Дисертації з теми "Matière condensée – Modèles mathématiques"
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Chiron, David. "Etude mathématique de modèles issus de la physique de la matière condensée." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066053.
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Théveniaut, Hugo. "Méthodes d'apprentissage automatique et phases quantiques de la matière." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30228.
Анотація:
Mon travail de thèse s'est articulé autour de trois manières d'utiliser les méthodes d'apprentissage automatique (machine learning) en physique de la matière condensée. Premièrement, j'expliquerai comment il est possible de détecter automatiquement des transitions de phase en reformulant cette tâche comme un problème de classification d'images. J'ai testé la fiabilité et relevé les limites de cette approche dans des modèles présentant des phases localisées à N corps (many-body localized - MBL) en dimension 1 et en dimension 2. Deuxièmement, j'introduirai une représentation variationnelle d'états fondamentaux sous la forme de réseaux de neurones (neural-network quantum states - NQS). Je présenterai nos résultats sur un modèle contraint de bosons de coeur dur en deux dimensions avec des méthodes variationnelles basées sur des NQS et de projection guidée. Nos travaux montrent notamment que les états NQS peuvent encoder avec précision des états solides et liquides de bosons. Enfin, je présenterai une nouvelle approche pour la recherche de stratégies de corrections d'erreur dans les codes quantiques, cette approche se base sur les techniques utilisées pour concevoir l'intelligence artificielle AlphaGo. Nous avons pu montrer que des stratégies efficaces peuvent être découvertes avec des algorithmes d'optimisation évolutionnistes. En particulier, nous avons observé que des réseaux de neurones peu profonds sont compétitifs avec les réseaux profonds utilisés dans des travaux antérieurs, représentant un gain d'un facteur 10000 en termes de nombre de paramètresMy PhD thesis presents three applications of machine learning to condensed matter theory. Firstly, I will explain how the problem of detecting phase transitions can be rephrased as an image classification task, paving the way to the automatic mapping of phase diagrams. I tested the reliability of this approach and showed its limits for models exhibiting a many-body localized phase in 1 and 2 dimensions. Secondly, I will introduce a variational representation of quantum many-body ground-states in the form of neural-networks and show our results on a constrained model of hardcore bosons in 2d using variational and projection methods. In particular, we confirmed the phase diagram obtained independently earlier and extends its validity to larger system sizes. Moreover we also established the ability of neural-network quantum states to approximate accurately solid and liquid bosonic phases of matter. Finally, I will present a new approach to quantum error correction based on the same techniques used to conceive the best Go game engine. We showed that efficient correction strategies can be uncovered with evolutionary optimization algorithms, competitive with gradient-based optimization techniques. In particular, we found that shallow neural-networks are competitive with deep neural-networks
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Herzog, Basile. "Chemically accurate simulations by machine learning correlated approximations." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0126.
Анотація:
Obtenir la précision chimique de façon systématique serait d'une aide considérable pour la découverte efficace de matériaux, la conception de médicaments ou l'étude de voies de réaction chimique. Alors que la théorie de la fonctionnelle de la densité est devenue la méthode de simulation de prédilection en science des matériaux, la qualité des résultats varie malheureusement souvent en fonction du choix spécifique de la fonctionnelle d'échange et corrélation, ce qui limite considérablement le pouvoir prédictif de cette méthode. Des approches plus corrélées, telles que la théorie du cluster couplé, l'approximation de la phase aléatoire ou les interactions de configurations, fournissent des résultats plus fiables d'une manière systématiquement améliorable. Leur coût de calcul les rend toutefois inaccessibles dans de nombreuses applications, et cela est particulièrement vrai pour les propriétés à température finie, où de nombreux calculs sont nécessaires pour reproduire des moyennes d'ensemble. L'apprentissage automatique, quant à lui, a prouvé sa capacité à réduire efficacement les coûts de calcul en utilisant l'information issue de précédents calculs. L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement de nouvelles méthodes assistées par apprentissage automatique, pour obtenir des calculs chimiquement précis. La théorie des perturbations par apprentissage automatique (MLPT) est une récente approche prometteuse capable d'obtenir la précision chimique pour des propriétés à température finie, en estimant des propriétés thermodynamiques au niveau d'approximations quantiques très coûteuses. Pour ce faire, on apprend la différence d'énergie entre deux méthodes, en utilisant quelques échantillons d'une statistique de référence produite à partir d'un niveau de théorie réalisable sur le plan numérique, et l'on repondère les statistiques pour la méthode cible (inaccessible sur le plan numérique), au moyen de la théorie des perturbations thermodynamiques (TPT). Dans cette thèse, une possible limitation de la méthode MLPT est étudiée, issue de la théorie de la perturbation thermodynamique, lorsqu'un faible chevauchement entre les espaces configurationnels de référence et cible produit des estimations biaisées de la moyenne cible. Un test de diagnostic pour ce problème est proposé, ainsi qu'une solution sous la forme d'un rééchantillonnage Monte Carlo utilisant le même modèle d'apprentissage automatique. La méthode MLPT est ensuite appliquée pour estimer l'enthalpie d'adsorption du dioxyde de carbone dans une zéolite dans la théorie du cluster couplé, avec excitations simples, doubles, et triples perturbatifs (CCSD(T)). Enfin, sur un autre sujet, une nouvelle méthode est présentée, dans le cadre de l'interaction de configuration (CI), pour échantillonner de manière itérative et efficace de nouveaux déterminants de Slater à l'aide d'un modèle génératif. Cet algorithme, appelé CIgen, s'avère compétitif ou plus performant que d'autres approches Monte Carlo et ML du problème CIThe ability to systematically compute physical properties at chemical accuracy would be of tremendous help for efficient in silico material discovery, drug design or chemical reaction pathways study. While density functional theory has become the workhorse of materials simulations, the quality of results unfortunately often varies depending on the specific choice of the exchange-correlation functional, andthis significantly limits the predictive power of this approach. More correlated approaches, such a coupled cluster theory, the random phase approximation, or configuration interaction, provide more reliable results in a systematically improvable way. Their computational cost however render them inaccessible in a lot of applications, and this is particularly true for finite temperature properties, where many samples calculations are necessary to reproduce ensemble averages. Machine learning (ML) on the other, has proven its ability to efficiently reduce computational costs by using knowledge from previous calculations. The aim of this thesis is to contribute to the on-going development of ML assisted methods to obtain chemically accurate calculations. Machine learning perturbation theory (MLPT) is a recent promising approach capable of obtaining chemically accurate finite temperature properties by producing ensemble property estimates for highly expensive computational methods. This is achieved by learning the energy difference between two methods, using few samples from a reference statistics produced from a computationally feasible level of theory, and reweighting the later statistics to the computationally inaccessible target method, with thermodynamic perturbation theory (TPT). In this thesis, the MLPT method is tested against possible limitations of TPT, when a poor overlap between reference and target configurational space produce biased target estimates. A diagnostic test for this problem is proposed, together with a solution in the form of Monte Carlo resampling using the same ML model. MLPT is further applied to compute a coupled cluster estimate of the adsorption enthalpy of carbon dioxide inside a periodic zeolite. Finally, on another topic, a new method is presented, in the framework of configuration interaction (CI), to efficiently iteratively sample new Slater determinants using a generative ML model. This algorithm, called CIgen, is shown to be competitive or outperform other Monte Carlo and ML approaches to the CI problem
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Lours, Thierry. "Etude structurale de la transformation sol-gel : caractérisation des aérogels et étude de leur densification par diffusion des rayons X aux petits angles." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20012.
Анотація:
Les differentes etapes de la formation d'un verre de silice par la voie des gels ont ete etudiees par diffusion des rayons x aux petits angles. La structure des sols et des gels est decrite dans le cadre de la geometrie fractale. L'etude de l'agregation montre que les amas constituant le sol sont fractals. En catalyse acide, ils sont fractals de masse et une loi de croissance de type amas-amas est satisfaisante. En catalyse basique, on met en evidence une structure primaire et une structure secondaire de dimension fractale differente. Les sytemes gelifies ont des caracteristiques structurales analogues a celles des sols. Les aerogels correspondants ne sont pas systematiquement fractals, seuls les echantillons peu denses sont autosimilaires. On rend compte des faibles valeurs de la densite de la phase solide constituant l'aerogel par un modele hierarchique, base sur les concepts de la geometrie fractale. On propose un mecanisme pour la densification isotherme coherent avec le modele structural. La microporosite disparait au-dessous de 1000 c et la mesoporosite est eliminee par coalescence a plus haute temperature
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Nambully, Suresh Kumar. "A Filtered-Laminar-Flame PDF subgrid scale closure for LES of Premixed Turbulent Flames : Application to a Stratified Bluff-body burner with Differential Diffusion." Electronic Thesis or Diss., Rouen, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAM0014.
Анотація:
Un modèle de sous-maille pour la simulation aux grandes échelles de la combustion turbulente, basé sur le filtrage de flammes laminaires est présenté. Le formalisme repose sur une fonction de densité de probabilité (PDF) présumée construite à partir du filtrage de flammes laminaires 1D et sur une chimie tabulée. La taille de filtre LES appliqué à la combustion n'est pas fixée dans cette nouvelle approche mais est déterminée en fonction du niveau local de fluctuations de sous-maille. Le modèle a été validé sur des flammes laminaires 1D filtrées, sur des flammes de bec Bunsen et sur une configuration 3D turbulente avec la LES d'un brûleur à swirl. La comparaison de la simulation avec l'expérience en prémélangé et en stratifié est pleinement satisfaisante confirmant l'intérêt du nouveau modèle. Les échelles spatiales associées à la stratification sont trouvées grandes devant celles associées à la flamme (épaisseurs de zone de réaction et thermique) dont la propagation reste quasi-homogèneA sub-grid scale closure for Large Eddy Simulation (LES) of turbulent combustion, based on physical space filtering of laminar flames is presented. The proposed formalism relies on a presumed probability density function (PDF) derived from the filtered laminar flames and flamelet tabulated chemistry. The combustion LES filter size is not fixed in this novel approach when sub-grid scale wrinkling occurs, but calibrated depending on the local level of unresolved scalar fluctuations. The model was validated by simulating 1D filtered laminar flames and 2D Bunsen flames. Subsequently, the model was tested on a 3D turbulent scenario by performing LES of the premixed and stratified configurations of the Cambridge swirl burner, experimentally studied by Sweeney and co-workers. Comparison of simulation and experiments for both the premixed and stratified configurations showed good agreement emphasizing the model characteristiscs. Instantaneous and time averaged LES data were analyzed to extract
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Castel, Alexis. "Comportement vibratoire de structures composites intégrant des éléments amortissants." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00983378.
Анотація:
Ce travail traite de la modélisation de structures composites intégrant des éléments amortissants passifs. Un modèle de plaque "équivalent simple couche" générique utilisant des fonctions de description du cisaillement transverse est présenté. Plusieurs méthodes d'obtention de ces fonctions sont décrites, permettant de retrouver des modèles classiques ou issus de la littérature. Deux nouvelles méthodes d'obtention de ces fonctions sont aussi présentées.Plusieurs méthodes de discrétisation adaptées au modèle générique sont étudiées. La méthode de Navier permet de tester la qualité de chaque modèle associé à un jeu de fonctions de description du cisaillement transverse. La méthode de Rayleigh-Ritz permet l'étude du comportement vibratoire d'une plaque rectangulaire munie d'un ou plusieurs patchs viscocontraints. Plusieurs éléments finis issus de la littérature, adaptés au modèle, sont aussi présentés.À l'aide de la méthode de Navier, une étude numérique du comportement statique et dynamique de plusieurs configurations de plaques permet la comparaison des différents modèles présentés. La méthode de Rayleigh-Ritz est utilisée pour étudier le comportement vibratoire d'une plaque munie d'un patch viscocontraint. Une comparaison des résultats obtenus avec le modèle présenté et ceux issus de calculs éléments finis tridimensionnels permet de valider notre modèle. Une étude énergétique de la plaque patchée permet d'illustrer le comportement du patch. Enfin une méthode inverse d'identification des matériaux viscoélastiques, basées sur une combinaison du modèle décrit et d'un algorithme génétique, montre une application du modèle.
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Petit, Xavier. "Etude de l'interaction cinétique chimique/turbulence dans une flamme cryotechnique LOx/CHA4." Phd thesis, INSA de Rouen, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01020523.
