Thèses : « Rayonnement cosmique – Modèles mathématiques »

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Rivière, Colas. « Des signaux radio aux rayons cosmiques ». Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10322.

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Résumé :

La radiodétection des rayon cosmiques de haute énergie est actuellement l'objet d'une intense activité de recherche, tant sur le plan expérimental que théorique. La problématique actuelle est de savoir si elle représente une technique compétitive par rapport à ou en complément des techniques de détection classiques; aussi bien afin de couvrir les surfaces permettant d'accumuler de la statistique aux plus hautes énergies (autours de 10^20 eV , là où l'astronomie des particules deviendrait possible) que de caractériser précisément le rayonnement cosmique à des énergies plus modérées (quelques 10^18 eV). Au cours de ce travail, nous avons tenté de nous approcher de la réponse à cette question, grâce à des modélisations de l'émission radio, à l'analyse de données expérimentales et en préparant les détecteurs à venir. Au niveau modélisation, l'émission géosynchrotron des particules des gerbes a été abordée analytiquement en utilisant un modèle de gerbe simplifiée et d'autre part avec la simulation Monte Carlo AIRES pour obtenir un développement de gerbe réaliste. Différentes dépendances du champ électrique ont été extraite, dont une proportionnalité du champ avec le vecteur -v*B sous certaines conditions. Expérimentalement, l'analyse des données du détecteur CODALEMA a permis de mieux caractériser le champ électrique produit par les gerbes, avec notamment la topologie de la distribution du champ au sol, la dépendance avec l'énergie et un champ compatible avec une proportionnalité avec -v*B. Ces différents résultats sont regroupés sous la forme d'une formule générale du champ. Davantage de données sont probablement nécessaires avant de statuer définitivement sur l'intérêt de la radiodétection. La formule obtenue grâce à CODALEMA a finalement été utilisée pour extrapoler les résultats de CODALEMA a un futur grand réseau, résultat appliqué notamment au détecteur AERA de l'Observatoire Pierre Auger
Radio detection of high energy cosmic rays is currently being reinvested, both on the experimental and theoretical sides. The question is to know whether radiodetection is a competitive technique compared or in addition to usual detection techniques; in order to increase statistics at the highest energies (around 10^20 eV , where particle astronomy should be possible) or to characterize precisely the cosmic rays at lower energies (some 10^18 eV). During this work, we tried to progress towards the answer, using radio emission models, experimental data analysis and preparing the next generation of detectors. On the theoretical side, geosynchrotron emission of the particles of the showers has been computed analytically using a simplified shower model as well as using the Monte Carlo simulation AIRES to have a realistic shower development. Various dependencies of the electric field have been extracted, among which a proportionality of the field with the -v*B vector under certain conditions. Experimentally, the analysis of CODALEMA data enabled to characterize more precisely the electric field produced by air showers, in particular the topology of the field at ground level, the energy dependency and the coherence with a -v*B proportionality. These results are summarized in an overall parametrization of the electric field. More data are probably required in order to give a definitive statement on the interest of the radiodetection technique. The CODALEMA parametrization has finally been used to extrapolate CODALEMA's results to a future larger array, extrapolation applied in particular to the AERA detector of the Pierre Auger Observatory

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Chastenet, Jérémy. « Analysis of dust emission in nearby galaxies : implications of the modeling assumptions ». Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAE011/document.

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Résumé :

Ma thèse s’est concentrée sur les conséquences qu’ont les choix de modélisation de l’émission de la poussière sur ses propriétés déduites dans les galaxies proches.Une première étude a montré que tous les modèles ne reproduisent pas des observations de deux galaxies proches de façon satisfaisante, bien que tous reproduisent l’émission IR de la Voie Lactée. Cela a aussi mis en évidence que la composition de la poussière est différente d’une galaxie à l’autre, et différente de celle de la Voie Lactée. Le choix de l’environnement des grains, à travers la description du champ de rayonnement qui chauffe ces grains, impacte significativement les résultats tels que la masse totale de poussières. Une deuxième étude s’est concentrée sur les biais systématiques dus à l‘emploi de lois empiriques de mélange pour décrire le chauffage de la poussière. J’ai montré que les masses déduites peuvent être sous- ou surestimées, bien que les ajustements aux données apparaissent raisonnables. Les résultats de cette thèse montrent alors qu’il est nécessaire de prendre en compte les choix de modélisation pour déterminer au mieux les propriétés des poussières dans les galaxies proches
My thesis focused on the implications of dust emission modelisation choices on its derived properties in nearby galaxies. A first approach showed that all models do not fit observations of two nearby galaxies adequately and similarly, although they all managed to fit the Milky Way infrared emission. It also highlighted that the dust composition is not the same between those two galaxies, and also with that of the Milky Way. The choice of the dust grains environment, through the incident radiation field, can significantly impact results like the total dust masses. A second project investigated the systematics errors due to the empirical laws used to describe the radiation field that heats the dust grains. I showed that some parameters can be over- or underestimated, while showing good fits to the observations. These results show that it is important to take into consideration the choices made for modelisation in order to accurately determine dust properties in nearby galaxies

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Bernard, Guilhem. « Flux et anisotropie du rayonnement cosmique galactique : au-delà des modèles continus ». Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY065/document.

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Résumé :

Cette thèse explore les conséquences du fait que les sources de rayons cosmiques sont distribuées de façon non homogène dans notre Galaxie. Elle débute par plusieurs synthèses théoriques et expérimentales. Dans un premier temps la présentation du milieu interstellaire permet de comprendre les mécanismes en jeu dans la propagation et l'accélération des rayons cosmiques. Puis l'étude du mécanisme détaillé de la diffusion des rayons cosmiques sur le champ magnétique conduit à l'équation de propagation utilisée communément. Les solutions stationnaires de cette équation seront rappelées, puis la thèse s'articule autour de l'étude des solutions non stationnaires dans le cadre de sources ponctuelles dépendantes du temps. Une étude statistique permet d'évaluer la dispersion du flux de rayons cosmiques autour de sa valeur moyenne. Le calcul de cette dispersion conduite à des divergences mathématiques et des outils statistiques sont développés pour contourner ce problème. Ainsi l'effet de la granularité des sources est discuté et l'impact sur le spectre du rayonnement cosmique permet d'expliquer les récentes mesures de flux de protons et d'héliums de expériences CREAM et PAMELA.D'autre part la thèse porte sur l'étude de l'anisotropie du rayonnement cosmique. Les méthodes de mesures expérimentales seront rappelées, et une partie du manuscrit est consacrée à relier les calculs théoriques, menés dans le cadre des modèles de propagation, aux expériences. S'en suit d'une part le calcul de l'effet de l'environnement local sur la mesure d'anisotropie, comme l'influence d'un coefficient de diffusion local. Puis, l'anisotropie et sa variance sont calculées dans le cadre de sources ponctuelles avec l'aide des outils développés dans la première partie. Enfin, la possible influence des sources locales sur l'anisotropie est discutée à la lumière des derniers résultats expérimentaux
In this thesis I study the consequence of non homogeneously distributed cosmic ray sources in the Milky way. The document starts with theoretical and experimental synthesis. Firstly, I will describe the interstellar medium to understand the mechanism of propagation and acceleration of cosmic rays. Then, the detailed study of cosmic rays diffusion on the galactic magnetic field allows to write a commonly used propagation equation. I will recall the Steady-state solutions of this equation, then I will focus on the time dependant solutions with point-like sources. A statistical study is performed in order to estimate the standard deviation of the flux around its mean value. The computation of this standard deviation leads to mathematical divergences. Thus, I will develop statistical tools to bypass this issue. So i will discuss the effect of the granularity of cosmic ray sources. Its impact on cosmic ray spectrum can explain some recent features observed by the experiments CREAM and PAMELA.Besides, this thesis is focused on the study of the anisotropy of cosmic rays. I will recap experimental methods of measurements, and I will show how to connect theoretical calculation from propagation theories to experimental measurements. Then, the influence of the local environment on the anisotropy measurements will be discussed, particularly the effect of a local diffusion coefficient. Then, I will compute anisotropy and its variance in a framework of point-like local sources with the tools developed in the first part. Finally, the possible influence of local sources on the anisotropy is discussed in the light of the last experimental results

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Challane, Tlemsani Sofiane. « Le problème de l'horizon dans les modèles cosmologiques de Friedmann-Robertson-Walker ». Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20239.

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Résumé :

La these presentee traite, dans le cadre de la cosmologie standard (modeles de friedman-robertson-walker), du probleme de l'horizon. Dans une premiere partie, on etudie de facon explicite la condition d'homogeneisation causale d'une hypersurface caracterisee par une coordonnee temporelle constante. Appliquant cette condition a l'hypersurface de recombinaison, on montre que cette condition ne peut en aucun cas etre satisfaite. Le probleme de l'horizon dans le cas etudie du rayonnement a 3 k, ne se reduit apparemment pas a un probleme observationnel. La seconde partie se presente comme une alternative possible aux scenarios inflationnaires. On prend comme hypothese de base (dans le cadre f. R. W) le fait que, initialement, l'univers n'est pas decelere. Pendant une periode initiale, le fluide cosmique, n'est plus representable par un tenseur energie-impulsion de type fluide parfait. On retrouve alors une situation abondamment etudiee: le fluide cosmique est dissipatif (introduction d'une viscosite de volume). Cette situation est ici exploitee, non pour eliminer la singularite initiale (comme c'est le cas usuellement), mais pour faire jouer a la phase visqueuse le role d'une phase d'homogeneisation causale. La solution correspondant a cette phase entraine que sur un court intervalle de temps, l'univers ne possede pas encore d'horizon-particule. Dans la troisieme partie, on etudie la validite du comportement du facteur d'echelle pres de la singularite initiale pour les trois cas de courbures possibles

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Berour, Nacer. « Modélisation du transfert de chaleur par rayonnement, conduction et convection : Application aux fours verriers ». Nancy 1, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2005_0152_BEROUR.pdf.

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Résumé :

Ce mémoire de recherche porte sur l'étude des transferts de chaleur couplés associant rayonnement, conduction et convection. Les milieux semi-transparents, non gris, portés à haute température sont étudiés. Une description fine de la physique des phénomènes mis en jeux, nous a conduits à développer plusieurs modèles numériques applicables à de tels matériaux. La résolution de l'équation du transfert radiatif (ETR), des équations de Navier-Stokes et du bilan d'énergie est menée grâce à la méthode des volumes finis (MVF). Le recours a une quelconque solution analytique est impossible compte tenu de la complexité des problèmes considérés. Toutefois, l'emploi de méthodes numériques implique le choix d'un certain nombre d'approximations nécessaires à la reformulation du problème réel. Que ce soit pour la résolution de l'ETR ou pour les équations de transport, nous avons testés, développé et comparé plusieurs relations de fermeture. La précision et la stabilité de convergence constituent les critères de choix de ces techniques. Dans le cadre de cette étude des transferts de chaleur couplés, un nouveau schéma de différentiation pour l'ETR et une version modifiée du schéma QUICK pour les équations de transport, s'avèrent être les plus efficaces. Les codes de calculs réalisés lors du travail de thèse ont été employés pour simuler le chauffage de bain de verre en fusion. Un modèle complet décrivant le fonctionnement d'un four float, du chargement de la matière première à l'évacuation du verre affiné, achève le mémoire
Study of coupled heat transfer through radiation, conduction and convection has been carried out and detailed in this PhD memory. Non grey semitransparent media at high temperatures are studied. Acute description of involved physical phenomena leads us to develop several numerical methods for such materials. Radiative heat transfer equation (RTE), Navier-Stokes equations and energy balance are solved with the finite volume method (FVM). Analytical solutions cannot be considered for such problems owing to their complexity. Besides numerical treatment induces necessary approximation in order to rewrite characteristical equations describing the real problem. In the case of RTE modelling a new differencing scheme has been proposed, on the other side Navier-Stokes transport equations are solved with a modified QUICK scheme. Both techniques ensure efficient modelling. The achieved simulation codes have been used for glass melting process description. An enhanced model describes a float glass furnace behaviour, from the material feeding to the refined glass extraction

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Xexo, Gjergj. « Flamme de diffusion turbulente dans un écoulement transversal : comportement dynamique et rayonnement ». Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1995INPT082H.

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Résumé :

Ce travail constitue une contribution a la connaissance de l'interaction des flammes de diffusion turbulente avec le milieu environnant en mouvement. Plus precisement l'etude presentee a pour but essentiel de mieux comprendre le comportement dynamique d'une telle flamme sous influence d'un ecoulement transverse, l'evolution du champ des principales grandeurs aerothermochimiques a l'interieur de la flamme ainsi que son effet radiatif vers le milieu ambiant. L'outil d'analyse est un modele de type integral. Une analyse dimensionnelle de la flamme de diffusion a ete presentee. Elle couvre differents regimes caracteristiques d'ecoulement. Ensuite une estimation analytique du taux d'entrainement dans les flammes de diffusion a ete mis en evidence. Les resultats montrent que les flammes de diffusion sont sujet a une variation sensible de l'entrainement du a des importantes differences de masse volumique. Une approche integrale a ete appliquee pour predire le comportement d'une flamme de diffusion turbulente. La determination de l'ensemble des parametres a l'interieur de la flamme est effectuee a l'aide d'un systeme d'equations differentielles qui represente les lois de conservation. Le passage a l'echelle locale a ete fait a l'aide des profils de similitude. Egalement, notre modelisation tient compte d'un modele de turbulence et un modele des suies dans le but d'estimer l'emissivite de la flamme et la puissance rayonnee. Les resultats de la modelisation sont compares a ceux issus des experiences menees dans une soufflerie subsonique. Les mesures effectuees sur des flammes de diffusion ayant une longueur maximale de l'ordre de 2,5m concernent differents elements geometriques de la flamme, le champ moyen des temperatures, la distribution des principales especes chimiques et quelques caracteristiques du champ radiatif. L'etude dans son ensemble peut mener a une maitrise plus parfaite de l'impact d'une flamme de diffusion turbulente sur l'environnement ; elle fournit une assistance dans le domaine de prevention gaziere

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Tran, Van Ly. « Modèles stochastiques des processus de rayonnement solaire ». Phd thesis, Université d'Orléans, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00994598.

