Дисертації: "Modélisation de charge résidentielle"

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Grandjean, Arnaud. "Introduction de non linéarités et de non stationnarités dans les modèles de représentation de la demande électrique résidentielle." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00817969.

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La problématique développée dans la thèse est d'estimer, dans une démarche prospective et dans un but d'anticipation, les impacts en puissance induits par les ruptures technologiques et comportementales qui ne font pas aujourd'hui l'objet de mesures dans les panels. Pour évaluer les modifications sur les appels de puissance du parc résidentiel engendrées par ces profondes transformations,un modèle paramétrique, bottom-up, techno-explicite et agrégatif est donc nécessaire. Celui-ci serait donc destiné à la reconstitution, de manière non tendancielle, de la courbe de charge électrique résidentielle. Il permettrait ainsi de conduire la simulation de différents scénarios d'évolution contrastés. L'élaboration d'un tel modèle constitue le sujet de ce doctorat.Pour répondre à cette problématique, nous proposons une méthode conceptuelle originale de reconstitution de courbe de charge. Sa mise en application centrée sur la génération de foisonnement d'origine comportementale a conduit à la modélisation d'un certain nombre de concepts. Ce travail a abouti à l'élaboration d'un algorithme stochastique destiné à représenter le déclenchement réalistedes appareils domestiques. Différents cas d'application ont pu être testés et les résultats en puissance ont été étudiés. Plus particulièrement pour analyser le foisonnement visible à un niveau agrégé, nous avons mis en place une méthodologie nouvelle basée sur une distance adaptée aux courbes de charge. Finalement, nous avons cherché à identifier des comportements réels d'usage des appareils. Pour cela, nous avons conduit différents travaux de classification de courbes de charge.

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Peigné, Pierre. "Modélisation dynamique de l'offre et de la demande énergétique des territoires ruraux : application au secteur résidentiel." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR1801/document.

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Les territoires ruraux disposent du principal gisement d’énergie renouvelable en France. Les réseaux énergétiques y sont moins denses que dans les zones urbaines et certains vecteurs, tels que le gaz, en sont souvent absents. Or, alors que les systèmes énergétiques urbains ont été abondamment étudiés, les spécificités de la demande énergétique rurale restent méconnues, notamment dans le secteur résidentiel. Des travaux récents mettent en avant les enjeux liés à la décentralisation du système énergétique français et le besoin d’une connaissance fine de l’offre et de la demande, tant sur le plan spatial que temporel. Ce travail de thèse poursuit deux objectifs. Tout d’abord il s’attache à identifier les spécificités de la consommation énergétique des logements ruraux par rapport aux logements urbains. Ensuite, il vise à analyser la réponse que peut apporter le gisement local d’énergie renouvelable à la demande résidentielle sur un territoire mixte urbain-rural, dans une optique de territoire à énergie positive – équilibre annuel entre l’offre et la demande énergétique du territoire
Rural areas have the main resources of renewable energy in France. Energy networks are less dense there than in urban areas and some energy vectors, like gas, are often missing. However, as urban energy systems have been widely studied, the specificities of rural energy demand remain little-known, especially for the residential sector. Recent works highlight new challenges related to decentralization of the French energy system and the need for fine knowledge of demand and supply, on both spatial and time scales. This research work pursues two objectives. First, it commits to identify the specificities of rural housing energy consumption. Then, it aims at analyzing the potential response of local renewable energy sources to the residential demand in a mixed urban-rural territory, in a 100 % RES process – equilibrium between annual energy demand and supply on the territory

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Akiri, Preston E. G. "Modélisation de la mobilité résidentielle : l'exemple du Havre." Rouen, 1989. http://www.theses.fr/1989ROUEL078.

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L’ouvrage concerne l’étude et la modélisation de la mobilité résidentielle, par l’application d’un modelé d’entrées-sorties (chaines de Markov) sur le parc de logements du Havre. Il fournit une évaluation de la demande de logements en donnant le nombre moyen de mouvements de ménages provoqués par chaque logement disponible dans le parc. Le modèle présenté constitue ainsi un outil d’aide à la décision (prévision, tests d’hypothèses sur l’offre et sur la demande, et simulation du marché du logement)
This work concerns the study and the modelling of residential mobility through the application of an input-output model (markov chains) on the le havre housing market. It provides an evaluation of housing needs (demande) by giving the average number of moves that are made as a result of each dwelling that become available in the housing market. The model presented is thus seen as a tool that could help for decision-making (prevision, testing of hypotheses on demande and supply. And for the simulation of housing opportunities in the market)

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Patin, Mathieu. "Étude des technologies de l'hydrogène-énergie appliquées aux bâtiments à faible impact carbone." Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2024. http://www.theses.fr/2024UBFCD038.