Анотація:
Le travail de cette thèse porte sur la modélisation de la combustion du méthane et de l'oxygène dans des conditions de pression et température typiques de celles rencontrées au sein des moteur-fusées. Pour cette application, des modèles de transports, de thermodynamiques et des équations d'état de type gaz réel ont été implémentés au sein du code de calcul compressible utilisé. Le formalisme des conditions aux limites a été étendu aux gaz réels. La validation de l'ensemble de cette modélisation a été effectuée. Pour la modélisation de la combustion, une méthode de chimie tabulée a été considérée. La méthode de calcul de la température TTC a été choisie et étendue au formalisme des gaz réels. Deux formes pour la tabulation de l'équation d'état gaz réel ont été proposées. Le formalisme du couplage entre la thermodynamique tabulée et les conditions aux limites caractéristiques est établi puis validé. L'étude de l'interaction chimie-turbulence au sein de la combustion LOx/CH4 à haute pression a ensuite été menée au travers de simulations basées sur des essais expérimentaux effectués sur le banc MASCOTTE de l'ONERA.
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Elmi, Robleh Hassan. "Modélisation numérique des écoulements pulmonaires." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00766647.
Анотація:
L'étude engagée dans cette thèse consiste à mettre en place une modélisation numérique fiable et complète du transport et du dépôt des particules dans un écoulement pulmonaire en se basant sur l'utilisation du code de calcul commercial CFD-ACE. Ce code intègre un solveur fluide qui résout les équations de Navier-Stokes incompressibles dans une formulation volumes finis. Le logiciel CFD-GEOM a été utilisé pour créer les surfaces en 3D de la géométrie générique du modèle de Weibel et ainsi générer le maillage non-structuré tétraèdrique en volumes finis. Dans le cadre de ce travail, il est supposé que le flux d'air est laminaire, stationnaire (ou instationnaire uniquement dans les modèles bronchiques) et incompressible ; les particules de diamètre 5μm sont sphériques et sans interaction. Le pourcentage global et local du dépôt des particules dans les poumons peut s'exprimer comme une efficacité de dépôt et se définit par le rapport entre le nombre de particules déposées dans une région donnée et le nombre total de particules admises initialement à l'entrée de la conduite. L'efficacité de dépôt dépend fortement du nombre de Stokes d'entrée, des conditions d'admission en termes de profil de vitesse du fluide (nombre de Reynolds d'entrée), de la distribution et des caractéristiques des particules. Nous avons donc modélisé avec succès les écoulements ainsi que le transport et le dépôt de particules dans des configurations simples (modèles de Weibel) et des configurations réalistes (poumons de rat et du lapin) et ce que l'on en peut dire c'est que la simulation, bien que coûteuse (surtout pour le dépôt des particules), ne présente pas de difficultés insurmontables. Par contre l'obtention d'une géométrie réaliste et la génération du maillage associé reste une étape délicate.
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Seisson, Gabriel. "Etude expérimentale et théorique de l'endommagement du graphite sous sollicitation dynamique - Application aux impacts hypervéloces." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2014. http://www.theses.fr/2014ESMA0015/document.
Анотація:
Les matériaux composites sont très utilisés dans diverses applications et sont parfoissoumis à des impacts hypervéloces (IHV), notamment dans le domaine spatial. La taille des impacteursétant proche de celle des torons de fibres, les simulations mésoscopiques ont tout leurintérêt mais nécessitent des modèles numériques aboutis pour chaque sous-Constituant. Le graphiteétant souvent utilisé comme matrice ou fibres, nous avons étudié son comportement dynamique.Ainsi, des expériences de pénétration et de cratérisation ont été menées sur un isographite poreux.L’analyse post-Mortem des cibles, associée à des calculs d’ordre de grandeur, apporte un éclairagenouveau sur la phénoménologie des impacts et fournit des renseignements utiles à la simulationnumérique. Un modèle pour matériaux poreux et fragiles, implémenté dans un code de dynamiquerapide, est utilisé. Basé en partie sur des propriétés statiques, il a été progressivement testé sur deschocs plans. Son utilisation pour la simulation des IHV donne de bons résultats. Toutefois, il convenaitde le valider en s’affranchissant du comportement du projectile. Pour cela, une campagne dechocs lasers a été menée. Des diagnostics in-Situ ont été utilisés et leur corrélation avec des analysespost-Mortem a permis l’identification de différents modes d’endommagement des cibles. Finalement,bien que l’équivalence entre IHV et chocs lasers ne soit pas démontrée, ces derniers se sont montréscomplémentaires en suggérant de futures évolutions du modèle numériqueComposite materials are widely used in various applications and may be submittedto hypervelocity impacts (HVI), such as in the aerospace field. The size of the impactors beingclose to that of a strand of fibers, mesoscopic simulations are of great interest but they need reliablenumerical models for each meso-Constituent. Graphite often being used as fiber or matrix,we studied its dynamic behavior. Penetration and craterization experiments have been conductedonto porous isotropic graphite. Post-Mortem analysis of targets, associated to order-Of-Magnitudecalculations, sheds a new light on the phenomenology of impacts and brings useful informationfor numerical simulation. A model for porous and brittle materials, implemented into a hydrocode,is used. Partially based on static mechanical properties, it has been progressively tested on planeshocks. Its use for simulating HVI gives satisfying results. Nevertheless, it was necessary to validateit by disregarding the projectile behavior. In that purpose, a campaign of laser-Driven shocks hasbeen conducted. In-Situ diagnostics have been simultaneously used and their correlation with postmortemanalysis allowed the identification of different damaging regimes of the targets. Finally,although the equivalence between HVI and laser-Driven shocks is not proved, the latter turned outto be complementary, suggesting the future evolutions of the numerical model
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Fomin, Victor. "Modèles de Hubbard unidimensionnels généralisés." Chambéry, 2010. http://www.theses.fr/2010CHAMS024.
Анотація:
Cette thèse est consacrée à l'étude du modèle de Hubbard unidimensionnel et à ses généralisations. Le modèle de Hubbard est un modèle fondamental de la physique de la matière condensée, décrivant des électrons en interaction sur un réseau. A une dimension, le modèle de Hubbard est un modèle intégrable très étudié qui a servi de 'laboratoire' pour la physique de la matière condensée. Récemment, les systèmes intégrables quantiques d'une facon générale, et le modèle de Hubbard en particulier, sont apparus d'une manière surprenante dans le contexte de la correspondance AdS/CFT. Dans la première partie de la thèse, les notions de base sur l'intégrabilité quantique sont présentées. Dans la deuxième partie, certaines résultats fondamentaux concernant le modèle de Hubbard sont passés en revue. De plus, l'application dans la correspondance AdS/CFT est considérée. Cependant, certaines modifications du modèle de Hubbard sont nécessaires pour reproduire les résultats de cette correspondance. Cela est une des motivations principales d'étude de modèles de Hubbard généralisés. La quatrième partie est consacrée aux généralisations du modèle de Hubbard, en se concentrant sur les cas supersymétriques. La chapitre cinq expose les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse sur les modèles de Hubbard généralisés, en particulier, l'Ansatz de Bethe coordonnée ainsi que les solutions réelles des équations de Bethe obtenues dans la limite thermodynamique. Les équations de Bethe obtenues sont différentes de celle de Lieb et Wu par des phases dont la manifestation est un signe encourageant pour l'application en AdS/CFT contexte. Les applications possibles, notamment dans le domaine de la physique de la matière condensée, sont également considéréesThis thesis is devoted to the one-dimensional integrable Hubbard model and its generalizations. The Hubbard model is one of the fondamental models in condensed matter physics which describes nteracting electrons on the lattice. In one dimension the Hubbard model is an integrable model which bas been intensively studied and served as a theoretical laboratory for the condensed matter physics. Recently, the integrable systems and in particular the Hubbard model, have surprisingly appeared in the AdS/CFT correspondance context. In the first part of the thesis, we present basis notions of the quantum integrability. In the second part we review several fundamental results of the one-dimensional Hubbard model. Moreover, applications in the AdS/CFT duality are considered. However, certain modifications of the integrable Hubbard model are necessary to reproduce the correct results of the AdS/CFT context. This is one of the main motivations of the studies of generalized Hubbard models. The fourth chapter is devoted to generalizations of the Hubbard model and we focus our attention on supersymmetric ones. The fifth chapter contains the results obtained in the framework of this thesis on the supersymmetric generalizations of the Hubbard models. Namely, the Coordinate Bethe Ansatz solution and real solutions of the Bethe equations in the thermodynamic limit are exposed. We point out that we obtained Bethe equations differs from the Lieb-Wu ones by phases which appearance is encouraging sign for the application in the AdS/CFT context. We also discuss possible applications in the AdS/CFT duality and in condensed matter physics
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Nambully, Suresh Kumar. "A Filtered-Laminar-Flame PDF subgrid scale closure for LES of Premixed Turbulent Flames : Application to a Stratified Bluff-body burner with Differential Diffusion." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845904.
Анотація:
A sub-grid scale closure for Large Eddy Simulation (LES) of turbulent combustion, based on physical space filtering of laminar flames is presented. The proposed formalism relies on a presumed probability density function (PDF) derived from the filtered laminar flames and flamelet tabulated chemistry. The combustion LES filter size is not fixed in this novel approach when sub-grid scale wrinkling occurs, but calibrated depending on the local level of unresolved scalar fluctuations. The model was validated by simulating 1D filtered laminar flames and 2D Bunsen flames. Subsequently, the model was tested on a 3D turbulent scenario by performing LES of the premixed and stratified configurations of the Cambridge swirl burner, experimentally studied by Sweeney and co-workers. Comparison of simulation and experiments for both the premixed and stratified configurations showed good agreement emphasizing the model characteristiscs. Instantaneous and time averaged LES data were analyzed to extract
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Ngome, Abiaga Juste Jean-Paul. "(Super) symétries des modèles semi-classiques en physique théorique et de la matière condensée." Phd thesis, Tours, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00622874.
Анотація:
L'algorithme covariant de van Holten, servant à construire des quantités conservées, est présenté avec une attention particulière portée sur les vecteurs de type Runge-Lenz. La dynamique classique des particules portant des charges isospins est passée en revue. Plusieures applications physiques sont considerées. Des champs de type monopôles non-Abéliens, générés par des mouvements nucléaires dans les molécules diatomiques, introduites par Moody, Shapere et Wilczek, sont étudiées. Dans le cas des espaces courbes, le formalisme de van Holten permet de décrire la symétrie dynamique des monopôles Kaluza-Klein généralisés. La procédure est étendue à la supersymétrie et appliquée aux monopôles supersymétriques. Une autre application, concernant l'oscillateur non-commutatif en dimension trois, est également traitée.
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Arryman, Arif. "Dynamique et simulation des marches de matière plastique." Paris 9, 1995. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1995PA090018.
Анотація:
Cette thèse concerne le problème de modélisation dynamique d'un marché de matière première et son but est de présenter des modèles dynamiques pouvant simuler les comportements de tels marchés. La dynamique des systèmes a été utilisée comme méthode de modélisation à cause de sa capacité à donner une forme opératoire aux modèles mentaux des acteurs ou des experts et sa facilite à être utilisée pour conceptualiser et formaliser les relation complexes, bouclées, non linéaires et souvent retardées existant dans le marché étudié. Un modèle agrégé et un modèle concurrentiel du marché du polystyrène ont été élaborés pour représenter globalement son fonctionnement dynamique. Ils sont décrits à partir de leurs composantes structurelles découlant de la représentation causale et rétroactive (feed-back). Cette représentation fait apparaitre, de manière continue, les forces et les actions économiques classiques résultant de la compétition entre l'offre et la demande, des accélérations de nature psychologique ou financière (transaction par anticipation) ainsi que des viscosités socio-psychologiques (élasticités, accoutumance). L'analyse et la simulation de leurs comportements dynamiques permettent de contribuer à une meilleure compréhension des phénomènes complexes qui sont sous-jacents dans les mécanismes de fonctionnement du marchéThis thesis concerns with the problem of dynamic modelling of market behavior. Its purpose is to introduce system dynamic simulation models capable of representing the dynamic of the polystyrene market. System dynamics methodology is employed as it provides conceptual devices that facilitate the clarification and formalization of mental model of market agents or experts. It facilitates also the conceptualization and formulation of complex relationships consist of time delays, non-linearity embedded in many interconnected feedback loops existing in the real-world market system. An aggregate and a competitive market models are constructed to represent the dynamic of the polystyrene market. The causal relationships and feedback structures of the models include classical economics forces and concepts such as market clearing through adjustment of supply and demand. Qualitative factors and concepts such as viscosity socio-psychology (elasticity) as well as accelerators of pressures psycho-financial (anticipation, speculation) underlying market mechanism. The analysis and simulation of model’s behavior produce insight and facilitate understanding and comprehension of the relationship between the complex behavior of the plastics markets and its underlying structure
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Duret, Benjamin. "Simulation numérique directe des écoulements liquide-gaz avec évaporation : application à l'atomisation." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00971810.
