Дисертації: "Approches expérimentales et numériques"

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Crambuer, Romain. "Contribution à l'identification de l'amortissement : approches expérimentales et numériques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957320.

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Il est difficile de quantifier les dissipations d'énergie se produisant dans les ouvrages lors d'un séisme de manière réaliste, en particulier dans le cas de structures en béton armé. Ceci s'explique par la diversité des sources de dissipations. Classiquement, elles sont introduites dans la modélisation des structures sous la forme d'un amortissement global peu physique. Le problème qui se pose est de savoir comment prendre en compte l'amortissement de manière plus physique. Ces travaux visent à apporter des éléments de réponse à cette problématique. Pour cela, deux objectifs ont été poursuivis : le premier consiste à qualifier et quantifier expérimentalement les sources d'amortissement dues au béton, le second vise à développer une méthode de calcul, peu couteuse et permettant de modéliser le comportement global mais aussi l'amortissement de manière réaliste. Une campagne d'essais de flexion 3 points alternée a été réalisée afin de quantifier les mécanismes contribuant à l'amortissement. Cette campagne est effectuée sur des poutres saines mais également sur des poutres pré-endommagées. L'analyse des expériences a permis d'identifier différentes grandeurs physiques influençant l'amortissement. Cette campagne a été modélisée à l'aide de trois lois de comportements, une loi s'est révélée pertinente. La loi de comportement ainsi identifiée a permis de développer une modélisation simplifiée, en vue d'études probabilistes. Cette dernière est fondée sur une loi de comportement simple couplée à une actualisation de l'amortissement visqueux. Trois actualisations de l'amortissement ont été développées et confrontées à une campagne d'essais sismiques mono axiaux sur un poteau.

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Rupin, Matthieu. "Cavité réverbérante et résonateurs sub-longueur d'onde : approches numériques et expérimentales." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENY082/document.

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Ce travail de thèse se décompose en deux parties. Tout d'abord, nous présentons une nouvelle technique de focalisation d'ondes avec un seul émetteur en cavité réverbérante (FIM) en profitant d'un algorithme inspiré du filtre inverse. Via l'étude expérimentale de cavités réverbérantes dans le domaine des ultrasons, nous démontrons la capacité du FIM à optimiser la focalisation quelle que soit le type de cavité (de type ergodique ou non). Dans une deuxième partie, la propagation d'ondes élastiques dans un système formé par un ensemble de tiges d'aluminium collées sur une plaque mince de même nature, est étudiée. Ces tiges (résonateurs quasi-ponctuels) sont arrangées de façon périodique ou aléatoire sur une échelle sub-longueur d'onde. Le métamatériau ainsi constitué révèle la présence de larges bandes de fréquences interdites. De plus, la coexistence de résonances de flexion et de compression dans les résonateurs, ajoutée à la présence d'une conversion d'une partie de l'énergie du mode A0 vers le mode S0 dans la plaque, crée une grande complexité du champ d'onde. C'est ce qui fait de ce type de métamatériau, des objets tout à fait singuliers à l'échelle mésoscopique
This thesis is divided into two parts. First, we present a new technique for focusing waves with one emitter in reverberant cavity (OCIF) inspired by inverse filter algorithm. Through the experimental study of reverberant cavities in the field of ultrasound, we demonstrate the ability of the OCIF to optimize the focusing no matter what type of cavity (ergodic type or not). In a second part, we investigate the propagation of elastic waves in a system formed by a set of aluminum rods glued to a thin plate of the same material. These rods form a set of quasi-punctual resonators in the propagation plane of waves. It is possible to arrange them periodically or randomly on a subwavelength scale. The metamaterial thus formed shows a complex wave field within it, including the presence of wide prohibited frequency ranges (bandgaps). The experimental and numerical approaches described in this manuscript show the existence of both flexural and compressional resonances in the resonators. Added to the presence of a conversion of a portion of the energy from the $A0$ Lamb mode to the $S0$ one in the plate, such a complexity makes this type of metamaterials, quite unusual objects at the mesoscopic scale

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Guinot, Florent. "Interactions houle-courant en bathymétrie variable : approches numériques et expérimentales." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2069.

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Marais, Louise. "Caractérisation mécanique de la paroi artérielle pathologique : approches expérimentales et numériques." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC0084.

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Les pathologies vasculaires provoquent un remodelage de la paroi artérielle pouvant entraîner une modification de sa rigidité et de son comportement mécanique. L’objectif de cette thèse est de proposer des méthodes de caractérisation mécanique permettant d’identifier les changements de propriétés mécaniques artérielles dans le cadre de deux situations pathologiques : l’anévrysme de l’aorte abdominale (AAA) et l’hypertension artérielle (HTA). La première étude a consisté à évaluer in vitro les modifications de fonctionnalité de l’artère dans le cas d’un AAA obtenu par le modèle de xénogreffe chez le rat qui permet de reproduire certains aspects de la pathologie humaine et qui est utilisé pour la mise au point de thérapies cellulaires. Une analyse des variations régionales des propriétés mécaniques du tissu anévrysmal a d’abord été menée en effectuant des tests de traction sur anneaux d’AAA. Des tests d’extension-inflation ont ensuite été réalisés sur la structure vasculaire pour des conditions de chargement reproduisant celles observées in vivo. Dans chacun des cas, une méthode inverse couplée à un modèle numérique par éléments finis a été développée afin d’identifier les paramètres matériaux du tissu vasculaire. Dans la deuxième étude, la rigidité artérielle a été mesurée in vivo sur une population de patients atteints d’HTA et de sujets sains en utilisant deux méthodes non-invasives qui ont été développées et optimisées : l’imagerie ultrarapide de l’onde de pouls et l’élastographie par ondes de cisaillement de la paroi artérielle. Ces deux méthodes s’appuient sur un échographe ultrarapide. La vitesse de l’onde de pouls locale sur un segment de la carotide a ainsi pu être évaluée, ainsi que la vitesse de propagation d’ondes de cisaillement générées dans la paroi à plusieurs instants du cycle cardiaque. Les deux approches in vitro et in vivo ont ainsi permis d’évaluer certains changements de propriétés mécaniques de la paroi artérielle dans des cas pathologiques. Bien que tous les mécanismes biologiques de l’AAA et de l’HTA soient complexes, ce travail permet de contribuer à une meilleure compréhension des pathologies vasculaires pouvant ainsi aider au choix ou au développement de traitements adaptés, tant d’un point de vue pharmacologique que dans le cadre de nouvelles thérapies cellulaires
Vascular pathologies are generally accompanied by a remodeling of the arterial wall that may lead to modifications of its stiffness and mechanical behavior. The goal of this thesis is to propose methods of mechanical characterization allowing to detect the changes in arterial mechanical properties in the case of two pathologies: abdominal aortic aneurysm (AAA) and arterial hypertension (HTA). The first study consisted in evaluating in vitro the arterial functional modifications in the case of an AAA obtained by the rat xenograft model which reproduces several biological features of the human pathology and is used to develop cell therapies. First, the assessment of regional variations in mechanical properties of aneurysmal tissue was conducted by carrying out traction tests on rings from AAAs. Then, extension-inflation tests were conducted on the vascular structure for loading conditions replicating those observed in vivo. In each case, an inverse method associated with a numerical finite element model was developed to identify the material parameters of vascular tissue. In the second study, arterial stiffness was measured in vivo for a population of hypertensive patients and healthy subjects using two non-invasive methods which were developed and optimized: ultrafast imaging of the pulse wave and shear wave elastography of the arterial wall. These two methods are based on an ultrafast ultrasound scanner. Thus the local pulse wave velocity on a segment of the carotid artery was assessed, as well as the propagation speed of shear waves created in the arterial wall at several moments during the cardiac cycle. Both in vitro and in vivo approaches enabled to evaluate some changes in mechanical properties of the arterial wall in pathological cases. Although all the biological mechanisms of AAA and HTA are complex, this work provides a contribution to a better understanding of vascular pathologies and can thereby assist in the choice or development of adapted treatments, from both a pharmacological point of view, and within the context of new cell therapies

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Nguyen, Tuan Anh. "Approches expérimentales et numériques pour l'étude des transferts hygroscopiques dans le bois." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0034/document.

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Le développement des structures en bois en Génie Civil demande aujourd’hui de proposer aux gestionnaires d’ouvrages des outils de diagnostic et de monitoring pour suivre l’évolution des pathologies (flèches excessives, fissures, attaques biologiques, etc.) mais également pour contrôler l’humidité interne dans les éléments. Dans ce dernier contexte, le travail développé dans cette thèse concerne le développement d’un outil de caractérisation du champ hydrique dans des sections transversales d’éléments structuraux en bois. La méthode étudiée couple une mesure de résistivité, composée d’une tête de mesure (résistivimètre) associée à un grand nombre de sondes raccordées à un système multiplexé, et d’une méthode inverse implémentée dans un code aux éléments finis. Dans une première partie, il est étudié les techniques de caractérisation des propriétés de diffusion dans le matériau caractérisé par une orthotropie et un comportement non linéaire exploitant des mesures d’humidité moyenne (méthode gravitométrique) et des profils spatiaux par mesures gammadensimétriques. Il est montré que le couplage des deux mesures permet d’obtenir en finalité des propriétés intrinsèques rendant ainsi la méthode de caractérisation fiable et robuste. La seconde partie présente le développement d’un ensemble expérimental dans le but d’obtenir une cartographie 1D et 2D du champ hydrique dans une section transversale. La technique repose sur la généralisation des méthodes résistives multiplexées utilisées en géophysique dans l’étude des sols stratifiés à des géométries finies à 2 dimensions. L’algorithme employé est basé sur le couplage de mesures de résistivité multiplexées et d’une analyse inverse implémentée dans un code aux éléments finis. La solution 1D permet d’obtenir des profils spatiaux pouvant remplacer les mesures gammadensimétriques. Les profils 2D permettent, pour une section donnée, d’estimer le champ d’humidité interne en tout point et de proposer ainsi un suivi dans le temps des profils hydriques
In civil engineering constructions, the development of timber structures requires today to managers works some diagnostic tools and monitoring systems to monitor pathologies (excessive deflections, cracks, biological attack, etc.) but also to control moisture content in the element sections. In the last context, the proposed work in this PhD thesis is the development of a tool for characterization of the moisture content map in the cross sections of structural elements. Studied method is based on the resistivity measuring, comprising a measuring head (resistivity meter) associated with many connected probes in a multiplexed system, and an inverse method implemented in a finite element software. In the first part, it is studied the techniques of characterization of diffusion properties in wood samples characterized by orthotropic and nonlinear behaviors according to average moisture content measurements (gravimetric method) and spatial profiles gamma densitometer measures. It is shown that the coupling of the two measurements provides the intrinsic properties with more reliability and more robustness. The second part deals with the development of an experimental protocol in order to achieve 1D and 2D mapping of the moisture content field in a cross section. The technique is based on the generalization of multiplexed resistivity geophysical methods used in the study of stratified soils with 2-dimensional geometries. The algorithm is based on the coupling between the resistivity measurements and an inverse multiplexed analysis implemented in a finite element code. The 1D solution provides spatial profiles which can replace gamma densitometer measures. For a selected section, 2D profiles allow estimating the moisture content field at any point and thus provide a time tracking of moisture profiles

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Amaied, Emna. "Effet du vieillissement cutané sur la perception tactile : approches expérimentales et numériques." Lyon, Université de Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEE003.

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L'objectif de cette thèse est d'étudier l'effet du vieillissement sur les propriétés viscoélastiques de la pulpe du doigt et sur la perception tactile. La maîtrise et la compréhension de la perception tactile liée à l'âge nécessitant un développement approfondi des approches innovantes en termes d'expérimentation et de simulation numérique. L'état de l'art sur le tissu cutané comme organe sensoriel est présenté. Afin d'évaluer l'effet de l'âge et du genre sur les propriétés mécaniques cutanées, un dispositif expérimental conçu et réalisé au sein du laboratoire a été utilisé. Il permet de solliciter la peau du doigt in vivo, avec une pression d'air contrôlée et d'identifier les paramètres viscoélastiques. Cette étude expérimentale a permis de mener une étude approfondie des propriétés mécaniques de la pulpe du doigt. L'étude expérimentale est accompagnée d'un modèle numérique axisymétrique bidimensionnel multicouche du doigt humain, afin de reproduire le test du fluage. Ce modèle a permis de calculer les méthodes d'élasticité instantanés de chaque couche de la pulpe du doigt par une approche inverse. Une étude expérimentale d'acuité tactile a été menée sur l'extrémité du doigt humain. Celle-ci montre un déficit de l'acuité tactile chez les personnes âgées. Afin de comprendre l'origine de ce déficit, une simulation numérique a été développée en tenant compte de l'effet de l'âge. Cette étude a permis d'identifier le seuil de l'acuité tactile de chaque groupe d'âge et de comprendre le fonctionnement des récepteurs sensoriels et leurs interactions avec le stimulus. L'étude de l'effet du vieillissement sur le toucher actif avec une approche expérimentale a été menée. Un dispositif innovant développé dans le laboratoire a été utilisé afin de quantifier le frottement dynamique et les vibrations induites lorsque le doigt humain explore une surface texturée. Ces vibrations sont à l'origine de l'excitation des récepteurs sensoriels et jouent un grand rôle dans la sensation du toucher actif. L'effet de l'âge s'est traduit par une baisse significative du niveau vibratoire. L'étude numérique menée dans le dernier chapitre a permis d'étudier pour la première fois le déficit dû au vieillissement en termes de résolutions verticale et spéciale de la texture d'une surface
The aim of this thesis is to study the effect of aging on the viscoelastic properties of the finger and the tactile perception. The understanding of tactile perception related to age requires further development of experimental and Numerical approaches. The skin tissue as sensory organ is presented. To asses the effect of age and gender effect, an xperimental device designed and producted in the laboratory is used. This device allows soliciting the skin of the finger in vivo, with a controlled air pressure and identifying the viscoelastic parameters. This expérimental study allowed calculating of the mechanical properties of the finger pad. The experimental study is accompanied with a multilayer axisymmetric two-dimensional FEM model of the human finger developed to reproduce the test creep. This model was used to calculate the instantaneous modulus of elasticity of each layer of the finger by a reverse approach. An experimental study of tactile acuity was conducted of the human finger. This shows a deficit of tactile acuity of aged subjects. This study identified the threshold of tactile acuity in each age group and allowed the understanding of the interactions of the sensory receptors with the stimulus. The study of the effect of aging on the active touch with an experimental approach was conducted. An innovative device developped in the laboratory, was used to quantify vibrations induced when a human finger explores a textured surface. These vibrations are the source of excitation of sensory receptors and have a big role in the sensation of active touch. The effect of age shows a significant decrease in vibration level. The numerical study in the last chapter was used to study for the first time the deficit due to aging in terms of vertical and special resolutions of textured surfaces

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Sinou, Jean-Jacques. "Dynamique non-linéaire des structures complexes, fixes et tournantes. Approches théoriques, numériques et expérimentales." Habilitation à diriger des recherches, Ecole Centrale de Lyon, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00260913.

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Le mémoire se focalise sur la dynamique non linéaire des structures fixes et tournantes à travers des approches théoriques et expérimentales. Les résultats de recherche sont illustrés à travers des applications industrielles variées.

Dans une première partie, le rôle joué par les phénomènes non-linéaires en dynamique des structures et le développement de méthodes non-linéaires sont illustrés à travers trois axes de recherche.
Le premier axe porte sur la stabilité et la dynamique non-linéaire des systèmes frottants. On se propose de déterminer les zones stables et instables, ainsi que les niveaux vibratoires lorsque le système dynamique non-linéaire est sujet à une instabilité de type flottement. Pour ce faire, des approches se basant sur des réductions et/ou approximations des solutions sont développées et validées sur des exemples industriels (freins automobile et aéronautique).
Le deuxième axe se focalise sur la détection des fissures dans les systèmes tournants et cherche à définir des critères de détection des fissures se basant sur les réponses dynamiques non-linéaires (résonances sous-harmoniques, ordres, orbites, interaction fissure-balourds,...). Des approches théoriques, numériques et expérimentales sont menées en parallèle afin de statuer sur la pertinence et la robustesse des critères proposés.
Le troisième axe s'intéresse à la problématique de la dynamique non-linéaire des systèmes mono et bi rotor à travers des approches numériques et expérimentales. Ces recherches proposent de statuer sur la prise en compte des phénomènes non-linéaires et de la modélisation des organes associés lors du dimensionnement des systèmes tournants à partir de l'étude du comportement vibratoire (diagramme de Campbell, réponses non-linéaires et orbites, évolution des ordres,...).

Dans un second temps, l'accent est porté sur les perspectives de recherches et sur les ouvertures scientifiques envisageables sur des thématiques transversales.

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Compère, Fabrice. "Transport et rétention de particules argileuses en milieu poreux saturé : approches expérimentales et numériques." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2301.

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Les particules colloidales sont impliquees dans de nombreuses problematiques liees a l'hydrogeologie. Les particules argileuses, de part leur presence dans les eaux souterraines et leur forte capacite d'adsorption, sont des vecteurs potentiels de co-transport qui ne peuvent etre negliges. Dans ce travail, le transport et la retention de particules argileuses en milieu poreux sature sont etudies aux points de vue experimental et numerique. Des injections continues d'une suspension de smectites ont ete realisees sur des colonnes de laboratoire remplies d'un sable tres fin. Le transport colloidal est simule numeriquement a deux echelles : - une echelle microscopique, par approche lagrangienne et resolution des equations de langevin ; - une echelle macroscopique selon une equation de convection/dispersion et interaction. Deux types de comportement sont mis en evidence : - un regime stabilise, ou la concentration en sortie de colonne atteint un plateau ; - une augmentation de la retention au cours du temps, pour les forces ioniques les plus elevees et/ou a faible debit. Une augmentation de la force ionique et/ou une diminution de la vitesse d'ecoulement engendrent un accroissement de la retention des particules. Le parametre cinetique d'adsorption irreversible utilise dans l'approche macroscopique augmente logiquement avec la force ionique mais diminue avec la vitesse d'ecoulement. L'approche microscopique est utilisee afin de reinterpreter les resultats experimentaux. La determination des efficacites de capture et de collision a l'echelle du grain permet de decrire de facon satisfaisante les resultats experimentaux.

