Tesi: "Modèles hydrostatiques"

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Boerez, Julien. "Analyse et modélisation de l'effet des marées sur les réseaux de nivellement hydrostatiques du CERN". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00862557.

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Abstract (sommario):

Les géomètres de la section Survey de l'Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire (CERN) utilisent le nivellement hydrostatique HLS pour effectuer des alignements verticaux précis. Le HLS atteint des précisions micrométriques, ce qui lui permet d'être utilisé pour les expériences à but de physique fondamentale comme le Large Hadron Collider (LHC). HLS mesure certes des déformations qui ont pour conséquence de désaligner tout accélérateur de particules lié au sol, mais il mesure également d'autres phénomènes aux caractéristiques bien particulières. Parmi ces phénomènes mesurés, les marées terrestres représentent une part très largement majoritaire du signal. Leur effet sur les mesures HLS est périodique et engendre une inclinaison longue base qui n'aboutit pas au désalignement relatif des aimants constitutifs d'un accélérateur. Les objectifs de ce doctorat sont de pouvoir prédire les effets ne perturbant pas l'alignement relatif d'un accélérateur de particules et ainsi corriger les mesures HLS de ces signaux. En effet, les tolérances planimétrique et altimétrique à respecter dans le domaine des accélérateurs de particules sont de plus en plus serrées. Par exemple, le Compact Linear Collider (CLIC), aujourd'hui à l'étude de faisabilité, nécessite une précision d'alignement à 3σ de 10 μm dans une fenêtre glissante de 200 m selon les directions transversale et verticale. Le HLS est candidat pour assurer cet alignement vertical mais l'amplitude de marée est d'environ +/-20 μm à 200 m, rendant nécessaire la prise en compte de ce phénomène longue base pour que l'instrumentation réponde aux besoins du CLIC. Ce doctorat est inspiré des travaux déjà réalisés sur les inclinomètres longue base et décrit les effets mesurés par HLS afin de classer ces phénomènes selon qu'ils désalignent ou non un accélérateur de particules. Enfin, les outils et modèles pour prédire les effets maitrisables sont utilisés pour anticiper les différents signaux mesurés par les HLS installés au CERN.

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Adim, Mahieddine. "Modèles continûment stratifiés et systèmes multi-couches pour les écoulements géophysiques". Electronic Thesis or Diss., Université de Rennes (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024URENS026.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse, nous établissons rigoureusement des ponts entre les écoulements continument stratifiés et les écoulements multi-couches. Dans une première partie, nous considérons le système de Saint-Venant multi-couches avec un terme supplémentaire diffusif qui a un effet régularisant, dont la motivation provient des travaux des océanographes Gent & McWilliams sur le mélange isopycnal et la diffusivité des tourbillons, et qui pourrait être interprété comme un terme de turbulence. En exploitant la structure de ce système, nous obtenons un dictionnaire qui nous permet d'interpréter ce système multi-couches comme une discrétisation de la formulation en coordonnées isopycnales du système hydrostatique continument stratifié avec le terme diffusif de Gent & McWilliams ajouté de manière similaire. Nous montrons la convergence de la solution discrète vers la solution continue à mesure que le nombre de couches tend vers l'infini, et nous fournissons un taux de convergence explicite. Dans une deuxième partie, dans cette thèse, nous abordons la limite "inverse", nous montrons rigoureusement que, sous certaines conditions d'hyperbolicité et dans un cadre topologique bien choisi, la solution du système continument stratifié converge vers le système de Saint-Venant bi-couches dans la limite de stratification nette
In this thesis, we rigorously establish bridges between continuously stratified flows and multi-layer flows. In the first part, we consider the multi-layer shallow water system with an additional diffusive term that has a regularizing effect, motivated by the work of oceanographers Gent & McWilliams on isopycnal mixing and eddy diffusivity, which can be interpreted as a turbulence term. By exploiting the structure of this system, we derive a dictionary that allows us to interpret this multi-layer system as a discretization of the formulation in isopycnal coordinates of the continuously stratified hydrostatic system with the Gent & McWilliams diffusive term added in a similar manner. We demonstrate the convergence of the discrete solution to the continuous solution as the number of layers tends to infinity, and we provide an explicit convergence rate. In the second part of this thesis, we address the "inverse" limit. We rigorously show that, under certain hyperbolicity conditions and within a well-chosen topological framework, the solution of the continuously stratified system converges to the bi-layer shallow water system in the limit of sharp stratification

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Elkhalfi, Ahmed. "Comparaison hydrostatique, non hydrostatique avec le modèle mercure sur les écoulements orographiques". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0017.

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Abstract (sommario):

Le modèle numérique mercure est développé pour les simulations d'écoulements d'air, irrotationnels, à stratification stable sur relief complexe. Le comportement du modèle est testé sur les solutions analytiques, puis appliqué pour différents cas d'écoulements idéalisés et réels

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Branchet, Bérengère. "Analyse d'un modèle de couche limite atmosphérique bidimensionnel non-hydrostatique anélastique". Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10531.

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Abstract (sommario):

Nous decrivons un modele couple sol-atmosphere destine a etudier l'agregation de parametres de surface sur des sols heterogenes. Le modele de couche limite atmospherique est bidimensionnel et a pour caracteristiques la non-hydrostaticite et l'anelasticite. La turbulence du systeme est fermee a l'ordre un et demi (parametrisation en <<<> k -l <>>> avec le coefficient de diffusivite k fonction de l'energie cinetique turbulente et l une longueur caracteristique de la turbulence). Le modele de surface est de type <<<> big leaf <>>>. La resolution fait appel a une technique de splitting d'operateurs ; nous resolvons ainsi quatre modules distincts par des methodes numeriques adaptees aux proprietes intrinseques de chacun de ces modules : solveurs de riemann, schemas de godunov, elements finis, elements finis mixtes. . . Nous avons propose une nouvelle approche pour calculer la projection d'un champ de vitesse dans un espace a divergence nulle, et nous decrivons les trois methodes developpees dans ce sens. Nous presentons et analysons enfin les resultats de simulations effectuees dans des cas reels et academiques, et nous etudions leur sensiblite a la methode de resolution choisie.

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Decoene, Astrid. "Modèle hydrostatique pour les écoulements à surface libre tridimensionnels et schémas numériques". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00180003.

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Abstract (sommario):

Cette thèse a pour objectif l'approfondissement de l'étude des équations régissant les écoulements à surface libre en dimension trois.
Nous proposons d'une part une nouvelle formulation variationnelle du problème hydrostatique aboutissant à un problème semi-discretisé en temps bien posé. Nous en faisons l'analyse mathématique et nous montrons quelques résultats numériques obtenus après programmation de l'approximation de ce problème dans le logiciel Telemac-3D développé au Laboratoire National d'Hydraulique et Environnement (LNHE) d'edf.
D'autre part, nous étudions la réinterprétation dans le cadre ALE de la méthode de discrétisation verticale de domaines tridimensionnels appelée transformation sigma, et nous en proposons une généralisation permettant d'améliorer la représentation des stratifications dans un écoulement
Finalement, nous présentons un schéma ALE-MURD conservatif pour la résolution des équations de convection linéaires posées sur un domaine mobile. Une condition particulière doit être vérifiée afin que le schéma soit conservatif lorsque le domain bouge effectivement. Nous montrons comment assurer cette contrainte dans le cas particulier où le domaine est tridimensionnel et ne bouge que selon la verticale. Ce résultat est illustré dans le cadre des écoulements à surface libre en dimension trois.

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Decoene, Astrid. "Modèle hydrostatique pour les écoulements à surface libre tridimensionnels et chémas numériques". Paris 6, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00180003.

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Abstract (sommario):

Cette thèse a pour objectif l'approfondissement de l'étude des équations régissant les écoulements à surface libre en dimension trois. Nous proposons d'une part une nouvelle formulation variationnelle du problème hydrostatique aboutissant à un problème semi-discretisé en temps bien posé. Nous en faisons l'analyse mathématique et nous montrons quelques résultats numériques obtenus après programmation de l'approximation de ce problème dans le logiciel Telemac-3D développé au Laboratoire National d'Hydraulique et Environnement (LNHE) d'edf. D'autre part, nous étudions la réinterprétation dans le cadre ALE de la méthode de discrétisation verticale de domaines tridimensionnels appelée transformation sigma, et nous en proposons une généralisation permettant d'améliorer la représentation des stratifications dans un écoulement. Finalement, nous présentons un schéma ALE-MURD conservatif pour la résolution des équations de convection linéaires posées sur un domaine mobile. Une condition particulière doit être vérifiée afin que le schéma soit conservatif lorsque le domain bouge effectivement. Nous montrons comment assurer cette contrainte dans le cas particulier où le domaine est tridimensionnel et ne bouge que selon la verticale. Ce résultat est illustré dans le cadre des écoulements à surface libre en dimension trois.

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Thurre, Christian. "Étude de l'ajustement hydrostatique suite à un forçage diabatique dans un modèle pleinement élastique". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape11/PQDD_0025/NQ50270.pdf.

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Gendrin, Martin. "Modèle multi-domaine d’un actionneur électro-hydrostatique à haut niveau de détails validé expérimentalement". Mémoire, École de technologie supérieure, 2013. http://espace.etsmtl.ca/1128/1/GENDRIN_Martin.pdf.