Анотація:
Le but de cette thèse est d'étudier numériquement les écoulements diphasiques liquide-gaz à l'aide d'une méthode de suivi d'interface précise. Tout d'abord, nous mettons en place une configuration turbulence homogène isotrope diphasique. Cette configuration est utilisée pour étudier la turbulence liquide-gaz ainsi que le modèle ELSA. A l'aide de la simulation présentée il a été possible de déterminer les constantes de modélisation et de valider les termes sources utilisés dans la zone dense du spray. Ensuite, le phénomène d'évaporation est étudié en utilisant dans un premier temps un scalaire passif puis en utilisant un formalisme DNS d'évaporation. Les équations d'énergie et des espèces ont été ajoutées dans le code ARCHER. La validation de la DNS d'évaporation a été réalisée en comparant nos résultats aux solutions théoriques, tel que la loi du D2. Les limitations et les apports de cette approche sont finalement discutés et des perspectives d'améliorations sont proposées.
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Enjalbert, Nicolas. "Modélisation avancée de la combustion turbulente diphasique en régime de forte dilution par les gaz brûlés." Phd thesis, INSA de Rouen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00735875.
Анотація:
Afin de contribuer à l'amélioration des simulations numériques de foyers industriels avec recycle de gaz brûlés et combustible liquide, la modélisation de la combustion turbulente non prémélangée est abordée sous deux de ses aspects : le traitement des problèmes diphasiques et la prise en compte des configurations complexes de mélange (dilution, recirculation interne).Une flamme spray éthanol/oxygène diluée par du dioxyde de carbone est d'abord calculée en LES dans un formalisme Euler-Lagrange et une chimie détaillée pour une résolution atteignant 250 µm. Les conditions d'injection du brouillard de gouttes sont déterminées à partir de mesures expérimentales de granulométrie et d'anémométrie phase Doppler.Dans une seconde partie, un nouveau formalisme de description de la combustion turbulente, basé sur l'introduction de temps caractéristiques de l'histoire du mélange est développé, puis validé en LES sur le cas de référence d'une flamme jet dans un écoulement co-courant vicié.
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Denèfle, Romain. "Modélisation locale diphasique eau-vapeur des écoulements dans les générateurs de vapeur." Phd thesis, Bordeaux 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00919838.
Анотація:
Cette travail de thèse est lié au besoin de modélisation des écoulements diphasiques en générateurs de vapeur (entrée liquide et sortie vapeur). La démarche proposée consiste à faire le choix d'une modélisation hybride de l'écoulement, en scindant la phase gaz en deux champs, modélisés de manières différentes. Ainsi, les petites bulles sphériques sont modélisées avec une approche dispersée classique avec le modèle eulérien à deux fluides, et les bulles déformées sont simulées à l'aide d'une méthode de localisation d'interface. Le travail effectué porte sur la mise en place, la vérification et la validation du modèle dédié aux larges bulles déformées, ainsi que le couplage entre les deux approches pour le gaz gaz, permettant des premiers calculs de démonstration utilisant l'approche hybride complète.
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Fajraoui, Noura. "Analyse de sensibilité globale et polynômes de chaos pour l'estimation des paramètres : application aux transferts en milieu poreux." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01019528.
Анотація:
La gestion des transferts des contaminants en milieu poreux représentent une préoccupation croissante et revêtent un intérêt particulier pour le contrôle de la pollution dans les milieux souterrains et la gestion de la ressource en eau souterraine, ou plus généralement la protection de l'environnement. Les phénomènes d'écoulement et de transport de polluants sont décrits par des lois physiques traduites sous forme d'équations algébro-différentielles qui dépendent d'un grand nombre de paramètres d'entrée. Pour la plupart, ces paramètres sont mal connus et souvent ne sont pas directement mesurables et/ou leur mesure peut être entachée d'incertitude. Ces travaux de thèse concernent l'étude de l'analyse de sensibilité globale et l'estimation des paramètres pour des problèmes d'écoulement et de transport en milieux poreux. Pour mener à bien ces travaux, la décomposition en polynômes de chaos est utilisée pour quantifier l'influence des paramètres sur la sortie des modèles numériques utilisés. Cet outil permet non seulement de calculer les indices de sensibilité de Sobol mais représente également un modèle de substitution (ou métamodèle) beaucoup plus rapide à exécuter. Cette dernière caractéristique est alors exploitée pour l'inversion des modèles à partir des données observées. Pour le problème inverse, nous privilégions l'approche Bayésienne qui offre un cadre rigoureux pour l'estimation des paramètres. Dans un second temps, nous avons développé une stratégie efficace permettant de construire des polynômes de chaos creux, où seuls les coefficients dont la contribution sur la variance du modèle est significative, sont retenus. Cette stratégie a donné des résultats très encourageants pour deux problèmes de transport réactif. La dernière partie de ce travail est consacrée au problème inverse lorsque les entrées du modèle sont des champs stochastiques gaussiens spatialement distribués. La particularité d'un tel problème est qu'il est mal posé car un champ stochastique est défini par une infinité de coefficients. La décomposition de Karhunen-Loève permet de réduire la dimension du problème et également de le régulariser. Toutefois, les résultats de l'inversion par cette méthode fournit des résultats sensibles au choix à priori de la fonction de covariance du champ. Un algorithme de réduction de la dimension basé sur un critère de sélection (critère de Schwartz) est proposé afin de rendre le problème moins sensible à ce choix.
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Joyot, Pierre. "Modélisation numérique et expérimentale de l'enlèvement de matière : application à la coupe orthogonale." Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR11040.
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Joyot, Pierre. "Modélisation numérique et expérimentale de l'enlèvement de matière : application à la coupe orthogonale." Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10670.
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Pereda, Jorge. "Formation des microstructures de solidification dans des alliages transparents modèles des alliages métalliques." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0174.
Анотація:
Pendant la solidification d’alliages se développe au niveau de l’interface solide-liquide une microstructure dont les caractéristiques influencent fortement les propriétés macroscopiques du matériau. Sa formation est un processus dynamique dans lequel le réseau émerge, s’organise et s’ordonne progressivement. Sur terre, la convection dans la phase liquide perturbe la formation de cette microstructure. Pour éliminer la convection tout en conservant des échantillons tridimensionnels, des expériences en solidification dirigée d'alliages transparents (matériaux organiques modèles des alliages métalliques) ont été réalisées dans l’instrument DECLIC–DSI (CNES–NASA), en régime de transport diffusif à bord de la Station Spatiale Internationale. Une quantité considérable de données brutes a été obtenue durant la campagne d’expériences qui s’est déroulée entre 2010 et 2011.L’objectif de ces travaux de thèse est d'analyser la dynamique de formation et d’évolution du réseau interfacial, de sa naissance à l’état stationnaire. Afin d’exploiter les données, il a fallu développer des procédures performantes d’analyse d’images permettant le traitement automatisé de séquences complètes d’images. Nous avons également développé une procédure permettant d’analyser les séquences d’images interférométriques et ainsi de suivre l’évolution temporelle de la forme tridimensionnelle de l’interface.Deux axes principaux structurent ces travaux : d’une part, l’étude des mécanismes de sélection de l’espacement primaire, taille caractéristique de la microstructure; et d'autre part, la caractérisation approfondie du régime oscillant, instabilité secondaire du réseau cellulaireThe study of solidification microstructure formation is of utmost importance for the design and processing of materials, as solid-liquid interface patterns largely govern mechanical and physical properties. Pattern selection occurs under dynamic conditions of growth. The materials of choice for direct visualization of interface dynamics are transparent organic analogs. On Earth, convection alters the formation of cellular and dendritic microstructures. The micro-gravity of Space is therefore mandatory for fluid flow elimination in bulk samples. Over a hundred days of experiments between 2010 and 2011 were carried out in the DECLIC-DSI, (CNES-NASA) onboard the International Space Station. During the experimental campaign, a huge amount of data, mainly images, was obtained. The objective of this thesis work is to study the dynamics of formation and evolution of the interfacial array, from its birth to its steady state.A significant amount of work was the development of in-house software to robustly treat the white-light and interferometric image sequences.Two major topics are examined in this work: First, the study of the selection of primary spacing (the microstructure's characteristic size). Second, the in-depth characterization of pattern oscillation, which is a secondary instability of the cellular pattern. The analysis of the results is supported by 3D phase-field simulation, undertaken by the modellers in this team and in the team of Pr. A. Karma (Northeastern University, Boston)
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Paris, Johanne. "Etude et modélisation des mécanismes de transfert de matière en ultrafiltration." Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30109.
Анотація:
Cette étude nous a permis de mieux comprendre et de modéliser le transfert de matière en ultrafiltration. Tout d'abord grâce à une étude expérimentale dans des conditions de complexité contrôlée, nous avons pu mettre en évidence les différentes résistances au transfert de matière et étudier l'influence des paramètres opératoires sur le "poids" relatif de chacune d'elles. Pour prédire les flux de perméat en fonction des conditions opératoires nous avons eu recours à la modélisation. Grâce à de nouveaux résultats expérimentaux, nous avons décrit, appliqué et analysé les modèles classiquement utilisés en ultrafiltration qui sont le modèle de gel, le modèle de la pression osmotique et celui des résistances en série. Les résultats expérimentaux montrent que les deux premiers modèles reposent sur des hypothèses erronées. Le modèle des résistances en série ne permet pas de prédire le flux de perméat malgré plusieurs modifications. Quoi qu'il en soit, pour utiliser ces modèles il faut connaître le coefficient de transfert de matière k qui peut en principe être estimé par les corrélations du nombre de Sherwood. Par une étude bibliographique, nous avons fait le point sur les corrélations classiques ainsi que sur les corrélations améliorées. A l'évidence, la difficulté dans l'estimation du coefficient de transfert de matière est due au couplage des phénomènes de transfert (diffusion-convection-accumulation de matière à la membrane) localisés au voisinage de la membrane. Nous avons donc développé un modèle à deux dimensions basé sur la résolution numérique des équations de diffusion-convection. Ce modèle permet de prédire le flux de perméat en fonction des différents paramètres comme la pression transmembranaire, la concentration de la solution, la vitesse de circulation du fluide et la longueur de la membrane. Nous avons testé ce nouveau modèle pour deux solutés et deux types de membranes et les flux calculés sont en très bon accord avec les valeurs expérimentalesThis study essentially deals with the description and modelling of mass transport phenomena in ultrafiltration. First, according to an experimental study under controlled conditions, various resistances to the mass transfer were underlined and the influence of experimental parameters on the relative importance of each of them was studied. Then, modelling was used in order to predict permeate flux as a function of operating conditions such as initial concentration, mean velocity, transmembrane pressure. In the light of previously published results as well as new experimental results, we discussed the most classical models such as the gel-polarization model, the osmotic pressure model, the resistance-in-series model. No doubt that the first two models are based on deficient assumptions. Moreover, despite several modifications, the resistance-in-series model fails in predicting permeate fluxes. Nevertheless, these models require the knowledge of the mass transfer coefficient k which can be in principle estimated by correlations including Sherwood number. Classical correlations and corrected correlations published were investigated. Due to strong coupling of the transport phenomena (diffusion- convection- high concentration at the membrane surface) close to the membrane, a reliable mass transfer coefficient is difficult to obtain. Thus we have developed a new two-dimensional model based on the numerical resolution of the convective and diffusion equations. This model makes it possible to predict permeate flux according to the operating conditions such as transmembrane pressure, initial concentration, velocity and membrane length. This model was tested using two different solutes and two kind of membranes and good prediction of flux is obtained
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Souilem, Inès. "Élaboration de miniémulsions dans un nouveau mélangeur à écoulement élongationnel : influence des paramètres du procédé et de la formulation." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864095.