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Diouf, Abdou khadre. "Approches numériques et expérimentales pour l’étude des écoulements dans les laboratoires géologiques sur puce (GLoCs)." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0951/document.

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Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR CGS µLab, qui vise à appréhender lesmécanismes fondamentaux impliqués dans les procédés de stockage profond du CO2 à partir des laboratoiresgéologiques sur puce (GLoCs – geological labs on chip) pour reproduire les conditions depression et de température des milieux géologiques profonds. Au-delà de la compréhension expérimentale,l’apport des techniques de modélisations numériques apparaît essentiel afin de définir des modèlespermettant de prévoir notamment les capacités maximales de stockage à partir des caractéristiques duréservoir (porosité, perméabilité, température, pression, géochimie), et du procédé d’injection (débit,composition). Dans ce contexte, ce travail a principalement deux objectifs : (i) associer l’imagerie expérimentaleet la modélisation numérique pour simuler des écoulements non réactifs dans des GLoCset (ii) suivre expérimentalement les évolutions structurelles d’un milieu poreux 3D soumis à un écoulementréactif. Notre démarche comporte deux parties pour répondre à ces objectifs. Dans la premièrepartie, nous avons effectué la modélisation 3D des perméabilités des GLoCs par la prise de moyennevolumique. Pour ce faire, nous avons d’abord vérifié le comportement darcéen d’un GLoC en fonctionde son nombre de rangs de plots en étudiant un problème de diffusion sur un maillage emboîté quenous avons implémenté à partir d’une image binaire du GLoC pour réduire le temps de calcul. Puis,nous avons mis à jour notre code de perméabilité, qui résout le problème de fermeture de l’écoulement,en calculant analytiquement en 3D le critère de stabilité qui prend en compte l’anisotropie dela géométrie des GLoCs. Nous avons ensuite traité les images numériques 2D des GLoCs avant deprocéder à la génération de leurs volumes élémentaires représentatifs (VERs) 3D. Nous avons enfinsimulé les perméabilités des GLoCs avant de les confronter aux résultats expérimentaux et à ceuxobtenus avec le logiciel PHOENICS. Dans la deuxième partie, nous avons développé un montage expérimentalpermettant de recréer des milieux poreux réactifs en 3D au sein d’un canal microfluidique(lit fixe de microparticules de carbonates de calcium – CaCO3). Grâce à la laminographie X de la ligneID19 de l’ESRF, nous avons pu observer sur des coupes d’image 2D reconstruites les phénomènes dedissolution lors de l’injection successive de volumes constants de solution hors équilibre. Cette preuvede concept a ouvert de nouvelles perspectives d’utilisation de cette méthodologie pour acquérir desdonnées cinétiques sur des phénomènes de fronts réactifs dans les poreux
This thesis work is included within the ANR CGS µLab projet, which aims to understand thefundamental mechanisms involved in the deep storage processes of CO2 from on-chip geological laboratories(GLoCs - geological labs on chip) to reproduce the pressure and temperature conditionsof deep geological environments. Besides experimental understanding, the contribution of numericalmodeling approaches appears essential in order to define models allowing to predict in particularthe maximum storage capacities based on the characteristics of the reservoirs (porosity, permeability,temperature, pressure, geochemistry), and the injection process (flow rate, composition). In thiscontext, this work has two main goals : (i) to associate experimental imaging and numerical modelingto simulate non-reactive flows in model porous media on chip ; and (ii) to follow experimentally thestructural evolution of a 3D porous medium undergoing a reactive flow. In order to address to thesegoals, the approach we have proposed is divided into two parts. In the first part, we carried out the3D modeling of the permeabilities of GLoCs by taking volume averaging. To do this, we first verifiedthe behavior of a GLoC according to its number of plots rows by studying a diffusion problem ona nested mesh that we have implemented from a GLoC binary image to reduce computation time.Then, we updated our permeability code, which solves the closure problem of flow, by analyticallycalculating in 3D the stability criterion that takes into account the anisotropy of GLoC geometry. Wethen processed the 2D digital images of the GLoCs before proceeding with the generation of their3D representative elementary volumes. Finally, we have simulated the permeabilities of GLoCs beforecomparing them with the experimental results and those obtained with the PHOENICS software. In asecond part, we have developed an experimental set-up to recreate 3D reactive porous media within amicrofluidic channel (fixed packed bed of calcium carbonate - CaCO3 microparticles). Using the X-raylaminography of the ESRF line ID19, we have observed on reconstructed 2D images the dissolutionphenomena occurring during the successive injection of constant volumes of non-equilibrium solution.This proof of concept has opened new possibilities for using this methodology to acquire kinetic dataon reactive front phenomena in porous media

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Jaisle, Nicolas. "Contraindre la fusion partielle dans les intérieurs planétaires en combinant les approches numériques et expérimentales." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALU013.

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L’étude des processus de fusion partielle dans les intérieurs planétaires revêt une importance capitale dans la compréhension de l’évolution d’une planète. Ceci est d’autant plus important dans le contexte du nombre croissant de découvertes d’exoplanètes aux histoires potentiellement très variées. Un des outils expérimentaux majeurs pour l’étude des intérieurs planétaires est la cellule à enclume de diamant (DAC), permettant d’amener des échantillons de tailles micrométriques à des conditions de pression de l’ordre de dizaines à centaines de GPa et des températures de l’ordre de plusieurs milliers de Kelvins. L’étude des propriétés physiques de ces échantillons, tel que leur diagramme de phase, peuvent être analysés grâce à la diffraction des rayons X (XRD), des rayonnements générés en synchrotron. Ces expériences peuvent cependant souffrir de la technique de chauffage laser continu qui génère de forts gradients de température au sein des échantillons et peuvent mener à de la migration chimique au sein de la zone chauffée. L’analyse in situ des échantillons se fait alors sur une composition différente de la composition initiale, qui ne correspond pas forcément à celle envisagée. Cette thèse propose une nouvelle approche expérimentale, consistant à effectuer un chauffage laser court de 250 ns afin de limiter la migration chimique. Ce montage expérimental a été testé sur des alliages de Fer du système ternaire Fe-Si-O, les résultats pouvant par exemple s’appliquer dans le contexte de cristallisation du noyau externe liquide de la Terre. Nos expériences ont été menées au European X-ray Free Electron Laser (EuXFEL), une installation scientifique produisant une source pulsée de rayon X (série de pulses d’une durée individuelle de 30 fs constituant un train à une fréquence de 4.5 MHz (un pulse toutes les 221.5 ns) à forte brillance. Combiné au chauffage laser d’une fraction de µs, les expériences au EuXFEL permettent d’obtenir une résolution temporelle de l’évolution de l’échantillon lors de son refroidissement, permettant notamment d’observer la séquence de cristallisation. Une mesure de la température de surface par pyrométrie optique avec caméra streak (SOP) est effectuée simultanément aux autres mesures, avec une résolution temporelle inférieure à la µs. Les mesures effectuées au EuXFEL ne permettent pas de résoudre entièrement l’étendue des gradients de pression et de température ni d’appréhender tous phénomènes se produisant lors des expériences. Pour compenser ces lacunes, un modèle numérique basé sur l’analyse d’éléments finis (FEM) reproduisant les expériences a été développé. Ce modèle utilise les propriétés des matériaux aux conditions de pression et température sondées, notamment les équations d’état les dépendances en pression et température des propriétés de matériaux (ρ, K, G, κ, Cp, chaleur latente…). Pour reproduire les expériences, les valeurs du modèle sont ajustées en minimisant l’erreur moyenne par rapport aux mesures SOP. La FEM fournit des cartographies de température et de pression des échantillons. En combinant les données de XRD et les températures extraites du modèle, il est possible de remonter aux conditions précises de température et de pression des échantillons lors de leurs changements de phase. Cela permet aussi d’évaluer le degré d’homogénéité en température et en pression (évaluation de la pression thermique) au sein de la zone sondée par les rayons X. Les modèles permettent également l’étude des déformations en DAC et de calculer la répartition des contraintes qui peut être un facteur important dans certaines conditions. Enfin, des expériences utilisant les rayons X pour chauffer l’échantillon sont également reproduites avec les modèles et des pistes sont explorées pour remonter aux propriétés des matériaux tels que la conductivité thermique
The study of partial melting processes in planetary interiors is of prime importance to understand planetary evolution mechanisms. This is even more true when considering the increasing number of exoplanetary discoveries which likely acknowledged a high variety of histories. A main experimental tool for to study deep planetary interior conditions is the diamond anvil cell (DAC), allowing to raise pressures on micron-sized samples up to hundreds of GPa and at temperatures up to thousands of Kelvins. The study of sample’s physical properties such as their phase change pressures and temperatures (P,T) can be analyzed in X-ray generating synchrotron facilities, using the X-ray diffraction (XRD) properties of minerals. Those experiments may yet suffer from the continuous laser heating technique which generates strong temperature gradients within the samples and may lead to chemical migration in the heated zone. The sample in-situ analysis is then achieved on a composition diverging from the initial one which does not necessarily correspond to what was intended to be measured. This thesis suggests a new experimental approach consisting in using a short and intense (250 ns) laser heating pulse in order to limit that chemical migration. This experimental setup was tested on iron alloys of the Fe-Si-O ternary system, results on such compositions being for instance applicable on in the context of Earth’s liquid outer core crystallization. Our experiments are run at the European X-ray Free Electron Laser (EuXFEL) facility which generates a high brilliance pulsed X-ray source (series of 30 fs pulses at frequencies up to 4.5 MHz (one pulse each 221.5 ns). Combined to the µs fraction laser heating, the EuXFEL experiments allow to obtain a temporal resolution of the sample evolution during its cooling, allowing to observe crystallization sequences. A streak optical pyrometry (SOP) surface temperature measurement is achieved simultaneously to the XRD with time resolution below the µs-scale. However, measurements achieved at the EuXFEL do not allow to fully resolve the extent of the phenomena occurring during experiments. To compensate this lack of information, we developed a numerical model based on the finite element method (FEM) to reproduce the achieved experiments. This model uses the material properties (such as ρ, K, G, κ, Cp and latent heat) at the experimental pressure and temperature conditions including their P,T dependencies when available. Equations of state (EoS) related variations where included in the model for the related parameters. To reproduce the experiments, the model values are adjusted by minimizing the mean error compared to the SOP data. Combining experimental XRD with best-fitting model temperatures, it is possible to get back to the P, T conditions during the samples phase change. In addition, the FEM furnishes temperature and pressure maps highlighting e.g. sample internal gradients and allowing to evaluate the degree of homogeneity of P and T, both assumed to be critical parameter in chemical migration. Models allow as well to calculate the constraint distribution in the DAC assemblage which can be an important factor in certain conditions. Finally, experiments directly using X-rays to heat the sample were achieved, analyzed and reproduced by modelling. Using the models, the possibility of deducing material properties such as thermal conductivity from best fits to experimental data are explored

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Letty, Camille. "Etude d'une flamme en V diphasique : Approches expérimentale et numérique." Rouen, 2008. http://www.theses.fr/2008ROUES036.

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Cette étude porte sur des flammes en V, diphasiques, stabilisées dans un écoulement pseudo-laminaire ou modérément turbulent. Un support de combustible gazeux est également injecté pour aider à la stabilisation des flammes, en particulier en régime turbulent. Une approche expérimentale et une approche numérique (Simulation Numérique Directe) sont menées simultanément. Les mêmes outils de post-traitement sont utilisés pour traiter les résultats des expériences et des simulations. Expérimentalement, l'écoulement est caractérisé en terme de distribution en taille des gouttes (Malvern), propriétés de la turbulence (PIV), répartition qualitative de la vapeur de combustible (PLIF sur acétone) et distribution en température des gouttes (réfractométrie d'arc-en-ciel). Numériquement, l'écoulement gazeux est décrit par les équations de Navier-Stokes dans le cadre eulérien. Le couplage avec la phase liquide est de type two-way avec un solveur lagrangien pour les gouttes. La cinétique chimique dérive des résultats de chimie complexe issus de Chemkin (schéma cinétique de San Diego pour l'acétone auquel sont ajoutées les réactions d'oxydation de l'acétone). Le modèle de flamme épaissie (facteur d'épaississement et fonction d'efficacité) est utilisé, dans le cadre de la DNS à des fins d'analyse, pour permettre une réduction du maillage et un gain de temps de calcul. Les propriétés moyennes géométriques et locales de la flamme sont déterminées et analysées: morphologie des flammes, angle d'ouverture, variable de progrès, évolution du flame brush, courbure et cisaillement. L'angle d'ouverture de la flamme est utilisé pour caler les paramètres de la simulation. L'évolution de la température des gouttes devant le front de flamme est étudiée pour les différentes conditions de turbulence, selon les deux approches. Les données de la DNS sont utilisées pour développer une méthode de calcul du cisaillement, à partir des données expérimentales, selon la méthode tensorielle
This work deals with V-shaped two-phase flames stabilised in a pseudo-laminar or moderated turbulent flow. Some gaseous fuel is also injected to help turbulent flames stabilisation. An experimental approach and a numerical approach (Direct Numerical Simulation) are conducted simultaneously. The same tools are used for post-processing of experimental and numerical data. The flow is experimentally charaterised in term of droplet size distribution (Malvern), turbulent properties (PIV), qualitative fuel repartition (PLIF on acetone) and droplet temperature distribution (rainbow refractometry). The gaseous flow is numerically defined by Navier-Stokes equations in an eulerian framework. Two-way coupling is use to determine interaction of gaseous and liquid phases. A lagrangian solver is used for the dispersed phase. Chemical kinetics is derived from complex chemistry results computed with Chemkin (San Diego mechanism for n-heptane with acetone oxydation reactions). Flame front is artificially thickened (Flame thickness factor and efficiency function). This enables reduction of the mesh size which is time saving. Mean geometrical and local properties of the flame front are determined: morphology, flame angle, progress variable, flame brush evolution, curvature and strain rate. The mean flame angle is used to ajust DNS parameters. The evolution of the droplets mean temperature is presented for different turbulent conditions and from experimental and numerical approaches. DNS fields are used to develop a calculation method of strain rate from experimental data following tensorial method

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Du, Rou. "Mise en forme à chaud de tôles fines en alliage AA 5383 : Approches expérimentales et numériques." Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0030/document.

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Les alliages d'aluminium ont été largement utilisés dans l'industrie automobile et maritimes en raison des avantages d'une faible densité, d'une bonne résistance à la corrosion. Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse s’intéressent à la mise en forme à chaud de tôles minces en alliage d’aluminium AA5383. L'objectif principal est de réduire le temps de formage sans sacrifier l'intégrité de la pièce. Tout d'abord, le comportement à la déformation à chaud de l'alliage AA5383 est caractérisé expérimentalement. Une campagne expérimentale comprenant d’essais de traction uniaxiale, de traction entaillées, de cisaillement et de gonflement libre est réalisée pour couvrir une plage importante de températures (623~723 K) et de vitesses de déformation (10-4~10-1 s-1). Ensuite, les modèles de matériau, tels qu'une règle de flux composite avec le critère de plasticité BBC2003 et le critère de dommage Mohr Coulomb Modifié, sont développés et mis en œuvre dans ABAQUS à l'aide du sous-programme utilisateur. Enfin, les simulations numériques des processus de formation de gaz sont effectuées et comparées aux résultats expérimentaux correspondants
Aluminum alloys have been extensively used in the automotive and marine industry due to the advantages of low density, high strength to weight ratio and good corrosion resistance. Major challenge of their application lies in the ability to form deep-drawing shapes. Superplastic Forming is widely used to produce this type of parts. However, high forming cycle time due to the low forming strain rate limits their wide application. The present dissertation focuses on hot forming strategies to produce deep drawing parts from AA5383 aluminum thin sheets. The main objective is to reduce the forming time without sacrificing the part integrity. Firstly, the hot deformation behavior of the AA5383 alloy is experimentally characterized. An experimental campaign, including uniaxial tension, notched tension, shear and free bulging tests, is performed to cover an important range of temperatures (623~723 K) and strain rates (10-4~10-1 s-1). Then, the material models, such as a composite flow rule with the BBC2003 anisotropic yield criterion and the modified Mohr-Coulomb damage criterion, are developed and implemented in ABAQUS by using user subroutine. Finally, the numerical simulations of the gas forming processes are performed and compared with the corresponding experimental results

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Elmeguenni, Mohamed. "Effet de la triaxialité sur le comportement et la rupture du polyéthylène haute densité : approches expérimentales et numériques." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10035.

