Thèses : « Maillage à pas variable »

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Tissafi, Bouchra. « Résolution couplée des équations de l'électromagnétisme et du transport en 3D pour des applications THz : modélisation et optimisation du photo-commutateur ». Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112313.

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Résumé :

Ce travail de thèse porte sur la modélisation tridimensionnelle du couplage des équations de Maxwell et de Boltzmann dans des dispositifs THz. II s'insère dans le cadre de la recherche de nouvelles sources et de nouveaux détecteurs THz utilisant des dispositifs compacts à semi-conducteurs. Le composant modélisé dans cette thèse est un photo-commutateur metal-semi-conducteur-métal sur InP qui est totalement compatible avec la technologie des circuits télecoms. Notre étude comporte trois volets principaux : 1/ Le développement d'un code maison « Maxtra3D �� pour le couplage des équations de l'électromagnétisme et du transport (modèle de la dérive-diffusion et modèle hydrodynamique). Ainsi, une étude comparative entre le logiciel de l'IRCOM qui est basé sur la FDTD à pas constant, le logiciel de LGEP basé sur la méthode des éléments finis et notre logiciel qui est basé sur la FDTD à pas variables nous a confirmé la pertinence de notre choix de modélisation. 2/ Evaluation des sources de pertes dans le guide coplanaire qui constitue l'environnement de génération et de propagation de l'onde THz. 3/ Etude paramétrique du photo-commutateur et optimisation de son rendement en fonction de sa géométrie. D'autres géométries de photo-commutateur THz ont été modélisées dans le cadre de cette optimisation
This thesis investigates the three-dimensional modelling of Maxwell equations coupled with Boltzmann equation in THz devices. This work is part of the search for new optoelectronic devices operating at THz frequency. The modelled device in this thesis is a metal-semiconductor-metal photoconductive switch (PCS) fabricated on InP which is fully compatible with the technology of telecom circuits. This thesis deals with three important topics: 1/ The dévelopment of IEF-made code "Maxtra3D" that coupled equations of electromagnetism and Transport (model drift-diffusion and hydrodynamic model). Thus, to confirm the relevance of our modelling choices, we compare our software based on the FDTD method with variable mesh with two other software: IRCOM software that is based on FDTD method with constant mesh and LGEP software based on finite element method. 2/ Evaluation of loss origins in the coplanar waveguide that provides the environment for the generation and propagation of the THz wave. 3 / Parametric study and optimization of PCS. Other PCS geometries were modelled as part of this optimization

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Bals, Gilbert. « Analyse experimentale et theorique du fonctionnement d'une eolienne a pas variable ». Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2118.

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Résumé :

La machine de modele aeromate est destinee a l'alimentation du phare de l'ile amedee a noumea. Mesure des caracteristiques du vent et du fonctionnement de l'eolienne. Comparaison avec les resultats theoriques. Les mesures revelent quatre phases selon la vitesse du vent, dont seule la quatrieme, pour v >ou= 7m/s produit la puissance optimale. On met en evidence un comportement anormal de l'eolienne en lacet

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Bals, Gilbert. « Analyse expérimentale et théorique du fonctionnement d'une éolienne à pas variable ». Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37602564g.

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Sofiane, Yamina. « Contribution à l'étude et à la modélisation d'un moteur à reluctance variable à double saillance de type pas-à-pas ». Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2001/50376-2001-313.pdf.

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La machine à réluctance variable à double saillance (MRV-DS) a largement été utilisée dans le domaine du positionnement incrémental. Avec les derniers progrès en électronique de puissance et de commande, le domaine d'utilisation de la MRV-DS tend à se diversifier avec des applications en fonctionnement synchrone à très grande vitesses. Quel que soit le fonctionnement envisagé, pas-à-pas ou synchrone, il est nécessaire d'élaborer un modèle de la machine pour pouvoir prédéterminer ses performances. Le mémoire de thèse est consacré à la modélisation et à l' étude de la MRV-DS dans son environnement de commande. Un modèle analytique classique est d'abord utilisé pour étudier le fonctionnement du moteur et dégager les aspects essentiels de son fonctionnement électromécanique. Il est également utilisé pour étudier le système commandé
Ce modèle étant basé sur des hypothèses simplificatrices, l'amélioration de la précision nécessite l'utilisation d'approches numériques. Le modèle bidimensionnel, basé sur la méthode des éléments finis (MEF-2D), est alors appliqué à l'étude de notre structure avec et sans couplage circuit. Le convertisseur statique, ainsi que la commande, sont également pris en compte pour l'étude du système complet. D'autre part, un modèle analytique non linéaire, utilisant la notion d'inductance saturée, est introduit pour effectuer la même étude. Les résultats, obtenus par les deux approches, sont comparés. Pour tenir compte des effets d'extrémités, une modélisation 3D a été effectuée en magnétostatique. Les inductances, qui prennent, d'une manière globale, les effets des têtes de bobines, sont alors approximées et introduites dans le modèle 2D. Ce dernier modèle est ensuite utilisé pour étudier le dispositif. Les résultats, issus des trois modèles sont comparés à des essais expérimentaux réalisés sur un prototype de MRV à l'université de Dresde en Allemagne. Enfin, dans le but d'améliorer la précision, nous avons utilisé une méthode analytique, couplée à chacun des trois modèles proposés, pour quantifier les pertes fer de la structure pour différents régimes de fonctionnement

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NGUYEN, QUANG HAN. « Controle actif du bruit en conduit developpement et implantation d'un algorithme a pas variable ». Toulouse 3, 1999. http://www.theses.fr/1999TOU30077.

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Résumé :

Dans cette etude, nous nous sommes interesses au controle actif du bruit dans le cas d'une propagation en onde plane guidee dans un conduit. Parmi les nombreuses methodes existantes dans la litterature, celle du gradient stochastique a reference filtree est incontestablement la plus utilisee dans le developpement des systemes de controle actif du bruit. Toutefois, dans le cadre de notre etude, l'application directe d'une telle methode n'a pas permis d'obtenir une bonne efficacite du systeme de controle. Aussi, afin d'en ameliorer les performances, nous proposons dans ces travaux, une approche utilisant un algorithme adaptatif a pas variable associe avec un facteur de rappel et une compensation par filtrage de la retropropagation des ondes acoustiques dans le conduit. Une telle approche permet de limiter le phenomene de blocage du controleur du a la precision de calcul du processeur en virgule fixe utilise, de stabiliser l'algorithme face aux erreurs d'arrondi et d'attenuer les effets de la retroprogation sur le systeme developpe. Nous avons valide en temps reel l'approche proposee sur le dispositif experimental. Les resultats obtenus montrent une plus grande efficacite du systeme de controle en terme de reduction du bruit et de vitesse de convergence.

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Duval, Simon. « Lasers à fibre femtoseconde utilisant une paire de réseaux de Bragg à pas variable ». Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25831.

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Ce mémoire traite de la conception et de la mise en opération d’un nouveau type de laser femtoseconde à fibre optique intégrant une paire de réseaux de Bragg à pas variable. La présence de ces éléments de dispersion opposée dans une cavité en anneau révèle une toute nouvelle dynamique temporelle en régime permanent. Une impulsion femtoseconde qui se propage dans une section de la cavité est localement transformée en une impulsion picoseconde grandement chirpée dans l’autre section. Cette dernière section agit essentiellement comme une ligne à délai purement dispersive et peut donc être modifiée de façon à varier la dispersion nette ainsi que la cadence du laser sans pour autant accroître les effets non linéaires. Le laser à l’erbium introduit dans ce mémoire, qui génère des impulsions sous la centaine de femtosecondes dans tous les régimes de dispersion étudiés, pourrait éventuellement devenir une source à impulsions ultrabrèves (< 50 fs) de très grande énergie (> 20 nJ). Cette source serait donc une excellente alternative tout-fibre aux lasers à l’état solide femtoseconde.
In this master’s thesis, we present a new type of femtosecond fiber ring laser that uses a pair of chirped fiber Bragg gratings with opposite dispersion. The presence of such elements in a ring cavity reveals a new mode locking regime where a femtosecond pulse evolving in one section of the cavity is locally transformed into a highly chirped picosecond pulse that propagates in the remaining part of the cavity. The section in which the highly chirped pulse propagates acts essentially as an all-fiber linear dispersive delay line. This portion can thus be modified in order to change the net cavity dispersion or the repetition rate of the laser without significantly increasing the nonlinear effects in the cavity. This erbium-doped fiber laser that generates sub-100 fs pulses in any dispersion regime can potentially produce highenergy ultrashort pulses (> 20 nJ; < 50 fs). This source appears to be a practical all-fiber alternative to femtosecond solid-state lasers.

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Lachaud, Jacques-Olivier. « Extraction de surfaces à partir d'images tridimensionnelles : approche discrète et approche par modèle déformable ». Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004892.

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Cette thèse porte sur l'extraction de représentations géométriques à partir d'images tridimensionnelles. Ces représentations ont d'importantes applications dans les domaines médicaux (examen non invasif et simulation, détection de pathologies, chirurgie assistée par ordinateur, fabrication de prothèses, etc) et biologiques (analyse des structures microscopiques et de leur fonctionnement). Deux approches peuvent être suivies~ : - Les méthodes de reconstruction discrète fournissent rapidement une représentation géométrique de ces données, mais laissent de côté l'aspect segmentation de l'image en ses constituants. Parmi ces méthodes, les plus utilisées sont~ : le marching-cubes, qui construit une surface triangulée, et le suivi de surface, qui délimite une surface digitale. En introduisant des considérations de topologie digitale, nous montrons l'équivalence de ces deux représentations. De cette manière, leurs propriétés respectives peuvent être combinées efficacement. - Les méthodes basées sur les modèles déformables réunissent les opérations de segmentation et de reconstruction en un seul processus~ : le modèle recherche les constituants de l'image en se déformant sous l'action de contraintes externes, issues de l'image, et internes, dérivées de sa structure géométrique. Les modèles existants sont souvent limités à l'extraction de formes simples. Nous proposons un modèle déformable générique, basé sur une triangulation de surface, et capable d'adapter automatiquement la topologie de sa maille aux déformations imposées à sa géométrie. Cette capacité permet au modèle d'appréhender les formes arbitrairement complexes de l'image et de les extraire de l'esquisse aux détails par une approche multi-résolution. Enfin, nous présentons l'application de ce modèle à des données biomédicales de modalités variées. Les résultats sont comparés à ceux obtenus par reconstruction discrète, puis combinés afin de tirer parti des avantages spécifiques des deux approches.