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Les caractéristiques des rayonnements solaires dépendent fortement de certains événements météorologiques non observés comme fréquence, taille et type des nuages et leurs propriétés optiques (aérosols atmosphériques, al- bédo du sol, vapeur d'eau, poussière et turbidité atmosphérique) tandis qu'une séquence du rayonnement solaire peut être observée et mesurée à une station donnée. Ceci nous a suggéré de modéliser les processus de rayonnement solaire (ou d'indice de clarté) en utilisant un modèle Markovien caché (HMM), paire corrélée de processus stochastiques. Notre modèle principal est un HMM à temps continu (Xt, yt)t_0 est tel que (yt), le processus observé de rayonnement, soit une solution de l'équation différentielle stochastique (EDS) : dyt = [g(Xt)It − yt]dt + _(Xt)ytdWt, où It est le rayonnement extraterrestre à l'instant t, (Wt) est un mouvement Brownien standard et g(Xt), _(Xt) sont des fonctions de la chaîne de Markov non observée (Xt) modélisant la dynamique des régimes environnementaux. Pour ajuster nos modèles aux données réelles observées, les procédures d'estimation utilisent l'algorithme EM et la méthode du changement de mesures par le théorème de Girsanov. Des équations de filtrage sont établies et les équations à temps continu sont approchées par des versions robustes. Les modèles ajustés sont appliqués à des fins de comparaison et classification de distributions et de prédiction.

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Morvidone, Marcela. « Etude et comparaison d'algorithmes de détection optimale pour les signaux modulés en amplitude et en fréquence : applications aux ondes gravitationnelles ». Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11063.

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Résumé :

Cette thèse est consacrée au problème de détection de signaux modulés en amplitude et en fréquence ("chirps") dans des situations où la forme du signal est connue, modulo quelques paramètres inconnus à estimer. Les données dont on dispose sont affectées par un bruit additif, modélisé comme un processus aléatoire faiblement stationnaire, centré. Le filtre adapté est la méthode classiquement utilisée pour résoudre ce type de problème ; un "banc de filtres" est construit à partir du signal de référence et de la densité spectrale du bruit. Cette technique optimale est toutefois assez peu robuste, et oblige à des discrétisations très fines, qui engendrent d'importants coûts de calcul. Il s'avère que les signaux de type chirp ont des caractéristiques qui justifient l'utilisation des méthodes temps-échelle (analyse par ondelettes) pour son étude. Ces transformations fournissent une représentation des chirps localisée sur des courbes (arêtes) dans l'espace bidimensionnel dans lequel elles sont définies. Nous développons une méthode de détection d'arêtes comme alternative au filtrage adapté. On montre que cette approche, sous-optimale en termes de détection, est toutefois plus robuste dans certains cas, et donc plus adaptée à des situations où le modèle de signal n'est connu qu'à un ordre d'approximation donné. Les performances des deux approches sont testées et comparées de façon systématique sur des signaux modèles (modèles d'ondes gravitationnelles, en approximations Newtonienne et post-Newtoniennes d'ordre deux).

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Duprey, Stefan. « Etude mathématique et numérique du rayonnement acoustique d'un turboréacteur ». Nancy 1, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00145205.

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Cette thèse traite du problème industriel de la modélisation et de la simulation numérique du rayonnement acoustique à l’entrée d’air des nacelles d’Airbus. Les hypothèses physiques subséquentes au contexte industriel précis conduisent à un modèle simplifié de propagation acoustique linéaire sur un écoulement porteur potentiel et non-linéaire. La modélisation de la source modale de bruit du moteur se traduit par une condition de bord exprimée par un opérateur Dirichlet-Neumann. L‘existence et l’unicité du problème mathématique général (auquel on a rajouté une condition de Sommerfeld convectée) de la perturbation potentielle et locale autour d’un écoulement uniforme sont démontrées. Un couplage discret alliant le potentiel acoustique (éléments finis de volume) et sa dérivée conormale de bord (éléments finis de frontière) par une équation intégrale est proposé. Le code informatique est validé analytiquement et comparativement. Les résultats originaux prouvent la n´ecessit´e de la prise en compte des non-linéarités de l’écoulement par des différences de plus de 5 décibels en champ lointain. Le positionnement optimal de la surface rayonnante et la possibilité d’adaptation de la méthode multiple rapide rendent ce couplage incontournable. Le modèle simplifié potentiel-linéaire, même si il n’est a priori apte qu’`a traiter l’entrée d’air, trouve toute sa justification en tant que brique d’un code global basé sur la décomposition de domaine. Finalement, soulignons l’avènement d’un élément fini axisymétrique naturel et dune alternative originale de calcul de l´écoulement non-linéaire par une méthode de point fixe
This thesis deals with the industrial problem of modelisation and numerical simulation of the acoustic radiation from fan duct air entry. The physical hypothesis subsequent to the industrial framework give way to a simplified model of linear acoustic propagation upon a non linear potential flow. Engine modal noise source modelisation requires acoustic boundary conditions through a Dirichlet-Neumann operator. Existence and uniqueness of the global mathematical problem (a convected Sommerfeld condition is added) of the potential and local perturbation from a uniform flow are prooved. A discrete coupling between the volumic acoustic potential (finite volumic elements) and its elliptic normal derivate (boundary finite element) through an integral equation is exhibed. Computing code is validated analytically and comparatively. Original results are described and prove the necessity to consider the nonlinearity of the flow by differences greater than 5 dBs in the far field acoustic diagrams. Optimal positionning of the radiating surface and the plugability of the fast multipole method make this coupling unmissable. Simplified potential-linear model, even if its range of validity is restricted to the fan duct air entry, gets his whole interest as a brick in a global domain decomposition code. By the way, lets mention the achievement of a natural axisymetric finite element and an alternative method to the calculus of the non linear flow by a fixed point method

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Bichri-El, Alaoui Rabha. « Elaboration de modèles tri-dimensionnels pour le polyacétylène cis et trans. Interprétation des spectres infrarouges pour les systèmes neutres, dopés et de l'effet photoinduit ». Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20239.

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Dans ce travail, nous presentons des modeles nouveaux pour expliquer l'origine des raies d'absorption infrarouge obtenues soit par dopage, soit par effet photoinduit dans le polyacetylene (pa). Nous avons mis en evidence pour la premiere fois la sensibilite de la frequence du mode de goldstone aux valeurs des parametres utilises. Nous montrons alors qu'il est difficile de baser une interpretation des resultats experimentaux seulement sur les proprietes de ce mode. Pour les chaines neutres, nous avons developpe des modeles pour le cis et le trans prenant en compte la structure zig-zag de la chaine et la presence du couplage electrons-phonons. Nous etudions un nouveau type de defaut: le defaut cis-trans (dct) et nous montrons que ce type de defaut permet d'expliquer l'origine de certaines raies actives en infrarouge du pa dope en presence du couplage electrons-phonons, nous avons calcule a l'aide des techniques de temps imaginaire le tenseur de conductivite a 2d. Nous avons applique ces resultats au calcul de la conductivite du polyacetylene dope en presence de solitons et d'anti-solitons. Nos resultats sont en parfait accord avec les resultats experimentaux. Pour l'effet photoinduit, nous montrons que le dct permet une dissociation des effets du soliton et de l'anti-soliton et retablit une activite infrarouge. Nous avons ensuite applique ces resultats a la mise au point de modeles cristallins pour le polyacetylene de structure cis et trans neutre et en presence de defauts. Les calculs montrent que les effets 3d peuvent etre negliges

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Pachart, Eric. « Mesures et modélisation du rayonnement ultraviolet au sol ». Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10239.

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Le principal facteur de modulation de l'intensité du rayonnement UV-B à la surface de la terre est l'ozone dont la déplétion à l'échelle de la planète a été observée durant les 2 dernières décennies. Les scientifiques ont manifesté ces quinze dernières années un vif intérêt au développement de spectroradiométres UV destinés à évaluer l'impact de l'appauvrissement de la couche d'ozone, non seulement sur l'homme, mais aussi sur l'ensemble de l'écosystème. Ces instruments requièrent une attention particulière pour leur conception et nécessitent des procédures d'étalonnage précises afin que leurs échelles radiométriques soient stables dans une large gamme dynamique. Le but principal de cette thèse a été d'optimiser et de valider un spectromètre commercial afin de l'intégrer dans le réseau européen de surveillance des UV solaires. Plusieurs modifications ont été apportées à cet instrument. La reproductibilité et la fiabilité de l'étalonnage ont été nettement améliorées. Depuis que l'instrument est opérationnel, les mesures acquises sur le site de Villeneuve d'Ascq ont été comparées à la modélisation et à des mesures auxiliaires. Le bon accord que nous obtenons nous permet d'envisager ces comparaisons comme moyens de contrôle de la qualité des mesures spectrales soumises à la banque de données européenne. La dernière intercomparaison instrumentale à thessalonique, dans laquelle la plupart des spectroradiomètres impliqués dans le réseau européen étaient présents, a confirmé non seulement la précision de nos mesures mais aussi la validité de nos moyens de contrôle-qualité. Deux campagnes de mesures ont été effectuées à Briancon, l'une en été et l'autre en hiver. L'exploitation des mesures représente le début de l'élaboration d'une climatologie de l'UV dans un site alpin, préalable à l'installation permanente d'un instrument similaire au nôtre qui sera intégrée dans un réseau impliquant d'autres stations alpines en Europe.

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Tye-Gingras, Maxime. « Modélisation et optimisation de panneaux radiants hydroniques ». Master's thesis, Université Laval, 2012. http://hdl.handle.net/20.500.11794/23236.

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Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012
Ce mémoire présente la méthodologie et les résultats d'une étude numérique portant sur la modélisation et l'optimisation d'un système de chauffage par panneaux radiants hydroniques à faible masse thermique. L'objectif principal du projet est de fournir des données et de proposer des solutions au problème d'optimisation des performances énergétiques et du confort de tels systèmes. L'évolution du processus d'optimisation entrepris passe d'abord par une analyse détaillée de la modélisation du système, au terme de laquelle sont créés des modèles représentant la géométrie réelle des panneaux. Entre autres, un modèle semi-analytique est développé pour les panneaux avec configuration de tubes en serpentin et un modèle de volumes finis est développé pour les configurations de tubes en spirale. Les modèles choisis offrent la possibilité d'imposer des propriétés et des taux de transfert de chaleur non uniformes afin de représenter adéquatement la réalité lors d'un couplage avec l'environnement. Ces modèles servent ensuite à identifier l'effet de plusieurs paramètres de conception sur les performances énergétiques des panneaux radiants, d'abord dans un contexte découplé de l'environnement. Finalement, le problème complet du confort et de la demande énergétique de ces systèmes en climat hivernal québécois est traité dans la dernière partie du projet. Cette étape présente le couplage d'un modèle de dynamique des fluides numériques (DFN) avec le modèle semi-analytique de panneaux radiants pour tubes en serpentin développé préalablement. Le tout est intégré dans une pièce typique d'un bâtiment résidentiel afin d'analyser l'effet de la température d'entrée du fluide caloporteur ainsi que du positionnement et du dimensionnement des panneaux. Le modèle de DFN calcule les champs de vitesse de l'air, de température et de rayonnement dans la pièce pour fournir des valeurs locales du coefficient de transfert de chaleur au modèle de panneau radiant. Cette méthodologie permet de considérer le système de panneau radiant intégré à son environnement pour en optimiser les caractéristiques en regard du confort et de la performance énergétique.

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Guillemant, Philippe. « Modélisation numérique et analytique des transferts couplés rayonnement-conduction dans les milieux semi-transparents : identification expérimentale par la méthode de l'hémisphère ». Aix-Marseille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX11038.

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On presente dans ce memoire deux types de modelisations, numerique puis analytique, des transferts couples par rayonnement et par conduction dans les milieux semi-transparents. L'analyse est monodimensionnelle et prend en compte le cas de milieux non gris, absorbants, emissifs et diffusifs. Les interfaces sont grises, opaques ou transparentes, reflechissantes et soumises a des conditions de flux incluant des pertes par convection. Pour le modele analytique, elles sont supposees diffuses isotropes. Le modele numerique a ete elabore essentiellement dans un but de validation du modele analytique. Il utilise la methode des zones, et traite le probleme du calcul des facteurs de forme etendus indirects pour le cas d'une reflexion et d'une diffusion anisotropes. L'equation de l'energie est discretisee et resolue a l'aide d'un schema aux differences finies. Le modele analytique propose une simplification du formalisme des equations de base, a l'aide de parametres pertinents, caracteristiques du materiau, permettant d'acceder aux champs de temperature et de flux en fonction des conditions aux limites et ceci en faisant abstraction des proprietes locales (coefficient d'absorption, de diffusion, fonction de phase, etc. . . ) afin de satisfaire une preoccupation de metrologie industrielle. Ce modele est construit en introduisant progressivement des hypotheses de moins en moins contraignantes pour prendre en compte des milieux dont les proprietes sont de plus en plus realistes. La notion principale introduite est l'epaisseur optique equivalente moyenne, ou facteur d'attenuation du flux radiatif hemispherique, pour une epaisseur donnee, dont la valeur peut etre identifiee experimentalement. On verifie qu'avec ce parametre certains milieux non gris peuvent etre traites comme des corps gris. Un dispositif experimental est associe a une methodologie pour identifier la conductance phonique et l'epaisseur optique equivalente moyenne. On utilise pour cela la methode de l'hemisphere reflechissant (ou de la coupole)

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MONTETAGAUD, FABIENNE. « Modelisation de la propagation et du rayonnement acoustiques des entrees d'air de turboreacteurs ». Le Mans, 1998. http://www.theses.fr/1998LEMA1004.

