est également illustrée. Une seconde mise en oeuvre expérimentale est réalisée sous la forme d'une comparaison entre la méthode décrite ci-dessus et la méthode des chambres couplées, couramment utilisée pour l'estimation du TL. Pour un panneau composite aéronautique représentatif et pour un champ acoustique diffus, les écarts entre les résultats obtenus par les deux méthodes sont jugés acceptables, et permettent une seconde validation. Parallèlement, une autre application a concerné la reproduction d'un champ acoustique diffus sur la surface d'un matériau poreux, afin d'en estimer le coefficient d'absorption sous ce champ excitateur. L'approche théorique de cette estimation est décrite et validée expérimentalement sur une mousse de mélamine, prouvant qu'elle est réalisable sous des champs acoustiques synthétisés et montrant un potentiel pour des mesures in situ. Suite à la conclusion de ce mémoire qui rappelle les résultats importants obtenus dans le cadre de ce travail doctoral, une possibilité de mesure des fluctuations de pression pariétale liées à la couche limite turbulente est finalement présentée en annexe.
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Belemaalem, Zakaria. "Schémas asynchrones pour des EDPs et génération de surfaces aléatoires à l'aide de groupes localisés." Brest, 2011. http://www.theses.fr/2011BRES2025.
Full textAbstract:
L'étude menée dans ce mémoire propose une représentation originale d’un champ de vague aléatoire afin de respecter les contraintes statistiques sur la fonction caractéristique en un point (variance, coefficients d’asymétrie skewness et d’aplatissement kurtosis), mais également en deux points (spectre, pente). La modélisation proposée considère l’élévation de la surface océanique comme une superposition de fonctions spatiales aléatoires, et d’amplitudes aléatoires, regroupées en un certain nombre de nappes en fonction du vecteur d’onde. Cette démarche aboutit à la construction de deux modèles nommés “Groupy Wave Model” (GWM) et “Groupy Chopy Wave Model” (GCWM). Le premier permet le contrôle du spectre, skewness (des hauteurs et des pentes) et kurtosis (des hauteurs ou des pentes). Le dernier prend en compte les mouvements orbitaux des particules d’eau. Le modèle GCWM est vu comme un changement de coordonnées horizontales de la surface du modèle GWM pour le peuplement d’une surface. Cette transformation habille le spectre des hauteurs et fait apparaître des points de rebroussement. Une méthode permettant de “déshabiller” le spectre afin d’obtenir une surface avec un spectre voulu, ainsi qu’une proposition pour tenir compte des points de rebroussement sont aussi introduites. Les résultats obtenus soulignent un large éventail de différentes structures de l’état de mer, tout en respectant les mêmes contraintes statistiquesThe study in this thesis proposes an original representation of a random wave field. The main goal is to respect the statistical constraints on a one-point characteristic function (variance, skewness and kurtosis) and also, at a two-point characteristic function (spectrum and slope). The proposed model considers the elevation of the ocean surface as a superposition of random spatial functions with the random amplitudes, grouped into maps depending on the wave vector. This approach leads to the construction of two models, so called “Groupy Wave Model” (GWM) and “Groupy Chopy Wave Model” (GCWM). The first allows the control of the spectrum, skewness (elevations and slopes) and kurtosis (elevations or slopes). The latter takes into account the orbital motions of water particles. The OGWM model is derived from horizontal coordinates of GWM surface. This transformation dresses the spectrum and shows cusps. A method of undressing the spectrum to obtain a surface with a target spectrum, which takes into account the cusps, is also introduced. The obtained results emphasize very different sea state structures, but with identical statistical properties
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Borot, Gaetan. "Quelques problèmes de géométrie énumérative, de matrices aléatoires, d'intégrabilité, étudiés via la géométrie des surfaces de Riemann." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00625776.
Full textAbstract:
La géométrie complexe est un outil puissant pour étudier les systèmes intégrables classiques, la physique statistique sur réseau aléatoire, les problèmes de matrices aléatoires, la théorie topologique des cordes, ...Tous ces problèmes ont en commun la présence de relations, appelées équations de boucle ou contraintes de Virasoro. Dans le cas le plus simple, leur solution complète a été trouvée récemment, et se formule naturellement en termes de géométrie différentielle sur une surface de Riemann : la "courbe spectrale", qui dépend du problème. Cette thèse est une contribution au développement de ces techniques et de leurs applications.Pour commencer, nous abordons les questions de développement asymptotique à tous les ordres lorsque N tend vers l'infini, des intégrales N-dimensionnelles venant de la théorie des matrices aléatoires de taille N par N, ou plus généralement des gaz de Coulomb. Nous expliquons comment établir, dans les modèles de matrice beta et dans un régime à une coupure, le développement asymptotique à tous les ordres en puissances de N. Nous appliquons ces résultats à l'étude des grandes déviations du maximum des valeurs propres dans les modèles beta, et en déduisons de façon heuristique des informations sur l'asymptotique à tous les ordres de la loi de Tracy-Widom beta, pour tout beta positif. Ensuite, nous examinons le lien entre intégrabilité et équations de boucle. En corolaire, nous pouvons démontrer l'heuristique précédente concernant l'asymptotique de la loi de Tracy-Widom pour les matrices hermitiennes.Nous terminons avec la résolution de problèmes combinatoires en toute topologie. En théorie topologique des cordes, une conjecture de Bouchard, Klemm, Mariño et Pasquetti affirme que des séries génératrices bien choisies d'invariants de Gromov-Witten dans les espaces de Calabi-Yau toriques, sont solution d'équations de boucle. Nous l'avons démontré dans le cas le plus simple, où ces invariants coïncident avec les nombres de Hurwitz simples. Nous expliquons les progrès récents vers la conjecture générale, en relation avec nos travaux. En physique statistique sur réseau aléatoire, nous avons résolu le modèle O(n) trivalent sur réseau aléatoire introduit par Kostov, et expliquons la démarche à suivre pour résoudre des modèles plus généraux.Tous ces travaux soulignent l'importance de certaines "intégrales de matrices généralisées" pour les applications futures. Nous indiquons quelques éléments appelant à une théorie générale, encore basée sur des "équations de boucles", pour les calculer
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Borot, Gaëtan. "Quelques problèmes de géométrie énumérative, de matrices aléatoires, d'intégrabilité, étudiés via la géométrie des surfaces de Riemann." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112092/document.
Full textAbstract:
La géométrie complexe est un outil puissant pour étudier les systèmes intégrables classiques, la physique statistique sur réseau aléatoire, les problèmes de matrices aléatoires, la théorie topologique des cordes, …Tous ces problèmes ont en commun la présence de relations, appelées équations de boucle ou contraintes de Virasoro. Dans le cas le plus simple, leur solution complète a été trouvée récemment, et se formule naturellement en termes de géométrie différentielle sur une surface de Riemann : la "courbe spectrale", qui dépend du problème. Cette thèse est une contribution au développement de ces techniques et de leurs applications.Pour commencer, nous abordons les questions de développement asymptotique à tous les ordres lorsque N tend vers l’infini, des intégrales N-dimensionnelles venant de la théorie des matrices aléatoires de taille N par N, ou plus généralement des gaz de Coulomb. Nous expliquons comment établir, dans les modèles de matrice beta et dans un régime à une coupure, le développement asymptotique à tous les ordres en puissances de N. Nous appliquons ces résultats à l'étude des grandes déviations du maximum des valeurs propres dans les modèles beta, et en déduisons de façon heuristique des informations sur l'asymptotique à tous les ordres de la loi de Tracy-Widom beta, pour tout beta positif. Ensuite, nous examinons le lien entre intégrabilité et équations de boucle. En corolaire, nous pouvons démontrer l'heuristique précédente concernant l'asymptotique de la loi de Tracy-Widom pour les matrices hermitiennes.Nous terminons avec la résolution de problèmes combinatoires en toute topologie. En théorie topologique des cordes, une conjecture de Bouchard, Klemm, Mariño et Pasquetti affirme que des séries génératrices bien choisies d'invariants de Gromov-Witten dans les espaces de Calabi-Yau toriques, sont solution d'équations de boucle. Nous l'avons démontré dans le cas le plus simple, où ces invariants coïncident avec les nombres de Hurwitz simples. Nous expliquons les progrès récents vers la conjecture générale, en relation avec nos travaux. En physique statistique sur réseau aléatoire, nous avons résolu le modèle O(n) trivalent sur réseau aléatoire introduit par Kostov, et expliquons la démarche à suivre pour résoudre des modèles plus généraux.Tous ces travaux soulignent l'importance de certaines "intégrales de matrices généralisées" pour les applications futures. Nous indiquons quelques éléments appelant à une théorie générale, encore basée sur des "équations de boucles", pour les calculerComplex analysis is a powerful tool to study classical integrable systems, statistical physics on the random lattice, random matrix theory, topological string theory, … All these topics share certain relations, called "loop equations" or "Virasoro constraints". In the simplest case, the complete solution of those equations was found recently : it can be expressed in the framework of differential geometry over a certain Riemann surface which depends on the problem : the "spectral curve". This thesis is a contribution to the development of these techniques, and to their applications.First, we consider all order large N asymptotics in some N-dimensional integrals coming from random matrix theory, or more generally from "log gases" problems. We shall explain how to use loop equations to establish those asymptotics in beta matrix models within a one cut regime. This can be applied in the study of large fluctuations of the maximum eigenvalue in beta matrix models, and lead us to heuristic predictions about the asymptotics of Tracy-Widom beta law to all order, and for all positive beta. Second, we study the interplay between integrability and loop equations. As a corollary, we are able to prove the previous prediction about the asymptotics to all order of Tracy-Widom law for hermitian matrices.We move on with the solution of some combinatorial problems in all topologies. In topological string theory, a conjecture from Bouchard, Klemm, Mariño and Pasquetti states that certain generating series of Gromov-Witten invariants in toric Calabi-Yau threefolds, are solutions of loop equations. We have proved this conjecture in the simplest case, where those invariants coincide with the "simple Hurwitz numbers". We also explain recent progress towards the general conjecture, in relation with our work. In statistical physics on the random lattice, we have solved the trivalent O(n) model introduced by Kostov, and we explain the method to solve more general statistical models.Throughout the thesis, the computation of some "generalized matrices integrals" appears to be increasingly important for future applications, and this appeals for a general theory of loop equations
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Baudier, Céline. "Diffraction d'ondes électromagnétiques par des surfaces rugueuses aléatoires : méthode approchée de Rayleigh et méthode exacte en coordonnées non-orthogonales." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2002. http://www.theses.fr/2002VERS0027.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la télédétection hyperfréquence, nous cherchons à modéliser l'interaction d'ondes électromagnétiques avec des surfaces rugueuses, soit le phénomène de diffraction. La surface est aléatoire afin de modéliser une surface naturelle telle qu'une parcelle agricole. Nous présentons deux méthodes de calcul de diffraction. La première est une méthode approchée de Rayleigh dont nous cernons le domaine d'application à l'aide de tests de convergence et de critères physiques. La seconde, appelée méthode C, est un formalisme exact basé sur l'écriture des équations de Maxwell dans un système de coordonnées curvilignes lié à la surface. Nous la validons en la confrontant à d'autres méthodes. Nous soulignons dans le même temps l'effet de la rugosité de la surface sur les diagrammes de diffraction, comme le phénomène de rétrodiffusion exaltée. De plus, des comparaisons concluantes sont effectuées avec des mesures expérimentales dans le domaine des fréquences optiques et radar.
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Soubret, Antoine. "Diffusion des ondes électromagnétiques par des milieux et des surfaces aléatoires : étude des effets cohérents dans le champ diffusé." Aix-Marseille 2, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX22063.
Full text
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Aït, Braham Karim. "Diffusion des ondes électromagnétiques par des surfaces rugueuses aléatoires naturelles : méthode exacte en coordonnées curvilignes et principe du faible couplage." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00201723.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la télédétection hyperfréquence active, un des objectifs est l'analyse de l'écho radar recueilli après son interaction avec la surface de la terre, afin de remonter aux paramètres physiques et géométriques de la scène observée. Pour mieux appréhender ce problème inverse, une bonne connaissance du problème direct reste indispensable.Ce mémoire traite de l'étude de la diffraction d'une onde électromagnétique par une surface rugueuse aléatoire, séparant deux milieux homogènes. Une méthode exacte (méthode C), donnant les intensités cohérentes et incohérentes d'une surface rugueuse 1D ou 2D aléatoire, éclairée par une onde plane, a été développée. Cette méthode est basée sur la résolution des équations de Maxwell dans un système de coordonnées non orthogonales, lié à la surface.
