Дисертації: "Approche multiéchelles"

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El, Jabri Mohammed. "Etude de l'organisation spatiale du tissu conjonctif par analyse d'images basée sur une approche multiéchelles." Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2008. http://www.theses.fr/2008CLF21831.

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Анотація:

L'objectif de ce travail est de caractériser le tissu musculaire en évaluant sa qualité à partir de données d'imagerie. Plus précisement, on se propose de développer des outils de prédiction de la tendreté de la viande bovine, basés sur le processus de vision artificielle, en étudiant le tissu conjonctif intramusculaire qui contribue de manière significative à la dureté intrinsèque de la viande. Les images des coupes de muscles, ont été acquises avec deux types d'éclairage : lumière blanche polarisée et ultraviolet. Notre contribution pour analyser ces images est basée sur une approche multiéchelle. Deux méthodes de segmentation ont été proposées, elles sont basées sur la transformée en ondelettes discrète, notamment l'algorithme "à trous". La première repose sur le seuillage universel et la seconde sur l'algorithme de K-moyennes appliqué à l'image résultante d'une sommation sur les plans d'ondelettes. Un autre volet de ce travail concerne l'extraction des paramètres et la décision. L'information retenue est la distribution des tailles d'objets éléments de la trame conjonctive de viande. Les outils statistiques que sont la régression linéaire et les réseaux de neurones ont été appliqués aux données issues des étapes de traitement des images. Le modèle final qui a été retenu pour la prévision de la tendreté a été déterminé selon un critère de maximisation du R2. Le choix du nombre de paramètres a été basé sur un critère de validation croisée (Leave one out). Les résultats de prédiction, issus de la base de données d'étude, sont très encourageants, mettant en évidence une corrélation certaine entre les paramètres d'images et la qualité sensorielle de la viande en particulier la tendreté

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Trabelsi, Wassim. "Approches multiéchelles d'expérimentation et de modélisation pour prédire la rupture d'un composite textile : Critère de classement des architectures tissées." Thesis, Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0087/document.

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Анотація:

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet globalde collaboration avec le groupe Cobra Europe. La motivation principale estde comprendre et de modéliser les mécanismes physiques de dégradations etde rupture d'un tissu préalablement conçu pour répondre à un cahier des charges identifié.Ce travail poursuit alors les acquis de la thèse de Piezelen s'intéressant aux mécanismes de dégradation conduisantà la ruine d'un tissu et en introduisant des grandeurs susceptibles d'être une aide à leur conception. Un travail d'investigation expérimentale multi-échelle sur tissus vierge et endommagé est d'abord mis en œuvre afin d'analyser et de caractériser les phénomènes dedégradation qui peuvent y apparaître. Les essais mécaniques de traction résiduelle (avec ou sans cyclage préalable) sont réalisés sur bande (échelle macroscopique) pour déceler une chute de la contrainte à rupture. Les observations par tomographie très haute résolution permettent d'accéder au cœur même des constituants du tissu (échelle mésoscopique). Elles ont révélé la cause principale de la ruine d'un tissu :la rupture des fils de chaîne, avec des informations telles que sa localisation ainsi que l'orientation de la normale à la surface de rupture. Un travail de modélisation multiéchelle est ensuite mené sur le tissu afin de rendrecompte des mécanismes de dégradation observés au préalable. Sous des sollicitationsmacroscopiques représentatives des conditions de service avec lesquellesle tissu considéré est utilisé (traction/flexion), la cellule périodiquedu Volume Elémentaire Représentatif est investiguée. Notammentune analyse très complète de l'état de contraintes (hétérogénéité, gradient, triaxialité, orientation préférentielle) est faite dans les fils de renfort.De cela, des grandeurs jugées pertinentes pour analyser n'importe quel tissu sont identifiées.Ces grandeurs sont en accord avec les observations expérimentales. Elles ontpermis finalement de comprendre et d'expliquer le processus de ruine du tissu.Egalement, avec l'expérience acquise tout au long de ce travail, ces mêmesgrandeurs ont été utilisées en vue d'effectuer le classement de deux types d'architectures tissées. Ceci ouvre la voie pour la troisième thèse qui systématisera et affinera la démarche
This PhD work is part of global collaboration project with Cobra Europe company.The main motivation is to better understand in order to model the physical degradation mechanisms of woven composite with a well specified design.The present work takes benefit of the results issued from Piezelthesis. It aims at investigating the mechanisms of degradation leading to the failure of woven fabrics but also at introducing relevant parameters dedicated to their design.A multiscale experimental investigation on virgin and degraded samples of fabric is first carried out in order to analyze and characterize the damage phenomena observed within these samples.Tensile tests (with or without pre-cycling) were performed on the composite material (at the macroscopic scale) to detect a decrease in the stress at failure. Tomographic inspections with high resolution allowed for observations inside the constituents of the fabrics (mesoscopic scale)Thus, the main origin of the failure of the fabric was revealed : the warp yarn break with its localisation and information about the orientation of the normal to the fracture surfaces. A multiscale modeling was then performed, motivated by the degradation mechanisms observed previously. Under macroscopic loading representative of in service solicitationapplied to the present woven fabric (tension/bending), the periodic cell of theRepresentative Volume Element was investigated. Namely, a complete analysis of the stress state (heterogeneity, gradient, triaxiality, orientation) is carried out within the reinforcing yarns. It turns out that relevant parameters able to analyze any woven fabric were identified. Their characteristics were in good agreement with the experimental evidences. Furthermore, they allowed for a better understanding of the failure process of the fabric. With the experience acquired during the present work, these parameters were utilized to classify two specific woven architectures.This opens the perspective of a third thesis dedicated to refine and render systematic the present approach

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Kergaravat, Charlie. "Dynamique de formation et de déformation de minibassins en contexte compressif : exemple du bassin de Sivas, Turquie Approche terrain et implications structurales multiéchelles." Thesis, Pau, 2016. http://www.theses.fr/2016PAUU3005/document.

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Cette thèse porte sur les interactions entre les déformations halocinétiques locales au sein des mini-bassins salifères et les déformations régionales compressives. L’étude s’appuie sur une analyse structurale multi-échelle détaillée d’une province à mini-bassins se développant dans le bassin d’avant pays de Sivas (Turquie). Une analyse de terrain approfondie, associée à une étude de données de subsurface, permet de proposer une révision des cartes géologiques ainsi qu’une évolution tectonosédimentaire identifiant les déformations liées à la tectonique salifère et celles liées à la propagation de la ceinture de plis et de chevauchements dans l’avant-pays. A partir de l’Eocène supérieur, le fluage del’évaporite autochtone, initié et entretenu par le chargement sédimentaire différentiel ainsi que par la déformation compressive, permet la formation d’une première génération de mini-bassins. Ces minibassins, constitués par une formation continentale Oligocène, vont être recouverts par une nappe d’évaporite allochtone accueillant une seconde génération de mini-bassins constitués de formations continentales et marines Oligo-Miocène. L’initiation du domaine de mini-bassins secondaires est caractérisée par une distribution polygonale du réseau de diapirs et de murs d’évaporites. Ces mini-bassins enregistrent localement les effets de la tectonique salifère par le développement d’une grande variété de structures halocinétiques à différentes échelles telles que les séquences halocinétiques unitaires (crochet et éventail), séquences composites (tabulaire ou fuseau) et megaflaps. Une série de modélisation analogique préliminaire amontré que ces structures peuvent se développer avec ou sans l’application d’une compression aux limites. De plus, les analogies géométriques entre les mini-bassins de Sivas et les provinces salifères connues suggèrent que la dynamique de formation de ces mini-bassins est au premier ordre contrôlée par le chargement sédimentaire différentiel, découplé partiellement de la compression régionale. Néanmoins, l’analyse du réseau de fractures et de l’endommagement matriciel souligne l’enregistrement précoce de la déformation compressive régionale lors de l’initiation des mini-bassins.L’influence du raccourcissement sur la structuration de la province à mini-bassins s’exprime de manière croissante par l’écrasement des corps salifères permettant : (i) le développement de dépocentres linéaires préférentiellement perpendiculaire à la direction de raccourcissement, (ii) l’émergence de corps allochtones d’évaporites en surface, ainsi que (iii) la rotation et translation des mini-bassins. Cette province à mini-bassins génère une discontinuité dans la propagation et l’accommodation de la déformation compressive : la déformation compressive est accommodée auniveau du réseau polygonal de murs d’évaporites formant des structures multidirectionnelles. De plus, cette concentration de la déformation par écrasement des structures salifères entraine la remobilisation des évaporites vers l’avant-pays générant alors un nouveau système salifère
This doctoral work studies the interaction between withdrawal of minibasins and regional shortening during evolution of a foreland fold-and-thrust belt. This is achieved by a multiscale structural analysis of the Sivas Basin (Turkey). Extensive field work and regional seismic lines interpretations helped to build a new and detailed geologic map of the central Sivas Basin and to provide a new tectonosedimentary framework highlighting the influence of salt tectonics and the regional shortening, starting in the Late Eocene by the autochthonous evaporite deposition. This level is remobilized by the northward migrating sedimentary load, shortening and tilting of the basin southern margin during propagation of the foreland fold-and-thrust belt. Evaporite flow is recorded by the withdrawal of a primary generation of continental Oligocene minibasins which are then covered by an evaporite canopy. The canopy extending northward allows the development of second generation of continental to shallow marine mini-basins from Oligocene to Middle Miocene. Secondary minibasins initiation in the central part of the Basin, is characterized by sub-circular minibasins surrounded by polygonal diapirs and walls. Flanking these minibasins, a large variety of halokinetic structures is described: halokinetic sequences (hooks and wedges), composite halokinetic sequences and megaflaps. Preliminary sand-box modeling study suggests the development of thesehalokinetic structures both with and without shortening. Furthermore, minibasins geometries are closely similar to those imaged or mapped in other salt provinces suggesting that mini-basin withdrew is first control by sedimentary load, probably due to decoupling by the salt. However, the fractures and anisotropy of magnetic susceptibility analyses suggests the record of shortening since the minibasins initiation. The increase influence of regional shortening on the minibasins domain is expressed by salt walls and diapirs squeezing inducing: (i) the development of linear mini-basins perpendicular to the shortening direction, (ii) salt sheet emplacement and (iii) the translation/rotation of minibasins. The minibasins province produces a discontinuity for the fold-and-thrust belt propagation. Indeed, the minibasins province accommodates the shortening deformation along the polygonal network of salt walls and diapirs forming multidirectional structures. Furthermore, the regional shortening accommodation by salt structures squeezing produce an evaporitic remobilization and migration of a salt canopy toward the foreland basin
Bu doktora tezi/çalışması, bir önülke kıvrım ve bindirme kuşağının evrimi sırasında minihavzaların çekilmesi ve bölgesel kısalma arasındaki etkileşimi konu edinir. Çoklu ölçekteki bu yapısal analiz Sivas Havzası (Türkiye) ölçeğinde gerçekleştirilmiştir. Kapsamlı saha çalışması ve bölgesel olarak sismik kesitlerden ortaya çıkarılan yorumlamalar, Sivas Havzası’nın orta kesiminde detaylı bir jeolojik haritalama yapımına yardımcı olmuş ve otokton evaporit depolanmasının başladığı Geç Eosen’den başlayarak havza için tuz tektoniği ve bölgesel kısalmanın etkisindeki yeni bir tektono-sedimanter çatının ortaya çıkarılmasına neden olmuştur. Söz konusu seviye, önülke kıvrım ve bindirme kuşağının ilerlemesisüresince kuzeye doğru sedimanter dolgunun göçüyle birlikte havzanın güney kenarında kısalıma uğrayarak ve eğim kazanarak remobilize olmuştur. Evaporit akışı, kıtasal Oligosen minihavzalarının ilksel olarak oluşumundan sonra çekilmesine bağlı olarak gözlenmiş ve sonrasında evaporit yaygılarıyla örtülmüştür. Kuzeye kadar uzanan bu yaygı, Oligosen-Orta Miyosen arasında kıtasaldan sonra sığ denizel tipteki ikincil minihavzaların gelişimine de neden olmuştur.Havzanın orta kesimindeki ikincil minihavza başlangıcı, poligonal diyapir ve duvarlar tarafından çevrelenen dairesel minihavzalarla karakterize olur. Bu minihavzaların kanatlarında halokinetik yapılar tanımlanmıştır. Kanca (hook) ve kama (wedge) tiplerde olmak üzere halokinetik seriler, kompozit halokinetik seriler ve megaflaplar bu yapılar arasında sayılabilir. Çalışmanın başlangıcında yapılan kum kutusu model deneyi, bu halokinetik yapıların kısalmayla veya kısalma olmaksızın geliştiğini göstermiştir. Buna ek olarak minihavzaların geometrisi, muhtemelen tuzun ayrışmasından dolayı tortul yükün ilkkontrolünden dolayı çekilen diğer tuz bölgelerinde önerilen haritalanmış minihavzalara benzerdir. Bununla birlikte kırık ve manyetik suseptibilite analizleri, minihavzaların başlangıcından itibaren kısalmanın kayıt edilebilmesi hakkında fikir vermektedir. Minihavza bölgelerindeki bölgesel kısalımın artışı, tuz duvarları ve diyapirlerin sıkışmasıyla birlikte(i) kısalma yönüne dik durumdaki çizgisel minihavzaların gelişimi, (ii) tuz örtülerinin yerleşimi ve (iii) minihavzaların yer değiştirmesi veya dönmesiyle açıklanır. Minihavzalar bölgesi, kıvrım ve bindirme kuşağının gelişimi için bir süreksizlik üretir. Aslında, minihavzalar birçok yönde yapılar oluşturarak tuz duvarları ve diyapirlerin polygonal şekildeki yerleşimi boyunca kısalma deformasyonuna eşlik eder. Üstelik, tuz yapılarının eşlik ettiği bölgesel kısalma önülke havzalarına doğru evaporitik bir göçe de neden olmaktadır

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Bugel, Mathilde. "Couplage entre la dynamique moléculaire et la mécanique des milieux continus." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13849/document.

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A l'échelle macroscopique, la mécanique des milieux continus (MMC) rencontre parfois des difficultés à représenter correctement le comportement d'un système physique, du fait d'une modélisation insuffisante des phénomènes. Ces faiblesses sont particulièrement marquées dans les systèmes où les interfaces, qui font apparaître des échelles d'espace très différentes, jouent un rôle prépondérant : microfluidique, écoulements polyphasiques etc.. Or, dans de nombreux domaines, et notamment dans le milieu pétrolier, les modèles macroscopiques existants semblent insuffisants pour pouvoir traiter correctement les cas proposés. Par ailleurs, la méconnaissance des paramètres d’entrée d'une simulation macroscopique tels que les propriétés de transport, introduit parfois une mauvaise représentation de l’ensemble des processus diffusifs. La simulation à l'échelle microscopique, en l'occurrence la dynamique moléculaire classique (DM), peut pallier certains problèmes rencontrés par les approches macroscopiques, en permettant de mieux appréhender les divers processus physiques, notamment aux interfaces. Elle permet également de suppléer l’expérimentation, en permettant de calculer pour un fluide modèle les propriétés physiques du mélange étudié. Ainsi, à partir des ces données générées, il est possible de construire des corrélations palliant aux différents manques. Néanmoins, de par son caractère microscopique, cette approche ne permet de simuler que des échelles sub-micrométriques qui sont bien éloignées de la taille indispensable à la plupart des cas réalistes, qu’ils soient académiques ou industriels. En couplant les deux démarches, macroscopique et microscopique, de manière directe ou indirecte, il est donc envisageable d’accéder à des informations que l’une ou l’autre des ces approches ne peut fournir seule
Hybrid atomistic-continuum methods allow the simulation of complex flows, depending on the intimate connection of many spatiotemporal scales : from the nanoscale to the microscale and beyond. By limiting the molecular description within a small localized region, for example near fluid/fluid or fluid/solid interfaces (breakdown of the continuum), these methods are useful to study large systems for reasonable times. Besides, there is a wide variety of applications for such hybrid methods, ranging from the micro- or nano-scale devices, and other industrial processes such as wetting, droplet formation, and biomolecules near interfaces. In this work, we present one scheme for coupling the Navier-Stokes set of equations with Molecular Dynamics. Among the existing alternatives to couple these two approaches, we have chosen to implement a domain decomposition algorithm based on the alternating Schwarz method. In this method, the flow domain is decomposed into two overlapping regions : an atomistic region described by molecular dynamics and a continuum region described by a finite volume discretization of the incompressible Navier-Stokes equations. The fundamental assumption is that the atomistic and the continuum descriptions match in the overlapping region, where the exchange of information is performed. The information exchange, requires the imposition of velocity from one sub-domain in the form of boundary conditions (Dirichlet)/constraints on the solver of the other subdomain and vice versa. The spatial coupling as well as the temporal coupling of the two approaches has been investigated in this work. To show the feasibility of such a coupling, we have applied the multiscale method to a classical fluid mechanics problems

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Nambiyankulam, Shahul Hameed. "A multi-scale approach for the transformation plasticity in steels." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0230.