Анотація:
Les mini ou nanoémulsions sont des systèmes fréquemment rencontrés dans différents domaines : cosmétique, pharmaceutique, biomédical... Plusieurs procédés permettent la préparation de nanoémulsions. Cependant, ils présentent tous des limitations en termes de taille des gouttelettes, d'énergie de mélange, de rapport de viscosité entre les phases dispersées et continues, de gamme de pression à appliquer... Ce travail s'intéresse au développement d'un nouveau dispositif basé sur un écoulement élongationnel pour l'élaboration de miniémulsions de monomères. La démarche a consisté d'abord à étudier l'influence des paramètres liés au procédé proprement dit puis à la formulation du système sur la taille des gouttelettes. Cette étude a permis de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la fragmentation des gouttes. Une analyse dimensionnelle a ensuite été développée afin de corréler les tailles obtenues aux paramètres étudiés, par l'utilisation des nombres adimensionnels appropriés. Finalement, des expériences de synthèse en miniémulsion ont été conduites pour tenter de combiner dans le même dispositif les fonctions d'émulsificateur et de réacteur de polymérisation, dans une perspective d'intensification du procédé.
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Allouane, Tassadit. "Modelisation par la thermodynamique des processus irréversibles du transfert de matière en pervaporation : cas de mélanges liquides complexes." Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30039.
Анотація:
La pervaporation est un procédé en fort développement car il peut répondre efficacement à des besoins de séparation propre et sobre. La modélisation du transfert de matière en pervaporation est très complexe, car des couplages importants entre les perméants qui sont transférés ainsi qu'entre les perméants et la membrane sont susceptibles de se produire. Pour décrire ces phénomènes, nous avons étendu une approche fondée sur la thermodynamique des processus irréversibles qui conduit à une expression linéaire du flux en fonction des forces généralisées faisant apparaître les coefficients phénoménologiques qui traduisent les couplages évoqués précédemment. Cette approche ne nécessite pas la connaissance des mécanismes de transport au sein de la membrane ni de compagne expérimentale longue ou délicate. Nous montrons la validité de cette approche et son applicabilité à différents systèmes binaires, ternaires et complexes dans des domaines de concentrations largement variables. Nous avons pu quantifier les coefficients phénoménologiques qui décrivent les interactions entre perméants et entre les perméants et la membrane. .Pervaporation is a membrane process which is of great importance since it makes possible efficient separations which are at once clean and moderate in energy consumption. Up to now the modelling of mass transfer involved is very difficult due to coupling effects between permeants and also between the permeants and the membrane material. In order to rationalize these complex phenomena we develop an approach based on the thermodynamics of irreversible processes(TIP). The pervaporation flux for each component is derived which is a linear function of the driving forces. The phenomenological coefficients involved account for the coupling effects mentioned above. There is neither need of precise knowledge of the transfer mechanisms within the membranes, nor of many difficult experiments. The model can be applied to various binary, ternary and even more complex mixtures, over large variations of the compositions. Phenomenological coefficients can be deduced which are actually independent of the fluxes and driving forces. .
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Hameurlaine, Kheira. "Contribution à l'étude d'un arc électrique de faible puissance." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821030.
Анотація:
L'étude présentée ici entre dans la problématique générale des arcs électriques intervenant dans des applications industrielles telles que le soudage, le découpage, le traitement des déchets. Ce travail constitue une première phase de modélisation de cette étude générale. Le plasma est décrit par un ensemble d'équations de conservation de fluide et de l'électromagnétisme, complétés par des propriétés thermodynamiques et des coefficients de transport appropriés, en formant un système d'équations non linéaires fortement couplées. Ces équations sont écrites en supposant l'équilibre thermodynamique local, une symétrie cylindrique et un écoulement laminaire stationnaire. Ce système d'équations est résolu à l'aide du logiciel commercial FLUENT de type CFD fondé sur l'approche des volumes finis. Pour pouvoir utiliser la partie solveur nous avons résolu notre modèle en utilisant les routines UDF Users-Defined-Function. Dans une première partie, nous présentons la validation du modèle à deux dimensions et à 100 A dans l'argon par des résultats de la littérature. Cette comparaison laisse apparaître un accord satisfaisant sur les profils de température dans la colonne de plasma et des différences dans les zones proches des électrodes dues aux conditions aux limites. Dans une deuxième partie, nous présentons une étude expérimentale, à l'issue de laquelle on constate que les profils de température expérimentaux sont en accord avec ceux du modèle dans la zone de colonne positive.
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Bernard, Pierre. "Etude du polissage mécano-chimique du cuivre et modélisation du processus d'enlèvement de matière." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2006. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/pbernard.pdf.
Анотація:
Le polissage mécanochimique est utilisé dans l'industrie des semiconducteurs depuis une trentaine d'années. Il permet un aplanissement rapide et de qualité de surface de cuivre (et d'autres matériaux) à des échelles nanométriques. Il consiste à polir, à l'aide d'un tissu en polyuréthane (pad) et de particules abrasives en suspension, une surface de cuivre qui a été transformée sous l'action d'un oxydant présent dans les liquides de polissage. Cette transformation chimique permet une modification des propriétés mécaniques de la couche superficielle et facilite l'enlèvement de matière. Notre étude a porté sur la composition de cette couche modifiée dans un premier temps, puis sur l'élaboration d'un modèle permettant d'expliquer l'enlèvement de matière et l'aplanissement des défauts de surface. Nous avons pu établir que la couche qui est enlevée au cours du polissage est constituée de Cu2O. Notre modèle s'appuie sur les propriétés du pad (sa rugosité et ses propriétés élastiques), du wafer (propriétés mécaniques de la couche) et des particules abrasives utilisées au cours du polissage (concentration massique en solution, dureté). Il aboutit à une expression simple reliant la vitesse d'enlèvement de matière (VA) à la pression P appliquée sur le wafer et à la vitesse de rotation V du plateau de polissage : V A = K. V. P 1,19. Nos résultats expérimentaux nous ont permis de valider ce modèle. Notre modèle a permis également d'expliquer assez correctement la phase d'aplanissement intervenant au début du polissageChemical Mechanical Polishing (CMP) has benn introduced in semiconductor manufacturing thirty years ago. It makes it possible to obtain fast and high quality planarization at nanometric scales. CMP consists in polishing a chemically modified copper surface with abrasive particules on a polyurethane pad. The chemical transformation of the copper (or other materials) leads to a modification of the mechanical properties of the superficial layer, that is more easily removed. Our study focused firstly on the composition of this modified layer, and secondly on the elaboration of a model that could explain the removal and planarization of the surface layer. We were able to point out that the modified layer is Cu2O. Our model is based on the properties of the pad (roughness, elastic properties), the wafer (mechanical properties of the modified layer) and the abrasive particles (mass concentration, hardness). We established a simple expression between the removal rate (RR), the rotating speed V of the platen and the pressure P applied on the wafer : RR = K. V. P 1,19. Our experimental results corroborate this model. Oour model is also able to explain the planarization phase
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Atlan, Samuel. "Modélisation de la libération des composés d'arôme à partir de matrices alimentaires dans des systemes experimentaux et en bouche : détermination des proprietés et mécanismes de transfert de matière." Paris, AgroParisTech, 2007. http://pastel.paristech.org/3444/01/2007-03-19_Th%C3%A8se_Atlan_(version_finale).pdf.
Анотація:
Les composés d’arôme sont des molécules volatiles présentes à de faibles concentrations dans les aliments. Ils sont responsables de la perception olfactive et constituent un critère déterminant de la qualité organoleptique expliquant les préférences des consommateurs. Afin de mieux comprendre la génération des stimuli lors de la consommation de produits, le travail avait pour objectif l’étude de la libération des composés d’arôme dans les matrices alimentaires réelles, en s’appuyant sur la modélisation des transferts de matière. La démarche mise en oeuvre repose sur : i) l’identification de propriétés des composés d’arôme (coefficients de partage et de diffusion), ii) l’analyse des transferts dans des systèmes in vitro jusqu’à des systèmes in vivo : la bouche consommant l’aliment. Les propriétés physicochimiques sont des données nécessaires aux modèles de transfert de matière. La détermination de ces propriétés a constitué la première partie de ce travail. Les propriétés sont de deux types : les propriétés à l’équilibre entre deux phases (le coefficient de partage) et les propriétés dynamiques (coefficient de diffusion et coefficient de transfert de matière). Un traitement innovant des données expérimentales obtenues par la méthode PRV (Phase Ratio Variation) a été proposé sur 12 molécules de composés d’arômes. Ce traitement permet de déterminer le coefficient de partage (variant entre 3·10-5 et 3·10-2) associé à son intervalle de confiance rigoureusement calculé avec l’ensemble des degrés de liberté disponibles. Concernant la détermination du coefficient de diffusion des composés d’arôme dans les matrices alimentaires complexes, une cellule expérimentale a été spécialement développée. Elle a été initialement conçue en s’appuyant sur la simulation des transferts de matière, puis validée sur des matrices simples. Ensuite, des mesures expérimentales sur des matrices complexes ont été réalisées et ont permis de déterminer le coefficient de diffusion et sa variation suivant la composition de la matrice (nature des protéines) et le procédé (traitement mécanique). L’intervalle de confiance associé à la détermination du coefficient de diffusion a été calculé pour l’hexanoate d’éthyle dans des yaourts de compositions variables en matière grasse et en protéines. Sur un système expérimental simple, nous avons également montré par une analyse des mécanismes de transfert et leur modélisation que le coefficient de partage et le coefficient de diffusion des composés d’arôme pouvaient être déterminés simultanément. Le modèle de libération des composés d’arôme exploité pour l’hexanoate d’éthyle dans des gels de carraghénane a mis en évidence le besoin de connaître et maîtriser les étapes du protocole expérimental. Enfin, un modèle de libération des composés d’arôme lors de la consommation in vivo a été développé. Le modèle prend en compte les propriétés physicochimiques de l’aliment propres aux composés d’arôme et à la matrice, mais également les paramètres physiologiques liés aux sujets. Ce modèle a été établi pour des sujets dits « avaleurs parfaits », qui ferment la cloison entre la bouche et le pharynx lors de la mise en bouche du produit et jusqu’à sa déglutition. Il a permis de simuler la libération des composés d’arôme comme l’hexanoate d’éthyle, le butanoate d’éthyle et l’acétate d’éthyle depuis le produit (yaourt) jusqu’à la cavité nasale des sujets, mais également de déterminer quels sont les paramètres limitants de la libération, notamment le débit respiratoire du sujetAroma compounds are volatile molecules which are present in low concentration in food. They are responsible for olfactory perception, and are determinant for organoleptic quality explaining consumer preference. In order to improve the understanding of stimuli generation during food consumption, this work aimed at studying aroma compounds release by modelling mass transfer in real food matrices. The work consisted in two major steps: i) identification of aroma compounds properties ii) analysis of mass transfer, from in vitro systems to in vivo systems (the mouth during food consumption). Knowledge of physicochemical properties is a prerequisite for mass transfer models. The first part of this work thus consisted in their determination. They are divided in two groups: equilibrium properties between two phases (the partition coefficient) and dynamic properties (the diffusion coefficient and the mass transfer coefficient). A new method for processing the experimental data from the PRV (Phase Ratio Variation) was developed for 12 aroma compounds. The partition coefficient varied from 3·10-5 to 3·10-2, coupled with the confidence interval calculation with all the available degrees of freedom. To determine the diffusion coefficient of aroma compounds in complex food matrices, an experimental cell was designed for this purpose, based on the mass transfer simulation, and validated on model matrices. Experimental measurements were then carried out on complex food matrices, allowing the determination of the diffusion coefficients and their variations based on the matrix composition (type of proteins) and the mechanical treatment. The associated confidence interval of the diffusion coefficient was calculated for ethyl hexanoate in different yogurts with various fat and protein ratio. Using a static headspace device, an analysis of the mass transfer mechanisms and its modelling showed that the partition and the diffusion coefficients could be determined simultaneously. The release model was based on ethyl hexanoate in carrageen gels and showed that it is necessary to control the steps of the experimental protocol. Finally, a model of aroma compound release during in vivo consumption was developed. The model takes into account the physicochemical properties of aroma compounds and the physiological properties related to the subject. The model was established for “perfect swallowers”, who close the velopharynx when the product is set in the mouth until the deglutition process. The model allowed the simulation of the release of some aroma compounds (ethyl hexanoate, acetate and butanoate) from the product (yogurt) up to the nasal cavity, and in addition, it was possible to determine the limiting parameters of this release, namely the breathing flow
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Chatelain, Christophe. "Modèles de Potts désordonnés et hors de l'équilibre." Habilitation à diriger des recherches, Université de Lorraine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00959733.