Les surfaces considérées sont des réalisations d'un processus spatial aléatoire gaussien et isotrope. La génération des profils diffractant est assurée par filtrage linéaire. Les paramètres statistiques des profils sont estimés à partir de fichiers numériques de sols agricoles nus.
Nous avons investi la méthode numériquement et comparé nos résultats à la littérature ainsi qu'à des données expérimentales. Nous avons aussi utilisé cette méthode pour étudier l'impact de la rugosité et de l'humidité du sol sur le diagramme de rayonnement.
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Ponson, Laurent. "Propagation de fissures dans les matériaux désordonnés : comment déchiffrer les surfaces de rupture." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2007. http://www.theses.fr/2007EPXX0069.
Full text
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Demichel, Yann. "Analyse fractale d'une famille de fonctions aléatoires : les fonctions de bosses." Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2006. https://theses.hal.science/tel-00250060/document.
Full textAbstract:
Les fonctions de bosses sont des séries aléatoires obtenues en sommant une infinité de bosses élémentaires redimensionnées et centrées aléatoirement dans Rd. On donne des conditions suffisantes d'intégrabilité, d'existence, puis de régularité des trajectoires. On développe des outils généraux pour évaluer diverses dimensions fractales de leur graphe ainsi qu'une large classe d'indices dimensionnels, certains liés à l'analyse multifractale. Ces fonctions peuvent servir à la modélisation de profils rugueux. Les fonctions de stucture fournissent des diagrammes logarithmiques permettant d'analyser un signal en tenant compte des contraintes expérimentales. Ils sont utilisés pour l'identification d'un modèle et l'estimation de ces paramètres. De nombreux estimateurs sont proposés. Les courbes de structure servent de critères de conformité. Les fonctions de bosses fournissent des modèles intéressants pour une large famille de signaux expérimentaux
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Demichel, Yann. "Analyse fractale d'une famille de fonctions aléatoires : les fonctions de bosses." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00250060.
Full textAbstract:
Nous étudions les séries aléatoires définies sur R^D par F(t) = Σ n^(-α/D)G(n^(1/D)(t − Xn)) , où α > 0, G est une "bosse élémentaire" et (Xn)n>1 une suite de variables aléatoires indépendantes et de même loi. Nous commençons par discuter l'existence de séries plus générales, appelées fonctions de bosses, en soulignant le rôle de chacun des paramètres. C'est dans ce cadre que sont établies des conditions suffisantes d'intégrabilité, d'existence et de continuité. Nous poursuivons l'étude de la régularité presque sûre des trajectoires du modèle standard et déterminons en particulier un exposant de Hölder uniforme. Nous nous intéressons alors naturellement aux dimensions fractales de son graphe. Pour cela, nous développons des outils d'analyse généraux permettant de traiter les fonctions uniformément höldériennes. Nous énonçons des résultats concernant l'estimation des dimensions de boîte et de régularisation, et, plus généralement, d'une large classe d'indices dimensionnels, certains liés à l'analyse multifractale. Nous calculons ensuitela dimension de Hausdorff du graphe de F . La seconde partie de notre thèse est consacrée à l'application des fonctions de bosses à la modélisation de profils rugueux. On met en évidence de nouvelles propriétés théoriques, notamment à l'aide des fonctions de structure. Celles-ci donnent
naissance à des diagrammes logarithmiques, les courbes de structure, qui permettent d'analyser un signal en tenant compte des contraintes expérimentales. Elles sont utilisées pour l'identification d'une fonction de bosses et l'estimation de ses paramètres. Nous proposons pour cela de nombreuses méthodes en construisant des estimateurs adaptés. Il est alors possible de modéliser un signal donné par une fonction de bosses. Les courbes de structure servent encore à l'élaboration de critères de conformité. Des exemples de données théoriques et expérimentales illustrent notre propos.
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Orantin, Nicolas. "Du développement topologique des modèles de matrices à la théorie des cordes topologiques : combinatoire de surfaces par la géométrie algébrique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00173162.
Full textAbstract:
Le modèle à deux matrices a été introduit pour étudier le modèle d'Ising sur surface aléatoire. Depuis, le lien entre les modèles de matrices et la combinatoire de surfaces discrétisées s'est beaucoup développé Cette thèse a pour propos d'approfondir ces liens et de les étendre au delà des modèles de matrices en suivant l'évolution de mes travaux de recherche. Tout d'abord, je m'attache à définir rigoureusement le modèle à deux matrices hermitiennes formel donnant accès aux fonctions génératrices de surfaces discrétisées portant une structure de spin. Je montre alors comment calculer, par des méthodes de g'eométrie algébrique, tous les termes du développement topologique des observables comme formes différentielles définies sur une courbe algébrique associée au modèle: la courbe spectrale. Dans un second temps, je montre comment, imitant la construction du modèle à deux matrices, on peut définir de telles formes différentielles sur n'importe quelle courbe algébrique possédant de nombreuses propriétés d'invariance sous les déformations de la courbe algébrique considérée. En particulier, on peut montrer que si cette courbe est la courbe spectrale d'un modèle de matrices, ces invariants reconstituent les termes des développements topologiques des observables du modèle. Finalement,je montre que pour un choix particulier des paramètres, ces objets peuvent être rendus invariants modulaires et sont solutions des équations d'anomalie holomorphe de la théorie de Kodaira-Spencer donnant un nouvel élément vers la preuve de la conjecture de Dijkgraaf-Vafa.
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Brissonneau, Vincent. "Contrôle de la lumière par éléments de surface désordonnés." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4313.
Full textAbstract:
La diffusion électromagnétique par des surfaces rugueuses concerne un ensemble très vaste de problèmes actuels en optronique (maîtrise des signatures/cloaking, analyse des signatures laser et infrarouge, imagerie active, localisation de la lumière, imagerie optique haute résolution, modélisation des interactions lumière matière et des signatures optiques, applications photovoltaïques et détecteurs infrarouges, biotechnologie). Les travaux réalisés dans le cadre de la thèse "Contrôle de la lumière par des éléments de surface désordonnés'' consistent à réaliser expérimentalement des surfaces rugueuses dont les propriétés statistiques sont contrôlées. Pour cela, un banc expérimental de photofabrication a été développé, utilisant sles propriétés statistiques des figures de speckle issues d'un faisceau laser mis en forme spatialement.Les surfaces réalisées présentent ainsi des propriétés statistiques qui n'existent pas à l'état naturel (fonction d'autocorrélation non gaussienne). Au delà de ces surfaces photofabriquées, le travaux de cette thèse s'intéressent également aux propriétés de surfaces de silicium fortement rugueuses caractérisées de Black SiliconScattering of electromagnetic waves from rough surfaces is involved in a wide area of research in optronics (cloaking, laser and infrared signature analysis, active imaging, light localisation, high resolution optical imaging, laser-matter interaction and optical signature modelling, photovoltaics, infrared sensors, biotechnologies). Studies performed during the thesis ``Ligth control by random surface elements'' consist in the experimental fabrication of rough surfaces which statistical properties are controled. An experimental setup has been implemented, using the properties of a spatially shaped laser speckle pattern. The photofabricated surfaces show statistical properties that do not exist in nature such as non Gaussian autocorrelation function. Beyond these photofabricated surfaces, we also studied very rough surfaces of semi-conductor known as Black Silicon
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Pan, Cihui. "Diffraction électromagnétique par des réseaux et des surfaces rugueuses aléatoires : mise en œuvre deméthodes hautement efficaces pour la résolution de systèmes aux valeurs propres et de problèmesaux conditions initiales." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLV020/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous étudions la diffraction électromagnétique par des réseau et surfaces rugueuse aléatoire. Le méthode C est une méthode exacte développée pour ce but. Il est basé sur équations de Maxwell sous forme covariante écrite dans un système de coordonnées non orthogonal. Le méthode C conduisent à résoudre le problème de valeur propre. Le champ diffusé est expansé comme une combinaison linéaire des solutions propres satisfaisant à la condition d’onde sortant.Nous nous concentrons sur l’aspect numérique de la méthode C, en essayant de développer une application efficace de cette méthode exacte. Pour les réseaux, nous proposons une nouvelle version de la méthode C qui conduit `a un système différentiel avec les conditions initiales. Nous montrons que cette nouvelle version de la méthode C peut être utilisée pour étudier les réseaux de multicouches avec un médium homogène.Nous vous proposons un algorithme QR parallèle conçu spécifiquement pour la méthode C pour résoudre le problème de valeurs propres. Cet algorithme QR parallèle est une variante de l’algorithme QR sur la base de trois tech- niques: “décalage rapide”, poursuite de renflement parallèle et de dégonflage parallèle agressif précoce (AED)We study the electromagnetic diffraction by gratings and random rough surfaces. The C-method is an exact method developed for this aim. It is based on Maxwell’s equations under covariant form written in a nonorthogonal coordinate system. The C-method leads to an eigenvalue problem, the solution of which gives the diffracted field.We focus on the numerical aspect of the C-method, trying to develop an efficient application of this exact method. For gratings, we have developed a new version of C-method which leads to a differential system with initial conditions. This new version of C-method can be used to study multilayer gratings with homogeneous medium.We implemented high performance algorithms to the original versions of C-method. Especially, we have developed a specifically designed parallel QR algorithm for the C- method and spectral projection method to solve the eigenvalue problem more efficiently. Experiments have shown that the computation time can be reduced significantly
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Pecile, Bérénice. "Modèle dynamique d'interaction véhicule-voie ferroviaire en présence de défauts géométriques sur les surfaces en contact." Thesis, Valenciennes, 2017. http://www.theses.fr/2017VALE0004/document.
Full textAbstract:
Les phénomènes dynamiques observés lors de la circulation des trains provoquent des nuisances, notamment sonores et vibratoires, qui sont amplifiées par la présence de défauts sur la roue et sur le rail. Pour les analyser, il est nécessaire de prédire avec robustesse le comportement dynamique des composants impliqués dans l’interaction véhicule-voie et donc de simuler les efforts de contact générés pour des interfaces non idéalisées.L’objectif de cette thèse est donc de proposer un modèle semi-analytique global compatible avec l’intégration de multiples défauts géométriques sur les surfaces en contact. Afin de simuler l’interaction véhicule-voie dans le domaine temporel et garantir une applicabilité en phase de dimensionnement, une attention particulière est portée sur le compromis entre la précision des résultats et les temps de calcul associés.Le modèle ainsi proposé est composé d’un demi-bogie, dont le comportement vertical est représenté par un ensemble de masses-ressorts-amortisseurs, circulant sur une voie ballastée. Cette dernière est assimilée à une poutre bi-appuyée, supportée périodiquement à l’emplacement des traverses. Ces deux systèmes sont couplés en contact grâce à une procédure Distributed Point Reacting Spring (DPRS) sous forme discrétisée.Une validation du modèle est, d’une part, proposée en considérant des travaux antérieurs dans le cas de géométries parfaites. D’autre part, de multiples combinaisons de défauts, localisés comme le méplat ou répartis comme l’usure ondulatoire, sont introduites dans la simulation. La variabilité spatiale, particulière au cas de l’écaillage, est modélisée par des champs aléatoiresThe appearance of dynamic phenomena during the running of train on track leads to issues such as noise and vibration pollution, which can be further amplified by the presence of defects on the treads. In order to analyze them, it is necessary to predict with reliability the dynamic behavior of the vehicle-track interaction components, in particular the contact forces produced by non perfect treads.The aim of this PhD thesis is to provide a semi-analytical vehicle-track interaction model able to take into account multiple defects on the surfaces in contact. In order to conduct simulations in the time-domain and ensure applicability in the sizing phase, a special attention is given on the compromise between the accuracy of the results and the simulation times.The proposed model is therefore composed of half a bogie running on a ballasted track. This latter is modeled by a pinned-pinned beam with periodic supports located at the sleepers while the vertical behavior of the bogie is given by masses, springs and dampers. These two models are coupled in contact by a discretized Distributed Point Reacting Spring (DPRS) procedure.A validation of the model, based on previous work, is firstly proposed for perfect treads. Then, multiple combinations of defects, either localised as wheelflat or spread as corrugation, are introduced in the simulation. The spatial variability, specific to shelling, is modeled by random fields
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Pétrélis, Nicolas. "Localisation d'un polymère en interaction avec une interface." Phd thesis, Université de Rouen, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00068229.