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Rodríguez, Jerónimo. « Raffinement de Maillage Spatio-Temporel pour les Équations de l'Élastodynamique ». Phd thesis, Université Paris Dauphine - Paris IX, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012034.

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Cette thèse porte sur la simulation de la propagation et diffraction d'ondes dans un milieu élastique anisotrope hétérogène fissuré à l'aide de méthodes numériques explicites. L'objectif est de développer une méthode numérique performante capable de prendre en compte les détails géométriques ou singularités de la solution de manière précise. Les deux premières parties sont consacrées à des méthodes de raffinement de maillage spatio-temporel. Adapter le pas de temps localement au pas d'espace permet en même temps de diminuer la dispersion numérique dans la grille grossière et de gagner en temps de calcul. Les méthodes proposées sont conservatives, ce qui garantit la stabilité des schémas numériques. La géométrie des fissures est prise en compte par la méthode des domaines fictifs. La troisième partie présente un nouvel élément fini qui garantit la convergence de cette méthode. La dernière partie décrit le couplage entre les techniques de raffinement et la méthode de domaines fictifs.

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Olivier, Géraldine. « Adaptation de maillage anisotrope par prescription de champ de métriques appliquée aux simulations instationnaires en géométrie mobile ». Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00739406.

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Cette thèse s'intéresse aux simulations dépendantes du temps impliquant des géometries fixes ou mobiles. Ce type de simulations est l'objet d'attentes grandissantes de la part des industriels, qui souhaiteraient voir réaliser ce type de calculs de façon systématique au sein de leurs centres de recherche, ce qui n'est clairement pas le cas à l'heure actuelle. Ce travail tente de satisfaire en partie cette demande et vise notamment à améliorer la précision ainsi que l'efficacité en termes de temps de calcul des algorithmes actuellement utilisés dans ce contexte. Les méthodes d'adaptation de maillage anisotrope par prescription d'un champ de métriques, qui ont aujourd'hui atteint une certaine maturité, notamment dans leur application aux simulations stationnaires, constituent une piste très prometteuse pour l'amélioration des calculs évoluant en temps, mais leur extension dans ce contexte est loin d'être triviale. Quant à leur utilisation sur les simulations en géométries mobiles, seules quelques tentatives peuvent être répertoriées, et très peu portent sur des problèmes réalistes en trois dimensions. Cette étude présente plusieurs nouveautés sur ces questions, notamment l'extension de l'adaptation de maillage multi-échelles par champ de métriques aux problèmes instationnaires en géométries fixes et mobiles. Par ailleurs, essentiellement dans une optique de réduction des temps de calculs, une stratégie originale à été adoptée pour réaliser des calculs impliquant des maillages mobiles. Notamment, il est démontré par la pratique dans cette thèse qu'il possible de déplacer des objets en trois dimensions sur de grandes distances en maintenant le nombre de sommets du maillage constant, c'est-à-dire en limitant les types d'opérations de modification de maillage autorisés. Il en résulte un gain conséquent en terme de temps de calcul aussi bien au niveau du déplacement de maillage qu'au niveau de la résolution numérique. Par ailleurs, un nouveau schéma est proposé qui permet de gérer les changements de connectivité du maillage de manière cohérente avec la description Arbitrary-Lagrangian-Eulerian des équations physiques. La plupart de ces nouvelles méthodes ont été appliquées à la simulation d'écoulements fluides compressibles autour de géometries complexes en deux et trois dimensions d'espace.

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Delisle, Simard Alexandre. « Étude de sauts de phase distribués sur un réseau de Bragg à pas linéairement variable ». Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26524/26524.pdf.

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Simard, Alexandre D. « Étude de sauts de phase distribués sur un réseau de Bragg à pas linéairement variable ». Master's thesis, Université Laval, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11794/21112.

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Récemment, beaucoup d'efforts ont été investis afin de développer des sources laser à plusieurs longueurs d'onde accordables indépendamment. Ces lasers sont utiles aux systèmes exploitant le multiplexage en longueur d'onde pour les communications ou l'interrogation de capteurs. Ainsi, ce travail porte sur l'analyse d'un filtre optique composé de sauts de phase distribués sur un réseau de Bragg à pas variable (DPS-CFBG) pouvant être intégré dans des lasers à fibre en anneau. L'avantage de ce filtre provient du fait que les sauts de phase génèrent des pics de résonance aisément accordables ce qui permet d'ajuster les longueurs d'onde émises. Ce mémoire présente aussi des résultats expérimentaux reliés à deux applications différentes de ce type de sources. La première étape dans la modélisation du DPS-CFBG fut de mesurer avec précision le profil de température introduit dans le réseau par un fil chauffant. Par la suite, en plus de l'approche usuelle d'analyse de réseau de Bragg (méthode matricielle pour la solution des équations des modes couplés), nous avons étudié cette structure à l'aide d'approches analytiques, ce qui a permis de mettre en évidence la présence de cavités résonantes Fabry-Perot. Grâce à cette analyse, la notion de saut de phase, généralement introduite de façon intuitive dans la littérature, devient un paramètre parfaitement défini. D en va de même pour le concept de réflectivité des miroirs de cette cavité. Avec ces deux paramètres, nous sommes en mesure d'obtenir une fonction analytique approchée du spectre qui donne davantage d'informations sur la réponse spectrale du filtre en fonction des paramètres du réseau et du profil thermique. Ce mémoire démontre également l'utilisation de ce filtre pour la génération d'un signal électrique à haute fréquence. Pour ce faire, deux harmoniques d'un signal laser modulé en phase ont été sélectionnées à l'aide du DPS-CFBG. Ces deux lignes laser corrélées ont généré, par battement sur un photo-détecteur, un signal de fréquence accordable de 35 à 50 GHz. La limite en fréquence de ce générateur d'onde millimétrique accordable provient de la bande passante du photo-détecteur et la performance en bruit de phase est très proche de la limite théorique d'un multiplicateur de fréquence électronique. Nous discutons aussi de l'utilisation d'un DPS-CFBG dans une cavité laser en anneau avec un amplificateur en semi-conducteur afin de générer un signal laser multi-longueur d'onde reconfigurable avec un espacement spectral aussi faible que 25 GHz.

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Gauci, Éléonore. « Adaptation de maillage orientée fonctionnelle et basée sur une métrique pour des simulations aérodynamiques en géométrie variable ». Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4227/document.

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Résumé :

En ce qui concerne les problèmes de Dynamique des Fluides Numériques, l’adaptation du maillage est intéressante pour sa capacité à aborder la convergence asymptotique et à obtenir une prévision précise pour des flux complexes à moindre coût. La méthode d’adaptation de maillage anisotrope réduit le nombre de degrés de liberté nécessaires pour atteindre la précision d’une solution donnée, ce qui a un impact positif sur le temps de calcul. De plus, il réduit la dissipation du schéma numérique en tenant compte automatiquement de l'anisotropie des phénomènes physiques à l'intérieur du maillage. Deux approches principales existent dans la littérature. L'adaptation du maillage basée sur les caractéristiques géométriques, qui est principalement déduite d'une estimation de l'erreur d'interpolation utilisant la hessienne du senseur choisi, contrôle l'erreur d'interpolation du capteur sur l'ensemble du domaine de calcul. Une telle approche est facile à mettre en place et a un large éventail d’applications, mais elle ne prend pas en compte l’EDP considérée utilisée pour résoudre le problème. D'autre part, l'adaptation de maillage orientée fonctionnelle, qui se concentre sur une fonctionnelle scalaire, prend en compte à la fois la solution et l'EDP dans l'estimation d'erreur grâce à l'état adjoint. Mais, la conception de cette estimation d'erreur est beaucoup plus compliquée. Cette thèse présente les résultats obtenus avec différentes méthodes de Dynamique des Fluides Numériques: les solveurs de flux arbitrairement lagrangiens-eulériens (ALE) avec schémas explicites et implicites sont présentés et couplés au mouvement de maillage, l’adaptation de maillage feature-based instationnaire pour les géométries mobiles prend en compte les changements des connectivités de maillage durant toute la simulation, l'état adjoint est étendu aux problèmes de géométries mobiles et l'adaptation de maillage instationnaire orientée fonctionnelle pour les maillages mobiles est déduite d'une estimation d'erreur a priori. Plusieurs exemples numériques issus du secteur aéronautique et du domaine de sécurité civile sont considérés
When dealing with CFD problems, mesh adaptation is interesting for its ability to approach the asymptotic convergence and to obtain an accurate prediction for complex flows at a lower cost. Anisotropic mesh adaptation method reduces the number of degrees of freedom required to reach a given solution accuracy, thus impact favorably the CPU time. Moreover, it reduces the numerical scheme dissipation by automatically taking into account the anisotropy of the physical phenomena inside the mesh. Two main approaches exist in the literature. Feature-based mesh adaptation which is mainly deduced from an interpolation error estimate using the Hessian of the chosen sensor controls the interpolation error of the sensor over the whole computational domain. Such approach is easy to set-up and has a wide range of application, but it does not take into account the considered PDE used to solve the problem. On the other hand, goal-oriented mesh adaptation, which focuses on a scalar output function, takes into consideration both the solution and the PDE in the error estimation thanks to the adjoint state. But, the design of such error estimate is much more complicated. This thesis presents the results obtained with different CFD methods : the Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) flow solvers with explicit and implicit schemes are presented and coupled to the moving mesh process, the feature-based unsteady mesh adaptation for moving geometries takes into account the changes of connectivites during the whole simulation, the adjoint state is extended to moving geometries problems and goal-oriented unsteady mesh adaptation for moving meshes is derived from an a priori error estimate. Several numerical examples are considered in the aeronautics sector and the field of civil security

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Chen, Fengwei. « Contributions à l'identification de modèles à temps continu à partir de données échantillonnées à pas variable ». Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0149/document.