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Dans un premier volet, une approche expérimentale basée sur des essais macroscopiques et des observations microscopiques (MEB et MO) ont permis de préciser la cause de l’endommagement du polyéthylène haute densité (PEHD) et sa sensibilité à la triaxialité des contraintes. Dans un deuxième volet, afin d’explorer des gammes de triaxialités de contraintesplus importantes, des éprouvettes fissurées ont été étudiées expérimentalement et ont permis de discuter de la pertinence des critères impliquant les concepts de la mécanique de la rupture ductile pour l’étude du PEHD. Pour étayer la discussion, deux approches énergétiques (intégrale J et EWF) de la mécanique de la rupture couplées à la technique de corrélation d’images digitales ont été examinées sur trois types d’éprouvettes (SENB, CT et DENT). Enfin, un troisième volet avait pour objet d’examiner la pertinence de modèles issus de la mécanique de l’endommagement ductile par croissance de vides pour prédire le comportement mécanique et l’endommagement du PEHD et ce, jusqu’à rupture. Une attention particulière a été portée aux effets de triaxialité des contraintes. Deux critères de coalescences ont été examinés selon deux approches complémentaires. Ces approches se sont avérées pertinentes dans le cas du PEHD. En effet, la confrontation des résultats numériques avec les résultats expérimentaux a montrée une bonne corrélation tant sur la réponse globale des éprouvettes axisymétriques entaillées (courbes contrainte vraie - variation de volume plastique - déformation vraie) et des éprouvettes de rupture (charge - déplacement) que sur la réponse locale des éprouvettes de rupture en terme de champs cinématiques
In a first part of this thesis, an experimental approach based on macroscopic measurements and microscopic observations (SEM and OM) led to a better understanding of damage mechanisms in high density polyethylene (HDPE) and its stress triaxiality sensitivity. In order to examine higher stress triaxiality values, cracked samples were experimentally examined in a second part. Based on the obtained results, the relevance of the fracture mechanics concepts to characterize the fracture toughness of HDPE was critically discussed. The investigation was performed using two well-known approaches of the fracture mechanics – J-integral and EWF – using different specimen configurations (SENB, CT and DENT). To gain insight into the strain field around the crack tip, digital image correlation method was used. The third part was focused on the demonstration of the relevance of ductile damage models (based on the void volume evolution as indicator of damage) to predict the mechanical and damage behaviour of HDPE and that, until complete failure. A special attention was paid on the stress triaxiality effects. Two failure criteria using complementary approaches were examined. These approaches were found relevant in the case of HDPE. Indeed, a good agreement was found between the numerical simulations and the experimental results in terms of overall response of axisymmetric samples (true stress-strain-volumetric response) and of cracked samples (load-displacement response) and in terms of local response corresponding to kinematics fields

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Huchette, Cédric. "Sur la complémentarité des approches expérimentales et numériques pour la modélisation des mécanismes d'endommagement des composites stratifiés." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066513.

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Briki, Amani. "Production de succinate par Corynebacterium glutamicum en microaérobiose : approches expérimentales et numériques, de l’échelle métabolique au bioréacteur." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0082.

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Le succinate est classé parmi les 12 principaux précurseurs chimiques à fort potentiel industriel. Cet acide, classiquement produit par l’intermédiaire de procédés chimiques, peut être aussi obtenu par voie microbiologique. Corynebacterium glutamicum, utilisée pour la production industrielle d’acides aminés, est ainsi capable de produire des acides organiques, dont le succinate, en microaérobiose ou en anaérobiose. L’objectif de cette thèse a donc été la compréhension de la réponse physiologique de C. glutamicum vis-à-vis du changement des conditions d’oxygénation. Des outils expérimentaux et numériques ont été mis en œuvre. Une étude expérimentale a pu montrer que l’oxygénation et la disponibilité en glucose sont des paramètres clés pour la production de succinate. Le ratio OUR/GUR, représentatif de ces deux paramètres, a été choisi comme indicateur de l’état physiologique de cette bactérie en microaérobiose. Pour un OUR/GUR inférieur à 1, la production d’acides organiques est effective alors que pour une valeur supérieure, seule la croissance est observée. La production maximale de succinate a été mesurée dans les conditions d’oxygénation les plus faibles, correspondant au ratio le plus faible (0,17). De plus, une reconsommation du succinate produit a pu être mise en évidence lorsqu’une concentration résiduelle seuil en glucose était atteinte. En s’appuyant sur ces observations, un procédé semi-continu performant de production de succinate avec une souche non modifiée génétiquement de C. glutamicum a pu être mis en œuvre. Un modèle cinétique capable de prédire les cinétiques de croissance, de consommation du substrat et de production des acides organiques, dans différentes conditions d’oxygénation, a ensuite été établi. Ce modèle initial a pu être généralisé tout en conservant une très bonne concordance entre les résultats de simulation et les données expérimentales. Le modèle a également pu être transposé, avec succès, à une souche mutante de C. glutamicum 2262. Enfin, un modèle métabolique simplifié a été construit pour C. glutamicum 2262 afin de prédire les flux intracellulaires permettant de comprendre son adaptation métabolique dans des environnements déficients en oxygène et/ou en source de carbone. Ce modèle a permis de prédire, en conditions stationnaires, les flux de production de lactate dans des niveaux d’oxygénation faibles ainsi que la production de biomasse dans certaines conditions d’aérobiose. Il a également été capable de simuler, en conditions dynamiques, des concentrations en succinate dans des conditions d’oxygénation faibles et ce, chez les deux souches étudiées
Succinate is a diacid used nowadays as a building block in the synthesis of various molecules of interest. It is mostly produced by chemical synthesis. A part of succinate is industrially produced using a microbiological process. Corynebacterium glutamicum, a well-known industrial producer of amino acids, is able to produce organic acids, in particular succinate, under micro-aerobic and anaerobic conditions. The aim of this work was thus to understand the physiological response of C. glutamicum 2262 to change in oxygen supply conditions. Both experimental and numerical tools have been implemented. The first step was to identify, experimentally, the parameters influencing the physiological response of C. glutamicum 2262 during batch and continuous cultures. This approach allowed to identify oxygenation level and residual glucose concentration as key parameters for organic acids production. The ratio OUR/GUR was also defined as a relevant indicator of the physiological state of C. glutamicum 2262. It was observed that organic acids were simultaneously produced during micro-aerobic phase corresponding to ratio below 1, whereas, above this value, a maximal growth was obtained. The maximal succinate production was obtained at the lower oxygenation level. Moreover, a re-consumption of the produced succinate was also observed when a threshold residual concentration of glucose was reached. Considering the influence of these two key parameters, a highly performant fed-batch process for the succinate production using a wild-type strain of C. glutamicum was defined. Then, a kinetic model was developed. This primary model was then generalized by integrating a correlation between kinetic parameters of model and oxygenation level. The results of both primary and generalized model simulation, showed an excellent agreement with the experimental data. The generalized model was then successfully transposed to a C. glutamicum mutant strain. In addition, a simplified metabolic model for C. glutamicum 2262 was constructed to understand the metabolic response of this bacterium in micro-aerobiosis. Both predicted production fluxes of lactate in microaerobiosis and of biomass synthesis during aerobiosis phase, under stationary conditions, agreed with the experimental data. This metabolic model was also able to predict, under dynamic conditions, the concentration profiles of the succinate during highly limited oxygen supply conditions

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Traisnel, Caroline. "Étude de la diffusion et de la solubilité de l’hydrogène en surface et subsurface du nickel monocristallin : approches numériques et expérimentales." Electronic Thesis or Diss., La Rochelle, 2022. http://www.theses.fr/2022LAROS033.

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Les surfaces métalliques sont au centre des mécanismes de fissuration par corrosion sous contrainte et de fatigue corrosion. Celles-ci s'avèrent être le lieu principal de l'initiation de l’endommagement des métaux, tout en faisant preuve d'une grande réactivité vis-à-vis de leur environnement. Agissant en portes d'entrée pour les solutés, comme l'hydrogène ou l'oxygène,vers le cœur de la matrice métallique, les surfaces jouent un rôle clé dans les processus de fragilisation par l'hydrogène (FPH). Afin d'identifier les états métallurgiques résistants à la FPH, une compréhension des interactions H-surface sous contrainte est nécessaire. En étudiant les mécanismes physiques élémentaires impliqués aux premiers stades de fatigue-corrosion, ces travaux de thèse visent à proposer un début d'évaluation de l'impact de l'apparition de défauts de surface dus à une sollicitation en fatigue(dislocations de surface, bandes de glissement, lacunes) sur la diffusivité locale apparente et solubilité de l'hydrogène près de la surface du nickel. La première étape de cette étude nécessite cependant d'identifier l'effet de l'orientation cristallographique des surfaces sur ces propriétés locales. Cette étude constitue la majorité de cette thèse. Pour cela, nous travaillons sur des surfaces monocristallines {100}, {110} et {111} du nickel non déformé en premier lieu, à la fois par approches numériques et expérimentales. Expérimentalement, un gradient de diffusion d'hydrogène est observé pour chaque orientation en chargeant des monocristaux de nickel en hydrogène avec une technique électrochimique pulsée. Contrairement aux techniques de perméation habituelles, cette technique potentiostatique en deux étapes permet de caractériser la mobilité de l'hydrogène à l'entrée de l'échantillon qui s’avère être le principal endroit de piégeage de l’hydrogène, et donc de fragilisation. Une corrélation entre les défauts émergents en surface et en subsurface (caractérisés par MO/AFM/TEM) et la diffusivité locale de l'hydrogène est ensuite discutée dans le cas de Ni{110}. En parallèle, des calculs à l'échelle atomique sont effectués (DFT + Phonons) afin de déterminer l'évolution des énergies libres de migration de l'hydrogène du voisinage des surfaces {100}, {110} et {111} vers le nickel massif. La solubilité locale de l'hydrogène est calculée et discutée en termes d'énergie d’origine élastique liée à la relaxation différenciée des atomes de surface pour les trois orientations. Une confrontation avec la théorie élastique met en évidence l'évolution des propriétés élastiques locales. Enfin, des calculs à plus grande échelle par potentiels empiriques (EAM) sont initiés pour étudier des systèmes plus complexes en ajoutant des défauts, tels que des marches de surface, amorçant l’analyse des interactions entre l'hydrogène et les défauts émergeant en surface lors d’une sollicitation en fatigue
Metallic surfaces are at the central place of stress corrosion cracking and corrosion fatigue mechanisms. These latter turn out to be the initiation site of materials damage, while exhibiting great reactivity to their environment. As they act as front doors for solutes, like hydrogen or oxygen, towards the bulk, surfaces play a key role in hydrogen embrittlement (HE) processes. In order to identify HE-tolerant metallurgical states, an understanding of H-surface interactions under stress is necessary. By investigating elementary physical mechanisms implied at the first stage of corrosion fatigue, this thesis work aims to propose a beginning in assessing the impact of the emergence of surface defects due fatigue stress (surface dislocations, slip bands, vacancies) on the apparent local diffusivity and solubility of hydrogen near the surface of nickel. The first step of this study requires however to identify the surfaces crystallographic orientation effect on these local properties, which is the raw material of this thesis. For this, we work on monocrystalline {100}, {110} and {111} surfaces of undeformed nickel at first sight, using both numerical and experimental approaches. Experimentally, a hydrogen diffusion gradient is observed for each orientation by charging nickel single crystals with a pulsed electrochemical technique. Conversely to usual permeation techniques, this double-step potentiostatic one enables the characterization of hydrogen mobility at the entrance side of the sample which was proven to be the main location for H-trapping and embrittlement. A correlation between emerging surface and subsurface defects (characterized by MO/AFM/TEM) according to the degree of cyclic deformation and the local hydrogen diffusivity is then discussed in case of Ni{110}. In parallel, calculations at the atomic scale are carried out (DFT + Phonons) in order to determine the evolution free energies of hydrogen migration from near the {100}, {110} and {111} surfaces towards the bulk. The local solubility of hydrogen is calculated and discussed in terms of lattice elastic distortion energy related to the differentiated relaxation of the surface atoms for the three orientations. A confrontation with elastic theory approach highlights the evolution of local elastic properties. Finally, bigger scales calculations through EAM are initiated to study more complex systems by adding defects, such as surface steps, giving a start for a reliable basis to interpret the interactions between hydrogen and part of the surface defects involved with a fatigue solicitation

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Jaber, Jana. "Application de la fabrication additive à la modélisation physique des joints et des massifs rocheux, par approches expérimentales et numériques." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0071.

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Cette thèse présente une étude de l’application de la fabrication additive (connue sous le nom d’impression 3D) à la mécanique des roches. Elle s’inscrit dans le cadre d’un projet plus large visant à construire un modèle physique de 2m3 d’un massif rocheux explicitement discontinu, dont le comportement est contrôlé principalement par les discontinuités. La technique de fabrication additive adoptée est le frittage laser (SLS), le matériau utilisé est un polymère : le polyamide 12 (PA12). Dans un premier temps des joints artificiels construits par SLS sont testés sous essais de cisaillement à contrainte normale constante. Deux familles de discontinuités sont étudiées. La première est formée par des joints à géométrie simplifiée (joints planaires ou en dents de scies) ayant une ouverture de 0,4mm et contenant des ponts rocheux. Les résultats montrent que cette technique de fabrication des joints en PA12 permet d’obtenir un comportement global similaire à celui des joints rocheux naturels, avec une cohésion pilotée par les ponts rocheux, et un angle de frottement dépendant de l’angle des aspérités. La deuxième famille est constituée de joints ayant des rugosités plus réalistes, auxquelles on peut attribuer une valeur de JRC, communément utilisée pour décrire les joints naturels. Cette configuration permet elle aussi de reproduire un comportement global équivalent à celui des joints naturels, avec une mobilisation des aspérités primaires et secondaires des surfaces. Les résultats obtenus sont comparés au critère de rupture de Barton-Bandis. Cette étude expérimentale est complétée par une modélisation numérique sous le logiciel UDEC, dans le but d’étudier la capacité des modèles existants à reproduire le comportement des joints artificiels obtenu expérimentalement, et de calibrer numériquement les paramètres mécaniques utilisés dans la modélisation pour représenter les essais expérimentaux. Dans un second temps, des éprouvettes cylindriques (16 x 32 cm) contenant deux ou huit discontinuités à géométrie simplifiée (planaire + ponts rocheux) sont fabriquées et testées sous compression uni-axiale. Il s’agit d’une première tentative d’un modèle réduit explicitement discontinu et contenant des joints ayant un comportement mécanique contrôlé. Les résultats permettent de mettre l’accent sur l’influence des discontinuités sur le comportement global d’un massif rocheux. Ces essais sont comparés à une modélisation numérique sous 3EDC. Finalement, et afin d’étudier l’applicabilité de cette technique à la modélisation physique, les lois de similitudes sont appliquées aux résultats obtenus dans les parties précédentes. Il en ressort qu’il est possible d’utiliser la SLS et le PA12 en modélisation physique des massifs rocheux, jusqu’un facteur d’échelle sur les dimensions métriques de 1/25
This thesis presents a study of the application of additive manufacturing (known as 3D printing) to rock mechanics. It is part of a larger project aimed at building a 2m3 physical model of an explicit discontinuous rock mass, whose behaviour is mainly controlled by discontinuities. The 3DP technology adopted in this work is selective laser sintering, and the material is Polyamide 12. First, we present the experimental results of the mechanical characterization of artificial rock joints constructed by 3DP. Two joint families are tested. The first is characterized by a fixed aperture (0,4mm), a simplified geometry (planar or sawtooth), and containing rock bridges. The mechanical characterization shows that these joints exhibit a mechanical behavior similar to that of natural rock joints under shear tests, with a cohesion driven by the rock bridges, and a friction angle which depends on the angle of the asperities. The second family consists of joints with more realistic roughnesses, to which a JRC value, commonly used to describe natural joints, can be assigned. Again, experimental results show the potential of artificial joints to reproduce the mechanical behavior of natural joints, and to respect the Barton-Bandis criterion. Experimental studies are coupled with numerical modeling, using the UDEC software, to define the appropriate model that reproduces the experimental results, and to calibrate the mechanical parameters of both joints type. After defining different artificial joints with controlled parameters, cylindrical samples (16 x 32 cm) containing two and eight planar discontinuities with rock bridges are printed and tested under uni-axial compression. This is a first attempt at an explicitly discontinuous physical model containing joints with controlled mechanical behaviour. The mechanical behavior of these samples highlights the influence of discontinuities in controlling the global behavior and resistance of rock masses. The results are then compared to a numerical modeling under 3EDC. Finally, scaling laws are applied to the previous results. The application of scale factors to the experimental results shows the possibility of representing natural rock mass and rock joints with artificial 3DP joints (SLS technique) up to a scale factor on metric dimensions of 1/25

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Ciblac, Thierry. "Stabilité de la zone non soutenue dans le creusement de tunnels en terrains meubles sans pressurisation : Approches expérimentales et numériques." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0051.

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Le creusement de tunnels en souterrain sans pressurisation implique que le front de taille ainsi que les parois restent sans soutènement pendant un certain temps. Aussi, la maîtrise de la stabilité de la zone non soutenue et des tassements liés à l'excavation constitue un enjeu capital, particulièrement en terrains meubles. Afin d'étudier la stabilité de cette zone caractérisée par sa longueur (longueur libre) et par sa hauteur (hauteur libre), une approche numérique et une approche expérimentale sur modèles réduits ont été élaborées. Le modèle numérique est basé sur un calcul à la rupture considérant un mécanisme de rupture tridimensionnel. Il permet le calcul de coefficients de sécurité au niveau du front de taille et des cotés latéraux en fonction des longueurs et hauteurs libres, et prend en compte l'effet d'arc-boutant dans le terrain de couverture. Ce modèle, comparé aux méthodes de calcul à la rupture existantes, montre son plus large domaine d'application et des résultats plus conformes au comportement de tunnels réels. L'approche expérimentale a été menée sur deux appareils de tailles différentes, le terrain étant modélisé par un matériau équivalent composé par un mélange de sable et de kaolin, respectant les règles de similitude. Les essais réalisés sur les deux modèles d'échelles différentes ont mis en évidence des mécanismes de rupture en accord avec les hypothèses du modèle numérique. Par ailleurs les résultats sur le grand modèle concordent quantitativement avec les analyses numériques, et laissent penser que ces approches expérimentales et numériques représentent correctement les phénomènes réels
Underground excavation without pressurization implies that both heading and lateral sides remain unsupported for a certain time. Besides a key issue lies in the control of the stability of the unsupported area and settlements due to excavation, particularly in soft grounds. In order to study the stability of this area characterized by its length (free length) and its height (free height), a numerical approach and an experimental approach on a small-scale model have been developed. The numerical model is based on a failure calculation method considering 3D rupture mechanisms. It allows the determination of the safety factor for the heading and the lateral areas as a function of free length and free height, and taking into account the arching effect for soils above the tunnel. A comparison between this model and other numerical methods shows its wider field of application and leads to results in better agreement with real tunnels. The experimental approaches have been carried out on two small-scale models of different sizes with the same equivalent ground material modeled by a mixture of sand and kaolin and that satisfies the similarity conditions. Excavation tests are in good agreement with our numerical prediction of rupture mechanisms. Also our first quantitative results regarding the larger small-scale model agree well with numerical simulation results, suggesting that it provides a reasonably accurate picture of a full-scale tunnel

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Ayed, Yessine. "Approches expérimentales et numériques de l’usinage assisté jet d'eau haute pression : étude des mécanismes d'usure et contribution à la modélisation multi-physiques de la coupe." Thesis, Paris, ENSAM, 2013. http://www.theses.fr/2013ENAM0056/document.

