Teses / dissertações sobre o tema "Modèle de transport chimique"
Siga este link para ver outros tipos de publicações sobre o tema: Modèle de transport chimique.
Crie uma referência precisa em APA, MLA, Chicago, Harvard, e outros estilos
Veja os 50 melhores trabalhos (teses / dissertações) para estudos sobre o assunto "Modèle de transport chimique".
Ao lado de cada fonte na lista de referências, há um botão "Adicionar à bibliografia". Clique e geraremos automaticamente a citação bibliográfica do trabalho escolhido no estilo de citação de que você precisa: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
Você também pode baixar o texto completo da publicação científica em formato .pdf e ler o resumo do trabalho online se estiver presente nos metadados.
Veja as teses / dissertações das mais diversas áreas científicas e compile uma bibliografia correta.
1
Dugault, Edouard. "Etude du transport et de l'évolution physico-chimique de masses d'air européennes au-dessus de l'Atlantique Nord sous des conditions anticycloniques". Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066518.
2
Cathala, Marie-Laure. "Assimilation de mesures chimiques d'ozone au niveau de la tropopause dans un modèle de chimie-transport global". Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30034.
Resumo:
La région de la tropopause est particulièrement importante du point de vue de la dynamique et de la composition chimique de l'atmosphère car elle est le siège d'échanges entre deux milieux très différents, la troposphère et la stratosphère. De forts gradients verticaux rendent toutefois sa représentation difficile dans les modèles numériques de chimie et de transport. L'objectif de cette thèse est de contraindre les simulations numériques à l'aide d'observations de manière à obtenir une meilleure représentation du champ d'ozone dans cette région, qui puisse servir de base pour des études phénoménologiques. Le modèle utilisé est le modèle de chimie-transport d'échelle globale MOCAGE de Météo-France. Les observations proviennent du programme européen MOZAIC, qui équipe depuis 1993 des avions de ligne commerciaux de capteurs d'ozone, de vapeur d'eau et d'autres composants minoritaires, et dont l'intérêt est de se situer au niveau de la tropopause. Notre étude a montré que le principal défaut du modèle sans assimilation est une tendance à lisser progressivement le gradient vertical d'ozone à la tropopause, et que l'assimilation a pour effet de corriger ce défaut : elle renforce ce gradient par un ajout d'ozone dans la basse stratosphère et une baisse d'ozone dans la haute troposphère. Plusieurs techniques d'assimilation ont été développées et ont été comparées ; les meilleurs résultats correspondent à une assimilation dans un système de coordonnées épousant le flux. .The tropopause has an important role in atmospheric dynamics and chemical composition which is due to exchanges which take place between two very different regions: troposphere and stratosphere. Strong vertical gradients take place in this region making its representation by numerical chemical-transport models difficult. The aim of this work is to force the numerical simulations with observations in order to obtain a better representation of the ozone fields in this region, in order to make phenomenological studies more realistic. The global scale chemical-transport model used for this purpose is MOCAGE which has been developed in Météo-France. Observations come from the MOZAIC european program, and include measurements of ozone, water vapour and other minor constituents obtained from instruments mounted on commercial aircraft since 1993. .
3
Muller, Martine. "Contribution à l'étude de dépôts en phase vapeur de semiconducteurs IV-VI par "hot wall epitaxy" : modèle thermodynamique du transport gazeux". Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20114.
Resumo:
Tout d'abord, quelques generalites concernant les proprietes physicochimiques des chalcogenures de plomb sont presentees. L'evaporation congruente observee sur les diagrammes de phases montre que la technique dite du mur chaud est une methode bien adaptee aux materiaux de type iv-vi. En effet, ces semiconducteurs sont sous forme de multicouches pour la detection infrarouge. Une approche thermodynamique concernant le processus de depot de films minces de pbse et pbte est decrite. Une extension du modele aux alliages ternaires est presentee. Une analyse critique de cette methode est egalement proposee. La description de l'appareillage utilise dans notre laboratoire montre l'interet d'une telle technique. Dans une derniere partie, les resultats experimentaux sont exposes. Des films de chalcogenures de plomb sont obtenus en utilisant les conditions optimum determinees a partir du modele de croissance. Ils sont caracterises par microscopie electronique a balayage, diffraction des rayons x, mesures de transport et analyse ir
4
Marinoni, Marianna. "Implémentation des isotopes dans un modèle hydrogéochimique couplé". Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAH001/document.
Resumo:
Ce travail décrit le développement d’un outil de simulation du transport réactif, nommé SpeCTr (Spéciation Cinétique Transport), intégrant le fractionnement isotopique. Ce modèle est obtenu à travers le couplage d’un module décrivant le transport et d’un module décrivant les principales réactions chimiques (approche de séparation d’opérateur). Une grande partie du travail est dédiée à l’amélioration des algorithmes du module décrivant les réactions chimiques pour la résolution des équations de l’équilibre thermodynamique (méthode de Newton Raphson modifiée à travers les techniques du scaling et des Fractions Continues Positives) et du mélange de réactions cinétiques et à l’équilibre (étude sur la formulation et résolution des systèmes d’équations différentielles et différentielles-algébriques). L’outil est validé à travers la résolution de plusieurs tests (batch et transport réactif) et appliqué pour la simulation d’expériences de laboratoire en 1D, 2D et 3D portant sur la dissolution des cristaux de calcite dans une colonne de milieu poreuxThe work describes the development of a reactive transport code named SpeCTr (Spéciation Cinétique Transport in French). The code, able to describe isotopic fractionation, is obtained through the coupling of a transport module and a reaction module that describes the main chemical reactions (operator splitting approach). A consistent portion of the work is dedicated to the improvement of the numerical methods employed in the reaction module for solving thermodynamic equilibrium (Newton Raphson method modified with scaling and Positive Continuous Fractions) and mixed equilibrium and kinetic reactions (formulation and solution of systems of differential and differential-algebraic equations). The code was verified through the solution of different benchmarks (batch and reactive transport simulations) and applied to perform 1D, 2D and 3D simulations of laboratory experiments dedicated to calcite crystals dissolution in a column of porous medium
5
Coopmann, Olivier. "Vers une meilleure assimilation des observations satellitaires infrarouges par le couplage des modèles météorologique et chimique". Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30303.
Resumo:
Le sondeur infrarouge hyperspectral IASI (Interféromètre Atmosphérique de Sondage Infrarouge) est l'instrument qui fournit le plus d'observations satellitaires au modèle de Prévision Numérique du Temps (PNT) ARPEGE (Action de Recherche Petite Échelle Grande Échelle) à Météo-France. Ce capteur a été développé conjointement entre le CNES (Centre National d'Études Spatiales) et EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) et est embarqué à bord des satellites défilants Metop-A, B et C. L'assimilation de ces observations requiert l'utilisation d'un Modèle de Transfert Radiatif (MTR) qui s'appelle RTTOV à Météo-France. Ce dernier utilise une connaissance a priori de l'état thermodynamique et chimique de l'atmosphère le plus probable pour simuler les observations IASI. À Météo-France, les champs d'ébauche thermodynamiques proviennent d'une prévision à courte échéance fournie par ARPEGE. Les ébauches de la composition chimique de l'atmosphère sont issues d'un unique profil vertical de référence pour chaque espèce chimique fourni par RTTOV. Cette approximation a un impact important sur la qualité des simulations et l'utilisation des observations satellitaires infrarouges pour la PNT. Les Modèles de Chimie Transport (MCT) sont capables de fournir des prévisions de la composition chimique de l'atmosphère. À Météo-France, ce MCT s'appelle MOCAGE. Ce travail de thèse propose une méthode permettant une meilleure assimilation des observations satellitaires infrarouges par un couplage des modèles météorologique et chimique. La première partie du travail consiste à évaluer la sensibilité des observations infrarouges à la chimie atmosphérique. Pour cela nous avons participé à la campagne de mesure APOGEE (Atmospheric Profiles Of GreenhousE gasEs) qui nous a permis de mesurer des profils in situ de CO2, CH4 et O3. Ces données ont été utilisées à la fois pour valider la qualité de nos simulations et comme données de vérification pour évaluer les prévisions de composition chimique atmosphérique issus de MCT. Nous avons par la suite encadré deux stagiaires de Master 1 pour réaliser une climatologie évolutive de CO2 afin d'améliorer l'utilisation des observations satellitaires infrarouges. De ces études, il ressort que la qualité des simulations dépend de la précision de l'ébauche chimique utilisée et que le constituant chimique ayant l'impact le plus important sur les simulations est l'ozone. La suite du travail de thèse s'est donc articulée autour de l'ozone. Une première étape a consisté à préparer l'assimilation de canaux IASI sensibles à l'ozone. [...]The Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) is the instrument that provides the most satellite observations to the ARPEGE (Action de Recherche Petite Échelle Grande Scale) Numerical Weather Prediction (NWP) model at Météo-France. This sensor was developed jointly by CNES (Centre National d'Études Spatiales) and EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) and is carried on board the Metop-A, B and C polar orbiting satellites. The assimilation of these observations requires the use of a Radiative Transfer Model (RTM) called RTTOV at Météo-France. The latter uses an a priori knowledge of the most likely thermodynamic and chemical state of the atmosphere to simulate IASI observations. At Meteo-France, the background thermodynamic fields come from a short-term forecast provided by ARPEGE but the information on the chemical composition of the atmosphere comes from a single vertical reference profile for each chemical species, provided by RTTOV. However, this approximation has a significant impact on the quality of simulations and the use of infrared satellite observations for NWP. Chemistry Transport Models (CTM) are able to provide forecasts of the chemical composition of the atmosphere. At Météo-France, this CTM is called MOCAGE. This thesis therefore proposes a method toward a better assimilation of infrared satellite observations by coupling meteorological and chemical models. The first part of the work was to evaluate the sensitivity of infrared observations to some atmospheric compounds. To do so, we participated in the APOGEE (Atmospheric Profiles Of GreenhousE gases) measurement campaign, which enabled us to measure in situ profiles of CO2, CH4 and O3. These data were used both to validate the quality of our simulations and as verification data to assess atmospheric chemical composition derived from CTM. We then supervised two Master 1 trainees to carry out an evolving climatology of CO2 in order to improve the use of infrared satellite observations. From these studies, it appears that the quality of the simulations depends on the accuracy of the chemical information used and the chemical component with the greatest impact on the simulations is ozone. Thus, the rest of the thesis work was therefore focused on ozone. A first step was to prepare the assimilation of ozone-sensitive IASI channels. This work has shown both that the use of realistic ozone information from a CTM can better simulate ozone-sensitive observations and provide additional information, simultaneously improving temperature, humidity and ozone analyses [Coopmann et al., 2018]. [...]
6
Srour, Zainab. "Unravelling the chlorine chemistry using simulations from the molecular scale to the global scale". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILR038.
Resumo:
La découverte du trou d'ozone au-dessus de l'Antarctique dans les années 1970 a mis en évidence l'importance des espèces halogénées en phase gazeuse dans l'atmosphère. Ces espèces jouent un rôle crucial dans la chimie troposphérique et stratosphérique, en influençant le bilan d'ozone, les concentrations atmosphériques d'espèces clés (telles que OH, NOx et les composés organiques volatils) et les interactions avec les halogènes. De nombreuses études ont exploré la chimie des halogènes à l'aide de modèles globaux, mais l'accent a surtout été mis sur le brome et l'iode en raison de leur plus grande réactivité par rapport au chlore. Cette préférence s'explique par la plus grande stabilité chimique du HCl par rapport aux autres acides halogénés (HX, où X = Br, I).Cette thèse vise à élucider la chimie du chlore dans la troposphère, de l'échelle moléculaire à l'échelle mondiale. Pour ce faire, différents outils numériques sont utilisés : (i) des outils de chimie quantique pour prédire la réactivité et les paramètres thermocinétiques de la réaction entre les radicaux OH et CH2ClOOH, qui sont difficiles à obtenir expérimentalement, (ii) le modèle cinétique "ASTEC" pour déterminer la réactivité des composés chlorés gazeux sur une courte échelle de temps ; et (iii) le modèle de transport chimique "MOCAGE" pour évaluer l'impact du chlore sur le bilan atmosphérique global.Les résultats montrent que la réaction entre CH2ClOOH et les radicaux OH présente un intérêt atmosphérique avec une constante de vitesse globale de 6,55 × 10-11 cm3 molécule-1 s-1 à 298 K calculée au niveau M06-2X/6-311++G(3df,3p) de la théorie. La modélisation cinétique a montré que la réactivité diurne des composés chlorés est plus importante que la réactivité nocturne régie par la photolyse et la réactivité avec les radicaux OH. En outre, la modélisation globale par MOCAGE a montré que le bilan atmosphérique du chlore n'est pas seulement affecté par la transformation chimique, mais qu'il est également modifié par les processus physiques, y compris le transport et le dépôtThe discovery of the ozone hole over the Antarctic in the 1970s established the significance of gas-phase halogenated species in the atmosphere. These species play a crucial role in tropospheric and stratospheric chemistry, influencing ozone budget, atmospheric concentrations of key species (such as OH, NOx, and volatile organic compounds), and halogen interactions. Numerous studies have explored halogen chemistry using global models, however, most of the focus has been on bromine and iodine due to their higher reactivity compared to chlorine. This preference arises from the greater chemical stability of HCl compared to other halogen acids (HX, where X = Br, I).This thesis aims to unravel the chlorine chemistry in the troposphere starting from the molecular up to the global scales. This is done through the employment of different numerical tools: (i) quantum chemistry tools to predict the reactivity and thermokinetic parameters of the reaction between OH radicals and CH2ClOOH, which are challenging to obtain experimentally, (ii) the kinetic model “ASTEC” to determine the reactivity of gaseous chlorinated compounds on a short time scale; and (iii) the chemistry transport model “MOCAGE” to evaluate the impact of chlorine on the global atmospheric budget.The results show that the reaction between CH2ClOOH and OH radicals is of atmospheric interest with an overall rate constant 6.55 × 10-11 cm3 molecule-1 s-1 at 298 K computed at the M06-2X/6-311++G(3df,3p) level of theory. The kinetic modelling showed that the daytime reactivity of chlorinated compounds is more important than the night-time reactivity governed by photolysis and reactivity with OH radicals. Moreover, the global modelling by MOCAGE showed that the chlorine atmospheric budget is not only affected by chemical transformation, but also, it is altered by the physical processes including transport and deposition
7
Barré, Jérôme. "Assimilation de données satellites au limbe et au nadir dans un modèle de chimie-transport". Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0092/document.