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Devant la gene croissante autour des aeroports, generee par l'augmentation constante du trafic aerien, les constructeurs d'avions sont amenes a travailler, des la phase d'avant projet, a la reduction du bruit a la source, notamment par traitement acoustique des nacelles de turboreacteurs. Pour cela, il est necessaire de disposer d'outils de calcul performants capables d'estimer l'efficacite des revetements absorbants places sur les parois internes. C'est precisement dans ce contexte que se situe cette etude, qui presente et analyse deux methodes complementaires permettant la modelisation de la propagation et du rayonnement acoustiques des entrees d'air de turboreacteurs. La premiere est un modele analytique utilisant une description modale de la pression acoustique dans un conduit cylindrique infini de section constante, avec ou sans traitement, et parcouru par un ecoulement d'air. La seconde prend le relais a l'extremite du conduit pour calculer le rayonnement vers l'exterieur au moyen d'une representation par equations integrales. L'analyse approfondie de ces deux methodes, menee dans le cadre de leur application a l'insonorisation des nacelles, met en evidence leurs limitations, les consequences d'hypotheses restrictives, et propose des solutions pour pallier au caractere parfois instable ou imprecis des methodes de resolution. Par ailleurs, un comportement modal singulier, lors du passage du conduit rigide au conduit traite, est mis en evidence. Enfin, le couplage entre les deux codes est developpe pour prendre en compte la rupture d'impedance en bout de conduit. La validation experimentale montre d'une part l'influence du dephasage entre les modes et d'autre part une bonne correlation entre la mesure et la modelisation quand une hypothese sur les dephasages est acceptable.

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Mehmel, Cherif. « Modélisation et commande d'un interféromètre pour la détection d'ondes gravitationnelles ». Chambéry, 1998. http://www.theses.fr/1998CHAMS021.

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Résumé :

Ce travail a porté sur la modélisation et la commande d'un interféromètre dédié à la détection d'ondes gravitationnelles. Cet interféromètre sera composé de plusieurs miroirs formant des cavités optiques. Certaines de ces cavités auront des longueurs de l'ordre du kilomètre. Pour que l'interféromètre soit opérationnel les longueurs des cavités le formant doivent être maintenues aussi stables que possible. Nous avons proposé dans ce travail un modèle dynamique de l'interféromètre qui relie les les longueurs à contrôler aux signaux mesurés. Ce modèle a été validé avec succès à l'aide d'un outil de simulation de l'interféromètre. La deuxième partie de ce travail a concerné l'analyse de la robustesse des lois de commande de l'interféromètre. Deux lois de commande ont été analysées. La première est basée sur une approche classique de synthèse et permet d'obtenir de bonnes marges de stabilité en sortie du procédé mais conduit à des marges de stabilité réduites en entrée du procédé. La deuxième loi de commande est basée sur une approche de synthèse H∞. Cette approche conduit à une amélioration des marges de stabilité en entrée. Néanmoins ces marges demeurent faibles. Ce constat nous a conduit à analyser l'influence de la stratégie de commande choisie sur les marges de stabilité en entrée, nous avons montré en utilisant la marge de module en entrée comme indicateur que la stratégie de commande utilisée ne permet pas d'obtenir des marges de stabilité en entrée acceptables. Nous avons aussi analyse la robustesse des deux lois de commande vis-a-vis d'erreurs paramétriques de modèle. Cette analyse a montré une grande sensibilité des deux lois de commande vis a vis de ce type d'erreur.

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El, Wakil Nadim. « Etude de transferts de chaleur par conduction, convection et rayonnement couples dans des milieux semi-transparents fluides ou poreux : Elaboration de modèles de simulation en géométrie bidimensionnelle ». Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0050.

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Résumé :

Ce travail est une étude numérique des transferts de chaleur couplés dans les milieux semi-transparents gris en géométrie bidimensionnelle rectangulaire. Après un bref rappel des équations du transfert radiatif, complété par un aperçu général sur les différentes méthodologies fréquemment utilisées pour résoudre ces équations, nous avons choisi la méthode des ordonnées discrètes (Sn) qui a connu très récemment beaucoup de succès en raison de sa précision ainsi que de sa compatibilité avec la modélisation des autres modes de transfert de chaleur. Nous avons développé cette méthode dans le cas des milieux à diffusion anisotrope. Afin d'éliminer certaines aberrations numériques observées lors de sa mise en oeuvre, nous avons proposé, dans le premier chapitre du mémoire, une nouvelle version que nous avons testée par comparaison avec d'autres méthodes très précises et de référence. Ensuite nous avons adopté l'approximation S4 pour l'étude de couplages où l'on a effectué une analyse systématique concernant l'influence des différents paramètres radiatifs du milieu, ainsi que des caractéristiques de ses surfaces frontières. Commençant par le couplage de la conduction avec le rayonnement dans le deuxième chapitre, où nous avons adopté la méthode des volumes de contrôle pour résoudre l'équation de la chaleur, nous avons poursuivi l'étude, dans le troisième chapitre, pour traiter un domaine très rarement abordé, qui est celui du couplage de la convection naturelle et du rayonnement dans les milieux poreux, où nous avons utilisé le modèle de DARCY pour la modélisation de la convection. Finalement, nous avons terminé l'étude du couplage dans le quatrième chapitre, consacré au transfert couplé rayonnement et convection naturelle en régime laminaire dans les milieux fluides. Dans cette partie nous avons adopté l'algorithme SIMPLER qui a connu beaucoup de succès ces dernières années
This work presents a numerical study for the coupled heat transfer in a gray semi-transparent media contained in two-dimensional rectangular enclosure. The radiative heat transfer equations are first presented. Then a genral review of the different methodologies usually used to resolve these equation is given. According to this study we have selected the discrete ordinates methods (Sn) recently talking a great attention due to its accuracy as well as its compatibility with the modelling of other modes of heat transfer. The first chapter deals with the application of this method to many cases specially for the anisotropic scattering media. Numerical ascillation were observed and had to be eliminated. The method has been modifed to improve its performance, then compared to other reference methods of high accuracy ; The S4 approximation is then adopted to study the coupled heat transfer problem and to analyse the influence of different radiative properties of the medium and the enclosue surfaces. The second chapter is conerned with the combined conduction-radiation heat transfer problem. The energy equation has been solved using the control volume approach. The fird chapter treats a rarely studied topic. This is the combined radiation-natural covection heat transfer in porous media. The darcy law is used in the modelling of natural convection. Finally, the fourth chapter is devoted to solve the combined radiation-natural convection in a fluid, using the SIMPLER algorithm

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Variot, Bruno. « Modélisation des transferts de chaleur par rayonnement dans les systèmes gaz-solide à haute température ». Perpignan, 1993. http://www.theses.fr/1993PERP0165.

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Résumé :

Le but de ce travail est d'etudier l'influence du rayonnement sur les transferts de chaleur dans les systemes gaz-solide. La diffusion anisotrope du rayonnement, caracteristique des milieux particulaires, est prise en compte. Les particules ont un diametre grand devant la longueur d'onde du rayonnement. Apres une synthese bibliographique sur les milieux diffusants, on detaille dans le second chapitre la resolution de l'equation de transfert radiatif en geometrie monodimensionnelle. La methode utilisee est celle des ordonnees discretes, des validations sont effectuees sur des cas d'ecole. Les aspects concernant l'indicatrice de diffusion (optique geometrique) sont developpes. Le probleme des transferts couples par conduction, convection, et rayonnement dans un lit fixe, traverse par un gaz, et chauffe par rayonnement sur une face, est resolu dans le troisieme chapitre. Pour garder un caractere general, le probleme est formule de facon adimensionnelle et utilise les nombres de planck n. (conduction-rayonnement) et de boltzmann bo (convection-rayonnement). Globalement, n influe sur les gradients de temperature des zones proches de la source et bo sur le niveau de temperature des zones lointaines. L'etude du regime transitoire met en evidence des phenomenes dynamiques (en particulier inversion des temperatures entre solide et gaz). Le quatrieme chapitre est consacre a la modelisation des transferts couples dans des systemes a haute temperature: lits fixes multicouches, echange lit fluidise - paroi, ecoulements plasma charges en particule. La modelisation est basee sur l'hypothese non grise (modele a bandes). Des comparaisons entre solutions completes, solutions simplifiees et resultats experimentaux sont presentees

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Bourgeois, Martine Caroline. « Application du tandem Spectroscopie photoélectronique à rayonnement UV (SPE-UV)/quantochimie au motif >C=N- : Cas particulier des imines N-zirconiées ». Pau, 2008. http://www.theses.fr/2008PAUU3038.

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Résumé :

L'objectif général de ce travail a consisté à déterminer les propriétés électroniques et structurales de composés comportant le squelette >C=N- en couplant les résultats expérimentaux provenant de la spectroscopie photoélectronique à rayonnement UV - les spectres obtenus sont de réelles empreintes électroniques, caractéristique de la molécule étudiée - et la quantochimie (calculs DFT). Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'influence d'une N-substitution par un métal comme le zirconium ou un autre hétéroélément comme le phosphore, sur leurs propriétés intrinsèques. La spectroscopie photoélectronique UV, en phase gazeuse, couplée à des réactions sur support basique, nous a de plus permis de caractériser des espèces peu encombrées RC(H)=NH (R : iPr, Ph. . . ), pas ou non isolables dans des conditions standards. Nous avons déterminé l'effet du métal d'une part sur les paramètres géométriques des imines - et plus particulièrement sur l'hybridation de l'atome d'azote - et d'autre part sur la nature et la position de orbitales moléculaires intervenant dans la réactivité, comme la paire libre imino et l'orbitale nCN. Une étude mécanistique sur l'hydrozirconation des nitriles (RCN) a été réalisée, permettant de mieux décrire ce processus et de déterminer l'influence du substituant R sur la faisabilité de la réaction. L'introduction d'un hétéroélément tel qu'un atome de phosphore a conduit depuis peu à la synthèse de nouveaux ligands à forte potentialité catalytique. Une meilleure connaissance de ces systèmes était nécessaire et nous a ainsi amené à étudier théoriquement et spectroscopiquement ces nouveaux motifs, toujours en les comparant aux imines parentes correspondantes
The aim of this work was to determine the electronic and structural properties of the compounds involving the >C=N- pattern using the coupling of experimental results coming from Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy (UV-PES) - the PE spectra being electronic fingerprints of the studied molecules - and theoretical studies (DFT calculations). We were particularly interested in the influence of N-substitution by a metal like zirconium or another heteroelement like phosphorus, on their intrinsic properties. Moreover, the UV-PES, in the gas phase, coupled with basic supported reactions, allowed us to characterize less hindered imines RC(H)=NH (R: iPr, Ph. . . ), not isolable in standard conditions. Then, we determined the effect of the metal on one hand, on the geometrical parameters of the imines RC(H)=NH - more particularly on the hybridization of the nitrogen atom - and on the other hand on the nature and the position of the molecular orbitals controlling the reactivity like the imino nitrogen lone pair and the nCN orbital. A theoretical study on the hydrozirconation process of nitriles (RCN) was carried out, in order to correctly describe such process and determine the influence of the R substituents on the feasibility of the reaction. The introduction of an heteroelement like phosphorus leaded to the synthesis of new ligands which would be involved in catalytic reactions. A better knowledge of these systems was necessary. Consequently these new compounds have been experimentally and theoretically studied. A comparison was systematically done with the corresponding imines

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Lazard, Myriam. « Modélisation macroscopique du transfert de chaleur transitoire couplé conduction rayonnement dans un milieu semi-transparent : estimation de paramètres ». Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL030N.

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L'objet de cette étude est de déterminer la diffusivité phonique de milieux semi-transparents. La première partie concerne la mise en place de modèles semi-analytiques permettant de prédire le transfert de chaleur transitoire couplé conduction-rayonnement dans un milieu semi-transparent absorbant, émettant et éventuellement diffusant de façon anisotrope le rayonnement. Un large éventail de fonctions de phase (linéaire anisotrope; de Rayleigh, du second ordre, pics intenses), de conditions aux limites (Dirac de flux, échelons de température) et de parois (noires ou en or) est considéré. La seconde partie teste la pertinence des modèles couplés pour l'inversion dans le cas de la méthode flash afin de déterminer quels paramètres thermophysiques et radiatifs peuvent être identifiés. Une étude stochastique basée sur des cartographies des maxima de sensibilité, des coefficients de corrélation et des écarts-types relatifs aux différents paramètres est complétée par des considérations expérimentales. . Les biais causés par une erreur sur l'émissivité des parois, le caractère non gris et une éventuelle anisotropie de la diffusion ont été considérés les résultats sont confrontés à ceux obtenus avec la méthode "classique" des parois en or. La troisième partie présente des résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de la méthode flash pour différents échantillons semi-transparents l verre flotté, pastilles de silice et de séléniure de zinc. Les mesures ont été effectuées par voie optique (détecteur infrarouge HgCdTe) pour une large plage de température variant de l'ambiante à 700K, pour différents types de parois (noires et en or) et pour différentes épaisseurs. Cette étude constitue une avancée dans l'estimation de la diffusivité phonique de matériaux semitransparents. Elle fournit une méthodologie complète et rigoureuse de la mesure de diffusivité et remplace avantageusement la méthode des parois en or (moins coûteuse, plus rapide, plus précise).

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Bagot, Philippe. « Modèles de formation de systèmes doubles d'étoiles à neutrons ». Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20178.