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Résumé :

Cette thèse traite de l’identification de systèmes dynamiques à partir de données échantillonnées à pas variable. Ce type de données est souvent rencontré dans les domaines biomédical, environnemental, dans le cas des systèmes mécaniques où un échantillonnage angulaire est réalisé ou lorsque les données transitent sur un réseau. L’identification directe de modèles à temps continu est l’approche à privilégier lorsque les données disponibles sont échantillonnées à pas variable ; les paramètres des modèles à temps discret étant dépendants de la période d’échantillonnage. Dans une première partie, un estimateur optimal de type variable instrumentale est développé pour estimer les paramètres d’un modèle Box-Jenkins à temps continu. Ce dernier est itératif et présente l’avantage de fournir des estimées non biaisées lorsque le bruit de mesure est coloré et sa convergence est peu sensible au choix du vecteur de paramètres initial. Une difficulté majeure dans le cas où les données sont échantillonnées à pas variable concerne l’estimation de modèles de bruit de type AR et ARMA à temps continu (CAR et CARMA). Plusieurs estimateurs pour les modèles CAR et CARMA s’appuyant sur l’algorithme Espérance-Maximisation (EM) sont développés puis inclus dans l’estimateur complet de variable instrumentale optimale. Une version étendue au cas de l’identification en boucle fermée est également développée. Dans la deuxième partie de la thèse, un estimateur robuste pour l'identification de systèmes à retard est proposé. Cette classe de systèmes est très largement rencontrée en pratique et les méthodes disponibles ne peuvent pas traiter le cas de données échantillonnées à pas variable. Le retard n’est pas contraint à être un multiple de la période d’échantillonnage, contrairement à l’hypothèse traditionnelle dans le cas de modèles à temps discret. L’estimateur développé est de type bootstrap et combine la méthode de variable instrumentale itérative pour les paramètres de la fonction de transfert avec un algorithme numérique de type gradient pour estimer le retard. Un filtrage de type passe-bas est introduit pour élargir la région de convergence pour l’estimation du retard. Tous les estimateurs proposés sont inclus dans la boîte à outils logicielle CONTSID pour Matlab et sont évalués à l’aide de simulation de Monte-Carlo
The output of a system is always corrupted by additive noise, therefore it is more practical to develop estimation algorithms that are capable of handling noisy data. The effect of white additive noise has been widely studied, while a colored additive noise attracts less attention, especially for a continuous-time (CT) noise. Sampling issues of CT stochastic processes are reviewed in this thesis, several sampling schemes are presented. Estimation of a CT stochastic process is studied. An expectation-maximization-based (EM) method to CT autoregressive/autoregressive moving average model is developed, which gives accurate estimation over a large range of sampling interval. Estimation of CT Box-Jenkins models is also considered in this thesis, in which the noise part is modeled to improve the performance of plant model estimation. The proposed method for CT Box-Jenkins model identification is in a two-step and iterative framework. Two-step means the plant and noise models are estimated in a separate and alternate way, where in estimating each of them, the other is assumed to be fixed. More specifically, the plant is estimated by refined instrumental variable (RIV) method while the noise is estimated by EM algorithm. Iterative means that the proposed method repeats the estimation procedure several times until a optimal estimate is found. Many practical systems have inherent time-delay. The problem of identifying delayed systems are of great importance for analysis, prediction or control design. The presence of a unknown time-delay greatly complicates the parameter estimation problem, essentially because the model are not linear with respect to the time-delay. An approach to continuous-time model identification of time-delay systems, combining a numerical search algorithm for the delay with the RIV method for the dynamic has been developed in this thesis. In the proposed algorithm, the system parameters and time-delay are estimated reciprocally in a bootstrap manner. The time-delay is estimated by an adaptive gradient-based method, whereas the system parameters are estimated by the RIV method. Since numerical method is used in this algorithm, the bootstrap method is likely to converge to local optima, therefore a low-pass filter has been used to enlarge the convergence region for the time-delay. The performance of the proposed algorithms are evaluated by numerical examples

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Ben, Saad Kamel. « Modélisation et commande d'un moteur pas à pas tubulaire à reluctance variable et à quatre phases : approches conventionnelles par logique floue et par réseaux de neurones artificiels ». Ecole Centrale de Lille, 2005. http://www.theses.fr/2005ECLI0001.

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Ce travail propose des stratégies de commande développées pour l'amélioration de la qualité de mouvement des moteurs pas à pas modulaires à réluctance variable, ainsi qu'une méthodologie d'affinement de son modèle mathématique. Les commandes proposées ont pour but : l'élimination des oscillations et des dépassements de positionnement du moteur d'étude, la correction de l'erreur statique due à la charge, un fonctionnement convenable du moteur avec une charge variable ou de valeur inconnue. Pour le Cas du fonctionnement avec une charge constante, des Commandes conventionnelles ont été proposées. La commande Bang-Bang est mise en oeuvre en pratique et par simulation. Vu les limitations constatées, une solution de lissage, basée sur une commande en mlcropas et en boucle ouverte a été développée et implémentée. Une autre commande en boucle fermée ne nécessitant pas l'utililation d'un capteur de position jugé encombrant et coûteux, mais exploitant la tension induite de mouvement, a été proposée. Pour le cas d'une charge fluctuante ou de valeur inconnue, des commandes non conventionneiles, basées sur les concepts de la logique floue et des réseaux de neurones artificiels, sont développées. Une première commande permet la correction de l'erreur statique par estimation de la valeur de la force de charge. La deuxième commande, de type floue. Est robuste vu qu'elle a permis le lissage du mouvement pour une charge Inertielle fluctuante. La méthodologie d'affinement du modèle mathématique de l'actionneur pas à pas tubulaire visle à prendre en considération les spécificités de ce moteur. Les caractéristiques réelles des inductances statoriques et de la force de poussée,. Supposées sinusoïdales dans le modèle mathématique classique, sont ainsi prises en compte dans un nouveau. Modèle affiné. Utilisant les réseaux de neurones artificiels, dont le comportement est très proche de celui du moteur d'étude.

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Nguyen, Quang Long. « Adaptation dynamique de maillage pour les écoulements diphasiques en conduites pétrolières : Application à la simulation des phénomènes de terrain slugging et severe slugging ». Paris 6, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01583888.

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Nous nous intéressons à la simulation des écoulements diphasiques en conduites pétrolières. Le transport diphasique est modélisé par un système de lois de conservation composé de trois EDPs et fermé par deux lois fortement non-linéaires. Pour pouvoir utiliser de grands pas de temps tout en garantissant la positivité du schéma numérique, nous proposons de combiner la méthode de relaxation avec la décomposition Lagrange-Projection. Le schéma semi-implicite résultant garantit la stabilité et la positivité du schéma sous une condition CFL basée sur la vitesse de transport. Le gain en temps CPU par rapport à un schéma Eulérien est de l'ordre 3. Pour accroître cette performance nous utilisons la méthode d'approximation par Multirésolution qui repose sur une analyse multi-échelle de la régularité locale de la solution. Ensuite, nous la couplons à une méthode de Pas de Temps Local. En effet, adapter localement le pas de temps à la taille de la cellule sous une condition CFL donnée permet de réduire le nombre d'appels aux lois de fermeture. Par conséquent, nous obtenons des gains en temps CPU significatifs pour des cas-tests réalistes

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Wu, Xunqi. « Etude de cavités optiques formées de miroirs de Bragg à réseaux à pas variable : application aux filtres et lasers ». Phd thesis, Supélec, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00817846.

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Résumé :

L'objectif de cette thèse vise à l'étude d'un laser à cavité étendue et/ou filtre optique, dont le miroir externe est un réseau de Bragg à pas variable linéairement. En ce qui concerne le milieu à gain dans le résonateur, l'amplificateur optique à semiconducteur (SOA, Semiconductor Optical Amplifier) peut offrir toutes les caractéristiques et avantages classiques et typiques tels que large bande passante spectrale de 50 nm, faible consommation, haute rapidité de commutation électro-optique etc.... Par conséquent, ce type de laser et/ou filtre optique offre de nombreuses applications intéressantes dans le domaine des télécommunications optiques.Dans cette recherche, les premiers travaux sont la conception de la cavité continuum passive à l'aide d'un réseau de Bragg à pas variable. A l'intérieur de cette cavité continuum, formée entre un miroir et un réseau de Bragg chirpé, toutes les longueurs d'onde de Bragg oscillent simultanément ; la phase après un aller-retour de chaque longueur d'onde doit rester constante. La largeur de bande passante du spectre de transmission peut être ajustée dans la bande C (entre 1525 nm et 1565 nm) pour répondre aux besoins des systèmes de multiplexage en longueur d'onde (WDM, Wavelength-Division Multiplexing). On appliquera dans un premier temps ce concept de cavité continuum à la conception et la réalisation d'un filtre optique à bande passante variable. Puis dans un deuxième temps on rajoute un amplificateur optique à semi-conducteur (SOA) dans cette cavité pour réaliser un laser dit continuum. On s'attend à une émission sur un large spectre défini par la bande de réflexion du réseau chirpé. Le contrôle et la compréhension des phénomènes liés à cette émission lumineuse feront l'objet de cette étude. La cavité laser dite continuum sera étudiée en régime d'injection optique. L'idée est d'utiliser cette source comme amplificateur résonant fonctionnant en régime d'injection locking. La contribution dans cette thèse couvre à la fois la modélisation numérique, et les manipulations expérimentales. La conception du filtre ainsi que des mesures expérimentales de validation ont été complètement réalisés sur une structure hybride constituée d'une cavité à fibre optique incluant les réseaux de Bragg. Un bon accord entre théorie et expérience a été obtenu. Par contre, les calculs ont montré qu'un filtre optique intégré sur semi-conducteur utilisant ce concept de cavité n'avait pas d'intérêt. Les propriétés spectrales du filtre réalisé montrent en effet qu'on ne pourra obtenir qu'un faible taux de réjection et une qualité médiocre de forme de filtre en version intégrée. La réalisation expérimentale d'une cavité laser continuum a pu être démontrée et les propriétés spectrales enregistrées. En particulier une émission laser avec une largeur de spectre de 10 nm a été observée. Même si il reste un grand travail de caractérisation et de modélisation pour comprendre totalement les mécanismes qui gouvernent le fonctionnement d'une telle structure, c'est un résultat totalement nouveau que l'on a obtenu ici. Cette structure a par ailleurs été testée en régime d'injection optique. Un fonctionnement d'injection locking est obtenu qui permet à cette structure de jouer le role d'amplificateur à faible bruit.