Full textAbstract:
Nous étudions différents modèles (discrets ou continus) de polymères au voisinage d'une interface entre $2$solvants (huile-eau). Ces modèles
donnent tous lieu à une transition entre une phase localisée et une phase délocalisée. Nous prouvons tout d'abord
plusieurs résultats de convergence de modèles discrets vers leurs modèles continus associés. Ces convergences
ont lieu dans le cas d'un couplage faible (haute température) et concernent l'énergie libre d'une part, et la pente
de la courbe critique à l'origine d'autre part. Pour cela, nous développons une méthode de
coarse graining
introduite par Bolthausen et den Hollander que nous généralisons au cas d'un copolymère soumis à un potentiel
d'accrochage aléatoire le long de l'interface huile-eau.
Nous prouvons ensuite un résultat trajectoriel, dans le cas d'un
copolymère soumis, en l'une de ses extrémités, à une force qui le tire loin de l'interface.
Nous montrons, en particulier
qu'à l'intérieur de la phase localisée, le polymère ne touche l'interface qu'un nombre fini de fois.
Enfin, nous étudions le cas d'un homopolymère hydrophobe au voisinage d'une interface (huile-eau) et
soumis également
a un potentiel aléatoire lorsqu'il touche cette interface. Par une méthode consistant à adapter la loi de
chacune des
excusions en dehors de l'interface à son environnement aléatoire local, nous prenons en compte le fait que le polymère
peut viser les sites
où il vient toucher l'interface. Ceci permet d'améliorer de façon quantitative la borne inférieure de la courbe
critique du modèle quenched donnée jusqu'alors par la courbe critique du modèle à potentiel constant.
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Akiki, Rock. "Cristaux phononiques aléatoires." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILN027.
Full textAbstract:
Au début des années 1990, une nouvelle discipline de la physique est apparue à travers l'étude des cristaux phononiques. Ce travail s'intéresse aux cristaux phononiques, cristaux artificiels dont les propriétés physiques peuvent être modulées par la nature et/ou la géométrie de leurs composants. Ces matériaux ont ainsi permis la manipulation et le contrôle des ondes élastiques avec des structurations d'inclusions dans l'ordre de grandeur de la longueur d'onde excitatrice. Avec les années 2000, les métamatériaux acoustiques ouvrent de nouvelles perspectives, basées sur le concept physique de milieu effectif aux grandes longueurs d'onde. L'origine des métamatériaux acoustique s'appuie alors sur le concept physique de la résonance propre des inclusions et offrent ainsi de nouvelles applications comme la réfraction négative, le cloaking ou l'hyperfocalisation. Ce travail est une première approche sur l'effet du désordre dans des métamatériaux acoustiques. Pour cela, nous étudions une structure de métamatériau acoustique formée de cylindres sur un substrat semi-infini. Les effets des matériaux et de la géométrie constitutifs des cylindres et de la surface sur les ondes acoustiques de surface seront étudiés. Nous étudions alors le couplage entre piliers et la possibilité de propagation le long d'une chaine. Nous mettons en évidence l'effet de couplage élastique entre piliers à partir du mode de compression et la possibilité de propagation et de contrôle des ondes acoustiques dans les milieux sub-longueur d'onde. L'étude est étendue à une surface à deux dimensions et une distribution périodique, hyperuniforme et aléatoire de la position des piliersIn the early 1990s, a new discipline of physics appeared through the study of phononic crystals. This work focuses on phononic crystals, artificial crystals whose physical properties can be modulated by the nature and/or the geometry of their components. These materials have allowed the manipulation and control of elastic waves with inclusion structures in the order of magnitude of the exciting wavelength. With the 2000's, acoustic metamaterials open new perspectives, based on the physical concept of effective medium at long wavelengths. The origin of acoustic metamaterials is based on the physical concept of eigen resonance of inclusions and thus offer new applications such as negative refraction, cloaking or hyperfocusing. This work is a first approach on the effect of disorder in acoustic metamaterials. For this purpose, we study an acoustic metamaterial structure formed by cylinders on a semi-infinite substrate. The effects of material and geometry of both the cylinders and the surface on the surface acoustic waves is studied. We then study the coupling between pillars and the possibility of propagation along a chain. We highlight the effect of elastic coupling between pillars from the compression mode and the possibility of propagation and control of acoustic waves in sub-wavelength regime. The study is then extended to a two-dimensional surface with a periodic, hyperuniform, and random distribution of the position of the pillars
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Kuchumov, Nikolai. "Formes limites pour le modèle de dimères dans des domaines non simplement connexes." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS281.
Full textAbstract:
Cette thèse se compose de trois parties, le but de la première partie est d'étudier les pavages aléatoires de dominos d'un domaine non simplement connexe avec une fonction de hauteur définie sur l'espace de revêtement universel du domaine. Nous établissons un principe de grandes déviations pour la fonction de hauteur dans deux régimes asymptotiques. Le premier régime couvre tous les pavages de dominos du domaine. Une loi des grands nombres pour le changement de hauteur dans ce régime est également obtenue. Le second régime couvre les pavages de dominos avec un changement de hauteur asymptotique donné. La deuxième partie de la thèse est une extension de la première partie. Nous prouvons l'existence d'une forme limite pour le modèle de dimères sur des graphes bipartis périodiques planaires avec un domaine fondamental arbitraire et des poids périodiques arbitraires. La troisième partie est consacrée au calcul de la courbe arctique du diamant aztèque avec trous dans deux régimes. Le premier régime, appelé cas non contraint, correspond à la mesure uniforme sur l'ensemble des pavages par dominos. Le second régime, appelé cas contraint, pose une condition sur le changement de hauteur des dominosThis thesis consists of three parts, the goal of the first part is to study random domino tilings of a multiply-connected domain with a height function defined on the universal covering space of the domain. We establish a large deviation principle for the height function in two asymptotic regimes. The first regime covers all domino tilings of the domain. A law of large numbers for height change in this regime will also be derived. The second regime covers domino tilings with a given asymptotic height change.The second part of thesis is an extension of the first part. We prove the existence of a limit shape for the dimer model on planar periodic bipartite graphs with an arbitrary fundamental domain and arbitrary periodic weights.The third part is devoted to computation of the arctic curve of the multiply-connected Aztec diamond in two regimes. The first regime, called an unconstrained case, corresponds to the uniform measure on a set of domino tilings. The second regime, constrained case, puts a condition on the height change of domino tilings
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Ghariani, Sondès. "Réponse dynamique de milieux composites aléatoires et déterministes." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066374.
Full textAbstract:
Le son est souvent utilisé pour caractériser les propriétés mécaniques d'un matériau hétérogène. Pour étudier le problème lié à la propagation des ondes dans un milieu contenant des inclusions, on remplace le milieu composite par un milieu homogène effectif. A basses fréquences, l'atténuation et la vitesse de phase effectives sont déterminées à l'aide d'une théorie statique d'homogénéisation. A hautes fréquences, Urick et Ament ont établi une formule simple exprimant le nombre d'onde complexe du milieu effectif en fonction de la fréquence et des caractéristiques du milieu hétérogène Par ailleurs, on montre que la théorie de Urick-Ament est valable uniquement pour de faibles concentrations des inclusions. Donc, afin d'évaluer d'une manière rigoureuse le nombre d'onde effectif, on a réalisé des simulations numériques basées sur la méthode de l'équation intégrale de volume
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PHAN, THANH BINH. "Polydiméthylsiloxane : réseaux aléatoires (RMN) et propriétés électriques." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10013.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'etude de gelification, les etudes des proprietes physiques et des proprietes electriques de gel polydimethylsiloxane (pdms) reticule. L'elasticite du milieu est caracterisee par des grandeurs macroscopiques : le taux de gonflement a l'equilibre, le module elastique et le module dynamique. A l'echelle des mailles du reseau, les mesures de relaxation magnetique nucleaire (rmn) revelent l'etat de contrainte des segments de chaines definis entre deux points d'ancrage (noeuds de reticulation, enchvetrements). Chaque etat de gelification est identifie par une variable calculee dans le cadre de l'approximation de l'arbre de cayley. Les parametres rmn observes ainsi que les grandeurs macroscopiques mesurees sont fonction de cette variable. Deux comportements ont ete mis en evidence pour la gelification : l'un, pres du seuil de percolation, se manifeste par une evolution des grandeurs physiques qui suivent des lois de puissance, l'autre, loin du seuil de percolation, evolue selon une fonction lineaire de la variable. Les gels pdms vulcanises et gonfles ont un comportement identique a celui d'un systeme des chaines polymeres branchees considere a la concentration de recouvrement. Les resultats de rmn ont montre que le parametre structural #c est caracteristique de l'elasticite et de l'effet d'enchevetrements du reseau. En general, l'elasticite du gel pdms observee par les mesures macroscopiques est une fonction lineaire de sa structure du reseau detecte par la rmn. Cette relation est observee pour les gels charges ou non. Les proprietes electriques des gels pdms, mises en evidence par les mesures conventionnelles ou par le declin du potentiel de surface (dps), paraissent etre influencees par leur reseaux reticules, en particulier par l'existence des petites chaines qui subsistent apres la formation du reseau.
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Yang, Liming. "Recalage robuste à base de motifs de points pseudo aléatoires pour la réalité augmentée." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016ECDN0025.