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Cette étude porte sur l'usinage de l'alliage de titane Ti17 avec une assistance jet d'eau haute pression. Une attention particulière a été portée à l'analyse des mécanismes de dégradation et d'usure des outils lors de l'usinage avec et sans assistance. Le suivi de l'usure est réalisé par des observations régulières au microscope électronique à balayage (MEB) et par des analyses chimiques (technique EDS) afin de déterminer les zones de dépôt de matière sur l'outil. Toutes ces observations ont permis d'expliquer les mécanismes d'usure pour une opération d'ébauche et de finition. Il a été montré que les mécanismes d'usure sont différents entre l'usinage conventionnel et l'usinage assisté. En effet, lors de l'assistance jet d'eau haute pression, certains mécanismes ne sont plus activités mais d'autres mécanismes sont accélérés. Il existe donc une pression de jet d'eau optimale pour minimiser l'usure de l'outil.Afin de mettre en évidence l'effet du jet d'eau sur les phénomènes thermomécaniques dans les zones de formation du copeau, une modélisation par éléments finis est réalisée. Un couplage fluide / structure a dû être mis en place afin de prendre en compte les actions mécaniques et thermiques du jet d'eau sur la zone de coupe. Pour cela, la loi de comportement et le modèle d'endommagement de Johnson-Cook, ont été identifiés pour le Ti17 dans des conditions extrêmes sur une large gamme de températures et de vitesses de déformation. Cette modélisation a permis de mettre en évidence, pour l'usinage assisté haute pression, la diminution de la zone de contact outil/copeau, de retrouver la fragmentation du copeau et de quantifier le refroidissement des différentes zones de cisaillement.En revanche, cette modélisation ne permet pas de connaître l'effet de l'hétérogénéité microstructurale du matériau sur la zone de coupe. Ce constat est d'autant plus important que le matériau étudié présente une taille de grain importante (de l'ordre du millimètre). Pour cela, une nouvelle modélisation (multi-échelle) a été développée afin de prendre en compte la microstructure du matériau. Le matériau est donc modélisé comme un polycristal qui prend en compte des lois de la plasticité cristalline. Cette nouvelle approche permet alors de simuler la formation du copeau en prenant en compte les orientations cristallines des grains et les changements de phase qui apparaissent lors de l'usinage
This study focuses on the machining of the Ti17 titanium alloy using high-pressure water jet assistance. Special emphasis is placed on the analysis of degradation mechanisms and tool wear during machining, with and without assistance. Wear monitoring was achieved by regular observations using both scanning electron microscope (SEM) and chemical analysis (EDS technique) to determine the areas of material deposition on the tool. These observations made it possible to explain the wear mechanisms for roughing and finishing conditions. Wear mechanisms for conventional machining and for assisted machining were found to be significantly different. Indeed, with high-pressure water jet assistance, some tool wear mechanisms are no longer activated, whereas others are accelerated. Hence, there exists an optimum water jet pressure which minimizes tool wear.To highlight the effect of water jet assistance on the thermomechanical phenomena in the chip formation zone, finite-element modeling has been performed. Fluid/structure coupling was developed to take into account the mechanical and thermal effects of the water jet. For this to be possible, the Johnson-Cook constitutive law and damage model have been identified for the Ti17 titanium alloy, under extreme conditions, over a wide range of temperatures and strain rates. This modeling has highlighted the fact that, for high-pressure assisted machining, the tool/chip contact zone is reduced. In addition, the simulation of chip fragmentation as well as the cooling effect on the tool and workpiece is possible.However, this model does not shed light on the effect of the microstructural heterogeneity of the material in the cutting zone. This is an important observation because the material studied has a very large grain size (of the order of a millimeter). For this reason, a new (multi-scale) modeling approach has been developed to take into consideration the microstructure of the material. The material is subsequently modeled as a polycrystal which obeys crystal plasticity constitutive laws. This new approach is then used to simulate chip formation, taking into account the grain orientations and phase changes that occur during the machining process

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Ayed, Yessine. "Approches expérimentales et numériques de l'usinage assisté jet d'eau haute pression : étude des mécanismes d'usure et contribution à la modélisation multi-physiques de la coupe." Phd thesis, Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00973532.

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Cette étude porte sur l'usinage de l'alliage de titane Ti17 avec une assistance jet d'eau haute pression. Une attention particulière a été portée à l'analyse des mécanismes de dégradation et d'usure des outils lors de l'usinage avec et sans assistance. Le suivi de l'usure est réalisé par des observations régulières au microscope électronique à balayage (MEB) et par des analyses chimiques (technique EDS) afin de déterminer les zones de dépôt de matière sur l'outil. Toutes ces observations ont permis d'expliquer les mécanismes d'usure pour une opération d'ébauche et de finition. Il a été montré que les mécanismes d'usure sont différents entre l'usinage conventionnel et l'usinage assisté. En effet, lors de l'assistance jet d'eau haute pression, certains mécanismes ne sont plus activités mais d'autres mécanismes sont accélérés. Il existe donc une pression de jet d'eau optimale pour minimiser l'usure de l'outil.Afin de mettre en évidence l'effet du jet d'eau sur les phénomènes thermomécaniques dans les zones de formation du copeau, une modélisation par éléments finis est réalisée. Un couplage fluide / structure a dû être mis en place afin de prendre en compte les actions mécaniques et thermiques du jet d'eau sur la zone de coupe. Pour cela, la loi de comportement et le modèle d'endommagement de Johnson-Cook, ont été identifiés pour le Ti17 dans des conditions extrêmes sur une large gamme de températures et de vitesses de déformation. Cette modélisation a permis de mettre en évidence, pour l'usinage assisté haute pression, la diminution de la zone de contact outil/copeau, de retrouver la fragmentation du copeau et de quantifier le refroidissement des différentes zones de cisaillement.En revanche, cette modélisation ne permet pas de connaître l'effet de l'hétérogénéité microstructurale du matériau sur la zone de coupe. Ce constat est d'autant plus important que le matériau étudié présente une taille de grain importante (de l'ordre du millimètre). Pour cela, une nouvelle modélisation (multi-échelle) a été développée afin de prendre en compte la microstructure du matériau. Le matériau est donc modélisé comme un polycristal qui prend en compte des lois de la plasticité cristalline. Cette nouvelle approche permet alors de simuler la formation du copeau en prenant en compte les orientations cristallines des grains et les changements de phase qui apparaissent lors de l'usinage.

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Clouet, Boris. "Comportement hydromécanique d'assemblages bois collés à l'état vert : approches expérimentale et numérique." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0036/document.

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La formulation de nouveaux adhésifs durant les dernières décennies a permis de développer des procédés de collage innovants pour l’industrie du bois. Dans cette optique, le collage du bois à l’état vert permet de créer une chaîne d’élaboration de matériaux techniques, sans ruptures de charges dans le processus industriel grâce à un séchage en fin de cycle. Or le collage implique un retrait empêché des assemblages au cours du séchage, induisant un développement de contraintes. À ce jour, de nombreuses études numériques portant sur le comportement du bois collé soumis à des variations hydriques ont été effectuées, sans pour autant avoir été mises en relation avec des études expérimentales. L’extension récente des techniques de corrélation d'images permet d'effectuer des mesures de champs sans contact, particulièrement adaptées à un matériau hygroscopique tel que le bois. L’objectif de la thèse est d’appréhender par des approches expérimentale et numérique les contraintes hydromécaniques qui peuvent survenir dans des assemblages contrecollés. Une expérimentation, permettant de mesurer les champs durant le séchage a été mise en place. Le modèle numérique retenu est un modèle élastique orthotrope, permettant de prendre en compte la morphologie du matériau bois. Nous pouvons identifier les paramètres gouvernant les mécanismes d'endommagement du joint de colle et proposer des conditions de mise en œuvre optimisant la tenue de l'assemblage au séchage
The development of new adhesives during the last decades has implied radically changes in the sawmill industry. The gluing of unseasonned wood, called green gluing, allows a new order in the process of engineered wood products, thanks to the final position of the drying step. Nevertheless, the jointing prevents the free shrinkage of wood during the mass transfer, involving a stress development. Nowadays, numerous drying models have been developed to predict the deformations and stresses of wood, but few have been confirmed by experimental tests. For an organic material such as wood, the measurement of hygromechanical properties will be more efficient if there is no interaction between the material and the measurement system. One of the most promising experimental techniques for this kind of issue is noncontact optical measurement based on Digital Image Correlation principles. The objective of this study is to evaluate by experimental and numerical solutions the stress development in green-glued wood laminated timber subjected to drying conditions. An experimental method has been set up and the results allow to validate a numerical finite elements model. The model which has been chosen is an orthotropic elastic model, able to describe the morphology of the wood material. This study allows to identify the parameters governing the damage of the interface. This approach leads to suggest some preconizationsin order to optimize the behavior of product during the drying procedure

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Mayeur, Didier. "Communication numérique en contexte organisationnel : approches qualitatives et expérimentales des représentations sociales et des processus de réception dans le e-commerce." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0273.

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La communication numérique dans le secteur du e-commerce demeure peu étudiée en sciences humaines, sociales et de la communication. En articulant deux types de méthodologies qualitatives et expérimentales/quantitatives, cette thèse pluridisciplinaire, réalisée en CIFRE avec Oxatis, se fixe deux grands objectifs dans une perspective info-communicationnelle. Pour ressoudre qq chosePremièrement, en mobilisant des ressources théoriques issues principalement de la psychologie sociale, une enquête qualitative a été effectuée sur une population d’e-commerçants. Les résultats montrent que les transformations sociétales liées à la progression du numérique en général, et d’Internet en particulier, participent à créer un contexte au sein duquel les e-commerçants considèrent la vente en ligne comme une nouvelle opportunité, La recherche permet de mieux comprendre les différents types de difficultés liées à l’usage des dispositifs numériques, notamment des sites d’e-commerce. Deuxièmement, dans ce contexte et à l’aide d’un cadre théorique pluridisciplinaire (théories de la communication persuasive, psychologie sociale de la communication, modèles théoriques relatifs à l’expérience utilisateur, communication engageante), le deuxième objectif vise à mieux comprendre les processus cognitifs de réception. Une série de sept expérimentations en milieu ordinaire a été menée sur un total de 20829 sujets. Nos résultats montrent notamment, conformément à nos hypothèses, qu’une procédure particulière que nous avons testée (l’Acquiescement Répété)) génère des effets significatifs
Digital communication in the e-commerce sector remains poorly studied in the human, social, and communication sciences. By articulating two types of qualitative and experimental/quantitative methodologies, this multidisciplinary thesis, carried out in collaboration with Oxatis, sets out to find the solution to two main problems from an information-communication perspective. First, by mobilizing theoretical resources mainly from social psychology, a qualitative survey was conducted on a group of e-merchants. The results show that societal transformations linked to the growth of digital technology in general, and of the Internet in particular, help create a context in which e-merchants consider e-commerce as a new opportunity. The research uncovers the different types of difficulties related to the use of digital devices, including e-commerce sites.Secondly, in this context and with the aid of a multidisciplinary theoretical framework (theories of persuasive communication, social psychology of communication, theoretical models relating to user experience and engaging communication), the second objective aims to better understand the cognitive processes of reception. A series of seven experiments in an regular environment was conducted on a total of 20829 subjects. Our results show, according to our hypotheses, that a particular procedure we tested (Repeated Acquiring) generates significant effects

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Maldonado, Marc. "VIBRATIONS DUES AU PASSAGE D'UN TRAMWAY : MESURES EXPÉRIMENTALES ET SIMULATIONS NUMERIQUES." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00356222.

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La circulation des tramways peut produire des vibrations se propageant dans le sol, et induire une gêne pour les personnes résidant et travaillant dans les bâtiments voisins de la voie. Par conséquent, lors de la réalisation d'une ligne de tramway, il est important de considérer ces phénomènes vibratoires. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail est double. Premièrement, les procédures expérimentales permettant d'analyser les vibrations générées par le tramway sont présentées, prenant en compte notamment : la vitesse et le type de rame (deux constructeurs), le type de pose (classique ou sur dalle flottante), et les caractéristiques du sol. Le traitement des données expérimentales fournit des informations sur le sol (procédure Sasw), une validation du comportement de la voie (mobilités de transfert voie-sol et réceptance du rail) en comparaison avec les données constructeurs, et l'estimation des efforts dynamiques exercés par les essieux sur les rails (mesures de vibrations sur un bogie porteur). Le second objectif correspond à la validation des modèles numériques (prenant en compte la voie et le sol) pour la prédiction des vibrations générées. Les efforts dynamiques provenant des essieux sont estimés à partir de rugosités simplifiées pour les rails et les roues, ces rugosités étant validées par comparaison avec les mesures. Les équations couplées sont résolues dans le domaine des nombres d'onde, à l'aide de transformées de Fourier (une ou deux dimensions). L'effet de la rotation de la dalle flottante ou d'assise est pris en compte et intervient de façon significative dans la réponse du sol. Étant donné que la précision des amplitudes vibratoires calculées dans le cas d'un passage de tramway est correcte, ce travail peut être utilisé pour l'analyse et la validation de nouvelles lignes de tramways.

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Samyn, Kévin. "Imagerie de subsurface à partir d'une approche géophysique multi-méthode basée sur l'inversion coopérative 2 D : Nouvelle formulation théorique et applications numériques et expérimentales sur des données électriques et sismiques." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066612/document.

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Pour mieux comprendre les résultats géophysiques en termes de géologie, il est important d’utiliser différents types de données acquises par plusieurs méthodes. Une seule méthode géophysique n’a pas nécessairement la résolution suffisante pour expliquer la géologie. Avec une seule méthode, il peut être difficile de donner un sens géologique aux anomalies observées dans les modèles. L’inversion coopérative, en revanche, est une approche permettant de combiner des données de différentes natures. L’inversion conjointe peut être réalisée de deux façons : structurale ou petrophysique. On peut subdiviser les inversions conjointes en deux groupes : l’inversion conjointe de méthodes sensibles au même paramètre physique, et l’inversion coopérative de méthodes sensibles aux paramètres de natures différentes, comme l’électrique et la sismique. Dans ce travail de thèse, on propose de combiner une inversion coopérative par zonation et une méthode Gauss-Newton de minimisation de la fonction coût. L’inversion coopérative par zonation consiste à utiliser séquentiellement une approche de classification non-hiérarchique fuzzy c-means (FCM) et un algorithme d’inversion séparée. Dans un processus itératif, l’algorithme de classification non-hiérarchique est appliqué sur les résultats obtenus par inversion séparée pour générer des modèles composés de plusieurs zones homogènes représentant chacune une certaine lithologie du milieu investigué. Les modèles ainsi construits sont ensuite utilisés comme modèles a priori dans l’expression du terme de covariance a priori sur l’espace des modèles dans une nouvelle étape d’inversion séparée. La solution obtenue par une telle approche peut être biaisé vers le modèle a priori qui est fonction du nombre de classes dans l’algorithme de classification non-hiérarchique. Pour résoudre ce problème, nous proposons l’utilisation d’un paramètre de régularisation choisi par une méthode dérivée de la méthode L-curve qui permet de pondérer l’impact du modèle a priori sur la solution dans le cas où la géologie ne se prête pas à une segmentation des modèles et de réduire l’effet du biais que pourrait introduire un mauvais a priori. Le choix du nombre de classes pour la construction du modèle a priori est ainsi également rendu moins crucial. La méthodologie développée durant cette thèse est testée et validée sur deux modèles synthétiques. Une application est réalisée sur des données réelles acquises dans le cadre d’un projet de recherche de l’agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) pour la caractérisation d’un site d’intérêt. Au vu des résultats de cette application, l’utilisation d’une approche coopérative pour l’inversion des données électrique et sismique permet l’obtention d’un modèle géologique (structure et propriétés) plus robuste et cohérent avec toutes les données. Les variations de paramètres en profondeur sont définies de manière plus précise avec cette approche
Understanding geology from geophysical investigation is better when information is obtained from different kinds of data. A single method may not have sufficient resolution to provide the expected information. Joint inversion is a step forward to quantitatively combine data of different nature. Joint inversion may be considered in two different ways, petrophysical or structural. We may subdivide a joint inversion into two categories, joint inversion of data function of the same physical parameter, and cooperative inversion of data of different nature such as electrical and seismic data. In this work, we propose to combine a zonal cooperative inversion scheme with a Gauss-Newton method for minimizing the cost function. The basic idea of zonal cooperative inversion is to use cooperatively fuzzy c-means (FCM) classe analysis and separate inversion algorithm. For each iteration classe analysis of separate inversion results is used to construct models composed by several classes that contain the parameter characteristics of dominant subsurface structures. These constructed models are then used in the expression of the model space a priori covariance term in a new stage of separate inversion. The resulting models are then possibly biased to a priori models which depend on the number of classes. To overcome this problem, we formulate the inverse problem using a regularization parameter selected by an adapted L-curve method to weigh the impact of the a priori model on the solution when geology cannot be described by segmented models. The advantage of such a formulation is to avoid undesirable bias towards the starting model and leads to significantly improved spatial resolution for consistent prior information. Hence, the choice of the number of classe to create the a priori model is although less important. The developed methodology is tested and validated on two synthetic models. An experimental application is performed on real data acquired as part of a research survey of the National Agency for Radioactive Waste Management (Andra) for the characterization of a site of interest. Given the results of this application, the use of a cooperative approach for the inversion of electrical and seismic data allows the reconstruction of a more robust geological model, consistent with all the data. The variations of the parameters with depth are more precisely described using this approach

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Samyn, Kévin. "Imagerie de subsurface à partir d'une approche géophysique multi-méthode basée sur l'inversion coopérative 2 D : Nouvelle formulation théorique et applications numériques et expérimentales sur des données électriques et sismiques." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066612.pdf.