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Cette these presente les resultats d'un code numerique modelisant les dernieres phases d'evolution de systemes binaires d'etoiles massives. Il apparait que la formation de pulsars binaires d'orbite large tel que psr j1518+49 depend fortement du formalisme adopte pour la phase en enveloppe commune. Dans un modele plus realiste, les interactions de maree peuvent influer fortement sur l'evolution orbitale. Nous montrons qu'il existe une perte d'efficacite du processus de synchronisation a l'approche de l'instabilite de darwin, independamment du modele de maree. Un etat proche de la synchronisation entraine alors une forte variation de la periode orbitale compatible avec les observations existantes pour certaines binaires x massives. Enfin, nous calculons l'evolution du taux de coalescence de systemes doubles d'etoiles a neutrons en fonction d'un taux evolutif de formation d'etoiles pour chaque type morphologique de galaxie

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Boulanger, Rémi. « La prise de feu et la génération d'incendie en milieu pyrotechnique ; propagation dans un environnement à risques ». Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2290.

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Fernandez, Lopez Priscila. « Modélisation du rayonnement électromagnétique des dispositifs électroniques pour des applications CEM ». Rouen, 2011. http://www.theses.fr/2011ROUES015.

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Résumé :

Cette thèse effectuée au sein de l’IRSEEM s’inscrit dans le cadre du projet EPEA (EMC Platform for Embedded Applications) du pôle de compétitivité Aerospace Valley. L’objectif de ces travaux est le développement de méthodologies de modélisation des émissions rayonnées de composants électroniques. Les modèles doivent être génériques (i. E. Applicable à toute sorte de composant), d’obtention facile et insérables dans des outils de simulation électromagnétique commerciaux. Un modèle capable de prédire les champs électrique et magnétique dans le demiespace au-dessus d’un dispositif est développé dans un premier temps. Il est basé sur un réseau de sources équivalentes de type dipôles électrique et magnétique. Deux inversions de matrices au sens des moindres carrées permettent leur détermination. Le modèle est caractérisé en termes de robustesse vis-à-vis de perturbations dans les données d’entrée et est ensuite appliqué à plusieurs circuits (passifs et actifs) avec de bons résultats. L’insertion des modèles dans des simulateurs commerciaux est possible grâce à une réduction du nombre de sources. Ce modèle est ensuite utilisé pour deux applications CEM : tout d’abord, la prédiction du couplage entre un dispositif agresseur et une ligne de transmission par deux procédures différentes : une analytique et une seconde numérique, puis la prédiction des champs lointains. Finalement, une nouvelle méthode de modélisation pour recréer les champs électrique et magnétique dans l’espace entourant le dispositif est proposée et validée sur des cas simples
This thesis was performed in IRSEEM and it is under the EPEA project (EMC Platform for Embedded Applications) of Aerospace Valley cluster. Its objective is to develop models of the emissions radiated by electronic devices. These models must be generic (i. E. Applicable to any device), easy to obtain and insertable into commercial electromagnetic simulation tools. Firstly, a model capable to predict electric and magnetic fields in the half-space above a device is developed. It is based on a set of electric and magnetic dipole equivalent sources. Two matrix inversions using the least-square inverse method allow their determination. The model is applied to several circuits (passives and actives) with good results. The insertion of the models into commercial simulators is possible thanks to a reduction in the number of sources. This model is then used for two EMC applications. Firstly, the prediction of the coupling between an aggressor device and a transmission line by two different procedures: an analytical one and a numerical one, then the far-field prediction. Finally, another modelling method to recreate the electric and the magnetic fields in the space surrounding the device is proposed and validated on simple cases

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Zabiégo, Magali. « Rayonnement d'un bain de corium dans un milieu chargé en aérosols issus de l'interaction corium/béton ». Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11002.

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Le cas hypothetique de la perte de refrigerant primaire dans un reacteur a eau pressurisee (rep) peut entrainer, en cas de non intervention, le denoyage du cur du reacteur, sa montee en temperature, la fonte des crayons combustibles et des structures qui les maintiennent. On peut alors aboutir a la degradation complete du cur et au percement de la cuve par les debris fondus (le corium). Le corium a haute temperature (2000 a 3000 k) peut ainsi couler sur le radier en beton du reacteur et l'eroder rapidement, comme l'ont montre plusieurs programmes experimentaux. De cette interaction, on a observe, entre autre, le degagement d'un epais nuage d'aerosols et d'importants flux de chaleur. L'effet de ces aerosols sur la propagation du flux de chaleur emis par le bain de corium a ete mis en evidence au cours de ce travail. Nous avons ecrit un modele numerique de transfert radiatif dans un milieu capable d'absorber, de diffuser et d'emettre de l'energie. Des resultats experimentaux puises dans la litterature nous ont permis de degager des elements de validation de ce modele et de montrer clairement l'effet d'ecran lie aux aerosols. A partir de ce modele, nous avons ensuite etabli des correlations relatives a des essais particuliers (essais l1, l2, l4 et l7 du programme advanced containment experiment). Ces correlations donnent l'extinction moyenne due aux aerosols en fonction de la concentration moyenne en aerosols dans le milieu. Elles sont destinees a etre ajoutees aux logiciels d'analyse de l'interaction corium/beton lesquels, en majorite, ne tiennent pas compte de la presence des aerosols et surestiment les pertes radiatives vers le haut de l'enceinte. Nous avons applique l'une de ces correlations a l'essai l7 a l'aide du logiciel corcon-uw. Nous avons ainsi montre que la prise en compte des aerosols rapproche significativement nos calculs des resultats experimentaux et nous permet d'observer le blocage de l'energie thermique pres du bain et l'elevation de la temperature du corium qui en resulte

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Bécu, Laurianne Guilaine. « Modélisation des propriétés optiques et radiatives des cirrus dans l'infrarouge : validation à l'aide des mesures effectuées lors de l'expéience FRENCH/DIRAC 2001 ». Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2003/50376-2003-213-214.pdf.

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Les cirrus couvrent en permanence 20 % de la surface terrestre et jouent un rôle important sur le bilan énergétique du système Terre - Atmosphère. Cependant, la modélisation de leurs interactions avec les rayonnements solaire et tellurique est encore incertaine. Ceci tient du fait que les particules cristallines qui les composent sont de forme et de taille extrêmement variables, ce qui rend impossible le calcul exact des interactions de chacune d'elles avec le rayonnement électromagnétique. Il faut alors développer un modèle microphysique "moyen" capable de restituer les propriétés radiatives de ces nuages. Un modèle de cristaux de glace conçu au laboratoire a été validé dans le domaine visible du spectre, avec une précision supérieure aux modèles existants dans ce domaine de longueur d'onde. Le travail effectué ici consiste maintenant à étendre la modélisation au domaine de l'infra- rouge moyen et thermique. Nous avons dans un premier temps intégré les propriétés optiques en infrarouge thermique de deux modèles microphysiques simples dans un code de transfert radiatif adapté à ce domaine de longueur d'onde. Nous avons ensuite confronté les résultats aux mesures effectuées pendant la campagne aéroportée FRENCH / DIRAC 2001, dédiée à l'étude des cirrus en infrarouge. Cette campagne a permis d'utiliser et de valider deux prototypes d'instruments opérant dans l'infrarouge moyen et thermique. La restitution des mesures en infrarouge thermique à partir des modèles s'est avérée correcte et une méthode de "split-window" a permis d'obtenir une information sur la microphysique du nuage. Parallèlement, nous avons utilisé notre modèle pour la simulation dans le domaine du moyen infrarouge avec un code de transfert adapté à ces longueurs d'onde. Les résultats ont montré un bon accord avec les mesures et une méthode à deux longueurs d'onde a permis de restituer une microphysique équivalente à celle déjà pressentie dans l'étude précédente. Des comparaisons avec des mesures in situ ont permis de valider la microphysique restituée par les modèles.

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Jaulin, Philippe. « Contribution à la simulation des paramètres climatiques : rayonnement solaire et pluie, en écoulement : application à la création de la soufflerie climatique Jules Verne ». Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2320.

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Aujourd'hui, la simulation en soufflerie des parametres climatiques en concomitance avec le vent est necessaire. Elle permet l'etude des phenomenes varies et mal connus qui conduisent a des desordres sur ou dans les batiments ainsi que les vehicules, phenomenes qui ne peuvent etre modelises numeriquement. C'est dans cette optique que la soufflerie climatique jules verne a ete creee. La restitution du vent et de sa structure spatio-temporelle y est operationnelle depuis 1990. Quant aux simulations du rayonnement solaire direct et de la pluie devant lui etre associees, elles font l'objet de ce travail. Ces derniers parametres sont d'abord caracterises par l'etude des valeurs naturelles observees (severes ou pas). Suite a une discussion sur les simulations des caracteristiques definies, nous deduisons la solution la plus adaptee (pour chaque parametre). Celle-ci est implantee en veine environnement. Elle consiste en un nombre eleve de sources (projecteurs ou buses) autonomes et mobiles pour couvrir de grandes surfaces (s>10 m#2 pour le solaire, s>100 m#2 pour la pluie) avec une uniformite superieure a 10%. A partir d'une modelisation numerique (propre a chaque simulation), de nombreux calculs ont ete effectues afin d'apprehender l'influence des differents parametres conditionnant la restitution des phenomenes en soufflerie et de determiner les gammes des valeurs naturelles qu'il est possible de simuler. Ceux-ci ont ete confirmes par des mesures. Enfin, nous validons ces simulations par la reproduction en soufflerie de phenomenes (ou desordres) dus aux associations: vent + pluie et vent + rayonnement solaire direct, observes et quantifies en exterieur. Ceux-ci sont les pertes d'etancheite sous une toiture en elements fibre-ciment et l'apparition d'un effet de serre dans un vehicule. Les resultats obtenus valident les simulations des parametres climatiques effectuees en soufflerie climatique

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Khourchafi, Abdelhak. « Etude de l'approximation P1 pour les transferts radiatifs spectralement corrélés dans des gaz : application à l'étude des transferts couplés convection-rayonnement dans des échangeurs de chaleur à haute température ». Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1994. http://www.theses.fr/1994ECAP0346.

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L'objectif de ce travail est de modéliser les transferts couplés convection turbulente-rayonnement en vue de l'application au calcul des échangeurs de chaleur à haute température. Dans la première partie de cette étude, une modélisation des transferts radiatifs dans les gaz à l'aide de la méthode P1 couplée à un modèle spectral de type statistique à bandes étroites à loi inverse exponentielle est proposée. La technique de l'indicatrice de corrélation est utilisée afin de prendre en compte les corrélations spectrales liées à la structure fine du spectre d'absorption des gaz. Des résultats numériques sont présentés dans le cas de gaz de combustion actifs dans l'infrarouge (vapeur d'eau et dioxyde de carbone) en géométrie 1D et 2D. Une comparaison avec d'autres résultats de la littérature permet de valider le modèle de rayonnement. Dans la seconde partie de ce travail, on a procédé au couplage du modèle de rayonnement P1 spectralement non corrélé, au logiciel de thermohydraulique TRIO développé au CEA, utilisant un modèle de turbulence de type Ƙ-Ɛ, avec des lois universelles de raccordement à la paroi. Des calculs d'écoulements turbulents de gaz de combustion dans un canal rectangulaire ont été effectués et comparés avec des résultats expérimentaux. On montre que l'accord obtenu est satisfaisant, mais que d'autres tests sont nécessaires pour valider complètement le modèle de couplage convection-rayonnement

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Amory, Vincent. « Études du comportement complexe de source et du rayonnement ultrasonore des traducteurs multi-éléments flexibles au contact ». Compiègne, 2007. http://www.theses.fr/2007COMP1727.

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Les méthodes de contrôle non-destructif (CND) par ultrasons sont fréquemment utilisées dans des domaines où les exigences de sécurité sont importantes (nucléaire, aérospatiale). Pour améliorer le contrôle au contact de pièces de géométrie complexe, le CEA a développé des traducteurs multiéléments particuliers constitués d'un arrangement d'éléments piézo-électriques assemblés pour rendre l'ensemble flexible. Leur surface active épouse la forme irrégulière des pièces, minimisant ainsi les aberrations de champ ultrasonore rayonné observables lorsque des traducteurs classiques rigides sont utilisés ; ils rendent réalisables et fiables des contrôles autrement impossibles. Pour optimiser leur conception, mettre au point des méthodes de CND les utilisant, il faut disposer d'un simulateur capable de prédire le champ qu'ils rayonnent. Un outil de calcul de champ est implémenté dans la plate-forme logicielle CIVA du CEA, et couramment utilisé pour la simulation des contrôles en ondes longitudinales (L) et transversales (T) utilisant différents types de traducteur ultrasonore. Pour les traducteurs multi-éléments flexibles, un modèle spécifique a été mis au point ; dans certaines directions de propagation des ondes T, les prédictions de ce modèle sont en désaccord partiel avec des résultats de mesure. Dans ce travail de thèse, on développe un outil pour simuler des contrôles en ondes T à l'aide de ces traducteurs souples. Les modèles de source et de rayonnement développés s'appuient sur des observations faites à partir de résultats de calculs par éléments finis et d'expériences. Le modèle de source rend compte des contraintes complexes créées par un des éléments du traducteur flexible à l'interface traducteur-pièce. L'étude du rayonnement de ces sources met en évidence l'importance quantitative de la contribution des ondes de tête, généralement négligée, sur le champ rayonné par des sources de petites dimensions. Les ondes de tête sont couplées aux ondes T dans certaines directions de rayonnement, et leur prise en compte est nécessaire pour l'usage que l'on veut faire des traducteurs souples en contrôle par ondes T. Le modèle de rayonnement prend donc en compte les contributions des ondes L, T et celles des ondes de tête ; il combine des fonctions de Green exactes pour les ondes T et les ondes de tête, et le modèle asymptotique déjà validé en usage au CEA pour les ondes L. Les résultats de calcul du champ rayonné par un traducteur multi-éléments complet montrent l'apport du modèle développé relativement aux approximations asymptotiques, pour simuler avec précision le contrôle au contact en ondes T des pièces de surface complexe
Ultrasonic methods of non-destructive testing (NDT) are frequently used in industries where safety requirements are important (nuclear, aerospace). To improve contact inspection of parts of irregular geometry, specific phased arrays are developed at the French Atomic Energy Commission (CEA), made up of an arrangement of piezoelectric elements assembled to make the probe flexible. Their active surface can fit the irregular shape of the component, thus inimizing aberrations in radiated ultrasonic field observable when rigid traditional transducers are used ; they make feasible and reliable examinations that are impossible otherwise. To optimize their design, to develop NDT methods using them, it is necessary to have a simulation tool able to predict the field they radiate. A field computation tool is implemented in the CIVA platform of CEA; it is widely used for the simulation of longitudinal (L) and transversal (T) waves testing using various kinds of ultrasonic transducers. For flexible phased arrays, a specific model has been developed; in certain directions of T wave propagation, predictions based on this latter model partially disagree with measurements. A tool to simulate T-wave inspections using these flexible transducers is developed in this thesis. Models of source and of radiation are based on observations made thanks to computation results by finite elements and to experiments. The model of source accounts for the complex stresses created by one of the elements of the flexible transducer to the transducer-part interface. The study of the radiation from these sources highlights the quantitative importance of head wave contribution, generally neglected, on the field radiated by small sources. Head waves are coupled with T-waves in certain directions of radiation; it is necessary to take them into account when using flexible transducers in T-wave testing. The proposed radiation model deals with L, T and head wave contributions; it combines exact Greens functions for T and head waves, and the asymptotic model already validated used at CEA for L-waves. Simulation results for the field radiated by a whole phased arrays transducer demonstrate the show the effectiveness of the developed model relatively to results computed under asymptotic approximations, to accurately simulate T-wave contact testing of parts of complex surface

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Tancrez, Manuel. « Modélisation du rayonnement et transferts couplés dans des milieux poreux réactifs : application aux brûleurs radiants à gaz ». Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0908.