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Lorsque les transformations de phases de l'acier ont lieu sous contraintes appliquées, il se produit un phénomène connu sous le nom de plasticité de transformation. Ce phénomène a été largement étudié en raison de son impact significatif sur divers processus industriels de fabrication et de formage. Pour analyser ce phénomène et optimiser les processus de fabrication et de formage de l'acier tout en gérant les coûts croissants, une simulation assistée par ordinateur précise à plusieurs échelles est devenue un outil essentiel dans le domaine des métaux. Les aciers sont des matériaux multi-phases avec plusieurs phases présentant des structures cristallines et des compositions différentes, conduisant à des comportements mécaniques non linéaires. Sous des conditions de contraintes thermiques et mécaniques, les transformations de phase se produisent parallèlement à la déformation plastique. Il est donc crucial de considérer divers couplages entre les facteurs thermiques, métallurgiques et mécaniques. Plusieurs modèles analytiques macroscopiques basés sur des microstructures idéalisées ont été proposés. Cependant, la plupart de ces modèles prédisent une relation linéaire avec la contrainte appliquée, limitant leur applicabilité à des charges faibles. Les preuves expérimentales montrent que la déformation plastique de transformation est fortement non linéaire avec l'augmentation de la contrainte appliquée. De plus, les modèles analytiques prédisent souvent un comportement logarithmique en fonction de la proportion de phase produite, ce qui n'est pas toujours cohérent avec les données expérimentales, en particulier pour les transformations contrôlées par diffusion. La première contribution clé de cette thèse est de modéliser les mécanismes menant à la plasticité de transformation dans les aciers subissant une transformation austénite-ferrite à 750°C et d'expliquer la dépendance non linéaire entre la déformation plastique de transformation et la charge appliquée. De plus, ce travail se concentre sur une étude multi-échelles en développant un modèle à l'échelle macroscopique à implémenter dans un code à éléments finis. Le modèle, basé sur des simulations en champ complet de polycristaux, vise à mieux comprendre la plasticité de transformation à l'échelle microstructurale, en incorporant les évolutions microstructurales. L'approche utilise des paramètres provenant de données expérimentales sur la transformation. Premièrement, des simulations de modèle mésoscopique utilisant un RVE de microstructures périodiques sont réalisées avec des algorithmes FFT, en considérant initialement uniquement l'expansion volumique due à la transformation de phase. Des simulations FFT en champ complet, incluant la viscoplasticité et la déformation propre associée à la transformation de l'austénite en ferrite, sont menées avec diverses distributions de grains et contraintes appliquées. L'objectif est d'élucider les mécanismes responsables de la non-linéarité par rapport au stress appliqué et l'évolution de la déformation plastique moyenne en fonction de la proportion de phase produite. La deuxième contribution clé consiste à mettre à l'échelle les résultats obtenus à l'échelle du polycristal dans un modèle statistique macroscopique utilisable pour des simulations à grande échelle de processus industriels. Une base de données de calculs avec diverses microstructures initiales et charges appliquées a été réalisée pour dériver le modèle statistique macroscopique. Enfin, le modèle macroscopique développé sera validé numériquement avec de nouvelles simulations FFT avant l'implémentation dans un usermat ABAQUS. Ce modèle sera appliqué aux processus de simulation numérique pour des applications industrielles. Les limites et insuffisances seront identifiées en comparant les calculs avec les résultats numériques, afin de décrire avec précision l'évolution de la morphologie de la ferrite et des champs mécaniques lors de diverses histoires thermomécaniques
When a steel undergoes phase transformations under applied stresses a phenomenonknown as transformation plasticity occurs. This phenomenon has been widely studied because of its significant impact on various industrial fabrication and forming processes (e.g., heat treatment, welding, runout table, and coiling). To analyze this phenomenon and optimize steel fabrication and shaping processes while managing rising costs, an accurate computer-aided simulation at multiple scales has become an essential tool in the field of metals. Steels are multi-phase materials with several phases exhibiting different crystalline structures and compositions, leading to non-linear mechanical behaviors (elasto-viscoplastic). Under major thermal and mechanical stress conditions, phase transformations occur alongside plastic deformation. Therefore, it is crucial to consider various couplings between thermal, metallurgical, and mechanical factors. Several analytical macroscopic models based on idealized microstructures and strong assumptions have been proposed. However, most of these models predict a linear (or weakly non-linear) relationship with applied stress, limiting their applicability to small loads. Experimental evidence shows that transformation plastic strain is highly non-linear with increasing applied stress. Moreover, analytical models often predict logarithmic behavior as a function of product phase proportion, which is not always consistent with experimental data, particularly for diffusion-controlled transformations. To overcome this difficulty, the first key contribution of this thesis is to exhibit the detailed mechanisms leading to transformation plasticity in steels undergoing austenite to ferrite phase transformation at high temperatures and to explain the non-linear dependence between the transformation plastic strain and the applied load. Also, this work focuses on a multi-scale study in developing a macroscopic scale model to be implemented in an FE code used by ArcelorMittal. The model, based on full-field simulations of polycrystals, aims to better understand transformation plasticity at the microstructure scale, incorporating microstructural evolutions. The approach utilizes parameters from existing experimental data on austenite-ferrite phase transformation. Firstly, mesoscopic model simulations using an RVE of periodic microstructures are performed with FFT algorithms, initially considering only volume expansion due to phase transformation. Full-field FFT simulations, including visco-plasticity (e.g., Chaboche law) and complete eigenstrain associated with austenite to ferrite transformation (e.g., Bain strain), are conducted with varying grain distributions, orientations, precipitate locations, and applied stresses. The objective is to elucidate the mechanisms responsible for non-linearity with respect to applied stress and the evolution of average plastic strain as a function of product phase proportion. The second key contribution consists of upscaling the outcomes obtained at the scale of the polycrystal into a macroscopic statistical model that can be used for large simulations of industrial processes. A database of computations with various initial microstructures, grain shape distributions, and applied loads has been performed and used to derive the macroscopic statistical model. Finally, the developed macroscopic model of transformation plasticity will be numerically validated with new FFT computations before implementation in an ABAQUS usermat. This ABAQUS usermat model will be applied to numerical simulation processes for industrial applications. The limitations and inadequacies of the model will be identified by comparing calculations with numerical results. This model aims to accurately describe the evolution of the morphology of ferrite from austenite and mechanical fields during various thermomechanical histories on the RVE scale

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Puel, Guillaume. "Problèmes d'identification paramétrique : vers des approches multiéchelles." Habilitation à diriger des recherches, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00950832.

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L'objectif de ce travail est d'apporter une contribution à la résolution des problèmes d'identification paramétrique, notamment lorsque ces paramètres sont des fonctions de l'espace et/ou du temps. Dans un premier temps, nous nous intéressons au cadre de l'identification paramétrique de modèles régis par des équations différentielles ordinaires. Ceci est l'occasion de proposer une démarche de base de résolution du problème inverse, utilisant la solution d'un problème d'état adjoint. Deux exemples issus du domaine de la simulation multicorps et proposant l'utilisation de données expérimentales transitoires permettent d'illustrer le bien-fondé de cette démarche ainsi que d'exposer quelques pistes de régularisation spécifiques. Dans un deuxième temps, l'identification de champs spatiaux de paramètres est abordée. Les problèmes s'inscrivant dans ce cadre sont alors régis par des équations aux dérivées partielles, et il devient nécessaire d'avoir accès à des données expérimentales les plus riches possibles, telles que celles que peuvent offrir les techniques de mesures de champs. Pour résoudre ce type de problème inverse, nous adjoignons à la démarche présentée précédemment une recherche du champ spatial de paramètres effectuée à l'aide d'un maillage spécifique, initialement grossier, et progressivement raffiné selon des techniques d'adaptation de maillage. Ceci permet alors de développer une stratégie adaptative d'identification, dont les propriétés de régularisation facilitent la résolution du problème inverse, et qui laisse entr'apercevoir des possibilités d'extensions multiéchelles. Dans un dernier temps, nous présentons enfin une approche complètement multiéchelle, dans le cadre peu répandu de l'homogénéisation périodique en temps. Cette dernière permet d'aborder de façon efficace la simulation de l'évolution "lente" d'un système soumis à des sollicitations cycliques "rapides". Nous proposons alors sur un exemple quelques investigations autour d'une formulation du problème d'identification paramétrique adaptée à ce cadre multiéchelle.

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Hammad, Tammam. "Comportement des sédiments marins de grande profondeur : approche multiéchelle." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00559400.

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Une analyse expérimentale approfondie avec une approche micro macro a été réalisée sur un matériaucomposé d'un mélange d'argile Kaolinite/Smectite. L'étude a permis de montrer à l'échelle macroscopiquecomme à l'échelle microscopique un comportement particulièrement sensible à la proportion de smectitedans le mélange. La kaolinite (Kaolinite P300) est bien connue du point de vu de sa caractérisation et deson comportement, la smectite (également nommée argile grecque) est de type calcique et a égalementfait l'objet de plusieurs études.Dès 35% de smectite dans le mélange, les résultats sur chemin triaxial montrent que le comportementapproche considérablement celui de la smectite. Par ailleurs, l'investigation à l'échelle microscopique (aumoyen de Microscope Electronique à Balayage complétée par une analyse de diffractions des rayons X)réalisé sur les échantillons après l'essai, met en évidence le fait que, lorsqu'elle dépasse un certain seuil, lafraction en smectite favorise le développement de plans de glissement. Ces plans apparaissent clairementsous forme de groupes de particules de smectite orientées.L'analyse microstructurale utilisée est basée sur une méthode rigoureuse, développée dans le cadre decette thèse, avec un traitement d'images automatisé permettant de fournir des résultats quantitatifs.Cette démarche d'investigation multi‐échelles a été employée afin caractériser le comportement d'unsédiment marin prélevé au large de Golfe de Guinée par 700 m de profondeur d'eau. L'étude, initialementmenée dans le cadre du projet CLAROM (2002‐2005), intéresse l'industrie Offshore. Le sédiment naturelcontient jusqu'à 60% de proportion argileuse avec approximativement 15% de smectite et 50% dekaolinite.

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Charron, Morgan. "Modélisation basée images du comportement thermomécanique de composite C/C." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0670/document.

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Les composites C/C sont principalement utilisés dans les applications à très haute température et notamment dans le domaine du spatial. Savoir concevoir ces matériaux est essentiel pour améliorer leurs performances et diminuer les coûts de production. Ce mémoire présente le développement d’un modèle multiéchelle basé images du comportement thermomécanique d’un composite C/C à renfort 3Daiguilleté. L’utilisation de méthodes classiques ne permet pas de décrire correctement cette architecture très complexe. La méthode CEPI (Computing Effective Properties using Images) présentée s’appuie d’une part sur les propriétés des constituants, dont certaines ont été caractérisées au laboratoire, etd’autre part sur l’architecture de ces matériaux, qui a été obtenue à partir d’une image tomographique.Les propriétés mesurées des constituants ont été directement utilisées dans un modèle microscopique de fil idéal, le modèle macroscopique étant lui directement basé sur l’image de tomographie. Les paramètres des calculs aux différentes échelles ont ensuite été étudiés et discutés pour en déterminer l’influence et permettre de valider certaines hypothèses. La comparaison des résultats numériques et expérimentaux a enfin permis de valider la méthode CEPI sur le comportement mécanique linéaire et de mettre en avant les principaux axes d’améliorations pour le comportement en dilatation des ces composites
C/C composites are used in very high temperature applications, especially in space activities. The ability to design these materials is essential in order to enhance their performances and lower their production costs. This work introduces an images-based multiscale modeling of the thermomechanical behavior of a C/C needled composites. Standard methods cannot describe this very complex architecture.The CEPI model (Computing Effective Properties using Images) is based on one hand on the components properties, some of them having been characterized in the laboratory, and on the other hand on the architecture of the material which is directly obtained using tomography images. The components properties were used on a microscopic model of an idealistic yarn, while the macroscopic model was based on the CT scan data itself. The influence of the internal parameters of the method was studied and discussed, and allowed validating some hypotheses. Finally, the comparison between the numerical and experimental results validates the CEPI model on the linear mechanical behavior and stressed the key axes of improvement for the thermal expansion behavior of these composites

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El, Yagoubi Jalal. "Effet de l’endommagement mécanique sur les propriétés thermiques de composites à matrice céramique : approche multiéchelle." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14297/document.

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Le travail exposé dans ce mémoire propose un examen, selon une approche multiéchelle, de la relation entre l’évolution de l’endommagement et la perte de conductibilité thermique de Compositesà Matrice Céramique. Les recherches sont menées à la fois sur le plan expérimental et sur le plan théorique. La démarche mise en oeuvre consiste à examiner deux échelles significatives (Microet Meso) auxquelles agissent des mécanismes d’endommagement différents et à évaluer pardes techniques d’homogénéisation l’effet sur les propriétés thermiques effectives.Une attention particulière a été donnée à l’élaboration d’une démarche expérimentale approfondieassociant des moyens de caractérisation mécanique, thermique et microstructurale. Aux deuxéchelles étudiées, un banc expérimental a été conçu pour réaliser des mesures thermiques sur des CMC sollicités mécaniquement. La diffusivité thermique longitudinale du mini composite est estimée par thermographie à détection synchrone. Des variantes de la méthode flash en face arrière sont mises en oeuvre pour l’étude du composite tissé. Par ailleurs, la progression de l’endommagementest déduite de l’enregistrement des signaux acoustiques et d’observations microstructurales post-mortem. Les résultats expérimentaux sont systématiquement comparés à des simulations. A l’échelle Micro, un modèle micromécanique est proposé afin de simuler la perte de conductivité thermique d’un mini composite en traction. A l’échelle Méso, une stratégie multiéchelle de calcul numérique de l’effet de l’endommagement sur les propriétés thermiques d’un CMC tissé est présentée
In this work the relationship between the evolution of damage and the loss of thermal propertiesof Ceramic Matrix Composites is investigated by a multiscale approach. Research are conductedboth experimentally and theoretically. The implemented approach is to consider two significantscales (micro and meso) where different damage mechanisms are operating and then assess theeffect on the effective thermal properties by homogenization techniques.Particular attention has been given to the development of a thorough experimental work combiningvarious characterization tools (mechanical, thermal and microstructural). At the two aforementionedscales, an experimental setup was designed to perform thermal measurements onCMC under tensile test. Thermal diffusivity of minicomposites is estimated using Lock-in thermography.Also, tranverse diffusivity mapping as well as global in-plane diffusivity of woven CMCare determined by suitable rear face flash methods. The evolution of damage is then derived fromacoustic emission activity along with postmortem microstructural observations. Experimental resultsare systematically compared to simulations. At microscale, a micromechanical-based modelis used to simulate the loss of thermal conductivity of a minicomposite under tensile test. At mesoscale,a multiscale Finite ElementModel is proposed to compute the effect of damage on thermalproperties of woven CMC

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Couégnat, Guillaume. "Approche multiéchelle du comportement mécanique de matériaux composites à renfort tissé." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00403885.

