Tesis: "Algorithmes de couplage d’utilisateurs"

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Badran, Ibrahim Hesham Sadat. "Enhancement of Optical Wireless Communications Using Hybrid and Multiple Access Techniques". Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2024. http://www.theses.fr/2024ENTA0010.

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Resumen

La communication par lumière visible (VLC) est une technologie prometteuse pour la connectivité sans fil en intérieur, offrant une transmission de données à haute vitesse tout en atténuant la congestion du spectre. Cette thèse explore l’intégration de l’accès multiple nonorthogonal (NOMA) et des techniques à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) pour améliorer l’efficacité des systèmes VLC. Nous examinons différentes techniques d’allocation de puissance, notamment l’allocation de puissance fixe (FPA), selon le ratio de gain (GRPA) et selon la différence de gain normalisée (NGDPA), afin d’optimiser la répartition des ressources entre les utilisateurs. Divers algorithmes de couplage d’utilisateurs, tels que l’algorithme de couplage à différence la plus proche (NLUPA) et celui de la différence de gain uniforme (UCGD), sont également étudiés. Le débit total réalisable dans des scénarios avec un nombre pair et impair d’utilisateurs est évalué et comparé aux performances du NOMA sans couplage et de l’OFDMA. De plus, l’analyse du taux d’erreur binaire (BER) est réalisée sous différentes techniques de diversité (SC, EGC, MRC). Nous dérivons également une expression analytique du BER pour un nombre arbitraire d’utilisateurs, fournissant des informations précieuses sur les performances des systèmes NOMA-MIMO-VLC
Visible light communication (VLC) is a promising technology for indoor wireless connectivity, offering high-speed data transmission and alleviating spectrum congestion. This thesis explores the integration of non-orthogonal multiple access (NOMA) and multiple-input multiple-output (MIMO) techniques to improve VLC system efficiency. We investigate various power allocation techniques, including fixed power allocation (FPA), gain ratio power allocation (GRPA), and normalized gain difference power allocation (NGDPA), to enhance resource distribution among users. Different user pairing algorithms, such as next-largest difference user-pairing algorithm (NLUPA) and uniform channel gain difference (UCGD), are also examined. The achievable sum rate for NOMAMIMO-VLC systems is analyzed in scenarios with even and odd user numbers, and results are compared with NOMA without pairing and orthogonal frequency division multiple access (OFDMA). Furthermore, we assess the bit error rate (BER) performance under diversity techniques, such as selection combining (SC), equal gain combining (EGC), and maximum ratio combining (MRC). Finally, we derive an analytic expression for BER for an arbitrary number of users. Overall, our comprehensive study provides valuable insights into NOMA-MIMO-VLC systems for indoor wireless communication

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Lemarié, Florian. "Algorithmes de Schwarz et couplage océan-atmosphère". Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10223.

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Resumen

De nombreuses applications en océanographie et en météorologie côtière et opérationnelle nécessitent la mise en place de modèles locaux haute-résolution pour lesquels les interactions océan-atmosphère doivent être correctement représentées. Dans ce cas, la principale difficulté est de raccorder de manière consistante la solution des deux modèles à l'interface air-mer. Le travail présenté ici vise à adapter les méthodes de décomposition de domaine de type algorithmes de Schwarz pour résoudre ce problème d'une manière mathématiquement satisfaisante. Une difficulté importante provient notamment du caractère fondamentalement turbulent des couches limites près de l'interface air-mer. Pour aborder cet aspect, nous présentons dans un premier temps une synthèse des divers schémas de paramétrisation utiles. Puis nous étudions une formulation idéalisée du problème, sous la forme d'un couplage simplifié de deux équations de diffusion modélisant le mélange turbulent dans les couches limites, les coefficients de diffusion turbulente étant fournis par des paramétrisations usuelles. Afin d'assurer une convergence rapide de la méthode, nous recherchons des conditions de transmission optimisées. Nous déterminons celles-ci de manière analytique dans le cas de coefficients de diffusion constants et discontinus à l'interface, puis nous étendons ces résultats dans le cas de coefficients variables à l'aide d'une approche nouvelle. Dans une dernière partie, nous montrons comment les méthodes usuelles de couplage océan-atmosphère peuvent être décrites dans le formalisme des méthodes de Schwarz. Puis nous proposons une première application réaliste (formation et propagation d'un cyclone tropical) et présentons des résultats numériques préliminaires, obtenus avec une méthode non optimisée
Many applications in coastal and operational oceanography and meteorology require high resolution local models, for which ocean-atmosphere interactions must be properly taken into account. In that case, connecting the two model solutions at the air-sea interface is a very difficult problem. In this context we intend to adapt Schwarz-like domain decomposition methods to this kind of problem to address it on an appropriate way from the mathematical point of view. One important difficulty comes from the turbulent behaviour of the flow in the boundary layers both sides of the interface. First, we carry out a review of the various parameterization schemes relevant for our study. Then we propose to study an idealized form of the problem: a coupling between two diffusion equations modeling the turbulent mixing in the boundary layers, the diffusion coefficients are given by usual parameterization schemes. In order to ensure a quick convergence of the method we search for optimized transmission conditions. Those latter are determined analytically for constant and discontinuous at the interface diffusion coefficients then we extend those results to the more complicated case with spatially variable coefficients, thanks to a new approach. Finally we show how the usual coupling methods can be described in the formalism of the Schwarz methods. Then we propose a first real-case study (genesis and propagation of a tropical cyclone) and we introduce some numerical results, obtained with a non-optimized method

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Lemarié, Florian. "Algorithmes de Schwarz et couplage océan-atmosphère". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00343501.

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De nombreuses applications en océanographie et en météorologie côtière et opérationnelle nécessitent la mise en place de modèles locaux haute-résolution pour lesquels les interactions océan-atmosphère doivent être correctement représentées. Dans ce cas, la principale difficulté est de raccorder de manière consistante la solution des deux modèles à l'interface air-mer. Le travail présenté ici vise à adapter les méthodes de décomposition de domaine de type algorithmes de Schwarz pour résoudre ce problème d'une manière mathématiquement satisfaisante. Une difficulté importante provient notamment du caractère fondamentalement turbulent des couches limites près de l'interface air-mer. Pour aborder cet aspect, nous présentons dans un premier temps une synthèse des divers schémas de paramétrisation utiles. Puis nous étudions une formulation idéalisée du problème, sous la forme d'un couplage simplifié de deux équations de diffusion modélisant le mélange turbulent dans les couches limites, les coefficients de diffusion turbulente étant fournis par des paramétrisations usuelles. Afin d'assurer une convergence rapide de la méthode, nous recherchons des conditions de transmission optimisées. Nous déterminons celles-ci de manière analytique dans le cas de coefficients de diffusion constants et discontinus à l'interface, puis nous étendons ces résultats dans le cas de coefficients variables à l'aide d'une approche nouvelle. Dans une dernière partie, nous montrons comment les méthodes usuelles de couplage océan-atmosphère peuvent être décrites dans le formalisme des méthodes de Schwarz. Puis nous proposons une première application réaliste (formation et propagation d'un cyclone tropical) et présentons des résultats numériques préliminaires, obtenus avec une méthode non optimisée.

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Salem, Rami. "Algorithmes de couplage aérothermique pour des applications turbomachines". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASC035.

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Dans certaines configurations, en particulier dans les turbines haute pression, l'aspect thermique dans les performances aérodynamiques est primordial. La recherche d'une température totale en sortie de chambre de combustion i.e. en entrée de turbine, de plus en plus élevée oblige les motoristes à réduire les incertitudes sur l'environnement thermique des aubages, qu'ils soient refroidis ou non. Il est alors important de réaliser des simulations aérothermiques couplées d'application turbomachine. Les problématiques sont alors : (i) de déterminer la stratégie de couplage à la fois stable, robuste et précise, en particulier de gérer correctement l'interface fluide-solide avec des conditions limites adéquates, (ii) étudier l'influence des flux thermiques sur les performances aérodynamiques et enfin (iii) étendre la méthode de couplage pour une résolution instationnaire de l'écoulement. La méthode ainsi développée conduit à une stabilité inconditionnelle du processus couplé tout en gardant des temps de calculs raisonnables
For some configurations, especially in high-pressure turbines, the thermal aspect for aerodynamic performances is essential. The need to have an exit total temperature flowing out the combustion chamber, i.e flowing in the high-pressure turbine, higher and higher leads engine manufacturers to reduce uncertainties on the thermal environment of turbine blades, cooled or not. It is therefore important to use a coupled approach for aerothermal simulations in turbomachinery applications. The main purpose of this work focuses on: (i) finding the right strategy for coupling, both robuste and precise, espacially for stabilizing correctly the fluid-solid interface with the right boundary condition, (ii) studying the impact of heat fluxes on aerodynamic performences and finally (iii) extending this coupling method to include unsteady flows. Thus the method developped in this work has led to an unconditionnal stability of the coupling process while having raisonnable compute times

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Etancelin, Jean-Matthieu. "Couplage de modèles, algorithmes multi-échelles et calcul hybride". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENM072/document.

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Dans cette thèse nous explorons les possibilités offertes par l'implémentation de méthodes hybrides sur des machines de calcul hétérogènes dans le but de réaliser des simulations numériques de problèmes multiéchelles. La méthode hybride consiste à coupler des méthodes de diverses natures pour résoudre les différents aspects physiques et numériques des problèmes considérés. Elle repose sur une méthode particulaire avec remaillage qui combine les avantages des méthodes Lagrangiennes et Eulériennes. Les particules sont déplacées selon le champ de vitesse puis remaillées à chaque itération sur une grille en utilisant des formules de remaillage d'ordre élevés. Cette méthode semi-Lagrangienne bénéficie des avantages du maillage régulier mais n'est pas contrainte par une condition de CFL.Nous construisons une classe de méthodes d'ordre élevé pour lesquelles les preuves de convergence sont obtenues sous la seule contrainte de stabilité telle que les trajectoires des particules ne se croisent pas.Dans un contexte de calcul à haute performances, le développement du code de calcul a été axé sur la portabilité afin de supporter l'évolution rapide des architectures et leur nature hétérogène. Une étude des performances numériques de l'implémentation GPU de la méthode pour la résolution d'équations de transport est réalisée puis étendue au cas multi-GPU. La méthode hybride est appliquée à la simulation du transport d'un scalaire passif dans un écoulement turbulent 3D. Les deux sous-problèmes que sont l'écoulement turbulent et le transport du scalaire sont résolus simultanément sur des architectures multi-CPU et multi-GPU
In this work, we investigate the implementation of hybrid methods on heterogeneous computers in order to achieve numerical simulations of multi-scale problems. The hybrid numerical method consists of coupling methods of different natures to solve the physical and numerical characteristics of the problem. It is based on a remeshed particle method that combines the advantages of Lagrangian and Eulerian methods. Particles are pushed by local velocities and remeshed at every time-step on a grid using high order interpolation formulas. This forward semi-lagrangian method takes advantage of the regular mesh on which particles are reinitialized but is not limited by CFL conditions.We derive a class of high order methods for which we are able to prove convergence results under the sole stability constraint that particle trajectories do not intersect.In the context of high performance computing, a strong portability constraint is applied to the code development in order to handle the rapid evolution of architectures and their heterogeneous nature. An analysis of the numerical efficiency of the GPU implementation of the method is performed and extended to multi-GPU platforms. The hybrid method is applied to the simulation of the transport of a passive scalar in a 3D turbulent flow. The two sub-problems of the flow and the scalar calculations are solved simultaneously on multi-CPU and multi-GPU architectures

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Lashermes, Ronan. "Etude de la sécurité des implémentations de couplage". Thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0021/document.

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Les couplages sont des algorithmes cryptographiques qui permettent de nouveaux protocoles de cryptographie à clé publique. Après une décennie de recherches sur des implémentations efficaces, ce qui permet maintenant d’exécuter un couplage en un temps raisonnable, nous nous sommes concentrés sur la sécurité de ces mêmes implémentations.Pour cela nous avons évalué la résistance des algorithmes de couplage contre les attaques en faute. Nous avons envoyé des impulsions électromagnétiques sur la puce calculant le couplage à des moments choisis. Cela nous a permis de remonter au secret cryptographique qu’est censé protéger l’algorithme de couplage. Cette étude fut à la fois théorique et pratique avec la mise en œuvre d’attaques en faute. Finalement, des contremesures ont été proposées pour pouvoir protéger l’algorithme dans le futur
Pairings are cryptographic algorithms allowing new protocols for public-key cryptography. After a decade of research which led to a dramatic improvement of the computation speed of pairings, we focused on the security of pairing implementations.For that purpose, we evaluated the resistance to fault attacks. We have sent electromagnetic pulses in the chip computing a pairing at a precise instant. It allowed us to recover the cryptographic secret which should be protected in the computation. Our study was both theoretical and practical; we did implement actual fault attacks. Finally, we proposed countermeasures in order to protect the algorithm in the future

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Estibals, Nicolas. "Algorithmes et arithmétique pour l'implémentation de couplages criptographiques". Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0157/document.