Анотація:
Cette thèse présente de manière synthétique mes travaux de recherche dont les deux thématiques principales sont le comportement critique du modèle de Potts en présence de désordre et le vieillissement de modèles de spin lors d'une trempe.
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Côté, Benoit. "Modèle de vents galactiques destiné aux simulations cosmologiques à grande échelle." Master's thesis, Université Laval, 2010. http://hdl.handle.net/20.500.11794/22281.
Анотація:
Les vents galactiques sont des éléments importants à considérer dans les simulations numériques à grande échelle car ils ont des impacts sur la formation des galaxies environnantes. Puisque les galaxies sont mal résolues dans de telles simulations, les vents galactiques sont habituellement générés par des méthodes semi-analytiques. Dans le cadre de ce projet, un modèle galactique a été développé afin d'améliorer le modèle semi-analytique de Pieri et al. (2007). Ce nouveau modèle permet de suivre de manière consistante l'évolution de l'enrichissement des galaxies en tenant compte des vents stellaires, des supernovae et de différents scénarios de formation stellaire. Les vents galactiques sont générés par l'énergie thermique provenant des supernovae et des vents stellaires à l'intérieur des galaxies. Avec ce formalisme, seules les galaxies ayant une masse inférieure ou égale à 10¹⁰ MQ risquent de contribuer à l'enrichissement du milieu intergalactique. La distribution des vents galactiques dans ce milieu est calculée en respectant l'ordre chronologique des éjectas. De plus, la composition de ce vent peut désormais être décomposée en 31 éléments chimiques. Pour la même quantité d'étoiles formées durant l'évolution galactique, un taux de formation stellaire de longue durée produit un plus long vent galactique qu'un taux de formation stellaire de courte durée. Cependant, ce vent est alors moins dense et moins concentré en métaux. En augmentant l'efficacité de formation stellaire, la portée et la métallicité du vent galactique augmentent également. Par contre, dans certains cas, une trop grande quantité d'étoiles peut complètement balayer le milieu interstellaire de son gaz, ce qui altère l'évolution du vent galactique. Pour respecter la quantité de métaux observée dans le milieu intergalactique, les vents galactiques doivent provenir des galaxies ayant possédé une métallicité initiale différente de zéro au moment de leur formation. Dans ce cas et lors d'une collision galactique, les vents stellaires peuvent contribuer de manière significative au bilan énergétique et à la quantité de carbone et d'azote éjectée dans le milieu intergalactique.
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Pinsonneault, Steve. "Enrichissement chimique du milieu intergalactique par des vents galactiques anisotropes." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/28775/28775.pdf.
Анотація:
Nous avons utilisé un algorithme P$^{3}$M afin de simuler la formation de galaxies dans une
boîte cosmologique de (15 Mpc)$^{3}$
dans un univers $\Lambda$CDM d'un décalage spectral de 24 à 2.
Nous avons ensuite simulé des vents galactiques anisotropes et suivi l'effet de rétroaction de
ces vents sur l'évolution des galaxies naines simulées. Les vents sont modélisés comme étant
bipolaires et les angles d'ouverture étudiés sont de $\alpha=60^\circ, 90^\circ, 120^\circ,
150^\circ$ et $180^\circ$. Ces vents modélisés ont tendance à se propager dans une direction
perpendiculaire à la structure à grande échelle (filament, crêpe) hébergeant la galaxie. Nous
incluons l'effet de la suppression de galaxies par la photoionisation à partir d'un décalage spectral
$z=6$ dans cinq de nos simulations et l'ignorons dans les cinq autres afin de comparer cette
dernière série de résultats avec des travaux antérieurs. Nous incluons aussi les interactions entre
les halos (accrétion, fusion et fission) pour modéliser l'apparition de sursauts d'étoiles produisant
des supernovae. Les vents anisotropes sont les plus susceptibles d'enrichir
les régions de faibles densités. De plus, ils ont moins de chances de se superposer, ce qui
augmente la fraction de milieu intergalactique enrichie en métaux. L'anisotropie grandissante des
vents diminue aussi
la probabilité qu'un halo soit frappé et dépossédé de son gaz, empêchant ainsi la formation d'une
galaxie. Lorsque l'on diminue l'angle d'ouverture des vents de $\alpha=180^\circ$ (un vent
isotrope) à un angle $\alpha=60^\circ$, le nombre de galaxies créées double. Cela a pour
effet de produire le double de vents. Ces vents étant plus anisotropes, ils se superposent
moins, ce qui a pour résultat que la fraction de volume enrichie passe de 8\%, dans le cas de
vents isotropes, à 28\% pour des vents ayant un angle d'ouverture de $60^\circ$. L'anisotropie
des vents augmente l'enrichissement des régions de toutes densités, ce qui est dû en partie au
fait que les vents de hautes anisotropies sont plus nombreux. Lorsque nous ne tenons pas
compte de cet effet, nous remarquons que l'anisotropie des vents crée une augmentation de
l'enrichissement pour des densités allant jusqu'à $10\bar\rho$, où $\bar\rho$ est la densité
moyenne. Nous attribuons cet effet à l'évolution dynamique de nos simulations.
Le gaz situé dans les régions de faible densité est fortement enrichi par les vents anisotropes,
mais une partie de ce gaz est ensuite accrétée par les structures à grandes échelles. Les régions de hautes
densités sont plus efficacement enrichies que les régions de faibles densités ($\sim80\%$
comparé à $\sim20\%$), mais celles-ci sont privilégiées (un maximum d'enrichissement par
volume à $0.3\bar\rho$). L'effet de photoionisation diminue grandement le nombre de
galaxies de faibles masses formées à $z<3$, ce qui produit une baisse de la fraction de volume
enrichie après $z=3$ puisque l'effet d'accrétion l'emporte sur le nombre de vents créés,
particulièrement dans les régions de faibles densités.
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Tamain, Patrick. "Etude des flux de matière dans le plasma de bord des tokamaks : alimentation, transport et turbulence." Aix-Marseille 1, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX11060.
Анотація:
Le transport de la matière dans la zone de bord des tokamaks joue un rôle déterminant à la fois au centre sur les performances du plasma, puisqu’il gouverne l’établissement des profils de densité à partir de l’alimentation externe en particules, et en périphérie sur la durée de vie des composants face au plasma, puisqu’il fixe les flux de particules et d’énergie tombant sur les parois. Ce sujet reste cependant relativement peu exploré car l’interaction du plasma avec d’importants puits et sources de matière, quantité de mouvement et énergie rend la modélisation complexe. Dans la perspective d’ITER, des interrogations subsistent en particulier sur la capacité des systèmes d’alimentation par injection de gaz à atteindre les niveaux de densité élevés souhaités sans dégrader le confinement du plasma, ainsi que sur la forme des profils de densité obtenus et l’intensité des écoulements de matière au bord. Cette thèse s’inscrit dans un effort visant à mieux cerner les mécanismes régissant les flux de matière dans le plasma de bord et leur impact sur ces questions. Dans une première phase de notre travail, nous proposons une approche originale pour la modélisation de l’alimentation par injection de gaz en nous focalisant sur l’impact thermique de l’injection sur le plasma. En nous appuyant sur des modèles analytiques et numériques à nombre réduit de dimensions, nous démontrons en particulier l’existence de bifurcations thermiques déclenchées par l’injection et leur importance dans la dynamique du dépôt de matière. On montre ainsi que dans le cas de Tore Supra, le refroidissement local lié à une forte injection peut permettre une pénétration accrue de la matière (r/a = 1. 1 à r/a = 0. 9 en rayon normalisé), mais peut également mener à un déséquilibre thermique de l’ensemble du plasma en deçà d’un certain ratio puissance de chauffage / source de particules. L’extrapolation de cette étude pour ITER reste pessimiste quant à la profondeur de pénétration des neutres injectés. Toutefois, la sensibilité des résultats de ces modèles simplifiés à l’interaction entre les directions parallèle et perpendiculaire au champ magnétique montre la nécessité de développer des outils numériques modélisant de façon cohérente le transport de la matière dans les deux directions. Ceci a mené au développement d’un nouveau code 3D, présenté dans la seconde partie de ce travail. Il s’agit d’un code global en géométrie torique, prenant en compte les effets de courbure. Il résout les équations de dérive fluide électrostatique sans hypothèse de séparation d’échelle, ce qui permet de traiter avec le même outil les problématiques de transport à grande échelle comme les phénomènes de turbulence à petite échelle. Deux versions du code ont été développées et validées : l’une se place dans les lignes de champ fermées ; l’autre, plus lourde numériquement, inclut à la fois la Scrape Off Layer (SOL) et la partie externe du plasma confiné. Dans une dernière partie, le code est appliqué à la problématique des asymétries poloïdales sur les écoulements de matière dans la SOL, observées expérimentalement mais dont l’origine reste difficile à expliquer. Les simulations reproduisent l’ordre de grandeur des amplitudes mesurées et mettent à jour deux mécanismes distincts susceptibles de jouer un rôle dans ce phénomène, l’un à grande échelle, l’autre au niveau de la turbulence. Le premier vient d’un couplage entre les dérives à grande échelle et les effets de courbure dans la SOL, le second est lié à un ballonnement du flux radial turbulent côté faible champ. Enfin, l’importance de la résistivité parallèle du plasma sur les caractéristiques du transport turbulent est analysée et nous revenons sur l’impact d’une injection localisée de matière sur les propriétés de la turbulenceParticle transport in the edge of tokamaks plays a decisive role both in the center on plasma performances, since it governs the building of density profiles from external particle fuelling, and in the edge on the lifetime of plasma facing components, since it determines particle and energy fluxes reaching the wall. However, this subject has been little explored due to the complexity of modelling the interaction, in the same volume, of the plasma with strong particle, momentum and energy sources and sinks. In the perspective of ITER, the capability of gas puffing systems to reach required density levels without degrading the confinement, as well as the properties of density profiles and flows near the pedestal and in the SOL, remain open questions. This thesis contributes to the effort aiming at giving a better understanding of the mechanisms governing particle fluxes in the edge plasma and their impact on these questions. In a first phase of our work, we present an original approach for the modelling of fuelling by gas puffing, focusing on the thermal impact of the injection on the plasma. On the basis of analytical and numerical models with a reduced number of dimensions, we demonstrate the existence of thermal bifurcations trigerred by the injection and their importance in the dynamics of the neutral penetration and of the plasma relaxation. In the case of Tore Supra, we show that the local cooling linked to a strong injection allows a deeper penetration of particles (r/a = 1. 1 to r/a = 0. 9), but can also lead to a thermal instability of the whole plasma below a given ratio heating power / particle source. The extrapolation of this study for ITER remains pessimistic on the penetration depth of neutrals. However, the sensitivity of the results of these simplified models to the interaction between the parallel and perpendicular directions show that the developpement of numerical tools modelling coherently particle transport in both directions is necessary to progress on these questions. This led to the design of a 3D code presented in the second part of this work. This new tool is a full-torus code, including curvature effects. It solves electrostatic fluid drift equations without scale separation hypothesis, which allows to address with the same tool issues linked to large scale transport as well as micro-turbulence. Two versions of the code have been developped and validated : one treats exclusively closed field lines ; the other, more demanding from the numerical point of view, includes both the Scrape Off Layer (SOL) and the external part of the confined plasma. In a last part, the code is used to address the issue of poloidal asymmetries of parallel flows in the SOL which are observed experimentally but whose origin is not fully clear yet. Simulations reproduce the order of magnitude of measured amplitudes and evidence two different mechanisms which are likely to play a role in this phenomenon, the first at large scales, the other linked to turbulence. The former leans on a coupling between large scale drifts and curvature effects in the SOL while the latter is linked to the ballooning of the radial turbulent flux on the low field side. Finally, the importance of the plasma parallel resistivity on the characteristics of the turbulent transport is analysed as well as the impact of a localized particle injection on the local properties of turbulence
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Belkhelfa, Yazid. "Etude du comportement dynamique et du transfert de matière et de chaleur entre des particules sphériques et un écoulement laminaire ou turbulent." Electronic Thesis or Diss., Rouen, INSA, 2008. http://www.theses.fr/2008ISAM0013.