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Pour mieux comprendre les résultats géophysiques en termes de géologie, il est important d’utiliser différents types de données acquises par plusieurs méthodes. Une seule méthode géophysique n’a pas nécessairement la résolution suffisante pour expliquer la géologie. Avec une seule méthode, il peut être difficile de donner un sens géologique aux anomalies observées dans les modèles. L’inversion coopérative, en revanche, est une approche permettant de combiner des données de différentes natures. L’inversion conjointe peut être réalisée de deux façons : structurale ou petrophysique. On peut subdiviser les inversions conjointes en deux groupes : l’inversion conjointe de méthodes sensibles au même paramètre physique, et l’inversion coopérative de méthodes sensibles aux paramètres de natures différentes, comme l’électrique et la sismique. Dans ce travail de thèse, on propose de combiner une inversion coopérative par zonation et une méthode Gauss-Newton de minimisation de la fonction coût. L’inversion coopérative par zonation consiste à utiliser séquentiellement une approche de classification non-hiérarchique fuzzy c-means (FCM) et un algorithme d’inversion séparée. Dans un processus itératif, l’algorithme de classification non-hiérarchique est appliqué sur les résultats obtenus par inversion séparée pour générer des modèles composés de plusieurs zones homogènes représentant chacune une certaine lithologie du milieu investigué. Les modèles ainsi construits sont ensuite utilisés comme modèles a priori dans l’expression du terme de covariance a priori sur l’espace des modèles dans une nouvelle étape d’inversion séparée. La solution obtenue par une telle approche peut être biaisé vers le modèle a priori qui est fonction du nombre de classes dans l’algorithme de classification non-hiérarchique. Pour résoudre ce problème, nous proposons l’utilisation d’un paramètre de régularisation choisi par une méthode dérivée de la méthode L-curve qui permet de pondérer l’impact du modèle a priori sur la solution dans le cas où la géologie ne se prête pas à une segmentation des modèles et de réduire l’effet du biais que pourrait introduire un mauvais a priori. Le choix du nombre de classes pour la construction du modèle a priori est ainsi également rendu moins crucial. La méthodologie développée durant cette thèse est testée et validée sur deux modèles synthétiques. Une application est réalisée sur des données réelles acquises dans le cadre d’un projet de recherche de l’agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) pour la caractérisation d’un site d’intérêt. Au vu des résultats de cette application, l’utilisation d’une approche coopérative pour l’inversion des données électrique et sismique permet l’obtention d’un modèle géologique (structure et propriétés) plus robuste et cohérent avec toutes les données. Les variations de paramètres en profondeur sont définies de manière plus précise avec cette approche
Understanding geology from geophysical investigation is better when information is obtained from different kinds of data. A single method may not have sufficient resolution to provide the expected information. Joint inversion is a step forward to quantitatively combine data of different nature. Joint inversion may be considered in two different ways, petrophysical or structural. We may subdivide a joint inversion into two categories, joint inversion of data function of the same physical parameter, and cooperative inversion of data of different nature such as electrical and seismic data. In this work, we propose to combine a zonal cooperative inversion scheme with a Gauss-Newton method for minimizing the cost function. The basic idea of zonal cooperative inversion is to use cooperatively fuzzy c-means (FCM) classe analysis and separate inversion algorithm. For each iteration classe analysis of separate inversion results is used to construct models composed by several classes that contain the parameter characteristics of dominant subsurface structures. These constructed models are then used in the expression of the model space a priori covariance term in a new stage of separate inversion. The resulting models are then possibly biased to a priori models which depend on the number of classes. To overcome this problem, we formulate the inverse problem using a regularization parameter selected by an adapted L-curve method to weigh the impact of the a priori model on the solution when geology cannot be described by segmented models. The advantage of such a formulation is to avoid undesirable bias towards the starting model and leads to significantly improved spatial resolution for consistent prior information. Hence, the choice of the number of classe to create the a priori model is although less important. The developed methodology is tested and validated on two synthetic models. An experimental application is performed on real data acquired as part of a research survey of the National Agency for Radioactive Waste Management (Andra) for the characterization of a site of interest. Given the results of this application, the use of a cooperative approach for the inversion of electrical and seismic data allows the reconstruction of a more robust geological model, consistent with all the data. The variations of the parameters with depth are more precisely described using this approach

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D'Aloia-Schwartzentruber, Laetitia. "Détermination de l'énergie d'activation apparente du béton dans le cadre de l'application de la méthode du temps équivalent à la prévision de la résistance en compression au jeune âge : approches expérimentales mécanique et calorimétrique, simulations numériques." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0018.

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Le concept de maturité ou de temps équivalent permet de prendre en compte les effets combinés de la température et du temps, sur le développement de la résistance au jeune âge du béton. Il est basé sur la loi d'Arrhenius qui s'est révélée être la plus appropriée afin de décrire l'influence de la température sur la cinétique d'hydratation du ciment (réaction exothermique). Une estimation correcte de la résistance en compression du béton au jeune âge, par la méthode du temps équivalent, dépend essentiellement de la détermination adéquate de l'énergie d'activation apparente : Ea, Il s'agit de l'unique paramètre intervenant dans l'expression de la loi d'Arrhenius et caractérisant le mélange dans son ensemble. L'objectif principal de cette étude est de montrer comment les tests calorimétriques peuvent constituer une alternative aux procédures mécaniques lourdes, afin de déterminer Ea. La validité des valeurs d’ Ea obtenues est vérifiée au moyen de tests de compression. De plus, la possibilité d'utiliser de manière équivalente : béton ou mortier, a également été abordée. Le rapport eau/ciment, apparaît naturellement comme devant être conservé lors de la formulation d'un mortier équivalent. Finalement, l'évolution d’ Ea en fonction du degré d'avancement est précisée, et l'idée couramment répandue qu'elle en dépend est confirmée. Un domaine de définition peut être proposé. Par ailleurs, un outil numérique : CHAL est développé. Il permet de simuler le flux de chaleur en conditions adiabatiques à partir de la composition du ciment et de la prise en compte du couplage qui s'opère par la température. Ainsi, l'influence du caractère poly phasique du ciment sur la détermination d’ Ea peut être mis en évidence. Enfin, l'application de la méthode du temps équivalent peut être améliorée par la prise en compte de l'influence de la température au jeune âge sur la résistance à long terme : redéfinition du degré d'avancement, ainsi que par la gestion du temps de prise
The concept of maturity or equivalent age enables the combined effects of time and temperature, on the concrete strength development at early ages, to be accounted for. It is based on the Arrhenius' law which has revealed itself to be the most accurate in order to describe the temperature influence on cement hydration (exothermic reaction). A proper estimation of the concrete strength at early ages by the method of equivalent age is directly related to a correct determination of the Apparent Activation Energy: Ea. This is the unique parameter which characterizes the whole concrete mixture and which can be found in the Arrhenius' law. The major aim of this study is to show how calorimetric tests under semi-adiabatic conditions can be an alternative to unwieldy compressive tests procedures in order to determine Ea. The validity of the obtained Ea values has been verified by means of several mechanical tests. Moreover, the possibility of using either mortar or concrete is partially dealt with. The water to cement ratio appears to naturally be considered as a constant in proportioning an equivalent mortar. Finally, the evolution of the Apparent Activation Energy in relation to the degree of hydration is given. Hence, the widespread opinion that Ea depends on the degree of hydration is confirmed and a field of definition can be brought to the fore. Besides, a numerical tool: CHAL is developed. This enables rates of heat flow under adiabatic conditions to be simulated, by taking into account, the cement composition and the coupling which operates by the temperature. Hence, the influence of the polymineral characteristic of cement, on the determination of Ea can be underlined. Finally, the redefinition of the hydration degree which enables the detriment al effect of high temperature at earl y ages on the long term strength of concrete to be accounted for, and the definition of the setting time, make it possible to improve the method of equivalent age

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NOGER, Christophe. "Contribution à l'étude des phénomènes aéroacoustiques se développant dans la baignoire et autour des pantographes du TGV. Approches expérimentale et numérique des écoulements affleurant une cavité et interactions non-linéaires de sillage entre deux cylindres." Phd thesis, Université de Poitiers, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006437.

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Cette étude s'inscrit dans le cadre du contrat franco-allemand DEUFRAKO K2 associant la SNCF et la DEUTSCH BAHN sur l'étude du bruit généré par les trains à grande vitesse. Une cavité rectangulaire peu profonde est d'abord placée dans une soufflerie bas-bruit. Les visualisations pariétales de l'écoulement et les mesures anémométriques montrent que l'écoulement se rattache sur le fond de la cavité et décolle à nouveau au passage du bord aval. Les plus fortes fluctuations de pression pariétale instationnaire (mesurées par microphones) sont aussi observées au niveau du bord aval, région dans laquelle l'intensimétrie 3D localise principales sources acoustiques. Le rayonnement acoustique révèle un spectre large bande sans phénomène de couplage entre les champs aérodynamique et acoustique. Une maquette réaliste de la baignoire à l'échelle 1/7e a ensuite été conçue et placée dans une soufflerie subsonique. Des visualisations pariétales de l'écoulement montrent une structure d?écoulement 3D très complexe. Les mesures de fil chaud indiquent une plongée très rapide de la couche de cisaillement amont vers le fond de la baignoire ainsi qu'un jet vertical intense au niveau du bord aval. Les coefficients de pression en paroi restent quasiment uniformes dans la baignoire. L'analyse spectrale révèle deux régions comportant des modes de résonance auxquels s'ajoute le STROUHAL des pantographes. L'influence des pantographes est enfin simulée via leur modélisation par deux cylindres circulaires, d'écartement et d'incidence variables, placés dans la soufflerie bas-bruit. Les expériences dévoilent de forts couplages aéroacoustiques non-linéaires (feedback) évoluant suivant ces deux paramètres. Les analyses spectrale et bispectrale de la pression acoustique mesurée en champ lointain (microphone) ainsi que les visualisations et les champs de vitesses obtenus par PIV contribuent à l'interprétation de ces phénomènes. Les expériences de chaque étude sont comparées à des simulations numériques.

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Felis-Carrasco, Francisco. "Atomisation et dispersion d'un jet liquide : approches numérique et expérimentale." Thesis, Ecole centrale de Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECDM0001/document.

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L'atomisation d'un jet circulaire d'eau typique des applications agricoles est présentée dans cette étude. Maîtriser la dispersion de l'eau à des fins d'irrigation ou de traitements phytosanitaires implique de réduire la consommation d’eau et la pollution de l'environnement. Un cas d'étude simplifié est construit : une buse ronde dn=1.2 mm et d'une longueur Ln=50dn y est considérée. La vitesse d'injection est fixée à UJ=35 m/s et alignée avec la gravité, plaçant le jet liquide dans un régime d'atomisation turbulent. L'écoulement est statistiquement axisymétrique. L'approche est à la fois expérimentale et numérique.Un modèle multiphasique Eulérien de mélange décrit l'écoulement constitué de deux phases. Plusieurs modèles de turbulence U-RANS sont utilisés: k-ε et RSM. Une attention particulière est alors portée à la modélisation des effets de masse volumique variable issus de la formulation du fluide de mélange. Un solveur numérique spécifique est développé à l'aide du code CFD OpenFOAM. Une série de cas d'étude est construite pour tester l'influence de la modélisation de la turbulence et des fermetures de premier/second-ordre des flux massiques turbulents.Les techniques optiques (LDV et DTV) sont déployées pour recueillir des informations statistiques des phases liquide et gazeuse du spray. La campagne expérimentale est réalisée de x/dn=0 jusqu'à x/dn=800. En ce qui concerne la LDV, des gouttelettes d'huile d'olive (~1 µm) permettent d'analyser la phase gazeuse. Une distinction entre les gouttes de liquide et ces traceurs est obtenue par une configuration spécifique de la source laser et le paramétrage de la détection des bouffées Doppler (Filtre-BP et le SNR). Dans la zone dispersée, les mesures par DTV permettent d'estimer les vitesses et les tailles des gouttes. Une attention particulière est portée à l'estimation de la profondeur de champ (DOF) afin d'obtenir une corrélation taille-vitesse des gouttes moins biaisée.Les résultats numériques et expérimentaux concordent pour le champ de vitesse moyenne. Une forte dépendance au modèle de turbulence est trouvée. Cependant, le modèle RSM ne simule pas le comportement du tenseur de Reynolds. En effet, ni l'anisotropie trouvée expérimentalement (R22/R11≈0.05), ni la vitesse de glissement liquide-gaz ne peuvent être reproduites; même avec une fermeture au 2nd-ordre des flux massiques turbulents. Le fort rapport de masse volumique (eau/air), la directionnalité de l'écoulement et la production d'énergie cinétique turbulente peuvent être à l'origine d'une faible dispersion et d'un faible mélange entre les deux fluides. Ce mécanisme n'est pas encore clarifié du point de vue de la modélisation RSM
A typical water round-nozzle jet for agricultural applications is presented in this study. The dispersion of a liquid for irrigation or pesticides spraying is a key subject to both reduce water consumption and air pollution. A simplified study case is constructed to tackle both scenarios, where a round dn=1.2 mm nozzle of a length Ln=50dn is considered. The injection velocity is chosen to be UJ=35 m/s, aligned with gravity, placing the liquid jet in a turbulent atomization regime. The flow is considered statistically axisymmetric. Experimental and numerical approaches are considered.An Eulerian mixture multiphase model describes the original two-phase flow. Several U-RANS turbulence models are used: k-ε and RSM; where special attention is taken to the modelling of variable density effects from the mixture formulation. A custom numerical solver is implemented using the OpenFOAM CFD code. A series of study cases are constructed to test the influence of the turbulence modeling and first/second-order closures of the turbulent mass fluxes. LDV and DTV optical techniques are used to gather statistical information from both the liquid and the gas phases of the spray. The experimental campaign is carried out from x/dn=0 to x/dn=800. Concerning the LDV, small (~1 µm) olive-oil tracers are used to capture the gas phase, where a distinction between the liquid droplets and tracers is achieved by a specific set-up of the laser power source and the burst Doppler setting (BP-Filter and SNR). On the dispersed zone, DTV measurements are carried out to measure velocities and sizes of droplets. Special attention to the depth-of-field (DOF) estimation is taken in order to obtain a less biased droplet’s size-velocity correlation.Numerical and experimental results show good agreement on the mean velocity field. A strong dependence on the turbulence model is found. However, the RSM does not capture the same behaviour on the calculated Reynolds stresses. Indeed, neither the experimental anisotropy (R22/R11≈0.05), nor the liquid-gas slip-velocity can be reproduced, even with a second-order closure for the turbulent mass fluxes. The strong density ratio (water/air), flow’s directionality and production of turbulent kinetic energy may be the cause of a weak dispersion and mixing between the two fluids. This mechanism is not yet clarified from a RSM modeling point-of-view

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Remy, Benoit. "Caractéristiques d'une butée de turbocompresseur : Approches numérique et expérimentale." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0125.

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En raison de la tendance grandissante du downsizing, des hautes performances, des réductions de la consommation et des émissions des véhicules modernes, la turbocompression des moteurs thermiques s’avère de plus en plus innovante et technologique. Leader dans ce domaine, Honeywell Turbo Technologies s’intéresse à deux axes de recherche majeurs des systèmes lubrifiés. Un délai temporel est couramment observé entre l’appui sur la pédale d’accélérateur et l’augmentation de la pression de l’air ambiant du côté de la roue compresseur. Il s’agit du décalage turbo ou turbo lag. Celui-ci a pour origine principale l’existence d’un couple de frottement parasite au sein de la butée. En ce qu’il pénalise les performances du turbo et limite le confort de conduite, la réduction du turbo lag constitue un enjeu majeur de l’industrie des turbocompresseurs automobiles. En tant que phénomène présent à chaque instant du fonctionnement du véhicule, les pulsations moteurs constituent également un axe de recherche primordial. Celles-ci proviennent des ouvertures et fermetures successives des soupapes des cylindres et résultent en d’importantes variations de la charge axiale appliquée à la butée du turbocompresseur. Or le dimensionnement actuel de la butée se basant sur l’étude stationnaire des cas critiques de la vie réelle du moteur, l’influence de ces pulsations sur le comportement de la butée doit être déterminée. Ce manuscrit présente une modélisation thermohydrodynamique du contact de la butée appliquée au cas des turbocompresseurs. Une équation de Reynolds modifiée est établie et intègre le modèle Modifié de Phan-Thien et Tanner. Elle relie les caractéristiques rhéologiques des huiles de moteurs actuelles au comportement macro-moléculaire des additifs à longues chaînes de polymères qu’elles contiennent. La nécessité de considérer les effets inertiels du fluide ainsi que la recirculation inter-patin est démontrée. L’influence de l’élasticité du lubrifiant sur la dissipation d’énergie au sein du contact est analysée numériquement. Il est montré qu’un compromis sur l’élasticité du lubrifiant peut mener à une réduction du turbo lag. De plus, un banc d’essai est développé en régime transitoire afin de mettre en évidence l’influence des pulsations moteurs sur les performances de la butée. Les résultats obtenus expérimentalement corroborent les effets dynamiques observés par les prédictions numériques
With increasing focus on downsizing, high performances, low fuel consumption and emission reduction of modern vehicles, turbochargers of combustion engines have become more and more innovative and technological. Leader in this field, Honeywell Turbo Technologies is interested in two major lines of research regarding lubricated contacts. A delay in response time is frequently observed between the gas pedal push and the pressure rise of ambient air at the compressor wheel. It is called turbo lag. This phenomenon is mainly induced by a parasitic frictional torque existing in the thrust bearing contact. Penalizing turbochargers performances and drivability, the reduction of turbo lag constitutes a major concern for the automotive turbocharger industry. As an event constantly occurring on working engines, exhaust gas pulsations represent an essential line of research. Due to successive openings and closings of engine valves, these pulsations result in significant axial load variations applied to the turbocharger thrust bearing. Current sizing of thrust bearing design resting on steady state studies of critical on-engine cases, the influence of exhaust gas pulsations on the thrust bearing behavior needs to be determined. This thesis presents a thermohydrodynamic model of the thrust bearing contact applied to turbochargers. A Modified Reynolds equation is established and uses the Modified Phan-Thien and Tanner model. It connects rheological characteristics of current engine oils to the behavior of long polymeric chain additives they contain. The necessity for fluid inertia and oil recirculation to be considered is demonstrated. The influence of oil elasticity on energy dissipation within the contact is numerically analyzed. A compromise on the extent of oil elasticity can lead to a turbo lag reduction. In addition, a thrust bearing rig is developed to highlight the influence of exhaust gas pulsations on thrust bearing performances. Experimental results support dynamic effects predicted by simulations

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Abidelah, Anis. "Analyse numérique du comportement d'assemblages métalliques. Approche numérique et validation expérimentale." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00725229.