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Анотація:

Ce travail concerne le développement d'une approche multiéchelle du comportement mécanique adaptée aux matériaux composites à renfort tissé. Le modèle DMD (Discrete Micro Damage) proposé repose sur une description de l'architecture du renfort tissé et de l'arrangement des constituants, de leurs propriétés et de leurs modes d'endommagement. Les variables internes du modèle décrivent directement l'état de fissuration du matériau et les décohésions associées. L'endommagement est introduit sous forme discrète dans des cellules élémentaires représentatives du matériau. Les effets de l'endommagement sont ensuite calculés grâce à des essais numériques d'homogénéisation. Des outils de changement d'échelle spécifiques nécessaires au calcul numérique ont été développés afin de prendre en compte les particularités des composites tissés. Le modèle DMD est identifié et validé pour un matériau composite tissé multicouche à matrice céramique. Enfin, le modèle est implanté dans le code de calcul ZéBuLoN et appliqué à trois cas-tests de calcul de structure.

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Frank, Xavier. "Approche multiéchelle de la dynamique des bulles en fluide non newtonien." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://www.theses.fr/2005INPL099N.

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Анотація:

L'hydrodynamique d'une colonne à bulles dont la phase liquide est non newtonienne est une problématique extrêmement complexe, y compris lorsqu'on se limite au cas d'un seul train de bulles. Interactions à longue portée via effets de mémoire au sein du fluide et coalescences entre bulles induisent une dynamique chaotique. Afin de modéliser la colonne à bulles en tant que système complexe dans son ensemble et de prédire ses propriétés globales, une approche multiéchelle a été mise en oeuvre. Trois échelles; microscopique, mésoscopique et macroscopique, interviennent, la prédiction des processus à chaque échelle, reposant sur la compréhension de tous les phénomènes physiques mis en jeu, apporte des éléments de modélisation pour l'échelle supérieure. Ainsi, le champ de vitesse, la forme des bulles et le champ de contrainte viscoélastique qui les entoure ont été prédits par l'approche Lattice Boltzmann, avec un bon accord avec l'expérience. Ces résultats fondent les hypothèses d'un modèle dynamique mésoéchelle reliant la vitesse d'ascension des bulles à la contrainte rencontrée localement, validé par les données expérimentales dans le cas d'un train de bulles périodique. Les propriétés macroscopiques sont prédites au moyen d'un modèle dit "cognitif", inspiré des systèmes multi agents, reposant sur le modèle mésoéchelle et des règles booléennes de comportement. Ainsi, en fonction de la hauteur dans la colonne, nombre de bulles, distributions de taille de bulles, transition vers le chaos et diamètre moyen de bulles sont calculés en bon accord avec l'expérience
The hydrodynamics in a bubble column with non Newtonian fluids is a very complex problem. It is so even when the study is restricted to the case of a single bubble chain. Fluid's memory of long range, that governs bubbles' interactions and coalescences, leads usually to chaotic dynamics. A multiscale modelling approach has been realised to reach a convenient description of the complex system and to predict its global properties. Three different scales were considered: microscale, mesoscale and macroscale. Modelling results obtained at a scale are used as input to build the model of higher scale. Ln such a way, Lattice Boltzmann (LB) simulation allows the computation of flow field, bubble shape and viscoelastic stress field, all in good agreement with experiments. A mesoscale model that takes into account the relationship between the bubble rise velocity and local stress encountered by the bubble is deduced from the LB approach. Finally, the cognitive model, that stems from the mesoscale results, gives the prediction of several macroscale properties in function of the column height: bubble number, bubble class distribution, route to chaos and mean bubble diameter. This pluridisciplinary theoretical modelling compares successfully with experimental data

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Herry, Bertrand. "Développement d'une approche multiéchelle parallèle pour la simulation de crash automobile." Cachan, Ecole normale supérieure, 2002. http://www.theses.fr/2002DENS0018.

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Simon, Pierre. "Approche multiéchelle du comportement mécanique du bois dans le plan transverse." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0049/these.pdf.

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Анотація:

Le comportement élastique transverse des résineux a la particularité d'être fortement anisotrope. Il est de plus très hétérogène à certaines échelles. Les propriétés transverses sont enfin fortement variables d'une essence et d'une pièce de bois à l'autre. On propose ici une étude expérimentale et théorique de ce comportement. Ainsi, on descend à l'échelle cellulaire qui fait apparaître une grande diversité des formes. On construit alors un modèle géométrique de cellule capable de représenter la plupart des morphologies, et dont le comportement mécanique s'obtient par un calcul analytique. Dès lors, on explique et on quantifie les caractéristiques des résineux aux échelles supérieures, notamment l'orthotropie à toutes les échelles et l'hétérogénéité dans les cernes. Des comparaisons expérimentales appuient les résultats. La grande variabilité morphologique des cellules s'accompagne logiquement d'une très grande dispersion des raideurs microscopiques: de 1 à 10 pour certaines sollicitations. L'orthotropie macroscopique s'explique ensuite par l'agencement régulier des cellules dans le cerne. Paradoxalement, à cette échelle, dite méso, la grande disparité des cellules réduit la variabilité comportementale. Le passage aux éléments de construction voit la dispersion des modules élastiques moyens diminuer par l'association de nombreux cernes, pour atteindre quelques dizaines de pourcents seulement. Cependant le comportement élastique transverse des pièces de structure reste très variable. Il dépend fortement de l'orientation des cernes dans les sections et peut varier d'un facteur 5 d'une poutre à l'autre
[The elastic behavior of softwoods presents a huge anisotropy in the transverse plane. It is moreover very heterogeneous at some scales. Transverse mechanical properties also seem to be very different between species or from a piece of wood to another. Here is proposed an experimental and theoretical study of this behavior. To explain, it, at least the cellular scale must be observed. Many shapes of cells exist and an adaptative goemetric model of the cells has been constructed. An analytical calculus then gives the mechanical properties associated to this geometric model. Then the behavior of wood at upper scales is deduced from the morphology of cells in the annual rings. The anisotropy and the heterogeneity of spruce are quantified. Experimental data are compared to the theoretical results. The great variability of cellular shapes locally leads to a very important diversity in their stiffness, from 1 to 10 for some types of loads. Macroscopoic orthotropy come from the microscopic anisotropy but also depends on the regular assembly of cells in annual rings. The behavior of annual rings is less random than cell properties, paradoxically thanks to the great cellular variability. And when the transverse behavior of macroscopic wood pieces is measured, its variability decreases with the number of annual rings in the section, and reach only some ten percents. Nevertheless, the mean transverse elastic behavior of structure pieces is quite variable. It largely depends on the orientation and curvature of the annual rings. And the transverse stiffness can vary from 1 to 5 from one beam to another]

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Ben, Brahim Nadia. "Approche multiéchelle pour le comportement vibratoire des structures avec un défaut de rigidité." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01066795.

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Анотація:

Nous considérons un système mécanique en vibration non linéaire, pour lequel nous fournissons une solution approchée par l'utilisation des développements multiples échelles; nous proposons d'abord une étude avec double échelles puis avec triple échelles où nous comparons les deux approches. Une preuve rigoureuse de ces développements a été faite. L'étude de la stabilité de la solution est nécessaire pour montrer la convergence au voisinage de la résonance. Un lien entre l'amplitude de la réponse vibratoire et la fréquence du système en vibration libre a été mis en évidence.

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Jourdan, Thomas. "Approche multiéchelle pour le magnétisme. Application aux hétérogénéités structurales et aux singularités magnétiques." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10169.

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Cette thèse concerne la mise en place de méthodes numériques pour déterminer les configurations magnétiques d'équilibre, et leur utilisation pour des systèmes possédant des hétérogénéités structurales et des singularités magnétiques. Nous décrivons tout d'abord un algorithme fondé sur une méthode multipolaire rapide et qui permet de calculer efficacement le champ dipolaire dans une assemblée de spins dans le cadre du modèle de Heisenberg classique. En utilisant ce modèle, nous étudions l'interaction de parois magnétiques avec des défauts structuraux dans des couches minces de FePt. Nous traitons le cas des parois d'antiphase et les micromacles. Nous analysons les valeurs des champs de décrochage des parois magnétiques, notamment en les comparant avec des données expérimentales. Nous détaillons ensuite une méthode multiéchelle que nous développée. Cette méthode permet, dans un formalisme unifié, de décrire un système avec le modèle de Heisenberg et le modèle micromagnétique. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude de systèmes de grande taille possédant des variations spatiales rapides d'aimantation, en utilisant la méthode multiéchelle : vortex dans un élément magnétique, configurations avec un point de Bloch dans un cube, bulle magnétique dans une couche mince de FePd. Dans ce dernier cas, les résultats sont comparés à des observations récentes par microscopie de Lorentz
This thesis concerns the development of numerical methods to determine magnetic equilibrium configurations, and their use for systems with structural heterogeneities and magnetic singularities. We first describe an algorithm based on a fast multipole method which permits to compute efficiently the dipolar field created by atomic spins in the framework of the classical Heisenberg model. Using this model, we study the interaction of magnetic domain walls with structural defects in thin layers of FePt. We consider the case of antiphase boundaries and microtwins. We analyse the values of the depinning fields and compare them with experimental data. Then we describe a multiscale method that we have developed. This method allows us to simulate a system with the Heisenberg model and with the micromagnetic model in a consistent formalism. The last part of this thesis is devoted to the study of large systems with steep variations of magnetisation: vortex in a magnetic element, configurations with a Bloch point in a cube, magnetic bubble in a thin layer of FePd. In the latter case, results are compared with recent observations by Lorentz microscopy

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Jourdan, Thomas. "Approche multiéchelle pour le magnétisme. Application aux hétérogénéités structurales et aux singularités magnétiques." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00345621.

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Cette thèse concerne la mise en place de méthodes numériques pour déterminer les configurations magnétiques d'équilibre, et leur utilisation pour des systèmes possédant des hétérogénéités structurales et des singularités magnétiques.

Nous décrivons tout d'abord un algorithme fondé sur une méthode multipolaire rapide et qui permet de calculer efficacement le champ dipolaire dans une assemblée de spins dans le cadre du modèle de Heisenberg classique.

En utilisant ce modèle, nous étudions l'interaction de parois magnétiques avec des défauts structuraux dans des couches minces de FePt. Nous traitons le cas des parois d'antiphase et les micromacles. Nous analysons les valeurs des champs de décrochage des parois magnétiques, notamment en les comparant avec des données expérimentales.

Nous détaillons ensuite une méthode multiéchelle que nous développée. Cette méthode permet, dans un formalisme unifié, de décrire un système avec le modèle de Heisenberg et le modèle micromagnétique.

La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude de systèmes de grande taille possédant des variations spatiales rapides d'aimantation, en utilisant la méthode multiéchelle : vortex dans un élément magnétique, configurations avec un point de Bloch dans un cube, bulle magnétique dans une couche mince de FePd. Dans ce dernier cas, les résultats sont comparés à des observations récentes par microscopie de Lorentz.

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Masci, Lorella. "Cristallochimie du fer dans les chlorites métamorphiques : approche analytique multiéchelle, expérimentale, et implications pétrologiques." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS256.

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Les chlorites sont des phyllosilicates ayant la particularité de cristalliser sur une large gamme de conditions de pression et température, et dans une variété de roches et d’environnements géologiques pouvant aller du contexte diagénétique au contexte métamorphique de type schiste bleu à amphibolitique. La composition des chlorites est sensible à leur température de cristallisation, et avec leur présence récurrente au sein des paragénèses, celles-ci sont couramment utilisées pour l’estimation des conditions thermobarométriques par les pétrologues. Cependant la plupart des modèles thermobarométriques actuels ne permettent pas d’estimer de manière fiable des températures au sein de l’ensemble des compositions des chlorites. Les modèles thermodynamiques en particulier ne prennent pas en compte ou sous-estiment l’état d’oxydation du fer dans les chlorites qui peut être sous forme Fe2+ ou Fe3+. Ce travail de thèse a ainsi pour objectif d’apporter de nouvelles données cristallochimiques sur un large panel de chlorites ayant incorporé du fer trivalent de compositions et contextes variés, tout en répondant aux questions sur : (1) la quantité de Fe3+ qui peut être incorporée dans les chlorites, (2) les substitutions cationiques permettant l’incorporation du Fe3+ dans les chlorites et leurs pôles purs associés, (3) la localisation du Fe3+ et des autres cations dans les sites cristallographiques des chlorites et enfin, (4) sur le lien éventuel entre le Fe3+ dans les chlorites et les conditions thermodynamiques du milieu que sont la pression, température, et la fugacité en oxygène à l’échelle du cristal et du minéral. Ce travail de thèse utilise différentes méthodes de mesure du Fe3+/FeTOT ; la spectroscopie d’absorption du fer au seuil K (K XANES), et la spectroscopie par perte d’énergie des électrons (EELS) couplées à l’utilisation de la microsonde électronique. Ce volet analytique est complété par des analyses de diffraction des rayons X. L’approche utilisée repose sur l’étude de chlorites naturelles échantillonnées pour leur représentativité du domaine de composition, ainsi que sur des chlorites synthétisées expérimentalement sous pression, température, et fugacité en oxygène contrôlées. Une nouvelle base de données cristallochimiques sur les chlorites ferriques constitue l’apport principal de ce travail, et a permis en particulier de mettre en évidence les substitutions contrôlant l’incorporation du Fe3+ dans la structure. Ainsi la substitution di-trioctaédrique 3R2+ = 2Fe3+ + _ et l’échange Al = Fe3+ semblent expliquer le domaine de composition des chlorites ferriques jusqu’à Fe3+ ∼ 1.5 p.f.u., permettant de définir un ou plusieurs pôles purs de type ferri-sudoite en plus d’un pôle ferrique non lacunaire et magnésien, dans les chlorites naturelles et synthétiques. Mais l’analyse de l’oxygène dans les chlorites les plus ferriques montrent un déficit de protons interprété comme lié à l’oxydation du fer divalent, tel que : Fe2+ + H+ = Fe3+, mettant en évidence un composant "oxychlorite" à base anionique O12(OH)6. Une implication importante est que la présence de lacunes et la substitution di-trioctaédrique précédemment révélées sont largement un artefact de normalisation sur la base anionique O10(OH)8. A l’échelle du minéral la distribution du rapport Fe3+/FeTOT dans les chlorites montre des variations pouvant atteindre jusqu’à ∼ 30 %, sur une échelle de la centaine à dizaine de nanomètres. Cette hétérogénéité se retrouve également à l’échelle du micromètre mais n’est pas corrélée à la distribution du FeTOT et des autres éléments majeurs dans la lame. Enfin en plus de confirmer les substitutions des chlorites naturelles, les synthèses de chlorites ont permis d’identifier un probable contrôle de la fugacité en oxygène sur le rapport Fe3+/FeTOT mais pas sur la quantité de Fe3+ incorporée, indépendamment de la composition de départ
Chorite is a phyllosilicate crystallizing in a wide range of pressure and temperature conditions, among a diversity of rocks : from diagenesis to metamorphic conditions, typically in greenschist facies but also in blueschist and amphibolite facies. Chlorite is useful for metamorphic petrology as a geothermometer, as its composition is sensitive to the temperature of crystallization and chlorite is commonly found within mineral assemblages. Chlorite shows many solid solutions, among which Fe may be incorporated in large proportions in divalent (Fe2+) and/or trivalent (Fe3+) state. Unfortunately current models for geothermometry on chlorite either neglect Fe3+ or require evaluating the thermodynamic properties of Fe3+-rich chlorite for increased accuracy. This study aims at providing new crystal-chemistry data on ferric chlorite from a wide range of composition and origin, and to answer the following questions : (1) how much Fe3+ may be incorporated in chlorite ? (2) what are the cationic substitutions and end-members for Fe3+ incorporation ? (3) how is Fe3+ distributed within the chlorite structure ? and (4) what are the dependencies between Fe3+ in chlorite and the pressure-temperature conditions, and oxygen fugacity, at crystal and mineral scales ? This work investigates the speciation of iron in chlorite with different techniques; X-ray absorption near-edge spectroscopy at the Fe-K edge (K XANES), and electron energy-loss spectroscopy (EELS) combined with electron microprobe major element analyzes. X-ray diffraction investigation brings structural information on the structure of ferric chlorite. This analytical strategy is focused on chlorite from natural rock samples and experimental syntheses made at fixed pressure and temperature, and under buffered oxygen fugacity. A new database on ferric chlorite crystal-chemistry is the major output of this work, which highlights substitutions involving Fe3+. A Fe3+ -rich, vacant endmember is required to account for the di-trioctahedral substitution, and a magnesian end-member with 1 Fe3+ replacing Al for the homovalent Al - Fe3+ substitution. These results are observed in natural specimens and confirmed by experimental synthsesis of ferric chlorite. In addition, chlorite with Fe3+ > 1.5 p.f.u. shows systematic deviation from the ideal O10(OH)8 anionic basis, where proton deficit has been inferred from indirect measurements of H+ content. These results are consistent with the existence of an "oxychlorite" group within the classification of phyllosilicates. At mineral scale, the variations of the oxidation state take place at nanoscale and are unrelated to variations in the amount of Fe. Chlorite crystallized via experimental synthesis shows similar features. These results explain the poor success of geothermometry on some iron-rich chlorite, and allow us to propose improved cation distribution algorithms for geo thermometry. Our study paves the way for future experimental synthesis focused on oxychlorite