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Le bâtiment est un des secteurs les plus énergivores au niveau mondial. Pour répondre à la demande des bâtiments résidentiels de manière décarbonée, l’énergie photovoltaïque est couramment utilisée. Cependant, le déphasage temporel entre la production photovoltaïque et la demande des habitations entraîne des périodes de surproduction. Le travail présenté ici cherche à estimer le potentiel des systèmes hydrogène-énergie pour rentabiliser ce surplus d’énergie.Pour cela, un modèle pouvant modéliser des profils de charge électrique, thermique et de production photovoltaïque cohérents, continus et variés est implémenté, paramétré et amélioré. À partir de ce modèle, des charges sont générées pour des habitations actuelles et à faible impact carbone (passives). Ce programme est couplé avec une modélisation de système multi-énergies pouvant simuler le comportement énergétique et dynamique de ces composants pour plusieurs échelles, architectures et usages de l’hydrogène. Enfin, des critères énergétiques, économiques et environnementales (à travers les émissions sur le cycle de vie) issus de la modélisation sont utilisés dans une optimisation pour étudier les performances de chaque cas d’études et les tendances de dimensionnement du système multi-énergies.Dans le cadre de notre étude, les résultats montrent que les performances sont variables selon les critères observés, l’architecture étudiée et le mix énergétique du réseau auquel il est raccordé. Sur l’utilisation de l’hydrogène produit pour fournir de l’électricité et de la chaleur (power-to-power), le système se démarque par l’énergie renouvelable qu’il apporte, mais n’est pas compétitif en termes de coût et d’émission avec le réseau électrique français. Cependant, du côté des émissions sur le cycle de vie, le système est viable pour la majorité des mix énergétiques européens. Pour la production d’hydrogène pour de la vente (power-to-gas), l’hydrogène produit n’est pas compétitif économiquement, sans aide financière, alors qu’en terme d’émission sur le cycle de vie, la production peut concurrencer différents usages (transport, industrie, etc.). Enfin, quand utilisé en tant que source d’énergie pour le chauffage, l’hydrogène doit avoir été produit de façon fortement décarbonée pour concurrencer les pompes à chaleur
Buildings are one of the world's most energy-intensive sectors. Photovoltaic energy is widely used to generate low-carbon power for residential buildings. However, the time lag between photovoltaic production and housing demand leads to periods of overproduction. The present work seeks to estimate the potential of hydrogen systems to capture this surplus energy.To this end, a model capable of modeling consistent, continuous and varied electrical, thermal and photovoltaic load profiles is implemented, parameterized and improved. Based on this model, loads are generated for current and low-carbon (passive) housing. This program is coupled with a multi-energy system model capable of simulating the energetic and dynamic behavior of these components for several scales, architects and uses of hydrogen. The energy, economic and environmental (through life-cycle emissions) performances resulting from the modeling are used in an optimization to study the performance of each case study and the sizing trends of the multi-energies system.In our study, the results show that performance varies according to the criteria observed, the architecture studied and the energy mix of the network to which it is connected. When it comes to using the hydrogen produced to supply electricity and heat (power-to-power), the system stands out for the renewable energy it provides, but is not competitive in terms of cost and emissions with the French electricity grid. However, in terms of life-cycle emissions, the system is viable for most European energy mixes. For the production of hydrogen for sale (power-to-gas), the hydrogen produced is not economically competitive without financial support. However, in terms of life-cycle emissions, production can compete with various uses (transport, industry, etc.). Finally, when used as an energy source for heating, hydrogen needs to be highly decarbonized to compete with heat pumps

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Homocianu, George Marius. "Modélisation de l’interaction transport-urbanisme : choix résidentiels des ménages dans l’aire urbaine de Lyon." Thesis, Lyon 2, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO22001/document.