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Abstract (sommario):

Ce travail a pour but premier de proposer un modèle de système d’actionnement d’aileron basé sur l’utilisation d’un actionneur électro-hydrostatique rendant compte du fonctionnement détaillé du système à tous les niveaux, les spécifications de chaque domaine physique concerné devant y être représentées. Le système considéré va de l’entrée triphasée de l’électronique de puissance du moteur à l’aileron, incluant la commande globale. La modélisation a été faite sur le logiciel Matlab/Simulink et tire profit des différents modules physiques de la librairie Simscape. Dans un premier temps elle prend en compte les différentes sources d’inertie et de frottements hydrauliques et mécaniques, ainsi que les résistances et inductances électriques. Les non-linéarités inhérentes aux topologies utilisées aussi bien au niveau de l’électronique de puissance (pont de diodes et onduleur à IGBTs, tension fixe du bus DC) qu’au niveau hydraulique (circuit hydraulique interne contenant un accumulateur, clapets anti-retour et valves de surpression) sont considérées. Pour améliorer la précision, l’influence des imperfections des composants – tels que les forces de friction rotationnelles du moteur et translationnelles du cylindre, les jeux dans les engrenages de la pompe hydraulique et de la transmission mécanique, la zone morte de la pompe et les résistances hydrauliques des tubes – est aussi insérée aux résultats. Enfin l’intégration des saturations de commande nécessaires à un bon fonctionnement du système permet d’analyser les répercussions de la commande sur le système. Les résultats de simulation sont fournis à l’utilisateur sous forme de courbes et d’animation 3D. Tirant profit d’un prototype développé à l’université McMaster, le modèle d’actionneur électro-hydrostatique contenu dans le système d’actionnement d’aileron décrit précédemment va être isolé puis validé expérimentalement à l’aide de plusieurs signaux physiques mesurés lors de deux expériences successives. La validité du modèle globale étant assurée, celui-ci sera utilisé dans différentes phases de dimensionnement du régulateur de position et d’évolution de la topologie du système.

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Thurre, Christian. "Etude de l'ajustement hydrostatique suite à un forçage diabatique dans un modèle pleinement élastique". Thesis, McGill University, 1998. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=35487.

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Abstract (sommario):

The purpose of this research is to further our understanding of the hydrostatic adjustment process due to diabatic heating. This is achieved by the use of an atmospheric model based on Euler's non-hydrostatic, fully elastic set of equations resolved by the semi-Lagrangian, semi-implicit marching scheme. Such a model thus allows a tri-dimensional, numerical approach of a problem which could, until now, only be addressed within a simplified context (one-dimensional and analytical; bi-dimensional and numerical).
The hydrostatic adjustment is the mechanism by which the atmosphere tends to reach a new hydrostatic balance when this one has been upset. This can be the case through a diabatic forcing, such as the sudden latent heat release during the formation of a thunderstorm cell. This is actually the kind of forcing we chose for this study. The problem of the hydrostatic adjustment is tackled through two different contexts: an idealized and a real case. Both are simulated by three different model's versions: fully compressible (PE), quasi-hydrostatic (QH) and quasi-anelastic (QA). These versions differ from each other only by the formulation of the diabatic heating terms.
The idealized case makes use of a prescribed heating source. A high resolution, in time and space, allows to show (PE version) how the mass, pressure and energy redistribution process is accomplished by the elastic, Lamb and gravity disturbances. The QH version, which consists in a spreading of the heating over the whole column above the source, inhibits vertically propagating elastic perturbations. The QA version, which considers the omission of the diabatic term in the pressure prognostic equation, shows that only the gravity mode is maintained.
The real case simulates a highly convective summer situation. The choice of a long time step brings out only the gravity mode; the hydrostatic adjustment by the fast modes (elastic and Lamb) is taking place quasi instantaneously. Thus this large-scale case doesn't exhibit significant differences between the PE, QH and QA versions.

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Leger, Julien. "Un modèle d'ascendance convective simple prenant en compte explicitement le terme de pression non-hydrostatique". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://oatao.univ-toulouse.fr/23929/1/LEGER_Julien.pdf.

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Abstract (sommario):

Les modèles d'ascendance convective utilisés actuellement dans les paramétrisations de la convection ne prennent pas en compte explicitement le terme de pression non-hydrostatique, bien que son rôle fondamental soit documenté et expliqué depuis les années 70. Pour palier cette limitation, un modèle anélastique pronostique à deux colonnes d'une ascendance convective,prenant en compte explicitement le terme de pression non-hydrostatique, a été développé avec une géométrie 2D et 3D. Des fonctions de forme sont introduites pour réduire l'impact de la basse résolution horizontale. Trois paramètres doivent être prescrits : la hauteur et le rapport d'aspect de l'ascendance ainsi que la taille totale de la cellule convective. Le modèle est évalué en utilisant des profils de flottabilité idéalisés et constants, puis en s'appuyant sur une simulation LES de développement diurne de la convection profonde. Le comportement du modèle est en accord avec notre connaissance de la pression non hydrostatique à l'intérieur des nuages et de son rôle.L'ascendance simulée atteint rapidement un état stationnaire (5 min) en réponse au champ de flottabilité. Ainsi une version diagnostique a été développée, confirmant les résultats de la version pronostique. Sous le cœur de l'ascendance, un gradient de pression dirigé vers le bas est simulé permettant à l'ascendance de franchir la barrière d'inhibition convective. La future implémentation de ce modèle dans un schéma de convection, pour remplacer les formulations des modèles d'ascendance actuelles, devrait permettre d'augmenter la durée des évènements convectifs.

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Héreil, Philippe. "Développement et tests d'un modèle non hydrostatique pour les écoulements atmosphériques de méso-échelle sur relief". Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30322.

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Abstract (sommario):

Les differentes options pour un modele de simulation des ondes de gravite non hydrostatiques sont etudiees, avec en particulier une analyse des procedes de filtrage des ondes acoustiques. Une etude de la sensibilite de la solution d'ondes de relief au choix du pas de temps est realisee pour un modele non hydrostatique semi-implicite semi-lagrangien. Une methode efficace de resolution de l'equation elliptique de pression du modele anelastique non hydrostatique meso-nh est developpee et validee par des simulations d'ondes de relief. Un outil de calcul de bilan de quantite de mouvement dans des boites de dimension variable est developpe afin d'etudier l'impact de l'orographie sous-maille sur le ralentissement de l'ecoulement moyen. Les transferts de quantite de mouvement sont analyses a travers l'exploration numerique d'un diagramme theorique donnant les differents regimes d'ecoulement en fonction de la hauteur adimensionnelle de l'obstacle, reliee aux effets non lineaires, et de la largeur adimensionnelle de l'obstacle, reliee aux effets non lineaires, et de la largeur adimensionnelle de l'obstacle, reliee aux effets non hydrostatiques. La simulation numerique d'ecoulements idealises bidimensionnels en regime non lineaire a permis de verifier que le deferlement de l'onde en altitude est une cause de ralentissement de l'ecoulement moyen. Ce ralentissement se localise entre le sol et le niveau de deferlement sur la verticale, et se repartit uniformement sur l'horizontale. L'impact des effets non hydrostatiques est examine a travers la simulation d'ondes de relief piegees: le piegeage sans deferlement augmente la trainee au sol mais ne decelere pas l'ecoulement moyen dans la troposphere. L'etude numerique des effets non lineaires est etendue a des ecoulements idealises tridimensionnels autour d'un obstacle axisymetrique. La recirculation aval de l'ecoulement ralentit l'ecoulement moyen entre le sol et la hauteur maximale de l'obstacle. Au bout d'un temps assez long, le regime recirculant evolue vers un regime d'allees de tourbillons pour lequel le ralentissement de l'ecoulement moyen croit. Pour ce regime, le mode le plus instable sature au bout de 120 unites de temps adimensionnel. En regime non hydrostatique, les ondes piegees 3d decelerent l'ecoulement moyen dans la zone piegeante

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Bubnova, Radmila. "Pouziti souradnice "hydrostaticky tlak" pro integraci elastického modelu dynamiky atmosféry v numerickém predpovednim systému ARPEGE/ALADIN=". Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30067.

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Abstract (sommario):

Arpege/aladin est un modele tri-dimensionnel a domaine limite, qui fait partie du systeme integre de prevision numerique arpege/ifs. Comme son equivalent global, la version a domaine limite utilise une representation spectrale des champs horizontaux. Une version non-hydrostatique d'arpege/aladin a ete developpee en utilisant la pression hydrostatique comme variable independante. La dynamique choisie represente la version totalement elastique des equations d'euler, l'orographie etant introduite par le biais d'une coordonnee hybride epousant la surface terrestre a sa base. Le schema semi-implicite a ete adapte pour controler les ondes acoustiques comme les ondes de gravite. Il a fallu modifier l'approximation de l'epaisseur logarithmique des couches du modele, et ce pour respecter la regle de l'integration par parties dans le processus conduisant a l'equation de structure. Le schema classique est complete par une correction implicite supplementaire sur la partie non lineaire de la divergence tri-dimensionnelle: ceci implique d'iterer la solution de l'equation d'helmholtz. Tout ceci a permis de prouver pour la premiere fois la faisabilite de cette nouvelle methode. Les resultats de tests idealises dans une version bi-dimensionnelle plan vertical pour des ecoulements au dessus d'une montagne en cloche sont tres proches des solutions analytiques connues. La capacite du modele a representer les ondes de sillage non-hydrostatiques et l'influence de certains effets convectifs a aussi pu etre verifiee

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Beyssac, Olivier. "Les mécanismes de graphitisation à basse température : une étude analytique et expérimentale sur des matériaux naturels et des molécules modèles". Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112285.