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Le travail présenté dans ce mémoire porte sur le comportement des assemblages métalliques boulonnés avec platine d'about. La première partie décrit deux séries d'essais sur des assemblages métalliques avec platine d'about boulonnée renforcée ou non par raidisseur. La deuxième partie est consacrée au développement d'un modèle numérique 3D non linéaire validé sur la base des résultats d'essais. Les résultats sont aussi comparés aux formulations analytiques de l'EC3. Le modèle a permis d'analyser l'évolution des champs de contraintes et de la plasticité dans différentes zones de l'assemblage. Il a permis aussi de confirmer les observations expérimentales concernant l'influence du raidisseur de platine sur le mécanisme de transfert des efforts à travers son extrémité. Dans une troisième partie, l'influence de la flexion du boulon sur le comportement des tronçons en té est modélisée. Une étude paramétrique est menée pour évaluer les effets de paramètres tels que la dimension du tronçon, la rigidité de la rondelle, la position du boulon et l'épaisseur de la semelle sur la flexion du boulon soumis à un effort normal de traction.

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Bernaud, Denise. "Tunnels profonds dans les milieux viscoplastiques : approches expérimentale et numérique." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529719.

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Les problèmes étudiés dans cette thèse relèvent du cadre général de la modélisation des tunnels profonds. Ce travail traite essentiellement de l'interaction complexe entre massif et soutènement. Initialement, on réalise une approche expérimentale portant sur l'optimisation du dimensionnement des soutènements des galeries dans des roches viscoplastiques. Une modélisation numérique fine de ce problème d'interaction massif viscoplastique-soutènement plastique est mise en oeuvre et permet de bien interpréter le comportement de la galerie expérimentale de Mol (Belgique). Ensuite, on s'intéresse à l'aspect 3D du creusement des tunnels a l'aide de la méthode numérique d'activation/désactivation des éléments en axisymétrie. On montre, par la réalisation d'abaques, que l'équilibre des tunnels dans les milieux viscoplastiques dépend largement de la rigidité et de la distance de pose du revêtement ainsi que de la vitesse de creusement de l'ouvrage. Dans la dernière partie, on compare les résultats donnés par notre méthode numérique d'une part, et par la méthode cv-cf d'autre part: on met en évidence les imprécisions de la méthode approchée cv-cf sous sa forme actuelle. Finalement, on propose une nouvelle méthode approchée en élasticité, qui conserve le formalisme de la méthode cv-cf, mais permet de mieux prendre en compte l'effet de la rigidité du soutènement sur la valeur de la convergence avant pose. Cette nouvelle méthode approchée conduit à des résultats tout a fait acceptables.

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Baïotto, Sébastien. "Modèle viscoélastique de remodelage osseux : approches théorique, numérique et expérimentale." Paris 12, 2004. https://athena.u-pec.fr/primo-explore/search?query=any,exact,990002140450204611&vid=upec.

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Dans ce travail, nous proposons un modèle théorique de remodelage osseux qui tient compte du caractère viscoélastique de l'os trabéculaire, ainsi que de la répartition des cellules ostéocytes et de leur rôle de mécanosenseur. Le comportement mécanique du matériau osseux est décrit par une loi de type Zener. La stabilité du modèle est étudiée et les équations non linéaires régissant l'évolution de la densité apparente osseuse sont résolues par une méthode aux différences finies dans le cas d'un modèle à ii-éléments unité. Les résultats numériques présentés montrent l'influence de l'amortissement visqueux sur l'adaptation de la structure osseuse sous l'effet d'un chargement mécanique contrôlé. De plus, les simulations par éléments finis à partir de données expérimentales, obtenues sur des tibias de rat et une tête de fémur humain, indiquent que le modèle proposé permet de reproduire des évolutions osseuses observées in vivo
In this work. We propose a bone remodeling model, which takes into account the trabecular hone viscoelastic properties and the osteocyte cells distribution, The mechanical behavior of the material is described with a Zener's law. The model stability is studied and the non linear equations governing the apparent bone density evolution are solved by a finite difference method in the case of a n-unit elements model. The presented numerical resuits show the influence of the viscous damping on the bone adaptation under controlled mechanical load. Furthermore, finite element simulations froin experirnental data, obtained from rat tibias and a human femoral head, indicate that the model can mimic hone evolution observed in vivo

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Duthil, Patxi. "Etude du pompage de chaleur thermoacoustique : approches numérique et expérimentale." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066103.

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Guérin, Nicolas. "Analyse thermomécanique du contact aube-stator : approches numérique et expérimentale." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEC043.

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Le constant besoin d’amélioration de l’efficacité et d’allègement des turbomachines demande aux constructeurs des efforts permanents pour ouvrir les domaines de conception. En particulier, les jeux fonctionnels entre les parties fixes et tournantes des turbomachines modernes sont de plus en plus réduits, permettant des diminutions substantielles des pertes de rendement. Toutefois, l’allègement des composants entraîne leur assouplissement, et donc une importance croissante des phénomènes dynamiques dans le cycle de vie des structures fixes comme tournantes. L’effet des couplages multi-physiques se retrouve lui aussi exacerbé, que ce soit celui du couplage thermomécanique ou aéroélastique. Il est donc, dans ce contexte, nécessaire d’améliorer les outils de dimensionnement de façon à prévoir plus précisément le cycle de vie des composants des moteurs, afin de réduire les coûts de développement, tout en augmentant leur sûreté de fonctionnement et donc la sécurité des passagers. Cette thèse s’est inscrite dans la continuité de travaux précédents sur le sujet du contact aubes–stator. À savoir, introduire plus de physique dans les modèles numériques en tenant compte de phénomènes et de géométries de plus en plus complexes. L’objectif principal a été d’introduire la modélisation de phénomènes thermiques dus aux évènements de contact, intervenant à l’interface entre les pièces fixes et tournantes, en se basant sur des géométries industrielles installées sur un banc d’essais. Cependant, l’introduction de cette nouvelle physique dans les modélisations devait être faite en tenant compte des contraintes de simulation sur des systèmes complexes, c’est-à-dire en trouvant un compromis entre vitesse et précision des calculs. Enfin, une phase de corrélation entre ces simulations et des essais sur banc était à effectuer, pour s’assurer de la pertinence des outils de dimensionnement mis en oeuvre. Durant cette thèse, une adaptation et une ré-instrumentation du banc d’essais CASTOR (Contact Aubes StaTOR) ont d’abord été effectuées. Plusieurs essais de contact sur banc ont ensuite été réalisés en mesurant les comportements vibratoires et thermiques des parties fixes et tournantes. Puis, des travaux menés en parallèle ont porté sur la réduction de modèles éléments finis décrivant le comportement thermomécanique d’éléments de compresseurs centrifuges de turbomachines aéronautiques. Par ailleurs, plusieurs méthodologies d’intégration temporelle des problèmes de contact, conventionnellement utilisées dans un cadre purement mécanique, ont été évaluées dans un cadre de simulation thermomécanique pour s’assurer de leur capacité à fonctionner pour ce type d’études. Certaines difficultés ont été levées en exploitant des méthodes numériques issues de la communauté scientifique traitant de la dynamique non-régulière. Enfin, des simulations ont été effectuées avec divers paramétrages pour montrer à la fois les capacités de l’outil développé, et confronter les résultats numériques aux observations expérimentales
The constant need for efficiency and lightweightness of aeroengines demands OEM continued efforts to open design domain. In particular, operations clearances between static and rotating parts of modern engines become narrower, leading to better efficiencies. However, lighter components generally have lower stiffnesses, causing a growth in dynamic phenomena participation in the engines life-cycle. Mutli-physics coupling effects are aggravated in the same manner, whether they are of thermomechanical or aeroelastic nature. In this context, it is therefore crucial to improve design tools so as to predict more accurately the operational conditions of the engine components, with a general objective to cut down development and operational costs, while ensuring engine reliability and passenger safety. This thesis closely follows previous work on blade–casing contacts, all aimed at modelling more accurately the underlying more and more complex phenomena and structures. The main objective of this work has been to introduce a model for the thermal phenomena occurring during contacts at the interface between rotating and static parts, based on industrial geometries of components, which are set in a test rig. Due to the sophistication of the parts, the addition of these phenomena in the model had to be performed while paying attention to high simulation constraints. In other words, a trade-off had to be found between speed and precision of the computations. Finally a correlation phase was to be performed between simulations and experimental trials was to be performed to assess the relevance of the proposed numerical tools. During this thesis, a modification and a new instrumentation of the CASTOR test rig were performed. Multiple contact trials were carried out, during which vibratory and thermal behavior of the components were measured. In parallel to these experimental operations, multiple numerical developments were tackled. Among them, a model reduction methodology of thermoelastic models of turbo-engine centrifugal compressors was developed. Also, multiple time-stepping procedures, originally dedicated to solve contact problems in a purely mechanical context, we extended to perform thermomechanical computations. Several complications were removed taking advantage of advanced methods stemming from the non-smooth dynamics community. Eventually, simulations were performed with diverse setups to both show the capabilities of the numerical tool as well as confront numerical results and experimental observations

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Absi, Joseph. "Les paliers à rainures : approche expérimentale et simulation numérique." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2273.

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Les paliers a rainures sont etudies tout d'abord par une approche experimentale et puis par une modelisation numerique. Un interet particulier est porte aux paliers a rainures en chevron pour leurs performances dynamiques. Une analyse experimentale bi et tridimensionnelle du mouvement du film fluide est effectuee. Les champs d'ecoulement et de vitesse sont determines par une methode de visualisation par traceurs. Le caractere tridimensionnel de l'ecoulement est note et les profils paraboliques des champs de vitesse obtenus valident les hypotheses de l'equation de reynolds. Celle-ci est resolue numeriquement par la methode des elements finis. L'etude du comportement dynamique des paliers a chevrons permet de determiner les huit coefficients de raideur d'amortissement. Dans le cas d'un fluide compressible des fonctions de poids decentrees sont utilisees afin d'eliminer les oscillations numeriques dans les champs de pression. Une concordance des resultats est notee avec ceux obtenus par la theorie dite du nombre infini de rainures. Dans le cas d'un fluide incompressible la recherche de la zone de cavitation est assuree par l'algorithme de murty. Dans ce cas on note la possibilite de maintenir le lubrifiant dans un palier a rainures en chevron sans elements d'etancheite. Aussi bien pour les fluides compressibles que pour les fluides incompressibles l'existence d'un champ de pression en fonctionnement centre est a l'origine des valeurs elevees du coefficient de raideur kxx. Finalement, l'etude parametrique des caracteristiques statiques et dynamiques en fonction de la geometrie des rainures fournit aux ingenieurs un nouvel outil de conception des paliers a rainures en chevron

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Gillet, Vincent. "Revêtement de cuivre par projection à froid basse pression sur substrats d'aluminium texturés et composites PEEK/Carbone. Approche expérimentale et numérique. : approche expérimentale et numérique." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4002/document.

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Le Cold Spray Basse Pression est un procédé de projection thermique émergeant de plus en plus apprécié par les industriels pour sa simplicité, son faible coût et sa polyvalence. Pour améliorer encore les caractéristiques des dépôts, des substrats en aluminium ont été préalablement texturés par laser, sous la forme de trous de dimensions variables répartis selon un motif régulier, avant d’être revêtus de cuivre. Une optimisation géométrique de la surface a alors permis d’augmenter l’adhérence de dépôts Cu/Al2O3 de +81% par rapport à un substrat brut. Ces résultats sont analysés, notamment à l’aide d’un modèle mathématique développé durant la thèse permettant de calculer l’augmentation de surface induite par la texturation. De plus, une caractérisation des contraintes résiduelles par DRX à travers l’épaisseur a mis en évidence l’uniformité des contraintes en compression dans le dépôt. Dans un second temps, des dépôts de cuivre ont été réalisés sur des substrats en composite PEEK/Carbone. La nécessité d’avoir une couche de matrice organique à la surface du composite a été mise en évidence afin d’éviter une érosion du substrat et permettre la construction du dépôt. Une stratégie de projection basée sur une variation de la granulométrie des poudres en cours de projection a également été développée afin de réduire le taux de porosité et obtenir des dépôts conducteurs électriquement. En complément de ce volet expérimental, un modèle numérique 3D en dynamique a été développé sur Abaqus/Explicit. Il permet d’étudier l’influence des paramètres de projection et de l’état de surface du substrat sur la déformation des particules lors de l’impact et les contraintes résiduelles induites
Low Pressure Cold Spray is an emerging thermal spraying process increasingly appreciated in the industry for its simplicity, low cost and versatility. In order to enhance coatings characteristics, aluminum substrates were laser-textured with holes of varying dimensions distributed in a regular pattern before being coated with copper. An optimization of the holes dimensions led to an increase of the adhesion for Cu/Al2O3 coatings by +81% compared to a raw substrate. These results were analyzed using a mathematical model developed during the thesis allowing to calculate the surface increase induced by the laser texturing. Moreover a characterization of the residual stresses by XRD through the thickness revealed the uniformity of compressive stresses in the deposit. In a second time copper deposits were made on PEEK/Carbon composites. The need to have an organic matrix layer on the composite surface has been highlighted in order to avoid substrate erosion and allow the coating construction. A spraying strategy based on a variation of the powders granulometry being sprayed has therefore been developed in order to reduce the porosity and obtain electrically conductive coatings. In addition to this experimental aspect, a 3D dynamic model has been developed on Abaqus/Explicit. This model allowed to study the influence of the projection parameters and the substrate surface state on the particles deformation during the impact and the induced residual stresses

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Caussanel-Laurent, Odile. "Agitation industrielle de fluides visqueux newtoniens et pseudoplastiques : approches expérimentale et numérique." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT008G.

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Cette etude a pour objet l'agitation par des mobiles industriels de fluides visqueux newtoniens et pseudoplastiques. Le regime d'ecoulement est laminaire. Les mobiles industriels sont de deux types: un agitateur a ancre et une vis helicoidale avec tube de guidage. L'agitateur a ancre est etudie dans une cuve a fond conique. La vis helicoidale avec tube de guidage est etudiee dans une cuve a fond plat ou conique. L'etude de l'agitateur a ancre est abordee experimentalement et numeriquement. Une etude globale de l'agitateur est realisee en utilisant des mesures de couple pour la determination des caracteristiques de puissance en milieu pseudo-plastique et newtonien et une methode de coloration-decoloration pour la determination du temps de melange. Les vitesses locales sont obtenues par anemometrie a film chaud. Les ecoulements tangentiel-radial et axial-radial sont etablis pour un regime d'ecoulement. L'etude montre qu'une variation du nombre de reynolds influe peu sur ces deux ecoulements. Un code de calcul base sur une methode d'elements. Finis est developpe pour resoudre les equations de navier-stokes en regime laminaire sur le domaine bidimensionnel que represente la section transversale d'une cuve agitee par une ancre. Ce mode de calcul est applique a la simulation de l'ecoulement tangentiel-radial genere par l'agitateur de dimensions industrielles. La comparaison avec les resultats experimentaux est satisfaisante. L'agitateur a vis helicoidale avec tube de guidage est d'abord etudie dans une cuve a fond plat. L'etude globale experimentale de ce dispositif est faite suivant le protocole adopte pour l'agitateur a ancre. Les ecoulements externe au tube de guidage et de retour dans le tube de guidage sont donnes. Les influences de la rheologie et du nombre de reynolds sont etudiees. Les effets du tube de guidage et de la forme du fond de la cuve sont mis en evidence. Une comparaison des differents types d'agitateurs etudies est proposee

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Awad, Carmen. "Études numériques et expérimentales des feux marginaux." Thesis, Corte, 2021. http://www.theses.fr/2021CORT0001.