Full textAbstract:
La Réalité Augmentée (RA) vise à afficher des informations numériques virtuelles sur des images réelles. Le recalage est important, puisqu’il permet d'aligner correctement les objets virtuels dans le monde réel. Contrairement au tracking qui recale en utilisant les informations de l’image précédente, la localisation à grande échelle (wide baseline localization) calcule la solution en utilisant uniquement les informations présentes dans l’image courante. Il permet ainsi de trouver des solutions initiales au problème de recalage (initialisation) et, n’est pas sujet aux problèmes de « perte de tracking ». Le problème du recalage en RA est relativement bien étudié dans la littérature, mais les méthodes existantes fonctionnent principalement lorsque la scène augmentée présente des textures. Pourtant, pour le recalage avec les objets peu ou pas texturés, il est possible d’utiliser leurs informations géométriques qui représentent des caractéristiques plus stables que les textures. Cette thèse s’attache au problème de recalage basé sur des informations géométriques, et plus précisément sur les points. Nous proposons deux nouvelles méthodes de recalage de points (RRDM et LGC) robustes et rapides. LGC est une amélioration de la méthode RRDM et peut mettre en correspondance des ensembles de motifs de points 2D ou 3D subissant une transformation dont le type est connu. LGC présente un comportement linéaire en fonction du nombre de points, ce qui permet un tracking en temps-réel. La pertinence de LGC a été illustrée en développant une application de calibration de système projecteur-caméra dont les résultats sont comparables avec l’état de l’art tout en présentant des avantages pour l’utilisateur en termes de taille de mire de calibrationRegistration is a very important task in Augmented Reality (AR). It provides the spatial alignment between the real environment and virtual objects. Unlike tracking (which relies on previous frame information), wide baseline localization finds the correct solution from a wide search space, so as to overcome the initialization or tracking failure problems. Nowadays, various wide baseline localization methods have been applied successfully. But for objects with no or little texture, there is still no promising method. One possible solution is to rely on the geometric information, which sometimes does not vary as much as texture or color. This dissertation focuses on new wide baseline localization methods entirely based on geometric information, and more specifically on points. I propose two novel point pattern matching algorithms, RRDM and LGC. Especially, LGC registers 2D or 3D point patterns under any known transformation type and supports multipattern recognitions. It has a linear behavior with respect to the number of points, which allows for real-time tracking. It is applied to multi targets tracking and augmentation, as well as to 3D model registration. A practical method for projector-camera system calibration based on LGC is also proposed. It can be useful for large scale Spatial Augmented Reality (SAR). Besides, I also developed a method to estimate the rotation axis of surface of revolution quickly and precisely on 3D data. It is integrated in a novel framework to reconstruct the surface of revolution on dense SLAM in real-time
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Diallo, Amadou thierno. "Etude de l’effet plasmonique des nanoparticules métalliques aléatoires sur les performances des diodes électroluminescences organiques." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCD079.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l’utilisation des résonances plasmon de surface localisées (LSPR) de nanoparticules (NPs) métalliques pour améliorer les performances des diodes électroluminescentes organiques (OLED). Nous nous sommes, particulièrement, intéressés aux NPs dispersées aléatoirement par évaporation thermique lors du processus de fabrication des OLED. Dans la première partie du travail expérimental, nous nous sommes concentrés sur la fabrication et l’étude des NPs aléatoires d’argent. Les effets de leur position par rapport à la couche émissive (EML) ont été étudiés. Les résultats montrent des améliorations des performances électriques et optiques des OLED incorporant ces NPs pour des distances EML-NPs supérieures à 15 nm. Par la suite nous nous sommes intéressés à l’étude de la portée du champ plasmonique en développant une méthode originale qui se base sur l’utilisation d’une couche d’émission dans le rouge de type DCM incorporée dans l’EML de type Alq3 émettant dans le vert. En variant la position de cette fine couche de DCM, il était possible de sonder à l’échelle nanométrique la portée des effets des NPs d’Au notamment sur la variation de l’efficacité lumineuse de l’OLED. Enfin, nous avons étudié l'influence des nanoparticules (NPs) plasmoniques d’Al sur les performances d’une OLED bleue soumise à l'émission d'exciplexes.Les résultats montrent que dans le cas de l’OLED avec NPs d’Al, l'émission d'exciplexes est réduite grâce à l’effet LSPR et l'efficacité lumineuse du dispositif plasmonique indique une amélioration de53% par rapport à l’OLED sans NPsThis thesis focuses on the utilization of localized surface plasmon resonances (LSPR) of metallic nanoparticles (NPs) to improve the performance of Organic Light Emitting Diodes (OLEDs). In particular, we focused on randomly dispersed NPs by thermal evaporation during the OLED fabrication process. In the first part of the experimental work, we focused on the fabrication and study of random NPs of silver. The effects of their position with respect to the emissive layer (EML) were studied. The results show improvements in electrical and optical performance of OLEDs incorporating these NPs for EML-NPs distances greater than 15 nm. Subsequently, we were interested in the study of the plasmonic field range action by developing an original method based on the use of a DCM red-emitting layer embedded in Alq3 green EML. By varying the position of this thin layer of DCM, it was possible to probe at the nanoscale the extent of the effects of Au NPs in particular on the variation of the luminous efficiency of the OLED. Finally, we studied the influence of Al plasmonic nanoparticles (NPs) on the performance of a blue OLED subjected to the emission of exciplexes. The results show that in the case of OLED with Al-NPs, the emission of exciplexes is reduced thanks to the LSPR effect and the luminous efficiency of the plasmonic device indicates a 53% improvement over that of the OLED without NPs
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Golkin, Stanislav. "Simulation de la propagation d'ondes SH dans des structures périodiques et de la diffusion multiple d'ondes de volume en milieux aléatoires." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR1A002/document.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne l’étude de la propagation d’ondes acoustiques dans des structures hétérogènes. Le but essentiel de ces travaux est de confronter des résultats d’expériences numériques effectuées dans le domaine physique (espace, temps) à des prédictions analytiques pour la propagation des ondes de surface SH le long d’un demi-espace stratifié périodique produisant des spectres discontinus de dispersion pour les ondes, ainsi que pour la diffusion multiple dans des milieux aléatoires inclusionnaires (fissures, cavités). Le code numérique FDTD développé lors de cette étude a permis, en autres choses, de corroborer quantitativement les fenêtres spectrales théoriques d’existence des ondes de surface dans les demi-espaces périodiques,ainsi que de montrer des zones de validité fréquentielles des approches analytiques de diffusion multiple concernant les propriétés effectives de milieux aléatoiresThe study is concerned with acoustic waves in elastic media with a different nature of in homogeneity consisting in either periodically continuous or piece wise variation of material properties, or in random sets of defects embedded into a homogeneous matrix, with a given statistical distribution. The scope of problems is topical in non-destructive testing and other applications of ultrasound.Theoretical methods describing involved acoustic phenomena (complex dispersion features, coherent wave in random media, ensemble average techniques) often rely on certain a priori assumptions which render numerical verification especially important.The thesis presents results of analytical modelling of the propagation of surface acoustic waves along periodic half-space, for which the dispersion spectrum is rather complex (discontinuous spectrum of propagation for the surface waves). A 2nd order FDTD numerical code has been developed in order to perform numerical experiments in the space and time domains, and to corroborate the analytical predictions in the frequency domain. A good agreement of simulated results with analytical modelling demonstrates applicability and consistency of the numerical tool. Finally, the code has been used for extracting numerically the coherent wave regime (mean wave over ensemble averaging of the positions of scatterers) for the acoustic propagation in different types of populations of randomly distributed scatterers. The results indicate ranges of validity of some multiple scattering analytical techniques
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Le, Khanh Toan. "Identification des caractéristiques aléatoires de remblais à partir du suivi de santé des structures : application aux structures portuaires." Nantes, 2012. http://www.theses.fr/2012NANT2021.
Full textAbstract:
Le comportement en service de certaines structures prototypes (comme les Structures de Génie civil) peut parfois être assez éloigné de celui envisagé au moment de la conception. En effet, compte tenu de l’innovation, certaines hypothèses fortes sont utilisées soit parce que l’information est indisponible (données réelles du site d’implantation), soit parce qu’aucun modèle ne permet de représenter cette réalité. La modélisation de comportement en service est de première importance lorsde la réévaluation des structures complexes comme les structures portuaires et l'analyse des risques. Le Structural Health Monitoring (SHM) ou Suivi de Santé des Structures permet de répondre à cette question en (i) mesurant des indicateurs du comportant réel de la structure (ii) détectant des anomalies par rapport à ce comportement si l’instrumentation est suffisamment pérenne. Le travail de thèse propose d’utiliser l’information issue de l’instrumentation dans un contexte probabiliste. Il s’agit d’identifier les paramètres d’un modèle de comportement sous forme de variables aléatoires représentées par le vecteur X qui intègrent pour une part l’aléa naturel et pour un autre une erreur de modèle. Il a été choisi de travailler en deux étapes : l’utilisation d’un modèle fin M (X), à l’aide du code de calcul par éléments finis (PLAXIS), coûteux en temps de calcul sur lequel est calibrée une surface de réponse polynomiale quadratique RS (X) pour des points bien choisis. Cette approche permet de converger vers des propriétés asymptotiques même pour des réalisations de X non échantillonnées dans la base de calibration. On peut ainsi réduire la taille de l’échantillon, ce qui présente un avantage par rapport aux réseaux bayésiens ou neuronaux. Il s’agit ensuite, par analyse inverse sur un grand nombre de situations mesurées, d’identifier X connaissant une mesure Y et sachant Y= RS (X). On se propose dans la thèse d’appliquer cette méthode à l’instrumentation de quais sur pieux afin de déterminer des caractéristiques de site, jusqu’alors indisponibles dans les modèles probabilistesThe in-service behavior of some prototype structures (like Civil Engineering Structures) is often different from that initially assume during the design. Even if assumptions during design are conservative they hold the understanding of the real behavior off. The modeling of in-service behavior is of first importance when reassessing complex structures like harbor structures and performing risk analysis. To this aim, the Structural Health Monitoring (SHM) is of first importance because it allows us to assess the real level of loading and to provide more realistic models for mechanical behavior or value of their parameters. This thesis proposes to use information from instrumentation in a probabilistic context. This is to identify parameters of a behavior model under form of random variables represented by a vector X which integrate in part the natural hazard and another for a model error. The research is performed in two stages: (1) simulation of the structure behavior by using a set of a priori parameters as input value of the finite element code (PLAXIS) on a simple model M (X) which is calibrated by a quadratic polynomial response surface model RS (X) for points well chosen. This approach allow to converge to the same asymptotic properties for realizations of X not sampled in the base of calibration. This reduces the sample size, which represents a better advantage than using Bayesian or Neuronal networks; (2) an inverse analysis is realized on a large number of situations measured to identify X and to give Y that Y= RS (X). We propose to apply this method to the instrumentation of pile supported wharfs to determine site characteristics, previously unavailable in probabilistic models
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Durant, Stéphane. "Propagation de la lumière en milieu aléatoire : rôle de l'absorption, de la diffusion dépendante et du couplage surface-volume." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004154.
Full textAbstract:
L'étude de la propagation de la lumière à travers un milieu diffusant est un sujet de recherche d'une portée à la fois fondamentale et appliquée : - fondamentale pour l'étude des phénomènes de transport en général; - et appliquée par exemple pour évaluer les propriétés radiatives de revêtements (comme des peintures diffusantes), pour faire de l'imagerie à travers un milieu diffusant (tissus vivants) etc... De manière générale, la lumière est diffusée (scattered en anglais) lorsqu'elle se propage dans un milieu hétérogène. Du point de vue de la théorie électromagnétique, un milieu est dit hétérogène quand l'indice de réfraction varie spatialement. En principe, la solution exacte du problème s'obtient par la résolution numérique des équations de Maxwell, mais si le système hétérogène étudié dépasse en taille quelques longueurs d'onde, alors le nombre d'inconnues est beaucoup trop important pour que l'on puisse résoudre exactement le problème. Il est nécessaire de moyenner les propriétés de diffusion du système. Pour un milieu fortement diffusant, et de taille macroscopique, on peut décrire phénoménologiquement le transport de la lumière au moyen d'une équation de diffusion (diffusion en anglais) tout comme est décrit le transport de chaleur ou de masse. On peut aussi décrire le transport de la lumière au moyen d'une Equation de Transfert Radiatif (ETR) plus générale que l'équation de la diffusion. Cette équation, une fois résolue, donne des résultats qui sont en très bon accord avec l'expérience si les paramètres de cette équation sont correctement évalués.La majeure partie de cette thèse est consacrée à cet aspect : la détermination des paramètres de l'ETR pour un milieu contenant des particules de taille comparable à la longueur d'onde, aléatoirement disposées dans un milieu absorbant. Alors que les modèles pour l'obtention de ces paramètres décrits dans la littérature en présence d'absorption sont tous phénoménologiques, nous présentons une méthode basée sur une théorie de champ rigoureuse et qui permet de définir sans ambiguïté ces paramètres. Nous analysons par ailleurs le rôle des corrélations en milieu absorbant (diffusion dépendante).
Nous nous intéressons aux milieux fortement chargés pour lesquels les corrélations sur les positions des diffuseurs jouent un rôle fondamental et rendent le calcul très complexe. Nous présentons les premiers pas d'une méthode numérique capable de prendre en compte toutes les corrélations entre les paires de particules, ce qui permet de calculer le coefficient d'extinction au delà de l'approximation de la diffusion indépendante.
Enfin, nous cherchons à évaluer les propriétés radiatives d'un système couramment rencontré : celui d'une couche diffusante a la fois en surface et en volume. Nous étudions en particulier le rôle de la diffusion multiple entre l'interface rugueuse et le volume chargé.
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Baylard, Christophe. "Modélisation de la réflexion et de la transmission par une surface rugueuse aléatoire 2D : étude des effets non spéculaires." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0519.
Full textAbstract:
Le domaine de l'étude est celui de l'interaction d'une onde électromagnétique avec une interface 2D (caractérisée par z = S(x,y)) séparant deux milieux linéaires, homogènes, et isotropes. L'essentiel du travail consiste en l'introduction de trois méthodes originales de calcul du champ diffusé par des surfaces rugueuses aléatoires. La première méthode est une simulation numérique basée sur une méthode itérative de calcul des développements en ondes planes des champs réfléchi et transmis. Cette technique est mise en œuvre numériquement (code diff3d) pour des surfaces 1D et 2D. Elle est validée dans le cas 1D par comparaison avec une méthode intégrale de référence. La deuxième méthode effectue un développement limite d'un opérateur de diffusion à l'ordre 2 en la hauteur de la surface, et fournit un résultat perturbatif renormalisé. La troisième méthode utilise des techniques de régularisation pour proposer un résultat sans effectuer de développement perturbatif. Les deux méthodes approchées précédentes, ainsi que l'approximation classique de l'optique physique, font l'objet d'une validation par comparaison avec diff3d, utilise comme référence dans le cas des surfaces bidimensionnelles. L'influence des paramètres du problème (caractéristiques de la rugosité et du rayonnement incident) sur les champs cohérents réfléchi et transmis est explorée pour une surface en verre, éclairée dans le visible. Les hypothèses, qui doivent être satisfaites, et des précautions, qu'il convient de prendre, pour pouvoir simuler numériquement le phénomène de diffusion d'un rayonnement par une surface rugueuse aléatoire, sont recensées. Les déformations subies par un faisceau gaussien lors de sa réflexion sur une interface sont étudiées. Ces effets, connus sous le nom d'effets non spéculaires, ont été précédemment présentés en 1D. L'extension au cas 2D nous permet de mettre en évidence un nouvel effet : l'astigmatisme de la réflexion par un dioptre plan.
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Campagne, Gaëlle. "Simulation numérique directe de l'intéraction turbulence / surface libre pour l'analyse du transfert intercomposantes." Toulouse, INPT, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000435/.