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L’objectif de la thèse est de proposer une modélisation des comportements résidentiels des ménages : le choix de changement de résidence (ou de déménagement) et le choix d’une nouvelle localisation. Ce type de modèles vise à prévoir la probabilité qu’un ménage change de résidence et son choix en matière de nouvelle localisation, en fonction d’un certain nombre de variables explicatives. Dans notre cas, la modélisation est fondée sur la théorie des choix discrets (approche de l’utilité aléatoire). La recherche s’appuie sur le cas lyonnais, le modèle étant construit sur l’aire urbaine de Lyon, sur des données de l’année 1999. En termes de résultats, du côté de la mobilité résidentielle, il faut retenir que les variables qui expliquent la variation du degré de mobilité (du taux de déménagement) des ménages sont l’âge de la personne de référence du ménage, le nombre d’enfants et le statut d’occupation du logement. En ce qui concerne la localisation des ménages, les préférences des ménages pour une zone ou autre sont liées aux caractéristiques de celles-ci et notamment à l’accessibilité aux différentes opportunités et services, ce qui confirme que parmi les facteurs qui influencent le comportement de localisation des ménages on retrouve les accessibilités, et donc, l’hypothèse de l’existence d’un lien entre transports et urbanisme. On a également trouvé que les caractéristiques des ménages comme l’âge de la personne de référence, le revenu ou le nombre de personnes ont une influence sur leurs choix de localisation. L’étude et les résultats des modèles suggèrent que des améliorations et nouvelles pistes de recherche sont possibles. Ainsi, du côté de la mobilité résidentielle, il pourrait y avoir d’autres variables qui motivent les ménages à changer de logement, comme des caractéristiques des logements, de l’environnement résidentiel ou d’autres caractéristiques des ménages non observées. Il serait aussi intéressant d’estimer le modèle de localisation a un niveau géographique encore plus fin (à l’îlot). D’autres alternatives de modélisation des décisions résidentielles des ménages seraient de modéliser une structure hiérarchisée des choix, par un modèle logit hiérarchique ou emboîté, ou bien de modéliser la trajectoire de vie, avec ses composantes familiale, résidentielle et professionnelle, qui sont en interdépendance (à condition de la disponibilité des données nécessaires)
The objective of the thesis is to propose a modeling of the residential behaviors of the households: the choice of change of residence (or removal), and the choice of the new location. This type of models aims at envisaging the probability that a household changes residence and its choice of new location, according to a certain number of explanatory variables. In our case, modeling is founded on the discrete choice theory (random utility approach). Research is based on the Lyons case, the model being built on the urban area of Lyon, on data of the year 1999. In terms of results, side of residential mobility, it should be retained that the variables which explain the variation of the degree of mobility (of the rate of removal) of the households are the age of head, the number of children and the statute of occupation of housing. With regard to the households location, the preferences of the households for a zone are related on the characteristics of those and particularly to accessibility on various opportunities and services, which confirms that among the factors which influence the location behavior of the households one finds accessibilities, and thus, the assumption of the existence of a relation between transport and land use. It was also found that the characteristics of the households like age of head, income or household size have an influence on their location choices. The study and the results of the models suggest that improvements and new directions of research are possible. Thus, on the side of residential mobility, there could be other variables which justify the housing change, like characteristics of the residence, residential environment or other characteristics of the households not observed. It would be also interesting to estimate the location model at a finer geographical level (îlot). Other alternatives of modeling of the residential decisions of the households would be to model a hierarchical structure of the choices, by a hierarchical or nested logit, or to model the life cycle, whit its components family, residential and professional, which are in interdependence (in condition of availability of necessary data)

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Agbossou, Igor. "Modélisation et simulation multi-agents de la dynamique urbaine : application à la mobilité résidentielle." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00924741.