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Bozorgui, Shirin. « Modelisation des lasers semiconducteurs a reflecteur de bragg (dbr) : analyse des effets thermiques et du reseau a pas variable ». Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112316.

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Résumé :

Ce travail porte sur la modelisation des lasers semiconducteurs a reflecteur de bragg (dbr). Un modele complet de ces lasers prenant en compte les non linearites du gain, les effets thermiques et la variation longitudinale du pas du reseau, permet d'evaluer l'ensemble des caracteristiques utiles en vue d'ameliorer leurs performances. Pour traiter les non linearites du laser, nous avons utilise la methode des fonctions de green en se basant sur l'approche proposee par duan. Afin d'incorporer les effets thermiques, nous avons adapte le modele de joyce et dixon au cas d'un laser dbr multielectrodes a geometrie ruban enterre. Les distributions, stationnaire et transitoire, de la temperature sont calculees analytiquement dans chaque section en utilisant respectivement les transformees de fourier et de laplace. La contribution des effets thermiques sur le detuning du mode principal et son influence sur l'augmentation de la bande passante et sur la diminuation de la largeur spectrale sont etudiees. La deuxieme partie de ce travail est consacree a l'etude theorique des lasers dbr a pas variable. Nous appliquerons, pour la premiere fois, la methode de courbure du guide d'onde aux diodes laser a reflecteur de bragg afin d'ameliorer les differentes caracteristiques de ce nouveau composant. L'amelioration de chaque caracteristique necessite une variation longitudinale appropriee du pas du reseau et par consequent la definition d'une nouvelle fonction de courbure. Dans ce but, nous introduisons une nouvelle procedure de recherche pour definir de nouvelles fonctions de courbure. Deux applications du reseau a pas variable sont etudiees : l'amelioration du taux de rejection des modes secondaires et de l'accordabilite du laser.

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Elmo, Marc. « Etude du mélange en turbulence isotrope par fonctions densité de probabilité et interprétation géométrique ». Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2000. http://www.theses.fr/2000ECDL0024.

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Résumé :

Le mélange turbulent joue un rôle important dans de nombreuses applications pratiques telles que la dispersion d'un polluant, la chimie et la combustion. La description des processus réactifs en milieu turbulent par les fonctions densité de probabilité (p. D. F. ) présente un intérêt majeur du fait qu'elle autorise une prise en compte fermée des termes de réaction. Le problème de fermeture est alors lié à la présence d'un terme de mélange qui apparaît sous la forme d'une dissipation conditionnelle. Cette quantité doit être modélisée avant toute utilisation pratique de l'équation régissant l'évolution de la p. D. F. L'objectif de cette thèse est d'analyser les mécanismes du mélange turbulent d'un scalaire passif non réactif dans le cas "simple" d'une turbulence isotrope. L'étude est conduite par des simulations numériques directes (D. N. S. ) et des simulations des grandes échelles (S. G. E. Ou L. E. S. ). Une technique originale d'injection de fluctuations de scalaire a été développée. Cette technique permet de considérer des situations statistiquement stationnaires dans lesquelles le mélange reste néanmoins partiel. Elle offre de plus une possibilité de contrôle sur l'échelle de longueur intégrale du champ scalaire. Une grande partie de l'étude est consacrée à l'analyse du comportement de la p. D. F. Du scalaire et de la dissipation conditionnelle dans des situations de mélange obtenues par cette technique d'injection. Une analyse spectrale, indispensable à la connaissance des échelles en présence est aussi conduite en complément de l'étude probabiliste. Une interprétation géométrique des mécanismes de mélange est réalisée en analysant le comportement de surfaces iso-scalaire. Dans un premier temps, l'influence respective du taux d'injection et du rapport des échelles intégrales de longueur du champ scalaire et du champ de vitesse, sont étudiées. Des conclusions concernant l'influence du nombre de Reynolds et du nombre de Schmidt sur le mélange ont également pu être obtenues. L'aspect de la modélisation de sous maille propre aux simulations L. E. S. Est abordé dans la dernière partie de cette thèse. En particulier, la prise en compte de la contribution des petites échelles du scalaire à sa statistique complète est étudiée
Understanding of turbulent mixing is of large interest for the description of many practical problems such as dispersion of a passive scalar or turbulent reactive flows. The probabilistic description of a scalar mixed in a turbulent flow is well suited to account for a chemical reaction. Indeed the probability density function (p. D. F. ) approach allows to account for a chemical reaction term in a closed form. Unfortunately the equation governing the p. D. F. Remains unclosed since the effect of turbulent mixing appears through the conditional scalar dissipation which is unknown and needs to be modelled. The aim of this study is to investigate the behavior of a passive scalar in isotropic turbulence. Direct Numerical Simulations (D. N. S. ) and Large Eddy Simulations (L. E. S. ) are performed. A new technique of injection of scalar fluctuations is developed. This method of injection allows to obtain statistically stationary states associated with different levels of mixing. Moreover this technique gives the control of the integral scalar length scale. The situations of mixing obtained with this forcing technique are essentially analyzed in terms of p. D. F. And conditional scalar dissipation which are the key quantifies of this study. Analysis of the spectra indicates the role played by the different scales involved in the mixing process. A geometrical interpretation of the mechanisms of mixing is proposed by an investigation of the behavior of iso-scalar surfaces. The influence of the rate of injection and of the ratio of the integral length scale of the scalar and of the integral length scale of the velocity is studied. Some conclusions have also been reached about the influence of the Reynolds number and of the Schmidt number. The last part of the study is devoted to the subgrid modeling. The issue of the contribution of the small scales to the statistics of the scalar has been investigated

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Sirbu, Marina. « Couplage des équations de Maxwell avec l'équation de Boltzmann en 3D : appliqué à la modélisation d'un photocommutateur THz ». Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112255.

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Cette thèse traite le couplage des équations du transport et des équations de l'électromagnétisme dans un photocommutateur visant la génération des signaux TeraHertz. Dans un premier temps, les équations relatives au transport des porteurs sont résolues avec un modèle " dérive diffusion ". Ensuite une résolution plus complexe basée une approche Monte Carlo est présentée. Le photocommutateur est situé dans un guide coplanaire dont les dimensions sont proches de celles des structures existantes. Les contraintes numériques sont liées à la résolution dans le domaine temporel du système d'équations couplées, au maillage spatial, à la taille du domaine de simulation nécessaire, aux conditions aux limites et aux non- linéarités supplémentaires introduites par la variation temporelle et spatiale des différents coefficients. Le système 3D est entièrement résolu par la méthode FDTD (Finite Difference Time Domain) à pas variable, ce qui nous permet d'avoir un maillage suffisamment fin au sein du dispositif. Nous avons étudié la manière dont est générée la réponse du photocommutateur à une excitation optique femto seconde. Nous avons d'abord mis en évidence l'origine électromagnétique de cette réponse, avant d'effectuer une étude paramétrique permettant l'identification des paramètres clefs qui la contrôlent. La confrontation des résultats de modélisation avec les résultats de mesure existants a montré un bon accord. Les résultats préliminaires obtenus avec la méthode de Monte Carlo ont permis de mettre en évidence des effets inertiels entre les variations du champ électromagnétique et la réponse des porteurs
This PhD thesis presents the coupling between the Boltzmann transport equations and the electromagnetic field equations in a photoconductive switch generating THz signals. First, the transport equations are solved in the drift diffusion approximation. Then, a more complex resolution is made with a Monte Carlo based model. The photoconductive switch is located is coplanar wave guide whose dimensions are comparables with the existents structures. The numerical constraints come from the time dependant resolution, the necessarily space mesh, the simulation domain dimensions, boundary conditions and non linearity introduced by the time and space coefficients variation. The 3D equation system is solved with the variable space step FDTD (Finite Difference Time Domain) method, which allows a sufficiently refined mesh inside the switch. We have studied the photoconductive switch response when a femto second optic excitation is applied. We have shown the electromagnetic field implication in the device response origin. We also made a parametric analysis identifying the main parameters controlling the electromagnetic THz pulse. There is a good agreement between the modelling results and the experimental data. The Monte Carlo method allows taking into account the inertial effects between the electromagnetic field variation and the carrier response. This method is still in developing phase, but we have obtained good preliminary results

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Rabih, Amine. « Calcul et optimisation des machines hybrides à double excitation axiale : dimensionnement et choix des aimants permanents ». Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL013N.

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Ce travail a été consacré au calcul de champ et à l'optimisation d'une machine à reluctance variable à double excitation axiale par une méthode analytique et une méthode numérique. Pour les machines à reluctance variable à double denture, le calcul de champ par des méthodes numériques présente certains inconvénients, surtout en régime saturé si les problèmes sont traités en 3-dimensions. Il est donc préférable de recourir à d'autres méthodes souples, efficaces et rapides. Notre méthode fait appel à certaines approximations sur la longueur des lignes de champ dans l'entrefer et à la théorie des circuits magnétiques ; elle permet de calculer le champ, en régime saturé, en tout point dans la machine et pour toutes les positions relatives des dents statorique et rotorique. Elle permet, de plus, une optimisation aisée des machines à double denture. Un calcul de champ par une méthode numérique des différences finies (difimedi) ainsi que des résultats expérimentaux permettent de confirmer la validité de la méthode proposée. Nous étudions les machines hybrides de point de vue énergétique et utilisons le concept de l'énergie transmissible dans le plan d'énergie ; ce qui permet de connaitre les performances dynamiques de ces machines, et nous comparons enfin les performances dynamiques d'un même moteur pour différentes alimentations. La structure à double excitation axiale, dans certaines conditions se révèle intéressante dans la recherche de couples massiques importants. On montre notamment qu'un accroissement important (supérieur à 50 %) du couple dynamique des moteurs étudiés, peut ainsi être obtenu grâce à l'utilisation des deux sortes d'aimants en réservant la meilleure qualité à l'aimant possédant la plus petite surface

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Le, Thi Huyen Cham. « Robust variable kinematics plate ﬁnite elements for composite structures ». Thesis, Paris 10, 2019. http://faraway.parisnanterre.fr/login?url=http://bdr.parisnanterre.fr/theses/intranet/2019/2019PA100053/2019PA100053.pdf.

