Littérature scientifique sur le sujet « Identification de paramètres thermiques »

La récupération de chaleur des eaux usées peut fournir une source supplémentaire d’énergie renouvelable pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments. La performance et la rentabilité des installations sont toutefois conditionnées par des paramètres propres à chaque projet. À l’aide d’une analyse multicritère, ces paramètres peuvent être évalués à une échelle territoriale afin d’identifier les projets qui présentent les meilleures conditions pour l’installation d’un système de récupération de chaleur. L’analyse multicritère appliquée à l’Eurométropole de Strasbourg (EMS) évalue trois types de critères au niveau du territoire : des critères d’inclusion, d’exclusion et de hiérarchisation. Les critères d’inclusion ont permis dans un premier temps d’identifier les projets potentiels de valoriser l’énergie des eaux usées de l’EMS. Ainsi 91 bâtiments publics ont été sélectionnés en fonction de leur consommation énergétique et de leur proximité d’une conduite exploitable. Les critères d’exclusion ont ensuite permis d’écarter 40 projets potentiels pour lesquels la récupération de la chaleur des eaux usées n’est pas envisageable à cause des contraintes liées à l’urbanisme du territoire ou à l’utilisation privilégiée d’autres sources d’énergies renouvelables, par exemple lorsqu’il existe déjà un réseau de chaleur. Finalement, les critères de hiérarchisation ont permis de classer les 51 projets restants en fonction des paramètres de contexte qui conditionnent la performance et la rentabilité des installations. Les canalisations d’eaux usées associées aux projets qui se trouvent en haut de cette classification présentent ainsi les caractéristiques suivantes : une puissance d’extraction importante, un niveau d’autocurage fort, et un taux d’eaux claires parasites (ECP) faible. De plus, le projet potentiel se trouve dans une zone où des projets de géothermie de minime importance (GMI) ne sont pas éligibles, la récupération de chaleur des eaux usées se propose donc comme une source d’énergie alternative. Cette analyse multicritère développée à échelle territoriale constitue ainsi un outil d’aide à la décision qui permettra à l’EMS d’orienter la sélection des projets à développer.

Cette étude porte sur une modélisation mathématique d’un capteur solaire à air de conception conventionnelle à deux passes (circulation d'air de part et d'autres de l'absorbeur). Nous avons étudié le cas où le capteur est dans un état tel que les conditions de BLISS sont respectées. Nous avons établi un bilan thermique respectivement sur la couverture transparente, l'absorbeur puis l'isolation thermique arrière. Nous avons résolu le système d’equations obtenus. Nous avons ensuite fourni les expressions mathématiques exactes des paramètres UL ,Fr et F’. Une représentation graphique de ces paramètres a été présentée.

Une étude numérique portant sur un écoulement de type jet plan pulsé anisotherme en régime turbulent a été menée afin de déterminer l'influence de plusieurs paramètres tels que le nombre de Strouhal et l'amplitude de la pulsation sur les grandeurs dynamiques et thermiques de l'écoulement. Les jets pulsés sont des écoulements non permanents, à un instant donné, les champs de vitesse et de température vérifient l'équation de continuité, les équations de conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie. La fermeture du système d'équations obtenu est assurée par le modèle de l'énergie cinétique turbulente k et du taux de dissipation de l'énergie cinétique turbulente e, dit modèle . La résolution des équations associées a leurs conditions aux limites est effectuée après adimensionnement par une méthode aux différences finies. Le maillage utilisé est uniforme dans la direction transversale et non uniforme selon la direction longitudinale. Par contre le pas de calcul temporel adopté est constant. Le code de calcul numérique élaboré nous a permis d'établir les caractéristiques dynamiques et thermiques instationnaires d'un écoulement de type jet plan pulsé en faisant varier la fréquence et l'amplitude de pulsation. Les résultats obtenus nous permettent de constater que la pulsation accélère le développement initial du jet et améliore la diffusion, l'entraînement ainsi que l'échange thermique avec le milieu environnant dans les premiers diamètres. Loin de la source d'émission, elle ne modifie pas les paramètres de l'écoulement.