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Les couplages sont des primitives cryptographiques qui interviennent désormais dans de nombreux protocoles. Dès lors, il est nécessaire de s'intéresser à leur calcul et à leur implémentation efficace. Pour ce faire, nous nous reposons sur une étude algorithmique et arithmétique de ces fonctions mathématiques. Les couplages sont des applications bilinéaires définies sur des courbes algébriques, plus particulièrement, dans le cas qui nous intéresse, des courbes elliptiques et hyperelliptiques. Nous avons choisi de nous concentrer sur une sous-famille de celles-ci : les courbes supersingulières dont les propriétés permettent d'obtenir à la fois des couplages symétriques et des algorithmes efficaces pour leur calcul. Nous décrivons alors une approche unifiée permettant d'établir une large variété d'algorithmes calculant des couplages. Nous l'appliquons notamment à la construction d'un nouvel algorithme pour le calcul de couplages sur des courbes supersingulières de genre 2 et de caractéristique 2. Les calculs nécessaires aux couplages que nous décrivons s'appuient sur l'implémentation d'une arithmétique rapide pour les corps finis de petite caractéristique : la multiplication est l'opération critique qu'il convient d'optimiser. Nous présentons donc un algorithme de recherche exhaustive de formules de multiplication. Enfin, nous appliquons toutes les méthodes précédentes à la conception et l'implémentation de différents accélérateurs matériels pour le calcul de couplages sur différentes courbes dont les architectures ont été optimisées soit pour leur rapidité, soit pour leur compacité
Pairings are cryptographic primitives which are now used in numerous protocols. Computing and implementing them efficiently is then an interestingchallenge relying on an algorithmic and arithmetic study of those mathematical functions. More precisely, pairings are bilinear maps defined over elliptic and hyperelliptic curves. Among those, we restrict our study to supersingular curves, as they allow both symmetric pairings and efficient algorithm for pairing computation. We propose an unified framework for the construction of algorithms computing pairings and we apply it to the design of a novel algorithm for a pairing over a genus-2 characteristic-2 hyperelliptic curve. The computations involved in our algorithms require the implementation of rapid arithmetic for finite fields of small characteristic. Since multiplication is the critical operation, we present an algorithm for the exhaustive search of multiplication formulae. Finally, we apply all the previous methods to the design and implementation of different hardware accelerators for the computation of cryptographic pairings over various curves

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Estibals, Nicolas. "Algorithmes et arithmétique pour l'implémentation de couplages criptographiques". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0157.

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Les couplages sont des primitives cryptographiques qui interviennent désormais dans de nombreux protocoles. Dès lors, il est nécessaire de s'intéresser à leur calcul et à leur implémentation efficace. Pour ce faire, nous nous reposons sur une étude algorithmique et arithmétique de ces fonctions mathématiques. Les couplages sont des applications bilinéaires définies sur des courbes algébriques, plus particulièrement, dans le cas qui nous intéresse, des courbes elliptiques et hyperelliptiques. Nous avons choisi de nous concentrer sur une sous-famille de celles-ci : les courbes supersingulières dont les propriétés permettent d'obtenir à la fois des couplages symétriques et des algorithmes efficaces pour leur calcul. Nous décrivons alors une approche unifiée permettant d'établir une large variété d'algorithmes calculant des couplages. Nous l'appliquons notamment à la construction d'un nouvel algorithme pour le calcul de couplages sur des courbes supersingulières de genre 2 et de caractéristique 2. Les calculs nécessaires aux couplages que nous décrivons s'appuient sur l'implémentation d'une arithmétique rapide pour les corps finis de petite caractéristique : la multiplication est l'opération critique qu'il convient d'optimiser. Nous présentons donc un algorithme de recherche exhaustive de formules de multiplication. Enfin, nous appliquons toutes les méthodes précédentes à la conception et l'implémentation de différents accélérateurs matériels pour le calcul de couplages sur différentes courbes dont les architectures ont été optimisées soit pour leur rapidité, soit pour leur compacité
Pairings are cryptographic primitives which are now used in numerous protocols. Computing and implementing them efficiently is then an interestingchallenge relying on an algorithmic and arithmetic study of those mathematical functions. More precisely, pairings are bilinear maps defined over elliptic and hyperelliptic curves. Among those, we restrict our study to supersingular curves, as they allow both symmetric pairings and efficient algorithm for pairing computation. We propose an unified framework for the construction of algorithms computing pairings and we apply it to the design of a novel algorithm for a pairing over a genus-2 characteristic-2 hyperelliptic curve. The computations involved in our algorithms require the implementation of rapid arithmetic for finite fields of small characteristic. Since multiplication is the critical operation, we present an algorithm for the exhaustive search of multiplication formulae. Finally, we apply all the previous methods to the design and implementation of different hardware accelerators for the computation of cryptographic pairings over various curves

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LAKHAL, JAMEL. "Algorithmes paralleles pour la resolution de problemes de couplage dans les graphes". Evry-Val d'Essonne, 1999. http://www.theses.fr/1999EVRY0003.

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Cette these est une contribution a la resolution de quelques problemes de couplage dans les graphes par des algorithmes paralleles efficaces. L'importance de ces problemes est double : theorique (le couplage peut etre utilise comme routine pour la resolution d'autres problemes de graphes comme la recherche en profondeur) et pratique (utilises pour modeliser des problemes de reconnaissance de formes, d'affectation). D'un point de vue algorithmique sequentiel, les problemes de couplage sont efficacement resolus. Par contre, d'un point de vue traitement parallele, la plupart d'entre eux restent mal resolus. Nous donnons dans cette these un certain nombre de resultats montrant que pour certaines familles de graphes bien particulieres, il est possible de resoudre efficacement ces problemes. Nous donnons aussi les algorithmes paralleles correspondants. Ces familles de graphes n'admettaient aucune solution auparavant. Nous avons aussi etudie deux problemes connexes a ceux des couplages dans les graphes qui sont la persistance et l'extensibilite. Pour l'extensibilite, nous proposons le premier algorithme sequentiel polynomial quand les graphes consideres sont bipartis. D'autre part, nous proposons des algorithmes paralleles efficaces pour la resolution de ces deux problemes.

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Giannakos, Aristotelis. "Algorithmique pour le parallelisme : certains problemes d'ordonnancement de taches et algorithmes de couplage". Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112455.

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El, Hibaoui Abdelaaziz. "Analyse de quelques algorithmes probabilistes à délais aléatoires". Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13323.

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Dans la première partie de cette étude, nous proposons et analysons des algorithmes probabilistes d'élection uniforme dans des graphes de types arbres, les k-arbres et les polyominoïdes. Ces algorithmes utilisent des durées de vie aléatoires associées aux sommets découverts (sommets feuilles ou simpliciaux). Ces durées sont des variables aléatoires indépendantes et sont localement engendrées au fur et à mesure que les sommets sont découverts. Dans la seconde partie, nous analysons un algorithme probabiliste de synchronisation pour le problème de rendez-vous avec agendas dynamiques. L'objectif est de trouver un couplage maximal dans un graphe donné. Ensuite, nous proposons et étudions un modèle de diffusion à délai aléatoire pour la transmission d'un message dans un réseau. Finalement, dans la dernière partie, nous exposons les outils utilisés pour implémenter la simulation des algorithmes distribués.

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Rajaomazava, III Tolotra Emerry. "Dynamique d'un hydrofoil dans un fluide visqueux : algorithmes de couplage en IFS et application". Thesis, Brest, 2014. http://www.theses.fr/2014BRES0062/document.

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Resumen

Le travail engagé dans cette thèse porte sur l'étude numérique des Interactions Fluide-structure en hydrodynamique. Dans une première partie, une analyse détaillée des méthodes de couplage (schémas décalés) a été effectuée sur un cas académique. Il s'agit de la résolution de l'équation non-linéaire de Burgers dans un domaine mobile, dont I'interface mobile est représentée par un système de type masse ressort. Selon la discrétisation en temps et la linéarisation du problème couplé, on distingue quatre schémas de couplages différents : explicite, semi-implicite, implicite-externe et implicite-interne. Une étude comparative des performances en vitesse de convergence et en temps de calcul de ces schémas a été effectuée. Les performances varient suivant le schéma de couplage utilisé. Le schéma explicite permet un calcul rapide en comparaison des autres schémas. En revanche il n'assure pas la conservation de l'énergie mécanique à I'interface fluide-structure. D'où le problème de stabilité du schéma numérique. Ce problème ne se pose pas pour les algorithmes de couplage implicites, car dans ce cas la conservation de l'énergie à I'interface est assurée. Il s'agit en effet d'une condition de convergence du schéma implicite. Ce schéma requière plus de temps de calcul, mais il est nécessaire pour avoir plus de précision dans les résultats. Par ailleurs, I'analyse des déplacements de I'interface fluide-structure montre que l'écart entre la position de I'interface comme étant le bord mobile du fluide et la position de la structure, dépend principalement du schéma d'actualisation du maillage choisi.Dans une deuxième partie une extension de l'étude des algorithmes de couplage à un problème plus concret d'IFS est effectuée. Un hydrofoil en pilonnement et tangage est ainsi étudié. L'équation de la dynamique de I'hydrofoil est écrite en considérant un centre de rotation situé à une distance non nulle du centre de gravité.Ce qui rend l'équation non-linéaire et introduit un couplage des deux modes pilonnement et tangage) ainsi qu'un amortissement du tangage. La dynamique de I'hydrofoil est étudiée pour différentes configurations : en mouvement libre ou forcé, dans un fluide au repos ou en écoulement. On observe que le mouvement de I'hydrofoil est pseudo périodique amorti. L'évolution des charges hydrodynamiques suit également cette tendance et tend vers un point d'équilibre. L'étude vibratoire montre bien une modification des fréquences propres du système, qui varient suivant que le fluide est au repos ou en écoulement. Le problème est également couplé à l'équation de la position du centre de pression, qui dépend de la position de I'hydrofoil et de l'écoulement. Celle-ci présente une singularité lorsque la portance et la traînée s'annulent simultanément.Enfin Les équations prenant en compte la présence d'un fluide non-homogène à I'interface fluide-structure, du type des écoulements cavitants par poche stationnaire ou auto-oscillante, ont été développés. La méthode consiste à séparer les variables du fluide en écoulement autour d'un hydrofoil immobile d'une part et celles de l'écoulement généré par la vibration de I'hydrofoil d'autre part. Il en résulte un opérateur de masse ajoutée non symétrique en milieu non homogène et un opérateur d'amortissement ajouté dû au taux de variations de masse volumique à l’interface dans le cas auto-oscillant. L'ensemble se traduit par une modulation au cours du temps des fréquences propres et des amplitudes du système
A numerical study of Fluid Structure Interaction (FSI) in hydrodynamic case is adressed in this thesis. Thirstly, the analysis of coupling methods (staggered schemes) was established to an academic case. It corresponds to the resolution of non linear Burgers equation in a moving domain where the moving interface is assimilated to a mass spring system. According to the time discretisation and linearization of the coupled problem, four coupling scheme can be defined : explicit, semi-implicit, implicit-outer and implicit-inner. A comparative performance study in convergence and computing time were performed. The performance depends on the coupling scheme used. The explicit scheme requires less time compared to the others schemes. However it does not allow the mechanical energy conservation at the interface, inducing the stability issue of the numerical scheme. This instabilities does not arise for the implicit coupling algorithms because the energy conservation at the interface is fulfilled. lndeed, a convergence condition is added for implicit schemes. Even though these schemes require more computing time, they are necessary to get better precision. Inter alia, the fluid-structure interface analysis shows that the gap between the interface taken as the moving boundary and the structure position mostly depends on the actualization scheme of the chosen mesh.In the second part, the coupling algorithm study is extended to physical problem of FSI. A hydrofoil in heave and pitch immersed in a fluid flow is then studied. The equation of hydrofoil movement takes account the distance between the rotation center and the center of gravity. This causes the equation to be nonlinear and introduces a coupling of the two movements (heave and pitch) and a damping of the heave movement. The hydrofoil dynamic is studied for different configurations : forced movements or not, immersed in a fluid at rest or a flowing one. It shows that the hydrofoil movement is pseudo-periodic followed by a damping movement. The hydrodynamic forces tend to follow the same evolution and converge to an equilibrium point. The vibration study clearly shows a frequency modification of the system that depends on the fluid flow (at rest or with an inflow). The problem is also coupled to center of pressure position's equation which depends on the hydrofoil position and the fluid flow. The trend of the position presents a singularity when the lift and drag coefficients vanishes at the same time.Last part, the equation that take into account the inhomogeneous characteristic of the fluid at the fluid-structure interface as well as sheet cavitation in steady or unsteady case, was developed. The method allows the separation of the fluid variables when flowing around the fixed hydrofoil on one hand and the flow generated by the hydrofoil vibration one the other. This introduces an asymmetric added mass operator and an added damping operation due to the variation of the density of the fluid at the interface in unsteady case.The whole system results in a natural frequencies and amplitudes modulation over time

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Giraud, Moreau Laurence. "Optimisation des systèmes mécaniques : couplage de méthodes déterministes et évolutionnaires par les problèmes en variables mixtes". Troyes, 1999. http://www.theses.fr/1999TROY0006.