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Dabla, Essi Ahoefa. "Approche bayesienne multiéchelle pour la modélisation de la fiabilité d'un module de puissance en environnement ferroviaire." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0102.

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Le contrôle de la fiabilité des composants électroniques critiques est un des enjeux des acteurs du secteur ferroviaire. Les modules de puissance à IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) appartiennent à cette liste de composants. Ils sont soumis à de fortes contraintes correspondant à celles rencontrées dans des environnements ferroviaires sévères. Les conditions environnementales rencontrées dans l’exploitation ferroviaire et les fortes exigences en termes de disponibilité imposent des niveaux de fiabilité élevés aux IGBT. Dans une optique d’amélioration de leur fiabilité, une méthodologie d’évaluation a été développée basée sur une approche probabiliste et supportée par un réseau bayesien. Pour la mise en place du modèle, plusieurs briques de travail ont été assemblées. En premier lieu, une approche originale nommée « Cycle en U» a été proposée mettant en évidence de façon biunivoque un niveau système associé au train et un niveau composant assimilable à l’IGBT considérés simultanément selon des vues fonctionnelles et dysfonctionnelles. Dans ce cadre, le travail a conduit, dans un premier temps, à mettre en évidence les mécanismes caractérisant, dans une logique descendante, l’influence de la sollicitation du train sur la sollicitation du composant puis, selon une logique ascendante, de l’impact dysfonctionnel de la défaillance au niveau composant sur la fiabilité du système. Dans un deuxième temps, les résultats de cette analyse ont débouché sur la mise en place de la structure d’un modèle bayesien dont le caractère générique lui permet d’être déployé pour la modélisation fiabiliste de tout type de système ferroviaire. Le travail de modélisation basé sur les réseaux bayesiens sert de support au rapprochement entre modèles analytiques (physique de défaillance) et données issues de l’utilisation du composant élémentaire dans son environnement de fonctionnement. Le modèle a été utilisé pour la modélisation de la fiabilité d’un IGBT dans un cadre d’application correspondant au métro de la ville de Chennai en Inde. Les données et connaissances expertes recueillies sur le projet ont permis de déterminer les tables de probabilités du réseau bayesien. Les résultats probabilistes du modèle ont été traduites en indicateurs de fiabilité
The reliability control of critical electronic components is one of the challenges to be faced by railway stakeholders. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) power modules belong to this list of components. They are subject to high stresses corresponding to those encountered in harsh railway environments. The environmental conditions encountered in rail operations and the demanding availability requirements impose high levels of reliability on IGBT. In order to improve their reliability, an evaluation methodology has been developed based on a probabilistic approach and supported by a Bayesian network. For the implementation of the model, several working elements were assembled. First, an original approach called "U-Cycle" was proposed, highlighting in a one-to-one way a system level associated with the train and a component level similar to the IGBT considered simultaneously according to functional and dysfunctional views. In this context, the work led, first, to highlight the mechanisms characterizing, in a top-down logic, the influence of train loading on component stress and, in a bottom-up logic, the dysfunctional impact of the failure at component level on system reliability. In a second step, the results of this analysis led to the implementation of the structure of a Bayesian model whose generic nature allows it to be deployed for the reliable modelling of any type of rail system. The modelling work based on Bayesian networks is used to support the reconciliation between analytical models (failure physics) and data from the use of the elementary component in its operating environment. The model was used to model the reliability of an IGBT in an application framework corresponding to the metro in the city of Chennai, India. The data and expert knowledge collected on the project made it possible to determine the probability tables of the Bayesian network. The probabilistic results of the model have been translated into reliability indicators

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Guidault, Pierre-Alain. "Une stratégie de calcul pour les structures fissurées : Analyse locale-globale et approche multiéchelle pour la fissuration." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00160509.

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Lors de la tolérance aux dommages en fatigue de structures aéronautiques, l'estimation des vitesses de propagation de fissures existantes permet d'évaluer la tenue résiduelle de la structure et de définir des intervalles d'inspection et de réparations éventuelles. Une analyse complète ne pouvant être menée sur un modèle éléments finis dit « boulon par boulon », des analyses détaillées sont réalisées dans les zones fissurées et incluses dans un modèle général grossier de l'avion. Dans ce travail, une stratégie de calcul multiéchelle répondant à la problématique d'analyse locale globale pour le suivi de fissure et permettant de lever les difficultés de maillage est proposée. Deux techniques sont mises en synergie : une approche multiéchelle basée sur une méthode de décomposition de domaine pour traiter efficacement la localisation des déformations dans la zone fissurée et une technique d'enrichissement local, la X-FEM, pour décrire la géométrie de la fissure indépendamment du maillage.

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Le, Neindre Charlène. "Une approche systémique et multiéchelle des disparités spatiales de santé au prisme de la notion de contexte." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA070043.

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Cette recherche vise une meilleure appréhension des disparités spatiales en matière de santé à l'œuvre dans l'espace français. D'abord, nous présentons une approche systémique et multiéchelle des relations entre la situation sanitaire et les autres caractéristiques de l'espace (conditions socioéconomiques, qualité de l'air, offre de soins. . . ) développée en nous appuyant sur les notions de contextes interne, horizontal'et vertical. Ensuite, nous proposons une stratégie d'exploration de ces relations, lesquelles sont expérimentées à l'aide d'une analyse des corrélations et de modèles de régression multiple. Ce travail est mené à différents niveaux géographiques (du local au régional) et dans divers types d'espaces (depuis les espaces urbains centraux jusqu'aux espaces ruraux isolés ; dans les grandes, les moyennes et les petites aires urbaines) situés dans le Nord et dans l'Ouest de la France. Trois types de relations, du plus général au plus spécifique, sont identifiés. D'es relations générales apparaissent à l'identique à travers l'espace. A l'inverse, des relations particulières se manifestent seulement de manière isolée. Enfin, certaines relations sont parfois dépendantes du contexte au sein duquel elles opèrent tantôt positivement, tantôt négativement. Nous qualifions ces relations de discordantes. Nous espérons le cadre théorique et méthodologique élaboré ici porteur de perspectives pour d'autres études
This research aims to provide a better understanding of spatial health disparities in France. First, we present a multiscale and systemic approach to the links between health status and other characteristics of space (socioeconomic conditions, air quality, healthcare services. . . ) developed with the notions of vertical, horizontal and internal contexts. Then we propose a methodology to explore these links which are tested using correlation analyses and multiple regression models. This work is carried out at different geographical fevels (from the local to the regional) and in various types of spaces (from the city center to the isolated rural areas; in the large, the mid-sized and the small urban areas) located in the North and in the West of France. Three types of links are identified, from the most general to the most specific. General links appear identically ail over the space, while particular links crop up only in some peculiar areas. Finally, the effects are sometimes context-dependant, ranging from positive to negative correlations. We refer to these situations as discordant links. We hope that this theoretical and methodological framework could generate prospects for further studies

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Kaakai, Fateh. "Modélisation et évalution des pôles d'échanges multimodaux : une approche hybride multiéchelle basée sur les réseaux Pétri Lots." Besançon, 2007. http://www.theses.fr/2007BESA2038.

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Les pôles d'échanges multimodaux (PEM) constituent aujourd'hui la vitrine des réseaux de transport. C'est un système de transport complexe dont le bon fonctionnement conditionne celui du réseau de transport dans son ensemble. Dans le but de prévenir, de réduire ou si possible d'éviter les dysfonctionnements, les incidents et les accidents qui affectent quotidiennement un grand nombre de sites en exploitation, et qui, par ricochet, détériorent l'image et l'attractivité des transports collectifs en général, il devient nécessaire de systématiser l'évaluation à priori et à posteriori des performances des PEM comme cela s'est fait avec succès dans d'autres domaines, tels que celui des systèmes industriels de production. Ainsi, l'objectif de ces travaux de recherche est d'élaborer un modèle de simulation pour la mesure d'un certain nombre d'indicateurs quantitatifs de performance dédiés aux PEM. Le modèle de simulation proposé est basé sur les réseaux de Petri Lots, une extension des réseaux de Pétri Hybrides particulièrement adaptée pour la modélisation des systèmes multiéchelles complexes. Ce paradigme de modélisation offre, en outre, des techniques d'analyse formelle pour la vérification et la commande du modèle élaboré. Le modèle de simulation proposé sera utile poour définir et programmer à court terme des opérations de maintenance dans le but de prévenir des dysfonctionnements latents ou probables. Concernant les projets de PEM en cours de réalisation, il permettra d'éclairer les choix préalables à la conception des différentes composantes de ces sites en assistant les concepteurs dans les procédures de dimensionnement et de planification
A Multimodal Hub is a complex transportation system which has the role to interconnect several public and private transportation modes in order to promote intermodality practice. Because of many observed problems (such as recurrent congestion phenomena inside stations, high transfer times, long queues in front of services, etc. ) which contribute to deteriorate the image of public transport in general, it becomes more and more important for transit authorities to be able to perform many performance measures for identifying the causes of these problems and trying to find solutions. The main goal of the PhD thesis is to propose a simulation model for evaluating the main performance factors of multimodal transportation hubs. Among the most important quantitative factors, we can mention occupancy rates, queue lengths, mean service times, evacuation times, and measures related to intermodality practice such as connection times and waiting times. The suggested simulation model is based on Batches Petri nets which are an extension of Hybrid Petri nets. This paradigm is suitable for our study because it offers a multiscale modular modeling approach which allows mastering the complexity of the studied system. Besides, it offers formal analysis techniques for checking and design (control) purposes. This simulation model can be successfully used for (i) evaluating existing multimodal hubs, (ii) validating design projects of new multimodal hubs, and (iii) assisting designers during sizing and planning procedures

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Crepin, Jerome. "L'approche multi-échelles en mécanique des matériaux ou l'importance d'un dialogue transdisciplinaire." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00564412.

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L'utilisation des moyens de calcul de type éléments finis couplés aux progrès techniques en matière de mesures de champs expérimentaux, tant microstructuraux que mécaniques, ouvrent la voie à une richesse de dialogue expérience/calcul qui ne se limite plus à la seule réponse macroscopique obtenue sur un volume élémentaire représentatif. L'objectif de ce travail concerne l'exposé de la méthodologie adoptée et des outils développés pour l'identification de paramètres pertinents de lois de comportement de matériaux hétérogènes à partir de la définition de leur microstructure et des mécanismes responsables, au sein du volume élémentaire représentatif, de leur comportement élasto-plastique voire de leur endommagement. Nous nous intéresserons tout particulièrement à préciser la notion d'hétérogénéités, qui est fortement dépendante de la base de mesure choisie, que se soit pour l'expérimentation ou pour les simulations numériques. Nous aborderons d'autre part, les questions relatives à la pertinence de mesures de surface pour décrire le comportement d'un volume de matière puis nous nous focaliserons sur l'intérêt d'utiliser des mesures cinématiques, obtenues en cours d'essais mécaniques in situ comme conditions aux limites des simulations numériques. Nous discuterons de la mise en place de cette méthodologie à partir de résultats obtenus à partir d'alliages métalliques et de matériaux virtuels.

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Signolle, Nicolas. "Approches multiéchelles pour la segmentation de très grandes images : application à la quantification de biomarqueurs en histopathologie cancérologique." Phd thesis, Université de Caen, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01073319.

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Visualiser et analyser automatiquement des coupes fines de tumeurs cancéreuses sont des enjeux majeurs pour progresser dans la compréhension des mécanismes de la cancérisation et mettre en évidence de nouveaux indicateurs de réponse au traitement. Les nouveaux scanners microscopiques apportent une aide essentielle en fournissant des images couleur haute résolution de la totalité des lames histologiques. Ceci permet de s'affranchir de l'hétérogénéité de distribution des marqueurs à quantifier. La taille de ces images, appelées lames virtuelles, peut atteindre plusieurs GigaOctets. L'objectif de cette thèse est de concevoir et d'implémenter une méthode de segmentation permettant de séparer les différents types de compartiments stromaux présents sur une lame virtuelle de carcinome ovarien. Les deux principales difficultés à surmonter sont la taille des images, qui empêche de les traiter en une seule fois, et le choix de critères permettant de différencier les compartiments stromaux. Pour répondre à ces problèmes, nous avons développé une méthode générique de segmentation multiéchelle qui associe un découpage judicieux de l'image à une caractérisation de chaque compartiment stromal, considéré comme une texture. Cette caractérisation repose sur une modélisation multiéchelle des textures par un modèle d'arbre de Markov caché, appliqué sur les coefficients de la décomposition en ondelettes. Plutôt que de considérer tous les types de compartiments stromaux simultanément, nous avons choisi de transformer le problème multiclasse en un ensemble de problèmes binaires. Nous avons également analysé l'influence d'hyperparamètres (représentation couleur, type d'ondelettes et nombre de niveaux de résolutions intégrés à l'analyse) sur la segmentation, ce qui nous a permis de sélectionner les classifieurs les mieux adaptés. Différentes méthodes de combinaison des décisions des meilleurs classifieurs ont ensuite été étudiées. La méthode a été testée sur une vingtaine de lames virtuelles. Afin d'évaluer les résultats de la segmentation, nous avons mis en œuvre un protocole de tests fondé sur une approche stéréologique. Les résultats sur différents jeux de tests (images synthétiques, images de petite taille, images réelles) sont présentés et commentés. Les résultats obtenus sur les lames virtuelles sont prometteurs, compte tenu de la variabilité des échantillons et de la difficulté, pour un expert, à identifier parfois très précisément un compartiment : environ 60% des points sont correctement classés (entre 35% et 80% selon les lames).