Resumo:
L'assimilation de données permet de combiner d'une manière optimale un modèle numérique décrivant l'évolution de la composition chimique de l'atmosphère et les mesures disponibles. Dans cette thèse, l'assimilation de données est utilisée afin de caractériser les distributions troposphériques et stratosphériques de l'ozone (O3) et du monoxyde de carbone (CO). Le Modèle de Chimie Transport (CTM) MOCAGE (MOdèle de Chimie Atmosphérique à Grande échelle) est utilisé dans une configuration à deux domaines imbriqués avec les résolutions de 2◦ (global) et de 0.2◦ (régional). La technique variationnelle du 3D-FGAT est utilisée pour toutes les études que constituent cette thèse. Nous avons évalué la complémentarité des mesures satellites au limbe et au nadir aujourd'hui disponibles pour la caractérisation de l'UTLS (Haute Troposphère Basse Stratosphère) en assimilant ces deux types de mesures simultanément. Nous nous sommes en particulier intéressé à la propagation de l'information provenant des mesures assimilés dans le modèle et plus particulièrement, aux impacts de l'assimilation de mesures stratosphérique d'ozone en troposphère aux moyennes latitudes. Les principaux objectifs de cette thèse ont été de montrer la valeur ajoutée de l'augmentation de la résolution modèle pour l'assimilation de données et les effets synergiques de l'assimilation combinée d'un sondeur au limbe et au nadir. Des développements au niveau du système d'assimilation en domaine imbriqué à 0.2◦ ont été effectués. L'assimilation des données dans le domaine global est maintenant prise en compte et les conditions aux bords provenant des champs assimilés montre un impact significatif sur le domaine imbriqué. Dans un premier temps, nous avons assimilé les profils d'ozone stratosphériques mesurés au limbe provenant de MLS (Microwave Limb Sounder) afin d'étudier deux cas d'échange entre la Stratosphère et la Troposphère (STE)Data assimilation combines in an optimal way a numerical model describing the evolution of the atmospheric chemical composition and the available trace gases measurements. In this thesis, data assimilation is used to characterize the ozone (O3) and the carbon monoxide (CO) distributions in the stratosphere and in the troposphere. The Chemistry Transport Model (CTM) MOCAGE (MOdèle de Chimie Atmosphérique à Grande Echelle) is used in a configuration with two nested domains at 2◦ (global) and at 0.2◦ (regional). To perform the assimilation experiments a 3D-FGAT variational method is used. We evaluate the complementarity of limb and nadir measurements available at the present day at characterizing the UTLS (Upper Troposphere Lower Stratosphere) region by assimilating simultaneously the two type of measurements. We particularly focus on the impacts of data assimilation of stratospheric ozone measurements on troposphere and conversely of tropospheric data assimilation on stratosphere. Showing the added value of the increased horizontal resolution in the UTLS assimilated fields and the synergistic effects of limb and nadir assimilation were the main objectives of this work. Development in the assimilation system have been made in the assimilation system with the nested domain. Data assimilation in the global domain is now taken in account and the boundary condition from the assimilated fields show significant impacts on the regional domain. Firstly, we assimilate stratospheric ozone profiles from MLS (Microwave Limb Sounder) to investigate two Stratosphere-Troposphere Exchange (STE) case studies.
8
Josse, Béatrice. "Représentation des processus de transport et de lessivage pour la modélisation de la composition chimique de l'atmosphère à l'échelle planétaire". Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30108.
9
Bousserez, Nicolas. "Étude du transport intercontinental de la pollution atmosphérique entre l'Amérique du nord et l'Europe à l'aide du modèle de chimie-transport MOCAGE". Toulouse 3, 2008. http://www.theses.fr/2008TOU30330.
Resumo:
Ce travail de thèse a pour objectif principal de caractériser le transport intercontinental de la pollution atmosphérique entre l'Amérique du nord et l'Europe. Pour cela nous focalisons notre étude sur l'été 2004 et utilisons les données aéroportées in situ de la campagne ICARTT ainsi que le modèle global de chimie-transport MOCAGE. Dans une première partie nous évaluons le modèle MOCAGE à l'aide des mesures de la campagne ICARTT sur trois domaines d'intérêt pour l'analyse de l'évolution des panaches pollués durant leur transport : le nord-est des Etats-Unis, l'Atlantique nord et l'Europe. Nous analysons ensuite les impacts respectifs des panaches de feux de biomasse et des panaches anthropiques nord-américains sur la chimie de l'ozone au-dessus de l'Atlantique Nord. Enfin nous comparons deux stratégies de modélisation pour prendre en compte l'importante variabilité spatio-temporelle des feux de biomasse : l'assimilation journalière de données satellites de CO et l'utilisation d'un inventaire d'émission journalier des feux de biomasseThis work aims to characterize the intercontinental transport of pollution between North America and Europe. We focus our study on the summer 2004, using aircraft in situ data from the ICARTT experiment together with simulations from the MOCAGE global chemistry-transport model. In a first part we present an evaluation of the model against in situ measurements over three domains of interest : North-East United States, North Atlantic and Europe. In a second part we analyze the respective impacts of North American biomass burning and anthropogenic plumes on ozone chemistry over the North Atlantic. The last part of our study compares two different modeling strategies to take into account the high space and time variability of biomass burning sources: assimilating daily space-based CO observations into the model and using a daily emission inventory of fire emissions
10
Praga, Alexis. "Un modèle de transport et de chimie atmosphérique à grande échelle adapté aux calculateurs massivement parallèles". Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30012/document.
Resumo:
Cette thèse présente un modèle bi-dimensionnel pour le transport atmosphérique à grande échelle, nommé Pangolin, conçu pour passer à l'échelle sur les achitectures parallèles. La version actuelle comporte une advection 2D ainsi qu'un schéma linéaire de chimie et servira de base pour un modèle de chimie-transport (MCT). Pour obtenir la conservation de la masse, un schéma en volume finis de type van Leer a été retenu pour l'advection et étendu au cas 2D en utilisant des opérateurs alternés. La conservation de la masse est assurée en corrigeant les vents en amont. Nous proposons une solution au problème "des pôles" de la grille régulière latitude-longitude grâce à une nouvelle grille préservant approximativement les aires des cellules et couvrant la sphère uniformément. La parallélisation du modèle se base sur l'advection et utilise un algorithme de décomposition de domaines spécialement adapté à la grille. Cela permet d'obtenir l'équilibrage de la charge de calcul avec MPI, une librairie d'échanges de messages. Pour que les performances soient à la hauteur sur les architectures parallèles actuelles et futures, les propriétés analytiques de la grille sont exploitées pour le schéma d'advection et la parallélisation en privilégiant le moindre coût des flops par rapport aux mouvement de données. Le modèle est validé sur des cas tests analytiques et comparé à des schémas de transport à l'aide d'un comparatif récemment publié. Pangolin est aussi comparé au MCT de Météo-France via un schéma linéaire d'ozone et l'utilisation de coordonnées isentropesWe present in this thesis the development of a large-scale bi-dimensional atmospheric transport scheme designed for parallel architectures with scalability in mind. The current version, named Pangolin, contains a bi-dimensional advection and a simple linear chemistry scheme for stratospheric ozone and will serve as a basis for a future Chemistry Transport Model (CTM). For mass-preservation, a van Leer finite volume scheme was chosen for advection and extended to 2D with operator splitting. To ensure mass preservation, winds are corrected in a preprocessing step. We aim at addressing the "pole issue" of the traditional regular latitude-longitude by presenting a new quasi area-preserving grid mapping the sphere uniformly. The parallelization of the model is based on the advection operator and a custom domain-decomposition algorithm is presented here to attain load-balancing in a message-passing context. To run efficiently on current and future parallel architectures, algebraic features of the grid are exploited in the advection scheme and parallelization algorithm to favor the cheaper costs of flops versus data movement. The model is validated on algebraic test cases and compared to other state-of-theart schemes using a recent benchmark. Pangolin is also compared to the CTM of Météo-France, MOCAGE, using a linear ozone scheme and isentropic coordinates
11
Amir, Laila. "Modèles couplés en milieux poreux : transport réactif et fractures". Phd thesis, Paris 9, 2008. https://bu.dauphine.psl.eu/fileviewer/index.php?doc=2008PA090061.
Resumo:
Cette thèse porte sur la modélisation numérique pour l'écoulement et le transport dans les milieux poreux. Nous présentons une nouvelle méthode de couplage entre les réations chimiques et le transport en utilisant une méthode de Newton-Krylov, et nous étudions un modèle d'écoulement qui traite l'intersection des fractures par une méthode de décomposition de domaine. Ce travail est divisé en trois parties: la première partie est une analyse de différents schémas numériques pour la discrétisation du problème d'advection-diffusion, notament par une technique de séparation d'opérateurs, ainsi que leur mise en oeuvre informatique dans un code industriel. La deuxième partie, qui est la contribution majeure de cette thèse, est consacrée à la modélisation et l'implémentation d'une méthode de couplage globale pour le transport réactif. Le système couplé transport-chimie est décrit, après discrétisation en temps, par un système d'équations non linéaires. La taille du système sous-jacent, à savoir le nombre de points de grille multiplié par le nombre d'espèces chimiques, interdit la résolution du système linéaire par une méthode directe. Pour remédier à cette difficulté, nous utilisons une méthode de Newton-Krylov qui évite de former et de factoriser la matrice Jacobienne. Dans la dernière partie, nous présentons un modèle d'écoulement dans un milieu fracturé tridimentionnel, basée sur une méhode de décomposition de domaine, et qui traite l'intersection des fracures. Nous démontrons l'existence et l'unicité de la solution, et nous validons le modèle par des tests numériquesThis thesis deals with numerical simulation of coupled models for flow and transport in porous media. We present a new method for coupling chemical reactions and transport by using a Newton-Krylov method, and we also present a model for in fractured media, based on a domain decomposition method that takes into account the case of intersecting fractures. This study is composed of three parts: the first part contains an analysis, and implementation, of various numerical methods for discretizing advection-diffusion problems, in particular by using operator splitting methods. The second part is concerned with a fully coupled method for modeling transport and chemistry problems. The coupled transport-chemistry model is described, after discretization in time, by a system of nonlinear equations. The size of the system, namely the number of grid points times the number a chemical species, precludes a direct solution of the linear system. To alleviate this difficulty, we solve the system by a Newton-Krylov method, so as to avoid forming and factoring the Jacobian matrix. In the last part, we present a model of flow in 3D for intersecting fractures, by using a domain decomposition method. The fractures are treated as interfaces between subdomains. We show existence and uniqueness of the solution, and we validate the model by numerical tests
12
Amir, Laila. "Modèles couplés en milieux poreux : transport réactif et fractures". Phd thesis, Université Paris Dauphine - Paris IX, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00373688.
Resumo:
Cette thèse porte sur la simulation numérique de modèles couplés pour l'écoulement et le transport dans les milieux poreux. Nous présentons une nouvelle méthode de couplage entre les réactions chimiques et le transport en utilisant une méthode de Newton-Krylov, et nous étudions également un modèle d'écoulement en milieu fracturé qui traite l'intersection des fractures par une méthode de décomposition de domaine. Ce travail est divisé en trois parties : la première partie contient une analyse de différents schémas numériques pour la discrétisation des problèmes d'advection-diffusion, notamment par une technique de séparation d'opérateurs, ainsi que leur mise en oeuvre informatique, dans un code industriel.
La deuxième partie, qui est la contribution majeure de cette thèse, est consacrée à la modélisation et à l'implémentation d'une méthode de couplage globale pour le transport réactif. Le système couplé transport-chimie est décrit, après discrétisation en temps, par un système d'équations non linéaires. La taille du système sous-jacent, à savoir le nombre de points de grille multiplié par le nombre d'espèces chimiques, interdit la résolution du système linéaire par une méthode directe. Pour remédier à cette difficulté, nous utilisons une méthode de Newton-Krylov qui évite de former et de factoriser la matrice Jacobienne.
Dans la dernière partie, nous présentons un modèle d'écoulement dans un milieu fracturé tridimensionnel, basé sur une méthode de décomposition de domaine, et qui traite l'intersection des fractures. Nous démontrons l'existence et l'unicité de la solution, et nous validons le modèle par des tests numériques.
13
Sič, Bojan. "Amélioration de la représentation des aérosols dans un modèle de chimie-transport : modélisation et assimilation de données". Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2667/.
Resumo:
L'objectif général de cette thèse est d'améliorer la représentation des aérosols dans le modèle MOCAGE. Pour se faire, nous avons modifié directement la représentation des aérosols en réexaminant et améliorant les différents processus déjà présents via la prise en compte de schémas et de paramétrisations plus détaillés et implémenté l'assimilation de données des aérosols dans le modèle. Les processus ayant subi les améliorations les plus importantes sont les émissions des aérosols du type sel marin, poussière désertique et cendre volcanique, le dépôt humide et la sédimentation. Nous avons évalué les impacts de ces changements et comparé les champs modélisés avec des observations. Les modifications implémentées ont permis d'améliorer significativement l'accord entre modèle et observations. Comme approche complémentaire pour répondre à l'objectif de cette thèse, nous avons également implémenté dans le CTM MOCAGE l'assimilation de données des aérosols. Le système d'assimilation de données des aérosols est implémenté et il est capable d'assimiler l'épaisseur optique des aérosols (AOD) et les mesures lidar. L'assimilation des observations d'AOD est un outil efficace pour améliorer les performances du modèle en terme d'AOD et de concentration. L'assimilation de mesures lidar sur le signal ainsi que les coefficients de rétrodiffusion et d'extinction, ont montré un impact efficace sur les profils verticauxThe main goal of this thesis is to improve the aerosol representation in the CTM MOCAGE. The work may be divided into: the direct improvement of aerosol physical parameterizations, and the development of a data assimilation system able to assimilate aerosol optical depth (AOD) and lidar profiles. On the modelling side, the processes that underwent the important improvements were sea salt, desert dust and volcanic aerosol emissions, wet deposition and sedimentation. The ambition is related to improve the model biases compared to observations, and to implement more physically detailed schemes in the model. We evaluated the impacts of these changes and compared the modelled fields to observations. The implemented updates significantly enhanced the model agreement with the observations and the inter-model comparison data. The results also confirmed that large uncertainties in models can come from the use of different parameterizations. The aerosol data assimilation is implemented to further reduce the model uncertainties. The set of observation operators and their tangent linear and adjoint operators for AOD and lidar profile observations are developed to link the model and the observation space. Aerosol assimilation proved to be very efficient to reduce the differences between the model and the observations. The assimilated AOD observations were able to significantly improve the model performance in terms of AOD and concentrations. Assimilation of lidar measurements: the backscatter signal, the extinction and backscatter coefficients, also showed an efficient influence on the vertical profiles
14
Ginoux, Paul. "L'impact de l'activité humaine sur la composition chimique de la troposphère au-dessus de l'Océan Pacifique: développement d'un modèle téléscopique de chimie et de transport atmosphériques et interprétation des résultats de la campagne de mesure MLOPEX". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1997. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/212164.