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Resumen

En conception mecanique, l'analyse du processus de conception permet d'exprimer une solution technologique non dimensionnee sous forme d'un probleme d'optimisation appele probleme de conception optimale. Ces problemes sont non-lineaires, fortement contraints, en variables mixtes (continues, entieres, discretes). Ils contiennent generalement des parametres discrets normalises, dependant des variables discretes, qui empechent de traiter ces variables comme des variables continues. Ce travail est consacre a la recherche de methodes de resolution permettant de traiter les problemes de conception optimale. Compte tenu des difficultes de ces problemes, nous nous sommes orientes vers des algorithmes evolutionnaires : l'algorithme genetique et la strategie evolutionnaire. Ceux-ci necessitant le choix d'operateurs genetiques, nous avons recherche les meilleurs operateurs de chaque algorithme pour la classe des problemes de conception optimale. La strategie evolutionnaire est apparue ici plus performante que l'algorithme genetique. Ces deux methodes ont permis de resoudre des problemes difficiles de conception optimale mais avec un nombre eleve d'evaluations. Afin de diminuer ce cout, nous avons couple la strategie evolutionnaire avec des methodes deterministes. Nous avons presente un premier couplage en serie, base sur l'utilisation sequentielle de la strategie evolutionnaire et de la methode du lagrangien augmente, puis un deuxieme couplage, utilisant en parallele des principes evolutionnaires pour l'evolution des variables discretes et des principes deterministes pour l'evolution des variables continues. Ce dernier s'est montre plus performant que la strategie evolutionnaire, en particulier lorsque les fonctions du probleme de conception optimale sont monotones. Pour la classe des problemes de conception optimale, la strategie evolutionnaire et le couplage parallele sont donc deux outils robustes. Le concepteur choisira l'un ou l'autre en fonction du probleme a traiter.

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Garaud, Jean-Didier. "Développement de méthodes de couplage aéro-thermo-mécanique pour la prédiction d'instabilités dans les structures aérospatiales chaudes". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00359175.

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Resumen

Dans cette thèse, on étudie numériquement, par la méthode partitionnée, trois types de couplage issus du domaine aérospatial : l'aéro-mécanique, l'aéro-thermique et l'aéro-thermo-mécanique.
Un moteur de couplage est développé pour gérer les aspects logistiques.
Outre l'indépendance spatiale et temporelle des différents codes, il permet de mettre en place rapidement un algorithme de couplage taillé sur mesure pour chaque application.

L'étude d'une tuyère du moteur Vulcain 2, refroidie par écoulement de gaz, sert de fil conducteur applicatif.
Modélisée à haute température par un comportement non-linéaire élasto-visco-plastique, la mécanique couplée est résolue par un algorithme simple.
Au contraire, la thermique se montre problématique, et nécessite l'utilisation conjointe de deux méthodes originales : un pas de temps automatique de couplage, et des conditions de raccord mixtes.
Ces deux cas sont finalement assemblés pour résoudre la question du couplage à trois codes.

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Lefevre, Jonas. "Protocoles de population : une hiérarchie des variantes. Calcul de couplages autostabilisants". Palaiseau, Ecole polytechnique, 2014. http://www.theses.fr/2014EPXX0068.

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Zitouni, Mohammed. "L’étude et l’implémentation des algorithmes de couplages sur des courbes hyperelliptiques sur des corps premiers". Electronic Thesis or Diss., Paris 8, 2021. http://www.theses.fr/2021PA080031.

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Resumen

La recherche de nouveaux groupes autres que le groupe multiplicatif pour concevoir des protocoles plus constructifs en cryptographie est devenue un défi depuis 2000. Plusieurs groupes ont émergé tels que le groupe des points rationnels d'une courbe elliptique et la Jacobienne d'une courbe hyperelliptique. De plus, les couplages sont devenus des outils encore plus pratiques pour concevoir de nouveaux protocoles en cryptographie tels que le chiffrement basé sur l'identité et la signature courte. Cette thèse étudie l'implémentation des algorithmes de couplages sur des courbes hyperelliptiques sur des corps premiers. D'une part, nous considérons le choix des courbes hyperelliptiques à utiliser et la construction des courbes hyperelliptiques de genre deux avec une Jacobienne ordinaire sur des corps premiers. D'autre part, nous améliorons les calculs de couplages sur différentes courbes hyperelliptiques. L'implémentation du couplage de Tate sur des jacobiennes ordinaires des courbes de genre 2 sur de large corps premiers et à plusieurs niveaux de sécurité. L'optimisation de la quantité non négligeable d'opérations qui doivent être optimisées pour rendre le coût de l'utilisation des appariements en cryptographie plus raisonnable. Enfin, nous donnons un schéma concret de cryptage basé sur l'identité en utilisant le couplage de Tate sur une courbe hyperelliptique de genre 2
Looking for new groups other than multiplicative group to design more constructive protocols in cryptography became the challenge since 2000. Several groups have emerged such as the group of rational points of an elliptic curve and the Jacobian of a hyperelliptic curve. Furthermore, pairings became even more practical tool to design new protocols in cryptography such as identity-based encryption and short signature. This thesis studies the implementation of pairing algorithms on hyperelliptic curves over prime fields. On the one hand, we regard the choice of the hyperelliptic curves to be used and the construction of genus two hyperelliptic curve of the ordinary Jacobian over a large prime field. On the other hand, we improve the pairing computations on different hyperelliptic curves. Tate pairing are implemented on ordinary Jacobian curves over a large prime field for several security levels. The optimization of the non negligible amount of operations that must be optimised to make the cost of using pairings in cryptography more reasonable. Finally, we give a concrete identity-based encryption scheme using the Tate pairing over genus two hyperelliptic curve

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Estibals, Nicolas. "Algorithmes et arithmétique pour l'implémentation de couplages cryptographiques". Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00924743.

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Resumen

Les couplages sont des primitives cryptographiques qui interviennent désormais dans de nombreux protocoles. Dès lors, il est nécessaire de s'intéresser à leur calcul et à leur implémentation efficace. Pour ce faire, nous nous reposons sur une étude algorithmique et arithmétique de ces fonctions mathématiques. Les couplages sont des applications bilinéaires définies sur des courbes algébriques, plus particulièrement, dans le cas qui nous intéresse, des courbes elliptiques et hyperelliptiques. Nous avons choisi de nous concentrer sur une sous-famille de celles-ci : les courbes supersingulières dont les propriétés permettent d'obtenir à la fois des couplages symétriques et des algorithmes efficaces pour leur calcul. Nous décrivons alors une approche unifiée permettant d'établir une large variété d'algorithmes calculant des couplages. Nous l'appliquons notamment à la construc- tion d'un nouvel algorithme pour le calcul de couplages sur des courbes supersin- gulières de genre 2 et de caractéristique 2. Les calculs nécessaires aux couplages que nous décrivons s'appuient sur l'implé- mentation d'une arithmétique rapide pour les corps finis de petite caractéristique : la multiplication est l'opération critique qu'il convient d'optimiser. Nous présen- tons donc un algorithme de recherche exhaustive de formules de multiplication. Enfin, nous appliquons toutes les méthodes précédentes à la conception et l'im- plémentation de différents accélérateurs matériels pour le calcul de couplages sur différentes courbes dont les architectures ont été optimisées soit pour leur rapidité, soit pour leur compacité.

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Djefel, Mériem. "Couplage de la configuration de produit et de projet de réalisation : exploitation des approches par contraintes et des algorithmes évolutionnaires". Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0064/document.

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Resumen

Dans le contexte actuel de compétitivité des marchés, la maîtrise et l'optimisation des processus de conception et de planification sont nécessaires pour garantir, d'une part la fiabilité et la qualité des produits systèmes ou services conçus et, d'autre part, le cycle de développement et les coûts. Ce constat impose de développer et d'améliorer les méthodes, modèles, techniques et outils relatifs aux processus de conception et de gestion ou de planification. Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans ce contexte et proposent de mettre en relation ou encore de faire intéragir la configuration de produit avec la planification du projet de réalisation. Le but de ces travaux est d'apporter une aide à la décision pour le couplage de la configuration de produit et de la planification du projet associé, en exploitant deux outils issus de l'Intelligence Artificielle : les approches par contraintes et les algorithmes évolutionnaires. Cette aide à la décision est présentée en deux parties. La première partie décrit l'utilisation des approches par contraintes afin de permettre au décideur de configurer son produit et son projet de réalisation de manière simultanée et interactive. Pour ce faire, les techniques de propagation et de filtrage des contraintes sont exploitées spécifiquement. La deuxième partie s'intéresse à l'exploitation des algorithmes évolutionnaires pour optimiser l'espace de solutions selon les critères coût et délai afin de présenter au décideur, un ensemble réduit de solutions optimisées. Un algorithme SPEA2 modifié en intégrant des méthodes de filtrage dans ses opérateurs de parcours de l'espace de recherche y est présenté. Toutes nos propositions sont illustrées sur un exemple d'avion de tourisme et d'affaire
In the actual context of market the control and optimization of design processes are essential to ensure on the one hand, the reliability and quality of products, on the other hand the development time and costs. This phenomenon involves the constant development of methodologies, in order to improve the diversity and quality of the product and at the same time to shorten their development time and decrease their cost The work presented in this thesis fits into this context and propose to associate products configuration and production process planning. The aim of this work is to provide decision support for the coupling of onfiguration products and the associate production process leveraging two tools of Artificial Intelligence : constraints approaches and evolutionary algorithms. This decision support is presented in two parts. The first part decribes the use of constraints approaches to allow decison-maker to configure product and its production process simultaneously and interactively. For this aim, propagation and filtring techniques are exploited specifically. The second part deals with the use of evolutionary algorithms to optimize the space solutions according to time and cost criteria in order to provide a small set of optimized solutions to the decision-maker. SPEA2 algorithm modified by incorporating filtering methods in its evolutionary operators. All our proposals ara illustrated on an exemple of light aitcraft

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Zara, Florence. "Algorithmes parallèles de simulation physique pour la synthèse d'images : application à l'animation de textiles". Phd thesis, Grenoble INPG, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005117.

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Resumen

Cette thèse combine le calcul haute performance à la réalité virtuelle par son apport de méthodes de calcul parallèle pour l'animation d'objets 3D en synthèse d'image. Son application vise plus particulièrement le domaine de la simulation de textiles par modèles physiques. Les lois fondamentales de la dynamique ont en effet été employées pour modéliser le mouvement de plusieurs objets dans un souci de réalisme. Les modèles employés étant numériquement complexes, le calcul d'une image en séquentiel varie de la seconde à plusieurs minutes suivant la complexité du modèle. L'objectif a été de diminuer ce temps par la parallélisation des algorithmes et l'exécution sur grappes de machines multiprocesseurs afin d'obtenir des animations en temps réel. Différentes méthodes d'intégration des équations du mouvement ont été implantées en parallèle. Dans le cas de l'emploi de méthodes implicites, les opérations coûteuses en calcul proviennent de la résolution de systèmes linéaires par la méthode du Gradient Conjugué impliquant des opérations d'algèbre linéaire de type multiplications de matrices creuses et de vecteurs. Ce projet de thèse a contribué à l'obtention de nouvelles structures algorithmiques parallèles efficaces avec l'obtention d'algorithmes asynchrones. Il a également permis de valider l'approche de l'environnement de programmation parallèle Athapascan (projet INRIA-APACHE) avec la mise au point d'applications avec des contraintes temps réel mou ainsi que le contrôle dynamique de son ordonnanceur. Durant ce projet de thèse, un couplage entre la simulation parallèle de textiles et son affichage utilisant l'environnement de visualisation multi-écrans Net Juggler a également été réalisé en faisant communiquer efficacement ces deux programmes parallèles.

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Jeon, Seyong. "Étude du couplage entre un système de visualisation tridimensionnelle et un modeleur d'objets solides". Compiègne, 1988. http://www.theses.fr/1988COMPD136.

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Mise en oeuvre d'une procédure originale permettant une plus forte interaction entre le processus à visualiser et le processus de modélisation. Un nouveau type de carreau triangulaire et une chaîne de tissélation ont été intégrées dans cette procédure.

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Jauvart, Damien. "Sécurisation des algorithmes de couplages contre les attaques physiques". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV059/document.