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Vergnault, Étienne. "Vers une approche multi-échelle pour l’interaction fluide-structure." Cachan, Ecole normale supérieure, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00661195.

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La prédiction du comportement de structures soumises au chargement d'un guide est un enjeu actuel de l'industrie aéronautique. Les matériaux composites, de plus en plus employés, ont des mécanismes de dégradation dont la taille caractéristique est inférieure au dixième de millimètre. Dans le cadre des méthodes multi-échelles développées au laboratoire pour la simulation des structures, nous proposons une méthode de décomposition de domaine mixte pour la simulation d'écoulements incompressibles. Les équations de Navier-Stokes sont écrites dans un formalisme eulérien, et résolues de manière incrémentale. La solution du problème à chaque piquet de temps est obtenue de manière itérative, par la résolution de problèmes posés sur les interfaces et sur les sous-domaines. La non-linéarité liée au terme de convection est traitée au niveau des sous-domaines, et les problèmes sur les interfaces assurent la vérification de l'ensemble des équations du problème initial. Nous introduisons ensuite un problème global posé sur l'ensemble des interfaces. Ce problème macroscopique original basé sur la condition d'incompressibilité de l'écoulement accélère la convergence de la stratégie itérative. Nous abordons enfin le couplage par une méthode de domaine fictif, dont les premiers développements ont permis d'obtenir des résultats prometteurs. Les méthodes proposées sont implantées dans un code éléments finis et illustrées sur des exemples bidimensionnels
Predicting the behaviour of structures subjected to loading by a fluid is a current issue of the aviation industry. Composite materials, whose mass ratio is increasing with each new project, have mechanisms of degradation whose characteristic size is less than a tenth of a millimetre. Inspired from Multiscale methods developed in the laboratory for the simulation of structures, we propose a mixed domain decomposition method for the simulation of incompressible flows. The Navier-Stokes equations are written in Eulerian formalism and solved incrementally. The solution at each time step is obtained iteratively by solving problems on the interfaces and sub domains. The non-linearity associated with the convection term is treated at the sub domain level and problems on the interfaces provide verification of all equations of the original problem. We then introduce a global problem posed on all interfaces. This innovative macroscopic problem based on the condition of incompressibility of the flow accelerates the convergence of the iterative strategy. We address finally the coupling with a method of fictitious domain, whose early development has yielded promising results. The proposed methods are implemented in a finite element code and illustrated on two-dimensional examples

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Nogaret, Thomas. "Approche multi-échelle des mécanismes de plasticité des aciers austénitiques irradiés." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0174.

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La plasticité post irradiation des aciers austénitiques a été étudiée grâce à une approche de modélisation multi-échelle. Les mécanismes d'interaction entre dislocations et défauts d'irradiation ont été observés à l'échelle nanométrique par Dynamique Moléculaire. Les simulations ont montré que les dislocations vis et coins se comportent différemment en présence de défauts d'irradiation: les dislocations vis absorbent les défauts alors que les dislocations coins les cisaillent. Cette différence de comportement a été introduite avec réalisme dans un code de Dynamique des Dislocations afin d'étudier à l'échelle du micron la formation des « bandes claires» (bandes de cisaillement sans défaut) par les dislocations mobiles. Les simulations ont permis de déterminer les mécanismes de nettoyage et d'épaississement des bandes claires et ont montré l'importance des effets collectifs entre dislocations dans la formation de ces bandes
Plasticity mechanisms in irradiated austenitic steels were studied thanks to a multi-scale modelling approach. The study at the nano scale of interaction mechanisms between dislocations and irradiation defects by Molecular Dynamics showed that edge and screw dislocations behave differently in presence of irradiation defects: screw dislocations absorb the defects whereas edge dislocations shear them. This difference of behaviour was reproduced with fidelity into a Dislocation Dynamics code in order to study at the micro scale the formation of "clear bands" (defect free shear bands) by mobile dislocations. The simulations allowed determining the clearing and broadening pro cesses of clear bands and showed the importance of collective effects between dislocations in clear band formation

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Bossart, Pierre-Louis. "Détection de contours réguliers dans des images bruitées et texturées : association des contours actifs et d'une approche multiéchelle." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG0098.

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Cette thèse traite de la détection de contours dans des images fortement bruitées et texturées. Après avoir exposé les limitations des opérateurs locaux, nous suggérons de contraindre la détection grâce aux modèles de contours actifs, qui introduisent des informations a priori sur la géométrie et la régularité des objets cherchés. La mise en oeuvre des contours actifs est difficile en raison de nombreux problèmes pratiques. Nous proposons deux techniques rendant cette approche globale plus robuste et plus facile d'emploi. D'une part, nous facilitons le choix des paramètres en adaptant un algorithme de calibrage ayant une explication géométrique : les paramètres dépendent de la valeur de la courbure maximale. L'association des contours actifs et d'une représentation multiéchelle permet d'autre part de réduire la dépendance vis-à-vis de l'initialisation. Après une convergence robuste vers une solution grossière, la localisation des contours est améliorée en diminuant progressivement l'échelle d'analyse. Nous proposons alors plusieurs techniques efficaces de suivi des contours dans l'espace-échelle, s'appuyant sur une prédiction du déplacement des frontières sous l'effet du lissage gaussien. Les résultats expérimentaux montrent la validité de notre approche, et mettent en évidence l'apport d'une collaboration entre processus de segmentation, en particulier pour automatiser l'initialisation.

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Laurin, Frédéric. "Approche multiéchelle des mécanismes de ruine progressive des matériaux stratifiés et analyse de la tenue de structures composites." Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2024.

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Menakbi, Chemseddine. "Développement d'une approche multiéchelle pour l'étude des propriétés structurales et des réactivités d'assemblages complexes de biopolymères : les gels d'alginates." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2017. http://www.theses.fr/2017ENCM0005.

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Macromolécules formées par la répétition de nombreuses sous-unités appelées monomères, les biopolymères sont des polymères issus de la biomasse constituant une classe de matériaux utilisée dans des domaines très divers : industrie pharmaceutique et cosmétique, génie tissulaire, agroalimentaire et médical. Leur disponibilité, leur prix, leur non toxicité et leur biodégradabilité font de ces matériaux un sujet d’intérêt croissant pour la communauté. L’assemblage des biopolymères en gels induit par un facteur externe (cations métalliques, pH, agents réticulants organiques) est une de leurs propriétés les plus intéressantes. Une bonne compréhension de ces assemblages en vue d’optimiser les propriétés physico-chimiques, micro- et macroscopiques des gels passe nécessairement par une modélisation des biopolymères et de leurs interactions inter- et intramoléculaires. Cette modélisation doit être capable de fournir des descriptions précises de la réactivité des molécules et donc des interactions à courtes et longues distances telles que les interactions covalentes, électrostatiques et les liaisons de Van der Waals ou hydrogène. Mais l’effet de la température et du solvant exigent aussi des simulations sur des échelles de temps et d’espace étendues. En ce sens, une approche computationnelle joue le rôle de « microscope numérique ».Dans le cadre de cette thèse, une approche multi-échelle a été élaborée pour l’étude d’un groupe de polysaccharides : les alginates. La formation de complexes alginate/cation multivalent (Alg/Mn+) est une étape déterminante de tout le processus de gélification. L’étude suivant la théorie de la fonctionnelle de la densité avec correction de dispersion (DFT-D) de modèles d’alginates complexant des cations divalents (Mn2+, Co2+, Cu2+ et Zn2+ ) et trivalents (Al3+, Cr3+, Ga3+, Fe3+, La3+ et Sc3+) nous a mené aux conclusions suivantes. La tendance de l’énergie de liaison est indépendante de : la longueur et le nombre des chaines d’alginates, la présence d’eau dans la première sphère de coordination et la spéciation du métal. Dans toutes les structures hydratées, une liaison monodentate entre le cation et les groupements carboxylates est établie. Ainsi, l’interaction entre les cations et l’alginate ne dépend que de paramètres locaux que l’on peut expliquer par une contribution covalente significative provenant de la donation de charges des oxygènes ligands carboxyliques vers Mn+. L’importance de la force de liaison pour la complexation a été confirmée par l’étude DFT-D d’échanges cationiques. Les simulations Born-Oppenheimer Molecular Dynamics (BOMD)/Molecular Dynamics (MD) de dimannuronates dans l’eau et de complexes de lanthane et d’aluminium ont montré que l’eau prévient la formation de liaisons hydrogène intra-chaine en solvatant les groupements fonctionnels polaires. Dans les complexes de dimannuronate de lanthane et de dimannuronate d’aluminium, les fonctions de distribution radiale des atomes d’oxygène carboxyliques confirment l’établissement d’un mode de liaison monodentate. Dans tous les complexes simulés, aucune molécule d’eau ne sépare l’ion métallique et le ligand. Ceux-ci forment donc un complexe à sphère interne. Comme alternative aux simulations MD, une méthode de recuit parallèle Monte Carlo a été implémentée dans le code deMon2k. Les méthodes QM/MM et QM/MC permettront aussi d’examiner l’effet de chaines plus longues sur la complexation de cations de métaux de transition en considérant la température et le solvant aqueux explicite. Ces outils computationnels pourront être utilisés directement pour l’étude de différents polysaccharides et biopolymères
Biopolymers are macromolecules formed by the repetition of numerous subunits called monomers and derived from biomass. They constitute a class of materials used in various fields: pharmaceutical and cosmetic industry, tissue engineering, agro-alimentary and medicine. Their availability, price, non-toxicity and biodegradability make these materials a growing topic of interest to the community. The assembly of biopolymers in gels induced by an external factor (metal cations, pH and organic crosslinking agents) is one of their most interesting properties. The optimization of the physico-chemical, micro- and macroscopic properties of the gels necessitates understanding of factors that influence the gel equilibrium structures. Molecular modeling tools applied to study the inter- and intra-molecular interactions in biopolymer assemblies at short and long distances, such as covalent, electrostatic and the Van der Waals interactions or hydrogen bonds, can provide valuable information The effect of temperature and solvent also requires simulations on extended time and space scales. In this sense, a computational approach plays the role of "digital microscope".In this thesis, a multi-scale approach has been developed for the study of a group of polysaccharides: alginates. The formation of alginate/multivalent cation complexes (Alg/Mn+) is a determining step in the entire gelation process. The Density Functional Theory augmented with an empirical London dispersion term (DFT-D) applied to study various models of alginate complexes with divalent (Mn2+, Co2+, Cu2+ and Zn2+) and trivalent (Al3+, Cr3+, Ga3+, Fe3+, La3+ and Sc3+) metal cations led to the following conclusions. The tendency of binding energy of metal cations is independent on : the length and number of alginate chains, the presence of water in the first coordination sphere and the speciation of the metal. In all the hydrated structures, a monodentate mode of binding is established between the cation and the carboxylate groups. Thus, the interaction between cations and alginate depends only on local parameters which can be explained by a significant covalent contribution from the charge donation of carboxylic oxygen ligand atoms to Mn+. The importance of the binding strength for the complexation was confirmed by the DFT-D study of ion exchange using mixed La3+/Cu2+ alginate complexes. The Born-Oppenheimer Molecular Dynamics (BOMD) / Molecular Dynamics (MD) simulations of dimannuronates in water and lanthanum, and aluminum complexes revealed that water prevents the formation of intra-chain hydrogen bonds by solvating the functional groups. In the complexes of lanthanum dimannuronate and aluminum dimannuronate, the radial distribution functions of the carboxylic oxygen atoms confirm the establishment of a monodentate bonding mode. In all simulated complexes, no water molecule separates the metal ion from the ligand, thus forming inner sphere complex.As an alternative to MD simulations, a Monte Carlo parallel tempering method has been implemented in the deMon2k code. The QM/MM and QM/MC methods will also allow the examination of longer chains effect on the transition metal cations complexation by considering the temperature and the explicit aqueous solvent. These computational tools can be used straightforwardly for the study of other polysaccharides and biopolymers

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Parodi, Aurély. "Impact de nouveaux modes de gestion sur l’accélération de la dégradation de déchets ménagers : approche multiparamétrique et multi-échelle." Limoges, 2010. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/6f645e4d-e00a-4f35-8d61-118e54ac2faa/blobholder:0/2010LIMO4077.pdf.

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Ce travail de thèse consiste en une comparaison multiparamétrique et multi-échelle de différentes modalités de prétraitement des déchets ménagers dont le but est d'accélérer la dégradation des déchets en conditions d'enfouissement et atteindre plus rapidement un état stabilisé. Il s'inscrit dans le cadre de 2 projets de recherche (BIOPTIME et ELIA) au cours desquels 21 modalités de traitement ont été testés à l'échelle 68 L et 23m3. La nécessité de caractériser au mieux l'effet d'un mode de traitement a conduit au développement d'un protocole de lixiviation adapté à la matrice déchet et destiné à mettre en évidence des différences de comportement entre les modalités testées. Le protocole mis en place allie le suivi des phases liquides, gazeuses et solides sur une durée de 120 h sans renouvellement. Les composés organiques remobilisés se révèlent être de pertinents indicateurs du potentiel de lixiviation des déchets. Les résultats obtenus pour l'ensemble des matrices considérés (au cours de l'exploitation des pilotes, suivi analytique du déchet, du lixiviat et du biogaz) corrélés aux données du test de lixiviation, ont permis de cibler 2 modalités de traitement qui ont montré un réel impact sur l'amélioration de la dégradation. Cette approche multi-paramètres a ainsi permis d'identifier le fractionnement des composés organiques selon leur caractère hydrophobe et la mesure de l'indice SUVA comme indicateurs pertinents pour évaluer l'avancement de la dégradation ou un état de stabilisation. Un bilan hybride et massique complet des modalités les plus performantes a confirmé les résultats de l'analyse
This research is a multi-parametric and multi-scale comparison of municipal solid waste pretreatment in order to accelerate waste degradation in landfill conditions. This work is part of two research projects (ELIA and BIOPTIME) in which 21 types of treatment were tested at 68 L and 23m3 scale. In a first time, this research aims at developed a leaching test protocol adapted to the waste matrix and to highlight differences between pretreatments. The protocol established combines liquid phases, gaseous and solid analysis during a period of 120 hours without renewal. The organic compounds mobilized in liquid phase are relevant indicators of the potential leaching of waste. With the results for all considered matrices (analytical monitoring during the pilot operation of waste, leachate and biogas) correlated with the leaching test data, two treatments were found to have a real impact on the biodegradation of waste. This multi-parameter approach has also identified the fractionation of organic compounds according to their hydrophobicity and the index SUVA as relevant indicators to assess state of waste degradation or stabilization. A complete water and mass balance of the most efficient treatments confirmed the results of the analysis

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Brixtel, Romain. "Alignement endogène de documents, une approche multilingue et multi-échelle." Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2050.

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Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la traduction automatique et concerne plus précisément l'alignement, c'est-à-dire l'extraction d'éléments (mots, syntagmes ou encore phrases) en relation de traduction dans des corpus parallèles. Les méthodes employées, pour aligner automatiquement ces éléments en relation de traduction, sont endogènes (sans ressources extérieures) et multi-échelles (différents niveaux d'analyse sont traités). Nous proposons une stratégie d'alignement renouvelant les approches basées sur la phrase et le mot en exploitant les niveaux sur-phrastique et sous-phrastique, respectivement l'alinéa et le chunk. L'alignement d'alinéas s'effectue via les indices de rendu visuel alors que l'alignement sous-phrastique s'intéresse à l'implication des chaînes de caractères pour un alignement de chunks. Nous montrons aussi les connexions entre l'alignement et l'aide à la détection de plagiat au sein de corpus de code source en vue de proposer une abstraction du modèle
This thesis deals with the machine translation and more precisely with feature extraction (words, phrases, sentences) which are in a translation relation in parallel corpora. The methods, applied to automatically align these elements, are endogenous (without external resources) and multi-scaled (different levels of analysis are used). We propose an alignment strategy renewing approaches based on word and sentence by using levels that overlaps sentences and subsentential levels, respectively alinea and chunk. Alinea alignment performs via visual clues while subsentential alignment is focused on charater strings for a chunk alignment. We also highlight the connexions between alignment and detection of plagiarism in order to provide an abstraction of our model

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Jatiault, Romain. "Les émanations naturelles d'hydrocarbures lourds depuis les sédiments vers l'hydro-atmosphère : approche intégrée multiéchelle dans le bassin profond du bas-congo." Thesis, Perpignan, 2017. http://www.theses.fr/2017PERP0047/document.