D’une manière générale, les traitements mécaniques, hydrothermiques et thermiques sont utilisables pour éliminer les composants indésirables des protéagineux et/ou accroître l’accessibilité de certains nutriments. La morphologie de la graine, la localisation des composants et leur sensibilité aux facteurs physico-chimiques conditionnent les traitements à appliquer. Dans le cas de la féverole, les tanins, contenus dans les téguments, peuvent être éliminés par décorticage, les facteurs antitrypsiques et les lectines contenus dans l’amande peuvent être inactivés par la chaleur. De plus, le broyage, mais aussi les traitements thermiques et hydrothermiques (toastage, floconnage, infranisation, extrusion, agglomération) sont capables de modifier profondément l’accessibilité et les propriétés des composants majeurs de la graine (amidon, protéines). La composition de la graine peut être modifiée par la turboséparation. L’efficacité nutritionnelle et industrielle des traitements technologiques est liée aux valeurs des paramètres de commande des procédés. Des procédés, de principe différent, peuvent générer des résultats similaires ; à l’opposé, des résultats très différents peuvent être obtenus à l’aide d’une même technique.

La capacité à retenir les lipides lors de la cuisson constitue la principale qualité technologique recherchée du foie gras. La fonte se traduit par une exsudation de nature essentiellement lipidique qui a lieu lors des traitements thermiques de conservation. Différentes méthodes d’évaluation de ce rendement sont disponibles et de manière générale, les corrélations entre ces dernières sont significatives. La variabilité du rendement technologique est élevée. Des facteurs de variation identifiés sont des paramètres liés à l’élevage, au gavage ou encore aux conditions entourant l’abattage des animaux. Des études ont également permis de mettre en évidence un lien entre le rendement technologique et de nombreux paramètres : le type et les caractéristiques génétiques de l’animal, le poids du foie et sa composition chimique. Enfin, la recherche du déterminisme biologique de la variabilité de la fonte à la cuisson a conduit à proposer un mécanisme en lien avec le niveau de stéatose hépatique au moment de l’abattage.

Les récentes avancées technologiques dans le domaine des pompes à chaleurs ont permis de proposer des solutions nouvelles pour le chauffage et le refroidissement des ouvrages. Les géostructures énergétiques consistent à incorporer des échangeurs thermiques dans les éléments enterrés des ouvrages géotechniques. Cependant, l’échange de chaleur conduit à une évolution cyclique de la température du sol adjacent. Ainsi, de nombreuses questions se posent sur l’effet de ces variations de température sur les paramètres hydromécaniques des sols. Ces questions sont importantes puisque les géostructures énergétiques cumulent la fonction d’échangeur thermique et la fonction de portance ou de soutènement. Dans cette étude, quatre massifs de sol ont été compactés dans une cuve de 0,6 m de diamètre et 0,8 m de haut qui est thermo-régulée (1 à 40 °C). Le matériau testé est une argile (illite) compactée à sa teneur en eau optimale soit 31,3 % (essai Proctor normal), et à 90 % de sa masse volumique sèche maximale, soit 1,29 Mg/m3. Six essais mini-pressiométriques ont été réalisés dans chaque massif à différentes étapes des sollicitations thermiques appliquées. Les résultats montrent une diminution de la pression limite avec l’augmentation de la température. L’application de plusieurs cycles montre que le 1er cycle a un impact prépondérant par rapport aux cycles suivants en particulier, pour la pression de fluage qui tend vers une valeur d’équilibre. En revanche, la pression limite conserve sa dépendance à la température au-delà du 1er cycle.

Les algorithmes de classification permettent de gérer de grandes quantités de données. L'objectif de cette étude est de comparer deux méthodes de classification, la Classification hiérarchique Ascendante (CHA) et la méthode des Centres Mobiles (CM) sur des données de Tomographie de Résistivité Electrique (TRE) caractérisant le massif entourant la grotte de Lascaux. Le rendu de ces méthodes est analysé en tenant compte de la connaissance a priori de la géologie du site. Dans ce projet, la structuration des données en 2 à 5 classes vise à subdiviser le massif en domaines les plus homogènes possible afin de leur affecter des propriétés thermiques différentes dans un modèle 3D. Ces dernières serviront de paramètres d’entrée nécessaires aux simulations thermo-aérauliques de la grotte soumise à différentes conditions météorologiques.