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Abstract (sommario):

Les métasédiments contiennent, souvent des matériaux carbonés (MC) provenant de l'évolution de la matière organique présente dans la roche sédimentaire de départ. Durant le métamorphisme, les MC sont progressivement transformés en graphite. L'étude de la graphitisation par microscopie électronique à transmission et spectroscopie Raman, au sein de l'unité des Schistes Lustrés (Alpes), nous a permis de montrer que (1) les mécanismes de transformation sont caractéristiques de chaque précurseur, (2) la pression favorise la graphitisation en modifiant la microtexture et donc la structure des MC et (3) le degré d'organisation des MC est très sensible au degré de métamorphisme. L'étude systématique du degré d'organisation de MC provenant de diverses régions métamorphiques aux conditions PT connues, nous a permis de calibrer un nouveau géothermomètre, indiquant le pic de température du cycle métamorphique. L'application de ce thermomètre aux unités du moyen pays himalayen (Népal) montre sa fiabilité et permet de caractériser de forts gradients thermiques dans ces unités. Afin de préciser le rôle respectif de chaque paramètre lors de la graphitisation, une série d'expériences sur des cokes synthétiques et un charbon ont été réalisées. L'influence des paramètres température (jusqu'à 1473 K), pression hydrostatique (jusqu'à 8 GPa), temps, fluide et type de précurseur est alors discutée. Malgré la forte hétérogénéité des produits, nous montrons que les mécanismes de graphitisation dans ces expériences sont tout à fait similaires à ceux observés dans les échantillons naturels. Des carbones non graphitisables sous le seul effet de la température, le deviennent sous pression, grâce à des modifications de leur microtexture favorisées par la pression. La comparaison entre graphitisation naturelle et expériences montre que sous pression, les MC sont transformés dans un état métastable intermédiaire, dont l'évolution est contrôlée par la température si le temps est suffisant
Metasediments generally contain carbonaceous material (CM) deriving from the evolution of organic matter originally present in the host rock. During metamorphism, organic matter is progressively transformed into graphite. The study of graphitization along the Schistes Lustrés unit (western Alps) by transmission electron microscopy and Raman spectroscopy shows that (1) the mechanism of graphitization depends on the type of precursor, (2) pressure promotes graphitization by inducing microtextural and subsequent structural evolution of CM and (3) the degree of organization of CM is very sensitive to the metamorphic grade. More generally, by characterizing the degree of organization of CM from several metamorphic belts with well constrained P-T conditions, we calibrate a new geothermometer which is an indicator of the peak metamorphic conditions. A first application of this geothermometer to the lesser himalayan series (Nepal) demonstrates its applicability and shows the presence of strong thermal gradients through these units. To decipher the role of each parameter during graphitization, we have performed a series of experiments using synthetic cokes and a coal as starting material. In these experiments, the respective roles of temperature (up to 1473 K), hydrostatic pressure (up to 8 GPa), time, fluid and type of precursor are discussed. The experimental products are strongly structurally and microtexturally heterogeneous, but the mechanisms of graphitization in these experiments are very similar to those observed in natural samples. Non graphitizing CM under a pure thermal effect are transformed into graphite under pressure, because of the microtextural modifications induced by pressure. The comparison between natural and experimental graphitization shows that during the graphitization under pressure and if the duration is long enough, CM is progressively transformed into a metastable intermediate stage, the evolution of the latter being controlled by temperature

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Ajana, Boutaleb Souad. "Paliers hydrostatiques en régime turbulent : limites de validité d'un modèle classique : modélisation de l'écoulement à la jonction des chambres et des portées". Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10003.

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Hoareau, Christophe. "Vibrations hydroélastiques de réservoirs élastiques couplés à un fluide interne incompressible à surface libre autour d’un état précontraint". Thesis, Paris, CNAM, 2019. http://www.theses.fr/2019CNAM1241/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse de doctorat porte sur le calcul par la méthode des éléments finis du comportement dynamique de réservoirs élastiques précontraints contenant un liquide interne à surface libre. Nous considérons que la pression hydrostatique exercée par le fluide interne incompressible sur les parois flexibles du réservoir est à l’origine de grands déplacements, conduisant ainsi à un état d’équilibre non-linéaire géométrique. Le changement de raideur lié à cet état précontraint induit un décalage des fréquences de résonances du problème de vibrations linéaires couplées.L’objectif principal du travail est donc d’estimer, par des approches numériques précises et efficaces, l’influence des non-linéarités géométriques sur le comportement hydroélastique du système réservoir/liquide interne autour de différentes configurations d’équilibre. La méthodologie développée s’effectue en deux étapes. La première consiste à calculer l’état statique non-linéaire par une approche éléments finis lagrangienne totale. L’action du fluide sur la structure est ici modélisée par des forces suiveuses hydrostatiques. La deuxième étape porte sur le calcul des vibrations couplées linéarisées. Un modèle d’ordre réduit original est notamment proposé pour limiter les coûts de calcul associés à l’estimation de l’effet de masse ajoutée. Enfin, divers exemples sont proposés et comparés à des résultats de la littérature (issus de simulations numériques ou d’essais expérimentaux) pour montrer l’efficacité et la validité des différentes approches numériques développées dans ce travail
This doctoral thesis focuses on the calculation by the finite element method of the dynamic behavior of prestressed elastic tanks containing an internal liquid with a free surface. We consider that the hydrostatic pressure exerted by the incompressible internal fluid on the flexible walls of the tank causes large displacements, thus leading to a geometric non-linear equilibrium state. The change of stiffness related to this prestressed state induces a shift in the resonance frequencies of the coupled linear vibration problem. The main objective of the work is therefore to estimate, through precise and efficient numerical approaches, the influence of geometric nonlinearities on the hydroelastic behavior of the reservoir/internal liquid system around different equilibrium configurations. The methodology developed is carried out in two stages. The first one consists in calculating the non-linear static state by a total Lagrangian finite element approach.The action of the fluid on the structure is modelled here by hydrostatic following forces. The second step is the calculation of linearized coupled vibrations. In particular, an original reduced order model is proposed to limit the calculation costs associated with the estimation of the added mass effect. Finally, various examples are proposed and compared with results from the literature (from numerical simulations or experimental tests) to show the effectiveness and validity of the different numerical approaches developed in this work

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Caniaux, Guy. "Paramétrisation de la phase glace dans un modèle non hydrostatique de nuage : application à une ligne de grains tropicale : [thèse en partie soutenue sur un ensemble de travaux]". Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30071.

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Abstract (sommario):

Les lignes de grains sont des systemes precipitants de mesoechelle, dans lesquels les interactions entre dynamique et microphysique jouent un role important. Ces phenomenes ont fait l'objet de nombreuses etudes au cours des dix dernieres annees. Ainsi la plupart des mecanismes de base de ces systemes sont-ils suffisamment connus pour aborder les problemes lies au role des precipitations solides et aux interactions entre les differentes echelles qui les caracterisent. Dans cette etude, une parametrisation de la phase glace est developpee et incluse dans un modele non hydrostatique de nuage. Elle traite plusieurs types de particules et fournit une representation des processus de formation des precipitations et des echanges d'energie lies aux changements de phase. Les caracteristiques des differentes particules ont ete adaptees aux lignes de grains tropicales a partir d'observations et de tests de sensibilite portant sur leurs distributions. Ces experiences permettent d'obtenir une simulation bidimensionnelle tres realiste de la ligne de grains observee le 24 juin 1981 pendant la campagne copt81. Cette simulation est analysee avec de nombreux outils diagnostiques pour comprendre les interactions entre les champs microphysiques, de temperature, de pression et de mouvement et expliquer le role de l'enclume stratiforme sur la zone convective. La phase glace apparait indispensable pour developper la partie statiforme d'une ligne de grains, avec une ascendance et une subsidence de mesoechelle, un courant dirige de l'avant vers l'arriere et un courant oppose sous l'enclume. Cette circulation assure un transport d'air a faible flottabilite vers l'arriere et structure le champ de pression. L'evolution de ce dernier favorise l'existence d'une convergence vers 3 km entretenant cette circulation. Des bilans de source apparente de chaleur, humidite et mouvement apportent une contribution a la parametrisation de la convection

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Meftah, Khouane. "Modélisation tridimensionnelle de l'hydrodynamique et du transport par suspension". Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1160.

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Abstract (sommario):

L'objectif de ce travail est le développement d'un modèle hydrosédimentaire tridimensionnel basé sur une approche dite h-s qui consiste en une approximation de type, éléments finis dans le plan horizontal (x, y), et analytique (série) selon z dont la nature peut être polynomiale, exponentielle, trigonométrique ou autre. Cette approche permet d'introduire directement les lois connaissant la physique du problème, elle donne un excellent traitement de la surface libre, en plus, le maillage est bidimensionnel. Dans le cas particulier d'une approximation constante selon z, le modèle se réduit à celui de Serre-Boussinesq si la pression est non hydrostatique, ou au modèle de Saint Venant si la pression est hydrostatique. Le modèle hydrodynamique contient un terme temporel, un terme de convection, un terme de diffusion, un terme de continuité, un terme de gravitation, un terme de pression non hydrostatique, un terme de frottement au fond et aux parois, un terme de Coriolis et un terme de vent. Le frottement sur les parois est introduit par une loi quadratique de type Chezy. Le frottement sur le fond est exprimé soit par une loi logarithmique, soit par une loi quadratique de type Chezy ou de type Manning. Le modèle de transport contient un terme temporel, un terme de convection, un terme de diffusion, un terme de sources internes et un terme de dépôt-érosion sur le fond. Le domaine est découpé par des éléments T3 pour la modélisation du transport, et par des éléments T6L vérifiant la condition de stabilité (L. B. B) pour la modélisation de l'hydrodynamique. Pour la discrétisation temporelle en hydrodynamique, nous avons utilisé un schéma implicite de type Euler qui s'adapte bien aux écoulements permanents et un schéma explicite de type Lax-Wendroff très efficace pour les écoulements non stationnaires (crue, onde solitaire. . . ). Pour le transport, nous avons choisi deux schémas explicites. Le premier est celui de Lax-Wendroff (schéma centré), le second est celui de la distribution de la fluctuation (schéma décentré). Le modèle a été validé sur un ensemble de cas tests traditionnels bidimensionnels et tridimensionnels.