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Le bassin profond du Bas-Congo est une marge passive affectée par une forte déformation salifère. Elle présente des sorties naturelles d'hydrocarbures lourds qui ont des impacts majeurs sociétaux, biologique, écologique et économique. L'objectif de ce travail est de comprendre les modes de fonctionnement de ces systèmes, depuis la mobilisation des hydrocarbures dans les sédiments, jusqu'à l'exutoire en fond de mer, puis en surface mer. Cette étude combine des analyses de données issues de l’imagerie spatiale, de l’océanographie, de la géochimie et de la géophysique marine afin d'obtenir à une vision intégrée multi-échelle des zones d’expulsion naturelles d'hydrocarbures dans le bassin profond du Bas-Congo. L'analyse de données issues de l'imagerie spatiale montre qu'une centaine de sites sont actifs dans la zone d'étude. Un volume de 4400 m3 d’hydrocarbures est naturellement émis par an. L'intégration des données de courantométrie permet de relier les nappes d'hydrocarbures visibles à la surface de la mer avec les structures fond de mer. Celles-ci correspondent à des chapelets de dépressions localisés sur le pourtour des diapirs de sel et à des regroupements de monticules composés d'asphaltes en périphérie. Dans les sédiments, les anomalies géophysiques caractéristiques correspondent à des cheminées verticales, délimitées par le bas par le réflecteur sismique associé à la base de stabilité des hydrates de gaz. La correspondance spatiale de ces différents critères a permis d'inventorier les sites potentiellement actifs sur les données géophysiques. Seulement 40% de ces sites sont associés à des nappes d'hydrocarbures récurrentes à la surface de la mer
The Lower Congo Basin is a passive margin, affected by strong salt tectonics. Natural escapes of heavy hydrocarbons observed in the area have major impacts on the society, ecology, biology, and the economy. The aim of this work is to understand the mechanisms of these systems, from the mobilisation in the sediments towards the seafloor outlets and subsequently towards the sea surface. This study combines data analysis from spatial imagery, oceanography, geochemistry and marine geophysics in order to get a multi-scale integrated vision of the natural seepage situation in the Lower Congo Basin. The analysis of spatial imagery data shows that in the study area, the hundred active seeps sites expel a hydrocarbons volume of 4400 m3 per year, following an intermittent mechanism with miscellaneous frequencies from one site to another. We connected visible hydrocarbon slicks at the sea surface with seabed structures by integrating current measurements across the water column. Seafloor structures correspond to clustered pockmarks of high seismic amplitude located at the rim of salt diapirs and to clusters of mounds composed of highly degraded oil outwards. In sediments, geophysical anomalies form vertical chimneys, delimited by the seismic reflector associated with the base of gas hydrates stability downwards. The spatial correspondence of geophysical criteria enabled to inventory the potentially active sites on the geophysical data. Only 40% of these sites are associated with recurring oil slicks at the sea surface

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Mezghani, Sabeur. "Approches multi-échelles de caractérisation tridimensionnelle des surfaces : Applications aux procédés d'usinage." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2005. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/smezghani.pdf.

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Les industries attachent une importance grandissante à la qualité des surfaces et les différentes approches définies dans les normes internationales ne préconisent aucune méthodologie de caractérisation tridimentionnelle multi-échelle des surfaces. L'extension des méthodes 2D normalisées au cas tridimensionnelle s'avère insuffisante d'où le besoin de fournir une description plus précise de la qualité et des propriétés géométriques des surfaces. Aussi, le recours à des échelles de contrôle topographique de plus en plus petites dans de diverses applications industrielles (contrôle de la qualité optique de miroirs, contrôle de planéité des surfaces de silicium, polissage, superfinition,. . . ), plaide en faveur de la mise au point de nouveaux outils de caractérisation multi-échelles plus précis et plus efficaces. Le but de ce mémoire est de présenter de nouvelles méthodologies de caractérisation tridimensionnelle qui permettent d'étudier le caractère multi-échelle de l'état des surfaces
Industries attach a growing importance to the quality of surfaces and the different definite approaches in the international norms recommend enough methodology of three dimensional surface characterization. The extension of 2D normalized methods to the three dimensional case proves to be insufficient from where the need to provide a description more precise of the quality and the geometric properties of surfaces. Also, the recourse to ladders of more and more small topographic control in various industrial applications (control of optic quality of mirrors, flatness control of the silicon surface, polishing, high finishing,. . . ), plead in favor of the clarification of new tridimensionnal surface characterization tools more precise and more efficient. The goal of this memory is to present new methodologies of characterization three dimensional that permit to study the multiscale character of the surface state

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Bayard, Olivier. "Approche multi-échelles du comportement mécanique des bétons à ultra hautes performances renforcés par des fibres courtes." Cachan, Ecole normale supérieure, 2003. http://www.theses.fr/2003DENS0002.

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Franco, Alejandro Antonio. "Un modèle physique multiéchelle de la dynamique électrochimique dans une pile à combustible à électrolyte polymère – Une approche Bond Graph dimension infinie." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00110968.

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En vue d'analyser les résultats expérimentaux de spectroscopie d'impédance sur des électrodes de piles à combustible de type PEFC, nous avons développé un nouveau modèle de connaissance et de compréhension du comportement dynamique d'un assemblage Electrodes-Membrane. Ce modèle, de nature multiéchelle et mécanistique, est basé sur la thermodynamique irréversible et l'électrodynamique. Il dépend des paramètres physiques internes, tels que la surface active spécifique, les permittivités électriques des matériaux, les constantes cinétiques et les coefficients de diffusion des réactifs.
Le modèle réalise le couplage d'une description des phénomènes de transport de charges (électronique et protonique) à travers l'épaisseur des électrodes et de la membrane, avec des modèles spatialement distribués de l'interface nanoscopique Nafion®-Pt/C et de la diffusion des réactifs (hydrogène et oxygène) à travers la couche de Nafion® recouvrant les particules de Pt/C. Le modèle interfacial nanoscopique est basé sur une nouvelle description interne de la dynamique de la double couche électrochimique prenant en compte à la fois les phénomènes de transport dans la couche diffuse et les réactions électrochimiques et l'adsorption d'eau dans la couche compacte.
Des nombreux couplages entre domaines de la physique, comme le transport par diffusion-migration et l'électrochimie, sont introduits. L'écriture du Bond Graph dimension infinie de ce modèle nous a permis de déterminer les causalités de ces différents couplages, à l'aide de 20-Sim®, et de le doter d'une structure modulaire et modulable (pour l'incorporation future d'autres phénomènes physico-chimiques, ou sa réutilisation dans d'autres systèmes électrochimiques). Enfin, la résolution numérique a été réalisée sous Matlab/Simulink® couplé à Femlab® (méthode d'éléments finis).
La réponse dynamique d'une cellule de PEFC, dépendante du courant, de la température, des pressions de réactifs et de la composition structurale des électrodes, peut être simulée. Le modèle permet d'évaluer la sensibilité des spectres d'impédance aux conditions de fonctionnement et à la composition des électrodes, ainsi que les contributions des différents phénomènes et couches constitutives.
Nous avons réalisé un protocole expérimental sur une cellule PEFC de petite taille en vue de valider le modèle. Les mesures de spectroscopie d'impédance réalisées sur ce banc ont permis la validation des modèles proposés ainsi que l'estimation partielle de ses paramètres.

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Masson, Elisa. "Approche multi-échelle de la turbulence : formulation d'un nouveau modèle multi-échelle : application à la prévision du décrochage." Aix-Marseille 2, 2006. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2006AIX22065.pdf.

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Chantrait, Teddy. "Approche multiéchelle en espace et en temps pour la prévision des endommagements dans les structures composites soumises à un impact de faible énergie." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0129/document.

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Les stratifiés composites sont de plus en plus utilisés dans les pièces de structures des aéronefs ce qui fait émerger de nouvelles problématiques comme celle des Impacts de Faible Energie (IFE). En effet, bien qu’ils possèdent des propriétés rapportées à leur masse très intéressantes ces matériaux peuvent être vulnérables aux petits chocs. Or, compte tenu des nombreux paramètres influents lors d’un tel impact (énergie, vitesse, stratification...), les essais actuellement majoritairement privilégiés à l’échelle industrielle sont long et coûteux. Ainsi, l’apport de la simulation numérique pourrait être d’une grande aide pour les constructeurs. La pratique du « virtual testing », en particulier, permettrait d’aller dans cette direction ce qui aurait pour effet de rationaliser les campagnes d’essais et les coûts financier qui en découlent. Cependant, elle peine à être mise en place ici car le temps CPU nécessaire pour la simulation fine des ndommagements induits par les IFE est trop important avec les méthodes actuelles. Partant de ce constat, ce travail a consisté à tirer avantageusement partie de la localisation spatiale et temporelle des délaminages, fissurations matricielles et ruptures de fibres qui peuvent apparaître pendant l’impact pour diminuer le coût de calcul. Ainsi une méthode multiéchelle en espace et en temps a été mise en place. Elle consiste à découper la structure impactée en deux zones. L’une est située autour du point d’impact, elle contient l’ensemble des non-régularités du problème (contact, loi adoucissante, modèle de zone cohésive). Elle est traitée avec le code de dynamique explicite Europlexus. L’autre correspond à la partie complémentaire. Le problème mécanique y est beaucoup plus régulier et il est traité avec le code de dynamique implicite Zset/Zébulon. Un couplage peu intrusif basé sur la méthode GC est donc réalisé entre ces deux codes. Il permet d’utiliser une modélisation adaptée dans chacune des deux régions ce qui permet en particulier d’utiliser des pas de temps différents. Un rapport supérieur à 1000 peut ainsi être obtenu entre celui du code explicite fixé par la condition de stabilité et celui utilisé dans la partie complémentaire. Un gain de temps CPU significatif confirmé par la simulation d’un impact réalisé sur un panneau composite raidi est ainsi obtenu. Il est également montré que la répartition implicite/explicite peut évoluer au cours du calcul. Pour cela un mécanisme de bascule a été mis en place. Il permet ainsi de faire transiter la résolution d’une partie de la structure initialement traitée dans le code Zebulon dans Europlexus. Un gain de temps supplémentaire est alors obtenu grâce à cette méthode sur le même cas d’application
The composite laminates are increasingly used in aircraft structural parts which lead to new issues such as the Low Energy Impacts (LEI). Indeed, although they have well mechanical properties relative to their mass, small shocks may be very harmfull for laminates. Controlling such situations is essential for manufacturers that why lot of testing campaigns are currently performed. Yet, they are time consuming and expensive considering the many influential parameters (energy, speed, layup...). Numerical simulations of this phenomenon by practicing the so called “virtual testing” process could be really helpfull to rationalize testing campaigns in order to save money. Yet, this practice remain currently hard to do at the industrial scale due to the excessive CPU time required for fine simulation of damages induced by the LEI. Based on this observation, this work has consisted in taking advantage of the spatial and temporal location of delamination, matrix cracking and fiber breakage that can occur during impact in order to reduce the computational cost. Thus, a space and time multiscale method has been put in place. The impacted structure is split into two areas. One is located around the impacted point, it contains all the non-regularities of the problem (contact, softening law, cohesive zone model). This domain is treated with the explicit dynamics code Europlexus. The other one corresponds to the complementary part. The mechanical problem is much more regular and it is treated with the implicit dynamics code Zset / Zebulon. A low intrusive coupling based on the GC method is carried out between these two codes. It allows to use an adapted model in both regions different time step are in particular used. A time step ratio upper to 1000 can be reach between the one of the explicit code set by the stability condition and the one used in the complementary part. As a results, significant CPU time is saved. This is confirmed by the simulation of a stiffened composite panel impacted. It is also shown that the implicit / explicit allocation can change over the calculation. To do that, a switch mechanism has been established. It thus makes it possible to transit the resolution of a portion of the structure initially solved in the code Zebulon to Europlexus. As a results, further gain is obtained

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Caignot, Alain. "Prédiction par essais virtuels de l'amortissement dans les structures spatiales." Phd thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2009. http://www.theses.fr/2009DENS0018.

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Анотація:

Dans un contexte de réduction importante des coûts dans le domaine des lanceurs spatiaux, il devient primordial de contrôler l'ensemble des facteurs dimensionnants dès la conception. La diminution de la masse est compensée par une augmentation de la raideur et il en résulte une diminution de l'amortissement, qui est le paramètre qui conditionne les niveaux de la réponse dynamique. A l'heure actuelle, l'amortissement est pris en compte de manière globale et le plus souvent identifié sur la structure finale. L'objectif de ce travail est de proposer une démarche de prédiction de l'amortissement dans les lanceurs spatiaux afin de prendre celui-ci en compte dès la phase de conception. Cette démarche passe par la mise en place d'une base de données des coefficients d'amortissement en fonction du type de sollicitation, du niveau de chargement, de la géométrie. . . L'amortissement étant bien connu pour les matériaux qui composent le lanceur, l'enjeu est la détermination de l'amortissement dans les liaisons, où les dissipations peuvent être très importantes. Les démarches expérimentales étant coûteuses et complexes à mettre en place, le travail s'est tourné vers une approche numérique, basée sur un calcul éléments finis des liaisons. Ce type de simulations est actuellement hors de portée des codes de calculs industriels standards et a nécessité le développement d'un code de calcul parallèle spécifique, basé sur la méthode LATIN. La robustesse de l'outil numérique a été étudiée et les résultats ont été validés à partir de valeurs obtenues expérimentalement lors d'une étude précédente. Enfin, le calcul de différentes liaisons constitutives du lanceur a été abordé ainsi que la méthodologie pour intégrer ces résultats dans le processus de dimensionnement d'Ariane
In the context of a significant cost reduction in the design of space launchers, it is on crucial to control all the factors involved in the dimensionning process. The decrease in mass is compensated by an increase in stiffness and results in a decrease of damping, which is the parameter that determines the level of the dynamic response. At the present time, the damping is taken into account in a global model and most often identified on the final structure. The objective of this work is to improve the launcher design process by introducing the capability to predict damping a priori. In order to do that, the idea is to develop a database containing the dissipation due to the materials and the dissipation relative to the joints in the launcher for each type and each level of solicitation. . . Damping in materials is relatively well-known in the case of the composites which make up the launcher. Therefore, the challenge is the prediction of the damping in the joints where the dissipations can be very important. The experimental approaches are expensive and complex to implement, that is why this work is based on a finite element computation of the joints. This type of simulations is beyond the reach of standard industrial computing codes ans has needed the development of specific parallel computationnal code based on the LATIN method. The robustness of the numerical tool has been studied and its results validated from experimental values obtained in a previous study. Finally, the computation of different joints of the launcher has been done as well as the methodology for integrating these results in the design process of Ariane

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Caignot, Alain. "Prédiction par essais virtuels de l'amortissement dans les structures spatiales." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00422291.