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Après une présentation des contextes industriels et scientifiques de l'étude, une première partie est consacrée à un modèle réaliste de transfert radiatif adapté aux supports de combustion de gaz constitué de canaux parallèles et à des configurations technologiques précises. Un modèle de milieu continu équivalent au support a été établi, justifié et caractérisé en précision. Dans une deuxième partie, le modèle de transfert radiatif précédent a été intégré dans un outil de simulation monodimensionnel applicable à un milieu poreux homogénéisé. Il a été couplé avec les autres types de transfert (combustion, réactions catalytiques, transferts thermiques, transferts de masse,etc,). Une attention particulière a été apportée à l'étude des transferts thermiques et des transferts d'espèces par réaction catalytique à l'interface entre le fluide et le solide. Les résultats obtenus avec une combustion, soit volumique soit catalytique, ont été comparés avec des données expérimentales. Un accord qualitatif a été observé. La troisième partie de ce travail s'inscrit dans une démarche globale de caractérisation des propriétés radiatives de milieux poreux de type mousse. Le travail principal a porté sur la détermination des propriérés radiatives d'un milieu poreux par une méthode de type Monte Carlo à partir de sa morphologie numérisée. Cette méthode permet d'accéder aux coefficients d'absorption et de diffusion d'un milieu semi-transparent équivalent, dans les limites de validité de l'approche homogénéisée, typiquement pour une porosité supérieure à 0,65. L'intérêt majeur de cette méthode est de caractériser précisément la fonction de phase du milieu, à partir d'un calcul direct, sans en imposer la structure, dès lors que l'identification conduisant au coefficient de diffusion est validée. Un autre intérêt de cette méthode est de recourir à des approches directes exclusivement. Celles-ci sont alors susceptibles de remplacer ou de compléter les approches fondées sur des méthodes inverses, moins précises, habituellement utilisées pour les caractérisations des milieux poreux.

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Martine, Jean-François. « Modélisation de la production potentielle de la canne à sucre en zone tropicale, sous conditions thermiques et hydriques contrastées : applications du modèle ». Paris, Institut national d'agronomie de Paris Grignon, 2003. http://www.theses.fr/2003INAP0004.

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Ben, Tahar Mabrouk. « Formulation variationnelle par équations intégrales pour le rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non-uniforme ». Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPE098.

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Résumé :

Nous présentons, dans ce travail, une nouvelle formulation variationelle par équations intégrales pour l'étude du rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non uniforme. Cette formulation est basée sur la prise en compte d'une partie de l'opérateur, qui gouverne le problème, par équations intégrales, l'autre partie, qui représente l'effet de l'écoulement, est prise par éléments finis. La représentation intégrale implicite du potentiel des vitesses acoustiques complexes obtenue a l'avantage d'une part de tenir compte d'une manière directe de la condition de rayonnement à l'infini et d'autre part de limiter le domaine d'intégration à celui où l'effet de l'écoulement est significatif. L'association à cette représentation intégrale d'une formulation variationnelle permet d'une part d'éviter le calcul de la partie finie des intégrales singulières et d'autre part d'aboutir après discrétisation par éléments finis à un système algébrique symétrique implicite qui est résolu par un processus itératif. Les résultats numériques obtenus par cette formulation pour des problèmes plans et axisymétriques, ont permis de mettre en évidence l'importance de la prise en compte de l'effet de l'écoulement dans un calcul prévisionnel.

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Yaghdjian, Laurence. « Etude des mécanismes de transformation de matériaux céramiques sous l'influence d'un rayonnement UV intense ». Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11015.

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Résumé :

Cette thèse concerne l'étude de l'interaction entre un rayonnement laser à excimères KrF (248 nm) et deux céramiques, le nitrure de silicium (Si3N4) et le nitrure d'aluminium (AIN). Ces matériaux aux propriétés technologiques attractives (excellentes propriétés thermo-mécaniques pour Si3N4, conductivité thermique élevée et grande résistivité électrique pour AIN) ont de nombreuses applications en mécanique, électronique et micro-électronique. Leurs utilisations sont cependant encore limitées, en raison notamment d'une qualité de surface insuffisante et de difficultés d'usinage. L'étude des potentialités du laser UV dans leur traitement de surface relève donc, dans ce contexte, d'un grand intérêt. Différentes analyses morphologiques et physico-chimiques des matériaux (MEB, MET, spectroscopie Auger. . . ) ont été combinées afin de caractériser les modifications induites suivant les conditions d'irradiation (fluence et nombre de tirs laser, environnement gazeux). Un code numérique modélisant les phénomènes thermiques générés par l'irradiation laser a également été utilisé. Grâce aux calculs donnant l'évolution de la température à la surface des matériaux pendant l'interaction, la formation des cônes à faible fluence sur Si3N4 a pu être ainsi expliquée, comme l'inhomogénéité en épaisseur de la couche métallique créée par insolation laser d'AIN

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Roudani, Cherkaoui. « Modélisation à l'échelle microscopique des transferts thermiques radiatifs en milieu poreux ». Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Roudani-Cherkaoui/2008-Roudani-Cherkaoui-These.pdf.

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Résumé :

L’étude de la combustion de combustibles solides (pour la production d’énergie mais aussi pour l’incinération de déchets), pour l’optimisation en termes de rendement et de réduction des émissions d’espèces nocives demande la prise en considération de tous les phénomènes énergétiques à l’échelle microscopique. Dans cette optique nous présentons un travail qui porte sur la caractérisation de l’incidence des échanges radiatifs sur les propriétés de transfert thermique des milieux poreux. Un outil de simulation 3d à l’échelle de microscopique, basé sur une méthode de Monte Carlo, a été mis en place. Il a ensuite été appliqué à la simulation du transfert par conduction et rayonnement à partir d’un grain source de chaleur au coeur de milieux poreux, en explorant une plage étendue de microstructures et de paramètres opératoires. Les résultats montrent que les transferts radiatifs peuvent avoir une influence considérable dans le processus de smoldering. La prise en compte du rayonnement dans une description macroscopique peut se faire par le biais d’une conductivité radiative équivalente, pour laquelle une modélisation en fonction de la température locale et de propriétés géométriques du milieu poreux est proposée
The study of solid fuel combustion (for energy production or for waste incineration), for optimization purposes in terms of efficiency or reduction of noxious species emissions, requires to take into account all the energetic processes on a microscopic scale. We aim here at characterizing the incidence of the radiative exchanges on the thermal transfer properties of porous media. A 3d simulation tool which operates on the microscopic scale, based on a Monte Carlo method, has been developed. It was then applied to the simulation of heat transfer by coupled conduction and radiation from a heated grain within in a porous medium. A wide range of microstructures and operating conditions has been investigated. The results show that radiative transfers can have a significant influence in the smoldering process. Radiation can be accounted for in a macroscopic description by the means of an equivalent radiative conductivity, for which a model is proposed, which depends only on the local temperature and on geometrical characteristics of the porous medium

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Allanic, Nadine. « Optimisation sous contraintes d'une opération de séchage combinant la convection et les technologies rayonnantes infrarouges : application à un polymère en solution aqueuse ». Lorient, 2006. http://www.theses.fr/2006LORIS079.

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Résumé :

Cette thèse porte sur le séchage d'un polymère (alcool polyvinylique, PVA) en solution aqueuse associé à un plastifiant et divers additifs. Un chauffage combinant des apports d'énergie par convection et par rayonnement électromagnétique de type infrarouge court est exploité. L'utilisation des infrarouges qui permettent un transfert d'énergie direct et élevé au produit s'avère intéressante à condition de bien quantifier l'impact de l'éclairement infrarouge sur le comportement thermo-hydrique du produit. Dans cette optique, une étude expérimentale et une étude numérique ont été menées. Après avoir caractérisé par différentes mesures les principales propriétés du polymère, des expérimentations ont été réalisées sur un séchoir pilote. L'analyse des cinétiques de séchage a montré la nécessité de développer un modèle de connaissance du comportement thermo-hydrique du produit afin de passer ensuite à une phase d'optimisation du procédé. En parallèle à cette étude expérimentale, un modèle unidimensionnel représentatif des mécanismes gouvernant les transferts de masse et de chaleur au sein du produit a donc été développé. Il permet d'accéder au champ de teneur en eau et à la température au sein du produit, tout en prenant en compte le retrait de la matière. Différentes approches mathématiques ont été envisagées notamment pour s'affranchir des difficultés de résolution liées au retrait de la matière au cours du séchage. La connaissance du coefficient de diffusion en fonction de la température et de la teneur en eau est nécessaire pour une représentation satisfaisante des phénomènes par le modèle. L'estimation de ce paramètre a été réalisée par méthode inverse à partir de cinétiques de séchage en convection forcée. Différentes expérimentations ont servi pour valider ce modèle. A partir du modèle ainsi développé, une approche de type commande optimale a été retenue pour optimiser le procédé de séchage. L'éclairement infrarouge à appliquer au produit est déterminé hors ligne par la minimisation d'une fonctionnelle qui prend en compte des critères au niveau du procédé, notamment la réduction du temps de séchage et le coût énergétique, ainsi que des contraintes sur le produit (température et teneur en eau)
This thesis deals with the drying of a polymer (polyvinyl alcohol, PVA) in aqueous solution mixed with a plasticizer and various additives. A heating combining convective and short infrared electromagnetic radiation energy inputs is used. The use of infrareds, which allow a high and direct energy transfer to the product, is interesting provided that one has correctly identified the impact of infrared irradiation on the thermal and hydric behavior of the product. Consequently, an experimental and numerical study was undertaken. After characterizing by several measurements the main properties of the polymer, experiments were carried out on a drying setup. The analysis of the drying kinetics showed the necessity to develop a knowledge model of the thermal and hydric behavior of the product, in order to proceed with an optimization phase of the process. In parallel to this experimental study, a one-dimensional model describing heat and mass transfers inside the product was developed. It enables to access the moisture content field and the temperature inside the product and takes into account the product shrinkage. Two mathematical approaches were studied, in particular to solve the difficulties of resolution related to the shrinkage during the drying. The knowledge of the diffusion coefficient, function of the temperature and the moisture content, is necessary for a satisfactory representation of the phenomena in the model. The estimation of this parameter was made with an inverse method, using drying kinetics in forced convection. Various experiments were used to validate that model. On the basis of the developed model, an optimal control approach was selected to optimize the drying process. The infrared irradiation to apply to the product is determined off-line, by minimizing an objective function subject to process constraints, notably the drying time reduction and the energy cost, and constraints on the product (temperature and moisture content)

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Liang, Feng. « Femtosecond laser writing of nanogratings on the surface of fused silica ». Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29308/29308.pdf.