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Phan, Van Trung. "Modelling of the in service behaviour of passive insulated structures for deep sea offshore applications". Thesis, Brest, 2012. http://www.theses.fr/2012BRES0098/document.

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Abstract (sommario):

L’étude se situe dans le cadre de la recherche de gains de performance de structures d’isolations passives pour l’offshore profond. Le travail proposé a pour support des analyses expérimentales et numériques de tubes revêtus par des matériaux isolants utilisés en eau profonde pour transporter du fluide chaud. Le raboutage des tubes en acier, préalablement revêtus en atelier, nécessite un dégagement du revêtement aux extrémités pour réaliser l'opération d'assemblage (généralement par soudure). La partie dégagée est ensuite recouverte par un nouveau matériau pouvant être appliqué sur site. Ainsi l’isolation de cette partie du tube (Field Joint), qui est soumise à des chargements thermomécaniques en service, doit être optimisée pour assurer une durée de vie compatible avec les contraintes de l’exploitation offshore en eau profonde. Le travail comporte principalement quatre parties : - la modélisation du comportement thermique pour analyser l’évolution en temps et en espace de la température du matériau au cours de la fabrication, de la pose et en service sachant que pour les matériaux d’isolation le comportement mécanique est fortement dépendant de la température,- une partie expérimentale pour l’analyse du comportement des matériaux isolants en fonction de la température et en fonction de la pression hydrostatique qui est le principal chargement mécanique de ces structures en service,- la modélisation du comportement mécanique des isolants,- et une partie modélisation et simulation du comportement en service d'assemblages multi-matériaux de type industriel, avec prise en compte du comportement non-linéaire des constituants
Ultra deep offshore oil exploitation presents new challenges to offshore engineering and operating companies. Such applications require the use of pipelines with an efficient thermal protection. Passive insulation materials are commonly used to guarantee the thermal performance of the pipes, and syntactic foams are now the preferred material for this application. The mechanical behaviour of such insulation materials is quite complex, associating time-dependent behaviour of polymers with damage behaviour of glass microspheres. In order to allow an optimisation of such systems, while ensuring in-service durability, accurate numerical models of insulation materials are thus required. During the service life in deep water, hydrostatic pressure is the most important mechanical loading of the pipeline, so this study aims to describe the mechanical behaviour of the material under such loading. Using a hyperbaric chamber, the analysis of the evolution of the volumetric strain with time, with respect to the temperature, under different time-evolutions of the applied hydrostatic pressure is presented in this paper. Such experimental results associated with the mechanical response of the material under uniaxial tensile creep tests, allow the development of a thermo-mechanical model, so that representative loadings can be analysed

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Belayachi, Naïma. "Analyse du comportement des polymères chocs avec la prise en compte de l'endommagement par cavitation". Lille 1, 2006. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/a8de7da2-1bb0-4eac-b442-26c071600c07.

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Abstract (sommario):

L'objectif de ce travail est la prédiction du comportement mécamque macroscopique d'un matériau composite polymère en prenant en compte les propriétés de sa microstructure. Une des manières les plus fiables pour obtenir une relation quantitative entre différentes échelles est l'utilisation des méthodes d'homogénéisation. Une méthode numérique d'homogénéisation périodique a été adoptée pour modéliser le comportement mécanique des polymères chocs en grandes déformations. Pour adapter aux grandes déformations le comportement visqueux des matériaux tels que les polymères une description hyperélastoviscoplastique a été developpée. Nous avons choisi un modèle viscoplastique (Perzyna) pour rendre compte du comportement de la matrice amorphe que nous avons couplé à un modèle hyperélastique pour décrire le comportement de l'élastomère. Le matériau étudié est composé d'une matrice de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) fragile renforcé au choc par des particules d'élastomère de polybutadiène et un matériau modèle pour les objectifs de notre travail. L'endommagement par cavitation dans la phase caoutchoutique est un phénomène observé dans de nombreux type de composites multiphases, et que l'on relie à de bonnes propriétés au choc du matériau. Dans une première partie, on s'intéresse au comportement du composite sans endommagement en compression uniaxiale. L'aptitude du modèle constitutif ainsi que la méthode d'homogénéisation à appréhender l'influence de certains paramètres à savoir la fraction volumique des particules, la température et la vitesse de défonnation a été mise en évidence en comparant les résultats numériques et expérimentaux. Nous avons étudié par la suite le comportement du composite en prenant en compte la cavitation en traction uniaxiale pour différentes vitesses de déformations. L'apparition de la cavité et son influence sur le comportement global du matériau a été réalisé en couplant le modèle hyperélastoviscoplastique à trois critère de germination de vide de la littérature basés généralement sur la pression hydrostatique dans la particule d'élastomère (Gent, Fond, et Hou & Abeyratne). L'approche numérique utilisée dans ce travail a prouvé son efficacité, et sa pertinence pour la prédiction du comportement macroscopique avec des mécanismes microstructuraux assez complexes.

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Baquet, Emeric. "Ondes internes solitaires dans le Golfe de Guinée : cartographie et modélisation". Thesis, Brest, 2018. http://www.theses.fr/2018BRES0028/document.

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Abstract (sommario):

Les ondes internes sont observées partout dans le monde. Elles ont un rôle important dans la mise en place de la chaine trophique, et elles peuvent avoir un impact sur les activités humaines. Ainsi, dans le Golfe de Guinée, des ondes internes solitaires (OIS) ont provoqué des incidents sur des plateformes pétrolières. L’objectif de la thèse est d’identifier leurs zones de génération, leurs directions de propagation, ainsi que les conditions d’environnement susceptibles de les déclencher. La thèse a comporté deux aspects : d’une part des mesures de courant étaient disponibles et d’autre part la mise en place de modèles numériques. Ces mesures ont montré le passage d’OIS. En outre, les zones de génération potentielles sont identifiées en haut du talus continental. Leur répartition mensuelle a montré une variabilité saisonnière, due à la Mousson Ouest Africaine qui modifie les conditions de stratification au cours de l’année.La modélisation a été réalisée avec HYCOM. Une maquette hydrostatique régionale du Golfe de Guinée a été mise en place. Elle a d’abord été validée en configuration barotrope (océan homogène). Une configuration bicouche a ensuite été testée, et la théorie linéaire des ondes internes a été vérifiée sur ses résultats. Des termes non hydrostatiques ont ensuite été ajoutés dans les équations horizontales du courant de HYCOM, pour modéliser des OIS. L’impact des paramètres physiques, en particulier la force de Coriolis et le forçage barotrope, ainsi que l’effet d’un courant moyen, a été étudié sur des configurations bicouches radiales. Enfin, un canyon a été ajouté au milieu du talus pour évaluer qualitativement les effets d’une bathymétrie 2D sur les OIS
Internal waves are observed in different locations. They have a key role in the set up of the trophic chain, and they can impact human activities.For instance, in the Gulf of Guinea, internal solitary waves (ISWs) have caused hazards on offshore oil platforms. The aim of the thesis is to identify the generation zones and the directions of propagation of these ISWs, and the environmental conditions (tides, stratification) that can generate them. One the one hand measurements of currents were available, and on the other hand numerical models were used.Measurements of currents were analyzed. Packets of ISWs were identified. Moreover, the potential generation zones of the ISWs, particularly the top of the shelf break, were inferred from their direction of propagation. The monthly repartition of the packets of ISWs revealed a seasonal variability, due to the West African Monsoon, which modified the conditions of the stratification throughout the year.Concerning the modelling, the numerical model HYCOM was used. One regional hydrostatic model of the Gulf of Guinea was built. This regional model was validated for a barotropic configuration (homogeneous ocean) first. Then, a two-layered configuration was set up, and the linear theory of the internal waves was confirmed on the results.Non hydrostatic terms were added to the horizontal velocity equations in HYCOM, to model ISWs. The influence of different physical parameters, such as the Coriolis force, the barotropic forcing, and a mean current was studied on two-layered radial configurations. Finally, a canyon in the middle of the shelf break was set up to assess qualitatively the effect of a 2D bathymetry on the ISWs

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Rodriguez, Cuevas Clemente. "Modélisation numérique des courants océaniques. Application à la région du Golfe du Mexique". Aix-Marseille 3, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX30039.