Full textAbstract:
On procède à la simulation numérique directe de l'interaction turbulence-sans-cisaillement/surface-plane, par une méthode pseudo-spectrale. L'originalité de la configuration tient au fait que la turbulence est entretenue à distance par un forçage aléatoire localisé au voisinage d'un plan parallèle à la surface. L'écoulement est donc statistiquement stationnaire et la couche de surface continuement alimentée par diffusion turbulente. Les évolutions des quantités statistiques et bilans des tensions de Reynolds sont donnés et permettent de préciser la structure de la couche d'interaction. Une méthode nouvelle d'analyse et de quantification des structures élémentaires participant au transfert d'énergie intercomposantes est proposée et testée, permettant de progresser dans la compréhension des mécanismes attachés à l'influence, sur la corrélation pression-déformation, de la présence d'une surface imperméableA Direct Numerical Simulation of the interaction between no-shear turbulence and a free-slip surface is performed using a pseudo-spectral method. The originality of the configuration yields in the fact that the turbulence is created by a distant random forcing term localised in the vicinity of a plane parallel to the surface. The flow is therefore statistically steady and the surface layer is continuously fed by turbulent diffusion. The evolutions of the statistical quantities and of Reynolds shear stresses are studied and are used to define the structure of the interaction layer. A new method of analyzing and quantifying the elementary structures, that contribute to the intercomponent energy transfers, is proposed and evaluated. It allows some improvements in the understanding of the mechanisms linked to the influence on the pressure-deformation correlation, in the presence of an impermeable surface
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Harel, Marie-Alice. "Modélisation du ruissellement sur une surface à infiltrabilité aléatoire par la théorie des files d'attente : protection, organisation et connexité de la lame d'eau." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066094.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de modéliser mathématiquement et numériquement le ruissellement généré par dépassement d'infiltration sur des sols plans à infiltrabilité aléatoire. En particulier, on s'intéresse à la production de la lame d'eau, son organisation dans l'espace et ses propriétés de connexité. La théorie des files d'attente est utilisée comme cadre théorique pour résoudre l'équation de ruissellement-infiltration pour une pluie uniforme, sur un domaine uni- et bi-dimensionnel, et en régime permanent ou transitoire. Elle nous permet de faire le lien entre les statistiques de l'infiltrabilité et de la lame d'eau. Plusieurs distributions d'infiltrabilité, représentatives des propriétés du sol à différentes échelles, sont simulées et comparées en fonction de l'intensité de la pluie. L'influence des conditions aux limites, de la longueur du domaine, de la corrélation spatiale et d'un effet pépite dans le champ d'infiltrabilité sont également étudiés. Les simulations numériques valident les résultats théoriques développés pour les distributions exponentielle et bimodaleThe objective of this work is to model, by means of theoretical developments and numerical simulations, the production, the spatial organisation and the connectivity of runoff generated on flat 1D and 2D surfaces with random infiltrability and uniform rainfall. The queueing theory framework is used to solve the runoff-runon equation for the permanent and transient states. Thanks to this theory, the link between the statistics of infiltrability and runoff is established. Several infiltrability distributions are simulated and compared with respect to rainfall intensity. The influence of boundary conditions, domain length, correlation and nugget in the infiltrability field are studied. Numerical simulations validate the theoretical results found for the exponential and bimodal distributions
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Fiche, Anthony. "Distributions alpha-stable pour la caractérisation de phénomènes aléatoires observés par des capteurs placés dans un environnement maritime." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00835073.
Full textAbstract:
Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse a pour but de caractériser des signaux aléatoires, rencontrés dans le domaine aérien et sous-marin, en s'appuyant sur une approche statistique. En traitement du signal, l'analyse statistique a longtemps été fondée sous l'hypothèse de Gaussianité des données. Cependant, ce modèle n'est plus valide dès lors que la densité de probabilité des données se caractérise par des phénomènes de queues lourdes et d'asymétrie. Une famille de lois est particulièrement adaptée pour représenter de tels phénomènes : les distributions α-stables. Dans un premier temps, les distributions α-stables ont été présentées et utilisées pour estimer des données synthétiques et réelles, issues d'un sondeur monofaisceau, dans une stratégie de classification de fonds marins. La classification est réalisée à partir de la théorie des fonctions de croyance, permettant ainsi de prendre en compte l'imprécision et l'incertitude liées aux données et à l'estimation de celles-ci. Les résultats obtenus ont été comparés à un classifieur Bayésien. Dans un second temps, dans le contexte de la surveillance maritime, une approche statistique à partir des distributions α-stables a été réalisée afin de caractériser les échos indésirables réfléchis par la surface maritime, appelés aussi fouillis de mer, où la surface est observée en configuration bistatique. La surface maritime a d'abord été générée à partir du spectre d'Elfouhaily puis la Surface Équivalente Radar (SER) de celle-ci a été déterminée à partir de l'Optique Physique (OP). Les distributions de Weibull et ont été utilisées et comparées au modèle α-stable. La validité de chaque modèle a été étudiée à partir d'un test de Kolmogorov-Smirnov.
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Ponson, Laurent. "Propagation de fissures dans les matériaux désordonnés : comment déchiffrer les surfaces de rupture." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002920.
Full textAbstract:
Depuis près d'un demi-siècle, les ingénieurs savent décrire et prévoir la propagation d'une fissure dans un milieu élastique homogène modèle. Le cas des matériaux réels est beaucoup plus complexe. En effet, on ne sait pas relier leur durée de vie ou leur résistance à leur microstructure. Passage obligé avant de telles prédictions, il est nécessaire de comprendre comment le désordre structural du matériau influe sur le comportement d'une fissure. Dans cette optique, les surfaces de rupture représentent un champ d'investigation très prometteur. A travers une étude portant sur divers matériaux hétérogènes, nous caractérisons les propriétés statistiques de leur rugosité et déterminons dans quelle mesure elles sont indépendantes du matériau. Nous montrons notamment que les surfaces de rupture présentent des propriétés d'invariance d'échelle anisotropes, caractérisées par deux exposants universels. Etudiant ensuite une céramique de verre, matériau hétérogène modèle dont on peut contrôler la microstructure, on montre qu'il existe une seconde classe de surfaces de rupture caractérisée par la même structure anisotrope mais présentant des exposants plus faibles. Utilisant enfin des outils théoriques issus de la physique statistique hors équilibre combinés avec la mécanique de la rupture, nous établissons le lien entre ces propriétés e! t les mécanismes généraux de rupture à l'échelle microscopique. Cette étude nous permet notamment d'associer les deux classes de surfaces de rupture à un processus de fissuration mettant en jeux de l'endommagement pour l'un et à une rupture parfaitement fragile pour l'autre.
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Kassel, Adrien. "Laplaciens des graphes sur les surfaces et applications à la physique statistique." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112101.
Full textAbstract:
Nous étudions le déterminant du laplacien sur les fibrés vectoriels sur les graphes et l'utilisons, en lien avec des techniques d'analyse complexe discrète, pour comprendre des modèles de physique statistique. Nous calculons certaines constantes de réseaux, construisons des limites d'échelles d'excursions de la marche aléatoire à boucles effacées sur les surfaces, et étudions certains champs gaussiens et processus déterminantauxWe study the determinant of the Laplacian on vector bundles on graphs and use it, combined with discrete complex analysis, to study models of statistical physics. We compute exact lattice constants, construct scaling limits for excursions of the loop-erased random walk on surfaces, and study some Gaussian fields and determinantal processes
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Roussel, Clément J. "Stochastic differential equations for the electromagnetic field scattered by the sea surface : applications to remote sensing." Thesis, Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2019. http://www.theses.fr/2019ENTA0007.
Full textAbstract:
La télédétection radar en contexte maritime est généralement perturbée par les ondes radar réfléchies par la mer, contribution qui est appelée clutter de mer (ou fouillis) en raison de son caractère complexe voire aléatoire. Une compréhension approfondie du clutter de mer est nécessaire pour la détection de cible et l'imagerie radar. Des modèles statistiques ont longtemps été utilisés (K distribution, distribution de Weibull, etc), mais ils ont l'inconvénient d'être statiques. Nous proposons d'utiliser un modèle dynamique développé par T. R. Field, au sein duquel le clutter de mer est un processus aléatoire qui résout des équations différentielles stochastiques. Nous introduisons le modèle de Field pour la surface équivalente radar (SER) et le speckle. La réflectivité complexe de la mer dépend alors de trois paramètres : A, B et α. Nous calculons les probabilités de transition de la SER et du speckle par résolution analytique d'équations de FokkerPlanck.Nous proposons alors de les utiliser comme outils pour synchroniser des observations prises à des positions et temps différents, comme dans le cas des Radars à Synthèse d'Ouverture.Nous estimons les paramètres A et B par maximum de vraisemblance (MV) et montrons numériquement qu'il est possible à moindre coût d'approximer les probabilités de transition exactes par des gaussiennes grâce au schéma d'Euler-Maruyama. α est quant à lui estimé par ergodicité (moment). Nous adaptons le modèle de Field pour prendre en compte une cible simple, et montrons qu'il est possible d'estimer les paramètres de la cible par MV en utilisant à nouveau des approximations gaussiennes pour les probabilités de transition. Dans la dernière partie, nous abordons la non-observabilité de la SER en l'estimant à partir de la réfléctivité complexe (observable). Nous proposons un schéma composé d'une suite d'estimateurs directement applicable à des données réelles. Finalement, nous introduisons et discutons l'estimation bayésienne des paramètres du clutter, et la détection de cible, comme potentiels futurs travaux de rechercheRadar remote sensing in a maritime context is often hindered by radar waves reflected by the sea, termed sea clutter due to its noise-like character. A thorough understanding of it is required for detection and imaging applications. Statistical models have long been used for the sea clutter (K distribution, Weibull distribution etc) but they are static in nature. We propose to use a dynamic model developed by T. R. Field, which represents the sea clutter as a stochastic process solving stochastic differential equations. We introduce Field's model for the sea surface radar cross section (RCS) and speckle. The complex reflectivity of the sea surface then depends on three parameters: A, B and α. We compute the transition probabilities of the RCS and speckle by analytical resolution of Fokker-Planck equations, and propose to use them as a tool for synchronizing observations taken at differents positions and times, as in Synthetic Aperture Radar. We derive maximum likelihood (ML) estimators for A and B, and show numerically that the exact transition probabilities from the Fokker-Planck equations can be approximated in a satisfactory manner by Gaussians using Euler-Maruyama's scheme. α, for its part, is estimated by ergodicity (moment). We adapt Field's model to account for the presence of a simple target and show that it is possible to estimate the target constant by ML using Gaussian approximations for the transition probabilities. In the last part, we address the nonobservability of the RCS by estimating it from the complex reflectivity (observable). We obtain a sequence of estimators applicable to real data. Finally, bayesian estimation of the clutter parameters, and target detection, are introduced and discussed as potential future directions for research
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Campagne, Gaelle. "Simulation numérique directe de l'interaction turbulence/surface libre pour l'analyse du transfert intercomposantes." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00326401.
Full textAbstract:
On procède à la simulation numérique directe de l'interaction turbulence-sans-cisaillement/surface-plane, par une méthode pseudo-spectrale. L'originalité de la configuration tient au fait que la turbulence est entretenue à distance par un forçage aléatoire localisé au voisinage d'un plan parallèle à la surface. L'écoulement est donc statistiquement stationnaire et la couche de surface continûment alimentée par diffusion turbulente. Les évolutions des quantités statistiques et des bilans des tensions de Reynolds sont données et permettent de préciser la structure de la couche d'interaction. Une méthode originale d'analyse et de quantification des structures élémentaires participant au transfert d'énergie intercomposantes est proposée et testée. Cette grille d'analyse permet une meilleure compréhension du contenu de la corrélation pression-déformation en présence d'une surface imperméable.