Resumo:
De manière à mieux comprendre l'impact des émissions anthropiques sur la troposphère reculée, les concentrations d'un nombre important de composés atmosphériques ont été mesurés dans la troposphère libre au-dessus d'Hawaii durant la campagne Mauna Loa Observatory Photochemistry Experiment (MLOPEX) accomplie au cours des années 1991 et 1992. Le constituant chimique fondamental pour évaluer cet impact est le radical hydroxyle OH qui fut mesuré au printemps et en été de l'année 1992. La variation diurne de la direction du vent génère pendant la journée un mélange des masses d'air de la couche limite planétaire avec la troposphère libre. Actuellement les modèles régional et global de chimie troposphérique ne peuvent tenir compte à la fois du transport à grande échelle et du mélange local. Nous avons développé un modèle tridimensionnel qui nous permet d'analyser la chimie et la dynamique troposphérique à ces deux échelles. Pour ce faire, nous avons utilisé une grille non-structurée qui offre un moyen efficace de caractériser la région d'Hawaii à l'aide d'une haute résolution et le restant de l'hémisphère Nord avec une résolution qui décroît au fur et à mesure que l'on s'éloigne d'Hawaii. La distribution de 46 composés gazeux avec 138 réactions, incluant une chimie détaillée des hydrocarbures non-méthaniques (isoprène, éthane, éthène, propène et alpha-pinène) est calculée avec un pas de temps de 20 minutes. A l'aide de notre modèle nous avons simulé une période de huit jours pour chacune des saisons. Les résultats des simulations ont été comparés aux observations et interprétés à l'aide d'études de rétro-trajectoires, de traceurs passifs et de bilans chimiques local et régional de l'ozone et de ses précurseurs.
Doctorat en sciences appliquées
info:eu-repo/semantics/nonPublished
15
Maréchal, Benoît. "Caractérisation et interprétation de la variabilité chimique et minéralogique des grès réservoirs.Implications pour la modélisation numérique de la diagenèse minérale des grès du Ravenscar Group (Yorkshire, Royaume-Uni)". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00089197.
Resumo:
Les grès présentent un intérêt particulier en géologie pétrolière car ils possèdent généralement des gammes de porosité et de perméabilité favorables à la migration, au piégeage et à la récupération des hydrocarbures. Leur caractérisation fait donc l'objet d'études poussées. Ainsi, de nombreux sédimentologues ont analysé en détail une grande variété de systèmes sédimentaires afin de décrire la géométrie des corps gréseux et des barrières de perméabilité, et de caractériser l'organisation interne des faciès sédimentaires. Ces travaux ont conduit à la corrélation des données de puits et à l'élaboration de modèles statistiques prédictifs.Ces descriptions sédimentologiques ne prennent pas en compte les caractères pétrographiques, minéralogiques ou géochimiques qui permettraient pourtant d'attribuer des causes directes, primaires ou secondaires, aux variations de porosité et de perméabilité rencontrées dans les roches. De plus, depuis quelques années, la diagenèse minérale, souvent à l'origine de ces variations, fait l'objet d'une modélisation déterministe qui s'appuie sur les processus physiques et chimiques mis en œuvre. Des logiciels de plus en plus performants permettent ainsi de réaliser des simulations destinées à proposer des bilans géochimiques variés qu'il est nécessaire de valider par des observations de terrain.
Cette thèse a pour objectif, d'une part, de compléter les études sédimentologiques par l'acquisition et l'analyse de données géochimiques et, d'autre part, de mieux comprendre la diagenèse des grès réservoirs en associant la géochimie à la modélisation numérique.
Deux formations géologiques, analogues de réservoirs exploités, ont servi de support à cette étude : les grès fluviodeltaïques du Ravenscar Group (Jurassique Moyen, côtes du Yorkshire, Royaume-Uni) et les Grès turbiditiques d'Annot (Eocène-Oligocène, Bassin du Sud-Est, France). L'échantillonnage a été réalisé afin d'apprécier la variabilité verticale et latérale de composition à diverses échelles (centimétrique à hectométrique) aussi bien entre faciès sédimentaires qu'au sein d'un même niveau lithostratigraphique.
L'étude géochimique montre que les faciès sont caractérisés par leur gamme de composition chimique ainsi que par leur style de variabilité élémentaire. Elle permet également de mieux comprendre la répartition des minéraux et des éléments au sein de la roche.
Ainsi, dans certains faciès, le tri sédimentaire entre les petits minéraux lourds et le reste de la roche (entrainment sorting) engendre des variations de teneur importantes pour les éléments portés par ces différentes classes de particules détritiques (Zr, Cr, Th, etc. pour les minéraux lourds ; Al, Na, K, etc. pour la fraction élastique). Des caractéristiques chimiques propres à chacune de ces populations de minéraux, valables à une échelle verticale de plusieurs mètres, peuvent alors être définies. Certaines d'entre elles, relatives aux éléments immobiles, permettent d'identifier des variations dans l'alimentation détritique. Une ségrégation s'opère également au sein de la fraction élastique entre les particules les plus grosses, dont la nature dépend de la maturité du grès, et les autres grains lors du dépôt.
Deux transformations diagénétiques majeures, à savoir la kaolinitisation et l'albitisation des feldspaths, sont également à l'origine de la distribution particulière des compositions chimiques de la fraction alumineuse des grès du Ravenscar Group.
Ce dernier point a été utilisé pour tester et valider la modélisation numérique de la diagenèse des grès du Ravenscar Group à l'aide du code numérique DIAPHORE de l'Institut Français du Pétrole. La néoformation de kaolinite apparaît alors possible dans la gamme de température 25-80°C, quel que soit le type d'eau superficielle considéré. La précipitation des argiles est induite par la présence et la circulation d'une eau en déséquilibre avec le réservoir gréseux, entraînant la dissolution successive des feldspaths. L'albitisation des feldspaths plagioclases s'effectue à faible température et dépend assez peu du type d'eau injectée. Enfin, l'albitisation des feldspaths potassiques est plus délicate à réaliser et n'est efficace que pour des eaux marines ou saumâtres à des températures supérieures à 50°C, et circulant dans un réservoir soumis à un gradient de température. Les simulations confirment donc l'importance de la perméabilité et de la circulation des fluides dans la diagenèse des aluminosilicates.
Les variations de composition chimique de la fraction alumineuse des grès du Ravenscar Group sont reproduites dans les simulations. Les conditions nécessaires aux transformations sont particulières mais compatibles avec le contexte géologique des grès étudiés. Les principales transformations diagénétiques, indépendantes, nécessitent alors plusieurs épisodes de circulation d'eau pour rendre compte de la diversité des compositions chimiques et minérales observées.
Les travaux menés dans le cadre de cette thèse laissent à penser que l'on pourrait intégrer plus systématiquement l'approche géochimique dans les études de réservoir.
16
Lu, Jun. "Développement de modèles prédictifs décrivant le couplage chimie-transport dans les sédiments naturels". Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2287/document.
Resumo:
La gestion de sols ou sédiments contaminés par des métaux nécessite de pouvoir prédire la migration de ces métaux, dont la mobilité dépend des propriétés de transport du milieu ainsi que de la réactivité chimique de celui-ci (principalement réactions sorption/désorption). Pour étudier l'adsorption des cations métalliques (majeurs et traces) en condition dynamique, des expériences de transport en colonne ont été réalisées avec un sol pauvre en minéraux carbonatés et en matière organique. Considérant que la réactivité de ce sol était due essentiellement à la phase argileuse smectitique, un modèle d'adsorption basé sur les propriétés de rétention de la montmorillonite du Wyoming, utilisant la théorie des échangeurs d'ions multi-sites a été intégré à un code de transport 1D. Les prédictions calculées par ce modèle ont ensuite été comparées aux courbes de percées mesurées dans cette étude et reportées de la littérature. L'étude sur le transport réactif des cations majeurs a mis en évidence le rôle significatif des protons (et ce même à des pH proche de la neutralité), et a permis de valider le modèle pour le transport compétitif des cations majeurs (Na et Ca). Cependant, l'étude de la rétention de Zn(II) a mis en évidence une incohérence entre les résultats issus des expériences batch et ceux obtenus avec les expériences colonne, que l'on pourrait attribuer à la contribution d'une autre phase adsorbante (illite). Néanmoins, le modèle d'adsorption proposé a permis de reproduire avec une bonne satisfaction des données expérimentales de rétention de Zn(II) proposées dans la littérature et obtenues avec des expériences colonneManagement of soils or sediments contaminated by metals requires to predict the migration of metallic cations, whose mobility depends both on the transport properties of the medium and chemical reactivity of the system (principally sorption/desorption reactions). To study the sorption of metallic cations (major and trace) in dynamic condition, transport experiments using columns have been carried out with a soil poor in carbonated minerals and organic matter. Considering that the reactivity of this soil was mainly due to swelling clay minerals, a sorption model based on the sorption properties of the Wyoming montmorillonite and built according to a multi-site ion exchanger theory has been integrated into a 1D transport code. The predictions given by this model were then compared with the breakthrough curves measured in this study and those reported in the literature. The study of the reactive transport of major cations highlighted the significant role of protons (even at near neutral pH), and validated the model for major cations (Na and Ca). However, the study concerning Zn (II) showed a discrepancy between the results obtained from batch experiments and those issued from column experiments, which could be attributed to the contribution of another sorbent phase (illite). Finally, the proposed sorption model allowed reproducing with a good confidence experimental data reported from literature for sorption of Zn (II) in dynamic conditions
17
Sedqui, Abderrahim. "Modélisation et simulation numérique de l'interaction fluide-minéral. Application à l'échange chimique avec transport entre un fluide aqueux et une solution solide à trois pôles". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841388.
Resumo:
Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la modélisation et à la simulation numérique de l'échange et du transfert de matière entre fluide aqueux et minéraux dans un processus qui associe réactions chimiques et transport. Notre application porte sur les skarns constitués de grenat ou de pyroxènes. Nous situons d'abord le problème dans son cadre thermodynamique et nous présentons un modèle de solution pour chaque phase et deux modèles de construction de la fonction isotherme obtenus à partir des potentiels chimiques ou en utilisant les constantes d'équilibre. Le modèle quantitatif a été obtenu en exprimant un bilan total isovolumique de matière ou en se restreignant à un bilan sur la phase fluide. En se plaçant sous l'hypothèse de la roche et les paramètres hydrogéologiques, nous obtenons un système hyperbolique de type 'modèle de la chromatographie'. Nous avons également étudié le problème d'interaction fluide-minéral dans un cas général et aussi quand la température devient assez grande. L'isotherme s'exprime sous la forme d'une isotherme de Langmuir. L'étude du modèle à un constituant nous permet de retrouver la condition de stabilité thermodynamique du système et d'envisager les conditions permettant de simplifier le modèle de la chromatographie à plusieurs constituantes. La partie numérique de ce travail consiste à tester l'influence des paramètres thermodynamiques sur la stabilité du système et sur le processus de la transformation et de valider le modèle en procédant à une confrontation aux observations géologiques sur divers cas tests.
18
Lu, Jun. "DEVELOPPEMENT DE MODELES PREDICTIFS DECRIVANT LE COUPLAGE CHIMIE-TRANSPORT DANS LES SEDIMENTS NATURELS". Phd thesis, Université de Poitiers, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936585.
Resumo:
La gestion de sols ou sédiments contaminés par des métaux nécessite de pouvoir prédire la migration de ces métaux, dont la mobilité dépend des propriétés de transport du milieu ainsi que de la réactivité chimique de celui-ci (principalement réactions adsorption/désorption). Pour étudier l'adsorption des cations métalliques (majeurs et traces) en condition dynamique, des expériences de transport en colonne ont été réalisées avec un sol pauvre en minéraux carbonatés et en matière organique. Considérant que la réactivité de ce sol était due essentiellement à la phase argileuse smectitique, un modèle d'adsorption basé sur les propriétés de rétention de la montmorillonite du Wyoming, utilisant la théorie des échangeurs d'ions multi-sites a été intégré à un code de transport 1D. Les prédictions calculées par ce modèle ont ensuite été comparées aux courbes de percées mesurées dans cette étude et reportées de la littérature. L'étude sur le transport réactif des cations majeurs a mis en évidence le rôle significatif des protons (et ce même à des pH proche de la neutralité), et a permis de valider le modèle pour le transport compétitif des cations majeurs (Na et Ca). Cependant, l'étude de la rétention de Zn(II) a mis en évidence une incohérence entre les résultats issus des expériences batch et ceux obtenus avec les expériences colonne, que l'on pourrait attribuer à la contribution d'une autre phase adsorbante (illite). Néanmoins, le modèle d'adsorption proposé a permis de reproduire avec une bonne satisfaction des données expérimentales de rétention de Zn(II) proposées dans la littérature et obtenues avec des expériences colonne.
19
Meleux, Fréderik. "Modélisation de la pollution atmosphérique à différentes échelles : confrontations simulations/mesures pour la préparation d'Escompte 2001". Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30196.
20
Denis-Vidal, Lilianne. "Identification d'un système biochimique, modélisation et contrôle d'un système de réacteurs". Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMPD640.