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Abstract (sommario):

Nous présentons un code numérique parallélisé de résolution des équations de Navier-Stokes, pour un écoulement incompressible, tridimensionnel à surface libre et sous l'hypothèse de pression hydrostatique. L'intégration est de type différences finies au second ordre, semi-implicite, en temps et en espace. La validation du code de calcul a été réalisée à partir de comparaisons avec des mesures expérimentales dans le cas d’un sillage en eau peu profonde derrière un modèle d’île conique. Le code ainsi élaboré a été adapté à l’étude de la circulation océanique dans le Golfe du Mexique et plus particulièrement à l’étude phénoménologique de la stabilité du Loop Current. Pour cette étude, deux modèles ont été utilisés : un modèle 2D dit à gravité réduite, pour l'étude des paramètres physiques, et un modèle de Navier-Stokes 3D à surface libre qui a mis en évidence l’influence de la stratification verticale de masse volumique. L’outil numérique construit au cours de cette étude est opérationnel et répond au cah ier des charges de ce travail, c’est-à-dire simplicité de mis en oeuvre et faible coût opérationnel
We introduce a parallel numerical code for solving 3D Navier-Stokes equations, in the case of an incompressible flow with free surface, and under the hydrostatic pressure assumption. A semi-implicit finite difference method has been used. The method is (mainly) of secondorder accurate in space. The code was validated by comparing numerical results with experimental measurements carried out for recirculating shallow-water flow in the wake of conical islands models with gently sloping sides. Thereafter, the code was adapted to the study of oceanic circulation in the Gulf of Mexico and more particularly to the phenomenology study of the Loop Current stability. The effect of physical parameters was firstly investigated using a reduced gravity model (two-dimensional). Then, the effect of density stratification was shown by using a 3D Navier-Stokes model with free surface. The present code is operational, of simple use, and requires a low running cost

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Pelletier, Antoine. "Nappes et rivières : la piézométrie peut-elle améliorer la modélisation des étiages des cours d'eau ?" Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS529.

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Abstract (sommario):

Disposer d'outils de prévision fiables des étiages des cours d'eau est indispensable à l'adaptation aux sécheresses causées par le changement climatique. Parmi les processus hydrologiques à l'œuvre dans un bassin versant, ceux impliquant les aquifères sont cruciaux pour les sécheresses : en effet, les aquifères ont la capacité de stocker de l'eau sur de longues durées, ce qui leur confère un rôle d'alimentation des cours d'eau lorsque les autres compartiments du bassin versant ne contribuent plus au débit. L'utilisation de données piézométriques est donc une piste pour améliorer la modélisation hydrologique des étiages, que nous avons exploré. Nous avons d'abord constitué un échantillon de 107 bassins versants en France métropolitaine, chacun étant associé à un ou plusieurs piézomètres représentatifs de son contexte hydrogéologique. Nous avons ensuite exploré les dynamiques interannuelles des séries temporelles de débit et de piézométrie via plusieurs méthodes : séparation d'hydrogramme et étude des statistiques annuelles. Enfin, nous avons développé et validé un modèle hydrologique global conceptuel capable de simuler à la fois le débit et la piézométrie. Nous l'avons évalué en prévision des étiages et avons tenté d'améliorer ses performances en assimilant les dernières données observées. Ce travail repose sur une approche inter-disciplinaire des étiages des cours d'eau
Reliable forecasting tools of river low-flows are necessary to adapt to droughts intensified by climate change. Among hydrological processes in catchments, those involving aquifers are crucial for droughts: indeed, aquifers have the ability to store water on the long run, which gives them a role in sustaining streamflow when the other components of the catchment do not contribute to streamflow any more. We explored the integration of groundwater level data as a possible way to improve low-flow modelling. First, we gathered a set of 107 French catchments, each of them being associated with one or several piezometers, which are representative of the catchment hydrogeological context. Then, we explored multiyear dynamics of streamflow and groundwater level time series, using two methods: hydrograph separation and study of data yearly statistics. Finally, we developed and validated a lumped conceptual hydrological model able to simulate both streamflow and groundwater level. We evaluated this model as a low-flow forecasting tool and we tried to improve its performance by assimilating observed data into the model. This work is an inter-disciplinary approach of river low-flows

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Mounsamy, Jean-Marc. "Modélisation numérique de l’hydrodynamique côtière : application à la zone cotière de Pointe-à-Pitre". Thesis, Antilles-Guyane, 2013. http://www.theses.fr/2013AGUY0631.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse est consacré à l'étude numérique de la forme instationnaire des équations de Navier--Stokes incompressibles en dimension trois d'espace. Ces équations sont étudiées dans leur formulation classique mais aussi dans leur formulation hydrostatique. Le schéma en temps est résolu à l'aide d'une méthode de projection, la méthode de projection incrémentale standard qui sert de référence à l'étude numérique des nouvelles méthodes proposées: la méthode de projection hydrostatique et la méthode de projection dynamique étendue. Ces méthodes sont combinées à la méthode de pénalisation de volume qui permet de tenir compte de la présence d'obstacles de forme quelconque dans le domaine de simulation en utilisant un maillage cartésien. Une nouvelle expression des équations de Navier--Stokes hydrostatiques issue de l'application de la méthode de pénalisation de volume est obtenue et étudiée. La discrétisation en espace s'effectue en utilisant la méthode des volumes finis sur une maillage décalé de type MAC. Un nouveau code de calcul baptisé VivAn'O a été conçu et validé durant ce travail. Il a permis l'étude numérique des différentes méthodes proposées et a également permis de réaliser des simulations dans la zone portuaire de Pointe-à-Pitre à partir de données bathymétriques réelles
The present work is about the numerical study of the three dimensional form of the unstationnary Navier--Stokesequations. These equations are studied under their classical form but also under their hydrostatic one. Thetime--dependent problem is solved using a projection method called the standard incremental projection method which isused as the reference to the numerical study of the new projection methods we proposed : the hydrostatic projectionmethod and the extended dynamical projection method. These methods are combined with a volume penalization methodto take into account obstacles of any shape in the simulation domain using cartesian meshes. A new formulation of the hydrostatic Navier--Stokes equations is obtained from the use of the penalization method and studied. The space isdiscretized using the finite volume method on a staggered MAC mesh.A new computational fluid dynamic code nammed VivAn'O have been developped during this work. It had permitted thenumerical study of the proposed methods. It was also used to carry out simulations in the harbour area of Pointe--à--Pitre usine real bathvmetric data

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Saba, Marianne. "Développement et élaboration de méthodes de traitement de données de terrain et de modèles hydrodynamiques et hydrodispersifs dans une optique de développement durable en matière de gestion de l’eau au Nord du Liban". Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10055/document.

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Abstract (sommario):

L' augmentation de la population à Tripoli et ses environs a conduit une augmentation de la demande des eaux souterraines et le forage de puits aléatoire . Cette situation a entraîné une hausse de la demande d'eau souterraine et ainsi a mit en danger l' aquifère (Miocène), ce qui peut entraîner des problèmes graves à moins des étapes pour la gestion des ressources en eau sont mises en œuvre . Ces mesures devraient inclure la définition de la caractérisation rigoureuse des propriétés de l'aquifère afin de bien gérer la qualité et la quantité d'eau pompée. Notre objectif dans cette étude est d'analyser les paramètres hydrochimique, hydrophysique, ainsi que le niveau d'eau de la nappe phréatique de Karstique du Nord du Liban. La répartition spatiale des paramètres physico- chimique obéit à une tendance croissante vers l'ouest c'est à dire vers la mer Méditerranée. Au cours des dernières décennies, les eaux souterraines illégalement pompé pour l'usage domestique et agricole a entraîné une dégradation de la qualité des eaux souterraines en raison de l'intrusion saline de l'eau dans les zones occidentales. Afin d'étudier l'origine le logiciel PhreeqC a permis de déterminer les propriétés et l'aspect hydrochimique des eaux souterraines ; de même le logiciel Aquitest a permit d'etudier les niveau d'eau de la region. SIG, Surfer et Visual MODFLOW ont été utilisés pour générer des cartes de localisation de la distribution spatiale des paramètres ainsi que la modélisation de la carte potentiométrique. Le résultat final a été la détermination des sources anthropiques, naturogéniques de contamination de l'eau au Nord du Liban et la formation de la carte piézométrique de la région
The increasing population in Tripoli and its surrounding has placed an increase in the demand of groundwater and the random drilling of wells. This situation has resulted in a higher demand of groundwater and thus endangered the Miocene aquifer that will cause problems unless serious steps for the management of water resources are implemented. These steps should include defining stringent characterization of the properties of the aquifer in order to properly manage the quality & quantity of pumped water.Our aim in this study is to analyze the hydrochemical, hydro physical quality,& water level of groundwater in the Miocene aquifer in the North of Lebanon. The results have shown that the dominant type of groundwater in the area is highly chlorinated with sulfated calcium and magnesium with heavily charged Nitrate & Nitrite. The spatial distribution of the physiochemical parameters obey an increasing pattern westwards towards the Mediterranean Sea. During the last decades, illegal groundwater pumping mainly for domestic and agricultural use has caused groundwater quality degradation due to saline water intrusion from western areas .In order to study the origin and the hydrochemical aspect of groundwater, Phreeq C & Diagram software helped us determine the properties ;as for the water level Aquitest software was used.GIS ,Surfer & Visual Modflow softwares were used to generate maps locating the spatial distribution of all parameters & most importantly the modeling of the potentiometric map of the North. The end result was the determination of anthropogenic & naturogenic sources of water pollution in the North of Lebanon & the formation of the piezometric map of the region

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Yang, He. "Comportement hydromécanique des bétons sous pressions de confinement faible et élevé". Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10161/document.