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Cette thèse est consacrée à l’étude de la sécurité physique des algorithmesde couplage. Les algorithmes de couplage sont depuis une quinzaine d’années utilisésà des fins cryptographiques. D’une part, les systèmes d’information évoluent, et denouveaux besoins de sécurité apparaissent. Les couplages permettent des protocolesinnovants, tels que le chiffrement basé sur l’identité, les attributs et l’échange tripartien un tour. D’autre part, l’implémentation des algorithmes de couplages est devenueefficace, elle permet ainsi d’intégrer des solutions cryptographiques à base de couplagedans les systèmes embarqués.La problématique de l’implémentation sécurisée des couplages dans les systèmesembarqués va être étudiée ici. En effet, l’implémentation d’algorithmes dédiés à lacryptographie sur les systèmes embarqués soulève une problématique : la sécurité del’implémentation des couplages face aux attaques physiques. Les attaques par canauxauxiliaires, dites passives, contre les algorithmes de couplages sont connues depuisbientôt une dizaine d’années. Nous proposons des études pour valider l’efficacité desattaques en pratique et avec des atouts théoriques. De notre connaissance, il y a uneseule attaque pratique dans la littérature, nous l’optimisons d’un facteur dix en termesde nombres de traces. Nous proposons aussi une attaque horizontale, qui nous permetd’attaquer le couplage twisted Ate en une seule trace.Par ailleurs, les contre-mesures n’ont été que peu étudiées. Nous complétons cettepartie manquante de la littérature. Nous proposons de nouveaux modèles d’attaquessur la contre-mesure de randomisation des coordonnées. L’attaque en collision proposéepermet ainsi de donner une réévaluation de la contre-mesure ciblée. Ainsi nousproposons la combinaison de contre-mesures qui, à moindres coûts, protégerait de cesattaques
This thesis focuses on the resistance of Pairing implementations againstside channel attacks. Pairings have been studied as a cryptographic tool for the pastfifteen years and have been of a growing interest lately. On one hand, Pairings allowthe implementation of innovative protocols such as identity based encryption, attributebased encryption or one round tripartite exchange to address the evolving needs ofinformation systems. On the other hand, the implementation of the pairings algorithmshave become more efficient, allowing their integration into embedded systems.Like for most cryptographic algorithms, side channel attack schemes have beenproposed against Pairing implementations. However most of the schemes describedin the literature so far have had very little validation in practice. In this thesis, westudy the practical feasibility of such attacks by proposing a technique for optimizingcorrelation power analysis on long precision numbers. We hence improve by a factorof 10 the number of side-channel leakage traces needed to recover a 256-bit secret keycompared to what is, to our best knowledge, one of the rare practical implementationsof side channel attacks published. We also propose a horizontal attack, which allow usto attack the twisted Ate pairing using a single trace.In the same way, countermeasures have been proposed to thwart side channel attacks,without any theoretical or practical validation of the efficiency of such countermeasures.We here focus on one of those countermeasures based on coordinatesrandomization and show how a collision attack can be implemented against this countermeasure.As a result, we describe how this countermeasure would have to be implementedto efficiently protect Pairing implementations against side channel attacks.The latter studies raise serious questions about the validation of countermeasures whenintegrated into complex cryptographic schemes like Pairings

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Pelletier, Charles. "Etude mathématique du problème de couplage océan-atmosphère incluant les échelles turbulentes". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAM014/document.

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Cette thèse s'intéresse à la modélisation numérique du couplage entre l'océan et l'atmosphère. Bien que présentant un certain nombre de caractéristiques communes, ces deux milieux physiques sont suffisamment dissemblables pour être numériquement simulés par des modèles distincts, incluant chacun des spécificités propres. Par conséquent, leurs interactions sont prises en compte via des algorithmes de couplage multiphysique.La mise en place de tels algorithmes nécessite une bonne compréhension des modélisations des milieux océanique et atmosphérique, en particulier au voisinage de leur interface commune. C'est pourquoi une partie conséquente de la présente thèse dissèque, analyse et complète les paramétrisations turbulentes, qui sont des mécanismes numériques définis au niveau continu, traitant la couche limite turbulente au voisinage de la surface océanique. Les travaux entrepris ont permis d'identifier deux sources d'erreurs, théoriquement et numériquement significatives, dans la modélisation numérique standard de l'interface océan-atmosphère.La première source d'erreur se manifeste dans les formulations continues des paramétrisations turbulentes: celles-ci sont actuellement utilisées de manière incomplète, ce qui se traduit par le caractère mathématiquement irrégulier des solutions qu'elles génèrent. En revenant aux fondements de la théorie dont les paramétrisations découlent, la présente thèse étend leur domaine d'application, permettant de générer des profils de solution réguliers, dans un cadre théorique uniforme et bi-domaine. Les effets d'une telle extension sont numériquement évalués sur des cas tests physiquement réalistes: celle-ci peut mener à des biais considérables (de l'ordre de 20%) dans les flux échangés entre océan et atmosphère. D'un point de vue théorique, cette extension permet de définir des critères simples sous lesquels le couplage océan-atmosphère peut être considéré comme cohérent par rapport aux deux domaines physiques, et surtout aux paramétrisations turbulentes.La seconde source d'erreur est de nature algorithmique: elle concerne la discrétisation temporelle des mécanismes de couplage. Les méthodes actuelles, dites ad hoc, ne garantissent pas une complète cohérence des flux d'un modèle à l'autre. Les algorithmes de Schwarz globaux en temps, issus de thématiques liées à la décomposition de domaine, constituent une piste intéressante pour traiter ces aspects. La mise en place de tels algorithmes sur des modèles physiquement réalistes représente un défi considérable. Leur impact numérique sur des cas tests simplifiés est évalué. L'étude préalable des paramétrisations turbulentes permet de donner des pistes quant au développement d'algorithmes de couplage, concernant à la fois la cohérence du couplage précédemment introduite, et l'incorporation graduelle d'effets physiques plus complexes
This thesis focuses on the numerical modelling of the air-sea coupling. Although they share some common features, these two physical environments are sufficiently dissimilar for their numerical treatment to be carried out by distinct models, each including their own specificities. The interactions between these two components are thus taken into account through coupling algorithms.Implementing such algorithms requires proper understanding of the oceanic and atmospheric modelling, most importantly in the vicinity of their common interface. Therefore a substantial part of this thesis dissects, analyzes and completes turbulent parameterization schemes, which are the numerical mechanisms, defined at a continuous level, through which the turbulent surface layer at the vicinity of the sea surface is treated. Two theoretically and numerically meaningful sources of errors in the standard numerical modelling of the air-sea interface have been isolated.The first source of error lies in the continuous formulation of the turbulent parameterizations, which are currently used in an incomplete manner, leading to mathematically irregular solution profiles. By carefully studying their theoretical bases, this thesis extends the parameterizations, allowing them to generate regular profiles within a standardized, bi-domain framework. Numerical investigations on physically relevant test cases show that including such an extension can result in considerable bias (of the order of 20%) in air-sea fluxes evaluations. From a theoretical perspective, carrying this extension leads to establishing simple criteria under which the air-sea coupling can be considered as coherent with respect to the two physical environments, and more importantly, to the turbulent parameterizations.The second source of error is algorithmic in essence: it is linked to the temporal discretization of the coupling mechanisms. Existing ad hoc methods do not guarantee perfect coherence of the air-sea fluxes from one model to the other. Global in time Schwarz algorithms, which have first been developed as domain decomposition methods, are good candidates for correcting these flaws, although their implementation to the air-sea context is a considerable challenge, given the complexity of this problem. Investigations on the numerical impact of such algorithms are carried out on simplified test cases. Thanks to the undertaken work on turbulent parameterizations, perspectives on the development of coupling algorithms are given, regarding both their coherence as per the aforementioned conditions, and the gradually increasing complexity of physical effects that are accounted for

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Sochala, Pierre. "Méthodes numériques pour les écoulements souterrains et couplage avec le ruissellement". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004625.

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Resumen

Des schémas numériques précis et robustes sont proposés pour modéliser les écoulements souterrains et leur couplage avec le ruissellement surfacique. Les écoulements souterrains sont d´écrits par l'équation de Richards (instationnaire) qui est discrétisée par une méthode BDF en temps et une méthode de Galerkine discontinue à pénalisation intérieure symétrique en espace. Des cas tests sur des colonnes d'infiltration confirment la robustesse des schémas choisis. Dans un premier temps, nous considérons des conditions de Signorini pour l'équation de Richards afin de modéliser la présence de drains en fond d'aquifère ou l'affleurement de la nappe en négligeant le ruissellement, c'est-à-dire en supposant que l'eau exfiltrée est immédiatement évacuée du système. Dans un second temps, nous prenons en compte le ruissellement par le biais de conditions de couplage qui imposent l'égalité des flux d'eau échangés et la continuité de la pression à l'interface. Les écoulements superficiels sont d´écrits par l'équation de l'onde cinématique qui constitue une approximation des équations de Saint-Venant. L'équation de l'onde cinématique est discrétisée par une méthode de Godunov. Les deux schémas, pour l'écoulement souterrain et pour l'écoulement superficiel, sont conservatifs et peuvent être utilisés dans des algorithmes de couplage faisant intervenir un ou plusieurs pas de temps. Pour assurer la conservation de la masse d'eau totale du système couplé, les flux à l'interface doivent être convenablement choisis. Nous donnons en particulier la construction de ces flux pour les schémas BDF1 et BDF2. La précision et la robustesse de nos schémas sont évaluées sur plusieurs cas tests dont le drainage d'une lame d'eau, deux cas d'exfiltration de nappe (l'un provoqué par la pluie et l'autre par une injection en fond d'aquifère) et un ruissellement hortonien. Enfin, nous présentons une application concrète portant sur le fonctionnement hydrologique d'un petit bassin versant drainé.

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Marcos, Sylvie. "Filtres adaptatifs couples pour transmission de données". Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112001.

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Le présent mémoire s'intéresse à certaines particularités du filtrage adaptatif en traitement du signal. Plus précisément, on y présente des résultats concernant le couplage de deux systèmes adaptatifs en cascade. La technique habituelle : mise en oeuvre consiste à séparer les adaptations des deux systèmes ; le filtre F1 en amont de F2 s'en trouve complètement découplé car il est pilote par son propre signal de sortie. Le couplage provient de ce que l'on pilote les deux filtres par le même signal sortant du système aval. Or pour réaliser une telle structure, il est nécessaire que les deux filtres fonctionnent sur le lmême rythme, ce qui n'était pas le cas dans un système découplé. On se place alors dans le cas où ce rythme unique est récupéré à partir du signal reçu à l'entrée de la cascade des deux filtres. La récupération n'étant pas parfaite, le rythme n'est pas une fréquence pure, il est affecté de gigue. L'entrée des filtres adaptatifs n'est donc plus une suite synchrone. On débouche alors sur le problème général de la poursuite de non-stationnarités par des filtres adaptatifs. Pour aller plus loin dans ce travail, on s'est attaché à une application plus spécifique, dans laquelle peut apparaître la cascade de deux filtres adaptatifs ; il s'agit de la transmission de données dans les deux sens et sur un seul support avec recouvrement spectral. Dans ce cas les filtres F1 et F2 s'appellent respectivement annuleur d'écho (ou anec)et égaliseur. Ainsi dans cette thèse on établit aussi bien des résultats généraux que des résultats plus spécifiques à cette application.

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Rolland, Anthony. "Conception d’antennes métallo-diélectriques par optimisation globale basée sur le couplage entre la méthode FDTD et les algorithmes génétiques : étude de configurations 2D et à symétrie de révolution en bande millimétrique". Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S199.

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D’innombrables applications dans le secteur des radio- et télé-communications (assistance à la conduite automobile, communications par satellites,…) nécessitent sans cesse le développement et la conception de nouveaux systèmes antennaires répondant à des spécifications et des contraintes propres. Pour faire face à ces besoins et demandes, il est nécessaire de se doter d’outils numériques avancés dédiés à la conception et à l’optimisation électromagnétique. Dans ce cadre, les travaux de cette thèse ont été consacrés au développement d’outils numériques de synthèse globale basés sur le couplage entre la méthode FDTD et des algorithmes génétiques. Des noyaux de calcul FDTD en 2D et en coordonnées cylindriques (BoR-FDTD) ont été développés et couplés à un algorithme génétique mono-objectif afin de synthétiser et d’optimiser des structures métallo-diélectriques (lentilles intégrées, cornets rayonnants, …) en 2D et à symétrie de révolution
Many applications in radio and telecommunication domain, such as automotive radars and satellite communications, require the development and conception of new antenna systems responding to specific requirements. To cope with these needs and demands, it is necessary to develop advanced numerical tools (CAD tools) for the electromagnetic analysis and optimization. In this frame, the present thesis has been dedicated to the development of full-wave numerical tools based on a combination between the FDTD method and genetic algorithms. Two FDTD analysis kernels have been developed (in 2-D and in cylindrical coordinates – BoR-FDTD) and then combined with a single-objective genetic algorithm in order to analysis and synthesize 2-D and body-of-revolution radiating structures made of metallic and/or dielectric materials (integrated lens antennas, corrected-lens horns, …)

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Guerich, Mohamed. "Méthode numérique pour la résolution des problèmes de couplage fluide-structure en maillages incompatibles par les fonctions B-splines cubiques uniformes". Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD819.

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Cette thèse présente une méthode numérique pour la résolution des problèmes de couplage fluide-structure en maillages incompatibles, par les fonctions B-splines cubiques uniformes. Cette méthode est basée sur une technique originale d'indépendance des deux modèles éléments finis fluide et structure. Cette nouvelle approche utilise les fonctions B-splines pour décrire la géométrie de la surface d'interaction et pour interpoler les variables physiques pour la structure (déplacements) et pour le fluide (pression). Une approche modale est utilisée pour calculer séparément les modes de la structure et de la cavité fluide. Le calcul de l'opérateur de couplage fluide-structure se réduit ainsi au calcul du produit de deux modes sur le nouveau support géométrique B-spline. Les modes ayant été calculés sur deux modèles éléments finis différents, des algorithmes d'extrapolation ont été développés pour transférer les informations entre les modèles éléments finis et le support géométrique B-spline. Cette nouvelle approche de couplage fluide-structure avec des maillages incompatibles est validée par des exemples concrets.

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Jean, Philippe. "Une méthode variationnelle par équations intégrales pour la résolution numérique de problèmes intérieurs et extérieurs de couplage élasto-acoustique". Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPD012.

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Wronski, Maciej. "Couplage du contact et du frottement avec la mécanique non linéaire des solides en grandes déformations : application à l'étude des blocs de mousse en polyuréthane". Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD712.