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Dejean, Sébastien. "Comparaison de procédures d'estimation dans le cadre des modèles non linéaires à paramètres aléatoires : application à la modélisation de l'évolution temporelle de l'indice de surface foliaire de cultures observées par télédétection spatiale." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30062.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la télédétection spatiale pour l'agriculture, nous nous intéressons à l'estimation d'un modèle d'évolution de l'indice de surface foliaire d'une culture à partir d'images à haute résolution temporelle ; l'enjeu étant d'améliorer la prévision de rendement sur une région agricole. Les acquisitions d'images sont assimilables à des données longitudinales sur une population de pixels. Nous proposons une modélisation par paramètres aléatoires pour exprimer la variabilité inter-pixels et traiter l'ensemble des pixels simultanément. Nous présentons les expressions paramétriques et non paramétriques de la variabilité inter-pixels. Nous nous attachons au modèle paramétrique pour lequel nous passons en revue les méthodes d'estimation basées soit sur des régressions non linéaires par pixel soit sur la maximisation d'une approximation de la vraisemblance globale. .In the spatial remote sensing for agriculture framework, we deal with the estimation of a crop leaf area index evolution model from high temporal resolution images ; the scope of the work is the improvement of yield prediction over a large area. Regular measurements can be considered as longitudinal data of a population of pixels. We propose a random parameter modelling to express between-pixels variability and to deal with the whole pixels simultaneously. We present parametric and non parametric expressions of the between-pixels variability. We focus on the parametric model for which we review estimation methods based either on a per-pixel approach or on the maximization of an approximated global likelihood. .
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Bonaventure, Julien. "Influence of random surface roughness on friction in elastohydrodynamic, mixed and boundary lubrication." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEC038/document.
Full textAbstract:
La plupart des systèmes mécaniques contiennent des contacts lubrifiés (articulations, roulements, ...) qui sont soumis à des efforts importants. Dans ce travail expérimental, on s’intéresse à l’influence de la rugosité sur la friction dans les régimes de lubrification élastohydrodynamique (EHD), mixte, et limite dans des conditions représentatives des contacts dans un moteur de voiture. Les surfaces utilisées dans ce travail sont principalement des aciers usinés industriellement, revêtus ou non de Diamond-Like Carbon (DLC). La force de friction dans les régimes mixte et limite étant bien plus importante qu’en régime EHD, il est important de pouvoir prédire les transitions d’un régime à l’autre. Le problème est que la rugosité affecte significativement les vitesses de transition entre ces régimes, de telle manière qu’il est difficile de prédire le régime de fonctionnement d’un couple donné de surfaces. Les travaux expérimentaux s’attardant sur ce problème sont rares, et les tentatives théoriques d’inclure l’effet de rugosités aléatoires reposent sur des paramètres difficiles à mesurer à cause de leur grande dépendance vis-à-vis des conditions de filtrage, d’échantillonnage, et de leur non-stationnarité. à partir de nombreuses mesures topograhiques (interférométrie et AFM), une méthode assurant la représentativité des paramètres statistiques de rugosité est donc d’abord mise en œuvre pour caractériser des surfaces dont la rugosité va du nanomètre au micron. Des expériences de Stribeck sont ensuite menées avec ces surfaces afin de corréler leur signature morphologique à leur comportement en friction. La rhéologie sous pression de lubrifiants (poly-α oléfines) est mesurée dans un contact lisse en fonction de la pression et de la température, ce qui permet de prédire quantitativement la friction en régime élastohydrodynamique pour tout couple de surfaces, mais aussi de définir un critère non phénoménologique d’entrée en régime de lubrification mixte. à haute vitesse d’entraînement, la contrainte visqueuse décroît avec le taux de cisaillement ce qui est traditionnellement attribué à un échauffement du lubrifiant. On montre que les effets thermiques ne peuvent expliquer une telle chute et on l’explique par l’étalement du profil de pression dans le convergent, phénomène significatif quand l’épaisseur de lubrifiant devient de l’ordre d’un dixième de la taille du contact. Les résultats montrent que le produit de la viscosité dans le convergent avec la vitesse d’entraînement à la transition mixte-EHD suit une loi de puissance super-linéaire avec la rugosité, tous matériaux confondus, ce qui permet de prédire cette transition en fonction de la rugosité. La transition entre régimes mixte et limite est plus complexe et laisse apparaître un comportement clairement différent entre les contacts DLC/DLC et les contacts mettant en jeu au moins une surface d’acier. Pour les contacts DLC/DLC, la friction en régime limite correspond au cisaillement plastique du lubrifiant, ce qui explique que la rugosité n’affecte pas le frottement limite de ces contacts. Le frottement des contacts acier/acier et acier/DLC est plus important et présente deux évolutions monotones avec la rugosité composite du contact, que nous interprétons grâce à des expériences tribologiques à haut taux de glissement. Finalement, un modèle de portance mixte basé sur la théorie de Greenwood-Williamson est mis en œuvre et permet de reproduire avec une précision honorable les courbes de Stribeck obtenues expérimentalement. En particulier, ce modèle permet de déterminer les conditions d’échantillonnage optimales pour déterminer les propriétés des aspéritésMost mechanical systems include lubricated contacts submitted to important strengths. The present work deals with the influence of surface roughness on friction in the elastohydrodynamic (EHD), mixed and boundary lubrication regimes, with operating conditions that are typically those found in an internal combustion engine. Most of the surfaces used in the experiments are machined steel, with or with a Diamond-Like Carbon (DLC) coating. Given the friction in boundary and mixed lubrication being higher than in EHD lubrication, it is crucial to predict the transitions between these regimes. These strongly depend on surface roughness. There are very few experimental works that deal with this issue, and the theoretical attempts to include the influence of random surface roughness are based on roughness parameters that are difficult to measure because of their dependence towards the sampling conditions and their non-stationarity. Based on numerous topographical surveys (using interferometry and AFM), a method is implemented to ensure the representativeness of roughness statistical parameters in order to characterize a range of surface roughnesses within the interval [0.001 ; 1] μm. Then, these surfaces are rubbed against each other using Stribeck procedures in order to correlate their morphology to their friction behaviour. The high-pressure rheology of poly-α olefins is measured in smooth contacts with respect to the pressure and the temperature. This not only allows to quantify the friction force for any contact operating in EHD lubrication, but also to set a criterion to spot the onset of mixed lubrication. At high entrainment speed, the viscous shear stress vanishes, which is often attributed to shear heating. It is shown that thermal effects can not explain such a drop of friction for our own experiments. However, the widening of the pressure profile — which becomes significant when the film thickness becomes comparable to a tenth the contact length — is more likely to explain this behaviour. Our results show that the product of the inlet viscosity with the entrainment speed, spotted at the mixed-EHD transition, follows a super linear power law with the RMS roughness, whatever the materials involved, which allows to predict whether a contact operate in mixed lubrication or not. The transition from mixed to boundary lubrication reveals material and roughness-dependent with a clearly different behaviour between DLC/DLC contacts and contacts involving at least one steel body. Regarding the DLC/DLC contacts, the boundary friction is due to the plastic shearing of the lubricant, which explains why surface roughness has no influence on boundary friction for these contacts. With Steel/DLC and steel/steel contacts, the boundary friction presents two monotonous trends versus the composite RMS roughness. Eventually, a mixed bearing model based on the Greenwood-Willimason assumptions was implemented and allowed to reproduce quite closely the experimentally obtained Stribeck curves. This implementation indicates in particular the sampling conditions that are optimal to capture relevant asperity parameters
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Deregnaucourt, Thomas. "Prédiction spatio-temporelle de surfaces issues de l'imagerie en utilisant des processus stochastiques." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC088.
Full textAbstract:
La prédiction de surface est désormais une problématique importante dans de multiples domaines, tels que la vision par ordinateur, la simulation d'avatars en cinématographie ou dans les jeux vidéo, etc. Une surface pouvant être statique ou dynamique, c'est-à-dire évoluant dans le temps, le problème peut être séparé en deux catégories : un problème de prédiction spatial et un problème de prédiction spatio-temporel. Afin de proposer une nouvelle approche à chacune de ces problématiques, ce travail de thèse a été séparé en deux parties.Nous avons d'abord cherché à prédire une surface statique, qui est supposée cylindrique, en la connaissant partiellement sous la forme de courbes. L'approche que nous avons proposée consiste à déformer un cylindre sur les courbes connues afin de reconstruire la surface d'intérêt. Tout d'abord, une correspondance entre les courbes connues et le cylindre est générée à l'aide d'outils d'analyse de forme. Une fois cette étape effectuée, une interpolation du champ de déformation, qui a été supposé gaussien, a été estimée en se basant sur le maximum de vraisemblance d'une part, et par inférence bayésienne d'autre part. La méthodologie a par la suite été appliquée à des données réelles provenant de deux domaines de l'imagerie : l'imagerie médicale et l'infographie. Les divers résultats obtenus montrent que la méthode proposée surpasse les méthodes existantes dans la littérature, avec de meilleurs résultats en utilisant l'inférence bayésienne.Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à la prédiction spatio-temporelle de surfaces dynamiques. L'objectif était de prédire entièrement une surface dynamique à partir de sa surface initiale. La prédiction nécessitant une phase d'apprentissage à partir d'observations connues, nous avons tout d'abord développé un outil d'analyse spatio-temporel de surfaces. Cette analyse se base sur des outils d'analyse de forme, et permet un meilleur apprentissage pour la prédiction. Une fois cette étape préliminaire effectuée, nous avons estimé la déformation temporelle de la surface dynamique à prédire. Plus précisément, une adaptation, applicable sur l'espace des surfaces, des estimateurs couramment utilisés en statistique a été utilisée. En appliquant la déformation estimée sur la surface initiale, une estimation de la surface dynamique a ainsi été créée. Cette méthodologie a par la suite été utilisée pour prédire des expressions 4D du visage, ce qui permet de générer des expressions visuellement convaincantesThe prediction of a surface is now an important problem due to its use in multiple domains, such as computer vision, the simulation of avatars for cinematography or video games, etc. Since a surface can be static or dynamic, i.e. evolving with time, this problem can be separated in two classes: a spatial prediction problem and a spatio-temporal one. In order to propose a new approach for each of these problems, this thesis works have been separated in two parts.First of all, we have searched to predict a static surface, which is supposed cylindrical, knowing it partially from curves. The proposed approach consisted in deforming a cylinder on the known curves in order to reconstruct the surface of interest. First, a correspondence between known curves and the cylinder is generated with the help of shape analysis tools. Once this step done, an interpolation of the deformation field, which is supposed Gaussian, have been estimated using maximum likelihood and Bayesian inference. This methodology has then been applied to real data from two domains of imaging: medical imaging and infography. The obtained results show that the proposed approach exceeds the existing methods in the literature, with better results using Bayesian inference.In a second hand, we have been interested in the spatio-temporal prediction of dynamic surfaces. The objective was to predict a dynamic surface based on its initial surface. Since the prediction needs to learn on known observations, we first have developed a spatio-temporal surface analysis tool. This analysis is based on shape analysis tools, and allows a better learning. Once this preliminary step done, we have estimated the temporal deformation of the dynamic surface of interest. More precisely, an adaptation, with is usable on the space of surfaces, of usual statistical estimators has been used. Using this estimated deformation on the initial surface, an estimation of the dynamic surface has been created. This process has then been applied for predicting 4D expressions of faces, which allow us to generate visually convincing expressions
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Maloku, Kaltrina. "Génération de séries temporelles infra-journalières de précipitations surfaciques moyennes partout en Suisse en combinant un générateur stochastique de précipitations journalières et une cascade aléatoire multiplicative." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALU023.