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Abstract (sommario):

L’objectif de cette thèse est de caractériser les comportements mécanique et hydromécanique des bétons, et de développer une modélisation hydromécanique couplée pour les bétons sous une large gamme de confinement en conditions saturées et partiellement saturées. Une campagne expérimentale est tout d’abord réalisée afin de bien étudier le comportement mécanique et hydromécanique du matériau. Un accent particulier est mis sur l’évolution de la perméabilité au cours du chargement mécanique. Afin d’assurer l’intégrité de ces structures et d’éviter les chemins privilégiés pour le transfert de fluides, une autre série d’essais ont été réalise afin de bien étudier le comportement mécanique et hydromécanique de la fracture dans le béton. En se basant sur les données expérimentales obtenues et des travaux de recherche menés sur le béton sous pression de confinement faible et élevée, un modèle élastoplastique couplé à l’endommagement est proposé. Ce modèle est capable de décrire le principal comportement mécanique des bétons sous une très large gamme de pression de confinement : les différents mécanismes plastiques développés, la dissymétrie d’endommagement en compression et en traction, et l’évolution de la perméabilité au cours du chargement mécanique, etc.…. Le modèle a été étendu au couplage poromécanique en milieux poreux partiellement saturés en utilisant le concept de Barcelone. Enfin, un modèle poromécanique est proposé afin de décrire le comportement des fractures en conditions saturées. Les résultats numériques sont en accord avec les données expérimentales
The objective of this thesis is to characterize the mechanical and hydromechanical behavior of concrete and to develop a coupled hydromechanical model for concrete submitted a wide range of confining pressure under the saturated and partially saturated conditions.First of all, an experimental study was carried out in order to research the mechanical and hydromechanical behaviors of the material. Particular emphasis is placed on the evolution of permeability during mechanical loading. To ensure the integrity of concrete structures and avoid the privileged paths for fluid transfer, another series of tests were carried out in order to study the mechanical and hydromechanical behavior of fracture in concrete. Based on the obtained experimental data and the others research results of the concrete behavior under a large range of confining pressure, an elastoplastical model coupled with damage is proposed. This model is able to describe the main mechanical behavior of concrete under a wide range of confining pressure: the different mechanisms of developed plastics, the asymmetry of damage in compression and in tension, and the evolution of permeability during mechanical loading. .... The model was extended to the poromechanical coupling for the porous media partially saturated by using the concept of Barcelona. Finally, a poromechanical model is proposed to describe the behavior of fractures in saturated conditions. The numerical results manifested a good agreement with experimental data

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Hou, Xiaoping. "Composite element method for modelling transient groundwater flow in fractured media and its application to slope stability problem". Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10051/document.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse propose un modèle numérique complet pour l'écoulement transitoire des eaux souterraines dans les milieux poreux et fracturés et son application sur l’analyse de la stabilité des pentes sous l’effet d’une diminution du niveau de l’eau dans un réservoir. L’écouement de l’eau dans les milieux fracturés est complexe, en raison de la présence d'un grand nombre de fractures et de fortes variations dans les propriétés géométriques et hydrauliques de ces milieux.La thèse est organisée en six chapitres.Le premier chapitre pésente les problèmes abordés et les objectifs de la thèse. Le 2nd chapitre présente une synthèse des analyses numériques de l'écoulement dans les milieux fracturés et de ses effets sur la stabilité des pentes. Le 3ème chapitre présente le développment d’un modèle numérique d'écoulement transitoire saturé dans des milieux fracturés avec une surface libre en utilisant la méthode des éléments composites (CEM). Le 4ème chapitre présente un modèle numérique d'écoulement transitoire à saturation variable, dans les milieux fracturés à l'aide du CEM.Le 5ème chapitre présente une étude de la stabilité des pentes sous l’effet de variation des paramètres hydrauliques et de résistance des sols, et da géométrie des pentes.Le 6ème chapitre présente une étude paramétrique de l'influence des caractéristiques de fracture sur l'écoulement transitoire et la stabilité d’une pente soumise à des conditions de diminution
This thesis presents a comprehensive numerical method for analyzing transient groundwater flow in porous and fractured media and its application to the analysis of the stability of soil and rock slopes subjected to transient groundwater flow induced by reservoir drawdown conditions. Compared to that of porous media, the analysis of flow in fractured media is relatively complex, due to the presence of a large number of fractures and strong variations in geometric and hydraulic properties.The thesis is organized in six chapters. Chapter 1 presents the issues to be addressed and the thesis objectives. Chapter 2 discusses basic theories related to the numerical analysis of groundwater flow in fractured media and its effects on slope stability.Chapter 3 develops the numerical model of transient, saturated flow in fractured media with a free surface using the composite element method (CEM). Chapter 4 presents the numerical model of transient, variably-saturated flow in fractured media using the CEM.Chapter 5 includes an investigation of the stability of homogeneous soil slopes under drawdown conditions, depending on the drawdown rate, hydraulic and strength parameters of soils, and slope geometry.The last chapter presents a parametric study on the influence of fracture characteristics on transient flow and stability of layered rock slope subjected to drawdown conditions

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Dufresne, Margarita. "Modélisation de la houle par éléments finis". Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP0986.

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Abstract (sommario):

Les modèles bidimensionnels horizontaux de la surface libre dans les cas de la distribution de pression hydrostatique (modèle de Saint-Venant) et non-hydrostatique ont été démontrés. Le développement des équations de Boussinesq et de Serre par la méthode de perturbation et leur analyse détaillée ont été effectués avec précision du domaine de validité de chaque équation. La grande variété de modèles de type Serre-Boussinesq résulte des multiples alternatives qui s'offrent lors du choix de la composante horizontale de la vitesse, ainsi que l'interprétation que l'on donne à cette dernière. La correction de Madsen introduit pour améliorer le caractère dispersif des équations servis comme une base de "fabrication" des différents modèles. Les modèles éléments finis des équations de type Serre-Boussinesq en une et deux dimensions ont été établis, en utilisant pour la discrétisation temporelle des schémas non-diffusifs de type Lax-Wendroff. La validation des modèles monodimensionnels a été effectuée par comparaison avec les solutions analytiques ou bien avec mesures expérimentales pour différents types de conditions aux limites dans le cas du fond plat et du fond quelconque. L'aptitude des modèles bidimensionnels horizontaux éléments finis des équations Serre-Boussinesq à simuler correctement des phénomènes physiques tels que la réfraction, la diffraction et la réflexion a été illustrée par plusieurs tests numériques et la comparaison avec ses analogues expérimentaux. La simulation pour une géométrie bidimensionnelle complexe a été effectuée avec un maillage irrégulier avec raffinement local à l'aide du logiciel I-DEAS. Un modèle de déferlement, basé sur l'intervention d'une diffusion turbulente sous forme d'un terme de dispersion dans l'évaluation de quantité de mouvement a été proposé. Un accord satisfaisant entre les résultats du calcul et les enregistrements expérimentaux a été obtenu
The two-dimensional (horizontal plane) models of free surface wave propagation are deduced from the fundamental equations of fluid mechanics. They are based on the non Iinear non-dispersive wave approach described by Saint-Venant equations (hydrostatic pressure), and on the non-linear dispersive wave approach described by Serre and Boussinesq type equations (non-hydrostatic pressure). The Boussinesq and Serre equations are developed using perturbation method with definition of the domain of validity of various approximations. A considerable number of Serre and Boussinesq type models is due to the choice of the kind of horizontal velocity, for which we give unambiguous interpretation. Higher-order terms introduced by Madsen to improve frequency dispersion serve as a base of "product" of different Boussinesq-type modeis. A one-dimensional and a two-dimensional (in plane) finite elements model of Serre and Boussinesq-type equations with improved frequency dispersion are presented. The time discretisation is based on Lax-Wendrofftype non-diffusive scheme. The one-dimensional numerical models are validated comparing with theoretical solutions and results obtained experimentally for horizontal and uneven bottom with various boundary conditions. The two-dimensional (in plane) Serre-Boussinesq finite elements models, capable to predict the refraction, diffraction and reflection are validated with good agreements between numerical and experimental results. The irregular meshs for complex bathymetry are created using I-DEAS code. A new one-dimensional breaking wave propagation model based on the Boussinesq type equations is developed by introduction of turbulent dissipation. Satisfactory agreements between numerical results and experiences are obtained

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Ravanomanjato, Samiarilala. "Etude théorique et expérimentale de la faible localisation dans les gaz d'électrons bidimensionnels : application aux hétérojonctions GaAs-GaAlAs". Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20129.

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Abstract (sommario):

Nous avons effectue, sous pression hydrostatique, des mesures de magnetoconductivite sur des heterojonctions de gaas-gaalas dans le regime de localisation faible. Une interpretation quantitative des resultats experimentaux resulte d'une critique de la stricte bidimensionnalite des echantillons etudies et de la formulation d'une dimension effective des systemes reels. Le modele suggere est reduit rigoureusement a partir de la theorie d'echelle. Il permet de predire le comportement du gaz de porteurs quasi bidimensionnel a l'approche du regime de la localisation forte