Анотація:
A caractérisation de l’écoulement, du transfert de chaleur et de masse lors du déplacement de gouttelettes de diamètre inferieur au millimètre dans un milieu extérieur font l’objet de notre étude. La première partie présente l’état de l’art des connaissances théoriques et expérimentales des comportements aérodynamiques ainsi que les mécanismes de transfert thermiques et massiques intervenant entre une phase dispersée et une phase continue. La deuxième partie est consacrée à l’étude du phénomène d’évaporation d’une gouttelette mono-dispersée en chute libre dans l’air. Pour cela, nous avons réalisé un dispositif expérimental. Les mesures, nous permettent de prédire l’évaporation de la gouttelette en fonction des caractéristiques physico-chimiques et de l’hygrométrie du milieu extérieur. Pour la modélisation du transfert de chaleur et de masse nous avons utilisé un modèle simple qui tient en compte du couplage entre le mouvement et les phénomènes de transferts, validé dans une précédente étude au sein du laboratoire. Un bon accord est observé. La troisième partie traite de la simulation numérique de l’interaction entre les particules sphériques dans un régime laminaire. Tout d’abord, nous avons proposé et validé un modèle simple qui ne tient pas en compte des phénomènes d’interaction. Les résultats obtenus sont en concordance avec la littérature. Par la suite, nous avons étudié l’interaction entre trois particules identiques et co-alignées. Ce modèle tient compte de la nature de la particule, du nombre du Reynolds et de la distance de séparation. Nous avons validé ce travail par une comparaison avec une étude précédente que nous avons généralisé. La dernière partie est cernée sur l’étude de la dispersion des gouttelettes dans un écoulement turbulent homogène et isotrope. Pour cela, nous avons proposé un modèle Lagrangien de suivi des trajectoires. La production de la turbulence est assurée par une condition de turbulence de grille. Nous avons considéré que les caractéristiques moyennes de l’écoulement fluide sont connues. La sélection des fluctuations de vitesse turbulente est assurée par une méthode probabiliste gaussienne que nous avons développée. La fluctuation est conservée durant un certain temps lié à turbulence, elle est renouvelée au cours du calcul. Ce renouvellement est donné par le temps caractéristique de turbulenceThe characterization of flow, mass and heat transfer during moving droplets of diameter inferior to the millimetre makes the object of our study. In the first part, we present the theoretical and experimental knowledge. In the second part, we studied the evaporation of a free falling droplet in the air. In the third part, we make a simulation of the interaction between the spherical particles in laminar flow. This model takes into account the nature of the particle, the Reynolds number and the separation distance. In the last part, we study the dispersion of droplets in a homogeneous and isotropic turbulent flow
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Pereda, Jorge. "Formation des microstructures de solidification dans des alliages transparents modèles des alliages métalliques." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0174/document.
Анотація:
Pendant la solidification d’alliages se développe au niveau de l’interface solide-liquide une microstructure dont les caractéristiques influencent fortement les propriétés macroscopiques du matériau. Sa formation est un processus dynamique dans lequel le réseau émerge, s’organise et s’ordonne progressivement. Sur terre, la convection dans la phase liquide perturbe la formation de cette microstructure. Pour éliminer la convection tout en conservant des échantillons tridimensionnels, des expériences en solidification dirigée d'alliages transparents (matériaux organiques modèles des alliages métalliques) ont été réalisées dans l’instrument DECLIC–DSI (CNES–NASA), en régime de transport diffusif à bord de la Station Spatiale Internationale. Une quantité considérable de données brutes a été obtenue durant la campagne d’expériences qui s’est déroulée entre 2010 et 2011.L’objectif de ces travaux de thèse est d'analyser la dynamique de formation et d’évolution du réseau interfacial, de sa naissance à l’état stationnaire. Afin d’exploiter les données, il a fallu développer des procédures performantes d’analyse d’images permettant le traitement automatisé de séquences complètes d’images. Nous avons également développé une procédure permettant d’analyser les séquences d’images interférométriques et ainsi de suivre l’évolution temporelle de la forme tridimensionnelle de l’interface.Deux axes principaux structurent ces travaux : d’une part, l’étude des mécanismes de sélection de l’espacement primaire, taille caractéristique de la microstructure; et d'autre part, la caractérisation approfondie du régime oscillant, instabilité secondaire du réseau cellulaireThe study of solidification microstructure formation is of utmost importance for the design and processing of materials, as solid-liquid interface patterns largely govern mechanical and physical properties. Pattern selection occurs under dynamic conditions of growth. The materials of choice for direct visualization of interface dynamics are transparent organic analogs. On Earth, convection alters the formation of cellular and dendritic microstructures. The micro-gravity of Space is therefore mandatory for fluid flow elimination in bulk samples. Over a hundred days of experiments between 2010 and 2011 were carried out in the DECLIC-DSI, (CNES-NASA) onboard the International Space Station. During the experimental campaign, a huge amount of data, mainly images, was obtained. The objective of this thesis work is to study the dynamics of formation and evolution of the interfacial array, from its birth to its steady state.A significant amount of work was the development of in-house software to robustly treat the white-light and interferometric image sequences.Two major topics are examined in this work: First, the study of the selection of primary spacing (the microstructure's characteristic size). Second, the in-depth characterization of pattern oscillation, which is a secondary instability of the cellular pattern. The analysis of the results is supported by 3D phase-field simulation, undertaken by the modellers in this team and in the team of Pr. A. Karma (Northeastern University, Boston)
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Baup, Stéphane. "Elimination de pesticides sur lit de charbon actif en grain en présence de matière organique naturelle : élaboration d'un protocole couplant expériences et calculs numériques afin de simuler les équilibres et les cinétiques compétitifs d'adsorption." Poitiers, 2000. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00983252.
Анотація:
Face a la pollution persistante des eaux naturelles par les pesticides, le charbon actif en grain (cag) represente une reelle possibilite de traitement, de plus en plus souvent mis en uvre en potabilisation. L'efficacite de ce traitement depend des equilibres et des cinetiques d'adsorption, de l'hydrodynamique du reacteur et de la competition avec la matiere organique naturelle contenue dans les eaux brutes destinees a la potabilisation. Dans ce cadre, l'objectif de cette recherche est double : elaborer un protocole d'acquisition des parametres d'equilibre et de cinetique d'adsorption competitive et concevoir un logiciel de simulation de l'adsorption sur lit de cag. L'approche theorique s'appuie sur : (1) le modele de la diffusion de surface homogene (hsdm) qui prend en compte le coefficient de transfert de masse externe (k f) et le coefficient de diffusion superficielle (d s) pour modeliser la cinetique d'adsorption, (2) la theorie de la solution adsorbee ideale (iast) pour modeliser la competition et (3) l'introduction d'un compose fictif (ebc) qui represente la matiere organique naturelle. Le travail experimental consiste d'une part a realiser des isothermes d'adsorption sur l'eau ultra pure, l'eau reelle et l'eau reelle diluee par de l'eau ultra pure afin d'obtenir les parametres d'equilibre. D'autre part, des cinetiques d'adsorption, effectuees sur colonne differentielle d'adsorption (dcbr), permettent d'acquerir les coefficients de diffusion superficielle. Les programmes de simulation ont ete concus, ecrits et valides sur plusieurs resultats issus de la litterature. Ces programmes ont ensuite ete impliques dans le protocole global de simulation du filtre de charbon actif en grain reel. Pour une eau naturelle, ce protocole
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Hage, Hassan Maya. "Méthodologies de conception optimale de systèmes de conversion électromécanique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01002008.
Анотація:
Cette thèse traite de la conception de systèmes électromécaniques, en particulier des machines électriques dédiées à des applications de traction. La démarche adoptée allie précision des résultats et réduction du temps de calcul du processus. A cet égard, deux thèmes ont été abordés dans cette thèse. Le premier thème concerne la modélisation de machines électriques et l'utilisation de méthodes semi-numériques. Une architecture de réseau de réluctances est proposée pour analyser les performances de machines à flux axial. Elle permet la prise en compte de l'aspect temporel et la caractéristique non-linéaire des matériaux ferromagnétiques. Des modèles basés sur la méthode des éléments finis ont été établis pour valider les résultats de modélisation. Le faible écart entre modèles numériques et semi-numériques montre le bien fondé des méthodes proposées. Des dimensionnements offrant un compromis entre précision de la solution finale et temps de calcul font l'objet du second thème de la thèse. La technique du Space Mapping est connue pour son efficacité, elle permet d'exploiter à moindre coût un modèle précis. Deux techniques qui en dérivent sont proposées en associant la modélisation par réseau de réluctances et des techniques d'optimisation. La première repose sur la modélisation de l'erreur entre des modèles de précisions différentes par une fonction à bases radiales. La deuxième intègre la correction de l'erreur dans la résolution des réseaux de réluctances en couplant les modèles linéaire et non-linéaire d'une machine électrique.
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Jouon, Aymeric. "Hydrodynamique et transport de particules en suspension dans le lagon Sud-ouest de Nouvelle-Calédonie." Toulon, 2007. http://www.theses.fr/2007TOUL0010.
Анотація:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une étude conduite depuis plusieurs années par l'IRD qui vise à mieux connaître les processus de l'hydrodynamique et du transport d'éléments dissous et de particules dans le Lagon Sud-Ouest de Nouvelle Calédonie (SINC). Les travaux présentés s'appuient sur des mesures de terrain el la modélisation numérique. Le premier volet de la thèse vise à synthétiser l'abondante information produite par un modèle numérique hydrodynamique (MAKS3D). Des indices relatifs au renouvellement des masses d'eau et ayant la dimension d'un temps, communément appelés temps de résidence, sont élaborés à partir d'outils numériques. La signification de ces indices, leur mode de calcul et leur application au SINC sont exposés. Plusieurs applications mettent en évidence les effets de l'hydrodynamique sur des processus biologiques et biochimiques. Hors période de crue, les sédiments fraîchement déposés constituent la principale source de particules en suspension. Les tensions de cisaillement provoquées par les effets combinés de la houle et du courant provoquent leur remise en suspension. Pour les calculer en tout point, il est nécessaire de simuler précisément le champ de vagues. La seconde partie de la thèse est consacrée. Pour cela, le modèle de houle Wavewatch est adapté au SLNC et validé par des mesures directionnelles de vagues. Le troisième et dernier volet de la thèse est focalisé sur la détermination des propriétés physiques des particules en suspension. Ces paramètres (concentration par classe granulométrique. Densité, vitesse de chute) sont nécessaires : pour modéliser le transport des particules. Ce travail s'appuie sur des mesures in siiu et des expériences en laboratoire réalisées à l'aide d'un granulomètre laser. Les résultats mettent eu évidence l'importance de la bio agrégation en milieu corallienThis thesis participates to a study that has been lead for several vears by IRD which aims increased knowledge of hydrodynamics and transport of dissolved substances and particles on the South-west Lagoon of New Caledonia (SLNC). This work stands on field measurements and numerical modelling. The first step of this thesis is an attempt to Synthesise the great amount of data produced by a numerical hydrodynamic model (MARS3D). Indexes having the dimension of time and related to the renewal of water masse Mere computed from numerical Tools applied to the In drodynamic model. The computation methods, the significance and the application of these indexes to the Southwest Lagoon of New-Caledonia (SLNC) are exposed. Examples of application of these indexes aiming to quantity the influence of hydrodynamics on biological processes are shown. Out of flooding periods, the re-suspension of freshly deposited sediments is the main source of suspended particles! on the SLNC. The combined actions of waves and currents induce a bottom shear stress that is responsible for particle re-suspension. In order to access the wave field characteristics, a wave model (WavewatchlII) was implemented over the SLNC. It was \alidated by in situ directional measurements of the wave field. The last part of this thesis focuses on the determination of physical properties of suspended particles such as particle si/e distributions, density, and fall velocit), are compulsory to model particle transport. I his work stands on in situ measurements and laboratory experiences performed with laser particle si/e anal\ser. Results emphasis the importance of bio-aggregation in a coral reef ecosystem
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Gardan, Erwan. "Etude des disques externes de galaxies spirales : observation et modélisation de Messier 33." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13474.