Full textAbstract:
La simulation hydrométéorologique continue est une approche performante pour générer de longues chroniques de débits nécessaires à l'analyse du risque de crue. Cette approche nécessite de longues chroniques de précipitations en entrée qui peuvent être générées par un générateur météorologique stochastique. Pour les petits bassins versants (10-1000 km²) où un modèle hydrologique global est pertinent et où la réponse hydrologique peut être rapide, des scénarios infra-journaliers de précipitations surfaciques moyennes sont requis.Cette thèse étudie le potentiel d'un générateur météorologique hybride infra-journalier composé de deux modèles stochastiques. Le premier modèle (GWEX) est dédié à la génération de chroniques journalières. Il modélise les occurrences de précipitations avec une chaîne de Markov et les quantités de précipitations avec une distribution à queue lourde adaptée aux événements extrêmes. Le second modèle désagrège les scénarios journaliers à une résolution horaire.Nous proposons d’abord un nouveau modèle de désagrégation basé sur l'approche de la cascade aléatoire multiplicative microcanonique (MRC). Les propriétés du générateur de la cascade dépendent continuellement de l'échelle temporelle, de l'intensité des précipitations et d’un indice d'asymétrie des précipitations introduit pour tenir compte de la structure temporelle de la séquence locale des précipitations. Le modèle MRC est comparé à des versions précédentes basées sur la même approche. La performance des modèles est évaluée en désagrégeant les observations journalières de 81 stations pluviométriques suisses. La performance globale du modèle MRC est très satisfaisante à différentes résolutions temporelles. La prise en compte de l'asymétrie des précipitations améliore significativement la reproduction de l'autocorrélation, une caractéristique que les modèles précédents, basés sur cette approche, avaient du mal à reproduire.Nous évaluons ensuite la performance du modèle hybride à générer des chroniques de précipitations surfaciques moyennes pour différentes échelles spatiales (10-1000 km²). Les paramètres des modèles GWEX et MRC sont estimés à partir des chroniques de précipitations surfaciques moyennes observées. Celles-ci sont extraites de CombiPrecip, un produit de précipitations horaires de MétéoSuisse d’une résolution de 1 km², issu d’une fusion de données radars et de pluviomètres. La performance du modèle est testée en Suisse pour un ensemble de sites et d'échelles spatiales en générant de longs scénarios de précipitations puis en comparant leurs statistiques avec celles observées. Les résultats montrent une performance satisfaisante du modèle pour différentes échelles spatiales et temporelles.Enfin, nous comparons différentes approches pour estimer les paramètres du générateur météorologique infra-journalier qui permettront de l’appliquer partout en Suisse. D’abord, différents modèles d’interpolation spatiale basés sur le krigeage et les “Thin-Plate Splines” sont considérés pour l'interpolation des paramètres obtenus à partir des données des pluviomètres. Ces modèles donnent de très bons résultats. Ensuite, la possibilité d'estimer les paramètres à partir des données de CombiPrecip est étudiée. Plusieurs longs scénarios sont générés pour un ensemble de sites et nous estimons la capacité de ces approches à reconstituer différentes caractéristiques des précipitations observées. Les deux approches sont globalement équivalentes bien que certaines différences puissent être observées avec des variations saisonnières et régionales marquées.Le modèle hybride montre des performances satisfaisantes dans différents contextes d'évaluation. Il est parcimonieux et les paramètres peuvent être estimés de manière robuste, conduisant à une forte cohérence spatiale et saisonnière. Ce modèle est facile à mettre en œuvre avec des procédures rapides d'estimation des paramètres et de simulation, ce qui facilite les applications à des fins opérationnellesContinuous hydro-meteorological simulation is a powerful approach for generating the long-time series of river discharge required for flood risk analysis. This approach requires long precipitation time series as inputs, which can be generated by a stochastic weather generator (WGEN). For small catchments (10 - 1,000 km²), where a lumped hydrological model is relevant and the hydrological response can be rapid, sub-daily mean areal precipitation (MAP) scenarios are required.To answer these objectives, this PhD thesis investigates the potential of a hybrid sub-daily WGEN consisting of two stochastic models for that purpose. The first model, GWEX, is dedicated to generating daily time series. It models precipitation occurrences with a Markov chain and precipitation amounts with a heavy-tailed distribution adapted to extreme events. The second model disaggregates the daily scenarios to hourly resolution.In this PhD, we propose a new disaggregation model based on the microcanonical multiplicative random cascade (MRC) approach, where the properties of the cascade generator depend continuously on the temporal scale, the precipitation intensity, and a so-called precipitation asymmetry index, introduced to account for the temporal pattern of the local precipitation sequence. We compare this MRC model with previous versions based on a similar approach. The performance of the models is assessed by disaggregating daily observations from 81 rain gauge stations across Switzerland. The overall performance of this MRC model is very satisfactory at different temporal resolutions. Accounting for precipitation asymmetry significantly improves the reproduction of autocorrelation, which previous models based on this approach have struggled with.We evaluate the performance of the hybrid WGEN to generate mean areal precipitation (MAP) time series for different spatial scales ranging from 10 to 1,000 km². The parameters of GWEX and MRC are estimated on the observed MAP time series extracted from CombiPrecip, an hourly gridded precipitation product of MeteoSwiss based on radar and rain gauge measurements with a spatial resolution of 1 km². The performance of the model is tested for an ensemble of locations and spatial scales in Switzerland by generating long precipitation scenarios and comparing their statistics with the observed ones. The results show a satisfactory performance of the model for different spatial and temporal scales.Finally, we compare different approaches for obtaining the parameters of the sub-daily WGEN over Switzerland. Initially, different mapping models based on kriging and thin plate splines are considered for interpolation of the at-site parameter estimates obtained from the rain gauge data. The mapping models give very accurate results. Then, the possibility of estimating parameters from CombiPrecip data is investigated. Multiple and long scenarios are generated for an ensemble of locations and different precipitation characteristics are estimated on the scenarios to compare both approaches. Both approaches are generally equivalent, although some differences can be observed with marked seasonal and regional variations.The hybrid model shows satisfactory performance in different evaluation contexts. It is parsimonious and parameters can be robustly estimated, leading to a strong spatial and seasonal coherence. The model is easy to implement with fast estimation and simulation procedures, facilitating end-user applications
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Duménil, Charles. "Expected Size of the 3-Dimensional Delaunay Triangulation of Random Points on a Surface." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0050.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but d'évaluer la taille de la triangulation de Delaunay de points distribués sur une surface avec une distribution aléatoire. La triangulation de Delaunay, est un objet géométrique qui est apparu de manière récurrente dans l'histoire scientifique. En dimension 2, la triangulation de Delaunay de X est l'ensemble des triangles pour lesquels le cercle circonscrit ne contient pas d'autres points de X. Cette définition est généralisable en dimension supérieure. Aujourd'hui, la triangulation de Delaunay est l'une des structures les plus étudiées en géométrie algorithmique. Pour le cas en 2 dimensions, on sait que la taille de la triangulation de Delaunay reste linéaire avec le nombre de points. En 3 dimensions, la taille de la triangulation de Delaunay peut varier de linéaire à quadratique. Cette taille dépend de la façon dont les points sont distribués dans R^3. Sur une surface, la taille de la triangulation de Delaunay dépendra à la fois de la surface et de la façon dont ils sont répartis sur cette surface. Pour modéliser les points, nous choisissons d'utiliser un processus ponctuel de Poisson car il vérifie des propriétés d'homogénéité et d'indépendance qui sont pratiques pour les calculs. Afin de prouver la borne O(n log n) en espérance pour l'échantillon uniforme distribué sur un cylindre, Devillers et al. ont remarqué que l'intersection du cylindre avec une sphère passant par deux points p et q sur le cylindre contient toujours un triangle spécifique dessiné sur le cylindre. Cela les conduit à étudier un graphe à 2 dimensions dans lequel deux points sont voisins s'il existe un tel triangle qui ne contient pas d'autres points de données. Un tel graphe a une taille moyenne de O(n log n), et c'est ainsi qu'ils obtiennent la borne O(n log n). Dans la partie II, nous définissons un type de graphes de régions vides, nous formalisons une méthode pour calculer les limites inférieures et supérieures de leur taille moyenne, et nous donnons des résultats optimaux pour ces graphes. Comme Attali et al. l'ont souligné, l'intersection d'une sphère avec une surface générique a presque une forme elliptique, alignée avec les directions de courbure de la surface. Ceci nous amène à étudier un graphe particulier de régions vides pour lequel les régions sont des ellipses alignées avec les axes. Nous prouvons, dans la partie II, que si les ellipses concernées ont un rapport d'aspect compris entre b et 1, avec 0 < b < 1, alors le nombre moyen de voisins de tout point du graphe est O(ln b). Afin d'illustrer la méthode, nous calculons, dans la partie III, les limites asymptotiques sur la taille moyenne de la triangulation 3D-Delaunay dans deux cas spécifiques. Dans la partie III, chapitre 12, nous considérons un cylindre de révolution et confirmons la limite O(n ln n) mais pour un processus ponctuel de Poisson. Compte tenu de la similitude entre l'échantillon uniforme et l'échantillon de Poisson, le but de ce chapitre est principalement de présenter concrètement la méthode dans un cas simple en 3 dimensions. Ensuite, dans le chapitre 13, nous calculons la taille de la triangulation 3D-Delaunay d'un processus de Poisson distribué sur une sphère aplatie. Nous montrons que la taille moyenne de la triangulation est O(n). Enfin, dans la partie IV, nous traitons le cas des surfaces génériques. Même si un sphéroïde aplati est une surface spécifique, nous pourrons réutiliser certains calculs de cette partie moyennant quelques adaptations. En effet, le sphéroïde aplati est la surface d'un corps convexe, ce qui n'est généralement pas le cas. Il a beaucoup de symétries,ce qui n'est pas non plus le cas en général. Dans cette partie, nous nous concentrons plus sur la façon de gérer ces adaptations que sur les calculs qui étaient déjà assez fastidieux dans le cas du sphéroïdeThis thesis aims at evaluating the size of the Delaunay triangulation of points drawn on a surface with a random distribution. The Delaunay triangulation, is a geometrical object that appeared recurrently in the scientific history. In dimension 2, the Delaunay triangulation of X is the set of triangles for which the circumscribing circle does not contain other points of X. This definition is generalizable in higher dimensions. Today, the Delaunay triangulation is one the most studied structures in computational geometry. For the 2 dimensional case, we know that the size of the Delaunay triangulation remains linear with the number of points. In 3 dimension, it is not anymore the case. The size of the 3D-Delaunay triangulation can range from linear to quadratic. This size depends on how the points are distributed in R^3. On a surface, the size of the Delaunay triangulation will depend both on the surface and on how they are distributed on this surface. To model points, we choose to use a Poisson point process since it verifies properties of homogeneity and independence that are convenient for the computations. In order to prove the expected O(n log n) bound for the uniform sample distributed on a cylinder, Devillers et al. remarked that the intersection of the cylinder with a sphere passing though two points p and q on the cylinder always contains a specific triangle drawn on the cylinder. That leads them to study a 2-dimensional graph in which two points are neighbors if there exists such a triangle that does not contain other data points. Such a graph has expected size O(n log n), and this is how they obtain the O(n log n) bound. In Part II, we define a kind of empty region graphs, we formalize a method to compute lower and upper bounds on their expected size, and give tight results for such graphs. As Attali et al. pointed out, the intersection of a sphere with a generic surface has almost an elliptic shape, aligned with the curvature directions of the surface. This leads us to study a particular empty region graph for which the regions are axis-aligned ellipses. We prove, in Part II, that if theinvolved ellipses have an aspect ratio ranging from b to 1, with 0 < b < 1, then the expected number of neighbors of any point in the graph is O(ln b). In order to illustrate the method, we compute, in Part III, tight asymptotic bounds on the expected size of the 3D-Delaunay triangulation in two specific cases. In Part III, Chapter 12, we consider a cylinder of revolution and reprove the O(N ln N) bound but for a Poisson point process. Considering the similarity between uniform and Poisson sample, the goal of this chapteris mainly to present concretely the method in a 3-dimensional simple case. Then, in Chapter 13, we compute the size of the 3D-Delaunay triangulation of a Poisson process distributed on a flattened sphere. We show that the expected size of the triangulation is O(N). Finally in Part IV, we treat the case of generic surfaces. Even if an oblate spheroid is a specific surface, we will be able to reuse some computations in this part up to some adaptations. Indeed the oblate spheroid is the surface of a convex body, that is not generally the case. It has a lot of symmetries,that is not generally the case either. In this part, we focus more on how to deal with these adaptations than on the computations that were already quite tedious in the spheroid case
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Braud, Isabelle. "Etude méthodologique de l'analyse en composantes principales de processus bidimensionnels : effets des approximations numériques et de l'échantillonnage et utilisation pour la simulation de champs aléatoires : application au traitement des températures de surface de la mer sur l'Atlantique intertropical." Phd thesis, Grenoble INPG, 1990. http://www.theses.fr/1990INPG0042.
Full textAbstract:
Le point de depart de ce memoire est la technique d'analyse en composantes principales de processus (acpp), extension a des champs spatialement et/ou temporellement continus de l'analyse en composantes principales (acp) classique. Elle conduit a rechercher les fonctions propres d'un noyau de covariance, solutions d'une equation integrale de fredholm et permet ainsi de tenir compte explicitement de la forme et de la taille du domaine d'etude. Dans le chapitre 1, apres un rappel de la methode et la presentation de l'approximation numerique utilisee lorsqu'on travaille avec un echantillon de taille finie et un processus discretise spatialement, on s'attache a montrer les liens de cette technique avec la recherche de modes normaux de systemes dynamiques puis avec les techniques d'interpolation optimale et la geostatistique. On montre ainsi que l'acpp peut s'interpreter comme un cas particulier de krigeage s'appuyant sur un modele de covariance specifique, non necessairement stationnaire. Dans le chapitre 2, afin de quantifier les erreurs sur l'estimation des fonctions propres, dues a l'echantillonnage statistique et a la discretisation spatiale, une solution analytique, pour un modele particulier de covariance, est proposee puis comparee aux solutions numeriques. Le chapitre 3 pose ensuite les principes de l'utilisation de l'acpp pour la simulation de champs bidimensionnels, analyse la sensibilite de la methode au choix des parametres en terme de restitution d'une covariance cible. La technique a aussi ete comparee a d'autres methodes (bandes tournantes, methodes matricielles), puis utilisee pour la simulation de champs non stationnaires. Enfin, le chapitre 4 illustre tous ces developpements methodologiques sur les donnees de temperature de surface de la mer sur l'atlantique intertropical entre 1964 et 1987
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Gasnier, Nicolas. "Use of multi-temporal and multi-sensor data for continental water body extraction in the context of the SWOT mission." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2022. http://www.theses.fr/2022IPPAT002.