Resumo:
Le premier problème aborde dans ce travail est celui de l'identifiabilité de paramètres cinétiques intervenant dans la vitesse d'une réaction biochimique. Le cadre est non linéaire, deux techniques ont été employées pour conduire cette étude. La linéarisation autour d'un point d'équilibre et le développement en série autour de l'état initial. Nous montrons d'une part que la deuxième technique est la mieux adaptée a notre problème et que d'autre part avec quatre expériences bien choisies tous les paramètres sont structurellement globalement identifiables. Nous traitons ensuite le problème de l'identification numérique par une méthode de moindres carres pondérés pénalisée. Plusieurs poids sont envisages. Enfin nous étudions la précision des résultats obtenus et la possibilité de l'améliorer. Le deuxième problème aborde est celui de l'optimisation d'un système de réacteurs en boucle fermée. Nous modélisons d'abord ce système : un réacteur d'oxydation modélisé par des équations de transport à vitesse constante et dont les deuxièmes membres non linéaires comportent le terme cinétique dont on a identifie les paramètres dans la première partie, et, un réacteur de réduction modélisée par des équations différentielles linéaires. Ensuite nous montrons l'existence, l'unicité et la positivité des solutions de ce modèle. Nous abordons enfin le problème d'optimisation du rendement du système.
21
Guth, Jonathan. "Modélisation des aérosols à l'aide du modèle de chimie transport MOCAGE : application à la qualité de l'air dans le bassin méditerranéen". Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30354/document.
Resumo:
L'objectif de cette thèse est de réaliser un bilan des aérosols atmosphériques sur le bassin méditerranéen et de caractériser la qualité de l'air de cette région en se focalisant sur des indicateurs d'exposition à long terme. Basés sur des simulations du modèle de chimie-transport MOCAGE, (MOdèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle), les travaux portent dans un premier temps sur le développement d'un module permettant de prendre en compte les aérosols inorganiques secondaires. Ce module a été validé à différentes échelles et avec différents types de données. Le modèle MOCAGE a ensuite servi à simuler la composition chimique de l'atmosphère sur le bassin méditerranéen pour l'année 2013. Nous avons ainsi pu montrer que le bassin méditerranéen est une région exportatrice d'aérosols. Nous avons également étudié l'impact des émissions anthropiques maritimes et côtières sur le bilan des aérosols et la qualité de l'air dans la région méditerranéenneThe objective of this thesis are to establish a budget of the atmospheric aerosols on the Mediterranean basin and to characterize air quality over this region based on long term exposition indicators. Based on simulations made with the chemical transport model MOCAGE (Modèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle), the first part of this work is devoted to the development of a secondary inorganic aerosols module. This module was validated at different scales using a large variety of types of data. The MOCAGE model has then been used to simulate the chemical composition on the Mediterranean basin over the year 2013. We were able to show that the Mediterranean area is an export zone for aerosols. We also studied the impact of marine and coastal anthropogenic emissions on the aerosol budget and the air quality in the basin
22
Bouissonnie, Arnaud. "Les cinétiques de dissolution : de l'approche mécaniste à l'échelle atomique à la description macroscopique à l'échelle centrimétrique". Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAH013.
Resumo:
Les cinétiques de dissolution représentent un composant majeur des flux de matière sur Terre. Lors de cette thèse, plusieurs facteurs pouvant impacter la dissolution ont été étudiés afin de lier différentes échelles spatiales. Cette thèse reporte l’étude de la dissolution de minéraux modèles (enstatite et calcite) de l’échelle de l’atome à celle de la face pour le premier, et de celle de la face à celle du milieu poreux pour le deuxième. L’anisotropie de dissolution observée expérimentalement sur l’enstatite a pu être reproduite à l’aide d’un modèle probabiliste des ruptures de liaisons. L’intérêt de ce type de modèle est démontré et des propositions quant à l’extension de son utilisation ont été faites. Un modèle de substitution du taux de dissolution de l’enstatite liant l’échelle atomique à celle de la face a également été proposé. L’étude de la calcite a, quant à elle, démontré l’importance du choix de la loi de vitesse dans les études de mise à l’échelle des taux de dissolution. Une expérience en colonne et sa simulation à l’aide d’un modèle de transport-réactif ont démontré que l’hétérogénéité de l’écoulement du fluide autour d’un minéral joue un rôle de premier ordre dans la dissolution des minérauxDissolution kinetics represent a major challenge in the understanding of geological phenomena. During this thesis, several factors that could impact dissolution were studied in order to link different spatial scales. The dissolution of the model minerals of this thesis, enstatite and calcite, was studied from the atomic scale to the face scale for the first and from the face to the porous medium scale for the second. The dissolution anisotropy observed experimentally on enstatite could be reproduced using a probabilistic model. The interest of this type of model has been demonstrated and proposals for extending their use have been made. A surrogate model for the dissolution rate of enstatite linking the atomic scale to the face scale was also established. The study of calcite has demonstrated the importance of the selection of the rate law in dissolution rates upscaling studies. A column experiment and its simulation using a reactive-transport model demonstrated that the heterogeneity of the fluid flow around a mineral plays a major role in the dissolution of minerals
23
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.
Resumo:
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
24
Mallet, Vivien. "Estimation de l'incertitude et prévision d'ensemble avec un modèle de chimie transport - Application à la simulation numérique de la qualité de l'air". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001654.
Resumo:
La thèse s'attache à évaluer la qualité d'un modèle de chimie-transport, non pas par une comparaison classique aux observations, mais en estimant ses incertitudes a priori dues aux données d'entrées, à la formulation du modèle et aux approximations numériques. L'étude de ces trois sources d'incertitude est menée respectivement grâce à des simulations Monte Carlo, des simulations multi-modèles et des comparaisons entre schémas numériques. Une incertitude élevée est mise en évidence, pour les concentrations d'ozone. Pour dépasser les limitations dues à l'incertitude, une stratégie réside dans la prévision d'ensemble. En combinant plusieurs modèles (jusqu'à quarante-huit modèles) sur la bases des observations passées, les prévisions peuvent être significativement améliorées. Ce travail a aussi été l'occasion de développer un système de modélisation innovant, Polyphemus.
25
Boutahar, Jaouad. "Méthodes de réduction et de propagation d'incertitudes : application à un modèle de chimie-transport pour la modélisation et la simulation des impacts". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007557.
Resumo:
Dans une modélisation intégrée des impacts, l'objectif est de tester plusieurs scénarios d'entrées de modèle et/ ou d'identifier l'effet de l'incertitude des entrées sur les sorties de modèle. Dans les deux cas, un grand nombre de simulations de modèle sont nécessaires. Cela reste bien évidemment infaisable avec un modèle de Chimie-Transport à cause du temps CPU demandé. Pour surmonter cette difficulté, deux approches ont été étudiées dans cette thèse : La première consiste à construire un modèle réduit. Deux techniques ont été utilisées : la première est la méthode POD (Proper Orthogonal Decomposition) liée au comportement statistique du système. La seconde méthode est une méthode efficace de prétabulation fondée sur la troncature d'un développement multivariables de la relation Entrées/ sorties associé au modèle.La seconde est relative à la réduction du nombre de simulations demandé par la méthode Monte-Carlo classique de propagation d'incertitude. La technique utilisée ici est basée sur une représentation d'une sortie de modèle incertaine comme un développement de polynômes orthonormaux de variables d'entrées. Un autre point clé dans la modélisation intégrée d'impacts est de développer des stratégies de réduction des émissions en calculant des matrices de transfert sur plusieurs années de simulation. Une méthode efficace de calcul de ces matrices a été ainsi développée, notamment en définissant des scénarios "chimiquement" représentatifs.
L'ensemble de ces méthodes a été appliqué au modèle POLAIR3D, modèle de Chimie-Transport développé dans le cadre de cette thèse.
26
Gatel, Laura. "Construction et évaluation d'un modèle de transport de contaminants réactif couplé surface-subsurface à l'échelle du versant". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU001/document.
Resumo:
L'utilisation de pesticides sur les surfaces agricoles conduit à une contamination généralisée des eaux de surface et de subsurface en France. Dans l'attente d'une évolution profonde des pratiques agricoles et d'une baisse durable de l'utilisation des pesticides, il est intéressant de chercher à limiter des transferts des zones agricoles aux zones aquatiques. Pour mieux agir sur les voies de transfert, il est nécessaire d'approfondir les connaissances des processus en jeu et de leurs interactions éventuelles et de tirer au mieux partie des observations du terrain.L'objectif de cette thèse est l'intégration de processus de transferts réactif dans le modèle hydrologique à base physique CATHY (CATchment HYdrology), capable de simuler en 3 dimensions les écoulements de l'eau de façon couplée surface-subsurface et le transport advectif dans des situations variablement saturées. En subsurface, les processus d'adsorption linéaire et de dégradation du premier ordre sont implémentés. Un module de mélange des solutés entre la lame ruisselante et la première couche de sol est ajouté, qui permet de simuler la remobilisation des solutés de la subsurface dans le ruissellement. Le couplage surface-subsurface des écoulement est très efficace dans ce modèle, et le couplage du transport de soluté adoptant la même stratégie a été amélioré pour mieux respecter la conservation de la masse.Le modèle est en premier lieu testé sur des données issues d'expérimentations de transfert de subsurface sur une maquette de laboratoire à petite échelle (2 m de long, o.5 m de large, 1 m de profondeur). Les résultats sont confrontés aux chroniques de flux massiques observées et une analyse de sensibilité de type Morris est menée. Le modèle est capable de reproduire de façon satisfaisante les observations, et très satisfaisante après une légère calibration. Les conductivités à saturation horizontale et verticale, la porosité et le paramètre $n$ de la courbe de rétention influencent de façon non négligeable les résultats hydrodynamiques et de transfert de soluté. Dans un second temps, le modèle est évalué sur les données issus d'un versant viticole réel (0.6 ha) dans un contexte orageux avec de fortes interactions surface-subsurface. Une analyse de sensibilité globale est menée, et met en valeur les mêmes paramètres que la méthode de Morris. Les interactions entre les paramètres influencent fortement la variabilité des sorties hydrodynamiques et de transfert. La conservation de la masse est très correctement assurée malgré la complexité de la simulation.Le modèle auquel on aboutit correspond bien aux objectifs de départ, sa validation est solide, même si elle n'est rigoureusement valable que dans les contextes précis où elle a été réalisée. On a montré que le modèle était robuste et capable de reproduire des données observées. D'autres processus manquent encore pour représenter toutes les voies de transfert à l'échelle du versant, notamment la représentation du transfert préférentiel en subsurface et du transport sédimentaire en surfacePesticide use on agricultural surfaces leads to a broad surface and subsurface water contamination in France. Awaiting a deep agricultural practices evolution and a sustained fall of the pesticide use, it is of interest to limit transfers form agricultural fields to rivers. In order to constrain those transfers, a deepen knowledge of processes at stake and their potential interactions is necessary, as well as taking full advantages of fields observations.The aim of this PhD is the reactive transfer processes integration in the Hydrological physically-based model CATHY (CATchment HYdrology) which simulates surface-subsurface coupled water flow and advectiv solute transport in three dimensions and in variably saturated situations. Linear adsorption and first order decay are implemented in subsurface. A mixing modules is added, and evens the concentration between surface runoff and subsurface first layer. This module simulates the solute mobilisation from soil to surface runoff. The water flow surface-subsurface coupling procedure is very accurate in CATHY, and the transport coupling procedure is improve in order to respect the mass conservation.The model is first evaluated on subsurface transfer laboratory experimentation data at a small scale (2 m long, o.5 m wide, 1 m deep). Results are compared to mass flux evolution in time and a Morris sensitivity analysis is conducted. The model is able to acceptably reproduce observation, and properly after a slight calibration. Horizontal and vertical saturated conductivities, porosity and the $n$ parameter of retention curve significantly influence hydrodynamics and solute transport. As a second step, the model is evaluated on data from a field wine hillslope on an intense rain event, therefore in a context with a lot of surface-subsurface interactions. A global sensitivity analysis is conducted and highlights same parameters as the Morris method. Interactions between parameters highly influence the variability of hydrodynamic and solute transfer outputs. Mass conservation is accurate despite the complexity of the context.The resulting model meets the objectives, its evaluation is strong even if its theoretically only valid in the precise context in which the evaluations where conducted. The model is robust and able to reproduce observed data. Some complementary processes are still missing in the model to properly represent transfer ways at the hillslope scale, such as subsurface preferential transfers and surface sedimentary transport
27
Grauffel, Cédric. "Etude in silico de la reconnaissance de la méthylation des lysines sur les queues d'histones". Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6202.
Resumo:
Les modifications post-traductionnelles (MPT) sur les queues d'histone jouent un rôle important dans des mécanismes comme la régulation de l'expression des gènes. Un mode d'action passe par le reconnaissance d'une modification covalente par un domaine protéique appartenant généralement à une protéine associée au remodelage de la chromatine (enzyme, facteur de transcription, etc. . . ). La méthylation des lysines est une modification particulièrement importante, pour laquelle plusieurs sites ont été identifiés sur les histones. Nous avons entrepris de déterminer les bases de la sélectivité de domaines protéiques pour un site de méthylation donné, en utilisant les nombreuses données disponibles dans les banques de données structurales (PDB). Nous avons utilisé des calculs de dynamique moléculaire, couplés à un protocole dérivé de la méthode MM/PBSA, pour étudier les interactions entre les peptides d'histone et les domaines protéiques. Il a dans un premier temps fallu développer et valider un jeu de paramètres permettant l'étude par dynamique moléculaire des MPT. L'analyse de nos résultats a notamment mis en évidence le fait que certains domaines protéiques reconnaissent un court motif de séquence afin de discriminer entre différents sites de méthylation. Il apparaît ainsi clairement que les chromodomaines sont spécifiques d'un motif ARKmeS, tandis que les domaines PHD lient le motif ARTKme sur H3. L'ensemble de nos données peut servir de point de départ à la recherche de nouveaux effecteurs des MPT, comme nous avons entrepris de le faire pour le cas particulier des domaines PHDPost-translationnal modifications (PTMs) of histone tails play an important role in cellular processes such as gene expression and regulation. They can act through their specific recognition by proteic domains belonging to chromatin remodeling factors (enzymes, transcription factors, etc). A particularly important modification is the methylation of specific histone tail sites, for which there exist many. Our goal was to get insights into the molecular selectivity of these proteic domains towards a given methylation site by taking advantage of the numerous structural data available in the Protein Data Bank. We studied the interactions between the domains and histone peptides, using molecular dynamics simulations combined with a protocol using the MM/PBSA method. A pre-requisite was to develop and validate force field parameters for the of PTMs. Our results notably revealed that some domains discriminate the methlyation sites by recognizing short linear sequence motifs. It thus appears that chromodomains are specific to an ARKmeS motif, while PHD fingers bind the ARTKme motif of H3. The study carried out on PHD fingers also proves that our overall results can be used as a reference for research of other effectors of histone tails
28
Quelo, Denis. "Simulation numérique et assimilation de données variationnelle pour la dipersion atmosphérique de polluants". Marne-la-vallée, ENPC, 2004. http://www.theses.fr/2004ENPC0441.