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A partir d'une réflexion conceptuelle et méthodologique pour un réel couplage des automates cellulaires et des modèles multi-agents, le modèle de simulation VisualSimores a été conçu pour répondre, en partie, aux problématiques de simulation de la mobilité résidentielle en milieu urbain. L'intérêt majeur de cette approche réside dans la mise en exergue, dans une perspective d'aide à la décision en aménagement et urbanisme, des rapports qu'entretiennent entre eux, deux phénomènes séparément observables : la mobilité résidentielle des ménages d'une part et les changements urbains d'autre part. La difficulté de l'exercice apparaît immédiatement : il s'agit de cerner les liens qui, à certains types de ménages font correspondre des catégories de logements et vise versa. Plus largement, il s'agit d'identifier les logiques selon lesquelles les ménages expriment et concrétisent leur choix résidentiels. Dans cette perspective, et en raison de la nature complexe du système urbain, la combinaison d'un modèle d'automates cellulaires contraint par un modèle bayésien du comportement des ménages et le paradigme multi agents se révèle plus appropriée.

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Youssoufi, Samy. "Satisfaction résidentielle et configurations spatiales en milieu périurbain." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00903526.

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Depuis les années 1960, les villes françaises sont soumises à un processus d'étalement urbain. Cet étalement se traduit par l'émergence d'une catégorie d'espace située à l'interface entre la ville et la campagne : le périurbain. Les caractéristiques sociales, urbanistiques, ou liées aux pratiques spatiales de ses habitants confèrent au périurbain une singularité et une spécificité propres. Il s'agit d'un espace de contradiction qui attire à la fois en raison du cadre de vie plutôt " naturel " qu'il offre aux ménages, mais également en raison de sa proximité avec la ville et des potentialités liées à l'accessibilité à diverses aménités urbaines.Pour comprendre plus finement cet engouement pour le périurbain, cette thèse propose d'explorer la relation individu-environnement résidentiel sous l'angle de la satisfaction que retirent les individus de leur cadre de vie. Il s'agit de mettre en relation une information de nature cognitive avec une information de nature spatiale. En modélisant chacune de ces composantes par l'utilisation d'indicateurs spécifiques, divers modèles statistiques sont mobilisés pour mettre en lumière les attributs spatiaux du cadre de vie susceptibles d'avoir une influence sur la satisfaction des individus.L'approche modélisatrice est centrale dans la démarche suivie. Après voir mené une enquête de satisfaction sur plus d'un millier de ménages vivant dans un secteur périurbain de Besançon, la démarche s'est attelée à construire des indicateurs en vue de caractériser deux types d'aménités de leur environnement résidentiel : le paysage et l'accessibilité aux commerces et services. Chacune de ces aménités est ensuite intégrée dans des modèles statistiques permettant d'évaluer leur contribution dans le degré de satisfaction du ménage.La démarche, essentiellement modélisatrice et exploratoire, offre toutefois des perspectives intéressantes dans le domaine de l'aménagement du territoire et de la planification urbaine. En ayant recours à des modèles simples et reproductibles, il s'agit de d'établir des documents cartographiques décrivant le potentiel de satisfaction à grande échelle.

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Freiré-Diaz, Sylviano. "Modélisation et système à base de connaissances : Application à la localisation résidentielle en région rouennaise." Rouen, 1995. http://www.theses.fr/1995ROUEL248.

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Le but de ce travail est de proposer une méthode nouvelle améliorant les modèles en géographie. Constatant le caractère grossier des résultats qu'ils fournissent et les problèmes importants que posent leur mise en œuvre (calibrage, paramètres nombreux difficilement justifiables sur le plan géographique, nombreuses bifurcations), nous nous proposons d'utiliser des concepts issus de l'intelligence artificielle pour dépasser les problèmes des modèles en les corrigeant par une base de connaissances. En partant du problème géographique concret pose par la détermination des lieux de résidence des personnes par rapport à leur lien d'activité, nous tentons de comprendre le phénomène en utilisant un nombre réduit de variables explicatives. Nous proposons un modèle simple permettant d'étudier ce phénomène de localisation et mettant en évidence les résidus non expliqués par le modèle. Nous élaborons une base de règles à partir d'acquis sur le sujet dans le but de créer un système à base de connaissances. Le principe du système est simple puisque l'on a couplé notre modèle géographique à notre base de connaissances qui en corrige les résultats. Ce système interactif a été développé pour l'environnement Windows. Il intègre un éditeur de règles permettant leur saisie et un moteur qui les applique. Ce logiciel calcule dans un premier temps une répartition théorique des populations par rapport à leur lieu d'activité, puis en activant la phase de correction on obtient une nouvelle distribution. Les résultats obtenus sont affichés à l'écran sous forme de cartes. La rapidité et la souplesse d'utilisation du programme permet d'effectuer une série de tests et de modifier ses résultats conformément au désir de l'utilisateur. Ces avantages en font un outil de prospective et d'aide à la décision
The aim of this work is to propose a new method improving models in geography. Noticing the rough character of their provided results and the important problems of their implementation (calibration, large parameters hardly justifiable on the geographic level, large options), the concepts from the artificial intelligence are proposed to use to get over the models problems by correcting them with a knowledges base. Starting from the concrete geographical problem posed by the determination of the people's place of residence toward their activity location, the phenomenon is tried to be understood using a reduced explanatory variables number. A simple model is proposed to allow the study of this location phenomenon and to highlight the non explained remnants with the model. A rules base is drawn up from the subject knowledges to create a knowledges base system. The system principle is since the geographical model is linked to the knowledges base which corrects the results. This interactive system has been developped for the windows environment. It includes a rules editor allowing their capture and a motor which allows their application. In a first step, this software gauges a populations theoretical distribution toward their activity place and then with the correction stage, a new distribution is obtained. The obtained results are displayed in the form of maps. The program's speed and flexibility of use allow to do a series of tests and to modify its results in accordance with the user's desires. These advantages make it a long-term and a decision help tool