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Scrobogna, Stefano. "On some models in geophysical fluids". Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0601/document.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse nous étudions trois modèles décrivant la dynamique de l’écoulement d’un fluide à densité variable, dans des échelles spatio-temporelles grandes. Dans ce cadre, le mouvement relatif induit par des forces extérieures,comme la force de Coriolis ou la poussée hydrostatique, s’avère être beaucoup plus important que le mouvement intrinsèque du fluide induit par le transport des particules. Une tel déséquilibre contraint ainsi le mouvement, induisant des structures persistantes dans l’écoulement du fluide.D’un point de vue mathématique, l’une des difficultés consiste en l’étude des perturbations induites par les forces extérieures, qui se propagent à grande vitesse.Ce type d’analyse peut être effectué au moyen de plusieurs outils mathématiques ;on choisit ici d’employer des techniques caractéristiques de l’analyse de Fourier,comme l’analyse des propriétés dispersives des intégrales oscillantes.Tout au long de cette thèse, on se restreint à considérer des domaines spatiaux sans frontière : c’est le cas de l’espace entier, ou encore de l’espace périodique. Les modèles considérés sont donc les suivants: équations primitives dont les nombres de Froude et de Rossby sont comparables,et pour lesquelles la diffusion verticale est nulle, fluides stratifiés dans un régime à faible nombre de Froude, fluides faiblement compressibles et tournants dans un régime où les nombres de Mach et de Rossby sont comparables.On prouve que ces systèmes propagent globalement dans le temps des donnés peu régulières. Nous n’imposons jamais de condition de petitesse sur les données initiales. Toutefois, on prendra en compte certaines hypothèses spécifiques de régularité, lorsque des raisons techniques l’imposent
In this thesis we discuss three models describing the dynamics of density-dependent fluids in long lifes pans and on a planetary scale. In such setting the relative displacement induced by various external physical forces, such as the Coriolis force and the stratification buoyancy, is far more relevant than the intrinsic motion generated by the collision of particles of the fluid itself. Such disproportion of balance limits hence the motion, inducing persistent structures in the velocity flow.On a mathematical level one of the main difficulties relies in giving a full description of the perturbations induced by the external forces, which propagate at high speed. This analysis can be performed by the aid of several tools, we chose here to adopt techniques characteristic of harmonic analysis, such as the analysis of the dispersive properties of highly oscillating integrals.All along the thesis we consider boundary-free, three-dimensional domains, and inspecific we study only the case in which the domain in either the whole space or the periodic space . The models we consider are the following ones : primitive equations with comparable Froude and Rossby number and zero vertical diffusivity, density-dependent stratified fluids in low Froude number regime, weakly compressible and fast rotating fluid in a regime in which Mach and Rossbynumber are comparable. We prove that these systems propagate globally-in-time data with low-regularity. Nosmallness assumption is ever made, specific constructive hypothesis are assumed on the initial data when required

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Romanova, Mariya. "Theoretical study of the many-body electronic states of defects in diamond : the case of the NV center under high pressure". Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2019. http://www.theses.fr/2019IPPAX013.

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Abstract (sommario):

Ce travail de doctorat a pour objet l’étude, dans le diamant, de l'influence de la pression sur les transitions optiques entres l’état fondamental et les états excités du centre « azote-lacune de carbone » NV, sans paramètre ajustable. Le centre neutre NV0 et le centre chargé négativement NV- ont chacun été étudiés. L’étude a nécessité le développement d’un modèle de Hubbard où les valeurs des interactions sont obtenues sans ajustement sur l’expérience, par une méthode de calcul à partir des principes premiers.Le centre NV est un défaut à niveaux profonds, ses propriétés optiques et magnétiques sont liées aux niveaux sans dispersion dans la bande interdite électronique associés à des états électroniques fortement localisés. Ces niveaux proviennent de combinaisons linéaires d’orbitales localisées correspondant aux quatre liaisons pendantes pointant vers le centre de la lacune et issues des corrélations électroniques fortes. C'est pourquoi un traitement rigoureux, à l’échelle quantique, est nécessaire. La DFT est une approche puissante pour les calculs des propriétés de l'état fondamental des défauts ponctuels. Cependant, les états électroniques en DFT ont un caractère mono-déterminantal : un seul déterminant de Slater intervient, auquel il manque les corrélations non dynamiques. La DFT seule ne permet pas de calculer certains états électroniques à N - corps qui caractérisent les défauts profonds. De plus, les fonctionnelles d'échange et corrélation (FXC) utilisées en DFT ont une précision limitée.C'est pourquoi j’ai d’abord développé une approche combinée modèle d'Hubbard + DFT. La transition triplet-triplet entre l’état fondamental et le premier état triplet excité est étudié à la fois avec la FXC standard GGA-PBE, et la FXC hybride HSE06. Il est montré que l'utilisation de cette dernière améliore la description des corrélations au-delà de la DFT-PB, et permet la prédiction des transitions optiques plus précise. De plus, les interactions à longue portée ont un effet crucial dans la modélisation des défauts profonds: premièrement, les déformations élastiques, dues à la présence d’un atome de nature différente (N) de ceux de la matrice (C), sont à longue portée et doivent être prises en compte; ensuite, quand le défaut est chargé, il est important d'éviter l'interaction non-physique charge-charge entre supermailles voisines, causée par l'utilisation des conditions périodiques aux limites. Par conséquent, j’ai étudié la structure atomique d’un défaut dans de grandes supermailles.La diagonalisation exacte soit, en termes de chimie quantique, le calcul d'interaction de configurations, du Hamiltonian de Hubbard dans la base à plusieurs électrons, construite à partir des niveaux localisé dans la bande interdite, permet d’accéder aux états fondamental et excités multi-configurationels. Cette technique a été comparée aux méthodes récentes de l'état de l'art.La méthode développée est appliquée à l’étude de l'effet de la pression hydrostatique sur les niveaux triplets et singulets du centre NV-, et sur les niveaux doublets et quadruplets du centre NV0. Parmi les nombreux résultats, j'ai découvert un effet très intéressant lié à la transition singulet-singulet sous pression hydrostatique dans le centre NV-. Les résultats obtenus dans ce travail n'ont jamais été ni calculé ni mesurés expérimentalement. Pour valider mon modèle théorique, j'ai comparé mes résultats avec des mesures expérimentales disponibles pour les transitions optiques du centre NV- et du centre NV0 obtenus par nos collaborateurs. Enfin, l'effet de couplage électron-phonon a été discuté.En perspective, j'ai développé un nouveau code de calcul qui peut être utilisé pour étudier d'autres défauts d'interêt dans les technologies quantiques
The aim of this thesis is to study the influence of the pressure on the optical transitions between multi-determinant ground state and excited states of the NV center from the first-principles.In this work, I study both the neutral NV0 and negatively charged NV- centers.Long-range interactions have a crucial effect in such defects: first, elastic deformations have a long range and need to be accounted for; second, when the defect has a charge, it is important to avoid spurious charge-charge interactions between neighboring supercells caused by the use of periodic boundary conditions. Thus, I study the atomic structure of defect with large supercells by the density functional theory (DFT).The NV center is a deep-center defect, its optical and magnetic properties are related with localized levels in the electronic band-gap. These levels are believed to be built out of the localized orbitals of dangling bonds pointing towards the vacancy, providing strongly correlated electronic states. Thus, an accurate quantum mechanical treatment is needed.DFT is a powerful approach for the calculation of the ground state properties of defects. However, the single Slater determinant nature of the DFT wave function lacks the non-dynamical correlations, that characterize such defects, and does not allow for the calculation of many-body levels. Moreover, exchange and correlation (XC) functionals used in DFT add have a limited accuracy.Therefore, in this PhD work, I first develop a combined DFT + Hubbard model technique. I study the triplet-triplet transition both with the PBE XC functional and the HSE06 one. I confirm that the use of the hybrid XC functional HSE06 improves the description of correlations beyond DFT-PBE and allows for more accurate prediction of optical transitions.An exact diagonalization (or in quantum chemistry language full Configuration Interaction calculations) of the Hubbard Hamiltonian in the many-electron basis constructed of in-gap localized levels, allows to get access to multi-determinant ground and excited states. I benchmark this technique comparing it to the recent state of the art methods.Finally, I apply the developed technique in order to study the effect of the hydrostatic pressure on NV- and NV0 centers. Among many results of my work, I discovered a very interesting effect related to the singlet-singlet transition in the NV-center under hydrostatic pressure. The results I have obtained during my PhD have never been calculated nor observed experimentally. In order to validate the theoretical model, I have compared our results with the measurements that have been obtained by our experimental collaborators for the optical transition in the NV- and NV0. Last but not least, the effect of the electron-phonon interaction was discussed.As a perspective, I developed a new code that can be applied to study other defect systems of interest in the quantum technologies

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Duffrene, Lucas. "Comportement viscoélastique d'un verre silico-sodocalcique dans le domaine des températures intermédiaires : approche phénoménologique et modélisation en triaxialité". Paris, ENMP, 1994. http://www.theses.fr/1994ENMP0515.

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Abstract (sommario):

Les opérations de mise en forme ou de traitement thermique (trempe, recuisson) sont généralement effectuées à des températures intermédiaires (500-650c) et à des niveaux de contraintes modérés pour lesquels le comportement mécanique du verre peut être décrit par une loi viscoélastique linéaire. L'objectif de la thèse est de réaliser une démarche expérimentale complète afin de modéliser le comportement viscoélastique en triaxialité d'un verre silico-sodocalcique. Les modules d'élasticité du verre ont été mesures par diffusion Brillouin dans le domaine de la transition. Des essais statiques de relaxation des contraintes et de fluage-recouvrance en cisaillement et en sollicitation uniaxiale ont été réalisés autour de la transition vitreuse. Ils permettent en particulier de montrer la dualité fluage-relaxation. Des essais dynamiques en cisaillement ont été également réalisés afin de montrer la correspondance statique-dynamique. Un développement de la théorie de la viscoélasticite par l'introduction des moments des spectres de relaxation et de retard ainsi que des constantes viscoélastiques permet d'obtenir des relations fondamentales entre les sollicitations uniaxiale, de cisaillement et de pression hydrostatique. Ainsi, dans le cadre du modèle de Maxwell généralisé, la partie hydrostatique du comportement viscoélastique est déterminée à partir des essais en sollicitation uniaxiale et par la connaisance du comportement en cisaillement. On montre également que la fonction de Kohlraush et le modèle de Perez ne conviennent pas pour décrire d'une manière phénomenologique le comportement viscoélastique du verre silico-sodocalcique. Le modèle de Maxwell généralisé est validé en comparant les résultats d'un calcul de structure avec un essai présentant un état de contraintes triaxiales complexes. Le modèle viscoélastique déterminé peut être étendu à la thermoviscoélasticite pour simuler les procédés de formage, de trempe des vitrages automobiles en verre silico-sodocalcique

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Sun, Hua. "Modélisation et simulation numérique de la convection naturelle dans des mélanges binaires de gaz parfaits contenus dans des cavités : application à la condensation ou à lévaporation surfaciques". Phd thesis, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00598321.