Resumo:
"Ce travail a permis de développer un modèle de chimie-transport tridimensionnel Polair3D pour simuler la pollution photochimique. Des comparaisons aux mesures d'ozone et d'oxydes d'azote sur la région de Lille pour l'année 1998 l'ont validé à l'échelle régionale. La méthode d'assimilation de données 4D-var a été implémentée. Elle est basée sur le modèle adjoint de Polair3D qui a été obtenu par différenciation automatique. Une application à la modélisation inverse des émissions sur Lille avec des observations réelles a montré que l'inversion de paramètres temporels d'émissions d'oxydes d'azote permet d'améliorer notablement les prévisions. La sensibilité de "second-ordre" permet d'étudier la sensibilité de l'inversion au système d'assimilation de données lui-même en calculant son conditionnement. Cette problématique est illustrée sur deux applications: la dispersion de radionucléides à petite échelle et la chimie atmosphérique, caractérisée par sa disparité d'échelles temporelles. "This work has led to the development of a three-dimensional chemistry-transport model Polair3D which simulates photochemistry. Model-to-data comparison of ozone and nitrogen oxides measurements over Lille in 1998 has proven its reliability at regional scale. 4D-var data assimilation has been implemented. It relies on the adjoint model of Polair3D obtained through automatic diferentiation. An application of inverse modeling of emissions over Lille with real measurements has been performed. It has proven that the inversion of temporal parameters of nitrogen oxides emissions leads to a significant improvement of forecasts. The so-called second-order sensitivity allows to study the sensitivity of the inversion with respect to the data assimilation system itself by computing its conditioning. This is illustrated by two test cases: short-range dispersion of radionuclides and gas-phase atmospheric chemistry characterized by a wide range of timescales
29
Peiro, Hélène. "Assimilation des observations satellitaires de l'interféromètre atmosphérique de sondage infrarouge (IASI) dans un modèle de chimie-transport pour des réanalyses d'ozone à l'échelle globale". Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30019/document.
Resumo:
L'impact sur le climat et sur la qualité de l'air des gaz émis par les activités humaines a de fortes retombées sociales et économiques. L'ozone (O3) troposphérique est produit à partir des polluants primaires comme les oxydes d'azote. Il est le troisième gaz par importance dans l'effet de serre après le dioxyde de carbone et le méthane, et il est l'un des polluants principaux pour ses effets oxydants sur les tissus organiques. Pour répondre au besoin de mesure continue de la concentration d'O3 plusieurs satellites emportent des sondeurs capables de mesurer leur signal dans les domaines ultra-violet, visible ou infrarouge du rayonnement terrestre. Le CNES développe notamment le sondeur infrarouge IASI à bord des satellites météorologiques polaires METOP. IASI, en orbite depuis de nombreuses années, permet d'estimer la concentration de certains gaz atmosphériques, notamment l'O3, avec une couverture spatio-temporelle jamais atteinte jusqu'à présent. Chaque jour IASI mesure le spectre infrarouge de l'atmosphère entre 650 et 2700 nm avec une résolution horizontale de 12 km, ce qui fait un volume de données géolocalisées de plusieurs dizaines de gigaoctets par jour. Ces observations constituent un jeu de données idéal pour la validation des modèles de chimie-transport (CTM) à la base des systèmes de surveillance et de prévision de la qualité de l'air. Ces modèles peuvent prendre en compte les observations satellitaires par une procédure mathématique appelée 'assimilation de données'. Cette technique permet de compléter l'information parfois parcellaire des satellites (par exemple à cause de la présence des nuages ou durant la nuit pour les capteurs UV-visible) et d'obtenir des champs 3D globaux des concentrations de certaines espèces chimiques avec une fréquence horaire. Dans ce contexte, il est très important de développer des algorithmes fiables et efficaces pour assimiler les données IASI dans les CTM. A cette fin, l'UMR/CECI (CERFACS) développe en collaboration avec le CNRM/Météo-France un outil d'assimilation (VALENTINA) pour le CTM MOCAGE ayant des applications à l'échelle globale ou régionale pour l'étude du climat ou de la qualité de l'air, notamment dans le cadre du projet européen Copernicus sur la composition de l'atmosphère (CAMS). Il collabore également avec le Laboratoire d'Aérologie, qui développe depuis plusieurs années l'algorithme SOFRID de restitution des profils verticaux d' O3 IASI basé sur le code de transfert radiatif RTTOV. Le travail de cette thèse concerne la mise au point et la production d'analyses d' O3 troposphérique tridimensionnelles par l'assimilation d'observations satellitaires (MLS, IASI) dans le CTM MOCAGE. L'objectif principal est de constituer une nouvelle base de données pour l'étude de la variabilité de l'ozone de l'échelle journalière à celle décennale. On démontre ainsi la capacité des analyses utilisant les données IASI à reproduire la réponse de l' O3 troposphérique à l'ENSO (El Niño Southern Oscillation) aux basses latitudes, apportant notamment des informations nouvelles sur la distribution verticale des anomalies associées. Une large part de ce travail a de plus consisté à analyser les biais entre les analyses et les données de sondages indépendantes. Une des raisons expliquant ces biais pourrait être l'utilisation d'a-priori et de covariances d'erreurs climatologiques fortement biaisés (notamment au niveau de la tropopause) dans la procédure d'inversion des produits d' O3 de IASI. Une seconde partie de la thèse a donc consisté à mettre en place une méthode permettant de prescrire des a-priori plus proches des situations réelles améliorant ainsi les profils d' O3 restitués. En conclusion cette thèse constitue une avancée significative vers l'amélioration des produits d' O3 troposphérique issus de l'instrument IASI, permettant d'envisager un suivi à long terme que le caractère opérationnel des satellites METOP faciliteraHuman activity produces gases impacting the climate and the air quality with important economic and social consequences. Tropospheric ozone (O3) is created by chemical reactions from primary pollutants as nitrogen oxides. O3 is the third most important greenhouse gas after carbon dioxide and methane. It is one of the most important pollutants due to its oxidant effects on biological tissue. Several sensors on board satellites measure ozone concentration in the Ultraviolet, visible, or in the Earth infrared radiance. The French national center for space studies CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) has developed the infrared sounding IASI on board polar meteorological satellites METOP. IASI, in orbit for several years, has allowed to estimate concentration of atmospheric gases, particularly O3, with a spatio-temporal coverage never reached so far. Every day, IASI measures infrared spectrum of the atmosphere between 650 to 2700 nm with an horizontal resolution of 12 km, giving tens of Gigaoctet per day of geolocated data. These observations form a part of an ideal set of data for the Chemistry Transport Model (CTM). CTM are used to analyze and predict air quality and can take into account satellite data according to a mathematical procedure called 'data assimilation'. This technic allows to fill gaps in the satellite information (for instance due to clouds or during night for the UV-visible sensor) and to obtain 3D global fields of chemical species concentration on an hourly basis. Therefore, it is important to develop accurate and efficient algorithms to assimilate IASI data in the CTM's. To this end, the UMR/CECI (CERFACS) develops in collaboration with the CNRM/Météo-France an assimilation tool (named VALENTINA) to the CTM MOCAGE that has applications on global and regional scales for climate or air quality study. The CTM MOCAGE is part of the European Copernicus project on the atmospheric composition (CAMS). In addition, the UMR/CECI collaborates with the Laboratoire d'Aérologie that has developed for several years the SOFRID algorithm for the vertical profiles retrieval of IASI ozone data based on the radiative transfer code RTTOV. The study of this PhD includes the tridimensional production of tropospheric ozone analysis with data assimilation (MLS, IASI) in the CTM MOCAGE, and on the ozone variability. Hence, we demonstrate the analysis ability to reproduce tropospheric ozone in response to ENSO, by bringing new informations on the vertical structure of associated anomalies. The PhD also focuses on the study of biases between analyses and independent ozone soundings. One of the main reasons could be due to the use of the climatological a-priori and matrix error covariance associated, strongly biased (particularly around the tropopause) in the retrieval method of IASI ozone data. Therefore, the second part of the PhD has consisted implementation of a method that generates accurate a-priori to improve retrieved ozone profiles. As a conclusion, this PhD brings a significant progress towards the improvement of tropospheric ozone products from IASI instrument, that should contribute to the long-term monitoring of tropospheric ozone thanks to the operational nature of METOP satellites
30
Guillaume, Bruno. "Les aérosols : émissions, formation d'aérosols organiques secondaires, transport longue distance, zoom sur les aérosols carbonés en Europe". Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30260.
Resumo:
On regroupe sous le nom d'« aérosols carbonés » deux espèces chimiques différentes : le « carbone suie » (« Black Carbon » BC) et le carbone organique ( « Organic Carbon » OC). BC est intégralement émis par les sources de combustion tandis que OC comporte à la fois une partie émise (OC primaire, OCp) et une partie formée secondairement par photochimie dans l'atmosphère (aérosols organiques secondaires, SOA). La complexité de ce type d'aérosols n'est aujourd'hui que peu représentée dans les modèles existants. On relève deux sources principales d'incertitude dans l'étude de l'impact climatique des aérosols carbonés. La première porte sur les inventaires d'émissions, la deuxième sur la modélisation complexe de leur évolution dans l'atmosphère (transport, interactions gaz-particules, dépôts sec et humide). Dans le contexte de ma thèse réalisée au Laboratoire d'Aérologie de Toulouse (LA), j'ai pris en compte cette complexité en développant un inventaire d'émissions d'aérosols carbonés sur l'Europe mais aussi un nouvel outil de modélisation 3D à l'échelle globale. Stratégiquement, mon travail s'articule en cinq étapes:une meilleure caractérisation des inventaires d'émissions de BC et OCp, en développant un nouvel inventaire des sources principales que sont les combustions de fuels fossiles et de biofuels (secteur industriel, secteur domestique, trafic). Cet inventaire, de résolution 25kmx25km, fournit les émissions de BC et OCp pour 1995, 2000, 2005, 2010 et comporte deux zooms régionauxsur la France à la résolution 10kmx10km et sur la région de la campagne Escompte à la résolution 1kmx1km, le développement d'un nouvel outil de modélisation globale de BC et OC (primaire et secondaire) par couplage du module d'aérosol ORISAM (module sectionnel) (LA/INERIS/ADEME) avec le modèle global de chimie-transport TM4 (collaboration LA/KNMI), qui permet à la fois la prise en compte d'une distribution des aérosols suivant 8 classes de taille (0. 04µm-10 µm) et la prise en compte d'une composition chimique détaillée des aérosols (BC et OCp constituant le noyau de la particule sur lequel condensent plus de 6 réactifs chimiques organiques/inorganiques), des simulations avec ce nouveau modèle global baptisé ORISAM-TM4, des confrontations de résultats avec les mesures de BC et OC et l'étude du transport longue distance des aérosols, des tests de sensibilité sur la formation des aérosols organiques secondaires (SOA) portant sur différentes familles de composés organiques volatils (COV) précurseurs de SOA et portant également sur l'hygroscopicité des SOA (caractère hydrophile/hydrophobe), enfin, j'ai couplé ce nouvel outil ORISAM-TM4 à un module radiatif pour déterminer les propriétés optiques des aérosols (épaisseur optique, albédo de simple diffusion) en mélange interne à l'échelle globale.
31
Guillaume, Bruno. "Les aérosols:émissions, formation d'aérosols organiques secondaires, transport longue distance- Zoom sur les aérosols carbonés en Europe -". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00145318.
Resumo:
On regroupe sous le nom d' « aérosols carbonés » deux espèces chimiques différentes : le « carbone suie » (« Black Carbon » BC) et le carbone organique ( « Organic Carbon » OC). BC est intégralement émis par les sources de combustion tandis que OC comporte à la fois une partie émise (OC primaire, OCp) et une partie formée secondairement par photochimie dans l'atmosphère (aérosols organiques secondaires, SOA). La complexité de ce type d'aérosols n'est aujourd'hui que peu représentée dans les modèles existants. On relève deux sources principales d'incertitude dans l'étude de l'impact climatique des aérosols carbonés. La première porte sur les inventaires d'émissions, la deuxième sur la modélisation complexe de leur évolution dans l'atmosphère (transport, interactions gaz-particules, dépôts sec et humide). Dans le contexte de ma thèse réalisée au Laboratoire d'Aérologie de Toulouse (LA), j'ai pris en compte cette complexité en développant un inventaire d'émissions d'aérosols carbonés sur l'Europe mais aussi un nouvel outil de modélisation 3D à l'échelle globale. Stratégiquement, mon travail s'articule en cinq étapes:- une meilleure caractérisation des inventaires d'émissions de BC et OCp, en développant un nouvel inventaire des sources principales que sont les combustions de fuels fossiles et de biofuels (secteur industriel, secteur domestique, trafic). Cet inventaire, de résolution 25kmx25km, fournit les émissions de BC et OCp pour 1995, 2000, 2005, 2010 et comporte deux zooms régionaux : sur la France à la résolution 10kmx10km et sur la région de la campagne Escompte à la résolution 1kmx1km,
- le développement d'un nouvel outil de modélisation globale de BC et OC (primaire et secondaire) par couplage du module d'aérosol ORISAM (module sectionnel) (LA/INERIS/ADEME) avec le modèle global de chimie-transport TM4 (collaboration LA/KNMI), qui permet à la fois la prise en compte d'une distribution des aérosols suivant 8 classes de taille (0.04µm-10 µm) et la prise en compte d'une composition chimique détaillée des aérosols (BC et OCp constituant le noyau de la particule sur lequel condensent plus de 6 réactifs chimiques organiques/inorganiques),
- des simulations avec ce nouveau modèle global baptisé ORISAM-TM4, des confrontations de résultats avec les mesures de BC et OC et l'étude du transport longue distance des aérosols,
- des tests de sensibilité sur la formation des aérosols organiques secondaires (SOA) portant sur différentes familles de composés organiques volatils (COV) précurseurs de SOA et portant également sur l'hygroscopicité des SOA (caractère hydrophile/hydrophobe),
- enfin, j'ai couplé ce nouvel outil ORISAM-TM4 à un module radiatif pour déterminer les propriétés optiques des aérosols (épaisseur optique, albédo de simple diffusion) en mélange interne à l'échelle globale.