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Le but de ce travail est de développer deux nouveaux éléments ﬁnis quadrilatéraux à quatre et à huit nœuds implantés dans le code commercial de calcul par Eléments Finis (EF) Abaqus pour plaques composites. Les modèles plaques à cinématique variable sont formulés dans le cadre de la formulation uniﬁée de Carrera (CUF), qui regroupent des descriptions de type: couche équivalente (ESL) et couches discrètes (LW), avec les variables déﬁnies par des polynômes jusqu’au 4ème ordre suivant épaisseur z. Les deux formulations variationnelles sont utilisées pour dériver les matrices des éléments ﬁnis: le Principe des Déplacements Virtuels (PVD) et le Théorème Variationnel Mixte de Reissner (RMVT). Grâce à la technique de condensation statique, une formulation hybride basée sur le RMVT est introduite. Aﬁn d’éliminer la pathologie de verrouillage en cisaillement transverse, deux approximations compatibles pour le champ de déformations de cisaillement transverse indépendantes en z, notée QC4 et CL8, sont étendues aux éléments plaques à cinématique variable basés sur CUF. De plus, les QC4S et CL8S interpolations sont également introduites pour les contraintes de cisaillement transverse dans les éléments mixtes et les éléments hybrides. Les résultats numériques comparés à ceux disponibles dans la littérature montrent que les FE proposés sont eﬃcaces pour modéliser des éléments ﬁnis robustes
The aim of this work is the development of two classes of new four-node and eightnode quadrilateral ﬁnite elements implemented into the commercial ﬁnite element (FE) code Abaqus for composite plates. Variable kinematics plate models are formulated in the framework of Carrera’s Uniﬁed Formulation (CUF), which encompasses Equivalent Single Layer (ESL) as well as Layer-Wise (LW) models, with the variables that are deﬁned by polynomials up to 4th order along the thickness direction z. The two classes refer to two variational formulations that are employed to derive the ﬁnite elements matrices, namely the Principle of Virtual Displacement (PVD) and Reissner’s Mixed Variational Theorem (RMVT). Thanks to the static condensation technique, a Hybrid formulation based on the RMVT is derived. For the purpose of eliminating the shear locking pathology, two ﬁeld compatible approximations for only the z−constant transverse shear strain terms, referred to as QC4 and CL8 interpolations, are extended to all variable kinematics CUF plate elements. Moreover, the QC4S and CL8S interpolations, are also introduced for the transverse shear stress ﬁeld within RMVT-based and Hybrid mixed-based elements. Numerical results in comparison with those available in literature show that the proposed FEs are eﬃcient for modeling a robust ﬁnite elements

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Crétois, Emmanuelle. « Utilisation de la méthode des pas aléatoires en estimation dans les processus ponctuels ». Rouen, 1994. http://www.theses.fr/1994ROUE5022.

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Dans ce travail, nous estimons la densité moyenne d'un processus ponctuel de Poisson au moyen d'une partition aléatoire, c'est-à-dire une partition en intervalles dont les extrémités sont certains points de l'échantillon. Nous utilisons successivement la méthode de l'histogramme à pas aléatoires, des splines cubiques à pas aléatoires, de la fenêtre mobile aléatoire et du noyau à pas aléatoires. Nous nous intéressons aussi au cas du processus mixte de Poisson, à un cas particulier du processus mixte de Poisson, le processus de loi binomiale négative, et au cas où la densité moyenne du processus est discontinue. Enfin, nous étendons la méthode de la partition aléatoire à l'estimation de la fonction d'amincissement d'un processus de Poisson aminci, et des mesures de Palm réduites d'un processus de Cox

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Laux, Sébastien. « Vers l'élaboration d'un matériau holographique de dimension centimétrique pour l'enregistrement de réseaux de phase en volume à pas variable (réseaux de Bragg chirpés) : Application à l'étirement d'impulsions laser ultra-courtes ». Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00503043.

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Dès sa première réalisation expérimentale par Théodore Maiman en 1960, le laser a fonctionné en régime impulsionnel. Même si les puissances mises en jeu à cette époque étaient très faibles, la brillance de cette source rivalisait déjà avec un million de soleils. De ce fait, il était facile de voir l'intérêt de pouvoir placer une fraction d'énergie lumineuse dans des impulsions de durée les plus courtes possibles. Avec la technique d'amplification à dérive de fréquence, l'exploration des système d'étirement et de compression commence. Malgré une diversité de solutions pour les étireurs et les compresseurs, le système de Treacy va dominer complètement les architectures lasers en raison de son très haut niveau de dommage essentiel pour les applications de très haute énergie. Pourtant, cette solution est loin d'être facile à mettre en oeuvre et le système est associé à de nombreux défauts. Le coût des optiques (réseaux de diffraction et optiques réflectrices du triplet de Öffner) est très élevé en raison des très grandes dimensions et des qualités de surface nécessaires pour l'obtention d'impulsion de 20-fs. C'est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse. Les systèmes d'étirement et de compression ont été clairement identifiés comme verrous technologiques pour le développement des lasers femtosecondes tant dans le cadre scientifique, qu'industriel. A cet effet, nous avons mené une étude pour la réalisation d'un système étireur compact utilisant des réseaux de Bragg à pas variable enregistrés via des méthodes holographiques, proposant une rupture technologique. Pour la réalisation de cet étireur un nouveau matériau holographique a été développé et mis en oeuvre pour la réalisation d'un composant de test. Son utilisation dans une chaîne d'amplification classique conduit à une démonstration de faisabilité claire d'un tel système.

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Chalayer, Rénald. « Méthodes de projection pour des écoulements à seuil, incompressibles et à densité variable ». Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC089.

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Cette thèse traite de l'utilisation de méthodes de projection pour la simulation de fluides à seuil, incompressibles et à densité variable. Elle se découpe en trois parties. La première partie est consacrée à la présentation du modèle mathématique, à la construction du schéma de semi-discrétisation en temps du modèle, ainsi qu'à l'analyse du schéma ainsi obtenu. Pour construire le schéma, nous avons d'une part adapté un schéma de type pas de temps fractionné existant pour les écoulements newtoniens au cas des écoulements à seuil et d'autre part, nous avons utilisé une formulation en terme de projection pour le tenseur des contraintes qui nous permet de résoudre le couplage entre la vitesse et la contrainte dans l'équation de conservation de la quantité de mouvement avec une méthode de type Uzawa. Nous démontrons mathématiquement la stabilité et la convergence du schéma, et on obtient une estimation d’erreur en temps d’ordre un pour la vitesse, la densité, la viscosité ainsi que le seuil de plasticité. La deuxième partie est consacrée à la discrétisation en espace et à l’implémentation du schéma. La discrétisation en espace est effectuée à l’aide d’une méthode de type volumes finis sur grilles décalées. L’implémentation de l’algorithme a été réalisée à partir d’un code Fortran 90 parallélisé et utilisant les bibliothèques PetsC et MPI. La dernière partie de cette thèse est consacrée à la réalisation de simulations numériques à l'aide du code de calcul que l’on a ainsi construit. Dans la configuration de l’instabilité de Rayleigh-Taylor, on réalise des simulations en faisant varier le seuil de plasticité, en décrivant l’évolution de la position des deux phases et la localisation des zones rigides. Dans la configuration de rupture de barrage, nous mettons en oeuvre les conditions aux limites de type glissement à seuil, plus réalistes physiquement que les conditions de Dirichlet, et nous comparons les résultats obtenus à l’aide de notre nouveau schéma à la littérature existante
This thesis deal with the use of projection methods for incompressible viscoplastic flows with a variable density. This manuscript is organized following three main lines. The first part is devoted to the mathematical model, the time-discretization of the model and the analysis of the numerical scheme. To construct the numerical scheme, on one side we adapt a time-stepping method already used for newtonian flows to viscoplastic flows and on the other side, we use a projection formulation of the stress tensor to solve the coupling between the velocity and the plastic part of the stress tensor in the momentum equation with an Uzawa-like method. Stability and error analysis of the numerical scheme are provided and a first-order estimate of the time error is derived for the velocity field, the density, the viscosity and the yield stress. The second part is devoted to the space discretization and the implementation of the scheme. A second-order cell-centred finite volume scheme on staggered grids is applied for the spatial discretization. The implementation of the numerical scheme has been performed using a Fortran 90 code and using the PetsC and MPI library The last part of the manuscript is devoted to numerical simulations. In the Rayleigh-Taylor instability configuration, we perform simulations by varying the yield stress, and describing the evolution of the interface and the localization of the rigid zones. In the dambreak configuration, we use Stick-Slip boundary conditions and we compare our results to the existing literature

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Thévenot, Vincent. « Contribution à la maîtrise des phénomènes vibratoires en usinage de parois minces : Application à l'usinage de pales aéronautiques ». Phd thesis, Toulouse, INPT, 2005. http://oatao.univ-toulouse.fr/7081/1/thevenot1.pdf.

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Résumé :

L'évolution des machines, des outils coupants, et des logiciels CFAO a permis un accroissement des performances des procédés d'usinage. L'utilisation de vitesses de rotation élevées entraîne des problèmes vibratoires de la coupe qui détériorent l'état de surface de la pièce. La théorie des lobes de stabilité permet de déterminer des conditions de coupe garantissant un débit copeau élevé tout en s'affranchissant des vibrations. Cette théorie est appliquée à l'usinage de parois minces. Nous montrons que les caractéristiques dynamiques de la pièce dépendent de la position de l'outil. Le passage de l'outil sur les noeuds et les ventres de vibration de la pièce, l'enlèvement de matière, et le contact entre l'outil et la pièce sont responsables de ces variations. Nous introduisons ainsi une troisième dimension au tracé des lobes de stabilité, la position de l'outil. Ces différentes approches sont validées expérimentalement sur des pièces test.