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Résumé :

Lorsqu’un faisceau laser femtoseconde est fortement focalisé sur des matériaux transparents, une ionisation en cascade peut se produire suite à l’intense ionisation du champ induit par celui-ci. Une fraction de l’énergie laser est absorbée et transférée dans le support produisant un échauffement local. La température à l’intérieur de la zone d’irradiation s’élèvera au point de fusion ou d’ébullition, selon la fluence de l’impulsion incidente et les propriétés du matériau. En conséquence, une légère modification du matériau, la formation de nano-réseaux ou des dommages complexes peuvent se produire. L’explosion de Coulomb peut participer au processus d’enlèvement de matière lorsque le faisceau laser est fortement focalisé sur la surface. Dans cette thèse, nous allons nous concentrer sur la formation de nano-réseaux sur la surface de la silice fondue. Nous mesurons la fluence de l’impulsion nécessaire pour induire des nano-réseaux de surface pour différents espacements entre des impulsions consécutives, pour découvrir et quantifier l’effet d’incubation dans le processus de formation de nano-réseaux. Nous proposons également une équation d’incubation modifiée (seuil d’ablation en fonction de l’espacement entre les impulsions). À l’aide d’un SEM, nous examinons le changement structurel de la morphologie sur la surface induite par la combinaison de différents paramètres d’écriture tels que : l’énergie par impulsion/fluence, l’espacement entre les impulsions et la profondeur de la lumière focalisée sous la surface. Nous montrons ainsi l’évolution des nano-fentes dans le cas statique et pour une petite gamme de fluence d’impulsion et démontrons que des nano-réseaux uniformes peuvent être obtenus lorsque la fluence de l’impulsion est légèrement au-dessus du seuil d’ablation et que la largeur et l’espacement des nano-réseaux dépendent de l’espacement entre les impulsions et de leur fluence. Nous proposons également un nouveau modèle qui inclut les effets de répartition de l’intensité locale et d’incubation. L’évolution progressive de maxima locaux et la formation de nouvelle paires de nanogrooves (cas statique) ou de son autoréplication (cas de numérisation) sur des emplacements spécifiques est en fait la physique derrière le processus de formation qui est fidèlement reproduit dans l’expérience. Jusqu’à maintenant, aucun modèle n’a réussi à bien représenter les phénomènes observés. Finalement, nous présentons les applications potentielles de l’écriture directe d’un certain nombre contrôlable de nanocanaux et nano-réseaux à grande surface.
When a femtosecond laser beam is tightly focused onto transparent materials, strong field ionization followed by avalanche ionization may occur, and a fraction of laser energy is absorbed and transferred into the lattice resulting in local heating. The temperature within the irradiation zone will rise up to the melting or boiling point depending on the incident pulse fluence and material properties. As a result, either smooth modification, or well-shaped nanogratings or complex damage may occur. Coulomb explosion may also participate in the material removal process. In this thesis, we focus on the nanograting inscription on the surface of fused silica. We measure the pulse fluence which is required to induce surface nanogratings for different pulse-to-pulse spacing, uncover and quantify the incubation effect in the nanograting inscription process, and propose a modified incubation equation (ablation threshold as a function of pulse-topulse spacing). Using a scanning electron microscope, we examine the structural change on the surface induced by the combination of different writing parameters such as the pulse energy/fluence, pulse-to-pulse spacing and the depth of the focused light below the surface. We show the shot-to-shot evolution of nanogrooves in the static case for a small range of pulse fluence, and demonstrate that well-shaped nanogratings can be obtained with pulse fluence slightly above the reduced ablation threshold, and that the width and spacing of the nanogratings depend on the pulse-to-pulse spacing and pulse fluence. In particular, we propose a new model which consists of local intensity distribution and incubation effect. The progressive evolution of new local maxima and in turn the formation of new nanogrooves in pairs (static case) or in a self-replicating way (scanning case) at specific locations is in fact the physical focus behind the nanograting inscription, as is faithfully reproduced by the experiment. No previously reported model has ever been successful in that respect. Finally, we discuss and demonstrate the potential applications in direct writing of a controllable number of nanochannels and large-area nanogratings.

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Bossuet, Cécile. « Étude du transport vertical de quantité de mouvement dans le modèle troposphérique-stratosphérique ARPEGE-climat ». Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT004H.

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L'objet de cette thèse porte sur les transports verticaux de quantité de mouvement dans le modèle de circulation générale de Météo-France ARPEGE-climat. [. . . ] L'analyse de la climatologie du modèle ARPEGE-climat met en évidence quelques biais systématiques dont les plus significatifs sont : une circulation excessivement zonale, une circulation d'Est à l'équateur trop importante, un transfert vertical d'humidité trop faible dans les basses couches. Dans un premier temps, nous étudions le transfert vertical de quantité de mouvement par les ondes de gravité excitées par les mouvements convectifs de petites échelles. Processus qui est negligé dans les modèles de circulation générale, bien que son importance dans les zones de fortes activités convectives (équateur, tropiques) soit maintenant reconnue. La paramétrisation du déferlement des d'ondes de gravité convectives proposée suit la même méthode linéaire que celle appliquée aux ondes de gravité orographiques, qui est dans un premier temps exposée. L'introduction de cette paramétrisation permet de réduire le biais d'Est à l'équateur. [. . . ] Puis nous nous sommes intéressés au point de vue dynamique en étudiant l'influence de la résolution verticale sur cette nouvelle paramétrisation. [. . . ] Un passage de 31 à 41 niveaux verticaux représente un bon compromis [. . . ] Différentes résolutions verticales sont considérées, de façon à privilégier soit la troposphère, soit la stratosphère. Cette étude est menée d'abord pour un traitement eulérien des équations primitives et montre, par une faible sensibilité, la robustesse des paramétrisations. [. . . ] Dans le cadre semi-lagrangien, le modèle se révèle plus sensible à la résolution verticale. [. . . ] Puis nous nous concentrons sur la couche planétaire où les transports verticaux de quantité de mouvement sont assurés par la turbulence. Un nouveau schéma de diffusion verticale, issu de la méso-échelle, prenant en compte l'énergie cinétique turbulente, est appliquée au modèle global ARPEGE-climat. [. . . ] Les résultats sont encourageants, avec une augmentation des échanges verticaux dans les basses couches.

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Combet, Céline. « Etude analytique et numérique des flots autour des étoiles jeunes ». Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00090716.

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Résumé :

Ce travail de thèse, s'intéresse dans deux parties distinctes à deux thématiques astrophysiques indépendantes : i) certains aspects de la formation stellaire sont traités dans une première partie, alors que la seconde, plus modeste, s'intéresse au rayonnement cosmique.

Lorsqu'une étoile se forme, alors que l'accrétion sur l'objet central se poursuit, de gigantesques éjections de matière se produisent sous forme de jets et flots moléculaires bipolaires. Après une
introduction donnant une vision globale de tous les éléments
impliqués dans la formation stellaire, nous présentons les modèles "standards" pour les flots moléculaires. Dans un
troisième temps, nous construisons un modèle alternatif et complémentaire aux approches standards~: le modèle de transit. Il s'agit d'un modèle MHD, autosimilaire et qui considère le renversement d'un partie de l'écoulement lorsque le gaz en chute
approche de l'objet central. Les résultats montrent notamment que le modèle permet de rendre compte des taux de masses observés lors de la formation des étoiles massives, taux que les modèles standards atteignent difficilement. Le modèle est étudié de façon
extensive grâce à une exploration Monte Carlo de l'espace des paramètres et la mise en évidence de deux grandes familles de solutions. Le modèle de transit donne une description à grande échelle de l'environnement proto-stellaire et montre une forte structuration du milieu autant en densité qu'en vitesse. C'est dans un tel milieu que le jet issu du disque d'accrétion se propage, et une étude numérique préliminaire de cette propagation montre que la morphologie et la cinématique du jet est fortement affectée par le milieu ambiant. Nous en déduisons l'importance d'avoir un bonne description de ce dernier et la nécessité de ne pas se contenter des milieux "uniformes et au repos" généralement considérés.

La seconde partie est consacrée à la partie nucléaire du rayonnement cosmique Galactique. Ce "rayonnement" est constitué de noyaux qui se sont propagés dans la Galaxie et son halo diffusif, après avoir été accélérés dans les chocs de supernovae. Certains de ces noyaux atteignent la Terre où ils
sont détectés. Comprendre la propagation de ces noyaux est essentiel pour remonter, à partir des mesures, aux abondances des noyaux dans les sources. Dans ce travail, nous nous intéressons spécifiquement au cas des noyaux lourds, en connection avec l'expérience UHCRE, et regardons comment la structure locale de la Galaxie, la "bulle locale", affecte la propagation des lourds. Nous trouvons que la sous-densité locale du voisinnage solaire joue effectivement un rôle dans la détermination des abondances sources et que l'effet tend à réduire les différences entre les abondances sources et les abondances solaires des noyaux. Nous donnons enfin dans un dernier chapitre quelques perspectives pour la poursuite de cette étude.

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Riboust, Philippe. « De la neige au débit : de l'intérêt d'une meilleure contrainte et représentation de la neige dans les modèles ». Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS018/document.

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Résumé :

Le modèle de neige est souvent dépendant du modèle hydrologique avec lequel il est couplé, ce qui peut favoriser la représentation du débit au détriment de celle de la neige. L'objectif est de rendre le calage du modèle de neige plus indépendant de celui du modèle hydrologique en restant facilement utilisable en opérationnel. Dans cette optique, un modèle contraint sur des données d'observations de la neige permettrait d'améliorer d'une part la robustesse des paramètres du modèle de neige et d'autre part la simulation de l'état du manteau neigeux. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié et modifié le modèle degrés-jour semi-distribué CemaNeige afin qu'il puisse simuler de manière plus réaliste la variable de surface d'enneigement du bassin versant. Cette modification, couplée au calage du modèle sur des données de surface enneigée et sur le débit, a permis d'améliorer la simulation de l'enneigement par le modèle sans détériorer significativement les performances en débits. Nous alors ensuite débuté le développement d'un nouveau modèle de neige à l'échelle ponctuelle. Celui-ci se compose d'un modèle de rayonnements, simulant les rayonnements incidents à partir de données d'amplitude de températures journalières, et d'un modèle de manteau neigeux. Le modèle de manteau neigeux résout les équations de la chaleur au sein du manteau neigeux à l'aide d'une représentation spectrale du profil de température. Cette représentation permet de simuler les profils et gradients de températures en utilisant moins de variables d'état qu'une discrétisation verticale par couches. Pour mieux prendre en compte les mesures ponctuelles de neige, ce modèle devra être distribué
Snow models are often dependent on the hydrological model they are coupled with, which can promote higher performance on runoff simulation at the expense of snow state simulations performances. The objective of this thesis is to make the calibration of the snow model more independent from the calibration of the hydrological model, while remaining easily usable for runoff forecasting. Calibrating snow model on observed snow data would on one hand improve the robustness of the snow model parameters and on the other hand improve the snowpack modelling. In the first part of this manuscript, we modified the semi-distributed CemaNeige degree-day model so that it can explicitly simulate the watershed snow cover area. This modification coupled with the calibration of the model on snow cover area data and on river runoff data significantly improved the simulation of the snow cover area by the model without significantly deteriorating the runoff performances. Then we started the development of a new point scale snow model. It is based on a radiation model, which simulates incoming radiations from daily temperature range data, and a snowpack model. The snowpack model solves the heat equations within the snowpack by using a spectral representation of the temperature profile. This representation simulates the temperature profile and gradients using fewer state variables than a vertical discretization of the snowpack. In order to be able to use point scale snow observations in the model, it should be distributed on the watershed

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Aliat, Abdelaziz. « Modélisation d'un écoulement hypersonique de CO en déséquilibre physico-chimique et radiatif derrière une onde de choc ». Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11030.

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Résumé :

L'étude porte sur la cinétique chimique, vibrationnelle et radiative d'un écoulement hypersonique de CO en aval d'une onde de choc droite afin d'évaluer le flux radiatif (IR et UV). La cinétique hors d'équilibre de cette molécule est examinée à l'aide d'une approche par niveaux électrovibrationnels en tenant compte du fort couplage entre les divers processus physico-chimiques et radiatifs : échange d'énergie VT, VV et VE, dissociation/recombinaison et échange chimique, émissions/absorptions induites et émissions spontanées. Cette étude s'appuie sur le formalisme de Boltzmann et des fonctions de distribution associées aux espèces chimiques et aux photons. La méthode de Chapman-Enskog a permis d'exprimer les fonctions de distribution en fonction de grandeurs macroscopiques

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Sicard, Angélica. « Modélisation des ceintures de radiation d'électrons et d'ions de Jupiter ». Toulouse, ENSAE, 2004. http://www.theses.fr/2004ESAE0007.

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Résumé :

Dans les années 50, James Van Allen démontra l'existence de régions de la magnétosphère terrestre constituées de particules énergétiques, piégées par le champ magnétique : les ceintures de radiation. Les ceintures de radiation de la Terre ont fait l’objet de nombreux travaux de modélisation et sont étudiées depuis des années au Département Environnement SPatial (DESP) de l'ONERA. En 1998, le DESP a décidé d’adapter le modèle de ceintures de radiation de la Terre, Salammbô, au cas de Jupiter. Une première thèse a donc été effectuée sur le sujet et un premier modèle de ceintures de radiation d’électrons de Jupiter a été développé [Santos-Costa, 2001]. Le but de cette deuxième thèse est de développer un modèle de ceintures de radiation de protons et d’ions lourds. Afin de valider le modèle développé, des comparaisons entre les résultats de Salammbô et les observations sont indispensables. Or, la validation est difficile dans le cas des protons et des ions lourds car les mesures in-situ des sondes sont peu nombreuses et souvent contaminées par les électrons très énergétiques. Pour palier à ce problème, un très bon modèle de ceintures de radiation d’électrons est essentiel pour confirmer ou infirmer la contamination des mesures de protons et d’ions lourds. Ainsi, parallèlement au développement du modèle de ceintures de radiation de protons et d’ions lourds, le modèle d’électrons, déjà existant a été amélioré. Les résultats de Salammbô ont ensuite été comparés aux différentes observations disponibles (mesures in-situ, observations radio astronomiques). Les différentes comparaisons montrent un très bon accord entre les résultats de Salammbô et les observations.

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Ben, Hadj Slama Jaleleddine. « Modélisation du rayonnement électromagnétique des circuits d'électronique de puissance : Application à un hacheur ». Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00260191.

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Résumé :

L'étude de la compatibilité électromagnétique (CEM) est devenue un passage obligé pour les concepteurs de circuits d'électronique de puissance. La complexité des phénomènes qui entrent en jeu lors de cette étude fait de plus en plus sentir le besoin d'un outil CAO de prédiction des perturbations électromagnétiques conduites et rayonnées. Le présent travail est consacré à la modélisation du rayonnement électromagnétique des circuits d'électronique de puissance. La première méthode proposée est basée sur une approche analytique du problème, où les couplages dans le circuit sont quantifiés de manière approximative. Dans le cas de circuits complexes, ces approximations ne sont plus suffisantes et il devient indispensable d'utiliser une méthode numérique afin de tenir compte de tous les couplages. L'état de l'art en matière de méthodes numériques nous montre qu'en l'état actuel des choses, aucune méthode n'est complètement adaptée à notre application. Néanmoins, notre choix s'est fixé sur la méthode des moments qui répond le plus à notre cahier des charges. Etant donnée que celle-ci ne résout pas les systèmes non linéaires, et sachant que notre résolution doit tenir compte de la présence de composants non linéaires, nous proposons un couplage avec un simulateur de circuits afin de linéariser notre problème. La méthode est mise en oeuvre pour permettre la résolution de problèmes avec structures filaires en trois dimensions. Ensuite, elle est appliquée pour calculer le rayonnement d'un circuit de type hacheur. Les résultats de calcul sont complétés par une évaluation expérimentale du rayonnement. Afin d'améliorer les résultats numériques, nous examinons la validité de l'hypothèse "fil fin" adoptée pour modéliser les pistes de circuits imprimés. Finalement, nous proposons une hypothèse plus précise qui permet de tenir compte de l'effet de peau et de l'effet de proximité dans les pistes.