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Анотація:

Dans un contexte de réduction importante des coûts dans le domaine des lanceurs spatiaux, il devient primordial de contrôler l'ensemble des facteurs dimensionnants dès la conception. La diminution de la masse est compensée par une augmentation de la raideur et il en résulte une diminution de l'amortissement, qui est le paramètre qui conditionne les niveaux de la réponse dynamique. A l'heure actuelle, l'amortissement est pris en compte de manière globale et le plus souvent identifié sur la structure finale. L'objectif de ce travail est de proposer une démarche de prédiction de l'amortissement dans les lanceurs spatiaux afin de prendre celui-ci en compte dès la phase de conception. Cette démarche passe par la mise en place d'une base de données des coefficients d'amortissement en fonction du type de sollicitation, du niveau de chargement, de la géométrie... L'amortissement étant bien connu pour les matériaux qui composent le lanceur, l'enjeu est la détermination de l'amortissement dans les liaisons, où les dissipations peuvent être très importantes. Les démarches expérimentales étant coûteuses et complexes à mettre en place, le travail s'est tourné vers une approche numérique, basée sur un calcul éléments finis des liaisons. Ce type de simulations est actuellement hors de portée des codes de calculs industriels standards et a nécessité le développement d'un code de calcul parallèle spécifique, basé sur la méthode LATIN. La robustesse de l'outil numérique a été étudiée et les résultats ont été validés à partir de valeurs obtenues expérimentalement lors d'une étude précédente. Enfin, le calcul de différentes liaisons constitutives du lanceur a été abordé ainsi que la méthodologie pour intégrer ces résultats dans le processus de dimensionnement d'Ariane.

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Slimane, Manel. "Développement d’une approche multi-échelle pour l'étude de la solubilité des flavonoïdes et leur assemblage avec les polymères." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0347.

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Анотація:

Depuis quelques décennies, les flavonoïdes sont de plus en plus utilisés dans différents domaines d’applications alimentaires et non alimentaires. Cet engouement est dû principalement à leurs activités antioxydantes. Cependant, la solubilisation, la dispersion et la stabilisation de ces molécules sont variables et constituent un frein à leur utilisation. L’objectif de ce travail est de pallier cet inconvénient en visant à comprendre les interactions entre ces composés et leur milieu en absence et en présence de polymères, par une double approche expérimentale et par modélisation et mésomodélisation moléculaire. Dans un premier temps les interactions entre 3 flavonoïdes la quercétine et ses deux formes glycosilées la rutine et l’isoquercétine dans différents solvants organiques ont été étudiées. Les résultats obtenus (paramètre de Flory Huggins et fonction de la distribution radiale) ont montré que la partie B2 commune aux trois flavonoïdes avec des valeurs de paramètres de Flory Huggins proche de 0.5 dans le M2B2 et plus importantes dans l’acétonitrile est la responsable du comportement des flavonoïdes dans le solvant. Les simulations par DDFT ont montré une agrégation de la quercétine dans le M2B2 contre une dispersion dans l’acétonitrile. Toutes ces observations ont été validées expérimentalement (étude de la solubilité et observations microscopiques). Dans un deuxième temps on a étudié la quercétine en présence d’un bioploymère le PLGA dans l’eau. Des nanoparticules ont été formées en variant la concentration des différents composés et le ratio acide lactique / acide glycolique du PLGA. Les méthodes de la modélisation moléculaire et de la mésomodélisation (calcul du paramètre de solubilité par dynamique moléculaire et observation de la dispersion ou de la séparation de phase par DDFT) ainsi que l’approche expérimentale (DSC, MET …) nous ont menées à la même constatation. En effet la taille des particules augmente avec la concentration du PLGA et le taux d’acide lactique dans le polymère. Aussi la concentration de l’émulsifiant dans le milieu joue un rôle important dans la formation d’agrégats PLGA-Q. Plus sa concentration est importante, plus la formation des particules est difficile comme il joue un rôle sur la viscosité du milieu et par conséquence la diffusivité des molécules dans l’eau. Tous les résultats obtenus par modélisation moléculaire et par mésomodélisation ont été validés expérimentalement. On peut donc conclure que la méthodologie adoptée en simulation peut constituer un outil d’aide à la prédiction du comportement des flavonoïdes
Over the past few decades, flavonoids have become increasingly used in different food and non-food applications due to their important antioxidant activities. However, the solubilization, dispersion and stabilization of these molecules are variable and constitute a brake on their use in different formulations. The objective of this work is to overcome those limitations by understanding the interactions between these compounds and their environment without and with the add of polymers, by a multi-scale approach approach (molecular modeling and mesoscale modeling and experimental study). Initially, interactions between 3 flavonoids (quercetin, rutin and isoquercetin) in various organic solvents, were studied. The obtained results (mainly Flory Huggins parameter and radial distribution function RDF) showed that the B2 part common to the three flavonoids (For example Flory Huggins parameter values were close to 0.5 in the M2B2 and much more important in acetonitrile) is responsible for the miscibility behavior of the flavonoids in the solvent. DDFT simulations showed aggregation of quercetin in M2B2 against dispersion in acetonitrile. All these observations were confirmed experimentally (study of solubility and microscopic observations). Then, quercetin was studied in the presence of a biopolymer, PLGA in water. Nanoparticles were formed by varying the concentration of the various compounds and the lactic acid / glycolic acid ratio in the PLGA. The tools of molecular modeling and mesoscale modeling (calculation of the solubility parameter by molecular dynamics and observation of the dispersion or the phase separation by DDFT) as well as the experimental approach (DSC, MET ...) led us to the same conclusions. Indeed, the particle size increases with the concentration of PLGA and the rate of lactic acid in the polymer. Also the concentration of the emulsifier in the medium has an important role in the formation of PLGA-Q aggregates. The higher its concentration, the more difficult the formation of the particles as it affects the viscosity of the medium and consequently the diffusivity of the molecules in the water. All the results obtained by molecular modeling and by mesoscale modeling have been confirmed experimentally. We can therefore conclude that the methodology adopted in the simulations can be considered as a tool to help on predicting the behavior of flavonoids in different medium

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Diaz, simoes Juan Raphael. "A mathematical approach to embryonic morphogenesis based on spatio-temporal cell lineages." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX065/document.

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Анотація:

Cette thèse traite des processus morphogénétiques au cours de l’embryogenèse pré-coce des vertébrés par le biais d’une étude mathématique et physique des lignagescellulaires spatio-temporels reconstruits à partir d’imagerie 3D+temps in vivo. Notreméthodologie repose sur une représentation de type système complexe de l’embryonavec ses différents niveaux d’organisation en interaction et l’analyse formelle des dé-placements cellulaires dans l’espace et dans le temps. Nous avons conçu et mis enœuvre une méthodologie originale pour identifier dans les lignages cellulaires la for-mation de compartiments en cohérence avec les repères anatomiques et l’organisationdes organes présomptifs. En outre, nous proposons une stratégie pour inférer les forcesbiomécaniques sous-jacentes. Nous délivrons également une interface informatique er-gonomique, d’abord déployée pour mettre en œuvre notre méthodologie, mais aussiconçue pour être extensible et versatile. Ces outils visent à construire une représenta-tion commune pour les biologistes, les mathématiciens, les physiciens et les informati-ciens explorant les processus de la morphogenèse des organismes vivants
This thesis approaches morphogenetic processes in the early embryogenesis of verte-brates through the mathematical and physical study of spatio-temporal cell lineagesreconstructed from in vivo 3D+time images. Our methodology is based on a complexsystems representation of the embryo, with the interaction between levels of organiza-tion and the formal analysis of cell displacements in space and time. We designed andimplemented an original methodology to identify in cell lineages the formation of com-partments in consistency with anatomical landmarks and the organization of presump-tive organs. In addition, we proposed a strategy to infer the underlying biomechanicalforces. We also delivered a user-friendly computer interface, first deployed for usingour methodology but also designed to be extensible and versatile, which aims to bea common ground for biologists, mathematicians, physicists and computer scientistsinvestigating morphogenetic processes in living systems

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Dureisseix, David. "Une Approche Multi-échelles pour des Calculs de Structures sur Ordinateurs à Architecture Parallèle." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00083732.

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Анотація:

Le thème sous-jacent au travail de thèse est de réaliser des calculs implicites de structures, pour des chargements quasi-statiques et sous les hypothèses des petites perturbations, sur des ordinateurs à architecture parallèle. La méthode employée se classe dans la catégorie des méthodes de décomposition de domaine pour résoudre des problèmes de grande taille.
La méthode employée se propose de tirer parti du parallélisme intégré dans la Méthode A Grand Incrément de Temps (LATIN), proposée par Pierre Ladevèze et développée depuis plusieurs années au Laboratoire de Mécanique et Technologie de Cachan, couplée avec une méthode de décomposition de la structure en sous-structures et interfaces. Une première étude, restreinte au cas de l'élasticité plane, a permis de mettre en évidence que l'utilisation directe de cette approche, sans stratégie particulière, perd rapidement de son efficacité lorsque le nombre de sous-structures croît.
Le but du travail de thèse a été de montrer la faisabilité de l'intégration d'une stratégie multiéchelle (à 2 degrés de raffinement suivant une vision hiérarchique), pour pallier la difficulté précédente. L'adjonction d'un problème à grande échelle, global sur toute la structure, permet ainsi de prendre en compte les effets à grande longueur d'onde et de propager rapidement l'information parmi les sous-structures. Cette stratégie a été implantée dans le code de calcul de type industriel CASTEM2000 (maintenant Cast3M) de façon à pouvoir être portée sur différents calculateurs multiprocesseurs à mémoire distribuée. Un autre point clé est l'étude du choix des discrétisations des champs intervenant dans la méthode, pour ne pas complètement privilégier une approche en déplacement au détriment des quantités « statiques », en particulier pour les interactions entre les sous-structures et leur environnement, à savoir les interfaces qui leur sont connectées.

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Diharce, Julien. "Étude par modélisation moléculaire de systèmes multienzymatiques impliqués dans la biosynthèse des flavonoïdes." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4095/document.

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Les flavonoïdes, molécules naturelles possédant des propriétés antiradicalaires et antioxydantes, sont produits au cours de cascades enzymatiques impliquant plusieurs enzymes. Il a récemment été proposé que certaines de ces enzymes s'assembleraient pour former un complexe multienzymatique transitoire, appelé métabolon, ancré à la membrane cellulaire. Cette structure rendrait possible des phénomènes de transfert direct de métabolites d'un site actif à l'autre (substrate channeling), réduisant ainsi les temps de diffusion et minimisant les effets de solvatation/désolvatation du substrat. L'objectif de ce travail est de proposer un premier modèle de ce type de complexe, impliquant trois enzymes de la biosynthèse des flavonoïdes : la dihydroflavonol-4-réductase (DFR), la flavonoïd-3'-hydroxylase (F3’H) et la leucoanthocyanidine réductase (LAR). L'étude de ces complexes moléculaires requiert la mise en œuvre d'une méthodologie multi-échelles basée sur l’utilisation i) de méthodes hybrides QM/MM pour l'étude de la réactivité enzymatique, ii) de simulations de dynamique moléculaire à résolution atomique se déroulant sur des échelles de temps de l'ordre de la microseconde pour estimer des propriétés thermodynamiques et cinétiques, iii) de calculs de docking protéine-protéine en résolution gros grain. L'application des différents niveaux de théorie nous a permis d'établir un premier modèle de métabolon à trois enzymes en interaction avec une membrane cellulaire
Flavonoids, some natural compounds exhibiting antioxidant properties, are synthesized along enzymatic cascades involving several enzymes. It has been recently proposed that some of these enzymes are involved in the formation of large transient macromolecular edifices, called metabolon, interacting with cellular membrane. Such molecular complexes should allow direct metabolites transfer from one active site to the other (substrate channeling phenomenon), minimizing diffusion time and solvation effects. The present work aims to establish a first model of a metabolon involving 3 enzymes of the flavonoid biosynthesis: the dihydroflavonol 4-reductase (DFR), the flavonoid 3'-hydroxylase (F3'H) and the leucoanthocyanidin reductase (LAR). The study of such large molecular system requires a multiscale approach based on i) hybrid QM/MM methods to decipher enzymatic mechanism, ii) molecular dynamic simulations in microsecond timescale to estimate thermodynamic and kinetic properties and iii) protein-protein docking at coarse-grained resolution. These different levels of theory allow us to establish a first model of a three-enzymes-metabolon in interaction with a model of cellular membrane

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Pineau, Pierre. "Essais virtuels et modèle statistique de multifissuration transverse des fils dans les composites tissés à matrice céramique." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14208/document.

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Ce travail concerne l’étude et la modélisation du phénomène de multifissuration transversedes fils dans les CMC tissés. Sa connaissance est fondamentale pour déterminer soneffet sur les champs de contraintes, la progression des endommagements et la durée de viedu matériau.À partir d’observations sur des coupes de CMC, des matériaux virtuels sont développéset des essais virtuels réalisés. Différentes séquences de fissuration transverse sont simuléessur diverses microstructures de CMC. Ces simulations se substituent à des observations expérimentalesimpossibles à réaliser.Un modèle statistique de multifissuration est développé sur la base du principe dumaillon faible appliqué à une distribution ponctuelle de Poisson. Les singularités micostructurellessont représentées par des défauts dans un milieu homogène équivalent (MHE).Les modifications des fonctions de distribution au cours de la multifissuration sont modélisées.Le modèle statistique permet de réaliser un changement d’échelle à la suite duquel lamultifissuration transverse est simulée dans le MHE avec une réduction des temps de calculde l’ordre de 90%
This work deals with the study and modeling of multiple crakcing of tows in wovenCMCs. Its understanding is fundamental to determine the effect on stress fields, the evolutionof damage and the lifetime of material.From observations on real CMC pieces, virtual materials are developed and multiplecracking virtual testing is achieved. Different scenarii are simulated on various CMC microstructures.These simulations are a substitute for impossible experimental observations.A statistical model for multiple cracking based on the weakest link principle applied to adistribution of Poisson is developed. Micostructural singularities are represented by defectsin a homogeneous medium equivalent (EHM). Modifications of distribution functions duringthe multicracking are modeled.The statistical model realizes a scale changing : transverse multicracking is simulated inthe EHM with a reduction of almost 90% for computational time

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Dupin, Christophe. "Etude du comportement mécanique des matériaux composites à matrice céramique de faible épaisseur." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00955585.

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La prochaine génération de moteur d'avion civil, LEAP, développé par Snecma (groupe Safran) et General Electric, intègrera de nombreuses innovations matériaux qui contribueront à la réduction de la consommation de carburant, d'émission de polluants et du bruit. Parmi ces innovations, l'utilisation d'aubes de turbine en CMC (Composites à Matrice Céramique) permettra une réduction significative de la masse du moteur. Les travaux présentés concernent à la fois la caractérisation du comportement mécanique de composites tissés 3D-SiC/Si-B-C et le développement d'une approche multi-échelle du comportement élastique adaptée aux structures CMC complexes. Un premier modèle à l'échelle du fil a été développé en prenant en compte la variabilité du matériau (porosité, architecture, usinage, etc...). Le modèle HPZ (Homogénéisation Par Zone) reposant sur la discrétisation du domaine d'homogénéisation permet de faire le lien entre l'échelle mésoscopique et l'échelle de la structure.

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Chbihi, Abdelouahed. "Analyse scalaire et tensorielle de la refermeture des porosités en mise forme." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM047/document.