Анотація:
Au delà du rayon optique s'étend le disque externe. Ce réservoir de matière susceptible de former des étoiles est mal connu. Les étoiles se formant dans les nuages moléculaires, il est important de connaître la quantité de gaz moléculaire dans le disque externe pour comprendre la formation d'étoiles observée loin dans le disque de certaines spirales par le satellite GALEX. De plus les grands relevés de galaxies montrent une évolution de la densité de formation d'étoiles jusqu'à un redshift de 1. L'augmentation de la formation d'étoiles est telle que la conversion de gaz en étoiles doit, semble-t-il, être plus efficace que dans l'Univers local. Ces galaxies lointaines sont caractérisées par une faible métallicité, une couleur bleue et sont riches en gaz mais apparaissent comme des objets ponctuels. M 33, dans le Groupe Local, partage ces caractéristiques et nous avons la résolution spatiale suffisante pour isoler les nuages individuels et étudier la formation stellaire et le milieu interstellaire dans cet environnement de plus près. Nos observations montrent la présence de gaz moléculaire au delà du rayon optique de M 33, et pour la première fois nous avons détecté l'émission 13(en exposant) CO dans le disque externe d'une galaxie. L'émission moléculaire est globalement bien corrélée avec les différents traceurs du milieu interstellaire, à l'exception d'un nuage situé dans une région inter-bras. La détection de ces nuages montre que la formation du gaz moléculaire a lieu même dans les régions de faible métallicité et où la densité d'étoiles est faible comparée à la densité de gaz. A l'aide de nos observations nous pouvons poser des contraintes sur le taus de conversion CO-H2(en indice) et donc donner une estimation de la masse. L'efficacité de formation d'étoiles, ou taux de formation d'étoiles par unité de masse de gaz moléculaire, est 10 fois plus élevée dans M 33 que dans les galaxies de l'Univers Local. Ainsi M 33 partage une propriété de plus avec les galaxies à redshift intermédiaire. Il faut connaître la température de la poussière pour estimer la masse de gaz. Dans le disque externe où le champ de rayonnement est faible, de la poussière a été observée dans certaines galaxies. Nous avons mis au point un modèle de transfert de rayonnement reproduisant les brillances de l'UV à l'IR proche et calculant la distribution de la température de la poussière dans le disque d'une galaxie spirale.
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Vacassy, Robert. "Synthèse et caractérisations de membranes minérales de nanofiltration : Modélisations du transport de matière et de la perméabilité à l'eau." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20082.
Анотація:
Les recents developpements de la chimie du sol gel peuvent s'appliquer a la preparation de particules d'oxydes mineraux capables de generer une structure microporeuse apres frittage. A cette echelle, les interactions entre le materiau membranaire et les solutes deviennent tres importantes. Zro#2 et mgal#2o#4 ont ete choisis comme materiaux membranaires en raison de leur stabilite thermique. Apres optimisation des conditions de synthese au moyen de caracterisations statiques sur poudres, ces deux oxydes mineraux ont presente une structure entierement microporeuse avec des particules de taille nanometrique. De plus, ils ont developpe de grandes surfaces specifiques qui induisent des densites de charge elevees. Le developpement de la membrane zircone s'est poursuivi par une optimisation du processus d'elaboration et de depot de la couche microporeuse. Des retentions en solutes modeles dans la gamme de la nanofiltration ont ete obtenues avec des permeabilites elevees. La forte densite de charge de la zircone stabilisee assure la retention de 90% d'ions sulfates a ph basique. Le caractere amphotere du materiau membranaire a ete mis en evidence. Les caracterisations des interactions membrane-solute ont montre l'influence de l'adsorption specifique des ions sur la retention en electrolytes. Aux fortes pressions, une chute de la retention en electrolytes a ete observee et des modeles ont ete proposes pour tenter d'expliquer ce phenomene. Le modele de diagenese, utilise en geophysique des sols a permis de mettre en relation les flux developpes avec la structure granulaire du materiau. En particulier, il a ete demontre que la couche mesoporeuse intermediaire du support contribuait enormement a la resistance hydraulique totale de la membrane
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Zimmermann, Albert. "Simulation du transfert de matière multiconstituant en colonne d'extraction à l'aide d'un bilan de population de gouttes." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT071G.
Анотація:
Le fonctionnement d'une colonne d'extraction liquide-liquide est essentiellement caracterise par l'hydrodynamique, le transfert de matiere multiconstituant et l'equilibre thermodynamique. Pour la simulation et la conception d'un procede d'extraction differentes approches ont ete poursuivies, chacune d'elles privilegiant au niveau du modele l'un de ces trois aspects. L'objectif du travail est de proposer un modele qui couple la description detaillee de l'hydrodynamique et du transfert de matiere multiconstituant. L'approche choisie repose sur le concept d'etage dit de non-equilibre. Des facteurs empiriques tels que l'efficacite d'etage, introduits dans la litterature pour tenter de pallier les deficiences des modeles d'etages theoriques, sont entierement supprimes. L'interphase est representee par un modele de double film, dans lequel l'equilibre thermodynamique est admis. Les flux de transfert de tous les constituants sont decrits en ne faisant intervenir que des parametres binaires locaux. Sur le plan hydrodynamique, un modele de population de gouttes a ete adopte afin de prendre en compte le caractere polydisperse de la phase dispersee. Ainsi, le modele repose explicitement sur les mecanismes fondamentaux de transport, de rupture et de coalescence des gouttes. La colonne est representee par une sequence d'etages avec debits de retour permettant de representer un ecoulement de type piston-dispersion pour les deux phases. Sur chaque etage, les equations de bilan matiere, de flux de transfert et d'equilibre thermodynamique sont etablies. La comparaison avec des donnees experimentales montre que le modele est capable de predire avec precision le fonctionnement d'une colonne d'extraction liquide-liquide. Bien que l'ecriture du modele soit tres centree sur des transferts liquide-liquide, la generalisation a tout probleme diphasique parait possible
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Abdelmoumni, Lei͏̈la. "Epuration et transfert de matière en réacteur anaérobie membranaire." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20095.
Анотація:
Ce travail a pour objectif d'analyser le comportement epuratoire de decomposeurs methanogenes de l'acide acetique confines dans une boucle de micro ou d'ultrafiltration a travers une membrane minerale. Le systeme est tres homeostatique malgre de grandes variations sur le temps de passage de la phase liquide. L'elimination du cot se stabilise a 95% ; la membrane m14 a pu etre identifiee comme celle qui offre les meilleures densites de flux (120 l/h. M#2 a une pression de 0,5 bar et une contrainte de cisaillement de 28 pascals). L'utilisation d'un promoteur de turbulence permet d'ameliorer le flux d'au moins 50% ; la membrane m14, dans ce cas, permet d'atteindre une densite de flux de plus de 200 l/h. M#2. L'identification de la fraction granulometrique responsable du colmatage et la modelisation de l'ecoulement montrent que l'encrassement est du essentiellement a un depot de particules a la surface de la membrane
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Majidi, Behzad. "Discrete Element Method Applied To The Vibration Process Of Coke Particles." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29386/29386.pdf.
Анотація:
Les propriétés physiques, mécaniques et chimiques des matières premières ont un effet majeur sur la qualité des anodes en carbone pour le procédé de production d’aluminium. Ce travail tente d’étudier la faisabilité de l’application de simulation de la Méthode des Élément Discrets (DEM) à la technologie de production d’anodes. L’effet de la forme des particules et de la distribution de leurs tailles sur la densité apparente vibrée (VBD) d’échantillons de coke sec est étudié. Les particules de coke sont numérisées en utilisant des techniques d’imagerie à deux et trois dimensions. Ces images donnent les formes et les aspects réels des particules qui sont utilisées pour les modèles DEM pour les tests VBD pour le codage de flux de particules (PFC). Le coefficient de friction interne des particules de coke est estimé par la méthode de mesure d’angle au repos. Les résultats ont montrés comme attendu, que la VBD des échantillons de coke est affectée par la forme et la distribution de taille des particules. Les simulations à deux dimensions ont confirmé qu’en général, les échantillons formés de particules de tailles poly-dispersées ont une VBD plus haute que ceux dont la taille des particules est mono-dispersée. De plus, la VBD des échantillons augmente lorsque la fraction de grosses particules augmente. Cependant, la présence de 10 % massique de particules fines est nécessaire pour remplir les pores entre les grosses particules. De même pour la simulation 3D, le modèle suit la tendance des données expérimentales montrant que dans une éprouvette de 2,9 cm de diamètre, l’augmentation de la quantité de particules de - 4+6 mesh (de 3,36 à 4,76 mm) engendre une augmentation de la VBD. En conclusion, un modèle DEM approprié est capable de prédire le réarrangement des particules et l’évolution de la densité pendant le processus de vibration.Physical, mechanical and chemical properties of raw materials have considerable effects on quality of carbon anodes for aluminium smelting process. The present work attempts to investigate the feasibility of application of Discrete Element Method (DEM) simulations in anode production technology. Effects of coke particles shape and size distribution on vibrated bulk density (VBD) of dry coke samples are studied. Coke particles are digitized using two-dimensional and three-dimensional imaging techniques and real-shape particles are used in DEM models of VBD test in Particle Flow Code (PFC). Internal friction coefficient of coke particles were estimated by means of angle of repose tests. Results showed that, as expected, VBD of coke samples is affected by shape and size distribution of the particles. Two-dimensional simulations confirmed that in general, mixed-sized samples have higher VBD than mono-sized cokes and as the fraction of coarse particles increases vibrated bulk density increases. However, existence of 10 wt.% of fine particles to fill the pores between coarse particles is essential. For 3D simulations also, the model follows the trend of experimental data showing that in the container of 2.9 mm diameter, as the content of -4+6 mesh (3.36-4.76 mm) particles increase, VBD increases. It can be concluded that a well-tailored DEM model is capable of predicting the particle rearrangement and density evolution during the vibration process.
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Quittau, François. "Vers un comportement de synthèse de particules cohésives par une approche de nanomécanique." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0035.
Анотація:
Ce travail est une tentative d'aborder le comportement mecanique de materiaux coherents a partir des connaissances fines de la matiere. Cette approche tend a donner une base physique a l'etude des lois de comportement phenomenologiques, etude qui devient particulierement difficile dans le cas de materiaux heterogenes le long de chemins de chargement thermo-hydro-mecaniques et physico-chimiques complexes. En partie 1 du memoire, on trouvera un condense des connaissances fondamentales sur la structure de la matiere, oriente vers la description des argiles qui est le materiau coherent de reference en genie civil. En partie 2, on aborde l'aspect quantitatif de la description fine de la matiere grace a la notion d'interactions entre entites atomiques et moleculaires, aspect a la base de toute tentative de modelisation. En partie 3, les donnees quantitatives de la partie 2 sont appliquees au probleme de simulation numerique de structures naturelles, en vue de valider les lois d'interactions proposees. En partie 4, sur la base des lois d'interaction de la partie 2, on aborde l'etude du comportement des structures de synthese construites en partie 3, grace a des experiences numeriques de comportement. En conclusion sont exposes les espoirs que peuvent faire naitre ces premiers resultats de nanomecanique
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Boichot, Raphael. "Filtration des particules issues des moteurs Diesel par matrices fibreuses plongées dans un champ électrique." Chambéry, 2005. http://www.theses.fr/2005CHAMS008.