Dans les régions de plaine, la présence d'un cours d'eau s'accompagne généralement de celle d'une nappe alluviale. Des échanges entre nappe et rivière ont lieu à travers le fond du lit et les berges. Ces écoulements ont une influence sur leur régime thermique respectif. Dans un premier temps, afin de préciser ce terme souvent négligé du bilan thermique des cours d'eau, nous avons calculé, à l'aide d'un modèle numérique, le débit et les apports thermiques correspondants en provenance de la nappe lorsque la nappe alimente la rivière. Les résultats sont fonction de paramètres décrivant la forme du système, de la perméabilité de la couche aquifère et de la pente de la surface piézométrique. A l'inverse, lorsque le cours d'eau alimente la nappe de façon permanente, le régime thermique du cours d'eau, dont les fluctuations annuelles sont plus marquées que celles de la nappe, est susceptible d'influencer celui de la nappe. Nous avons également simulé cette influence. De plus, on a envisagé l'effet sur la nappe d'un échauffement du cours d'eau au-dessus de sa température naturelle. Des abaques ont été tracés pour regrouper les résultats. Ils permettent de connaître pour un grand nombre de situations, la distance depuis la rive à laquelle subsiste un échauffement dans l'aquifère égal à la moitié de l'échauffement de la rivière.

Le contact thermique de deux solides en frottement sec est formulé par 2 équations qui font appel à 3 paramètres : la résistance thermique de contact, le coefficient de partage local et le flux généré par frottement. Le but de ce travail est de valider ces équations et de déterminer les valeurs des trois paramètres. Une étude expérimentale est menée à partir de deux cylindres creux en contact axial, l'un étant fixe et l'autre tournant. Les mesures de température à différentes hauteurs sont effectuées à l'aide de thermocouples. Une technique d'estimation de paramètre est développée pour déterminer les valeurs des trois paramètres à partir de ces mesures. Une étude approfondie de sensibilité est également effectuée pour garantir les valeurs déterminées expérimentalement et de leur associer un intervalle de confiance. Le modèle de couplage est validé et l'identification des paramètres est réalisable. Des valeurs de ces paramètres sont déterminées pour différents matériaux et vitesses de glissement
Thermal contact between two solids in dry friction is modeled by 2 equations which introduce 3 parameters: thermal contact resistance, local heat partition coefficient and frictional heat flux. The aim of this work is to validate these equations and to estimate the parameter values. The experimental study is performed by using two hollow cylinders in axial contact, one being static and the other rotating. Temperatures are measured by thermocouple located at different height of cylinders. An estimation methodology is developed in order to determine the 3 parameter values using these measurements. A thoroughly sensitivity analysis is performed in order to warrant the experimental results and to give an interval of confidence for the obtained values. The thermal contact model is valid and the parameters estimation is feasible. Some results are determined for different materials and velocities

L'objectif de cette etude est la determination de parametres thermiques d'un batiment par identification a partir de mesures in situ. Apres avoir analyse certains travaux de recherche concernant la determination de parametres thermiques d'un batiment par identification a partir de mesures, nous avons presente un rappel theorique de la methode de l'identification. Nous avons par la suite propose une demarche a suivre pour la realisation d'un diagnostic thermique d'un batiment. Cette demarche a ete testee pour des mesures realisees sur des cellules experimentales et sur un maison en vraie grandeur. Nous avons montre la faisabilite de la methodologie mise au point: les parametres identifies des cellules sont proches des parametres experimentaux et reglementaires; et la demarche suivie permet de detecter des erreurs de mesures ou de mauvais fonctionnement. Dans le cas d'une maison en vraie grandeur nous avons pu montre en particulier la necessite d'une meilleure connaissance sur le batiment pour ameliorer les resultats de l'identification