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Ah-Nieme, Arthur. « Étude du vitrage thermochrome soumis au rayonnement solaire en physique du bâtiment ». Thesis, La Réunion, 2020. http://www.theses.fr/2020LARE0034.

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Cette thèse présente l’étude du vitrage thermochrome (VTC) soumis au rayonnement solaire en physique du bâtiment. Ce travail de recherche s’inscrit dans la thématique de l’efficacité énergétique de l’enveloppe du bâtiment. En effet, le VTC, qui est une technologie innovante et dynamique, a la capacité de moduler sa transmission d’énergie en fonction de sa propre température. Pour les milieux tropicaux où le gisement solaire est important, ce type de vitrage peut de façon autonome, réduire significativement la transmission de chaleur à l’intérieur des bâtiments tout en maintenant une quantité de lumière naturelle suffisante pour le confort des occupants. Le but est donc de modéliser le comportement du VTC. Tout d’abord, une expérimentation unique en milieu tropical a été mise en place sur une cellule expérimentale à échelle 1 équipée d’un VTC. Il a été possible de tirer plusieurs conclusions suites aux observations : le champ de température du VTC est sensible à l’absorption du rayonnement solaire et il présente une répartition hétérogène quand des masques proches sont présents (comme dans notre cas). À partir de ces observations expérimentales, un modèle original a été proposé. Il s’agit d’une part de la formulation de la fonction qui régit la variation des propriétés thermo-optiques en fonction de la température ; et d’autre part, un modèle à discrétisation spatiale en deux dimensions sur la surface du VTC en prenant en compte les sollicitations du rayonnement solaire et des masques proches. Le modèle 2D a ensuite été implémenté dans un système global de bâtiment avec le modèle thermique 1D et le modèle d’éclairement naturel. Tous les modèles ont été intégrés dans PITAYA : plateforme pour l’analyse intégrée de la thermique et de l’éclairement naturel. Finalement, les modèles de PITAYA ont été confrontés aux mesures issues de l’expérimentation pour une validation. Les résultats de validation sur la thermique montrent que le modèle est fiable et précis. Néanmoins, les résultats en photométrie, qui sont encourageants, nécessitent d’apporter des améliorations supplémentaires au modèle
This thesis deals with the study of thermochromic glazing (TCG) exposed to solar radiation in building physics. This research work is part of the building envelope energy efficiency thematic. Indeed, the TCG, which is an innovative and dynamic technology, has the capacity to modulate its energy transmission according to its own temperature. For tropical areas where there is a large amount of solar energy, this type of glazing can, on its own, significantly reduce the transmission of heat inside buildings while maintaining a sufficient amount of natural light for the comfort of the occupants. The goal is therefore to model the behaviour of the TCG. First of all, a unique experiment in a tropical environment has been set up on a scale 1 experimental cell equipped with a TCG. It was possible to draw several conclusions from the observations: the temperature field of the TCG is sensitive to the absorption of solar radiation and presents a heterogeneous distribution when close masks are present (as in our case). From these experimental observations, an original model was proposed. It is, on one hand, the formulation of the function that governs the variation of the thermo-optical properties as a function of temperature; and on the other hand, a two-dimensional spatial discretisation model on the surface of the TCG taking into account the solicitations of solar radiation and close masks. The 2D model was then implemented in a global building system with the 1D thermal model and the daylighting model. All models have been integrated into PITAYA: Platform for the integrated thermal and daylighting analysis. Finally, the PITAYA models were compared with the measurements from the experiment for validation. The results of the thermal validation show that the model is reliable and accurate. Nevertheless, the results in photometry, which are encouraging, require further improvements to the model

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Santos, Costa Daniel. « Modélisation des ceintures de radiation d'électrons de Jupiter internes à Io ». Toulouse, ENSAE, 2001. http://www.theses.fr/2001ESAE0010.

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Depuis les années quatre-vingt-dix, des modèles physiques multidimensionnels des ceintures de radiation terrestres pour les protons et électrons ont été développés à l'ONERA/DESP. Les modèles 3D (latitude, distance radiale et énergie, plus le temps) et 4D (latitude, longitude, distance radiale et énergie, plus le temps) sont applicables dans la magnétosphère interne de la Terre. Au cours de ce travail de thèse, le modèle 3D pour les électrons a vu son adaptation au cas jovien. Ce modèle, Salammbô-3D, s'appuie sur la théorie des invariants adiabatiques et résout une équation de type Fokker-Planck. La distribution spatiale des électrons énergétiques (1 à 300 MeV) au cœur des ceintures de radiation joviennes (1 à 6 rayons joviens) a pu être déterminée en tenant compte de plusieurs phénomènes physiques présents dans la magnétosphère interne de Jupiter : la diffusion radiale, les pertes locales induites par les satellites naturels, l'interaction avec le système d'anneaux et les milieux denses, et le phénomène de rayonnement synchrotron. Des comparaisons entre mesures et simulations ont été entreprises pour valider le modèle. Les mesures utilisées sont d'origines satellitaires (Pioneer 10 et 11) et radio astronomiques (Very Large Array). L'exploitation des observations radio a nécessité, tout d'abord, le dépouillement de mesures effectuées à l'aide du VLA en mai 1997 et, dans un deuxième temps, le développement d'un modèle d'imagerie synchrotron permettant de produire des images synchrotron à partir des flux calculés par le code Salammbô-3D. La reproduction de l'ensemble des mesures mise à notre disposition est très satisfaisante et permet de valider le modèle dans la région interne de la magnétosphère jovienne. Le rôle important joué par les satellites naturels, les anneaux et le phénomène de rayonnement synchrotron sur la distribution spatiale des électrons relativistes est discuté.

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Hachem, Elie. « Stabilized finite element method for heat transfer and turbulent flows inside industrial furnaces ». Paris, ENMP, 2009. http://pastel.paristech.org/5656/01/EH-These.pdf.

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Résumé :

La connaissance du comportement thermique des fours et des pièces est un problème difficile et cependant essentiel dans les thématiques de recherche industrielles actuelles. L'industrie cherche à se doter de moyens numériques de plus en plus efficaces tout en réduisant sans cesse le temps de calcul afin de modéliser des pièces et des assemblages de plus en plus réalistes. Les cinétiques de chauffe ainsi que la distribution de la température dans l'enceinte et dans les pièces traitées doivent également être maîtrisées, afin d'améliorer la qualité des produits chauffées en terme de résistance et dureté. Le travail présenté dans cette thèse porte donc sur le développement de méthodes de résolution numérique pour la simulation du transfert thermique. Ces méthodes permettent le calcul couplé de la température des pièces avec l'environnement du four afin d'optimiser la géométrie de ces pièces, leur position dans le four mais également les conditions initiales de chauffe. Le calcul de dynamique des fluides (CFD) peut être considéré comme un puissant outil technique de prédiction de l'écoulement des fluides et du transfert thermique dans des cas industriels réalistes. La première partie de la thèse porte sur l'étude de schémas numériques avancés relatifs aux méthodes éléments finis stabilisés. Ces méthodes de calculs efficaces ont étaient utilisées pour simuler des écoulements instationnaires et des transferts thermiques conjugués. Par la suite, deux modèles de turbulence (modèle k-epsilon et modèle Large Eddy Simulation) sont introduits et utilisés pour prendre en compte les écoulements complexes et turbulents dans l'enceinte du four. Le transfert radiatif est assuré par la résolution du modèle P1 tout en calculant un terme source volumique qui sera intégré dans l'équation de la chaleur. La deuxième partie de cette thèse se consacre à la mise en place d'une méthodologie de discrétisation robuste qui permet aux utilisateurs de générer de façon entièrement automatique un seul maillage. Ce maillage contient à la fois des domaines axés sur la résolution d'un problème fluide (air, eau, …) mais également solides spécifiques aux structures, et ce quel que soit le niveau de détail et donc de complexité du cas étudié. Cette approche, connue sous le nom d' « immersion de volume », garantit un maillage anisotrope précis aux interfaces fluide-solide afin de capturer plus précisément les gradients thermiques et la forte discontinuité des propriétés physiques. Cette méthode offre donc une grande flexibilité dans la mise en données du problème mixte fluide-structure et aussi dans la prise en compte de plusieurs géométries (four, pièces, supports) et elle est également bien adaptée aux solveurs thermomécaniques développés
The development of efficient methods to understand and simulate conjugate heat transfer for multi-components systems appears in numerous engineering applications and still a need for industrials, especially in the case of the heat treatment of high-alloy steel by a continuously heating process inside industrial furnaces. The thermal history of the load and the temperature distribution in the furnace are critical for the final microstructure and the mechanical properties of the treated workpieces and can directly determined their final quality in terms of hardness, toughness and resistance. The main objectives of this thesis is then to understand and better model the heat treatment process at the same time in the furnace chamber and within the workpieces under specified furnace geometry, thermal schedule, parts loading design, initial operation conditions, and performance requirements. The Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation provides a useful tool to predict the temperature evolution and such processes. In the first part of this work, various stabilized finite element methods required for computing the conjugate heat transfer and the incompressible flows are proposed and analyzed. Two turbulence models, the k-epsilon and the Large Eddy Simulations (LES) models were introduced and used to simulate and take into account the complex turbulent flows inside the furnace chamber. The effect of thermal radiation was appropriately accounted for by means of a volumetric model known as the P1-model. In the latter part of this work, a multidomain approach referred as the immersed volume method (IVM) is introduced and applied to treat the fluid-solid interactions. It is based on the use of an adaptive anisotropic local grid refinement by means of the level-set function to well capture the sharp discontinuities of the fluid-solid interface. The proposed method showed that it is well suited to treat simultaneously the three modes, convective, conductive and radiative heat transfer that may interfere in both the fluid part and the solid part using anisotropic finite element meshes

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Cohen, Fabrice. « Simulation de gerbes atmosphériques aux énergies de l'Observatoire Pierre Auger et fonction de distribution latérale ». Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003956.

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Résumé :

L'Observatoire Pierre Auger est la plus importante expérience jamais conçue dans le domaine de la détection des rayons cosmiques d'ultra haute énergie. Sa superficie de 3000 km² par site doit apporter la statistique au delà de 10^19eV afin d'en comprendre leur origine. Son mode de détection hybride des gerbes atmosphériques doit permettre une grande précision sur la reconstruction de l'énergie primaire et sur la direction d'arrivée.
Après avoir exposé l'historique des rayons cosmiques, et la problématique liée aux énergies ultines, nous décrirons les détecteurs de l'Observatoire Pierre Auger, ainsi que les motivations et les contraintes à l'installation sur le site.
Dans une troisième partie, nous abordons la simulation des phénomènes de gerbe atmosphérique. Nous débuterons par la description de l'interaction primaire à très haute énergie, où les modèles d'interaction hadronique doivent ^etre extrapolés, puis nous poursuivrons par la cascade électromagnétique et la composante pénétrante que les détecteurs de fluorescence et de surface détectent.
L'étude par la simulation de la distribution latérale (décroissance du signal en fonction de la distance au coeur de la gerbe) nous a conduit à proposer une nouvelle fonction de distribution latérale qui permet de s'ajuster aux gerbes individuelles et à terme, avoir une meilleure estimation de l'énergie primaire gerbe à gerbe. Cette nouvelle fonction a été appliquée aux données du réseau prototype.
Nous terminerons par une présentation des données du réseau prototype installé dans la Pampa par la reconstruction de ses événements.

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Mallaroni, Bastien. « Relation entre la géométrie d'un résonateur de longueur finie et son rayonnement : Etude numérique et expérimentale de ses résonances complexes ». Aix-Marseille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX11122.

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Résumé :

Le but principal de ce travail était de développer un outil numérique permettant de décrire le couplage entre le fluide interne et le fluide externe d’un résonateur de longueur finie, afin d'étudier le lien existant entre la géométrie du résonateur et son rayonnement. Pour cela nous nous sommes attaches a l'étude des résonances complexes, correspondant aux pôles de la fonction de Green du système couple avec le milieu extérieur. La partie imaginaire des fréquences de résonance est ici directement reliée aux pertes dues au rayonnement. Nous avons base notre travail sur trois grands axes : une étude analytique a l’aide d’une théorie modale avec la prise en compte des modes non plans, le développement d’une méthode numérique basée sur les éléments finis de frontière ainsi qu’une confrontation expérimentale de nos résultats théoriques. La theorie modale analytique nous a permis d'étudier le rayonnement de résonateurs cylindriques de longueur finie débouchant dans un écran infini, ce qui constitue un cas de référence pour la suite de l'étude. La méthode numérique développée dans un code Fortran parallélise nous a donne la possibilité d'étudier des résonateurs de géométries plus complexes telles que celles des pavillons. Afin de réduire le temps de calcul, nous avons introduit une méthode hybride utilisant la théorie modale pour décrire la partie conservative du système, permettant des calculs rapides, et une méthode d'éléments finis de frontière, qui permet une représentation précise des géométries complexes, pour décrire la partie rayonnante. Les premiers résultats, concernant les résonances d’un système constitue d’un cylindre et d’un pavillon, ont pu être compares aux mesures obtenues avec notre montage expérimental dans le cas du pavillon de Bessel et du pavillon conique
The principal goal of this work was to develop a numerical method to study the coupling between internal and external fluid of a resonator, notably to study the link between the shape of a finite length resonator and his radiation. For this we study complex resonances, corresponding to the poles of the Green's function of system coupled with the external environment. The imaginary part of resonance frequencies is here directly related to losses due to radiation. We based our work on three main areas: an analytical study using a modal theory with the inclusion of non-planar modes, the development of a numerical method based on boundary finite elements and an experimental comparison of our theoretical results. The analytical modal theory has allowed us to study the radiation of finite length cylindrical pipe opening into an infinite screen, which is a reference case for further study. The numerical method, developed in a FORTRAN parallelized code, gave us the opportunity to study resonators with more complex geometries such as horns. To reduce computation time, we introduced an hybrid method mixing modal theory to describe the conservative part of system, that allows fast computation, and boundary element method, allowing a fine representation of complex geometries, to describe the radiating part. We have finished this work with a first experimental validation of results

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Rincon, François. « Dynamique des grandes échelles de la convection dans la photosphère solaire ». Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30254.