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La lutte contre les incendies de forêt commence très en amont des départs de feux par une politique volontariste de prévention du risque. Une des méthodes la plus utilisée est la réduction de la charge du combustible en utilisant la technique des feux contrôlés appelés aussi feux dirigés. Ces feux sont souvent menés en forêt et doivent être à faible intensité pour ne pas causer des dégâts importants sur les arbres et sur le sol. Ainsi, ils sont toujours conduits avec des conditions de propagation marginales. Ainsi une légère modification de ces conditions peut provoquer leur extinction. En effet, la probabilité de succès de ce type de feux dépend de plusieurs facteurs naturels (température ambiante, humidité relative, vitesse de vent…) et également des propriétés du couvert végétal (teneur en eau, forme, taille, densité, …). Le but de cette étude est d’identifier les principales propriétés du combustible permettant une propagation du feu dans ces conditions particulières, ainsi que l’influence de certaines propriétés du combustible et des conditions météorologiques (vitesse de vent, température ambiante, …) sur le comportement des feux marginaux. La valeur seuil de la teneur en eau provoquant une extinction sera plus particulièrement investiguée.Dans un premier travail portant sur la détermination de la teneur en eau d’extinction sous conditions de vent et pente nuls, trois modèles ont été utilisés : un modèle physique complet, basé sur une approche multiphasique (« FireStar2D »), un modèle analytique publié en 2014 par Balbi et al., et deux modèles expérimentaux, dont le premier est basé sur des séries de tests de brûlages réalisés au sein du laboratoire UMR CNRS SPE 6134 de l’université de Corse et dont le deuxième, purement empirique, a été proposé par Wilson en 1985. Ainsi, des simulations ont été réalisées avec FireStar2D à l’échelle du terrain, pour l’herbe et le maquis sous des conditions de vent faible et de pente nulle. En outre, des tests de brûlages sont menés à partir de la frisure de bois à l’échelle du laboratoire. Les différents résultats des simulations et des tests expérimentaux sont en adéquation avec ceux obtenus avec le modèle semi-physique. De plus, cette étude a permis de mettre en évidence l’effet de la charge surfacique et du LAI, « Leaf Area Index », sur le seuil d’extinction relié à la teneur en eau de la végétation.La deuxième partie de recherche a porté sur la détermination de la teneur en eau d’extinction sous condition d’un vent modéré ou fort. Des simulations numériques sont menées à l’échelle du terrain avec de l’herbe sous condition de vent afin de relier la teneur en eau d’extinction à la vitesse du vent et à la charge surfacique du combustible. Cette étude a permis également d’évaluer l’influence du vent et de la teneur en eau sur le comportement d’un feu marginal et plus particulièrement sur les caractéristiques de la flamme.Les résultats de ce travail de recherche sont encourageants et très intéressants pour les opérationnels qui travaillent dans les domaines de la gestion de terrain et de la lutte contre les incendies, vu l’importance des applications des feux marginaux dans ces deux domaines
Wildfire suppression begins before the start of a fire incidence with the application of many proactive prevention policies. One of the most common method is the reduction of the fuel load accumulation by using controlled fires techniques also called prescribed fires. These fires are often conducted in forests and their intensity must be low to prevent any major damage on trees and on the soil. Thus, they must propagate under marginal conditions. So, a slight modification of the propagation conditions can cause their extinction. Indeed, the probability of sustainability of this type of fire depends on several natural factors (ambient temperature, relative humidity, wind speed, etc.) and also on the fuel properties (water content, shape, size, density, specific heat of combustion…). The aim of this study is to identify the fuel properties allowing fire propagation under these particular conditions. Also, the influence of some fuel properties, and of meteorological conditions (wind speed, ambient temperature, etc.) on the behavior of marginal fires and especially on the fuel moisture content of extinction are investigated.During a first work about the determination of the threshold value of the fuel moisture content involving fire extinction under no wind and no slope conditions, three models were used: a complete physical model, based on a multiphase formulation (“FireStar2D”), an analytical model published in 2014 by Balbi et al., and two experimental models. The first one is based on experimental tests carried out in the UMR SPE 6134 laboratory at the University of Corsica and the second one is an empirical model proposed by Wilson in 1985. Thus, field scale simulations were carried out using FireStar2D, with grassland and shrubs as fuel under conditions of light wind and no slope. Moreover, laboratory scale experimental burnings were conducted with excelsior fuel beds. The different results of the simulations and the burning tests are in agreement with those obtained with the semi-physical model. In addition, the effect of fuel load and the LAI, « Leaf Area Index », on the fuel moisture extinction threshold are studied.In a second study, several field scale numerical simulations are conducted with grassland under non-zero wind conditions in order to relate the fuel moisture content threshold to wind speed and to fuel load. This study also allows us to evaluate the influence of wind speed and fuel moisture content on marginal fire behavior and especially on flame characteristics.The results are encouraging and interesting to operational people working in fire management and firefighting fields, given the importance of marginal fire applications in these two domains

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Dang-Hoang, Thong. "Rupture et endommagement d’un assemblage boulonné : approche expérimentale et simulation numérique." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10066/document.

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Ce travail porte sur l’étude de la rupture et de l’endommagement d’un assemblage boulonné constitué de tôles minces en alliage d’aluminium 6082 T6, d’épaisseur e=2 mm, en simple recouvrement. Plusieurs configurations d’assemblages (nombre et disposition des fixations) sont étudiées dans le cas de sollicitations monotones, en analysant les effets de bord. L’influence du couple de serrage et du jeu fonctionnel sera pris en compte pour l’étude du comportement global de la liaison. Une approche expérimentale a été mise en oeuvre pour analyser la chronologie des mécanismes d’endommagement en utilisant simultanément la technique d’émission acoustique (EA) et la mesure des champs par corrélation d’images digitales (CID). La technique EA a permis de suivre les évolutions des activités acoustiques avec une technique de localisation planaire en permettant de mieux cerner l’amorçage et la propagation des fissures. La technique CID confirme les scénarios d’endommagement en évaluant le champ des déformations en tout point au voisinage de la fixation. La simulation numérique par éléments finis a été utilisée afin de prédire le comportement global de ces assemblages. Les calculs sont réalisés en 3D en utilisant des éléments solides et des éléments coques et sont entrepris aussi bien en élastoplasticité sans endommagement qu’avec endommagement. La prédiction de l’endommagement a été correctement réalisée en utilisant deux modélisations : une modélisation découplée selon le modèle de Latham et Cockroft et une modélisation couplée basée sur le modèle de Gurson modifié
This study focuses on the study of fracture and damage of a bolted assembly made up of thin sheets of aluminum alloy 6082 T6, thickness e= 2 millimeters, in single recovery. Several configurations of assemblies (number and arrangement of fasteners) are studied in monotonous solicitations, analyzing the effects of board. The influence of torque and clearance will be considered for the study of the behavior of the link. An experimental approach was implemented to analyze the sequence of damage mechanisms simultaneously using the technique of acoustic emission (AE) and measurement of fields by digital image correlation (DIC). EA Technology has tracked the evolution of acoustic activities by planar localization to better identify the initiation and propagation of cracks. The DIC technique confirms the damage scenarios evaluating, the deformation field at any point near the fastener. The finite element technique was used to predict the overall behavior of these assemblies. The calculations are performed in a 3D computer code using solid elements, shell elements and and are undertaken both in élastoplasticité without and with damage. The prediction of damage has been done using two models : modeling decoupled depending on the model of Latham and Cockroft and coupled modeling based on the model of Gurson modified

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Dang-Hoang, Thong. "Rupture et endommagement d’un assemblage boulonné : approche expérimentale et simulation numérique." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10066.

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Ce travail porte sur l’étude de la rupture et de l’endommagement d’un assemblage boulonné constitué de tôles minces en alliage d’aluminium 6082 T6, d’épaisseur e=2 mm, en simple recouvrement. Plusieurs configurations d’assemblages (nombre et disposition des fixations) sont étudiées dans le cas de sollicitations monotones, en analysant les effets de bord. L’influence du couple de serrage et du jeu fonctionnel sera pris en compte pour l’étude du comportement global de la liaison. Une approche expérimentale a été mise en oeuvre pour analyser la chronologie des mécanismes d’endommagement en utilisant simultanément la technique d’émission acoustique (EA) et la mesure des champs par corrélation d’images digitales (CID). La technique EA a permis de suivre les évolutions des activités acoustiques avec une technique de localisation planaire en permettant de mieux cerner l’amorçage et la propagation des fissures. La technique CID confirme les scénarios d’endommagement en évaluant le champ des déformations en tout point au voisinage de la fixation. La simulation numérique par éléments finis a été utilisée afin de prédire le comportement global de ces assemblages. Les calculs sont réalisés en 3D en utilisant des éléments solides et des éléments coques et sont entrepris aussi bien en élastoplasticité sans endommagement qu’avec endommagement. La prédiction de l’endommagement a été correctement réalisée en utilisant deux modélisations : une modélisation découplée selon le modèle de Latham et Cockroft et une modélisation couplée basée sur le modèle de Gurson modifié
This study focuses on the study of fracture and damage of a bolted assembly made up of thin sheets of aluminum alloy 6082 T6, thickness e= 2 millimeters, in single recovery. Several configurations of assemblies (number and arrangement of fasteners) are studied in monotonous solicitations, analyzing the effects of board. The influence of torque and clearance will be considered for the study of the behavior of the link. An experimental approach was implemented to analyze the sequence of damage mechanisms simultaneously using the technique of acoustic emission (AE) and measurement of fields by digital image correlation (DIC). EA Technology has tracked the evolution of acoustic activities by planar localization to better identify the initiation and propagation of cracks. The DIC technique confirms the damage scenarios evaluating, the deformation field at any point near the fastener. The finite element technique was used to predict the overall behavior of these assemblies. The calculations are performed in a 3D computer code using solid elements, shell elements and and are undertaken both in élastoplasticité without and with damage. The prediction of damage has been done using two models : modeling decoupled depending on the model of Latham and Cockroft and coupled modeling based on the model of Gurson modified

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Sicard, Pierre. "Stress oxydatif et hypertension artérielle : approches expérimentales et cliniques." Dijon, 2007. http://www.theses.fr/2007DIJOMU11.

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Parmi les nombreux processus qui apparaissent jouer un rôle majeur dans l’installation et le développement des atteintes cardiovasculaires, le stress oxydatif (SO) radicalaire et l’inflammation occupent une place particulière. Une des questions qui reste posée est leur participation primaire ou secondaire dans l’initiation d’une pathologie telle que l’hypertension artérielle (HTA). L’originalité de notre travail a été d’appréhender l’HTA et la protection cardiovasculaire par deux approches complémentaires: l’une expérimentale et l’autre clinique. Le premier volet expérimental a eu pour objectif, chez le rat SHR, d’apprécier la présence de marqueurs circulants et tissulaires du SO et d’évaluer la protection cardiovasculaire potentielle en renforçant les défenses endogènes antioxydantes par de fortes doses de vitamine C. Le deuxième volet de notre travail expérimental a consisté en une approche pharmacologique en utilisant un inhibiteur de la HMG-CoA reductase : la rosuvastatine. Nos objectifs étaient alors de 1) préciser si les statines modifiaient les caractéristiques du SO, et de l’inflammation 2) d’apprécier les incidences cardiovasculaires d’un tel traitement. La troisieme partie de notre travail s’est intéressée à un volet clinique en partant des données de l’obseRvatoire des Infarctus du myocarde de Côte d’Or (RICO). Notre travail a eu pour objectif d’évaluer les effets des statines sur la mortalité cardiovasculaire chez des patients hypertendus hospitalisés pour un IDM. Ces données soutiennent l'hypothèse que le traitement par statine a un impact sur des processus physiopathologiques chez les patients à très haut risque cardiovasculaire. Ces résultats peuvent avoir des implications dans l'optimisation de traitement chez les patients hypertendus en prévention secondaire
Among the many processes which appear to play a major part in the cardiovascular diseases development, oxidative stress (OS) and inflammation take a particular place. One of the questions which remains posed is their primary or secondary participation in the initiation of pathology such as arterial hypertension (HT). The originality of our work was to apprehend the HT and the cardiovascular protection by two complementary approaches: one experimental and one clinical study. The first experimental aimed at, in Spontaneously hypertensive rats, to appreciate the presence of circulating and tissue OS markers and to evaluate potential cardiovascular protection by reinforcing endogenous antioxidant defences by strong amounts of vitamin C. The second aspect of our experimental work consisted of a pharmacological approach by using a HMG-CoA reductase inhibitor (rosuvastatine). Our objectives were then 1) to specify if statin modified the OS status and inflammatory levels, and 2) to appreciate the cardiovascular incidences of this treatment. The third part of our work was interested in a clinical study on the basis of a myocardial infarction observatory based in Côte d’Or (RICO) datas. Our work aimed to evaluate the effects of statins treatment on cardiovascular mortality among hypertensive patients hospitalized for a myocardial infarction. These data support the hypothesis that statin treatment had an impact on physiopathological processes among patients at the very high cardiovascular risk. These results can have implications in the optimisation of treatment among hypertensive patients in secondary prevention

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Jrad, Mohamad. "Modélisation du perçage à grande vitesse : approches analytique, numérique et expérimentale." Thesis, Metz, 2007. http://www.theses.fr/2007METZ037S/document.

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La définition de la géométrie du foret et le calcul des efforts de coupe générés pendant le perçage occupent une place centrale dans les travaux de modélisation. Ces informations sont indispensables pour étudier de nombreux problèmes liés au perçage. Ces travaux ont pour but de proposer une modélisation thermomécanique du perçage en utilisant le modèle de la coupe oblique développé et validé au LPMM. Le calcul des efforts de coupe est conduit à partir des angles et des conditions de coupe, du comportement du matériau usiné et des conditions de frottement à l'interface outil-copeau. Après le calcul des angles de coupe moyennant un modèle géométrique développés dans ce travail en se basant sur une définition CAO du foret, les arêtes de coupe sont décomposées en arêtes élémentaires en position de coupe oblique. Le modèle thermomécanique est ensuite appliqué après certaines modifications apportées pour tenir compte des caractéristiques du perçage. Des résultats expérimentaux en termes d'efforts de coupe sont présentés et comparés à ceux calculés par le modèle. Ces esais permettent d'analyser la pertinence du modèle et de valider. Enfin, une première étude d'optimisation de la géométrie du foret est présentée. Pour mieux comprendre les phénomènes accompagnant le perçage, des simulations de coupe orthogonale 2D et du perçage en 3D par la méthode EF ont été effectuées. L'approche numérique fournit une analyse complète et des informations sur le champ des contraintes, des températures, sur la morphologie et l'écoulement des copeaux, mais ces calculs requièrent énormément de temps. Les deux approches peuvent être considérés complémentaires pour l'optimisation du perçage
The determination of the cutting forces generated during the drilling operation is an essential step in the drilling optimisation. This information is crucial for the cutting conditions determination and the tool definition. The aim of this work is to propose a predictive thermo mechanical model for the drilling process. This model is based ont the thermo mechanical oblique cutting model developed and validated in the LPMM laboratory. The parameters used in this model are the cutting angles, the cutting conditions, the behaviour of the workpiece materials and the friction conditions on tool-chip interface. After the determination of the cutting angles from the CAD definition of the drill using a mathematical geometrical model developed in this work, the cutting edges are decomposed into a series of linear oblique cutting edges. A modified version of the thermo mechanical model is then apllied on each elemental cutting edge in order to calculate the elemental cutting forces, and then the global thrust and torque are determined. Experimental dry drilling tests were performed in order to validate the presented model. The calculated and measured global torque and thrust were compared, a good agreement was obtained. In the last section a numerical model using the finite element method with two commercial codes are presented. 2D orthogonal cutting and 3D drilling simulations were carried out. Numerical simulation provides interesting information on the chip formation and on the temperature and stress distributions but the calculations are time consuming. The two proposed methods may be used as complementary approaches to optimize cutting conditions and drill geometry

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Haddad, Oriana. "Convection naturelle nanofluidique en cavité hémisphérique inclinée : approches numérique et expérimentale." Thesis, Paris 10, 2018. http://www.theses.fr/2018PA100091.

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Cette thèse, à la fois numérique et expérimentale, porte sur l’étude du transfert de chaleur par convection naturelle qui apparait au sein d’une cavité hémisphérique en régime stationnaire. L’enceinte est remplie d’eau ou de nanofluide de type eau / ZnO. La fraction volumique varie entre 0 (eau pure) et 10%. La coupole de la cavité est maintenue à température froide. Ce travail s’applique au domaine de l’ingénierie électronique et plus particulièrement au refroidissement des composants actifs de différentes formes. Trois géométries de sources de chaleur sont étudiées : la première est plane et circulaire (disque) et les suivantes, centrées sur le disque, de même surface d’échange, sont cubique et hémisphérique. L’angle d’inclinaison du disque varie entre 0 (coupole orientée vers le haut) et 180° (coupole orientée vers le bas) par rapport au plan horizontal. Les sources de chaleur génèrent des puissances qui conduisent à des Rayleigh importants. L’approche numérique est effectuée à l’aide de la méthode des volumes finis basée sur l’algorithme SIMPLE et un modèle monophasique. Pour chaque source active, le transfert de chaleur convectif est analysé et quantifié par l’intermédiaire d’une corrélation du type Nusselt-Rayleigh-Prandtl-angle d’inclinaison. D’un point de vue expérimental, la fabrication des sources de chaleur est minutieusement décrite étape par étape et le calcul du coefficient de transfert convectif moyen expérimental est détaillé. La comparaison mesures-corrélations remet en question l’efficacité du nanofluide en termes de refroidissement
This numerical and experimental thesis deals with natural convective heat transfer that occurs in a hemispherical cavity in steady state. The enclosure is filled with water or ZnO / water nanofluid. The volume fraction varies between 0% (pure water) and 10%. The coupola of the cavity is kept at a cold temperature. This work corresponds to the field of electronics and the cooling of different actives composants. Three active heating sources are studied: the first one is plane and circular (the disc) and the followings, centered on the disc with the same surface, are cubical and hemispherical. The tilted angle varies between 0 (dome facing upwards) and 180° (dome facing downwards) with respect to the horizontal plane. Heat sources generate important heat fluxes leading to high Rayleigh numbers values. Numerical approach is done by means of the volume control method based on the SIMPLE algorithm and using monophasic model. For each active source, the convective heat transfer is analyzed and quantified by means of a correlation of the Nusselt-Rayleig-Prandtl-tilt angle type. Experimentally, the heat sources are built step by step and the average convective heat transfer coefficient is calculated. The comparison measures-correlations questions on the cooling nanofluid’s efficiency

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Camborde, Françoise. "Modèles de douleur chronique : approches bibliographiques et expérimentales." Bordeaux 2, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR2P084.

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Hoang, Thanh Tung. "Récupération et valorisation d'énergie thermique sur gaz chauds- Approche expérimentale et numérique." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2018. http://www.theses.fr/2018ESMA0016/document.