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Анотація:

La présence de porosités dans les lingots métalliques représente un problème majeur dans l’industrie des matériaux. En effet, ces porosités altèrent significativement les caractéristiques mécaniques du matériau (ductilité notamment), et sont des sources d’apparition de défauts en mise en forme ou en tenue en service. Pour éliminer ces porosités, les industriels utilisent souvent des procédés de mise forme à chaud tels que le forgeage ou le laminage, mais il est souvent difficile de définir le taux de déformation à appliquer pour refermer entièrement ces porosités. La modélisation numérique s’avère donc être un outil particulièrement intéressant afin d’étudier l’impact des paramètres procédé sur le taux de refermeture de porosités. Dans ce travail, nous avons développé une méthodologie de calibration basée sur des algorithmes d’optimisation et une base de données de 800 simulations à champ complet sur VER, où les paramètres influents sur la refermeture des porosités sont variés (mécaniques et géométriques). Le premier modèle proposé est un modèle scalaire qui s’affranchit de l’hypothèse de chargement axisymétrique, largement utilisée dans la littérature. Le paramètre de Lode a permis avec l’utilisation de la triaxialité des contraintes de définir l’état de contraintes d’une manière unique. Les comparaisons de ce nouveau modèle à trois autres modèles de refermeture de la littérature montrent le gain de précision de ce nouveau modèle scalaire de refermeture. Le deuxième modèle est un modèle tensoriel adapté aux procédés multipasses grâce à l’analyse de la matrice d’inertie de la porosité. Cette matrice sert pour calculer le volume, la forme et l’orientation de la porosité. Ce modèle a été calibré en utilisant une approche basée sur les réseaux de neurones artificiels. La comparaison avec le modèle scalaire et la modélisation en champ complet a montré un gain en précision jusqu’à 35%. Il s’agit là par ailleurs du premier modèle tensoriel proposé dans la littérature
The presence of voids in ingots is a major issue in the casting industry. These voids decrease materials properties (in particular ductility) and may induce premature failure during metal forming or service life. Hot metal forming processes are therefore used to close these voids and obtain a sound product. However, the amount of deformation required to close these voids is difficult to estimate.Numerical modeling is an interesting tool to study the influence of process parameters on void closure rate. In this work, an optimization-based strategy has been developed to identify the parameters of a mean-field model based on a database of 800 full-field REV simulations with various loading conditions and voids geometry and orientations. The first void closure model is a scalar model that gets rid of the axisymmetric loading hypothesis considered in most models in the literature. The Lode angle, coupled with the stress triaxiality ratio enables to identify the stress state in a unique way. Comparisons of this new model with three other models fromthe literature show the accuracy increase for general loading conditions. In order to address multistages processes, a second model is defined in a tensor version. The ellipsoid void inertia matrix is used to define void’s morphology, orientation and volume. The tensor model predicts the evolution of the inertia terms and its calibration is based on the full-field REV database and on a new Artificial Neural Networks approach. Comparisons were carried out between this tensor model, the scalar model and full-field simulations for multi-stages configurations. These comparisons showed up to 35% accuracy improvement with the tensor model. It is worth mentioning that this is the first attempt to define a void closure tensor model in the literature

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Abida, Marwa. "Comportement hygroscopique et couplage hygromécanique dans les composites lin / époxy : approche expérimentale multi-échelle et modélisation." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMC281/document.

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Les renforts à base de fibres de lin sont aujourd’hui une alternative capable de concurrencer les fibres synthétiques conventionnelles puisqu’ils sont écologiques, économiques et présentent des propriétés mécaniques intéressantes. Cependant, leur inconvénient majeur est leur absorption d’eau potentiellement importante qui affecte leurs propriétés mécaniques. Ce projet de recherche propose d’étudier le comportement hygroscopique et le couplage hygro-mécanique dans les composites lin / époxy. Cette étude repose sur une approche expérimentale multi-échelle et une modélisation du comportement visco-élasto-plastique avec prise en compte du couplage hygro-mécanique des composites renforcés par des fibres de lin. Les cinétiques de diffusion dans l’époxy et dans le composite ont été modélisées par une loi de type Langmuir et Fick respectivement. Les coefficients d’hygro-expansion des composites et des fils élémentaires qui constituent le renfort tissu ont été déterminés expérimentalement. Une étude de l’influence du conditionnement jusqu’à saturation à différentes humidités relatives sur le comportement mécanique dans les trois directions du stratifié a également été menée. Cette étude a montré l’existence d’une teneur en eau optimale pour laquelle les propriétés mécaniques sont optimales. L’émergence d’un comportement à deux régions linéaires a été mise en évidence et attribuée à la présence d’hétérogénéités locales au sein du renfort tissu. Des essais de fluage / recouvrance et de relaxation / effacement ont permis de mettre en place un modèle visco-élasto-plastique avec prise en compte du couplage hygro-mécanique. Ce modèle offre de bonnes capacités de prédiction et permettra de prévoir le comportement des structures composites renforcés par des fibres de lin en atmosphère humide
Flax fibre reinforcements are nowadays an alternative able to compete with conventional synthetic fibres since they are ecological, economic and have interesting mechanical properties. However, their major drawback is their potentially significant water absorption which affects their mechanical properties. This research project proposes to study the hygroscopic behaviour and hygro-mechanical coupling in flax / epoxy composites. This study is based on a multi-scale experimental approach. A modelling of visco-elasto-plastic behaviour taking into account the hygro-mechanical coupling within flax /epoxy composites is established. The diffusion kinetics in composites were modelled by a Fick law. However, the diffusion kinetics in epoxy were modelled by a Langmuir law. The hygro-expansion coefficients of the composites and the elementary yarns that constitute the fabric reinforcement were determined experimentally. A study of the influence of conditioning until saturation at different relative humidities on the mechanical behaviour in the three main directions of the laminates was conducted. This study showed the existence of an optimal water content for which the mechanical properties are maximum. The emergence of a two-linear-region behaviour was pointed out and attributed to the presence of local heterogeneities within the fabric reinforcement. Creep / recovery and stress relaxation tests were exploited in order to develop a visco-elastoplastic model with consideration of the hygro-mechanical coupling. This model offers good predictive capabilities and could be used to predict the behaviour of flax fibres reinforced composite structures in humid atmospheres

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Lecoutre, Gautier. "Etude de la fléxoélectricité de nanosystèmes par le développement d'algorithmes mêlant approche atomistique et mécanique des milieux continus." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://indexation.univ-fcomte.fr/nuxeo/site/esupversions/a3ff4c82-e0dc-4c31-879b-e12ea6812264.

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La flexoélectricité d’un matériau est sa capacité à se polariser électriquement sous l’effet d’un gradient de déformation. Bien qu’il existe dans tous les matériaux, ce phénomène est encore rarement utilisé car il est en général de très faible amplitude. Cependant, à l’échelle du nanomètre, la flexoélectricité est fortement augmentée. Le défi de ce travail est donc de proposer une modélisation multi-échelle permettant, d’une part, de caractériser et de quantifier les propriétés flexoélectriques et, d’autre part, de dimensionner un nanosystème mettant en évidence des effets flexoélectriques importants. Pour cela, nous avons choisi de nous intéresser à un nanosystème constitué d’un nanotube de carbone mono-paroi semi-conducteur. Dans le cadre des milieux continus, nous avons tout d’abord appliqué le principe des puissances virtuelles et la thermodynamique des milieux continus pour obtenir de façon systématique les équations constitutives d’un matériau aux comportements couplées semi-conducteur élastique électro-magnétique, en prenant en compte les gradients de déformation, de polarisation électrique et d’aimantation. En parallèle, dans le cadre d’une approche atomistique, nous avons développé un modèle numérique afin de simuler l’effet flexoélectrique inverse de nano-objets tels que des nanotubes de carbone décrits atome par atome, avec des dipôles électriques permanents et induits sur chaque atome. Moyennant quelques hypothèses d’homogénéisation, nous avons couplé ces deux approches et obtenu les équations reliant les quantités atomistiques, calculées dans la simulation, aux quantités macroscopiques correspondantes, utilisées dans les équations constitutives des milieux continus préalablement déterminées. Les premiers résultats mettent en évidence une variation importante des éléments de l’un des tenseurs de flexoélectricité en fonction du rayon et de la longueur du nanotube
The flexoelectricity tensor of a material characterizes its ability to polarize under the action of a deformation gradient. The phenomenon is still rarely used though it exists in every material, because the effects are usually very weak. However, for nanoscale systems, flexoelectricity can be largely enhanced because of a possibly much greater gradient. Thus, the aim of this PHD thesis is to build a model that would allow us to compute the characteristic tensors of flexoelectricity in order to design a nanosytem in which huge flexoelectric effects could be used for energy conversion. For that purpose, we have studied the flexion of several semi-conducting Single-Wall Carbon NanoTubes (SWCNT), considered either as continuous cylinders or as a discrete network of carbon atoms. In the continuum point of view, we have applied the principle of virtual powers and classical thermodynamics to systematically obtain the constitutive equations of a semi-conducting, electro-magnetic deformable continuum, including the effects of the deformation, polarization and magnetization gradients. Meanwhile, we have improved an atomistic model with distributed permanent and induced dipoles to simulate the inverse flexoelectric effect on the SWCNTs. Using homogenization hypothesis, we have coupled these two approaches by obtaining the equations binding the atomistic quantities computed in the numerical simulations, with the corresponding macroscopic quantities used in the previously obtained constitutive equations. The first numerical results seem to show a notable variation of the elements of the flexoelectric tensors as a function of the radius and length of the SWCNT

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De, lorenzo oliveira Matheus. "Multi-scale approaches to tire grip on wet roads." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2024. http://www.theses.fr/2024IPPAX038.

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Cette recherche présente le développement d'un modèle de contact nuancé pour analyser les interactions entre le pneu et la route, en se concentrant sur l'interaction complexe entre les sculptures du pneu, les profils de la surface de la route et les propriétés viscoélastiques du caoutchouc. L'étude intègre des efforts expérimentaux, de modélisation et numériques, soulignant les défis liés à l'étude des contacts tribologiques à plusieurs échelles.Expérimentalement, le comportement viscoélastique des mélanges industriels de caoutchouc chargé est exploré par une analyse mécanique dynamique et des essais uniaxiaux, mettant en évidence des effets non linéaires cruciaux concernant l'ampleur de la déformation et la sensibilité à la vitesse de déformation. Ces aspects ont servi de base au développement et à la calibration d'un modèle de matériau viscoélastique non linéaire fini, vérifié dans un environnement d'éléments finis par rapport à des cas semi-analytiques. Ce modèle facilite l'exploration des déformations induites par l'hystérésis dans des expériences simplifiées de contact atterrissage-glissement, visant à minimiser les contributions de l'adhésif et les effets de la température, en s'appuyant à la fois sur des modèles viscoélastiques non linéaires et classiques.Finalement, un modèle de contact frictionnel multi-échelle est proposé, capturant les caractéristiques géométriques du sol et d'un matériau viscoélastique non linéaire à géométrie complexe, produisant une corrélation raisonnable avec les observations expérimentales et capturant les tendances de déformation essentielles au sein de la sculpture
This research presents the development of a nuanced contact model to analyze tire-road interactions, focusing on the complex interplay of tire tread patterns, road surface profiles, and the viscoelastic properties of rubber. The study integrates experimental, modeling, and numerical efforts, highlighting the challenges of addressing tribological contacts across multiple scales.Experimentally, viscoelastic behavior of industrial filled rubber mixes are explored through dynamic mechanical analysis and uniaxial tests, uncovering crucial non-linear effects regarding strain magnitude and strain rate sensitivity. Those aspects served as basis for the development and calibration of a finite non-linear viscoelastic material model, verified within a Finite Element environment against semi-analytical cases. This model facilitates the exploration of hysteresis-induced deformations in simplified landing-sliding contact experiments, aimed at minimizing adhesive contributions and temperature effects, leveraging both non-linear and classical viscoelastic models.Ultimately, a multi-scale frictional contact model is proposed capturing geometrical features of the ground and a non-linear viscoelastic material with complex geometry, yielding a reasonable correlation with experimental observations and capturing essential deformation trends within the sculpture

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Chiaruttini, Vincent. "Approches multi-échelles parallèles en temps pour la simulation des milieux poreux." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066574.

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Wangermez, Maxence. "Méthode de couplage surfacique pour modèles non-compatibles de matériaux hétérogènes : approche micro-macro et implémentation non-intrusive." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASN001.

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Анотація:

Un des objectifs prioritaires des industries aéronautiques est la réduction de la masse des structures, tout en permettant l'amélioration de leurs performances. Ceci passe notamment par l'utilisation de matériaux composites et le recours croissant à la simulation numérique, permettant la minimisation du nombre d'essais physiques et l'optimisation des structures.L'enjeu de ces travaux est de pouvoir calculer précisément, sur des matériaux architecturés, l'influence de la microstructure, modélisée par exemple directement par tomographie, sur la tenue de pièces complètes. Pour prendre en compte à la fois l'ensemble de la pièce et les effets de son chargement, une approche global/local multiéchelle semble adaptée tant du point de vue des méthodes de calcul que des modèles matériaux utilisés.Pour répondre à cette problématique, une méthode de couplage entre des modèles qui décrivent une même structure, mais à des échelles différentes, a été développée. Elle repose sur une séparation micro-macro des quantités d’interface, dans la zone de raccord surfacique entre les deux modèles. Pour faciliter son utilisation dans les bureaux d’étude, une technique de résolution itérative non-intrusive est également présentée. Elle permet de mettre en œuvre la méthode de couplage proposée dans un environnement logiciel industriel qui utilise bien souvent des codes éléments finis commerciaux fermés. La méthode est systématiquement comparée à d'autres méthodes de couplage de la littérature et la qualité des solutions est quantifiée par comparaison à une solution de référence obtenue par un calcul direct à l'échelle fine.Les principaux résultats sont encourageants dans la mesure où ils montrent, dans des cas d'étude représentatifs bidimensionnels et tridimensionnels, sous des hypothèses d’élasticité linéaire, des solutions cohérentes avec les théories de l’homogénéisation au premier et second ordre. De fait, les solutions obtenues sont systématiquement de meilleure qualité avec la méthode proposée qu'avec les méthodes de la littérature, non-adaptées à des cas de couplage pour modèles non-compatibles.Finalement, les perspectives sont multiples en raison des différentes alternatives de la méthode qui, dans un contexte industriel, pourrait offrir un véritable outil d'analyse visant à introduire un modèle local décrit à l'échelle fine dans un modèle global macroscopique homogénéisé
One of the priority objectives of the aeronautics industry is to reduce the mass of structures while improving their performances. This involves the use of composite materials and the increasing use of digital simulation to optimize structures.The major challenge of this project is to be able to accurately calculate the local variations of the microstructure - for instance detected by tomography and directly modelled from tomogram - on the behavior of an architectured material part. In order to take into account the whole structure and its load effects, a multi-scale approach seems to be a natural choice. Indeed, the related models to the part and its microstructure might use different formalisms according to each scale.In this context, a coupling formulation was proposed in order to replace, in a non-intrusive way, a part of a homogenized macroscopic finite-element model by a local one described at a microscopic level. It is based on a micro-macro separation of interface quantities in the coupling area between the two models. To simplify its use in design offices, a non-intrusive iterative resolution procedure has also been proposed. It allows the implementation of the proposed coupling method in an industrial software environment that often uses closed commercial finite element codes. Different mechanical problems under linear elasticity assumption are proposed. The proposed method is systematically compared with other coupling methods of the literature and the quality of the solutions is quantified compared to a reference one obtained by direct numerical simulation at a fine scale.The main results are promising as they show, for representatives test cases under linear elasticity assumption in two and three-dimensions, solutions that are consistent with first- and second-order homogenization theories. The solutions obtained with the proposed method are systematically the best approximations of the reference solution whereas the methods of the literature are less accurate and shown to be unsuitable to couple non-compatible models.Finally, there are many perspectives due to the different alternatives of the method which could become, in an industrial context, a real analytic tool that aims to introduce a local model described at a fine scale, into a homogenized macroscopic global one

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