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Conrad, Joël. "Modélisation d'un transformateur de courant à charge variable." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0171.

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Les transformateurs de courant débitent généralement dans une charge de faible impédance. Si cette condition n'est pas remplie, l'induction dans le tore et le courant magnétisant ne sont plus négligeables. Ce mémoire traite ce cas de figure avec en plus des courants éventuellement non sinusordaux et avec une composante contin!le. Un modèle analytique s'étoffe au fur et à mesure afin de tenir compte de ces spécificités. - D'abord nous analysons le comportement de la chaîne de mesure avec des courants sinusoidaux, nous développons un modèle analytique non linéaire de l'impédance magnétisante et évaluons l'importance des flux de fuite. Ensuite nous étendons ce modèle d'impédance magnétisante aux types de courants cités. Notre modèle, analytique, est alors robuste en fréquence. Enfin nous enrichissons notre modèle en tenant compte de la non-linéarité des matériaux. N est alors valable quelque soient les conditions de fonctionnement Une étude sur la caractérisation des matériaux magnétiques soumis à une excitation dissymétrique clôt ce mémoire
Current transformers are generally connected to small impedance. If it is not the case, the flux density and the magnetizing current are not negligIble. This report deals with this case. More over the current may he non sinusoidal and its mean value May he different than zero. To take account these specificity an anaIytical model is developed. In a first time the hehavior of the assembly (current transformer and its load) with sinusoidal currents is studied. An non linear, analytical, model is developed. The importance of the leakage flux is evaluated In a second time the model is extended to any type of current' s wave form. The frequency' s variations of the magnetic characteristic are taken into account In a third time the non linearity of the magnetic material is modelised At this time the hehavior of the transformer submitted to any type of current May he computed. This report is closed by a study of magnetic characterization using a non symmetrical current

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Homocianu, Marius. "Modélisation de l'intéraction transport-urbanisme - Choix résidentiels des ménages dans l'aire urbaine de Lyon." Phd thesis, Université Lumière - Lyon II, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00359302.