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Thévenot, Vincent. « Contribution à la maîtrise des phénomènes vibratoires en usinage de parois minces : application à l'usinage de pales aéronautiques ». Phd thesis, Toulouse, INPT, 2005. https://hal.science/tel-04417279v1.

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Résumé :

L'évolution des machines, des outils coupants, et des logiciels CFAO a permis un accroissement des performances des procédés d'usinage. L'utilisation de vitesses de rotation élevées entraîne des problèmes vibratoires de la coupe qui détériorent l'état de surface de la pièce. La théorie des lobes de stabilité permet de déterminer des conditions de coupe garantissant un débit copeau élevé tout en s'affranchissant des vibrations. Cette théorie est appliquée à l'usinage de parois minces. Nous montrons que les caractéristiques dynamiques de la pièce dépendent de la position de l'outil. Le passage de l'outil sur les noeuds et les ventres de vibration de la pièce, l'enlèvement de matière, et le contact entre l'outil et la pièce sont responsables de ces variations. Nous introduisons ainsi une troisième dimension au tracé des lobes de stabilité, la position de l'outil. Ces différentes approches sont validées expérimentalement sur des pièces test
The evolution of machines, cutting tools and CAM softwares permitted to increase the performances of machining process. The use of high spindle speed leads to vibratory problems of cutting which damage the surface quality. The stability lobes theory permits to determine cutting conditions which guarantee a high chip flow without vibrations. This theory is applied to machining of thin walled structure. We show that the dynamic characteristics of the workpiece depend on the tool position. The passage of the tool on the node and the antinode, the material removal, and the contact between the tool and the workpiece are responsible of these variations. We introduce a third dimension in the stability lobes, the position of the tool. These different approaches are experimentaly validated on test workpieces

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Dad, Cherifa. « Méthodologie et algorithmes pour la distribution large échelle de co-simulations de systèmes complexes : application aux réseaux électriques intelligents (Smart Grids) ». Electronic Thesis or Diss., CentraleSupélec, 2018. http://www.theses.fr/2018CSUP0004.

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L’apparition des réseaux électriques intelligents, ou « Smart Grids », engendre de profonds changements dans le métier de la distribution d’électricité. En effet, ces réseaux voient apparaître de nouveaux usages (véhicules électriques, climatisation) et de nouveaux producteurs décentralisés (photovoltaïque, éolien), ce qui rend plus difficile le besoin d’équilibre entre l’offre et la demande en électricité et qui impose d’introduire une forme d’intelligence répartie entre leurs différents composants. Au vu de la complexité et de l’ampleur de la mise en oeuvre des Smart Grids, il convient tout d’abord de procéder à des simulations afin de valider leur fonctionnement. Pour ce faire, CentraleSupélec et EDF R&D (au sein de l’institut RISEGrid) ont développé DACCOSIM, une plate-forme de co-simulation s’appuyant sur la norme FMI1(Functional Mock-up Interface), permettant de concevoir et de mettre au point des réseaux électriques intelligents et de grandes tailles. Les composants clés de cette plate-forme sont représentés sous forme de boîtes grises appelées FMU (Functional Mock-up Unit). En outre, les simulateurs des systèmes physiques des Smart Grids peuvent faire des retours arrière en cas de problème dans leurs calculs, contrairement aux simulateurs événementiels (unités de contrôle) qui, bien souvent, ne peuvent qu’avancer dans le temps. Pour faire collaborer ces différents simulateurs, nous avons conçu une solution hybride prenant en considération les contraintes de tous les composants, et permettant d’identifier précisément les types d’événements auxquels le système est confronté. Cette étude a débouché sur une proposition d’évolution de la norme FMI. Par ailleurs, il est difficile de simuler rapidement et efficacement un Smart Grid, surtout lorsque le problème est à l’échelle nationale ou même régionale. Pour pallier ce manque, nous nous sommes focalisés sur la partie la plus gourmande en calcul, à savoir la co-simulation des dispositifs physiques. Ainsi, nous avons proposé des méthodologies, approches et algorithmes permettant de répartir efficacement et rapidement ces différentes FMU sur des architectures distribuées. L’implantation de ces algorithmes a déjà permis de co-simuler des cas métiers de grande taille sur un cluster de PC multi-coeurs. L’intégration de ces méthodes dans DACCOSIM permettraaux ingénieurs d’EDF de concevoir des « réseaux électriques intelligents de très grande taille » plus résistants aux pannes
The emergence of Smart Grids is causing profound changes in the electricity distribution business. Indeed, these networks are seeing new uses (electric vehicles, air conditioning) and new decentralized producers (photovoltaic, wind), which make it more difficult to ensure a balance between electricity supply and demand, and imposes to introduce a form of distributed intelligence between their different components. Considering its complexity and the extent of its implementation, it is necessary to co-simulate it in order to validate its performances. In the RISEGrid institute, CentraleSupélec and EDF R&D have developed a co-simulation platform based on the FMI2 (Functional Mock-up Interface) standard called DACCOSIM, permitting to design and develop Smart Grids. The key components of this platform are represented as gray boxes called FMUs (Functional Mock-up Unit). In addition, simulators of the physical systems of Smart Grids can make backtracking when an inaccuracy is suspected in FMU computations, unlike discrete simulators (control units) that often can only advance in time. In order these different simulators collaborate, we designed a hybrid solution that takes into account the constraints of all the components, and precisely identifies the types of the events that system is facing. This study has led to a FMI standard change proposal. Moreover, it is difficult to rapidly design an efficient Smart Grid simulation, especially when the problem has a national or even a regional scale.To fill this gap,we have focused on the most computationally intensive part, which is the simulation of physical devices. We have therefore proposed methodologies, approaches and algorithms to quickly and efficiently distribute these different FMUs on distributed architectures. The implementation of these algorithms has already allowed simulating large-scale business cases on a multi-core PC cluster. The integration of these methods into DACCOSIM will enable EDF engineers to design « large scale Smart Grids » which will be more resistant to breakdowns

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Hamiaz, Adnane. « Étude d'une méthode volumes finis pour la résolution d'un modèle non linéaire d'un couplage Maxwell/plasma dans le domaine temporel ». Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1711/.

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Cette thèse présente l'étude d'une méthode numérique efficace pour résoudre les équations de Maxwell couplées à un modèle de plasma fluide. Le travail est organisé en cinq chapitres dans lesquels nous présentons la formulation du modèle physique, l'étude mathématique pour démontrer l'existence et l'unicité d'une solution, l'approximation numérique du problème, des résultats de validation et enfin, dans un cas simplifié, la mise en œuvre et l'étude numérique d'une stratégie de maillage auto-adaptatif en 1D. Dans ces travaux de recherche, nous nous sommes plus focalisés sur le choix d'une approximation numérique qui soit la plus performante pour résoudre notre problème couplé. En particulier, après avoir donné une approximation différences finies actuellement utilisée en 2D dans ce contexte, nous avons proposé une solution parallèle d'un outil FDTD et traité en 3D un couplage micro-onde/plasma en espace libre. Ensuite, dans le cas de problèmes de blindage, nous avons mis en avant les inconvénients de la méthode FDTD et proposé une approche basée sur un schéma volumes finis qui offre les avantages du raffinement local. Pour améliorer cette méthode, nous avons mis en œuvre une stratégie de pas de temps local et montré les gains obtenus dans le cas de plasma confinés
This thesis presents the study of an efficient numerical method to solve the Maxwell equations coupled with a fluid plasma model. The document is split into five chapters where we introduce the formulation of the physical model, a mathematical study to demonstrate the existence and uniqueness of a solution for the problem, numerical approximations of the equations, simulations and validations on 3D and 2D examples and a prospective work on a finite volume method with adaptative mesh for the 1D case. The accent is continuously put on the choice of the most efficient numerical approximation to solve the coupled problem. In this work, we exhibit the drawbacks of the finite difference method usually employed in this context. To overcome these drawbacks, we propose a method based upon a finite volume scheme which allows the capability to use local refinements. Then, to increase the gain in time CPU and memory storage, we introduce a local time-stepping scheme

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Martin, Alexis. « Conception et étude d'antennes actives optiquement transparentes : de la VHF jusqu'au millimétrique ». Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S126/document.

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Résumé :

Avec le développement de l’internet des objets et l’augmentation des applications sans fil, les antennes sont de plus en plus présentes au quotidien. Cependant, l’implantation de ces antennes est un challenge tant d’un point de vue technologique (intégration des antennes dans les dispositifs), que psychologique (acceptabilité des antennes par le grand public). Dans ce contexte, le développement d’antennes optiquement transparentes permet non seulement leur implantation sur de nouvelles surfaces (vitrages d’immeubles, écrans de smartphones ...), mais promeut aussi leur acceptabilité par le grand public grâce à leur faible impact visuel. Ce travail présente la conception, la fabrication et la caractérisation d’antennes actives optiquement transparentes. Le matériau transparent et conducteur utilisé est un maillage métallique à pas micrométrique développé spécifiquement, alliant conductivité électrique et transparence optique élevées. Dans ce cadre, un premier prototype d’antenne transparente et miniature en bande FM utilisant un transistor MESFET de dimensions sub-millimétriques a été réalisé. Des antennes agiles en fréquence en bande X (~10 GHz) couplées, soit à une diode varicap localisée (agilité ~10%), soit à un matériau ferroélectrique (agilité ~2%), ont été développées et étudiées. Une antenne passive transparente a été conçue en bande V (~60 GHz). Enfin, une transition optique (1540 nm) / hyperfréquence (1,4 GHz) a été réalisée et caractérisée, basée sur la transmission optique d’un faisceau laser au travers du matériau constitutif de l’antenne. Pour l’ensemble des prototypes réalisés, une transparence optique supérieure à 80% dans le domaine du visible associée à une résistance par carré inférieure à 0,1 ohm/sq ont été utilisées
Within the development of the Internet of Things (IoT) and the increase of the wireless communications, antennas are even more present on everyday life. However, antenna implementation is a real challenge, from a technological point of view (antenna integration into the devices) and from a psychological point of view (acceptability by the general public). Within this framework, the development of optically transparent antennas on new surfaces (glass windows, smartphone screens . . . ) is of great interest to improve the network coverage and to assist the general public in acceptability thanks to the low visual impact of such printed antennas. The present work deals with the design, the fabrication and the characterization of optically transparent and active antennas. The transparent and conducting material used is a micrometric mesh metal film specifically developed, associating high electrical conductivity and high optical transparency. A first optically transparent and miniature FM antenna based on a MESFET transistor with micrometric size has been designed and fabricated. Frequency agile antennas operating in X-band (~10 GHz), based on a beam-lead varactor (agility ~10%) and on a ferroelectric material agility ~2%), have been developed and characterized. An optically transparent and passive antenna has been studied in V-band (~60 GHz). At last, optics (1540 nm) / microwave (1.4 GHz) transition has been performed based on the transmission of a laser beam through the transparent antenna. For all prototypes, an optical transparency level higher than 80% coupled with a sheet resistance value lower than 0.1 ohm/sq have been used

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Nadau, Lionel. « Schémas numériques instationnaires pour des écoulements multiphasiques multiconstituants dans des bassins sédimentaires ». Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003624.