Ce mémoire est consacré aux problèmes inverses en mécanique et en thermique. Avant de proposer des algorithmes de résolution de problèmes inverses, l’approche du problème direct est au préalable abordée et détaillée. Le premier thème développé dans la première partie de ce mémoire est l’identification des dix caractéristiques d’inertie d’un solide rigide. Une formulation matricielle originale des équations du mouvement est proposée. Les dix caractéristiques d’inertie sont regroupées dans une matrice 4x4 symétrique défini positive : matrice de tenseur de Poinsot généralisée. Cette matrice intervient linéairement dans les équations du mouvement. A partir de mouvements simulés par le logiciel Solid Dynamics, les caractéristiques d’inertie sont retrouvées par un algorithme du type gradient conjugué projeté. Un deuxième thème en mécanique est la flexion d’une poutre où l’inertie principale de la section est identifiée. La seconde partie concerne l’identification de paramètres thermophysiques à partir d’une modélisation unidimensionnelle. Un algorithme de résolution du problème direct, basé sur les éléments finis, est élaboré, ainsi qu’un algorithme d’identification pour estimer simultanément la chaleur volumique et la conductivité thermique. Cet algorithme est d’abord validé à partir de champs de température simulés obtenus par l’algorithme du problème direct. Des essais expérimentaux sont ensuite réalisés pour identifier les paramètres sur 3 types de polymères
The principal goal of this manuscript is to present a comprehensive study of efficient methods for solving inverse mechanical and thermal problems. Before proposing the algorithms for inverse problems, the direct problems were studied. In mechanics, a new approach to the dynamic analysis of rigid solid in the form of a consistent method employing 4x4 matrices. The ten inertia parameters are expressed in symmetric matrix called: Poinsot inertial matrix generalized. The Poinsot inertial matrix appears linearly in the matrix formulation of movement equations, suitable for computer application. From different movements simulated with the software Solid Dynamics, the inertial matrix is identified by projected Conjugate Gradient algorithm developed. The second mechanical theme is related to the identification of the principal moment of inertia of the beam for flexion. The second part is devoted to thermophysical parameters identification in one-dimensional case. First, an algorithm, based on finite element method, is proposed to solve the heat conduction problem. Then an identification algorithm developed for simultaneous estimation of thermal conductivity and heat capacity per unit volume is tested on the simulated fields of temperature. Experimental tests are then carried out to identify the parameters on 3 types of polymers

Les pompes a chaleur chimiques developpees a l'i. M. P. Sont basees sur des reactions gaz/solide. Une augmentation importante de puissance a ete obtenue par adjonction d'un liant graphite inerte au milieu reactif (ammoniacates). Ce travail a permis de developper une technique originale de mesure de parametres thermiques equivalents de ces milieux poreux reactifs: conductivite, diffusivite et la resistance de contact sel/paroi. Les resultats relatifs au couple cacl#2/ch#3nh#2 dans differentes conditions de mise en uvre des melanges reactifs sont presentes. Le role du liant, ainsi que la preponderance des transferts de chaleur dans la cinetique de transformation globale ont ete mis en evidence grace a une simulation numerique. Un capteur sensible aux variations significatives de la conductivite thermique de ces milieux poreux en fonction de la composition globale a ete mis au point. Ce capteur permet le controle de l'avancement d'une reaction chimique gaz/solide par une mesure sur la matrice solide