32
Vachon, Aurélia. "Etude du transport de l'oxygene dans des membranes lipidiques modeles, par marquage de spin en resonance paramagnetique electronique : apport a la radioprotection chimique :application a l'etude des ginkgolides". Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066578.
Resumo:
Etude de la diffusion transversale de l'oxygene au sein de membranes modeles constituees de dipalmitoyl phosphatidylcholine, par la methode de saturation en rpe et par marquage de spin. Inhibition du transport de l'oxygene par des radioprotecteurs chimiques
33
Menegoz, Martin. "Modélisation globale des interactions atmosphère-aérosols". Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/700/.
Resumo:
Les aérosols agissent sur l'équilibre radiatif de la Terre en diffusant et en absorbant le rayonnement solaire et en interagissant avec les nuages. Une première étape pour quantifier l'impact des aérosols sur le climat est l'évaluation de la composition atmosphérique en aérosols. C'est l'objectif de ce travail de thèse. Trois espèces sont étudiées en particulier : le sulfate, le carbone-suie et les poussières désertiques. Des simulations pluriannuelles de l'évolution de ces trois espèces sont analysées d'abord en Europe et aux hautes latitudes, puis globalement. Elles sont confrontées à des observations et à des simulations réalisées par d'autres centres de recherche. Le modèle décrit correctement la concentration atmosphérique de ces trois aérosols. Leurs principaux puits et sources ont été mis en évidence, ce qui permet de proposer les principales clés nécessaires pour modéliser la concentration atmosphérique en aérosolsAerosols influence the Earth radiative budget, both scattering and absorbing solar radiation and through their interactions with clouds. Before quantifying the impact of aerosols on climate, it is necessary to evaluate their concentration in the atmosphere. This is the topic of this work. In particular, three aerosols are studied : sulphate, black-carbon and desert dust. Multi-year simulations are analysed over Europe and high latitudes as a first step and at the global scale as a second step. They are compared with observations and with simulations performed by other models. Our model describe the atmospheric concentration of aerosols quite well. Mains sinks and sources are put forward for each aerosol, which allows to identify ways to better simulate their atmospheric distribution
34
Delage, Fabienne. "Etude de la fonction cinétique de dissolution d'un verre nucléaire". Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20159.
Resumo:
Ce travail a pour but d'etablir une fonction cinetique de dissolution dans l'eau, du verre nucleaire borosilicate inactif de reference r717. Les contributions au processus global de dissolution, des mecanismes de reaction de surface et de diffusion du silicium dans la solution interstitielle de la pellicule d'alteration, sont etudiees sur un intervalle de temps a l'echelle du laboratoire. Deux approches sont developpees: l'une experimentale, l'autre modelisatrice. Demarche experimentale. Les principaux resultats sont les suivants: les vitesses initiales de corrosion evoluent entre 90 et 250c selon une loi de type arrhenius; des correlations lineaires entre le taux de silicium piege dans la pellicule d'alteration et la concentration du silicium en solution peuvent etre etablies pour toutes les temperatures considerees; la diffusion du silicium dans la solution interstitielle de la pellicule d'alteration est mise en evidence dans des conditions experimentales a faible taux de renouvellement de solution; des concentrations en solution, quasi-stationnaires, peuvent etre observees a 110 et 150c pour des experiences menees a fort rapport surface de verre sur volume de solution. Modelisation. La cinetique de dissolution est decrite par une conjugaison des relations: equation cinetique du premier ordre par rapport au silicium et premiere loi de fick appliquee a la diffusion du silicium dans la solution interstitielle de la pellicule d'alteration. La simulation de la formation de la pellicule d'alteration est effectuee sur la base de la precipitation d'hydroxydes et carbonates, et du piegeage partiel du silicium selon les lois proposees precedemment. La reproduction des resultats experimentaux par le code de calcul est assez satisfaisante. Dans tous les cas etudies, la diffusion du silicium dans la solution interstitielle de la pellicule d'alteration ne peut etre negligee
35
Pascaud, Aude. "Déterminants des évolutions spatio-temporelles des retombées atmosphériques acidifiantes et eutrophisantes en France et élaboration d’un modèle de projection". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10105.
Resumo:
Les polluants atmosphériques, qu’ils soient de sources naturelles ou anthropiques, peuvent être transformés et transportés sur de longues distances. Les retombées atmosphériques constituent des puits définitifs pour ces polluants atmosphériques. Ce travail de recherche s’inscrit dans le cadre du projet SESAME du programme PRIMEQUAL « Pollution longue distance ». Les objectifs sont d’identifier les déterminants de l’évolution des retombées atmosphériques acidifiantes et eutrophisantes et d’évaluer l’efficacité des politiques de réduction en vigueur. Les méthodologies reposent sur des approches statistiques appliquées à une compilation de bases de données issues de trois observatoires MERA, CATAENAT et BAPMoN. L’utilisation de procédures de consolidation et de comparaison a permis d’optimiser la base de données pour envisager des analyses descriptives en toute objectivité. La détermination de la composition chimique des espèces ioniques majeures a permis de distinguer les déterminants des contrastes géographiques et saisonniers de la chimie des retombées atmosphériques. L’étude des changements temporels annuels et saisonniers par la méthode de Sen Mann Kendall a mis en évidence des liens pouvant être linéaires ou non linéaires entre les évolutions de la composition chimique des retombées atmosphériques et leurs déterminants. L’expertise des déterminants a contribué à la création pas à pas d’un modèle statistique en vue de proposer des prévisions des retombées atmosphériques au site de mesure à l’horizon de quelques années (suivant différents scénarios climatiques). Des valeurs ponctuelles de dépassement de charges critiques et leur évolution face aux dépôts mesurés et projetés ont été évaluées. Enfin, la densité de sites a permis d’obtenir une spatialisation des retombées atmosphériques, qui a pu être comparée aux cartes de dépôts modélisées par le modèle EMEPAtmospheric pollutants emitted by both natural and anthropogenic sources are precursors of secondary compounds such as acidic gases and aerosols, which can be transported over long distances. Atmospheric deposition is the ultimate sink for these pollutants and can lead to acidification and eutrophication issues. This research was conducted within the SESAME project as part of the PRIMEQUAL long distance pollution program. The objectives seek to identify determinants of atmospheric deposition changes and to evaluate policies of pollutant reductions. Statistical approaches were applied to measurement databases of three French networks: MERA, CATAENAT and BAPMoN. Several procedures were developed to consolidate and to compare the datasets for a descriptive analysis. Geographical and seasonal determinants were identified based on the chemistry of concentrations and deposition fluxes. The trends resulting from Sen Mann Kendall tests highlighted that the changes in chemical compositions of atmospheric deposition can be either linear or nonlinear with the identified determinants. The findings were used to develop a predictive model to forecast the deposition fluxes of sulfur and nitrogen species under different climate scenarios and over several decades. The exceedances of critical loads and their changes were evaluated from current and forecasted deposition fluxes. Finally, the density of measurement sites over the French area was strong enough to create maps of deposition fluxes, which were then compared to the EMEP model outputs
36
Chéron, Jonathan. "Study of the bacterial microenvironment in a bioleaching stirred tank bioreactor : transport phenomena and kinetic modelling in three-phase flow". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/DDOC_T_2021_0237_CHERON.pdf.
Resumo:
La biolixiviation extractive est un ensemble de technologies visant à récupérer les métaux contenus dans les ressources minérales via l'assistance de microorganismes. Ces technologies ont été mises en œuvre avec succès à l'échelle industrielle et utilisées, soit sous la forme de traitements en tas, soit en utilisant des réacteurs à cuve agitée à grande échelle. Récemment, la biolixiviation a évolué vers l'exploitation de ressources non communes (très faibles teneurs, minéralogie complexe ou forte teneur en soufre) causée par la tendance à la baisse des teneurs moyennes en métaux contenus dans les minerais. La biolixiviation en cuve agitée s'est avérée plus efficace que les traitements en décharge ou en tas pour le traitement des ressources de grande valeur (comme les minerais d'or réfractaire), principalement grâce à un meilleur contrôle du processus. Cependant, ce traitement doit encore être optimisé sur le plan technique pour atteindre une viabilité économique dans le cas des ressources non conventionnelles. Dans ce travail de thèse, un modèle couplé hydrocinétique de biolixiviation en réacteur a été développé pour modéliser et simuler le microenvironnement bactérien et sa réponse aux hétérogénéités locales du réacteur afin d'établir des critères d'optimisation. Pour cela, une étude expérimentale a été réalisée à l'échelle laboratoire afin d'obtenir les données nécessaires à la calibration des différents modèles. Cette étude comprenait des tests de biolixiviation en cuve agitée pour recueillir les paramètres cinétiques, et des études abiotiques pour déterminer les paramètres hydrodynamiques essentiels (Njs, kla). Dans une seconde étude, un modèle CFD multi-échelle solide-liquide a été développé et simulé en utilisant différentes conditions de géométries de mobiles d'agitation, de concentrations en solide et de vitesses d'agitation. L'impact de ces conditions sur l'homogénéité du solide et la contrainte mécanique perçue par les particules a été évalué et des règles de base de dimensionnement ont été extrapolées à partir des résultats. Enfin, un modèle hydrocinétique d'un réacteur de biolixiviation multi-échelle a été développé. Pour cela, un modèle CFD décrivant l'écoulement gaz-liquide a été formulé et simplifié en utilisant une approche par compartiments. Cette approche a été modélisée sur MatLab et combinée avec les résultats précédents sur les modèles cinétiques et d'hydrodynamique solide-liquide. Enfin, le modèle hydrocinétique compartimenté a été utilisé pour caractériser la cinétique de biolixiviation puis comparé aux données expérimentalesExtractive bioleaching is a range of technologies aiming at recovering metals contained in mineral resources using biological means. It was successfully implemented at the industrial scale and used either in the form of dump or heap treatments, or by using large-scale stirred tank reactors (STR). Recently, bioleaching is evolving towards the exploitation of unusual resources (very low-grades, complex mineralogy, or high sulphur content) caused by the declining trend in mean ore grades. Bioleaching STR have proven to be more efficient than the dump or heap treatments for the treatment of high-value resources (such as refractory gold ores) mainly thanks to the better control over the process. However, it still needs further technical optimization to reach economic viability in the case of unconventional resources. In this PhD work, a coupled bioleaching STR hydrokinetic model was developed to model and simulate the bacterial microenvironment / response to the local heterogeneities of the tank in order to establish optimization criteria. First, an experimental study was performed at laboratory-scale to obtain the data necessary for the calibration of the various models. This includes bioleaching tests in STR to gather kinetics parameters and abiotic studies to determine essential hydrodynamics parameters (Njs, kla). On a second study, a multi-scale solid-liquid CFD model was developed and simulated using various conditions of impeller geometries, solid concentrations, and agitation rates. The impact of these conditions on solid homogeneity and particle stress was assessed and basic sizing rules were extrapolated from the results. Lastly, a hydro-kinetic model of a multi-scale bioleaching STR was developed. For this, a CFD model describing the gas-liquid flow was developed and simplified using a compartment approach. This approach was modelled on MatLab and combined with previous results on kinetic and solid-liquid models. Finally, the compartment hydro-kinetic model was used to characterize the kinetics of bioleaching and was compared with experimental data
37
Wolff, Jean. "Un modèle théorique des mélanges ternaires de lipides et de cholestérol". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01068363.
Resumo:
Nous proposons un modèle théorique original pour décrire le processus de formation et la coexistence de phase dans les mélanges ternaires de phospholipides et de cholestérol. Ce modèle combine les effets de transitions de phase liquide-gel, décrits à l'aide d'un paramètre d'ordre interne, et les effets de mélange non-idéaux inspirés des modèles de Flory pour décrire l'influence du cholestérol. Notre approche thermodynamique décrit avec un réel succès la coexistence de mélanges phospholipide binaires, tel que DOPC-DPPC. Le paramètre d'ordre inspiré de l'approche de Doniach et de l'analogie avec le modèle d'Ising sous champ magnétique modélise de façon simplifiée la thermodynamique des chaînes alkyles dans la bicouche lipidique. Nous obtenons d'une part des diagrammes ternaires ressemblant aux diagrammes expérimentaux mais aussi la dépendance en température des équilibres de phases. Nous décrivons également des diagrammes pour d'autres espèces, telles que PSM, POPC ou DiphytanoylPC. Notre approche, combinant géométrie discrète et résolution des équations analytiques pour la détermination des caractéristiques des diagrammes de Gibbs est novatrice, et s'applique à une classe étendue de modèles thermodynamiques avec paramètre d'ordre. Nous cherchons ensuite à décrire des systèmes inhomogènes à l'aide d'une généralisation de Ginzburg-Landau du modèle précédent. Une application importante consiste à déterminer la tension de ligne $\tau$ et le profil d'une interface entre macrodomaines de phase liquide ordonné et désordonné. Enfin, nous étendons la théorie du mouillage de Cahn à la description de l'environnement d'une inclusion circulaire de rayon fini $R$ dans un ''océan lipidique'', à coexistence et hors coexistence. Nous discutons pour finir les effets de la proximité du point critique et ses conséquences quant aux interactions entre impuretés induites par les effets de mouillage.
38
Tombette, Marilyne. "Modélisation des aérosols et de leurs propriétés optiques sur l'Europe et l'Ile de France : Validation, sensibilité et assimilation de données". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004169.