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L’objectif de la thèse porte sur l’analyse de la récupération de l’énergie thermique sur gaz chauds à température élevée(250°C - 450°C). Pour cela, la technologie de récupérateur à caloduc de type thermosiphon a été retenue. L’un des points cruciaux porte sur le choix d’un fluide de travail adapté à ces niveaux de température. Une analyse bibliographique a permis d’identifier le naphtalène comme élément de fluide potentiel pour cette gamme de température. Cependant le manque d’informations sur son comportement et ses capacités de transport a nécessité le développement d’un montage fondamental spécifique.Un caloduc thermosiphon chargé en naphtalène et de la forme d’un tube inox lisse de diamètre 23,9 mm, de longueur 1m (zone évaporateur : 20 cm ; zone condenseur : 20 cm) a été réalisé et testé. Les résultats expérimentaux obtenus démontrent tout d’abord la faisabilité d’un tel système dans cette gamme de température et pour les puissances thermiques envisagées. Ils révèlent un comportement inhabituel du thermosiphon lors des phases de démarrage (régime transitoire). En régime permanent, l’analyse a porté sur l’influence de la température de saturation, la puissance transférée ainsi que l’inclinaison. En termes de performances, les conductances thermiques (évaporateur, condenseur, système) augmentent avec la température vapeur et diminuent avec la puissance apportée à l’évaporateur. La puissance transférée peut s’échelonner de 0,2 kW à 1,5 kW, soit 1 à 8 W/cm² à l’évaporateur. Une faible sensibilité à l’inclinaison a été constatée lors des tests (0°-78°), un peu plus marqué pour 84°. Enfin pour une orientation à l’horizontale (90°), le caloduc fonctionne malgré tout et sa capacité de transfert reste élevée bien qu’éloignée du mode thermosiphon. En parallèle, un modèle de thermosiphon a été développé dans lequel les coefficients d’échanges locaux (évaporateur et condenseur) sont calculés par différentes corrélations issues de la littérature. La comparaison avec les résultats expérimentaux a permis de valider les modèles physiques retenus avec un bon accord, et de prédire le fonctionnement du caloduc pour d’autres sollicitations.Ainsi et enfin, un premier prototype récupérateur à thermosiphon au naphtalène a été conçu, fabriqué et couplé sur la veine « gaz chauds » conçue et développée aussi au sein du laboratoire. Les premiers résultats obtenus du système complet permettent de développer des stratégies de récupération et de valorisation de l’énergie thermique sur la ligne d’échappement, dans un contexte d’application automobile
The aim of the thesis is to analyze the heat recovery on hot gases at intermediate temperature range (250°C - 450°C). For this purpose, the thermosyphon heat exchanger recuperation technology has been chosen. The choice of a working fluid adapted to these temperature levels is one of the crucial points. A literature review identified naphthalene as a potentialfluid for this temperature range. However, because of the lack of information about naphthalene heat pipes, the development of a fundamental test-rig was necessary to fully characterize the thermal behavior and transport capacities of this fluid.A thermosyphon heat-pipe charged with naphthalene in the shape of a smooth stainless steel tube with a diameter of 23.9mm, a length of 1 m (evaporator zone: 20 cm, condenser zone: 20 cm) has been manufactured and tested. The experimental results obtained demonstrate the feasibility of such system in this temperature range and for the thermal powers required.They reveal an unusual behavior of the thermosyphon during the start-up process. In steady state, the analysis deals with the influence of the saturation temperatures, the transferred heat power and the thermosyphon inclination. In terms of performances, the thermal conductance (evaporator, condenser, system) increases with the vapor temperature and decreases with the heat power supplied to the evaporator. The heat flow rate can be applied from 0.2 to 1.5 kW, or 1 to 8W/cm² at the evaporator. During the tests, the system is found to be less sensitive to inclination (0° to 78°), but more important for 84°. In the horizontal position, the thermosyphon operates, but its heat transfer remains high even far away from the thermosyphon mode. A theoretical model has been developed in which the local heat transfer coefficients(evaporator and condenser) are evaluated by different correlations from literature. The comparison with the experimental results allowed to validate the models retained with good agreement, and to make it possible to predict the heat pipe operation for other solicitations.Thus, and finally, a first thermosyphon charged naphthalene recuperator prototype was designed, manufactured and coupled to the "hot gas" line designed and performed in the laboratory. The first results obtained from the complete system allowed us to develop a strategy for heat recovery system on the exhaust line of an automotive application

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Barre, Cyril. "Jet en écoulement transversal : observations expérimentales et numériques." Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10277.

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Un jet de fluide soumis à un écoulement transversal génère une dynamique très complexe, dont la description et la prédiction constituent un enjeu tant fondamental qu'industriel. L’étude s'appuie sur une corrélation étroite entre l'approche expérimentale et la simulation numérique de l'écoulement. La configuration étudiée concerne une buse de section rectangulaire ayant un rapport d'aspect de 2. L’écoulement transverse et celui du jet sont turbulents. Les rapports de vitesses Uj/Ut sont compris entre 3 et 6. L’expérimentation est successivement conduite en canal à eau et en souffleries. Les résultats proviennent de l'analyse des visualisations ainsi que de l'exploitation des mesures du champ instantané de vitesse et de température par vélocimétrie à 2 fils chauds croisés et fil froid et par vélocimétrie laser à effet doppler. Les mesures sont pour l'essentiel réalisées dans le plan médian du jet. La notion de ligne centrale du jet est d'abord définie et quantifiée. Ensuite une approche métrologique originale permet de mesurer les grandeurs moyennes et leurs fluctuations dans un repère de Frénet porte par les lignes de courant. L’analyse statistique des fluctuations permet la détermination des échelles de turbulence, des flux turbulents et du nombre de Prandtl associé. L’analyse fréquentielle des données montre le caractère fortement instationnaire de l'écoulement. Une fréquence caractéristique émerge nettement des que la vitesse du jet est suffisante. Elle correspond à un nombre de Strouhal de 0. 1. La simulation numérique en volumes finis est menée selon une approche stationnaire puis instationnaire. La solution stationnaire ne converge pas vers la moyenne des solutions instationnaires qui se révèle seule en très bonne concordance avec l'expérience, tant sur les valeurs moyennes que sur la prédiction des structures spatio-temporelles. L’émission par une buse rectangulaire ne modifie pas qualitativement l'organisation spatiale et temporelle de l'écoulement observé en buse circulaire. En revanche, la synthèse de nos résultats permet d'une part de préciser quantitativement les champs de vitesse et de température dans la configuration étudiée et d'autre part, de compléter la description habituellement admise de l'évolution temporelle des deux vortex contrarotatifs marquant le développement du jet.

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Parant, Paul. "Compaction de microsphères poreuses d'oxyde de lanthanides : approche expérimentale et simulations numériques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI086/document.

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Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de recherches sur le retraitement futur du combustible nucléaire usé et notamment sur la gestion poussée des radionucléides à vie longue tels que les actinides mineurs. Il concerne la fabrication de pastilles céramiques de Couvertures Chargées en Actinides Mineurs (CCAM) dédiées à la transmutation pour les réacteurs à neutrons rapides. Les pastilles céramiques utilisées dans le milieu nucléaire sont classiquement fabriquées en utilisant les procédés issus de la métallurgie des poudres. En raison de la pulvérulence des précurseurs poudres utilisés et de la forte radioactivité des actinides mineurs et notamment de l’américium, un procédé « sans poudre » innovant a été proposé. Ce procédé prévoit la fabrication de pastilles céramiques en utilisant des précurseurs oxydes non plus sous forme de poudre mais sous forme de microsphères (Calcined Resin Microspheres Pelletization, CRMP). Le principe de ce procédé consiste à compacter sous forme de pastilles des microsphères d’oxyde puis à fritter le comprimé obtenu.La première partie de cette étude concerne la synthèse et la caractérisation de précurseurs oxyde sous la forme de microsphères sub-millimétriques d’oxyde de lanthanides (simulants les actinides) par le procédé aux résines. Différents lots de microsphères ont pu être synthétisés afin de mieux appréhender l’influence de certains paramètres de synthèse, tel que la température de calcination, le tri en taille de la résine ou encore la teneur en lanthanides dans le cas des oxydes mixtes ont été investigués dans le but de déterminer leur impact sur les propriétés microstructurales et mécaniques de microsphères d’oxyde.L'étude aborde dans un deuxième temps la mise en forme des microsphères d’oxyde à travers une approche à la fois expérimentale et numérique. L’approche numérique utilise la méthode éléments discrets (Discrete Element Method, DEM), bien adaptée pour ces milieux granulaires. Les microsphères d’oxyde, prises individuellement, sont caractérisées mécaniquement notamment à travers la mesure de leur résistance à l'écrasement. Une mise en relation des conditions de synthèse et des tenues mécaniques des microsphères a été entreprise afin de comprendre l'impact de ces paramètres de synthèse sur le comportement mécanique du matériau. La compaction en matrice de lots de ces microsphères sous forme de pastille a été étudiée. En particulier, la compressibilité d'un certain nombre de microsphères a été analysée expérimentalement puis simulée par la DEM en mesurant la densification de la pastille en cru en fonction de la contrainte axiale appliquée et en décrivant l’évolution de sa microstructure
One option envisioned for the future management of high level nuclear waste is the transmutation of minor actinides into short-lived fission products in sodium fast reactor. This route requires the development of pellet fabrication processes to prepare Minor Actinide Bearing Blanket (MABB) for the transmutation of americium.Currently, those ceramic pellets are produced by powder metallurgy processes involving numerous grinding and milling steps that generate very fine and highly contaminating and irradiating particles. A viable option for reducing the amount of those fine particles would be to develop a dustless process by working on much coarser particles. In this context, this study is concerned with the pelletization of porous and spherical lanthanides oxide precursors (surrogates of actinides). The present work uses both experimental data and numerical simulations to optimize the pelletization step. The final aim is to obtain, after sintering, homogeneous, dense and undistorted ceramic pellets.Firstly, this study concerns the synthesis and characterisation of these oxide microspheres precursors by the Weak Acid Resin process, which consists in loading beads of ion exchange resin with lanthanides cations and mineralizing the metal loaded resin leads into sub-millimetric-sized oxide microspheres. Comprehensive characterisations of the microstructure and mechanical properties of oxide microspheres have been carried out to better understand their behaviour into the matrix when producing pellets.Secondly, the mechanical properties of a single microsphere were investigated in order to better understand its behaviour during compaction steps. They were also analysed using multi-scale simulations based on the Discrete Element Method (DEM), which is well suited for such particulate materials. In a second approach, compaction studies were carried out in a three parts die to characterize the mechanical behaviour under pressure of a large number of oxide precursors. The behaviour of several microspheres in the matrix was finally simulated using DEM in order to describe interactions between microspheres and to have a better understanding of their evolution during pressing

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Rouyer, Olivier. "Dysfonctions endothéliales après transplantation et diabète : Approches expérimentales et cliniques." Strasbourg 1, 2008. http://www.theses.fr/2008STR13075.

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Parmi ses nombreuses fonctions, l’endothélium vasculaire module l’équilibre du tonus vasculaire en secrétant des facteurs vasodilatateurs et vasoconstricteurs. Certaines pathologies altèrent cet équilibre. La dysfonction endothéliale qui en résulte réduit la perfusion des organes et peut compromettre le pronostic vital. Les travaux présentés montrent l’intérêt de technique d’exploration de la dysfonction endothéliale basée sur l’étude de la relaxation endothélium-dépendante, in vitro par l’analyse de la réactivité vasculaire d’anneau aortique en chambre d’organe et in vivo par la mesure de la dilatation flux-dépendante de l’artère humérale en réponse à une hyperhémie post-ischémique. Dans un modèle de rats âgés diabétiques de type 1 induit par streptozotocine, l’introduction tardive d’un IEC est délétère sur la capacité d’exercice. La normalisation de la pression artérielle induite par l’IEC pourrait altérer la perfusion musculaire. La fonction endothéliale n’est pas altérée et n’est pas modifiée quand la durée du diabète est moindre. Dans un modèle génétique de rat Goto-Kakizaki diabétique de type 2, on observe une dysfonction endothéliale liée à la production de prostanoïdes vasoconstricteurs. Celle-ci n’est pas améliorée par l’entraînement, même s’il améliore le profil glycémique. Chez des transplantés cardiaques stables à fonction cardiaque « normale », l’augmentation persistante des valeurs plasmatiques de BNP semble liée à une dysfonction endothéliale. Chez des transplantés hépatiques, la normalité de la «fonction endothéliale» pourrait être liée à la faible prévalence de facteurs de risque cardiovasculaire et à un possible effet protecteur direct du Tacrolimus
Among its many functions, vascular endothelium modulates vascular tone by secreting vasodilators and vasoconstrictors factors. Some diseases alter this balance, causing endothelial dysfunction which reduces organ perfusion and may jeopardizing the life. The work presented shows the interest of exploring endothelial dysfunction through endothelium-dependent relaxation studies, both in vitro through the analysis of aortic vascular ring reactivity in chamber organ and in vivo through flow-dependent dilatation of the humeral artery measurement, in response to a post-ischemic hyperaemia. In a model of aged rats with type 1 diabetes induced by streptozotocin, the late introduction of an IEC is deleterious on the exercise capacity. The normalization of blood pressure induced by the IEC could affect muscle perfusion. Endothelial function was not impaired and was not affected when the term of diabetes was lower. In a genetic model of Goto-Kakizaki rat type 2 diabetes, there was endothelial dysfunction related to the production of vasoconstrictors prostanoids. It was not improved by training even if training improved glycemic profile. In stable heart transplant patients with “normal” cardiac function, the persistent rise of plasma BNP values appeared to be related to endothelial dysfunction. While among hepatic transplant patients, normality of the endothelial function could be linked to the low prevalence of cardiovascular risk factors and a possible direct protective effect of Tacrolimus

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Soveja, Adriana. "Modélisation du processus de texturation par faisceau laser : approches expérimentale et numérique." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00345826.

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L'objectif de ce travail est de mieux maîtriser le processus de texturation par faisceau laser sur trois matériaux : 304L, TA6V et AA6056. Dans ce but, nous avons mis en œuvre deux types de modélisation, expérimentale et numérique, que nous voulons complémentaires. A l'aide de la méthode des plans d'expériences on a observé que le processus de texturation par faisceau laser pour les alliages 304L et TA6V est fortement influencé par l'énergie et la fréquence des impulsions. Afin d'obtenir une rugosité Sa < 5 µm avec la plus grande productivité possible, il faut travailler avec une énergie de 5 mJ et une fréquence comprise entre 10 et 12 kHz. Malheureusement, pour l'alliage d'aluminium AA6056 il faut choisir soit une bonne qualité de surface soit une productivité élevée. Les simulations numériques des phénomènes couplés (thermique-hydrodynamique-mécanique) complètent les informations expérimentales et ont montré l'existence d'une forte pression de recul qui repousse le liquide vers les bords du cratère (vitesse de mouvement de qq m.s-1) même après la fin d'impulsion (effet d'inertie). Le fait que le déplacement du liquide est plus important pour AA6056 que pour 304L et TA6V, conduit à une formation de bourrelets plus importante autour de l'impact. Ils ont une influence négative sur la rugosité de la surface. Dans ce cas, afin de minimiser la rugosité, il faut assurer le meilleur compromis qui permet de favoriser la vaporisation, de diminuer l'épaisseur de la couche de liquide, ainsi que d'optimiser le taux de recouvrement des impacts. En conclusion, le faisceau laser peut être utilisé avec succès pour la texturation de surfaces métalliques.

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Soveja, Adriana-Florina. "Modélisation du processus de texturation par faisceau laser : approches expérimentale et numérique." Dijon, 2007. http://www.theses.fr/2007DIJOS057.

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L’objectif de ce travail est de mieux maîtriser le processus de texturation par faisceau laser sur trois matériaux : 304L, TA6V et AA6056. Dans ce but, nous avons mis en œuvre deux types de modélisation, expérimentale et numérique, que nous voulons complémentaires. A l’aide de la méthode des plans d’expériences on a observé que le processus de texturation par faisceau laser pour les alliages 304L et TA6V est fortement influencé par l’énergie et la fréquence des impulsions. Afin d’obtenir une rugosité Sa  5 µm avec la plus grande productivité possible, il faut travailler avec une énergie de 5 mJ et une fréquence comprise entre 10 et 12 kHz. Malheureusement, pour l’alliage d’aluminium AA6056 il faut choisir soit une bonne qualité de surface soit une productivité élevée. Les simulations numériques des phénomènes couplés (thermique-hydrodynamique-mécanique) complètent les informations expérimentales et ont montré l’existence d’une forte pression de recul qui repousse le liquide vers les bords du cratère (v  qq m. S-1) même après la fin d’impulsion (effet d’inertie). Le fait que le déplacement du liquide est plus important pour AA6056 que pour 304L et TA6V, conduit à une formation de bourrelets plus importante autour de l’impact. Ils ont une influence négative sur la rugosité de la surface. Dans ce cas, afin de minimiser la rugosité, il faut assurer le meilleur compromis qui permet de favoriser la vaporisation, de diminuer l’épaisseur de la couche de liquide, ainsi que d’optimiser le taux de recouvrement des impacts. En conclusion, le faisceau laser peut être utilisé avec succès pour la texturation de surfaces métalliques
The aim of this work is to have a better control on the laser beam surfaces texturing on three materials: 304L, TA6V and AA6056 alloys. For this purpose, it has been used two types of modelling, experimental and numerical, that are complementary. Using an experimental design approach it was observed that the laser surface texturing process of 304L and TA6V alloys are strongly influenced by energy and frequency of pulses. In order to obtain a surface roughness Sa  5 µm for the biggest possible productivity it is necessary to work with an energy of 5 mJ and a frequency ranging between 10 and 12 kHz. Unfortunately, for aluminium alloy AA6056 it is necessary to make a choice between having a good surface quality and having a high productivity. The numerical simulations of the coupled phenomena (thermals-hydrodynamics-mechanics) complete the experimental information and they have been showed that the existence of a strong recoil pressure generates a strong movement of liquid towards the edges of the crater (v  some m. S-1) which continues after the end of impulse (inertia effect). The fact that the displacement of the liquid is more important for AA6056 than for 304L and TA6V, determs a more important pads formation arround the impact. This has a negative influence on surface roughness. In this case, in order to minimize the surface roughness, it is necessary to assure the best compromise which is making possible to favour the vaporization, to decrease the thickness of the melt liquid and to optimize the covering rate of the impacts. In conclusion, the laser beam can successfully be used in metal’s surfaces texturing process

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