Анотація:
La filtration des particules diesel est un enjeu industriel et environnemental majeur depuis la découverte des effets cancérigènes de ces particules et l'avènement des réglementations drastiques Euro IV (2005) et V (2008-2010). Le but de cette étude est de montrer la faisabilité industrielle d'une filtration de ces particules sur un support métallique fibreux plongé dans un champ électrique. Le procédé prend la forme d'un électrofiltre fil-cylindre à contre-électrode poreuse à travers de laquelle passe tout le gaz traité. Il a été montré que ce procédé pouvait avantageusement être utilisé comme agglomérateur de particules et permettait un glissement de taille d'un facteur 50 des particules diesel. Le procédé, de par sa conception originale, permet de travailler avec des temps de séjour de quelques millisecondes et avec une forte intensité énergétique, ce qui entraîne par conséquent un volume extrêmement réduit compatible avec un montage sur véhicule. Sur un plan technique, le filtre électrostatique s'est montré peu tributaire des matériaux utilisés, en terme de matrices filtrantes et d'électrodes haute tension, mais très influencé par contre par la polarité de la haute tension et la qualité de l'isolation électrique. Les derniers essais avec un montage optimisé ont permis d'obtenir des abattements minimums de 90% en nombre de la phase particulaire submicronique diesel sur cycle NEDC avec des surconsommations carburant estimées de moins de 1%, ce qui correspond à peu près à une énergie volumique de 1 Joule par litre de gaz traité. Cette étude a permis de mettre au point un modèle mathématique de l'agglomérateur intégrant les toutes dernières avancées sur les méthodes numériques de résolution des équations de Maxwell en présence de charge espace, sur la prise en compte de la turbulence et sur le traitement des particules diesel comme amas fractaux. Le procédé est actuellement dans une phase d'industrialisation très avancéeThe filtration of diesel particulate matter is a major industrial and environmental stake, since the discovery of carcinogenic effects of this kind of particles and the advent of Euro IV (2005) and Euro V (2008-2010) regulations. The aim of this study is to point out the industrial practicability of filtration of this particles by a fibrous media immersed in an electric field. The global shape of this process is a wire-to-cylinder electrostatic precipitator with an porous earth collecting electrode, the whole flow passing through it. It was shown that this process is essentially an agglomerator and not a filter, and that it allows an increase by 50 of the mean diameter of particles. The process, by its completely new and original shape, allows to work with only several millisecondes of residence time. The energetic intensity is so important that the whole volume is compatible with an installation on vehicles. On a technical point of view, the efficiency of this electrostatic agglomerator depends only little on the fibrous matrices or high voltage electrodes used. It is in return very influenced by the quality of electric insulation by ceramic plugs between the canning and high voltage electrodes, and by the discharge polarity. During the last tests with a very optimised agglomerator, we obtain a decrease of 90% in number of the submicronic particulate matter (on a NEDC cycle), with a fuel over-consumption of less than 1%, which corresponds to an "volumic energy” of about 1 Joule per litre. A mathematical model of agglomerator was constructed during this study, integrating the last recent improvements in numeric simulation of Maxwell's equations in presence of space charge, integrating the particle turbulence and taking into account the fractal dimension of diesel aerosol particles. The process is nowadays in an advanced industrialisation stage
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Thill, Antoine. "Agrégation des particules : structure, dynamique et simulation : application au cas d'un écoulement stratifié : l'estuaire du Rhône." Phd thesis, Aix-Marseille 3, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00109390.
Анотація:
Ce travail a pour objectif de comprendre et de mesurer les processus d'agrégation et leur impact sur le transport et le dépôt de matière à l'interface entre l'eau douce et l'eau de mer. Il combine des mesures de terrain au niveau de la zone de mélange du grand Rhône, des expériences de laboratoires et une étude numérique de l'agrégation.En effet, afin de mener à bien cette étude, il a fallu développer de façon préliminaire différents outils. On a ainsi mis au point deux nouvelles méthodes de mesure expérimentale de la structure des agrégats qui échappent aux techniques existantes. Ces méthodes permettent, outre une meilleure connaissance du système, de développer et de valider un nouveau modèle de la cinétique de croissance des agrégats. Ce modèle numérique prend en compte la dimension fractale des agrégats ainsi que sa variabilité. Il est validé par confrontation à des données issues de la bibliographie et l'expériences.
Une étude de terrain dans l'estuaire du grand Rhône est menée dans des conditions hydrodynamiques contrastées (étiage, débit moyen et crue). Elle a permis d'obtenir, pour la première fois, une série de mesures de tailles de particules tout au long de la zone de mélange. Il est établi que les particules les plus grosses (supérieures à 5 microns) présentent une évolution contrôlée par la dilution, la sédimentation et
éventuellement la remise en suspension. Par contre, les particules plus petites (2 à 5 microns) montrent une augmentation de leur concentration le long de la zone de mélange. Dans les premiers temps du mélange, cette augmentation est liée à la fragmentation d'agrégats. Il est possible de montrer ensuite i) que l'agrégation des colloïdes ne peut expliquer cette augmentation que si ceux ci ne réagissent pas avec les fractions de tailles supérieures et présentent une réactivité très supérieure à la réactivité moyenne (alpha : 0.009) et ii) que la production primaire est un mécanisme probable pour expliquer cette augmentation.
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Idoughi, Mohand Laïd. "Extraction de modèles thermiques simplifiés des machines électriques à partir d'un calcul du champ de températures." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00664666.
Анотація:
L'élévation de la température est l'un des principaux paramètres limitant la puissance nominale des machines électriques. La température atteinte au niveau des bobinages, peut avoir de graves conséquences sur le système d'isolation des enroulements et peut ainsi réduire la durée de vie des machines électriques. Le travail de recherche effectué dans cette thèse s'attache à l'extraction de modèles thermiques simplifiés permettant la prédiction des niveaux d'échauffement. Nous avons alors mis en place une démarche basée sur une méthode numérique (Finite Intgeration Technique) qui permet une identification naturelle des grandeurs du modèle thermique. Cette démarche nécessite d'homogénéiser le bobinage en le remplaçant par un seul matériau homogène équivalent permettant de reproduire le même comportement thermique du cas réel du bobinage. Pour ce faire, plusieurs techniques d'homogénéisation ont été employées. Nous nous sommes également intéressés aux différentes configurations des conducteurs dans l'encoche en vue d'obtenir une meilleure évacuation de la chaleur dans le bobinage des machines électriques. La démarche proposée dans ce travail a pout objectif d'obtenir des modèles thermiques simplifiés qui peuvent être réduit à un seul nœud pour calculer la température du point chaud. La validité des modèles est évaluée par comparaison aux éléments finis en considérant deux formes géométriques de l'encoche : une encoche simple puis une encoche de géométrie plus complexe que l'on retrouve dans une machine à commutation de flux.
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Benbelkacem, Hassen. "Modélisation du transfert de matière couplé avec une réaction chimique en réacteur fermé." Toulouse, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAT0024.
Анотація:
L'étude a trait aux réactions gaz-liquide appliquées à l'ozonation d'eaux résiduaires. La première partie présente un modèle de description global d'un réacteur gaz-liquide semi-fermé où ont lieu transfert de matière et réactions chimiques irréversibles. Développé dans Matlab, il reprend la résolution du modèle du film et en intègre les résultats dans les bilans matière d'évolution des espèces. Une attention particulière est portée au régime intermédiaire. L'utilisation d'un facteur d'épuisement D associé au facteur d'accélération E permet de comparer l'importance de la réaction dans le film à celle au sein du liquide. La deuxième partie concerne le traitement d'eaux résiduaires par l'ozone. Les expériences sont effectuées en colonne à bulles sur les acides maléique et fumarique. En confrontant les profils expérimentaux et ceux du modèle, les constantes de vitesse d'ozonation sont déterminées. Les profils de E et D permettent de connaître la fraction d'ozone qui réagit dans le filmThis work is related to ozone treatment of organic wastes, a gas-liquid reaction. In the first part, a model is proposed for the description of a semi-batch gas-liquid reactor. This model accounts for mass transfer and for irreversible chemical reactions. Using Matlab, the film model is solved and the results are included in the mass balances within the reactor. The 'intermediate regime' is specially studied by introducing a new parameter, the depletion factor D. Associated with the enhancement factor E, it allows the determination of the part of reaction occurring within the film. The second part of this work is specifically related to ozone treatment of organic wastes. Experiments on maleic acid and fumaric acid ozonation are conducted in a bubble column reactor. The rate constants are determined by a trial and error method which compares experimental and numerical results. The ozone fraction reacting within the film is also determined by following the variation of E and D with time
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Jamin, Frédéric. "Contribution à l'étude du transport de matière et de la rhéologie dans les sols non saturés à différentes températures." Montpellier 2, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006051.
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Druon, Sébastien. "Modélisation et recalage d'objets et d'environnements en déformation viscoplastique : Aide au geste pour les métiers matière." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20213.
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Boissonnat, Philippe. "Étude paramétrique et modélisation des écoulements de la matière par analyse de la distribution des temps de séjour dans trois cuiseurs-extrudeurs bi-vis." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD283.
Анотація:
La compréhension du concept de cuisson-extrusion est complexe. Les trois extrudeurs évoluent (en termes de pression, température, temps de séjour, énergie. . . ) D'une façon identique lorsqu'ils sont soumis à une même perturbation (débit, vitesse de rotation des vis. . . ). Cependant les domaines des variations enregistrées ne sont pas tous superposables lorsque l'on passe d'une machine à l'autre. L'analyse comparée des distributions de temps de séjour et leur modélisation met en évidence un comportement d'ensemble (au niveau des écoulements) très voisin. Les différences apparaissent au niveau de la zone terminale des machines et sont dues en partie aux jeux géométriques entre vis et fourreau différents pour les trois extrudeurs.
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Jiang, Jian. "Modeling of complex network, application to road and cultural networks." Phd thesis, Université du Maine, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00691129.
Анотація:
Many complex systems arising from nature and human society can be described as complex networks. In this dissertation, on the basis of complex network theory, we pay attention to the topological structure of complex network and the dynamics on it. We established models to investigate the influences of the structure on the dynamics of networks and to shed light on some peculiar properties of complex systems. This dissertation includes four parts. In the first part, the empirical properties (degree distribution, clustering coefficient, diameter, and characteristic path length) of urban road network of Le Mans city in France are studied. The degree distribution shows a double power-law which we studied in detail. In the second part, we propose two models to investigate the possible mechanisms leading to the deviation from simple power law. In the first model, probabilistic addition of nodes and links, and rewiring of links are considered; in the second one, only random and preferential link growth is included. The simulation results of the modelling are compared with the real data. In the third part,the probabilistic uncertainty behavior of double power law distribution is investigated. The network optimization and optimal design of scale free network to random failures are discussed from the viewpoint of entropy maximization. We defined equilibrium network ensemble as stationary ensembles of graphs by using some thermodynamics like notions such as "energy", "temperature", "free energy" for network. In the forth part, an union-division model is established to investigate the time evolution of certain networks like cultural or economical networks. In this model, the nodes represent, for example, the cultures. Several quantities such as richness, age, identity, ingredient etc. are used to parameterize the probabilistic evolution of the network. The model offers a long term view on the apparently periodic dynamics of an ensemble of cultural or economic entities in interaction.
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Yang, Fan. "Modèles topologiques de Majorana Fermions et nouvelles applications." Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAX041.
Анотація:
Nous présentons une étude théorique des modèles topologiques hébergeant le fermion Majorana qui est sa propre anti-particule, avec une sonde pertinente d'intrication quantique et un protocole expérimental pour l'ingénierie quantique en cQED. Dans la première partie, par des effets de proximité, nous abordons les systèmes de fils supraconducteurs topologiques, où les fermions de Majorana émergent comme modes d'énergie nulle aux bords. En variant les forces des couplages inter-fils et en changeant les flux de champs magnétiques orbitaux, nous montrons une interaction entre la supraconductivité topologique des ondes p et les états Hall quantiques. Pour les deux autres parties de la thèse, nous nous concentrons sur les liquides de spin de Kitaev qui peuvent être résolus exactement dans une représentation de fermion Majorana. Nous introduisons les fluctuations des liaisons de valence pour caractériser les transitions de phase entre les phases abélienne et non abélienne, et trouvons une relation générale avec l'entropie d'enchevêtrement. Pour simuler ces états Majorana à plusieurs corps, nous proposons un circuit de boîte supraconductrice pilotée avec des généralisations aux ensembles de boîtes couplées. Là, une variété de modèles peuvent être implémentés, y compris le code torique, la chaîne Ising aléatoire ainsi que le modèle SYK MajoranaWe present a theoretical study of topological models hosting Majorana fermion which is its own anti-particle, with relevant probe of quantum entanglement and experimental protocol for quantum engineering in cQED. In the first part, by proximity effects we address the topological superconducting wire systems, where Majorana fermions emerge as zero-energy modes at edges. By varying strengths of inter-wire couplings and changing fluxes of orbital magnetic fields, we show an interplay between topological p-wave superconductivity and quantum Hall states. For the remaining two parts of the thesis, we focus on Kitaev spin liquids that can be exactly solved in a Majorana fermion representation. We introduce valence bond fluctuations to characterize phase transitions between Abelian and non-Abelian phases, and find a general relation with the entanglement entropy. To simulate these many-body Majorana states, we propose a driven superconducting box circuit with generalizations to coupled box ensembles. There, a variety of models can be implemented including the toric code, the random Ising chain as well as the SYK Majorana model