Resumo:
Les aérosols constituent un enjeu important pour l'étude de l'atmosphère. En effet, ils ont des conséquences sanitaires néfastes, modifient la visibilité et ont sur le bilan radiatif des effets directs (absorption/réfraction de la lumière), semi-directs (modification du profil vertical de température) et indirects (impact sur la formation des nuages en tant que noyaux de condensation). Leur modélisation est particulièrement complexe, aussi bien physiquement que numériquement. L'objectif de cette thèse est d'évaluer les performances et les limitations des systèmes de modélisation des aérosols aux échelles régionales et continentales. Quelle est la robustesse des modèles et des évaluations des performances des modèles par comparaison avec des données mesurées ? Quel peut être l'apport des systèmes d'assimilation de données ? Une première partie porte sur l'évaluation d'un modèle d'aérosols résolu en taille au sein de la plateforme Polyphemus sur des cas régionaux (Europe et Île-de-France) pour plusieurs bases de données. Les indicateurs sont les masses totales (comme les PM10, particules de diamètre inférieur à 10 μm), la composition chimique et la granulométrie. Les sorties du modèle ont été adaptées afin de pouvoir être comparées à des données optiques (épaisseur optique, coefficient d'extinction) issues de photomètres ou de lidars. Une deuxième partie du travail de thèse a consisté à étudier la sensibilité du modèle à différentes para métrisations physiques et méthodes numériques. Sur cette base, les méthodes de prévision d'ensemble pour les aérosols donnent des résultats préliminaires encourageants. Une dernière partie étudie l'apport éventuel d'un système d'assimilation de données. La méthode d'interpolation optimale a ainsi été utilisée afin d'assimiler des données de PM10 au sol. L'impact de l'assimilation sur les résultats en prévision a été évalué.
39
Pascaud, Aude. "Déterminants des évolutions spatio-temporelles des retombées atmosphériques acidifiantes et eutrophisantes en France et élaboration d’un modèle de projection". Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10105/document.
Resumo:
Les polluants atmosphériques, qu’ils soient de sources naturelles ou anthropiques, peuvent être transformés et transportés sur de longues distances. Les retombées atmosphériques constituent des puits définitifs pour ces polluants atmosphériques. Ce travail de recherche s’inscrit dans le cadre du projet SESAME du programme PRIMEQUAL « Pollution longue distance ». Les objectifs sont d’identifier les déterminants de l’évolution des retombées atmosphériques acidifiantes et eutrophisantes et d’évaluer l’efficacité des politiques de réduction en vigueur. Les méthodologies reposent sur des approches statistiques appliquées à une compilation de bases de données issues de trois observatoires MERA, CATAENAT et BAPMoN. L’utilisation de procédures de consolidation et de comparaison a permis d’optimiser la base de données pour envisager des analyses descriptives en toute objectivité. La détermination de la composition chimique des espèces ioniques majeures a permis de distinguer les déterminants des contrastes géographiques et saisonniers de la chimie des retombées atmosphériques. L’étude des changements temporels annuels et saisonniers par la méthode de Sen Mann Kendall a mis en évidence des liens pouvant être linéaires ou non linéaires entre les évolutions de la composition chimique des retombées atmosphériques et leurs déterminants. L’expertise des déterminants a contribué à la création pas à pas d’un modèle statistique en vue de proposer des prévisions des retombées atmosphériques au site de mesure à l’horizon de quelques années (suivant différents scénarios climatiques). Des valeurs ponctuelles de dépassement de charges critiques et leur évolution face aux dépôts mesurés et projetés ont été évaluées. Enfin, la densité de sites a permis d’obtenir une spatialisation des retombées atmosphériques, qui a pu être comparée aux cartes de dépôts modélisées par le modèle EMEPAtmospheric pollutants emitted by both natural and anthropogenic sources are precursors of secondary compounds such as acidic gases and aerosols, which can be transported over long distances. Atmospheric deposition is the ultimate sink for these pollutants and can lead to acidification and eutrophication issues. This research was conducted within the SESAME project as part of the PRIMEQUAL long distance pollution program. The objectives seek to identify determinants of atmospheric deposition changes and to evaluate policies of pollutant reductions. Statistical approaches were applied to measurement databases of three French networks: MERA, CATAENAT and BAPMoN. Several procedures were developed to consolidate and to compare the datasets for a descriptive analysis. Geographical and seasonal determinants were identified based on the chemistry of concentrations and deposition fluxes. The trends resulting from Sen Mann Kendall tests highlighted that the changes in chemical compositions of atmospheric deposition can be either linear or nonlinear with the identified determinants. The findings were used to develop a predictive model to forecast the deposition fluxes of sulfur and nitrogen species under different climate scenarios and over several decades. The exceedances of critical loads and their changes were evaluated from current and forecasted deposition fluxes. Finally, the density of measurement sites over the French area was strong enough to create maps of deposition fluxes, which were then compared to the EMEP model outputs
40
Cosme, Emmanuel. "Cycle du soufre des moyennes et hautes latitudes Sud dans un modèle de circulation générale atmosphérique". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00705168.
Resumo:
L'objectif de ce travail est de contribuer à la compréhension du cycle atmosphérique du soufre en Antarctique par l'utilisation d'un Modèle de Circulation Générale Atmosphérique (MCGA). Les versions "Antarctique" et "soufre" du MCGA LMD-ZT ("Laboratoire de Météorologie Dynamique- Zoom Traceurs") ont été fusionnées pour l'étude à haute résolution Antarctique du cycle du soufre dans les moyennes et hautes latitudes Sud. Une méthode de forçage "latéral" de la circulation atmosphérique antarctique par des analyses du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme (CEPMMT) a été spécifiquement développée et appliquée. Le modèle a d'abord été évalué. Il représente correctement le cycle saisonnier des espéces soufrées aux sites d'observation en Antarctique. Plusieurs défauts ont cependant été identifiés , discutés, et certains ont été étudiés par des expériences numériques spécifiques. Ceci nous a permis, dans la suite de ce travail, de décrire de manière critique le cycle du soufre en Antarctique à partir des résultats du modèle. Le modèle a été utilisé pour trois applications. La première a été une mise en oeuvre directe du modèle, tel qu'il a été évalué, dans le but d'estimer les distributions spatiales, le cycle saisonnier dans les régions centrales, et le bilan annuel des espèces soufrées en Antarctique. La deuxième se présente sous forme d'études de sensibilité à la formulation des émissions de sulfure de diméthyle (DMS) océanique, que la phase d'évaluation a révélé comme déterminante pour la modélisation du cycle du soufre. Pour la troisième, l'adjoint du modèle de transport (qui, en première approximation, permet de remonter le temps), complété par l'adjoint du module chimique spécifiquement développé pour ce travail, a été mis en oeuvre pour une recherche quantitative de l'origine géographlque et de l'âge des espèces soufrées en Antarctique.
41
Dupont, Richard. "Emissions biogéniques de NO par les sols : Impact sur la chimie atmosphérique". Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/255/.
Resumo:
Les émissions biogéniques de NO sont influencées par de nombreux paramètres du sol. Nous avons mis en évidence la diversité et la variabilité de ces influences sur l'activité biologique du sol, responsable de ces émissions de NO. Du fait de cette diversité, l'utilisation d'un outil statistique puissant, le réseau de neurones, s'est avérée indispensable. En milieux tempéré et tropical, Il a permis de générer des équations de paramétrisation des flux de NO biogénique à partir de paramètres environnementaux pertinents. Une équation de paramétrisation " tropicale " a ensuite été introduite dans le modèle Meso-NH-C pour générer les émissions biogéniques de NO et modéliser leur impact sur la chimie atmosphérique au dessus de l'Afrique de l'ouest. Nous avons constaté de grande modification de la répartition et de l'intensité des flux de NO simulés, ainsi que des concentrations troposphériques de NOx et d'O3. Ces modifications ont ensuite été validées à partir de mesures aéroportéesBiogenic NO emissions are influenced by numerous ground parameters. We have observed influences diversity and variability impact on soil biological activity, responsible for these emissions. Because of this variability, the use of a powerful statistical tool, the neural network, turned out indispensable. In temperate and tropical conditions, it allowed to generate biogenic NO fluxes parameterisation equations according to relevant environmental parameters. Then, a tropical equation have been introduced into Meso-NH-C model to generate biogenic NO emissions and to represent their impact on atmospheric chemistry above western Africa. High modification of soil NO emissions distribution and intensity have been identified, as well as tropospheric NOx and O3 concentrations. These modifications were then validated from airborne measurement
42
Schiff, Manuel. "Effets de modifications diététiques sur le phénotype de la souris Harlequin, un modèle de maladie mitochondriale". Paris 5, 2011. http://www.theses.fr/2011PA05T026.
Resumo:
Les maladies mitochondriales (définies au sens strict comme les anomalies héréditaires de la chaîne respiratoire) sont les plus fréquentes des maladies héréditaires du métabolisme avec une incidence estimée à au moins 1/5000 naissances. Au sein des maladies mitochondriales, le déficit en complexe I de la chaîne respiratoire est, chez l’Homme, l’anomalie la plus fréquente. Sur le plan génétique, les maladies mitochondriales peuvent être dues soit à une anomalie de l’ADN mitochondrial soit à une anomalie de l’ADN nucléaire. Ce double contrôle génétique, associé aux près de 2500 gènes potentiellement impliqués dans le maintien des fonctions mitochondriales, est en partie responsable de l’extrême variabilité phénotypique de ces affections. En dépit d’immenses progrès réalisés dans l’identification des bases moléculaires à l’origine de ces maladies, ces affections demeurent non traitables. Afin d’identifier d’éventuels nouveaux traitements, il est indispensable de disposer d’un organisme modèle fiable reproduisant fidèlement les symptômes et signes des affections humaines ; et ce d’autant plus que les essais thérapeutiques dans les maladies mitochondriales humaines, sont de réalisation difficile voire impossible en raison de la rareté de ces maladies et donc du très petit nombre de patients. Ainsi, la souris Harlequin, mutant naturel du gène AIF (Apoptosis Inducing Factor) présentant un déficit en complexe I dans différents tissus, remplit-elle ces conditions : Elle présente un phénotype (récemment caractérisé par l’équipe) neurodégénératif progressif dominé par une ataxie cérébelleuse associé à un retard pondéral et une alopécie en écho avec les anomalies décrites chez les patients déficitaires en complexe I. Ces anomalies sont à la fois variables d’un individu à l’autre mais également dans leur chronologie d’apparition. L’objectif de ce travail a été d’utiliser le modèle Harlequin pour évaluer notre capacité à réaliser un essai thérapeutique dans les maladies mitochondriales chez la souris. Pour ce faire, nous avons fait le choix d’évaluer l’impact de modifications nutritionnelles (et notamment l’enrichissement en graisses de l’alimentation) sur le cours de la maladie. Avant d’entreprendre une longue étude chez la souris, nous avons validé in vitro dans des fibroblastes de patients déficitaires en complexe I, que les acides gras avaient un effet préventif sur la mort cellulaire. Ces résultats ont été une incitation forte à poursuivre l’étude de l’effet des lipides in vivo. Ainsi, avons-nous pu montrer qu’en utilisant une vingtaine d’animaux par groupe, il était possible de tirer une conclusion solide de l’effet d’un régime enrichi en graisses qui ralentit indiscutablement la progressivité de la maladie. En outre, nous avons mis en évidence qu’il existait un sous-groupe d’individus répondeurs (29% de la population des Harlequin traités par le régime enrichi en graisses) dont la prise en compte est un aspect central des essais dans ces maladies. Le régime cétogène (enrichissement massif en graisses) a également été testé avec un effet moins spectaculaire mais l’existence d’individus répondeurs a également été mise en évidence. Ces résultats relatifs à l’utilisation du modèle Harlequin pour tester des thérapies seront nous l’espérons, la première pierre d’un essai du régime enrichi en graisses chez les patients déficitaires en complexe IBackground: Therapeutic options in human mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) diseases have been poorly evaluated mostly because of the scarcity of cohorts and the inter-individual variability of disease progression. Thus, while a high fat diet (HFD) is often recommended, data regarding efficacy are limited. Our objectives were 1) to determine our ability to evaluate therapeutic options in the Harlequin OXPHOS complex I (CI)-deficient mice, in the context of a mitochondrial disease with human hallmarks and 2) to assess the effects of a HFD. Methods and Findings: Before launching long and expensive animal studies, we showed that palmitate afforded long-term death-protection in 3 CI-mutant human fibroblasts cell lines. We next demonstrated that using the Harlequin mouse, it was possible to draw solid conclusions on the efficacy of a 5-month-HFD on neurodegenerative symptoms. Moreover, we could identify a group of highly responsive animals, echoing the high variability of the disease progression in Harlequin mice. Conclusions: These results suggest that a reduced number of patients with identical genetic disease should be sufficient to reach firm conclusions as far as the potential existence of responders and non responders is recognized. They also positively prefigure HFD-trials in OXPHOS-deficient patients
43
Mogoutov, Andrei. "Quelques modeles de transport et de reactions chimiques dans des milieux desordonnes". Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066750.
Resumo:
La cinetique de la reaction de recombinaison entre des particules diffusees a et b. Les fluctuations spatiales de la concentration des particules provoquent un retour non monotone a un etat d'equilibre. La cinetique obeit a une loi de puissance. Probleme de coagulation irreversible dans le cas ou la mobilite de l'agregat diminue exponentiellement avec sa taille. La dimension moyenne d'un amas augmente d'une facon logarithmique avec le temps. En etudiant le comportement d'un gaz unidimensionnel, nous avons montre que si la particule marquee est soumise a un biais additif, le deplacement de cette particule accroit comme une racine carre du temps. Un autre modele de milieu desordonne considere dans ce travail est fourni par des reseaux unidimensionnels ou les probabilites de passage d'un site a l'autre sont distribuees aleatoirement (modele de sinai - systeme avec biais aleatoire gele). Nous montrons d'abord que le flux stationnaire moyennee pur le desordre dans une chaine de sinai de taille fini l est non fickien et decroit proportionnellement en raison inverse de racine carree de l
44
Charlier, Florence. "Réactions autocatalytiques hétérogènes : vers le dimensionnement des réacteurs industriels de dissolution du dioxyde d’uranium". Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0174/document.