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L'objectif de ce travail est l'étude du couplage des non-linéarités de différents types dans le calcul des structures par éléments finis. La première partie est consacrée au développement d'une loi de comportement des mousses souples en polyuréthane. Pour décrire leur comportement non linéaire, nous avons choisi un modèle hypoélastique en grandes déformations, formulé dans le repère des déformations principales. Les effets irréversibles en chargement cyclique sont pris en compte par une loi de frottement interne. Dans la deuxième partie, différents aspects de la modélisation du contact et du frottement par éléments finis sont abordés. Nous présentons un prototype du système de modélisation, qui permet de traiter efficacement des problèmes de contact très généraux. La résolution des équations non linéaires d'équilibre en présence du contact, est effectuée par la méthode de flexibilité. Dans le cadre de cette méthode, nous proposons quelques algorithmes de calcul implicite des réactions de contact. Trois nouveaux algorithmes d'intégrations des équations de la dynamique sont aussi introduits. Ceux sont des schémas du premier ordre, mieux adaptés au traitement numérique de contact que la méthode classique de Newark. Nous proposons aussi une méthode semi-implicite, qui permet d'obtenir directement la solution des équations linéaires, à partir d’une pseudo-inverse de la matrice effective du système. Finalement, nous présentons plusieurs exemples numériques pour illustrer la fonctionnalité du système de modélisation du contact. En particulier, deux exemples d'application industrielle, issus de la modélisation des blocs de mousse, et de la simulation d'un procédé de coudage de tubes, sont traités en détails.

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Panagiotas, Ioannis. "On matchings and related problems in graphs, hypergraphs, and doubly stochastic matrices". Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEN068.

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Cette thèse examine quatre problèmes différents et connexes qui se posent dans le domaine du calcul scientifique combinatoire (CSC). Le lien de connexion entre les quatre problèmes examinés est le problème fondamental des couplages, qui cherche le plus grand ensemble d’arêtes disjointes dans un graphe ou un hypergraphe. Ces problèmes sont ceux du couplage de cardinalité maximale dans les graphes et dans les hypergraphes, l’estimation du nombre de couplages parfaits, et la décomposition de Birkhoff–von Neumann des matrices bistochastiques. L’étude de ces problèmes est motivée par leur utilité dans plusieurs domaines d’application.Nous examinons les quatre problèmes à la fois théoriquement et expérimentalement. L’accent mis sur la théorie nous permet de discuter, d’analyser et de prouver les propriétés des algorithmes examinés, tandis que le côté expérimental de la thèse démontre les améliorations et les avantages possibles de l’utilisation des algorithmes et des solutions proposés
This thesis investigates four different and related problems that arise in the area of Combinatorial Scientific Computing (CSC). The connecting link between the four examined problems is the fundamental problem of matching, which asks for the largest set of disjoint edges in a graph or hypergraph. These problems are that of maximum cardinality matching in graphs and hypergraphs, the estimation of the number of perfect matchings in graphs, and the Birkhoff–von Neumann decomposition of doubly stochastic matrices. The study of these problems is motivated by their usefulness in several domains and applications.We examine the four problems both theoretically as well as experimentally. The focus in theory allows us to discuss, analyze, and prove properties of the examined algorithms, while the experimental side of the thesis demonstrates the possible improvements and benefits of using the proposed algorithms and solutions

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Konrad, Christian. "Computations on Massive Data Sets : Streaming Algorithms and Two-party Communication". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00859643.

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In this PhD thesis, we consider two computational models that address problems that arise when processing massive data sets. The first model is the Data Streaming Model. When processing massive data sets, random access to the input data is very costly. Therefore, streaming algorithms only have restricted access to the input data: They sequentially scan the input data once or only a few times. In addition, streaming algorithms use a random access memory of sublinear size in the length of the input. Sequential input access and sublinear memory are drastic limitations when designing algorithms. The major goal of this PhD thesis is to explore the limitations and the strengths of the streaming model. The second model is the Communication Model. When data is processed by multiple computational units at different locations, then the message exchange of the participating parties for synchronizing their calculations is often a bottleneck. The amount of communication should hence be as little as possible. A particular setting is the one-way two-party communication setting. Here, two parties collectively compute a function of the input data that is split among the two parties, and the whole message exchange reduces to a single message from one party to the other one. We study the following four problems in the context of streaming algorithms and one-way two-party communication: (1) Matchings in the Streaming Model. We are given a stream of edges of a graph G=(V,E) with n=|V|, and the goal is to design a streaming algorithm that computes a matching using a random access memory of size O(n polylog n). The Greedy matching algorithm fits into this setting and computes a matching of size at least 1/2 times the size of a maximum matching. A long standing open question is whether the Greedy algorithm is optimal if no assumption about the order of the input stream is made. We show that it is possible to improve on the Greedy algorithm if the input stream is in uniform random order. Furthermore, we show that with two passes an approximation ratio strictly larger than 1/2 can be obtained if no assumption on the order of the input stream is made. (2) Semi-matchings in Streaming and in Two-party Communication. A semi-matching in a bipartite graph G=(A,B,E) is a subset of edges that matches all A vertices exactly once to B vertices, not necessarily in an injective way. The goal is to minimize the maximal number of A vertices that are matched to the same B vertex. We show that for any 0<=ε<=1, there is a one-pass streaming algorithm that computes an O(n^((1-ε)/2))-approximation using Ô(n^(1+ε)) space. Furthermore, we provide upper and lower bounds on the two-party communication complexity of this problem, as well as new results on the structure of semi-matchings. (3) Validity of XML Documents in the Streaming Model. An XML document of length n is a sequence of opening and closing tags. A DTD is a set of local validity constraints of an XML document. We study streaming algorithms for checking whether an XML document fulfills the validity constraints of a given DTD. Our main result is an O(log n)-pass streaming algorithm with 3 auxiliary streams and O(log^2 n) space for this problem. Furthermore, we present one-pass and two-pass sublinear space streaming algorithms for checking validity of XML documents that encode binary trees. (4) Budget-Error-Correcting under Earth-Mover-Distance. We study the following one-way two-party communication problem. Alice and Bob have sets of n points on a d-dimensional grid [Δ]^d for an integer Δ. Alice sends a small sketch of her points to Bob and Bob adjusts his point set towards Alice's point set so that the Earth-Mover-Distance of Bob's points and Alice's points decreases. For any k>0, we show that there is an almost tight randomized protocol with communication cost Ô(kd) such that Bob's adjustments lead to an O(d)-approximation compared to the k best possible adjustments that Bob could make.

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Wangermez, Maxence. "Méthode de couplage surfacique pour modèles non-compatibles de matériaux hétérogènes : approche micro-macro et implémentation non-intrusive". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASN001.

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Un des objectifs prioritaires des industries aéronautiques est la réduction de la masse des structures, tout en permettant l'amélioration de leurs performances. Ceci passe notamment par l'utilisation de matériaux composites et le recours croissant à la simulation numérique, permettant la minimisation du nombre d'essais physiques et l'optimisation des structures.L'enjeu de ces travaux est de pouvoir calculer précisément, sur des matériaux architecturés, l'influence de la microstructure, modélisée par exemple directement par tomographie, sur la tenue de pièces complètes. Pour prendre en compte à la fois l'ensemble de la pièce et les effets de son chargement, une approche global/local multiéchelle semble adaptée tant du point de vue des méthodes de calcul que des modèles matériaux utilisés.Pour répondre à cette problématique, une méthode de couplage entre des modèles qui décrivent une même structure, mais à des échelles différentes, a été développée. Elle repose sur une séparation micro-macro des quantités d’interface, dans la zone de raccord surfacique entre les deux modèles. Pour faciliter son utilisation dans les bureaux d’étude, une technique de résolution itérative non-intrusive est également présentée. Elle permet de mettre en œuvre la méthode de couplage proposée dans un environnement logiciel industriel qui utilise bien souvent des codes éléments finis commerciaux fermés. La méthode est systématiquement comparée à d'autres méthodes de couplage de la littérature et la qualité des solutions est quantifiée par comparaison à une solution de référence obtenue par un calcul direct à l'échelle fine.Les principaux résultats sont encourageants dans la mesure où ils montrent, dans des cas d'étude représentatifs bidimensionnels et tridimensionnels, sous des hypothèses d’élasticité linéaire, des solutions cohérentes avec les théories de l’homogénéisation au premier et second ordre. De fait, les solutions obtenues sont systématiquement de meilleure qualité avec la méthode proposée qu'avec les méthodes de la littérature, non-adaptées à des cas de couplage pour modèles non-compatibles.Finalement, les perspectives sont multiples en raison des différentes alternatives de la méthode qui, dans un contexte industriel, pourrait offrir un véritable outil d'analyse visant à introduire un modèle local décrit à l'échelle fine dans un modèle global macroscopique homogénéisé
One of the priority objectives of the aeronautics industry is to reduce the mass of structures while improving their performances. This involves the use of composite materials and the increasing use of digital simulation to optimize structures.The major challenge of this project is to be able to accurately calculate the local variations of the microstructure - for instance detected by tomography and directly modelled from tomogram - on the behavior of an architectured material part. In order to take into account the whole structure and its load effects, a multi-scale approach seems to be a natural choice. Indeed, the related models to the part and its microstructure might use different formalisms according to each scale.In this context, a coupling formulation was proposed in order to replace, in a non-intrusive way, a part of a homogenized macroscopic finite-element model by a local one described at a microscopic level. It is based on a micro-macro separation of interface quantities in the coupling area between the two models. To simplify its use in design offices, a non-intrusive iterative resolution procedure has also been proposed. It allows the implementation of the proposed coupling method in an industrial software environment that often uses closed commercial finite element codes. Different mechanical problems under linear elasticity assumption are proposed. The proposed method is systematically compared with other coupling methods of the literature and the quality of the solutions is quantified compared to a reference one obtained by direct numerical simulation at a fine scale.The main results are promising as they show, for representatives test cases under linear elasticity assumption in two and three-dimensions, solutions that are consistent with first- and second-order homogenization theories. The solutions obtained with the proposed method are systematically the best approximations of the reference solution whereas the methods of the literature are less accurate and shown to be unsuitable to couple non-compatible models.Finally, there are many perspectives due to the different alternatives of the method which could become, in an industrial context, a real analytic tool that aims to introduce a local model described at a fine scale, into a homogenized macroscopic global one

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Legry, Martin. "Control of distributed energy resources for primary response of grid-interactive micro-grids". Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I099.

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Ces travaux portent sur la commande d’un micro-réseau interactif pour fournir des services système à un réseau électrique faible, et plus particulièrement une réponse primaire en fréquence et en tension au point d’interconnection (PCC). Le premier objectif de cette thèse est de superviser un micro-réseau afin d’assurer un fonctionnement stable tout en respectant les objectifs économiques définis par un optimiseur externe.Dans un second temps, une nouvelle méthodologie en trois étapes a été mise au point. Premièrement, pour fournir les services auxiliaires au PCC, il est nécessaire d’estimer et de coordonner les flexibilités des différents équipements tels que les générateurs d’énergie distribués, les énergies renouvelables, les stockages, etc. Un algorithme d’optimisation est proposé pour l’agrégation de ces flexibilités afin de déterminer les flux de puissance active et réactive maximum que le micro-réseau peut fournir. La deuxième étape détermine le comportement possible du micro-réseau à son PCC. Enfin, deux nouveaux algorithmes de contrôle ont été développés pour assurer un comportement de type statisme au PCC.Une première solution, basée sur un superviseur centralisé et la commande prédictive, assure un ajustement en temps réel des points de consigne. La seconde est une solution distribuée qui détermine de nouvelles lois de contrôle locales primaires pour les différents actionneurs. L’efficacité des deux architectures de contrôle a été validée par simulation sur un modèle de micro-réseau de référence
This work focuses on the control of a grid-interactive micro-grid to provide ancillary services to a weak power system, and more particularly a primary frequency and voltage response at the point of common coupling (PCC). The first objective of this thesis is to supervise a micro-grid in order to ensure stable operation while enforcing the economic objectives defined by an external optimizer.Then, a novel three-step methodology has been developed. First, to provide the ancillary services at the PCC, it is necessary to estimate and coordinate the flexibility of heterogeneous equipment such as distributed generators, renewables, storages, etc. An optimization algorithm is proposed for the aggregation of these flexibilities to deduce the maximum active and reactive power flows that the micro-grid can provide. The second step determines the possible behavior of the micro-grid at its PCC. Finally, two new control algorithms have been developed to ensure a droop-like behavior at the PCC. A first solution, based on a centralized Model Predictive Control based supervisor, ensures a real-time adjustment of the set-points. The second one is a distributed solution that determines new primary local control laws for DERs. The effectiveness of the two control architectures has been validated by simulation with a benchmark micro-grid model

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Milia, Valentin. "Couplage de modèles de chimie quantique et d'algorithmes haute performance pour l'exploration globale du paysage énergétique de systèmes atomiques et moléculaires". Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSEP095.