Le travail développé dans cette thèse est une contribution à l’identification via des mesures expérimentales des paramètres critiques pour la modélisation thermique d’une carte électronique et de ses composants. Dans une première partie, l’étude de l’évolution temporelle de la température de jonction d’un composant électronique soumis à une puissance thermique constante est proposée, ceci à partir de l’analyse graphique de sa Cumulative Structure Function. La présentation détaillée de toutes les étapes dans la construction de cette dernière est réalisée, ainsi que l’analyse des différents paramètres sensibles. L’identification de manière absolue des paramètres thermiques des différents matériaux d’un composant électronique est irréalisable. Néanmoins une étude relative permettant le calibrage de son modèle numérique détaillé est présentée. La seconde partie de cette thèse est consacrée à l’identification par méthodes inverses des caractéristiques d’un composant encastré au sein d’une carte électronique, à savoir sa position, ses dimensions et la puissance thermique qu’il dissipe. Pour atteindre cet objectif, un modèle numérique 3D basé sur la méthode des volumes finis a été implémenté, pour calculer en régime transitoire les transferts de chaleur par conduction qui s’établisse au sein de la structure d’étude. L’algorithme des gradients conjugués avec calcul de la variable adjointe est utilisé pour estimer les puissances thermiques volumiques dissipées, tandis que son couplage avec une fonction de minimisation unidimensionnelle permet d’identifier la position des sources de chaleur dans la profondeur de la structure. L’application de cette procédure à partir de données issues de simulations numériques ainsi que des mesures expérimentales ont permis de valider la méthode d’inversion
The work presented in this thesis is a contribution to the identification via experimental measurements of critical parameters for the thermal modelling of an electronic board and its components.First, the study of the temporal evolution of the junction temperature of an electronic component stimulated by a constant thermal power is proposed, based on the graphical analysis of its Cumulative Structure Function. All the steps involved in the construction of this function are presented in detail, together with an analysis of the various sensitive parameters. Absolute identification of the thermal parameters of the different materials of an electronic component is not feasible, but a relative study is presented to enable the calibration of its detailed numerical model.The second part of this thesis is devoted to the identification, using inverse methods, of the characteristics of a component embedded in an electronic board, namely its position, its dimensions, and its dissipated thermal power. To achieve this objective, a 3D numerical model based on the finite volume method was implemented to calculate the transient conductive heat transfer within the structure of study. The conjugate gradient algorithm with adjoint variable calculation is used to estimate the dissipated heat power density, while its coupling with a one-dimensional minimisation function permits to identify the position of the heat sources according to the depth of the structure. The application of this procedure to data from numerical simulations and experimental measurements has enabled to validate the inversion method

Cette etude a pour objectif d'apporter des elements de diagnostic thermique d'une machine a courant continu. L'approche retenue consiste a utiliser des algorithmes d'identification parametrique du modele thermique de la machine. L'analyse de la signature temporelle de l'estimation des parametres thermiques par un test sequentiel d'hypotheses permet alors de detecter et de localiser un defaut thermique. Le modele thermique est compose de deux blocs isothermes : le rotor et le stator. Il est constitue de resistances thermiques (trois) et de capacite calorifique (deux). Ces elements caracterisent les echanges thermiques entre les differents blocs. Nous avons valide cette surveillance thermique en appliquant differents algorithmes d'identification parametrique (bases sur les moments partiels reinitialises ou sur la methode du modele) a des essais de la machine en defaut. Les resultats obtenus ont permis de d'observer la modification de certains parametres thermiques lors de ces fonctionnements en defaut. Le modele thermique retenu permet de detecter et de localiser deux defauts thermiques : isolation thermique de la carcasse et obturation des ouies d'entree de l'air ambiant. Nous avons egalement etendu nos travaux a un fonctionnement de la machine a courant a vitesse variable. La variation de la vitesse de rotation entraine des variations de certains parametres thermiques. Ce modele thermique a vitesse variable nous a permis de detecter le defaut d'isolation thermique de la carcasse.