Full textAbstract:
La télédétection spatiale fournit aux hydrologues et aux décideurs des données indispensables à la compréhension du cycle de l’eau et à la gestion des ressources et risques associés. Le satellite SWOT, qui est une collaboration entre les agences spatiales françaises (CNES) et américaine (NASA, JPL), et dont le lancement est prévu en 2022 vise à mesurer la hauteur des lacs, rivières et océans avec une grande résolution spatiale. Il complétera ainsi les capteurs existants, comme les constellations SAR et optique Sentinel-1 et 2 et les relevés in situ. SWOT représente une rupture technologique car il est le premier satellite qui embarque un altimètre de fauchée quasi-nadir. Le calcul des hauteurs d’eau est fait par interférométrie sur les images SAR acquises par SWOT. La détection d’eau dans ces images est donc une étape essentielle du traitement des données SWOT, mais qui peut être difficile, en particulier avec un faible rapport signal sur bruit ou en présence de radiométries inhabituelles. Dans cette thèse, nous cherchons à développer de nouvelles méthodes pour rendre la détection d’eau plus robustes. Pour cela, nous nous intéressons à l’utilisation de données exogènes pour guider la détection, à la combinaison de données multi-temporelles et multi-capteurs et à des approches de débruitage. La première méthode proposée exploite les informations de la base de donnée des rivières utilisée par SWOT pour détecter les rivières fines dans l’image de façon robuste à la fois aux bruit dans l’image, aux erreurs éventuelles de la base de données et aux changements survenus. Cette méthode s’appuie sur un nouveau détecteur de structures linéiques, un algorithme de chemin de moindre coût et une nouvelle méthode de segmentation par CRF qui combine des termes d’attache aux données et de régularisation adaptés au problème. Nous avons également proposé une méthode dérivée des GrabCut qui utilise un polygone a priori contenant un lac pour le détecter sur une image SAR ou une série temporelle. Dans ce cadre, nous avons également étudié le recours à une combinaison multi-temporelle et multi-capteurs (optique et SAR). Enfin, dans le cadre d’une étude préliminaire sur les méthodes de débruitage pour la détection d’eau nous avons étudié les propriétés statistiques de la moyenne géométrique temporelle et proposé une adaptation de la méthode variationnelle MuLoG pour la débruiterSpaceborne remote sensing provides hydrologists and decision-makers with data that are essential for understanding the water cycle and managing the associated resources and risks. The SWOT satellite, which is a collaboration between the French (CNES) and American (NASA, JPL) space agencies, is scheduled for launch in 2022 and will measure the height of lakes, rivers, and oceans with high spatial resolution. It will complement existing sensors, such as the SAR and optical constellations Sentinel-1 and 2, and in situ measurements. SWOT represents a technological breakthrough as it is the first satellite to carry a near-nadir swath altimeter. The estimation of water levels is done by interferometry on the SAR images acquired by SWOT. Detecting water in these images is therefore an essential step in processing SWOT data, but it can be very difficult, especially with low signal-to-noise ratios, or in the presence of unusual radiometries. In this thesis, we seek to develop new methods to make water detection more robust. To this end, we focus on the use of exogenous data to guide detection, the combination of multi-temporal and multi-sensor data and denoising approaches. The first proposed method exploits information from the river database used by SWOT (derived from GRWL) to detect narrow rivers in the image in a way that is robust to both noise in the image, potential errors in the database, and temporal changes. This method relies on a new linear structure detector, a least-cost path algorithm, and a new Conditional Random Field segmentation method that combines data attachment and regularization terms adapted to the problem. We also proposed a method derived from GrabCut that uses an a priori polygon containing a lake to detect it on a SAR image or a time series of SAR images. Within this framework, we also studied the use of a multi-temporal and multi-sensor combination between Sentinel-1 SAR and Sentinel-2 optical images. Finally, as part of a preliminary study on denoising methods applied to water detection, we studied the statistical properties of the geometric temporal mean and proposed an adaptation of the variational method MuLoG to denoise it
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Baroth, Julien. "Analyse par éléments finis stochastiques de la propagation d'incertitudes dans un modèle mécanique non linéaire." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00397666.
Full textAbstract:
Alternatives aux méthodes de Monte-Carlo pour le traitement des problèmes de propagation d'incer- titudes dans les modèles mécaniques structuraux, les méthodes d'éléments finis stochastiques (MEFS) connaissent un succès grandissant depuis une dizaine d'années, concrétisée par de nombreux travaux de recherche internationaux. Le présent travail est une contribution à ces recherches et son but est double. D'une part, considérant la MEFS spectrale (Ghanem & Spanos, 1991), qui est actuellement très utilisée, nous en faisons une présentation détaillée afin d'en cerner les limites. Cette méthode, essentiellement valable pour les problèmes linéaires, présente l'internet de permettre l'emploi, non seulement de variables aléatoires mais également de processus ou champs stochastiques pour la modélisation probabiliste des paramètres incertains du modèle. Deux applications, l'une sur une barre en traction, l'autre sur une structure formée de poutres modélisant un assemblage bois, permettent de juger de ses possibilités. D'autre part, et c'est le coeur du travail, nous proposons une MEFS originale pour la résolution de problèmes mécaniquement non linéaires. Cette approche, de type surface de réponse, comprend deux étapes clés : une projection de la réponse mécanique non linéaire sur une base de polynomes d'Hermite et une approximation de cette réponse par B-splines cubiques interpolantes pour le calcul des coeficients de la projection. Sa pertinence vis-à-vis de l'estimation des moments de la réponse est jugée à travers quatre exemples de complexité variable : un treillis élastoplastique, une sphère élastoplastique sous pression et un cylindre en contact avec un plan, étudiée en phases élastique puis élastoplastique.
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Ahmad, Ola. "Stochastic representation and analysis of rough surface topography by random fields and integral geometry - Application to the UHMWPE cup involved in total hip arthroplasty." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00905519.
Full textAbstract:
Surface topography is, generally, composed of many length scales starting from its physical geometry, to its microscopic or atomic scales known by roughness. The spatial and geometrical evolution of the roughness topography of engineering surfaces avail comprehensive understanding, and interpretation of many physical and engineering problems such as friction, and wear mechanisms during the mechanical contact between adjoined surfaces. Obviously, the topography of rough surfaces is of random nature. It is composed of irregular hills/valleys being spatially correlated. The relation between their densities and their geometric properties are the fundamental topics that have been developed, in this research study, using the theory of random fields and the integral geometry.An appropriate random field model of a rough surface has been defined by the most significant parameters, whose changes influence the geometry of its excursion. The excursion sets were quantified by functions known as intrinsic volumes. These functions have many physical interpretations, in practice. It is possible by deriving their analytical formula to estimate the parameters of the random field model being applied on the surface, and for statistical analysis investigation of its excursion sets. These subjects have been essentially considered in this thesis. Firstly, the intrinsic volumes of the excursion sets of a class of mixture models defined by the linear combination of Gaussian and t random fields, then for the skew-t random fields are derived analytically. They have been compared and tested on surfaces generated by simulations. In the second stage, these random fields have been applied to real surfaces measured from the UHMWPE component, involved in application of total hip implant, before and after wear simulation process. The primary results showed that the skew-t random field is more adequate, and flexible for modelling the topographic roughness. Following these arguments, a statistical analysis approach, based on the skew-t random field, is then proposed. It aims at estimating, hierarchically, the significant levels including the real hills/valleys among the uncertain measurements. The evolution of the mean area of the hills/valleys and their levels enabled describing the functional behaviour of the UHMWPE surface over wear time, and indicating the predominant wear mechanisms.
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kestener, pierre. "Analyse multifractale 2D et 3D à l'aide de la transformation en ondelettes : application en mammographie et en turbulence développée." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004013.
Full textAbstract:
Depuis une dizaine d'années, la transformée en ondelettes a été reconnue comme un outil privilégié d'analyse des objets fractals, en permettant de définir un formalisme multifractal généralisé des mesures aux fonctions. Dans une première partie, nous utilisons la méthode MMTO (Maxima du Module de la Transformée en Ondelettes) 2D, outil d'analyse multifractale en traitement d'images pour étudier des mammographies. On démontre les potentialités de la méthode pour le problème de la segmentation de texture rugueuse et la caractérisation géométrique d'amas de microcalcifications, signes précoces d'apparition du cancer du sein. Dans une deuxième partie méthodologique, nous généralisons la méthode MMTO pour l'analyse multifractale de données 3D scalaires et vectorielles, en détaillant la mise en oeuvre numérique et un introduisant la transformée en ondelettes tensorielle. On démontre en particulier que l'utilisation d'une technique de filtres récursifs permet un gain de 25 a 60 \% en temps de calcul suivant l'ondelette analysatrice choisie par rapport à un filtrage par FFT. La méthode MMTO 3D est appliquée sur des simulations numériques directes (SND) des équations de Navier-Stokes en régime turbulent. On montre que les champs 3D de dissipation et d'enstrophie pour des nombres de Reynolds modérés sont bien modélisés par des processus multiplicatifs de cascades non-conservatifs comme en témoigne la mesure de l'exposant d'extinction $\kappa$ qui diffère significativement de zéro. On observe en outre que celui-ci diminue lorsqu'on augmente le nombre de Reynolds. Enfin, on présente les premiers résultats d'une analyse multifractale pleinement vectorielle des champs de vitesse et de vorticité des mêmes simulations numériques en montrant que la valeur du paramètre d'intermittence $C_2$, mesuré par la méthode MMTO 3D tensorielle, est significativement plus grande que celle obtenue en étudiant les incréments de vitesse longitudinaux 1D.
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Pisane, Jonathan. "Automatic target recognition using passive bistatic radar signals." Phd thesis, Supélec, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00963601.
Full textAbstract:
We present the design, development, and test of three novel, distinct automatic target recognition (ATR) systems for the recognition of airplanes and, more specifically, non-cooperative airplanes, i.e. airplanes that do not provide information when interrogated, in the framework of passive bistatic radar systems. Passive bistatic radar systems use one or more illuminators of opportunity (already present in the field), with frequencies up to 1 GHz for the transmitter part of the systems considered here, and one or more receivers, deployed by the persons managing the system, and not co-located with the transmitters. The sole source of information are the signal scattered on the airplane and the direct-path signal that are collected by the receiver, some basic knowledge about the transmitter, and the geometrical bistatic radar configuration. The three distinct ATR systems that we built respectively use the radar images, the bistatic complex radar cross-section (BS-RCS), and the bistatic radar cross-section (BS-RCS) of the targets. We use data acquired either on scale models of airplanes placed in an anechoic, electromagnetic chamber or on real-size airplanes using a bistatic testbed consisting of a VOR transmitter and a software-defined radio (SDR) receiver, located near Orly airport, France. We describe the radar phenomenology pertinent for the problem at hand, as well as the mathematical underpinnings of the derivation of the bistatic RCS values and of the construction of the radar images.For the classification of the observed targets into pre-defined classes, we use either extremely randomized trees or subspace methods. A key feature of our approach is that we break the recognition problem into a set of sub-problems by decomposing the parameter space, which consists of the frequency, the polarization, the aspect angle, and the bistatic angle, into regions. We build one recognizer for each region. We first validate the extra-trees method on the radar images of the MSTAR dataset, featuring ground vehicles. We then test the method on the images of the airplanes constructed from data acquired in the anechoic chamber, achieving a probability of correct recognition up to 0.99.We test the subspace methods on the BS-CRCS and on the BS-RCS of the airplanes extracted from the data acquired in the anechoic chamber, achieving a probability of correct recognition up to 0.98, with variations according to the frequency band, the polarization, the sector of aspect angle, the sector of bistatic angle, and the number of (Tx,Rx) pairs used. The ATR system deployed in the field gives a probability of correct recognition of $0.82$, with variations according to the sector of aspect angle and the sector of bistatic angle.