Resumo:
La dissolution du dioxyde d’uranium en milieu nitrique est une étape clef du traitement des combustibles nucléaires usés. Elle précède en effet le procédé PUREX, qui permet l’extraction liquide - liquide des radionucléides valorisables. Cette dissolution est triphasique et autocatalytique, ce qui fait que de nombreux phénomènes impactent la réaction. Une bonne compréhension de ces phénomènes, autant à l’échelle microscopique que macroscopique, est nécessaire pour pouvoir proposer un modèle de la vitesse de disparition du solide au sein des dissolveurs. Les paramètres cinétiques de la réaction de dissolution ont été déterminés, en intégrant son aspect autocatalytique. L’étude cinétique a été réalisée en suivant la dissolution par microscopie optique. Cette technique d’analyse permet une approche uni-particulaire, qui est nécessaire car elle permet de limiter l’accumulation de l’espèce autocatalytique à l’interface solide – liquide. De plus, la dissolution du dioxyde d’uranium produit des oxydes d’azote. Une réaction volumique entre ces gaz et le catalyseur a été mise en évidence. Les cinétiques de cette réaction ont été estimées à partir des résultats expérimentaux. L’importance de la prise en compte des échanges à l’interface gaz – liquide pour définir la concentration de catalyseur en solution a été démontrée. Un modèle a été réalisé sur Matlab pour permettre de discriminer l’influence de ces différents éléments. Ce modèle donne des résultats cohérents avec l’expérimental, aussi bien à l’échelle microscopique que macroscopique. Plusieurs nombres adimensionnels ont également été mis en évidence pour cerner les phénomènes dont l’impact est prépondérant, en fonction de la géométrie et de l’hydrodynamique du dissolveur. Ce modèle a permis de cerner quelques pistes d’optimisation de procédés mettant en jeux des réactions autocatalytiques. Notamment, le fait que pour ces réactions particulières, les échanges aux interfaces solide - liquide et liquide - gaz peuvent être utilisés comme leviers pour maitriser la vitesse de disparition du solideRecycling of nuclear fuel is based on liquid – liquid extraction. The dissolution of uranium dioxide in nitric medium is hence a key step at the head - end of the entire process. This particular dissolution is triphasic and autocatalytic, which means that numerous phenomena must be taken into account. A complete understanding of these phenomena, at macroscopic and microscopic scale, is necessary in order to model the solid disappearance rate in dissolvers. The kinetical parameters of the reaction were determined for both the catalyzed and non-catalyzed reactions. The kinetic study was realized thanks to a single particle approach. The reaction rates were measured by optical microscopy. This analytical technic enables to limit the catalyst accumulation at the solid - liquid interface. Moreover, nitrous oxides are products of the uranium dioxide dissolution. Evidence of a volumic reaction between these gases and the catalyst were found, and the kinetics of this reaction was estimated from the experimental results. Gas – liquid exchanges were shown to have an important impact on the catalyst concentration in the reactor. A model was realized thanks to the software Matlab to simulate these different phenomena. It was shown to be in good agreement with experimental results, at the microscopic and macroscopic scale. Dimensionless numbers were highlighted to describe the impact of each phenomenon on the solid disappearance, including the influence of the geometry and hydrodynamics of the reactor. Finally, ways of process optimization for autocatalytic reactions were determined thanks to the model. For instance, gas – liquid and solid – liquid exchanges were shown to be an interesting lever to fix the catalyst concentration in the reactor and at the solid surface
45
Haeberlein, Florian. "Méthodes de décomposition de domaine espace temps pour le transport réactif --- Application au stockage géologique de CO2". Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00634507.
Resumo:
Les modèles de transport réactif sont un outil basique pour la modélisation de l'intéraction entre les réactions chimiques et l'écoulement du fluide dans un milieu poreux. Nous présentons un modèle de transport réactif multi-espèces totalement réduit incluant des réactions cinétiques et en équilibre. Une formulation structurée ainsi que différentes approches numériques sont proposées. Les méthodes de décomposition de domaine offrent la possibilité de diviser des problèmes de grande taille dans des problèmes plus petits dont la solution se fait en parallèle. Partant d'un point de vue géométrique, nous présentons la classe des méthodes de Schwarz ayant prouvé une haute performance dans de nombreuses applications. Des questions quant à la réalisation d'une décomposition de domaine et des conditions de transmission au niveau discret sont traitées dans le contexte des volumes finis. Nous proposons et validons numériquement un schéma de volumes finis hybrides pour l'opérateur d'advection-diffusion étant particulièrement adapté à l'utilisation dans le contexte d'une décomposition de domaine. Nous étudions théoriquement et numériquement des méthodes de Schwarz relaxation d'ondes en détail pour un système de deux espèces couplées de type transport réactif avec des termes de couplage linéaire et non-linéaire. Des résultats qualifiant le problème comme bien posé ainsi que la convergence des méthodes de décomposition de domaine sont développés et la sensibilité du comportement de convergence de l'algorithme de Schwarz par rapport au terme de couplage est étudiée. Finalement, nous appliquons une méthode de Schwarz relaxation d'ondes au modèle de transport réactif multi-espèces présenté.
46
Chilkuri, Vijay Gopal. "Etude du phénomène de double échange : de l'origine microscopique aux propriétés collectives". Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30152/document.
Resumo:
Les matériaux tels les nickelates et les manganites, montrent des propriétés magnéto-électriques intéressantes liées au phénomène de double échange. L'objectif principale de ce travail est d'étudier le mécanisme de ce phénomène afin d'en comprendre l'origine, à la fois microscopique, par la détermination des interactions dominantes dans des composés moléculaires à deux centres magnétiques et macroscopique, par l'étude des effets collectifs dans des systèmes de plus grande taille. La première partie consiste en une étude par des méthodes ab initio de séries de systèmes organiques conjugués qui présentent un phénomène de double échange. Les énergies et fonctions d'onde du bas du spectre sont utilisées pour extraire les interactions du modèle de double échange. Par cette analyse nous montrons qu'il existe des systèmes organiques conjugués susceptibles de posséder des propriétés magnéto-électriques similaires à celles observées dans les matériaux constitués de métaux de transition. La deuxième partie est consacrée à une étude détaillée des propriétés collectives du modèle de double échange dans des systèmes monodimensionnels de taille variable. Des chaînes 1D de sites à deux orbitales et un ou deux électrons par sites sont étudiées au moyen de diagonalizations exactes. Nous avons développé des outils d'analyse afin d'étudier l'extension spatiale du polaron ferromagnétique et la délocalisation dans l'état fondamental. Enfin nous montrons comment le champ magnétique peut provoquer un changement drastique de la délocalisation électronique et par conséquent de la conductivité en fonction du dopageThe materials like nickelates and manganites, show extraordinary magneto-electric properties originating from the double exchange (DE) phenomenon. In this work we try to understand the origin of these properties, not only at the microscopic level, by studying systems with two magnetic centers, but also at the macroscopic level, by studying collective effects in systems with varying sizes. The first part consists of an {it ab initio} study of a series of five conjugated organic systems, with two magnetic centers each, which are susceptible to exhibit DE phenomenon. The low lying eigenstates are used to extract the parameters of the DE Hamiltonian and substantiate the model. Thus, we show that there exist conjugated organic systems which could, in principle, possess magneto-electric properties similar to those observed in materials formed of transition metal oxides. The second part consists of a detailed study of the collective properties of the double exchange Hamiltonian in one dimensional systems of variable size. One dimensional chains made up of sites with two orbitals each and one or two electrons per site are studied with exact diagonalization methods. Novel tools have been developed to quantify the size of the ferromagnetic polaron and the amount of electron delocalization in the resulting ground state. Finally, we show how a magnetic field could bring about a drastic change in the electron delocalization in the system for a given doping ratio
47
Faure, Sandrine. "Étude de l'absorption du nitrate chez Brassica napus L. : évolution de l'activité des transporteurs et de la transcription des gènes NRT1 et NRT2 en réponse à une privation en NO 3, évaluation de leur rôle sur le cycle de culture". Caen, 2000. http://www.theses.fr/2000CAEN2007.
Resumo:
Le colza, espece phylogenetiquement proche d'arabidopsis thaliana et presentant des capacites d'absorption elevees, a ete choisi pour etudier le metabolisme azote des especes cultivees. Les etudes cinetiques revelent un profil d'absorption du nitrate biphasique, suggerant qu'il existe au moins 2 systemes d'absorption : un systeme saturable a forte affinite agissant pour des faibles concentrations externes en no 3 (hats), et un systeme non saturable a faible affinite intervenant pour les fortes concentrations (lats). Ces deux systemes seraient constitues chacun d'une composante constitutive (chats et clats) et d'une composante inductible (ihats et ilats). Le suivi de la transcription des genes nrt1 et nrt2 au cours d'une privation partielle ou totale en azote conforte l'hypothese selon laquelle le gene nrt2 code un systeme ihats alors que le gene nrt1 code un systeme ilats. Si dans nos conditions experimentales, l'existence d'un mecanisme de de-induction et/ou de repression par les acides amines libres pourrait expliquer la chute de la transcription des genes nrt1 et nrt2 pendant les 48 premieres heures de privation. Par contre aucun mecanisme de de-repression n'a pu etre mis en evidence. L'expression des genes nrt1 et nrt2 est regulee au niveau transcriptionnel par le no 3 externe et probablement par la demande en azote des parties aeriennes, mais aussi au niveau post-transcriptionnel. Nos resultats montrent que chez le colza, les pools racinaires en no 3 et en acides amines libres n'interviennent pas au niveau transcriptionnel. Nous avons initier un modele mecaniste de l'absorption du nitrate au cous d'un cycle de culture uniquement base sur l'offre en nitrate du sol et sur le fonctionnement des transporteurs. Les simulations realisees montrent que le systeme hats intervient pour 94% en l'absence de fertilisation et pour 82% lors d'un apport azote a l'automne. Une fertilisation azotee augmente la capacite et la duree d'intervention du systeme lats.
48
Ducharme, Vincent. "Simulation de systèmes chimique et physiologique". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6580.
Resumo:
Ce mémoire est compose de deux parties, chacune correspondant à un article publié. La première présente une nouvelle approche de simulation pour une chimie virtuelle utilisée dans le domaine de la vie artificielle. Cette approche innovante est basée sur les échanges d'énergies lors des collisions entre les différents atomes du système. Les échanges d'énergie permettent de mieux diriger les réactions, tout en laissant une grande liberté au système. Cette chimie est developpée dans l'optique d'étudier l'émergence de certains phénomènes chimiques en lien avec l'origine de la vie. La deuxième partie du mémoire traite d'une simulation d'un corps humain. Le système développé simule certains métabolismes importants du corps humain dans le but d'obtenir un humain virtuel pouvant être utilisé dans le cadre de la formation en sciences de la santé. Le système cardiovasculaire ainsi que le système respiratoire du patient virtuel ont été développés et sont présentés dans ce mémoire.
49
Kha, Kim Quoc Nguyen. "Contribution à la modélisation et à la simulation numérique de la combustion turbulente pré-mélangée dans des régimes d'interaction chimie-turbulence extrêmes : Prise en compte des écarts à l'hypothèse de flamme mince". Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2016. http://www.theses.fr/2016ESMA0018/document.
Resumo:
Cette thèse de doctorat est consacrée à la modélisation des écoulements turbulents réactifs pré-mélangées. Une analyse des flammes monodimensionnelles est tout d'abord conduite pour examiner les caractéristiques propagatives du front de flamme analytiquement et numériquement. Nous introduisons ensuite, dans le régime des flammes plissées(flammelettes), une nouvelle définition de l'épaisseur de flamme qui peut être différente de l'épaisseur caractéristique de la flamme laminaire. Une forme généralisée de la fonction de densité probabilité (PDF) présumée est alors proposée pour tenir compte des écarts possibles avec la limite de flamme mince. Les paramètres qui caractérisent la forme de cette PDF dépendent du rapport de l'échelle de longueur de Kolmogorov à l'épaisseur dela flamme laminaire. Le cadre de travail correspondant peut être associé à une description de type couche limite appliquée à la flamme turbulente pour laquelle les épaisseurs des différentes sous-couches sont déterminées à partir de la seule connaissance des nombres de Reynolds turbulent Re, et de Karlovitz Ka. Cette description conduit à une proposition de modélisation (i) pour le taux de conversion des réactifs en produits ainsi que (ii) pour le flux turbulent scalaire. Les valeurs des caractéristiques chimiques s'appuient sur des calculs de flammes monodimensionnelles utilisant le logiciel Mathematica TM ou reposant sur l'emploi d'une description détaillée de la cinétique chimique.Les modèles proposés ici sont finalement implantés dans le logiciel de calcul numérique Code-Saturne et validés sur des configurations expérimentales de référence : flammes en V turbulentes et flamme stabilisée dans un écoulement divergent. Les simulations numériques de ces deux configurations conduisent à des résultats satisfaisantsThe present study is devoted to the modeling of turbulent reactive flows. In a first step of the analysis, one-dimensional flames are considered to scrutinize analytically and numerically the characteristics of the propagating flame front. Then, we introduce a new definition for the flamelet thickness that may differ from the laminar flame thickness. Accordingly a generalized and consistent form of the presumed probability density function(PDF) is proposed. The parameters of this PDF depend on the ratio of the Kolmo-gorov length scale to laminar flame thickness. The corresponding developments can be associated with a boundary layer description applied to the turbulent flame in which the thicknesses of the different sub-layers are determined from the sole knowledge of the turbulent Reynolds number Re and Karlovitz number Ka. This description leads to amodeling proposal (i) for the mean reaction rate as well as (ii) for the turbulent scalar flux. The values of all chemical characteristics are calculated from one-dimensional flame susing either the MathematicaTM software or detailed chemical kinetics computations.Numerical simulations are finally performed with the CFD code Code-Saturne and the model is validated through comparisons with reference experimental configurations :turbulent V-shaped flames and impinging flames. Satisfactory results are obtained for these two distinct configurations
50
Quélo, Denis. "Simulation numérique et assimilation de données variationnelle pour la dispersion atmosphérique de polluants". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002101.
Resumo:
Ce travail a permis de développer un modèle de chimie-transport tridimensionnel Polair3D pour simuler la pollution photochimique. Des comparaisons aux mesures d'ozone et d'oxydes d'azote sur la région de Lille pour l'année 1998 l'ont validé à l'échelle régionale. La méthode d'assimilation de données 4D-var a été implémentée. Elle est basée sur le modèle adjoint de Polair3D qui a été obtenu par différenciation automatique. Une application à la modélisation inverse des émissions sur Lille avec des observations réelles a montré que l'inversion de paramètres temporels d'émissions d'oxydes d'azote permet d'améliorer notablement les prévisions. La sensibilité de "second-ordre" permet d'étudier la sensibilité de l'inversion au système d'assimilation de données lui-même en calculant son conditionnement. Cette problématique est illustrée sur deux applications: la dispersion de radionucléides à petite échelle et la chimie atmosphérique, caractérisée par sa disparité d'échelles temporelles.