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L'objectif principal de cette thèse est de développer des méthodes efficaces pour caractériser les conformations des molécules à un niveau quantique. Différentes méthodes dédiées au calcul de l'énergie potentielle d’une molécule sont examinées, ainsi que les schémas d'exploration globale des surfaces d'énergie potentielle (SEP) les plus populaires sont présentés. Une contribution clé de cette thèse est le couplage de la méthode IGLOO (Iterative Global exploration and LOcal Optimization), inspirée de la robotique, mise en œuvre dans le logiciel MoMA, avec le potentiel basé sur la “Density-Functional based Tight-Binding” (DFTB), implémenté dans le logiciel deMonNano. IGLOO intègre l'algorithme de planification de mouvement “Rapidly-exploring Random Trees” (RRT) avec des optimisations locales de l’énergie et un filtrage des structures. Une preuve de concept a été réalisée par l'identification des conformations de basse énergie de la molécule de d'alanine dipeptide.Le couplage IGLOO/DFTB a été appliqué à la cartographie des SEP de trois molécules de taille proche de la famille des phtalates (dibutyl phtalate DBP, benzyl butyl phtalate BBP et di-2-éthylhexyl phtalate DEHP), donnant un aperçu détaillé de leurs différents paysages conformationnels. Divers descripteurs géométriques ont été utilisés pour analyser leurs relations structure-énergie. Les interactions de Coulomb, l'encombrement stérique et les interactions dispersives sont à l'origine des propriétés géométriques et une forte corrélation a été mise en évidence entre les deux angles diédraux décrivant l'orientation des chaînes latérales des molécules de phtalate.En complément, un algorithme innovant pour la génération à grande échelle de molécules, incluant une variété de conformations, est présenté. Il combine la génération de graphes de molécules avec des techniques d'ajout d'atomes ou de fragments. Il est appliqué pour fournir une vaste base de données de structures 3D de molécules de carbone amorphe hydrogéné (a-CH). L'analyse de la base de données générée dans cette étude permet de comprendre la relation entre les descripteurs géométriques et électroniques des structures a-C:H. Ces propriétés sont comparées à celles des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) compacts et des chaînes linéaires, qui représentent des cas limites.Enfin, une revue des méthodes visant à identifier les points de selle et les chemins de transition entre les conformations de faible énergie sur la SEP est présentée. Une première étape pour l'identification des chemins de transition entre les conformations de faible énergie à l'aide d'un algorithme de planification de mouvement, connu sous le nom de Transition-based RRT (T-RRT), est présentée. Une mesure de similarité, désignée sous le nom de Symmetrized Segment-Path Distance (SSPD), est utilisée pour comparer les trajectoires générées. Ensuite, une technique de regroupement, à savoir Analyse de regroupement hiérarchique (HCA), est employée pour regrouper les trajectoires afin d'identifier les classes de chemin donnant la dynamique des changements de conformation. La méthodologie a été appliquée avec succès à l'identification de chemins à faible énergie entre deux minima de la SEP de l’alanine dipeptide.Dans l'ensemble, les travaux présentent des avancées significatives dans l'exploration de SEP de molécules complexes au niveau quantique, y compris (i) le couplage IGLOO/DFTB (ii) un nouvel algorithme pour la génération de structures 3D de molécules à grande échelle et (iii) un schéma original permettant l'identification de multiples chemins de transition. Des corrélations entre les propriétés structurelles, énergétiques et électroniques ont été mises en évidence pour les molécules polluantes de la famille des phtalates ainsi que pour les a-CH ayant une importance du point de vue astrophysique. Ces contributions ouvrent la voie à de futures recherches visant à étendre ces méthodes à des systèmes plus grands et plus complexes
The primary aim of this thesis is to develop efficient methods for characterizing molecular conformations at a quantum level. Various methods devoted to the computation of molecular potential energy are reviewed, as well as the most popular potential energy surfaces (PES) global exploration schemes. In this context, a key contribution of this thesis is the coupling of the robotics-inspired Iterative Global exploration and LOcal Optimization (IGLOO) method, implemented in the MoMA software, with the quantum Density-Functional based Tight-Binding (DFTB) potential, implemented in the deMonNano software. The IGLOO algorithm integrates the motion planning Rapidly-exploring Random Trees (RRT) algorithm with local optimization and structural filtering. A proof of concept has been done through the identification of low-energy conformations of the alanine dipeptide.The IGLOO/DFTB coupling has been applied to the mapping of the PES of three close-sized molecules of the phthalate family (dibutyl phthalate DBP, benzyl butyl phthalate BBP and di-2-ethylhexyl phthalate DEHP), providing detailed insights into their different conformational landscapes. Various geometrical descriptors have been used to analyze their structure-energy relationships. Coulomb interactions, steric hindrance, and dispersive interactions have been found to drive the geometric properties and a strong correlation has been evidenced between the two dihedral angles describing the side-chains orientation of the phthalate molecules. The results demonstrate the method's capability to identify low-energy minima without prior knowledge of the PES.Furthermore, an innovative algorithm for the large-scale generation of molecular structures, including a conformational variety, is presented. It combines molecular graph generation with atom or fragment addition techniques. It is applied to provide an extensive database of 3D structures of hydrogenated amorphous carbon (a-CH) molecules. The analysis of the database generated in this study provides a comprehensive understanding of the relationship between the geometrical and electronic descriptors of a-C:H structures. These properties are compared with those of compact Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and linear chains, representing limit cases.Finally, a review is given on methods aiming at identifying saddle points and transition paths between low-energy conformations on the PES. A first step toward the identification of transition paths between low-energy conformations using a motion planning algorithm, known as Transition-based Rapidly-exploring Random Trees (T-RRT), is presented. A similarity measure, designated as the Symmetrized Segment-Path Distance (SSPD), is used to compare the generated trajectories. Subsequently, a clustering technique, namely the Hierarchical Clustering Analysis (HCA), is employed to group similar trajectories in order to identify the common pathways, thereby providing valuable insights into the dynamics of conformational changes. The methodology has been successfully applied to the identification of low-energy paths between two minima of the alanine dipeptide PES.Overall, the research presents significant advancements in the exploration of complex molecular PES at a quantum level including (i) the IGLOO/DFTB coupling (ii) a novel algorithm for 3D structure generation of large-scale molecules and (iii) an original scheme allowing for the identification of multiple transition paths. Correlations between the structural, energetic and electronic properties have been evidenced for the polluting phthalate molecules and astrophysically relevant hydrogenated amorphous carbon (a-CH) molecules. These contributions pave the way for future research, aiming to extend these methods to larger and more complex systems

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Landajuela, Larma Mikel. "Coupling schemes and unfitted mesh methods for fluid-structure interaction". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066053/document.

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Cette thèse est dédiée à la simulation numérique des systèmes mécaniques impliquant l'interaction entre une structure mince déformable et un fluide incompressible interne ou qui l'entoure.Dans la première partie, nous introduisons deux nouvelles classes de schémas de couplage explicites en utilisant des maillages compatibles. Les méthodes proposées combinent une certaine consistance Robin dans le système avec (i) un schéma à pas fractionnaire pour le fluide ou (ii) une discrétisation temporelle d'ordre deux pour le fluide et le solide. Les propriétés de stabilité des méthodes sont analysées dans un cadre linéaire représentatif. Cette partie inclut aussi une étude numérique exhaustive dans laquelle plusieurs schémas de couplage (dont certains proposés ici) sont comparés et validés avec des résultats expérimentaux. Dans la seconde partie, nous considérons des maillages non compatibles. La discrétisation spatiale est basée, dans ce cas là, sur des variantes de la méthode de Nitsche avec éléments coupés. Nous présentons deux nouveaux types de schémas de découplage qui exploitent la susmentionée condition de Robin en utilisant des maillages incompatibles. Le caractère semi-implicite ou explicite du couplage en temps dépend de l'ordre dans lequel les discrétisations spatiales et temporelles sont effectuées. Dans le cas d'un couplage avec des structures immergées, la vitesse et la pression discrètes permettent des discontinuités faibles et fortes à travers l'interface, respectivement. Des estimations de stabilité et d'erreur sont fournies dans un cadre linéaire. Une série de tests numériques illustre la performance des différentes méthodes proposées
This thesis is devoted to the numerical approximation of mechanical systems involving the interaction of a deformable thin-walled structure with an internal or surrounding incompressible fluid flow. In the first part, we introduce two new classes of explicit coupling schemes using fitted meshes. The methods proposed combine a certain Robin-consistency in the system with (i) a projection-based time-marching in the fluid or (ii) second-order time-stepping in both the fluid and the solid. The stability properties of the methods are analyzed within representative linear settings. This part includes also a comprehensive numerical study in which state-of-the-art coupling schemes (including some of the methods proposed herein) are compared and validated against the results of an experimental benchmark. In the second part, we consider unfitted mesh formulations. The spatial discretization in this case is based on variants of Nitsche’s method with cut elements. We present two new classes of splitting schemes which exploit the aforementioned interface Robin-consistency in the unfitted framework. The semi-implicit or explicit nature of the splitting in time is dictated by the order in which the spatial and time discretizations are performed. In the case of the coupling with immersed structures, weak and strong discontinuities across the interface are allowed for the velocity and pressure, respectively. Stability and error estimates are provided within a linear setting. A series of numerical tests illustrates the performance of the different methods proposed

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Vandekerkhove, Pierre. "Identification de l'ordre des processus ARMA stables : contribution à l'étude statistique des chaînes de Markov cachées". Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20115.

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La premiere partie de cette these est consacree a l'etude du critere odq (order determination quantity) intervenant dans le probleme du choix des ordres d'un processus arma vectoriel stable. La deuxieme partie est consacree a l'etude statistique des chaines de markov cachees (cmc). Nous generalisons l'etude statistique des cmc a espace fini d'etats de baum et petrie au cas non stationnaire. Nous proposons d'autre part un algorithme d'estimation des parametres d'une cmc a espace d'etats quelconque base sur la methode du recuit simule dont nous montrons la convergence p. S. En loi. Nous donnons aussi un principe de grandes deviations pour des moyennes empiriques de fonctions de cmc, que nous relions au probleme de l'estimation des parametres d'une cmc par la methode du recuit simule classique. Nous concluons ce travail par l'estimation des parametres du modele mo-m1 du gene du virus hiv, au moyen de notre algorithme.

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Goumri-Said, Souraya. "Contribution à l'étude de la formation des images optiques en microscopie champ proche optique : effet de la sonde en deux dimensions". Phd thesis, Université de Bourgogne, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007470.

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Ce travail est relatif à la contribution d'un modèle théorique pour représenter un PSTM. L'approche est globale et veut pouvoir prendre en considération des objets de tailles inférieures à la longueur d'onde mis en présence de sondes de tailles réalistes. Le modèle développé est bi-dimensionnel et dans cette thèse son application est limité à la polarisation S (TE) en diffraction normale et à hauteur constante. Nous exposons d'abord les bases du modèle mis en oeuvre qui repose sur la méthode différentielle à laquelle sont combinés des algorithmes matriciels. Pour éviter tout problème numérique lorsque le système sonde-objet a des dimensions réalistes (beaucoup supérieure à la longueur d'onde) nous avons utilisé l'algorithme matriciel S. Après avoir défini les critères à satisfaire strictement pour obtenir des performances sûres nous avons appliqué ce modèle aux différents cas suivant : - Sonde monomodes - Sondes multimodes - Sondes structurées (gaine, coeur et éventuellement revêtement métallique externe sont pris en compte). - Spectroscopie d'un objet absorbant inséré dans un couche diélectrique uniforme en proche IR. Tous nos résultats sont cohérents et ouvrent des voies sûres pour l'interprétation des images puisque nous avons montrés que nos calculs étaient en accord qualitatif correct avec des résultats expérimentaux obtenus antérieurement sur des systèmes tests. Dans tous les cas étudiés nous avons montré que la présence de la sonde, quelle que soit sa nature et sa structure, perturbait la distribution du champ électromagnétique rayonné par l'objet. Ceci nous conduit à définir une nouvelles approche de la fonction de transfert en microscopie de champ proche. L'étude encore limitée aux sondes monomodes, montre que la fonction de transfert n'est pas définie dans le cas général. Ce premier travail ouvre des perspectives intéressantes puisque pour la première fois des sondes de formes réelles (incluant apex et taper) et de grandes tailles (jusqu'à 70µm pour la partie guidante) éventuellement métallisées, ont été prises en compte dans un modèle numérique. Il permet aussi d'aborder de façon nouvelle le problème de la fonction de transfert et des images spectroscopiques, y compris en IR. Il est aussi adaptable à la polarisation P (TM)

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Wagner, Frédéric. "Redistribution de données à travers un réseau à haut débit". Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011705.

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Nous considérons ici le problème où deux programmes différents situés sur deux grappes d'ordinateurs distantes, reliées par un réseau à haut débit, forment un couplage de code et échangent
régulièrement des données. Un tel échange s'effectue par une redistribution de données. Nous étudions comment effectuer une telle redistribution le plus efficacement possible en minimisant temps de communication et congestion du réseau.

Nous utilisons pour ce faire, une modélisation du problème à l'aide de graphes bipartis. Le modèle choisi permet une prise en compte du délai d'initialisation des communications, des différentes bandes passantes et impose une limite d'une communication simultanée par interface réseau (modèle 1-port) et de k communications simultanées sur la dorsale.

Nous effectuons une validation expérimentale du modèle puis l'utilisons pour développer deux algorithmes d'ordonnancement
des communications. Nous montrons que chacun d'entre eux
est un algorithme d'approximation garantissant un temps d'exécution dans le pire des cas 8/3 fois plus élevé que le temps optimal.
Nous concluons l'étude de ces algorithmes par une série d'expériences démontrant de bonnes performances en pratique.

Enfin, nous étendons le problème initial au cas de grappes hétérogènes :
ce cas imposant de sortir du modèle 1-port, nous montrons comment modifier nos algorithmes pour en tirer parti.
Nous étudions également le cas de redistributions exécutées en régime permanent sur un réseau d'une topologie plus complexe autorisant les communications locales.