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Abstract (sommario):

L'objectif de c e mémoire est d'apporter une contribution à la modélisation et la simulation numérique de la convection thermosolutale de mélanges binaires de gaz parfaits contenus dans des cavités. Un modèle a été élaboré en se basant sur l'approximation de faible compressibilité. Le premier chapitre précise la démarche suivie dans la modélisation et une formulation originale en est déduite afin de traiter les différents types de conditions aux limites et de conditions de références hydrostatiques analysés dans le mémoire. Les variations de masse volumique sont déduites de la loi des gaz parfaits et la pression thermodynamique est calculée à partir de la conservation de la masse totale. La méthode numérique repose sur la méthode des volumes finis mise en uvre sur des maillages décalés. Le couplage vitesse-pression est traité par un nouvel algorithme dont l'efficacité est discutée en détail. La démarche numérique est validée via des comparaisons avec des solutions de références, en régime stationnaire comme en régime transitoire pour des écoulements transitionnels. Dans la seconde partie du mémoire, on considère d'abord la convection thermosolutale dans une cavité rectangulaire verticale dans le cas où les écoulements sont induits par des gradients horizontaux de température et de concentration. On discute en particulier les limites de l'approximation d'extrême dilution. La condensation de vapeur d'eau et l'évaporation d'un film d'eau liquide sur les parois d'une cavité sont ensuite étudiées en régime transitoire. Ces changements de phase surfaciques sont associés à la convection naturelle dans une cavité dont les températures des quatre parois varient au cours du temps

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Nguyen, Thanh Don. "Impact de la résolution et de la précision de la topographie sur la modélisation de la dynamique d’invasion d’une crue en plaine inondable". Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0093/document.

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Abstract (sommario):

Nous analysons dans cette thèse différents aspects associés à la modélisation des écoulements à surface libre en eaux peu profondes (Shallow Water). Nous étudions tout d’abord le système d’équations de Saint-Venant à deux dimensions et leur résolution par la méthode numérique des volumes finis, en portant une attention particulière sur les aspects hyperboliques et conservatifs. Ces schémas permettent de traiter les équilibres stationnaires, les interfaces sec/mouillé et aussi de modéliser des écoulements subcritique, transcritique et supercritique. Nous présentons ensuite la théorie de la méthode d’assimilation variationnelle de données adaptée à ce type d’écoulement. Son application au travers des études de sensibilité est longuement discutée dans le cadre de l'hydraulique à surface libre. Après cette partie à caractère théorique, la partie tests commence par une qualification de l’ensemble des méthodes numériques qui sont implémentées dans le code DassFlow, développé à l’Université de Toulouse, principalement à l’IMT mais aussi à l’IMFT. Ce code résout les équations Shallow Water par une méthode de volumes finis et est validé par comparaison avec les solutions analytiques pour des cas tests classiques. Ces mêmes résultats sont comparés avec un autre code d’hydraulique à surface libre aux éléments finis en deux dimensions, Telemac 2D. Une particularité notable du code DassFlow est de permettre l’assimilation variationnelle de données grâce au code adjoint permettant le calcul du gradient de la fonction coût. Ce code adjoint a été obtenu en utilisant l'outil de différentiation automatique Tapenade (Inria). Nous testons ensuite sur un cas réel, hydrauliquement complexe, différentes qualités de Modèles Numériques de Terrain (MNT) et de bathymétrie du lit d’une rivière. Ces informations proviennent soit d’une base de données classique type IGN, soit d’informations LIDAR à très haute résolution. La comparaison des influences respectives de la bathymétrie, du maillage et du type de code utilisé, sur la dynamique d’inondation est menée très finement. Enfin nous réalisons des études cartographiques de sensibilité aux paramètres du modèle sur DassFlow. Ces cartes montrent l’influence respective des différents paramètres ou de la localisation des points de mesure virtuels. Cette localisation optimale de ces points est nécessaire pour une future assimilation de données efficiente
We analyze in this thesis various aspects associated with the modeling of free surface flows in shallow water approximation. We first study the system of Saint-Venant equations in two dimensions and its resolution with the numerical finite volumes method, focusing in particular on aspects hyperbolic and conservative. These schemes can process stationary equilibria, wetdry interfaces and model subcritical, transcritical and supercritical flows. After, we present the variational data assimilation method theory fitted to this kind of flow. Its application through sensitivity studies is fully discussed in the context of free surface water. After this theoretical part, we test the qualification of numerical methods implemented in the code Dassflow, developed at the University of Toulouse, mainly at l'IMT, but also at IMFT. This code solves the Shallow Water equations by finite volume method and is validated by comparison with analytical solutions for standard test cases. These results are compared with another hydraulic free surface flow code using finite elements in two dimensions: Telemac2D. A significant feature of the Dassflow code is to allow variational data assimilation using the adjoint method for calculating the cost function gradient. The adjoint code was obtained using the automatic differentiation tool Tapenade (INRIA). Then, the test is carried on a real hydraulically complex case using different qualities of Digital Elevation Models (DEM) and bathymetry of the river bed. This information are provided by either a conventional database types IGN or a very high resolution LIDAR information. The comparison of the respective influences of bathymetry, mesh size, kind of code used on the dynamics of flooding is very finely explored. Finally we perform sensitivity mapping studies on parameters of the Dassflow model. These maps show the respective influence of different parameters and of the location of virtual measurement points. This optimal location of these points is necessary for an efficient data assimilation in the future

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Lecluse, Simon. "Modélisation de l'influence du changement climatique sur la nappe phréatique du Rhin Supérieur". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01037925.

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Abstract (sommario):

Cette recherche vise, dans un premier temps, à améliorer la connaissance du fonctionnement de l'aquifère du Rhin Supérieur entre Bâle et Lauterbourg, sur une période de temps présent (janvier 1986 à décembre 2002), puis, dans un deuxième temps, à évaluer l'impact du changement climatique sur l'aquifère. Pour obtenir ces résultats, nous avons utilisé le modèle hydrogéologique HPP-INV (Chardigny, 1997) pour le calage de différents paramètres par méthode inverse, pour évaluer le fonctionnement de l'aquifère du Rhin Supérieur en temps présent. Ce modèle, associé à un modèle hydrologique que nous avons développé pour l'occasion, nous a permis de calculer les évolutions piézométriques et de débits dans les rivières pour les 2 horizons futurs par rapport la période de temps présent. Nous avons d'abord caractérisé l'aquifère et défini son fonctionnement. Au niveau de la hauteur piézométrique et du débit dans les rivières de plaine, nous avons identifié le mois de février comme le mois des hautes eaux et le mois de septembre comme celui des basses eaux. A l'inverse, le Rhin suit un régime nivo-glaciaire, soit une période d'étiage en hiver et une période de pointe durant l'été. Nous avons également mis en évidence l'importance des échanges nappe-rivières dans le fonctionnement de l'aquifère, qui représentent 59 % du débit entrant et 87 % du débit sortant par rapport à la nappe phréatique. L'impact du changement climatique sur l'aquifère est ensuite étudié selon 3 scénarios d'émission de gaz à effet de serre développés par le GIEC (Groupement d'experts Intergouvernementaux sur l'Evolution du Climat) : un scénario optimiste, un scénario pessimiste et un scénario intermédiaire. Ces 3 scénarios d'émissions de gaz à effet de serre ont permis la création de 9 scénarios météorologiques, utilisés pour les prévisions sur 2 horizons futurs par rapport au temps présent (août 1961 à juillet 2000) : un futur proche (août 2046 à juillet 2065) et un futur lointain (août 2081 à juillet 2098). Nous avons déterminé que pour la période de futur proche, l'évolution piézométrique calculée dépend du scénario météorologique. En effet, certains scénarios prévoient un abaissement non significatif du niveau de la nappe, alors que d'autres prévoient une élévation. Enfin, un dernier prévoit une élévation du niveau de la nappe dans sa moitié Sud et un abaissement dans sa moitié Nord. Pour la période de futur lointain, certaines prévisions présentent un abaissement du niveau de la nappe, plus important pour le scénario climatique le plus pessimiste. Les autres scénarios présentent une élévation globale du niveau de la nappe, très variable selon le scénario météorologique.Concernant le débit dans les rivières, tous les scénarios prévoient la même tendance pour les 2 horizons futurs. Le Rhin présente une diminution du débit estival, soit son débit de pointe, et une augmentation de son débit hivernal, soit son débit d'étiage ; ce phénomène, plus important pour la période de futur lointain que pour la période de futur proche, montre une modification du régime du Rhin vers un régime pluvio-nival. Pour les autres rivières, nous avons observé une diminution du débit d'étiage et une augmentation du débit de pointe, plus importantes pour la période de futur lointain (entre -46% et -8% pour le débit d'étiage, et entre +32% et +94% pour le débit de pointe) que pour la période de futur proche (entre -42% et -6% pour le débit d'étiage, entre +0% et +102% pour le débit de pointe).

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Tesi sul tema "Modèles hydrostatiques"

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