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Résumé :

Un bassin sédimentaire est un milieu poreux de grande dimension (plusieurs dizaines de kilomètres de long et de large pour une profondeur d'environ cinq kilomètres) qui évolue au cours du temps par les effets de compaction et de sédimentation. Au cours de cette évolution, des hydrocarbures vont se former et s'écouler dans le bassin. On établit alors un modèle permettant de simuler cette évolution de bassin ainsi que la création, la migration et le piégeage des hydrocarbures dans des roches appelées roches magasins. Ces phénomènes se déroulant sur des centaines de millions d'années, on s'est attaché à étudier principalement une discrétisation temporelle de ces équations. On a ainsi mis en avant un raffinement local du pas de temps dont le principe est de recalculer la solution sur une zone jugée "mauvaise". A l'extérieure de cette zone, la solution est admissible. La difficulté vient de la détermination de la zone qui doit - être suffisamment "grande" pour avoir une bonne qualité de la solution, mais suffisamment "petite" pour obtenir un gain calcul. Les estimateurs a posteriori permettent de contourner cette difficulté. On a donc entrepris une étude théorique de ces estimateurs a posteriori dans le cas des équations linéaires elliptique et parabolique. Des simulations numériques montrent l'efficacité de ces estimateurs dans des cas académiques.

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Lebaillif, David. « Fissuration en fatigue des structures mécano-soudées soumises à un environnement mécanique complexe ». Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00695047.

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Résumé :

Dans ce travail, une démarche d'analyse en fatigue des structures mécano-soudées industrielles soumises à des environnements mécaniques complexes est proposée. Basée sur une approche multi-échelle et sur le principe de superposition, elle utilise la méthode des éléments finis pour déterminer une carte du dommage de la structure avant de se focaliser sur l'amorçage de fissures. La propagation est traitée en couplant l'approche locale du dommage - le multi amorçage -, avec la prise en compte de la souplesse de la stucture fissurée au moyen d'éléments ressorts et grâce au developpement de Boites à Fissures, utilisées pour le calcul des facteurs d'intensité de contrainte, l'analyse de la bifurcation et de l'ouverture des fissures pour les chargements variables. Tous ces développements ont permis de créer une démarche et un outil permettant de traiter, sans remaillage, de l'amorçage d'une fissure jusqu'à la ruine, et qui ont été mis en oeuvre sur une structure industrielle

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Gauden, Damien. « Etude et réalisation de composants passifs accordables pour les systèmes de télécommunication hauts débits ». Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN1E001.

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Résumé :

La thèse a commencé par l'étude et la conception de deux composants fondés sur la réalisation d'un interféromètre de Mach-Zehnder sur fibre bi-coeur, dont l'un sert à controler le niveau de puissance sur une ligne de transmission ( VOA) et l'autre à extraire et/ou à inserer une longueur d'onde choisie d'un signal multiplexé (MIE accordable). Le travail de thèse a continué par l'étude du compensateur de dispersion chromatique, élément indispensable à la gestion des systèmes hauts-débits. Le but était d'améliorer les performances du composant : diminuer les oscillations sur la réflectivité et sur le retard de groupe du composant ; de trouver les limites en terme de valeur de dispersion et de bande passante qu'il était possible d'atteindre avec notre technique ; de réaliser un compensateur accordable et de developper un compensateur multi-canal. Toutes ces études ont été réalisées et menées à terme. Le travail de fond de la thèse a plus particulièrement porté sur l'analyse et la compréhension des mécanismes à l'origine de l'apparition des oscillations sur le retard de groupe d'un réseau de Bragg à a pas effectif variable. Unprogramme de simulation, modélisant une ligne de ransmission, a ensuite été réalisé. Il permet désormais de quantifier les dégradations engendrées par la dispersion chromatique sur un système de transmission hautdebit ; ainsi que de comprendre l'impact sur les performances d'un système, des oscillations présentes sur le retard de groupe. Nous avons pu mettre en évidence comment un signal optique module à très haute fréquence est modifié en présence d'oscillations sur la phase de la réflectivité d'un réseau de Bragg à pas effectif variable et quelle est linfluence de leurs fréquences. Il est possible d'affirmer que des oscillations dont la fréquence est proche de la fréquence de modulation du signal, dégradent de facons importantes les performances d'un système,en engendrant des interférences intra-ou inter-symboles au moment de la réception.

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Dudouit, Yohann. « Spatio-temporal refinement using a discontinuous Galerkin approach for elastodynamic in a high performance computing framework ». Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0248/document.

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Résumé :

Cette thèse étudie le raffinement local de maillage à la fois en espace et en temps pour l’équation de l’elastodynamique du second ordre pour le calcul haute performance. L’objectif est de mettre en place des méthodes numériques pour traiter des hétérogénéités de petite taille ayant un impact important sur la propagation des ondes. Nous utilisons une approche par éléments finis de Galerkin discontinus avec pénalisation pour leur flexibilité et facilité de parallélisation. La formulation éléments finis que nous proposons a pour particularité d’être élasto-acoustique, pour pouvoir prendre en compte des hétérogénéités acoustiques de petite taille. Par ailleurs, nous proposons un terme de pénalisation optimisé qui est mieux adapté à l’équation de l’élastodynamique, conduisant en particulier à une meilleure condition CFL. Nous avons aussi amélioré une formulation PML du second ordre pour laquelle nous avons proposé une nouvelle discrétisation temporelle qui rend la formulation plus stable. En tirant parti de la p-adaptivité et des maillages non-conformes des méthodes de Galerkin discontinues combiné à une méthode de pas de temps local, nous avons grandement réduit le coût du raffinement local. Ces méthodes ont été implémentées en C++, en utilisant des techniques de template metaprogramming, au sein d’un code parallèle à mémoire distribuée (MPI) et partagée (OpenMP). Enfin, nous montrons le potentiel de notre approche sur des cas tests de validation et sur des cas plus réalistes avec des milieux présentant des hydrofractures
This thesis studies local mesh refinement both in time and space for the second order elastodynamic equation in a high performance computing context. The objective is to develop numerical methods to treat small heterogeneities that have global impact on wave propagation. We use an internal penalty discontinuous Galerkin finite element approach for its flexibity and parallelization capabilities. The elasto-acoustic finite element formulation we discuss is elasto-acoustic in order to handle local acoustic heterogeneities. We also propose an optimized penalty term more suited to the elastodynamic equation that results in better CFL condition. We improve a second order PML formulation with an original time discretization that results in a more stable formulation. Using the p-adaptivity and nonconforming mesh capabilities of discontinuous Galerkin methods combined with a local time stepping method, we greatly reduce the high computational cost of local refinements. These methods have been implemented in C++, using template metaprogramming, in a distributed memory (MPI) and shared memory (OpenMP) parallel code. Finally, we show the potential of our methods on validation test cases and on more realistic test cases with medium including hydrofractures

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Djebarri, Sofiane. « Contribution à la modélisation et à la conception optimale de génératrices à aimants permanents pour hydroliennes ». Thesis, Brest, 2015. http://www.theses.fr/2015BRES0012/document.

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Résumé :

L'amélioration des performances des chaînes de conversion dédiées à la récupération d'énergie par les hydroliennes est un point particulièrement important pour rendre cette ressource économiquement attractive. La minimisation du coût de l'énergie produite passe nécessairement par une amélioration des performances de la chaîne de conversion électromécanique et une réduction des coûts de maintenance et de production des éléments la constituant. Dans ce contexte particulier, les génératrices à aimants permanents apparaissent particulièrement intéressantes dans la mesure où elles sont bien adaptées à un fonctionnement à basse vitesse et à fort couple. Ceci permet d'éliminer des systèmes mécaniques très complexes, encombrants et exigeants en maintenance, tels que le multiplicateur de vitesse et/ou le système d'orientation des pales. L'objectif de cette thèse est d’explorer un certain nombre de pistes concernant les outils, les concepts et les règles de conception à mettre en oeuvre pour dimensionner une génératrice associée en entraînement direct à une turbine hydrolienne à pas fixe. Les outils mis au point dans ces travaux englobent des modèles multi-physiques intégrés dans une démarche de conception qui se veut la plus globale possible. Cette méthodologie tient compte de la caractéristique de la ressource (courants de marées), de celle de la turbine (hélice), des spécifications de la génératrice à aimants permanents, de la mise en oeuvre d’une stratégie de pilotage associant MPPT et limitation de puissance par défluxage à fort courants de marées, en plus des contraintes liées au convertisseur. L'environnement de conception développé est basé sur un couplage des modèles dans une procédure d'optimisation. Les résultats obtenus mettent en lumière les points clés associés au développement d’une telle génératrice pour un contexte hydrolien
The improvements of marine current turbines drive train are key features to ensure safe operation and to make tidal energy resource cost-attractive. In this context, eliminating mechanical systems that demand high-level of maintenance can be an interesting way to improve the global behavior of tidal turbines. For that purposes, the presented studies focus on design methodologies and concepts of direct-driven generators associated with fixed-pitch turbines. The proposed designs are based on multiphysics models of the generator that are integrated in an optimization process taking into account the drive train environment. For these reasons, several models have been integrated into a global design strategy in order to find solutions that improve marine current turbines performances. This strategy is based on the use of an optimization process that combines electromagnetic model, thermal model, turbine performances model, and tidal resource velocity profile. This methodology integrates also an efficient control strategy based on a maximum power point tracking (MPPT) approach at low tidal speed and a flux-weakening power limitation control at high tidal speed. This control at high tidal velocities is in this work achieved by considering only the generator electrical control without using blade pitching systems. The obtained results highlight trends that could lead to an improvement of the design and they help designers to set relevant technological choices in order to ensure significant cost reduction and highly improve the reliability of marine current turbines

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Weber, Bruno. « Optimisation de code Galerkin discontinu sur ordinateur hybride : application à la simulation numérique en électromagnétisme ». Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD046/document.