Cette etude a pour objectif d'apporter des elements de diagnostic electromecanique et thermique d'une machine a courant continu. L'approche retenue consiste a utiliser des algorithmes d'identification parametrique de systemes continus. L'avantage est alors, sur la base d'un modele de connaissance, de pouvoir estimer les parametres physiques du procede. L'analyse de la signature temporelle de ces parametres par un test statistique sequentiel d'hypotheses permet alors de detecter et de localiser un defaut. Nous avons valide des algorithmes d'identification des parametres electromecaniques d'une machine a courant continu sur un banc instrumente. Ces derniers reposent sur une modelisation originale basee sur les moments partiels reinitialises. L'utilisation d'un estimateur moments partiels/variable instrumentale permet, en particulier, de filtrer l'influence perturbatrice du couple de charge, non mesurable, lorsque celui-ci varie de maniere aleatoire. L'association de ces algorithmes avec des tests statistique sequentiels de wald sur la moyenne ont permis d'assurer la detection et la localisation d'un defaut d'origine electrique. Enfin, nous avons propose un modele de comportement thermique simplifie de la machine. Les resultats d'identification, par la methode du modele et par la methode des moments partiels, ont permis d'observer la modification des parametres en fonction de la vitesse ou d'un defaut thermique. Ces resultats ont ete obtenus experimentalement a l'aide d'une instrumentation thermique complete, au stator et au rotor

Ce mémoire est consacré à la résolution des problèmes inverses. Il est divisé en deux parties, la première concerne les phénomènes mécaniques et la deuxième les phénomènes thermiques. Avant de proposer des algorithmes pour résoudre les problèmes inverses considérés, la résolution des problèmes directs est au préalable analysée en détail. Le premier thème développé dans la partie mécanique est l'identification des dix caractéristiques d'inertie d'un solide rigide. Les équations du mouvement sont formulées par une égalité entre matrices 4x4 antisymétriques, l'une associée au torseur dynamique, l'autre au torseur des efforts extérieurs. Les caractéristiques d'inertie sont regroupées en une matrice 4x4 symétrique défini-positive. Cette matrice intervient linéairement dans les équations du mouvement, la prise en compte de sa positivité est essentielle à la convergence de l'algorithme du type gradient conjugué projeté proposé pour l'identifier. Le deuxième thème abordé est l'identification du moment quadratique de la section droite d'une poutre en flexion. La partie thermique concerne l'identification de la conductivité thermique et de la chaleur volumique d'un solide dans le cas d'une propagation unidimensionnelle de la chaleur. La méthodologie développée est la suivante : Construction d'un algorithme A1 de résolution du problème direct, Construction d'un algorithme A2 de résolution du problème inverse, Validation de l'algorithme A2 à l'aide de simulations obtenues par l'algorithme A1, Identification des paramètres thermophysiques de trois polymères par exploitation de champs de température mesurés expérimentalement par thermographie infrarouge.