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Trihandoyo, Agus. "Contributions à la conception et à la réalisation d'un serveur multimédia interactif à travers la ligne téléphonique". Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD898.

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Les travaux présentés dans ce mémoire constituent une étude pour la conception et la réalisation d'un serveur vocal multimédia interactif sur les faisceaux MIC. Une synthèse bibliographique des principaux développements de serveurs vocaux interactifs, de leur environnement et de leurs différents éléments constitutifs est présentée. Elle a permis de mettre en évidence les problèmes liés à la conception et à la mise en œuvre d'un nouveau serveur vocal multimédia. On s'intéresse tout d'abord aux problèmes de la signalisation et de la transmission des données par les lignes téléphoniques. La méthode de détection des signaux multifréquences proposée repose sur la méthode de Goertzel. Avec un post-traitement adéquat, les résultats obtenus confirment la performance de la méthode proposée, en utilisant un nombre d'échantillons relativement faible. Ensuite, on traite les problèmes d'implantation sur les processeurs de signaux des algorithmes de transmission de données. Puis nous abordons l'étude de la reconnaissance des mots isolés qui vise à l'implantation temps réels des algorithmes actuels, basés notamment sur les modèles de Markov cachés. Elle a pour objectif d'éclairer certains problèmes spécifiques posés par ce type d'approche lors de son intégration dans l'environnement de notre serveur. Une architecture matérielle sur un composant FPGA est proposée. Une analyse sur le concept d'architecture temps réel permet de définir les conditions physiques à imposer aux machines à flot de données en terme de puissance de calcul nécessaire et d'organisation de traitements du système entier. Elle a conduit à la définition d'une architecture matérielle dédiée pour le serveur vocal. Enfin, le serveur vocal multimédia numérique réalisé est présenté.

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Rukavina, Ivan. "Cyber-physics intrinsic modelling for smart systems". Thesis, Compiègne, 2021. http://bibliotheque.utc.fr/EXPLOITATION/doc/IFD/2021COMP2581.

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Dans le cadre de cette thèse, une approche de calcul de couplage multi-échelle et multi-physique en 2D et en 3D est présentée. La modélisation multi-échelle d’une structure consiste de l’échelle macro qui représente la réponse homogénéisée de la structure entière, tandis que l’échelle micro peut capturer les détails du comportement à la petite échelle du matériau, où des mécanismes inélastiques, tels que la plasticité ou l’endommagement, peuvent être pris en compte. L’intérieur de chaque macro-élément est rempli par le maillage à l’échelle micro qui s’y adapte entièrement. Les deux échelles sont couplées à travers le champ de déplacements imposé à l’interface. Le calcul par éléments finis est effectué, en utilisant une procédure de solution operator-split sur les deux échelles. En 2D, une discontinuité dans le champ de déplacements est introduite à l’échelle macro dans un élément fini Q4, pour pouvoir capturer l’adoucissement comportement d’un matériau piézoélectrique. Un degré de liberté supplémentaire qui représente le voltage est ajouté aux noeuds des macro-éléments de tétraèdre et d’hexaèdre en 3D. La poutre de Timoshenko comportant un modèle de commutation de polarisation est utilisée à l’échelle micro. Également, une formulation multi-échelle de Hellinger-Reissner a été développée et implémentée pour un simple patch test en électrostatique. La procédure proposée est mise en œuvre dans le logiciel de calcul par éléments finis FEAP - Finite Element Analysis Program. Pour simuler le comportement aux deux échelles, FEAP est modifié, et deux versions différentes du code sont obtenues - macroFEAP et microFEAP. Le couplage de ces codes est réalisé avec Component Template Library - CTL qui rend possible l’échange d’informations entre les deux échelles. Les capacités de cette approche multi-échelle en 2D et en 3D sont démontrées dans un environnement purement mécanique, mais aussi multi-physique. La formulation théorique et l’application algorithmique sont présentées, et les avantages de la méthode multi-échelle pour la modélisation des matériaux hétérogènes sont illustrés avec plusieurs exemples numériques
In this thesis, a multi-scale and multi-physics coupling computation procedure for a 2D and 3D setting is presented. When modeling the behavior of a structure by a multi-scale method, the macro-scale is used to describe the homogenized response of the structure, and the micro-scale to describe the details of the behavior on the smaller scale of the material where some inelastic mechanisms, like damage or plasticity, can be taken into account. The micro-scale mesh is defined for each macro-scale element in a way to fit entirely inside it. The two scales are coupled by imposing a constraint on the displacement field over their interface. The computation is performed using the operator split solution procedure on both scales, using the standard finite element method. In a 2D setting, an embedded discontinuity is implemented in the Q4 macroscale element to capture the softening behavior happening on the micro-scale. For the micro-scale element, a constant strain triangle (CST) is used. In a 3D setting, a macro-scale tetrahedral and hexahedral elements are developed, while on the micro-scale Timoshenko beam finite elements are used. This multi-scale methodology is extended with a multi-physics functionality, to simulate the behavior of a piezoelectric material. An additional degree of freedom (voltage) is added on the nodes of the 3D macro-scale tetrahedral and hexahedral elements. For the micro-scale element, a Timoshenko beam element with added polarization switching model is used. Also, a multi-scale Hellinger- Reissner formulation for electrostatics has been developed and implemented for a simple electrostatic patch test. For implementing the proposed procedure, Finite Element Analysis Program (FEAP) is used. To simulate the behavior on both macro and micro-scale, FEAP is modified and two different version of FEAP code are implemented – macroFEAP and microFEAP. For coupling, the two codes are exchanging information between them, and Component Template Library (CTL) is used. The capabilities of the proposed multi-scale approach in a 2D and 3D pure mechanics settings, but also multi-physics environment have been shown. The theoretical formulation and algorithmic implementation are described, and the advantages of the multi-scale approach for modeling heterogeneous materials are shown on several numerical examples

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Guérin, Nicolas. "Analyse thermomécanique du contact aube-stator : approches numérique et expérimentale". Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEC043.

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Le constant besoin d’amélioration de l’efficacité et d’allègement des turbomachines demande aux constructeurs des efforts permanents pour ouvrir les domaines de conception. En particulier, les jeux fonctionnels entre les parties fixes et tournantes des turbomachines modernes sont de plus en plus réduits, permettant des diminutions substantielles des pertes de rendement. Toutefois, l’allègement des composants entraîne leur assouplissement, et donc une importance croissante des phénomènes dynamiques dans le cycle de vie des structures fixes comme tournantes. L’effet des couplages multi-physiques se retrouve lui aussi exacerbé, que ce soit celui du couplage thermomécanique ou aéroélastique. Il est donc, dans ce contexte, nécessaire d’améliorer les outils de dimensionnement de façon à prévoir plus précisément le cycle de vie des composants des moteurs, afin de réduire les coûts de développement, tout en augmentant leur sûreté de fonctionnement et donc la sécurité des passagers. Cette thèse s’est inscrite dans la continuité de travaux précédents sur le sujet du contact aubes–stator. À savoir, introduire plus de physique dans les modèles numériques en tenant compte de phénomènes et de géométries de plus en plus complexes. L’objectif principal a été d’introduire la modélisation de phénomènes thermiques dus aux évènements de contact, intervenant à l’interface entre les pièces fixes et tournantes, en se basant sur des géométries industrielles installées sur un banc d’essais. Cependant, l’introduction de cette nouvelle physique dans les modélisations devait être faite en tenant compte des contraintes de simulation sur des systèmes complexes, c’est-à-dire en trouvant un compromis entre vitesse et précision des calculs. Enfin, une phase de corrélation entre ces simulations et des essais sur banc était à effectuer, pour s’assurer de la pertinence des outils de dimensionnement mis en oeuvre. Durant cette thèse, une adaptation et une ré-instrumentation du banc d’essais CASTOR (Contact Aubes StaTOR) ont d’abord été effectuées. Plusieurs essais de contact sur banc ont ensuite été réalisés en mesurant les comportements vibratoires et thermiques des parties fixes et tournantes. Puis, des travaux menés en parallèle ont porté sur la réduction de modèles éléments finis décrivant le comportement thermomécanique d’éléments de compresseurs centrifuges de turbomachines aéronautiques. Par ailleurs, plusieurs méthodologies d’intégration temporelle des problèmes de contact, conventionnellement utilisées dans un cadre purement mécanique, ont été évaluées dans un cadre de simulation thermomécanique pour s’assurer de leur capacité à fonctionner pour ce type d’études. Certaines difficultés ont été levées en exploitant des méthodes numériques issues de la communauté scientifique traitant de la dynamique non-régulière. Enfin, des simulations ont été effectuées avec divers paramétrages pour montrer à la fois les capacités de l’outil développé, et confronter les résultats numériques aux observations expérimentales
The constant need for efficiency and lightweightness of aeroengines demands OEM continued efforts to open design domain. In particular, operations clearances between static and rotating parts of modern engines become narrower, leading to better efficiencies. However, lighter components generally have lower stiffnesses, causing a growth in dynamic phenomena participation in the engines life-cycle. Mutli-physics coupling effects are aggravated in the same manner, whether they are of thermomechanical or aeroelastic nature. In this context, it is therefore crucial to improve design tools so as to predict more accurately the operational conditions of the engine components, with a general objective to cut down development and operational costs, while ensuring engine reliability and passenger safety. This thesis closely follows previous work on blade–casing contacts, all aimed at modelling more accurately the underlying more and more complex phenomena and structures. The main objective of this work has been to introduce a model for the thermal phenomena occurring during contacts at the interface between rotating and static parts, based on industrial geometries of components, which are set in a test rig. Due to the sophistication of the parts, the addition of these phenomena in the model had to be performed while paying attention to high simulation constraints. In other words, a trade-off had to be found between speed and precision of the computations. Finally a correlation phase was to be performed between simulations and experimental trials was to be performed to assess the relevance of the proposed numerical tools. During this thesis, a modification and a new instrumentation of the CASTOR test rig were performed. Multiple contact trials were carried out, during which vibratory and thermal behavior of the components were measured. In parallel to these experimental operations, multiple numerical developments were tackled. Among them, a model reduction methodology of thermoelastic models of turbo-engine centrifugal compressors was developed. Also, multiple time-stepping procedures, originally dedicated to solve contact problems in a purely mechanical context, we extended to perform thermomechanical computations. Several complications were removed taking advantage of advanced methods stemming from the non-smooth dynamics community. Eventually, simulations were performed with diverse setups to both show the capabilities of the numerical tool as well as confront numerical results and experimental observations

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Fontana, Ilaria. "Interface problems for dam modeling". Thesis, Université de Montpellier (2022-….), 2022. http://www.theses.fr/2022UMONS020.