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Résumé :

Nous présentons dans cette thèse les évolutions apportées au solveur Galerkin Discontinu Teta-CLAC, issu de la collaboration IRMA-AxesSim, au cours du projet HOROCH (2015-2018). Ce solveur permet de résoudre les équations de Maxwell en 3D, en parallèle sur un grand nombre d'accélérateurs OpenCL. L'objectif du projet HOROCH était d'effectuer des simulations de grande envergure sur un modèle numérique complet de corps humain. Ce modèle comporte 24 millions de mailles hexaédriques pour des calculs dans la bande de fréquences des objets connectés allant de 1 à 3 GHz (Bluetooth). Les applications sont nombreuses : téléphonie et accessoires, sport (maillots connectés), médecine (sondes : gélules, patchs), etc. Les évolutions ainsi apportées comprennent, entre autres : l'optimisation des kernels OpenCL à destination des CPU dans le but d'utiliser au mieux les architectures hybrides ; l'expérimentation du runtime StarPU ; le design d'un schéma d'intégration à pas de temps local ; et bon nombre d'optimisations permettant au solveur de traiter des simulations de plusieurs millions de mailles
In this thesis, we present the evolutions made to the Discontinuous Galerkin solver Teta-CLAC – resulting from the IRMA-AxesSim collaboration – during the HOROCH project (2015-2018). This solver allows to solve the Maxwell equations in 3D and in parallel on a large amount of OpenCL accelerators. The goal of the HOROCH project was to perform large-scale simulations on a complete digital human body model. This model is composed of 24 million hexahedral cells in order to perform calculations in the frequency band of connected objects going from 1 to 3 GHz (Bluetooth). The applications are numerous: telephony and accessories, sport (connected shirts), medicine (probes: capsules, patches), etc. The changes thus made include, among others: optimization of OpenCL kernels for CPUs in order to make the best use of hybrid architectures; StarPU runtime experimentation; the design of an integration scheme using local time steps; and many optimizations allowing the solver to process simulations of several millions of cells

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Vu, Do Huy Cuong. « Méthodes numériques pour les écoulements et le transport en milieu poreux ». Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112348/document.

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Résumé :

Cette thèse porte sur la modélisation de l’écoulement et du transport en milieu poreux ;nous effectuons des simulations numériques et démontrons des résultats de convergence d’algorithmes.Au Chapitre 1, nous appliquons des méthodes de volumes finis pour la simulation d’écoulements à densité variable en milieu poreux ; il vient à résoudre une équation de convection diffusion parabolique pour la concentration couplée à une équation elliptique en pression.Nous nous appuyons sur la méthode des volumes finis standard pour le calcul des solutions de deux problèmes spécifiques : une interface en rotation entre eau salée et eau douce et le problème de Henry. Nous appliquons ensuite la méthode de volumes finis généralisés SUSHI pour la simulation des mêmes problèmes ainsi que celle d’un problème de bassin salé en dimension trois d’espace. Nous nous appuyons sur des maillages adaptatifs, basés sur des éléments de volume carrés ou cubiques.Au Chapitre 2, nous nous appuyons de nouveau sur la méthode de volumes finis généralisés SUSHI pour la discrétisation de l’équation de Richards, une équation elliptique parabolique pour le calcul d’écoulements en milieu poreux. Le terme de diffusion peut être anisotrope et hétérogène. Cette classe de méthodes localement conservatrices s’applique àune grande variété de mailles polyédriques non structurées qui peuvent ne pas se raccorder.La discrétisation en temps est totalement implicite. Nous obtenons un résultat de convergence basé sur des estimations a priori et sur l’application du théorème de compacité de Fréchet-Kolmogorov. Nous présentons aussi des tests numériques.Au Chapitre 3, nous discrétisons le problème de Signorini par un schéma de type gradient,qui s’écrit à l’aide d’une formulation variationnelle discrète et est basé sur des approximations indépendantes des fonctions et des gradients. On montre l’existence et l’unicité de la solution discrète ainsi que sa convergence vers la solution faible du problème continu. Nous présentons ensuite un schéma numérique basé sur la méthode SUSHI.Au Chapitre 4, nous appliquons un schéma semi-implicite en temps combiné avec la méthode SUSHI pour la résolution numérique d’un problème d’écoulements à densité variable ;il s’agit de résoudre des équations paraboliques de convection-diffusion pour la densité de soluté et le transport de la température ainsi que pour la pression. Nous simulons l’avance d’un front d’eau douce assez chaude et le transport de chaleur dans un aquifère captif qui est initialement chargé d’eau froide salée. Nous utilisons des maillages adaptatifs, basés sur des éléments de volume carrés
This thesis bears on the modelling of groundwater flow and transport in porous media; we perform numerical simulations by means of finite volume methods and prove convergence results. In Chapter 1, we first apply a semi-implicit standard finite volume method and then the generalized finite volume method SUSHI for the numerical simulation of density driven flows in porous media; we solve a nonlinear convection-diffusion parabolic equation for the concentration coupled with an elliptic equation for the pressure. We apply the standard finite volume method to compute the solutions of a problem involving a rotating interface between salt and fresh water and of Henry's problem. We then apply the SUSHI scheme to the same problems as well as to a three dimensional saltpool problem. We use adaptive meshes, based upon square volume elements in space dimension two and cubic volume elements in space dimension three. In Chapter 2, we apply the generalized finite volume method SUSHI to the discretization of Richards equation, an elliptic-parabolic equation modeling groundwater flow, where the diffusion term can be anisotropic and heterogeneous. This class of locally conservative methods can be applied to a wide range of unstructured possibly non-matching polyhedral meshes in arbitrary space dimension. As is needed for Richards equation, the time discretization is fully implicit. We obtain a convergence result based upon a priori estimates and the application of the Fréchet-Kolmogorov compactness theorem. We implement the scheme and present numerical tests. In Chapter 3, we study a gradient scheme for the Signorini problem. Gradient schemes are nonconforming methods written in discrete variational formulation which are based on independent approximations of the functions and the gradients. We prove the existence and uniqueness of the discrete solution as well as its convergence to the weak solution of the Signorini problem. Finally we introduce a numerical scheme based upon the SUSHI discretization and present numerical results. In Chapter 4, we apply a semi-implicit scheme in time together with a generalized finite volume method for the numerical solution of density driven flows in porous media; it comes to solve nonlinear convection-diffusion parabolic equations for the solute and temperature transport as well as for the pressure. We compute the solutions for a specific problem which describes the advance of a warm fresh water front coupled to heat transfer in a confined aquifer which is initially charged with cold salt water. We use adaptive meshes, based upon square volume elements in space dimension two

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Rodríguez, Garcia Jerónimo. « Raffinement de maillage spatio-temporel pour les équations de l'élastodynamique ». Phd thesis, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002379.

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Résumé :

Cette thèse porte sur la simulation de la propagation et diffraction d'ondes dans un milieu élastique anisotrope hétérogène fissuré à l'aide de méthodes numériques explicites. L'objectif est de développer une méthode numérique performante capable de prendre en compte les détails géométriques ou singularités de la solution de manière précise. Les deux premières parties sont consacrées à des méthodes de raffinement de maillage spatio-temporel. Adapter le pas de temps localement au pas d'espace permet en même temps de diminuer la dispersion numérique dans la grille grossière et de gagner en temps de calcul. Les méthodes proposées sont conservatives, ce qui garantit la stabilité des schémas numériques. La géométrie des fissures est prise en compte par la méthode des domaines fictifs. La troisième partie présente un nouvel élément fini qui garantit la convergence de cette méthode. La dernière partie décrit le couplage entre les techniques de raffinement et la méthode de domaines fictifs.

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Laux, Sébastien. « Vers l'élaboration d'un matériau holographique de dimension centimétrique pour l'enregistrement de réseaux de phase en volume à pas variable (réseaux de Bragg chirpés) : Application à l'étirement d'impulsions laser ultra-courtes ». Phd thesis, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005685/en/.

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Résumé :

Dès sa première réalisation expérimentale par Théodore Maiman en 1960, le laser a fonctionné en régime impulsionnel. Même si les puissances mises en jeu à cette époque étaient très faibles, la brillance de cette source rivalisait déjà avec un million de soleils. De ce fait, il était facile de voir l'intérêt de pouvoir placer une fraction d'énergie lumineuse dans des impulsions de durée les plus courtes possibles. Avec la technique d'amplification à dérive de fréquence, l'exploration des système d'étirement et de compression commence. Malgré une diversité de solutions pour les étireurs et les compresseurs, le système de Treacy va dominer complètement les architectures lasers en raison de son très haut niveau de dommage essentiel pour les applications de très haute énergie. Pourtant, cette solution est loin d'être facile à mettre en oeuvre et le système est associé à de nombreux défauts. Le coût des optiques (réseaux de diffraction et optiques réflectrices du triplet de Öffner) est très élevé en raison des très grandes dimensions et des qualités de surface nécessaires pour l'obtention d'impulsion de 20-fs. C'est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse. Les systèmes d'étirement et de compression ont été clairement identifiés comme verrous technologiques pour le développement des lasers femtosecondes tant dans le cadre scientifique, qu'industriel. A cet effet, nous avons mené une étude pour la réalisation d'un système étireur compact utilisant des réseaux de Bragg à pas variable enregistrés via des méthodes holographiques, proposant une rupture technologique. Pour la réalisation de cet étireur un nouveau matériau holographique a été développé et mis en oeuvre pour la réalisation d'un composant de test. Son utilisation dans une chaîne d'amplification classique conduit à une démonstration de faisabilité claire d'un tel système.

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Thèses sur le sujet « Maillage à pas variable »

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