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Résumé :

Les mesures des champs de vitesse turbulents dans la photosphère solaire font apparaître trois échelles horizontales distinctes : la granulation (1~000~km), la mésogranulation (7~000~km), et la supergranulation (30~000~km). La granulation résulte du refroidissement radiatif brutal à la surface du gaz chaud et montant. En revanche, l'origine de la mésogranulation et de la supergranulation est en grande partie inconnue. Au cours de cette thèse, plusieurs modèles de convection ont été élaborés afin de mettre en évidence des mécanismes de formation de ces écoulements à grande échelle. Une première approche théorique a consisté à étudier l'instabilité convective dans le domaine linéaire en présence de champ magnétique, de stratification en densité, et de conditions aux limites de flux thermique, pertinentes aux grandes échelles. Cette étude a montré que des cellules de convection très allongées étaient favorisées et qu'une échelle supergranulaire pouvait être obtenue pour des valeurs réalistes de champ magnétique. Dans un deuxième temps, des simulations numériques directes de convection turbulente compressible avec un rapport d'aspect très important ont été réalisées afin d'étudier la dynamique aux grandes échelles. Ces simulations, effectuées à l'aide d'un code DNS développé en partie durant la thèse, ont permis de mettre en évidence la formation de deux échelles horizontales distinctes. La première, comparable à la granulation, n'est visible qu'à proximité de la surface. La seconde est une mésoéchelle très énergétique, de taille intermédiaire entre la dimension horizontale du domaine et la granulation. Elle est présente à toutes les profondeurs et son origine est convective. La mésogranulation solaire, au vu de ses ressemblances avec ce motif, pourrait donc dominer la dynamique convective sous la surface tout en étant masquée par la granulation. .
Velocity fields measurements of turbulent flows in the solar photosphere reveal three distinct horizontal scales: granulation (1 000 km), mesogranulation (7 000 km) and supergranulation (30 000 km). Granulation is known to result from radiative cooling of hot ascending gas close to the surface, but the origin of mesogranulation and supergranulation remains largely unknown. Several convection models were developed in the course of this PhD research in order to investigate possible formation mechanisms for these large-scale flows. A theoretical study of the convective instability in the linear regime has first been attempted. The model relies on a fully compressible description of the fluid movements when a vertical permanent magnetic field and fixed thermal flux boundary conditions (that are relevant on large scales) are imposed. Very elongated convection cells are shown to be preferred as convection sets in and scales comparable to supergranulation can be obtained for realistic values of the magnetic field. Direct numerical simulations of fully compressible turbulent convection in a very large aspect ratio domain have then been carried out to investigate turbulent dynamics on large scales. .

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Chaaban, Mohamed. « Contribution à l'étude du rayonnement des conducteurs filaires ». Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00669531.

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Résumé :

Le travail de recherche proposé dans ce manuscrit consiste à modéliser le rayonnement électromagnétique de conducteurs filaires. En effet l'estimation du rayonnement est un enjeu majeur et l'utilisation de modèles exacts nous semble nécessaire. On propose donc dans ce mémoire une approche analytique qui permet de quantifier les niveaux de champs électromagnétiques rayonnés par les systèmes filaires. Dans un premier temps nous proposons un modèle analytique du calcul du champ électromagnétique rayonné par un système filaire basé sur un développement approfondi des équations de Maxwell. Ce formalisme est issu de la formulation intégrale du potentiel vecteur émis par une antenne filaire dont on supposera connu la distribution de courant. Le modèle analytique ainsi obtenu permet d'estimer aisément les champs sans avoir besoin de discrétiser ni le support de transmission ni l'espace d'observation. Pour enrichir notre modèle nous avons ensuite envisagé les cas où la distribution du courant le long des conducteurs était issu, soit de la théorie des lignes soit d'une simulation numérique basée sur la théorie des antennes, soit de mesures. Dans le cas où c'est la théorie des lignes qui est à la base de la détermination des courants distribués, nous proposons un formalisme analytique du champ électromagnétique rayonné basé uniquement sur la seule connaissance des courants et de leurs dérivées aux extrémités des conducteurs. Nous avons également montré que ce formalisme s'extrapole aisément au cas d'un réseau multifilaire. Dans le cas où la théorie des antennes ou des mesures sont à la base de la connaissance des courants distribués, on identifie ce courant par quelques pôles et résidus grâce à la méthode d'identification Matrix Pencil (MP). Le champ électromagnétique rayonné s'exprime alors par une série finie de termes intégrales. Ce formalisme reste analytique et présente l'avantage d'être adapté aux approches paramétriques et d'optimisations. Nos travaux de recherche ouvrent des perspectives de reconstruction de la distribution du courant par Matrix Pencil à partir de la connaissance du courant et de ses premières dérivées spatiales aux seules extrémités des conducteurs. Le champ électromagnétique rayonné sera alors déduit de notre modèle.

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Laybros, Sarah. « Utilisation du lancer de rayons pour le calcul de l'interaction d'un rayonnement électromagnétique avec des objets complexes métalliques et diélectriques ». Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30166.

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Résumé :

L'interaction d'une onde électromagnétique avec des cibles complexes est l'objet de nombreux travaux de modélisation, tant pour des applications civiles que militaires. Lorsque la géométrie des objets est complexe et a des dimensions grandes devant la longueur d'onde, l'évaluation des champs rayonnés devient coûteuse en temps de calcul. Pour pallier ce problème, nous utilisons une méthode basée sur le couplage de la technique du lancer de rayons, qui permet de gérer de façon rapide un grand nombre d'interactions successives, et des méthodes électromagnétiques asymptotiques. Les méthodes asymptotiques, largement étudiées dans la littérature pour le cas des objets métalliques, ne traitent que peu fréquemment les objets diélectriques. Nous avons donc établi un modèle unifié, capable d'évaluer les interactions de diffusion et de diffraction, d'objets aussi bien métalliques que diélectriques, dans leur zone proche ou lointaine, soumis à une onde incidente quelconque. Enfin, l'ensemble de ces méthodes, permettant la modélisation des interactions, a été adapté à la technique du lancer de rayons. Ce couplage optimal de méthodes conduit ainsi au calcul rapide et précis des champs rayonnés par des scènes complexes, aux hautes fréquences. De nombreuses applications sont présentées dans le domaine des antennes, du calcul de la surface équivalente radar, de l'imagerie radar et de la cartographie des champs EM sur une surface ou dans un volume donné. L'ensemble des modèles étudiés et développés dans cette thèse a été intégré au logiciel FERMAT (Fonctionnalités pour l'Electromagnétisme et le Radar par les Méthodes AsympTotiques) de l'ONERA/DEMR
The interactions of an electromagnetic wave and complex targets lead to numerous investigation of modelisation, as much for military than for civil applications. When the objects present a complex geometry and dimensions large compared to the wavelength, the evaluation of the radiated fields becomes costly in computation time. To overcome this problem, we use a method based on the coupling of the Shooting and Bouncing Ray technique, dealing with a great number of successive interactions in a fast way, and the electromagnetic Asymptotic Methods. The Asymptotic Methods, which are widely studied in the state of art in the metallic case, seldom concern the dielectric objects. So, we worked out the Asymptotic Methods in an unified model, able to evaluate the interactions of scattering and diffraction, for objects as well metallic as dielectric, in their near or far field zone, and whatever the incident wave. Then, all these methods have been adapted to the Shooting and Bouncing Ray technique. This optimal coupling of methods leads to a fast and accurate computation of the fields radiated by a complex scene, at high frequencies. Several applications are presented in the domains of the antennas, of the Radar Cross Section computation and the cartography of EM fields in a given volume. All the models studies and developed in this thesis, have been integrated in the software FERMAT of ONERA/DEMR

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Trolliet, Mélodie. « Développement d’une méthodologie pour l’évaluation de l’incidence des variabilités interannuelles et de plus long-terme de la ressource solaire sur l’analyse de risque financier d’un projet de centrale solaire photovoltaïque ». Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLM040.

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Résumé :

Cette thèse se propose de contribuer à la caractérisation des variations de long terme de l’éclairement, dans un contexte d’analyse de risque financier de grandes centrales solaires photovoltaïques. L’utilisation d’indicateurs statistiques (e.g. P90) et de l’hypothèse de stationnarité temporelle de l’éclairement a été questionnée. Cela a mené à une caractérisation fine des variations de long terme de l’éclairement grâce à un outil de décomposition temps-fréquence développé au cours de cette thèse. Nous avons distingué trois classes de variabilité : la variabilité intra-annuelle, la variabilité annuelle à décennale, et la variabilité multi-décennale. Pour la première classe, l’utilisation de quatre ans de données historiques est suffisante pour prendre en compte de manière correcte l’ensemble des variations de l’éclairement. Pour la seconde classe, l’utilisation de 30 années de données historiques est recommandée. Pour la variabilité multi-décennale, l’utilisation de plus de 30 années de données est préconisée. Les trois classes de variabilité ont été analysées pour des bases de données de natures diverses : mesures de long terme du réseau GEBA, données satellitales CLARA-A2, données de ré-analyse MERRA-2, et données issues du modèle climatique IPSL-CM6A-LR. Une grande diversité des structures de variabilité en fonction de la base de données considérée a été observée
This PhD thesis proposes to contribute to the characterization of long-term variations in irradiance, in a context of financial risk analysis of large solar photovoltaic power plants. The use of statistical indicators (e.g. P90) and the hypothesis of temporal stationarity of the irradiance has been questioned. This led to a fine characterization of the long-term variations of the irradiance thanks to a time-frequency decomposition tool developed during this thesis. We distinguished three classes of variability: intra-annual variability, annual to decadal variability, and multi-decadal variability. For the first class, the use of four years of historical data is sufficient to correctly take into account all the variations in irradiance. For the second class, the use of 30 years of historical data is recommended. For multi-decadal variability, the use of more than 30 years of data is encouraged. The three classes of variability have been analyzed for various types of databases: long-term measurements from the GEBA network, CLARA-A2 satellite data, MERRA-2 re-analysis data, and data from the IPSL-CM6A-LR climate model. A great diversity of variability structures according to the database considered was observed

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Zerbib, Nicolas. « Méthodes de sous-structuration et de décomposition de domaine pour la résolution des équations de Maxwell : application au rayonnement d'antenne dans un environnement complexe ». Toulouse, INSA, 2006. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000173/.

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Résumé :

Les travaux de cette thèse sont relatifs à la modélisation numérique de l'influence, sur le fonctionnement d'une antenne, du satellite sur lequel elle est embarquée. Le système Antenne-Satellite apparaît comme une structure métallique de grande taille comportant localement des matériaux diélectriques éventuellement non homogènes. Les méthodes exactes hybridant les équations intégrales et les éléments finis sont alors les plus appropriées. Tout d'abord, nous avons effectué une étude comparative du conditionnement et de la robustesse pour une première catégorie de formulations variationnelles à la base de ces méthodes. Nous avons proposé une approche nouvelle permettant d'évaluer avec précision la composition de l'opérateur n^ avec un opérateur intégral évitant ainsi les concentrations d'intégrations sur les arêtes du maillage intervenant dans les approches standardes. Un solveur itératif couplé à une méthode multipôle pour la résolution du problème relatif à la partie externe de l'obstacle a été introduit. Ce procédé de couplage s'est avéré aussi très performant dans une autre classe de problème liés à la diffraction d'onde plane par des objets parfaitement conducteurs comportant une cavité électriquement profonde. Nous avons aussi considéré un modèle de source pour la simulation d'antenne par éléments finis de volume. Il s'agit d'une extension nouvelle du modèle du dipôle électrique. Enfin, nous présentons une nouvelle méthode de couplage par une condition aux limites absorbante adaptative évitant d'englober tout le système par une surface artificielle. Nous donnons un cadre fonctionnel à cette formulation et effectuons une analyse mathématique et numérique complète
This thesis is about the numerical modelling of the influence, on the behaviour of an antenna, of the satellite on which the antenna is posed. The system Antenna-Satellite appears like a large-sized metallic structure containing a locally dielectric component eventually non homogeneous. The exact methods based on a coupling Boundary Integral equations and Finite Element Methods are the best approach for this kind of problem. First of all, we have compared several formulations according their robustness and their condition number. We have proposed a new approach to evaluate the composition of the n^ operator with an integral operator preventing the concentration of integrations on the edges of the mesh occurring in the standard approaches. An iterative solver coupled to a fast multipole method for the resolution of the exterior problem is used. This coupling method has been proved to be very performant in another kind of problem concerning the scattering of a plane wave by a large metallic structure containing an electrically deep cavity. We have also considered a numerical model to feed by a dielectric dipole an antenna by a Finite Element Method. To finish, we have presented a new coupling method based on an adaptative absorbant boundary condition preventing to wrapped round all of the system by the fictitious surface. We have established that this formulation is well-posed and numerically stable

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Thèses sur le sujet « Rayonnement cosmique – Modèles mathématiques »

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