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Les équipes d’ingénierie ont souvent recours aux simulations numériques par éléments finis pour étudier et analyser le comportement des ouvrages hydrauliques de grande dimension. Pour les ouvrages en béton, les modèles doivent être en mesure de prendre en compte le comportement non-linéaire des discontinuités aux diverses zones d’interfaces localisées en fondation, dans le corps du barrage ou à l’interface entre la structure et la fondation. Il faut non seulement être capable de représenter le comportement mécanique non-linéaire de ces interfaces (rupture, glissement, contact), mais également de prendre en compte l’écoulement hydraulique à travers ces ouvertures.Dans le cadre de cette thèse, nous nous focalisons d’abord sur la question du comportement des interfaces, que nous abordons à travers le modèle des zones cohésives (CZM). Ce dernier, introduit dans divers codes de calcul par éléments finis (avec éléments finis de joint), est une approche pertinente pour décrire la physique des problèmes de fissuration et de frottement au niveau de discontinuités géométriques. Bien que le CZM a été initialement introduit pour prendre en compte que le phénomène de rupture, nous montrons dans cette thèse que son utilisation peut être étendue aux problèmes de glissement en s'appuyant sur le formalisme élasto-plastique éventuellement couplé à l'endommagement. En outre, des lois de comportement hydromécaniques non-linéaires peuvent être introduites pour modéliser la notion d’ouverture de fissure et le couplage avec les lois d’écoulement fluide. Au niveau mécanique, nous travaillons dans le cadre des matériaux standard généralisés (SGM), qui fournit une classe de modèles qui satisfont d’une manière automatique des principes de la thermodynamique tout en possédant des bonnes propriétés mathématiques utiles pour la modélisation numérique robuste. Nous adaptons le formalisme SGM volumique à la description des zones d'interface. Dans cette première partie de la thèse, nous présentons nos développements faites dans l'hypothèse de SGM adaptée aux CZM, capable de reproduire les phénomènes physiques observés expérimentalement : rupture, frottement, adhésion.En pratique, les non-linéarités du comportement des zones d’interface sont dominées par la présence de contact, ce qui engendre des difficultés numériques importantes pour la convergence des calculs par élément fini. Le développement de méthodes numériques efficaces pour le problème de contact est donc une étape clé pour atteindre l’objectif de simulateurs numériques industriels robustes. Récemment, l’utilisation de techniques d’imposition faible des conditions de contact à la Nitsche a été proposée comme moyen pour réduire la complexité numérique. Cette technique présente plusieurs avantages, dont les plus importants pour nos travaux sont: 1) possibilité de gérer une vaste gamme de conditions (glissement avec ou sans frottement, non interpénétration, etc); 2) la technique se prête à une analyse d'erreur a posteriori rigoureuse. Ce schéma basé sur les conditions d’interface faibles représente le point de départ pour l’estimation d’erreur a posteriori par reconstruction équilibrée de la contrainte. Cette analyse est utilisée pour estimer les différentes composantes d’erreur (p.e., spatiale, non-linéaire), et pour mettre en place un algorithme de résolution adaptatif, ainsi que des critères d’arrêt pour les solveurs itératifs et le réglage automatique d’éventuels paramètres numériques.L'objectif principal de la thèse est donc de rendre robuste la simulation numérique par éléments finis des ouvrages présentant des discontinuités géométriques. On aborde cette question sous angle double : d’un côté on revisite les méthodes existantes de représentation de fissuration en travaillant sur la loi de comportement mécanique pour les joints ; de l’autre on introduit une nouvelle méthode a posteriori pour traiter le problème de contact et propose son adaptation pour les modèles d’interfaces génériques
Engineering teams often use finite element numerical simulations for the design, study and analysis of the behavior of large hydraulic structures. For concrete structures, models of increasing complexity must be able to take into account the nonlinear behavior of discontinuities at the various interfaces located in the foundation, in the body of the dam or at the interface between structure and foundation. Besides representing the nonlinear mechanical behavior of these interfaces (rupture, sliding, contact), one should also be able to take into account the hydraulic flow through these openings.In this thesis, we first focus on the topic of interface behavior modeling, which we address through the Cohesive Zone Model (CZM). This model was introduced in various finite element codes (with the joint elements), and it is a relevant approach to describe the physics of cracking and friction problems at the geometrical discontinuities level. Although initially the CZM was introduced to take into account the phenomenon of rupture, we show in this thesis that it can be extended to sliding problems by possibly relying on the elasto-plastic formalism coupled to the damage. In addition, nonlinear hydro-mechanical constitutive relations can be introduced to model the notion of crack opening and the coupling with the laws of fluid flow. At the mechanical level, we work in the Standard Generalized Materials (SGM) framework, which provides a class of models automatically satisfying some thermodynamical principles, while having good mathematical and numerical properties that are useful for robust numerical modeling. We adapt the formalism of volumetric SGM to the interface zones description. In this first part of the thesis, we present our developpements under the hypothesis of SGM adapted to CZM, capable of reproducing the physical phenomena observed experimentally: rupture, friction, adhesion.In practice, nonlinearities of behavior of interface zones are dominated by the presence of contact, which generates significant numerical difficulties for the convergence of finite element computations. The development of efficient numerical methods for the contact problem is thus a key stage for achieving the goal of robust industrial numerical simulators. Recently, the weak enforcement of contact conditions à la Nitsche has been proposed as a mean to reduce numerical complexity. This technique displays several advantages, among which the most important for our work are: 1) it can handle a wide range of conditions (slip with or without friction, no interpenetration, etc.); 2) it lends itself for a rigorous a posteriori error analysis. This scheme based on the weak contact conditions represents in this work the starting point for the a posteriori error estimation via equilibrated stress reconstruction. This analysis is then used to estimate the different error components (e.g., spatial, nonlinear), and to develop an adaptive resolution algorithm, as well as stopping criteria for iterative solvers and the automatic tuning of possible numerical parameters.The main goal of this thesis is thus to make the finite element numerical simulation of structures with geometrical discontinuities robust. We address this question from two angles: on one side, we revisit the existing methods for the crack representation working on the mechanical constitutive relation for joints; on the other, we introduce a new a posteriori method for the contact problem and we propose its adaptation for the generic interface models

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Papaiz, Garbini Gabriel. "Contribution au calcul des élévations de potentiel de sol en contexte ferroviaire". Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112098/document.

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Resumen

Le système électrique ferroviaire est composé d'un ensemble de conducteurs métalliques de différentes natures et ayant, pour la plupart d'entre eux, la particularité d'avoir une longueur très importante par rapport aux dimensions transversales. Cet ensemble de conducteurs est inséré dans un environnement complexe composé de plusieurs autres éléments, tel que le réseau de transport d'énergie à haute tension, le réseau de gaz, le réseau des télécommunications, ainsi que des habitations, des passagers, des rivières, des fermes, etc. Pour assurer sa bonne compatibilité électromagnétique avec l'environnement, il est important de limiter les niveaux d'émissions électromagnétiques provenant du système ferroviaire qui pourraient perturber les éléments extérieurs ou mettre en danger des personnes. En même temps, il est important que le système ferroviaire soit suffisamment immunisé contre des éventuelles perturbations externes, de façon à assurer le bon fonctionnement des installations ferroviaires et la sécurité des passagers et du personnel. Parmi les types de perturbations électromagnétiques existant, les Élévations de Potentiel de Sol (EPS) méritent une attention particulière. Le sol naturel est un milieu conducteur de très grande taille. Il est souvent utilisé pour drainer des excès de charges électriques d'un système quelconque, ainsi comme un milieu d'échange de courant électrique entre des systèmes qui sont à des potentiels électriques différents.Des protections sont alors systématiquement installées de sorte à limiter l'impact des EPS sur les éléments voisins. Ces protections ont souvent un coût d'installation et de maintenance très élevé pour le système ferroviaire; elles doivent être optimisées au cas par cas, de façon à garantir la sécurité des personnes et le bon fonctionnement des équipements, et en même temps rester financièrement accessibles. La majorité des méthodes existantes aujourd'hui pour le calcul des EPS ne permet pas la prise en compte de tous ces facteurs. Elles se limitent à intégrer le sol de façon passive, et en général en le modélisant de nature homogène ou quasi-homogène.Dans cette optique, nous proposons une nouvelle méthode pour le calcul des EPS, plus complète et par conséquent plus précise que celles existantes aujourd'hui. Cette méthode permet d'intégrer dans la modélisation la présence d'un sol hétérogène multicouche, construit à partir de mesures réalisées sur le terrain et spécifiques à chaque contexte de sol. La présence de conducteurs enterrés dans la région de l'EPS est tenue en compte dans un modèle multiconducteur qui permet intégrer en même temps tous les conducteurs de la zone. La méthode développée est particulièrement dédiée au calcul des EPS en contexte ferroviaire. Cette approche s'appuie sur une méthode hybride qui prend en compte les phénomènes d'induction et de conduction dans un système multiconducteurs et qui intègre la présence d'un sol multicouche. Ce type d'approche s'est déjà avéré pertinent dans le cadre de l'étude des interactions entre des perturbations électromagnétiques générées par une ligne à haute tension et des canalisations enterrées. Notre méthode est dans un premier temps validée dans des configurations académiques puis mise en œuvre dans l'étude de sites ferroviaires où des comparaisons avec des mesures sont présentées
The railway electrical system is composed of multiple metallic conductors of different kinds and having, for most of them, the particularity of being very long in comparison with its perpendicular dimensions. This set of conductors is integrated in a complex environment composed of many other elements, such as power transmission lines, pipelines, telecommunication lines, but also houses, people, rivers, farms, etc. To assure its electromagnetic compatibility with its environment, it is important to restrict the level of hazardous electromagnetic emissions coming from railway system that could disturb neighboring systems or risk people’s safety. At the same time, it is important that railway system is immunized against electromagnetic emissions coming from its neighbor, in order to assure the correct functioning of railway installations and the safety of passengers and staff. Among the different kinds of electromagnetic perturbations, the Ground Potential Rising (GPR) deserves a special treatment. The natural ground is a conductor environment of great size. It is often used to drain excessive electric charges from systems, and also as an environment allowing electrical charges exchange between systems in different electrical potential.Protections are then systematically deployed in order to limit the impact of GPR on neighboring elements. In the case of railway system, these protections have a very high cost of installation and maintenance. They must be optimized on a case to case basis, in order to assure security of people and equipments but also to be affordable.The majority of methods to calculate GPR don’t allow the integration of the complex electric environment of the ground. Most of them integrate the ground in a passive way, most of the time being a homogeneous ground.In this regard, we propose a new method of GPR calculation, more complete so more precise than what is used today. This method allows the integration into the model of a heterogeneous multilayer ground, built after measurements that have to be done on a case to case basis. The presence of buried conductors in the area of the GPR is also taken into account in a multiconductor model, which integrates at the same time all the conductors inside the zone.The method that we developed gets its full meaning when applied to GPR in railway context, thanks to the presence of many buried cables in the same environment. This approach is based on a hybrid method that takes into account induction and conduction phenomena in a multiconductor system and integrating a multilayer ground. This kind of approach has already been used in the calculation of electromagnetic induction between a power line and a pipeline. We first validated our method by calculating GPR in simple configurations. We then applied our calculations in order to calculate GPR in a railway context, which was then compared with measurements

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Bergougnoux, Benjamin. "Matrix decompositions and algorithmic applications to (hyper)graphs". Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC025/document.

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Durant ces dernières décennies, d'importants efforts et beaucoup de café ont été dépensés en vue de caractériser les instances faciles des problèmes NP-difficiles. Dans ce domaine de recherche, une approche s'avère être redoutablement efficace : la théorie de la complexité paramétrée introduite par Downey et Fellows dans les années 90.Dans cette théorie, la complexité d'un problème n'est plus mesurée uniquement en fonction de la taille de l'instance, mais aussi en fonction d'un paramètre .Dans cette boite à outils, la largeur arborescente est sans nul doute un des paramètres de graphe les plus étudiés.Ce paramètre mesure à quel point un graphe est proche de la structure topologique d'un arbre.La largeur arborescente a de nombreuses propriétés algorithmiques et structurelles.Néanmoins, malgré l'immense intérêt suscité par la largeur arborescente, seules les classes de graphes peu denses peuvent avoir une largeur arborescente bornée.Mais, de nombreux problèmes NP-difficiles s'avèrent faciles dans des classes de graphes denses.La plupart du temps, cela peut s'expliquer par l'aptitude de ces graphes à se décomposer récursivement en bipartitions de sommets $(A,B)$ où le voisinage entre $A$ et $B$ possède une structure simple.De nombreux paramètres -- appelés largeurs -- ont été introduits pour caractériser cette aptitude, les plus remarquables sont certainement la largeur de clique , la largeur de rang , la largeur booléenne et la largeur de couplage induit .Dans cette thèse, nous étudions les propriétés algorithmiques de ces largeurs.Nous proposons une méthode qui généralise et simplifie les outils développés pour la largeur arborescente et les problèmes admettant une contrainte d'acyclicité ou de connexité tel que Couverture Connexe , Dominant Connexe , Coupe Cycle , etc.Pour tous ces problèmes, nous obtenons des algorithmes s'exécutant en temps $2^{O(k)}\cdot n^{O(1)}$, $2^{O(k \log(k))}\cdot n^{O(1)}$, $2^{O(k^2)}\cdot n^{O(1)}$ et $n^{O(k)}$ avec $k$ étant, respectivement, la largeur de clique, la largeur de Q-rang, la larguer de rang et la largueur de couplage induit.On prouve aussi qu'il existe un algorithme pour Cycle Hamiltonien s'exécutant en temps $n^{O(k)}$ quand une décomposition de largeur de clique $k$ est donné en entrée.Finalement, nous prouvons qu'on peut compter en temps polynomial le nombre de transversaux minimaux d'hypergraphes $\beta$-acyclique ainsi que le nombre de dominants minimaux de graphes fortement triangulés.Tous ces résultats offrent des pistes prometteuses en vue d'une généralisation des largeurs et de leurs applications algorithmiques
In the last decades, considerable efforts have been spent to characterize what makes NP-hard problems tractable. A successful approach in this line of research is the theory of parameterized complexity introduced by Downey and Fellows in the nineties.In this framework, the complexity of a problem is not measured only in terms of the input size, but also in terms of a parameter on the input.One of the most well-studied parameters is tree-width, a graph parameter which measures how close a graph is to the topological structure of a tree.It appears that tree-width has numerous structural properties and algorithmic applications.However, only sparse graph classes can have bounded tree-width.But, many NP-hard problems are tractable on dense graph classes.Most of the time, this tractability can be explained by the ability of these graphs to be recursively decomposable along vertex bipartitions $(A,B)$ where the adjacency between $A$ and $B$ is simple to describe.A lot of graph parameters -- called width measures -- have been defined to characterize this ability, the most remarkable ones are certainly clique-width, rank-width, and mim-width.In this thesis, we study the algorithmic properties of these width measures.We provide a framework that generalizes and simplifies the tools developed for tree-width and for problems with a constraint of acyclicity or connectivity such as Connected Vertex Cover, Connected Dominating Set, Feedback Vertex Set, etc.For all these problems, we obtain $2^{O(k)}\cdot n^{O(1)}$, $2^{O(k \log(k))}\cdot n^{O(1)}$, $2^{O(k^2)}\cdot n^{O(1)}$ and $n^{O(k)}$ time algorithms parameterized respectively by clique-width, Q-rank-width, rank-width and mim-width.We also prove that there exists an algorithm solving Hamiltonian Cycle in time $n^{O(k)}$, when a clique-width decomposition of width $k$ is given.Finally, we prove that we can count in polynomial time the minimal transversals of $\beta$-acyclic hypergraphs and the minimal dominating sets of strongly chordal graphs.All these results offer promising perspectives towards a generalization of width measures and their algorithmic applications

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Tesis sobre el tema "Algorithmes de couplage d’utilisateurs"

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