Le secteur du bâtiment représente aujourd'hui près de 45% de la facture énergétique nationale, et le parc des bâtiments existants se renouvelle lentement. L'audit énergétique est un outil d'aide à la décision permettant d'améliorer la performance des bâtiments en proposant des scénarios de rénovation adaptés. Cependant, les méthodes d'audit actuelles ne parviennent pas à saisir réellement les propriétés thermiques des bâtiments et les propositions de rénovation peuvent être inadaptées. Nous proposons une méthode innovante d'audit énergétique des bâtiments qui permet de réduire fortement les incertitudes sur les paramètres et la réponse thermique du modèle. Elle diffère des méthodes classiques par son protocole opératoire et ses outils de résolution numérique. En plus du recueil des scénarios d'usage, des caractéristiques thermiques des systèmes et du bâti, et des conditions climatiques, elle exploite l'information contenue dans la mesure de l'état thermique, composé des températures des pièces et des températures de surfaces de certaines parois et des émetteurs. Ces données alimentent un problème inverse d'identification de paramètres. L'utilisation d'un modèle aux EDP nous donne accès aux outils du contrôle optimal, et notamment à la méthode de l'état adjoint. Avec ce formalisme, le problème inverse se réécrit comme un problème d'optimisation non linéaire de calibration du modèle thermique. Les paramètres inconnus sont constitués des paramètres les plus influents : la capacité et la conductivité thermiques des parois, les caractéristiques des émetteurs, la transmittance des fenêtres et le débit de renouvellement d'air moyen. Nous proposons deux variantes de la méthode, que nous appliquons sur un cas d'étude numérique. La première nécessite les données de chaque puissance individuelle fournie aux émetteurs, et la seconde utilise une mesure globale de production de chaleur. L'approche est étudiée numériquement : le modèle thermique sert à la fois pour la génération des mesures et pour l'identification. Une fois les mesures de l'état thermique synthétisées, les paramètres retenus sont perturbés suivant les incertitudes classiques du bâtiment. Nous éprouvons la méthode sur un échantillon de tirages aléatoires, engendrant autant d'initialisations pour l'algorithme, afin de calculer l'incertitude de la méthode. L'allègement du protocole opératoire pour la seconde variante se traduit toutefois par une baisse de la précision de l'identification. Nous analysons la robustesse de la méthode lorsque les conditions climatiques de l'audit changent, que le bruit des capteurs de l'état thermique augmente, et pour de fortes incertitudes initiales des paramètres. Nous montrons que la méthode est stable par rapport au bruit des capteurs et que l'incertitude sur l'état thermique du bâtiment est globalement réduite. Afin d'améliorer la prise en compte de l'aéraulique, nous proposons une technique permettant de discriminer deux sources ayant des dynamiques différentes : l'une constante par morceaux, l'autre régulière dans le temps. La méthode résout un problème inverse prenant en compte la régularité des fonctions par projection. Cet outil est validé sur une étude expérimentale, dont les résultats démontrent la robustesse au bruit de mesure. Ce résultat constitue un jalon dans la volonté de s'affranchir de la contrainte de maîtrise de scénarios d'usage de la méthode d'audit. Enfin, nous proposons un formalisme inverse pour caractériser les propriétés thermiques d'une structure 3D à partir de mesures de température sur une partie de sa frontière. L'outil permet de reconstruire différentes formes et natures de défauts. Il pourrait trouver des débouchés dans la caractérisation de défauts d'isolation ou de ponts thermiques
The building sector currently accounts for nearly 45% of the national energy bill, and the existing buildings are slowly renewed. Energy audit is a tool for decision support to improve building performance by providing suitable renovation strategies. However, actual energy audit methods fail to completely determine the building thermal properties, and the proposed retrofit strategies may be inappropriate. We propose an innovative energy audit method which significantly reduces the uncertainties on the building thermal parameters and the thermal state. It differs from conventional methods by its operating protocol and its numerical resolution. In addition to the collection of use scenarios, thermal characteristics of built and systems, and weather conditions, it exploits the information embedded in the measurement of the thermal state, composed of the temperatures of the rooms, and the surface temperature of walls and heating devices. This data feed an inverse problem of parameters identification. Using a model for EDP gives us a direct access to the tools of the optimal control theory, including the adjoint state method. With this formalism, the inverse problem can be rewritten as a nonlinear optimization problem of the calibration of the thermal model. The unknown parameters consist of the most influential parameters of the building thermal model: the heat capacity and the thermal conductivity of the walls, the heaters characteristics, the windows transmittance and the mean rate of air renewal. We propose two alternatives to the method. The first requires the data of each individual power provided to heating device, and the second uses a global measure of the heat production. We apply them on a numerical case study: the thermal model is used for both the measures generation and the parameters identification. Once the thermal state measurements are synthesized, the selected parameters are disturbed by conventional uncertainties of the building. We investigate the method on a randomly generated sample, which gives us as many starting values for the algorithm. This allows to compute the uncertainty of the method. Reducing the operating protocol for the second alternative results in a decrease of the identification accuracy. We analyze the robustness of the method when the weather conditions of the audit change, when the sensor noise of the thermal state increases, and when we deal with strong initial parameter uncertainties. We show that the method is stable compared to the sensor noise and the thermal response of the rooms is generally well reconstructed. In order to improve the ventilation consideration, we then propose a technique to distinguish two thermal sources whose dynamics differ: one piecewise constant, and one smooth in time. The method is to solve an inverse problem, taking into account the temporal regularity of functions by a projection step. This tool has been validated on an experimental study, and the results demonstrate robustness to measurement noise. This result is a milestone in the will to overcome the constraint of precisely describing to use scenarios in the audit methodology. Finally, we propose an inverse formalism to characterize the thermal properties of a 3D structure from temperature measurements on a part of its boundary. The tool allows the reconstruction of various types and forms of internal defects. He could find opportunities in the thermal building diagnostics for characterizing insulation defects or thermal bridges

La fabrication du pare-brise automobile est réalisée par un procédé de thermoformage dans un four tunnel où des feuilles de verre subissent un chauffage différentiel par rayonnement par des centaines d'éléments chauffants électriques contrôlés individuellement. Ces travaux ont pour objectif final de répondre à une problématique industrielle formulée en tant que problème d'optimisation. Elle consiste à aider le conducteur du four à retrouver la cartographie de puissance qui permet d'obtenir le champ de température nécessaire à la surface du verre afin d'aboutir à une forme souhaitée. Pour y parvenir, un modèle du four basé sur la méthode de réseau de composants est utilisé afin de simuler le cycle de chauffage. Dans un premier temps, la précision de la température calculée est améliorée par identification paramétrique en se référant à des données de mesures effectuées in situ. Une étude de sensibilité locale et globale a été réalisée au préalable. Par la suite, dans le but d'accélérer ces calculs, une méthode d'optimisation originale est proposée. Elle consiste à combiner la méthode métaheuristique du Recuit Simulé et l'Algorithme de Re-revêtement pour identifier l'émissivité multi-bande des matériaux. Après avoir effectué une validation sur un modèle simplifié 3D de four radiatif de traitement de matériaux, la méthode originale est appliquée pour le modèle du four réel. Outre l'amélioration de la précision des résultats de la simulation, la nouvelle démarche réduit considérablement le temps de calcul. Dans la deuxième partie du travail, plusieurs méthodes métaheuristiques, telles que l'Algorithme Génétique, le Recuit Simulé, la Recherche Tabou ainsi que leur hybridation sont expérimentées pour un modèle simplifié d'une enceinte radiative. Les résultats montrent que la combinaison de l'Algorithme Génétique et du Recuit Simulé a permis d'accélérer la convergence pour atteindre les champs de températures souhaités sur la surface du produit. Cette méthode est par la suite appliquée avec succès pour inverser le modèle du four afin de retrouver les paramètres de commande du four
The manufacturing of automobile windshield is produced by a thermoforming process in a tunnel furnace where glass undergoes differential heating radiation by hundreds of electrical heating elements individually controlled. The final purpose of this work is to answer a real industrial problem, which is formulated as an optimization problem. It aims at assisting the furnace driver to find the setting that allows obtaining the required temperature distribution on the glass design in order to achieve the desired shape. Based on the method of network components, a model of the furnace is used to simulate the heating cycle. As a first step of this work, the accuracy of the temperature calculated is improved by parametric identification by referring to the data of measurements taken in situ. A local and global sensitivity analysis was performed beforehand. Thereafter, in order to accelerate these calculations, an original and optimization method is proposed. It consists in combining the Simulated Annealing metaheuristic method and the Replating Algorithm to identify multi-band emissivity. First, the original method validation is performed on a simplified 3D model of radiative enclosure, and then applied to the real furnace model. The new approach significantly reduces the computation time while improving the accuracy of the simulation results. In the second part of this work, several metaheuristic methods, such as Genetic Algorithm, Simulated Annealing, Tabu Search, and their hybridization are tested on a simplified model of a radiative enclosure. Results show that the combination of Genetic Algorithm and Simulated Annealing has accelerated the convergence to achieve the desired temperature fields on the product surface. This new method is successfully applied to the real furnace model to find the optimal control parameters

Le comportement des feux de forêt à grande échelle est largement modélisé comme un problème de propagation du front de feu, où la principale grandeur physique d'intérêt est la vitesse de propagation du front de feu. Cette dernière est partiellement connue lors d'un incendie en raison des incertitudes des paramètres de combustible et des interactions feu/atmosphère induisant des erreurs de position du front de feu dans les prédictions du modèle. Ce chapitre présente un aperçu des approches d'assimilation de données infrarouges thermiques proposées dans la littérature et les perspectives pour la prévision et/ou la réanalyse du comportement des feux de forêt.