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L'objectif de la thèse est de proposer une modélisation des comportements résidentiels des ménages : le choix de changement de résidence (ou de déménagement) et le choix d'une nouvelle localisation. Ce type de modèles vise à prévoir la probabilité qu'un ménage change de résidence et son choix en matière de nouvelle localisation, en fonction d'un certain nombre de variables explicatives. Dans notre cas, la modélisation est fondée sur la théorie des choix discrets (approche de l'utilité aléatoire). La recherche s'appuie sur le cas lyonnais, le modèle étant construit sur l'aire urbaine de Lyon, sur des données de l'année 1999.
En termes de résultats, du côté de la mobilité résidentielle, il faut retenir que les variables qui expliquent la variation du degré de mobilité (du taux de déménagement) des ménages sont l'âge de la personne de référence du ménage, le nombre d'enfants et le statut d'occupation du logement. En ce qui concerne la localisation des ménages, les préférences des ménages pour une zone ou autre sont liées aux caractéristiques de celles-ci et notamment à l'accessibilité aux différentes opportunités et services, ce qui confirme que parmi les facteurs qui influencent le comportement de localisation des ménages on retrouve les accessibilités, et donc, l'hypothèse de l'existence d'un lien entre transports et urbanisme. On a également trouvé que les caractéristiques des ménages comme l'âge de la personne de référence, le revenu ou le nombre de personnes ont une influence sur leurs choix de localisation.
L'étude et les résultats des modèles suggèrent que des améliorations et nouvelles pistes de recherche sont possibles. Ainsi, du côté de la mobilité résidentielle, il pourrait y avoir d'autres variables qui motivent les ménages à changer de logement, comme des caractéristiques des logements, de l'environnement résidentiel ou d'autres caractéristiques des ménages non observées. Il serait aussi intéressant d'estimer le modèle de localisation a un niveau géographique encore plus fin (à l'îlot). D'autres alternatives de modélisation des décisions résidentielles des ménages seraient de modéliser une structure hiérarchisée des choix, par un modèle logit hiérarchique ou emboîté, ou bien de modéliser la trajectoire de vie, avec ses composantes familiale, résidentielle et professionnelle, qui sont en interdépendance (à condition de la disponibilité des données nécessaires).

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Kalawoun, Jana. "Modélisation statistique de l’état de charge des batteries électriques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS148/document.

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Les batteries électriques sont omniprésentes dans notre vie quotidienne : ordinateur, téléphone, etc. Elles jouent un rôle important dans le défi de la transition énergétique : anticiper la raréfaction des énergies fossiles et réduire la pollution, en développant le stockage des énergies renouvelables et les transports électriques. Cependant, l'estimation de l'état de charge (State of Charge – SoC) d'une batterie est difficile et les modèles de prédiction actuels sont peu robustes. En effet, une batterie est un système électrochimique complexe, dont la dynamique est influencée non seulement par ses caractéristiques internes, mais aussi par les conditions d'usages souvent non contrôlables : température, profil d’utilisation, etc. Or, une estimation précise du SoC permet de garantir une utilisation sûre de la batterie en évitant une surcharge ou surdécharge ; mais aussi d’estimer son autonomie. Dans cette étude, nous utilisons un modèle à espaces d'états gouverné par une chaîne de Markov cachée. Ce modèle est fondé sur des équations physiques et la chaîne de Markov cachée permet d’appréhender les différents «régimes de fonctionnement» de la batterie. Pour garantir l’unicité des paramètres du modèle, nous démontrons son identifiabilité à partir de contraintes simples et naturelles sur ses paramètres «physiques ». L’estimation du SoC dans un véhicule électrique doit être faîte en ligne et avec une puissance de calcul limitée. Nous estimons donc le SoC en utilisant une technique d’échantillonnage préférentiel séquentiel. D’autre part l’estimation des paramètres est faîte à partir d’une base d’apprentissage pour laquelle les états de la chaîne de Markov et le SoC ne sont pas observés. Nous développons et testons trois algorithmes adaptés à notre modèle à structure latente : un échantillonneur particulaire de Gibbs, un algorithme de Monte-Carlo EM pénalisé par des contraintes d’identifiabilité et un algorithme de Monte-Carlo EM pénalisé par une loi a priori. Par ailleurs les états cachés de la chaîne de Markov visent à modéliser les différents régimes du fonctionnement de la batterie. Nous identifions leur nombre par divers critères de sélection de modèles. Enfin, à partir de données issues de trois types de batteries (cellule, module et pack d’un véhicule électrique), notre modèle a permis d’appréhender les différentes sollicitations de la batterie et donne des estimations robustes et précises du SoC
Electric batteries are omnipresent in our daily lives: computers, smartphones, etc. Batteries are important for anticipating the scarcity of fossil fuels and tackling their environmental impact. Therefore, estimating the State of Charge (SoC) of a battery is nowadays a challenging issue, as existing physical and statistical models are not yet robust. Indeed a battery is a complex electrochemical system. Its dynamic depends not only on its internal characteristics but also on uncontrolled usage conditions: temperature, usage profile, etc. However the SoC estimation helps to prevent overcharge and deep discharge, and to estimate the battery autonomy. In this study, the battery dynamics are described by a set of physical linear equations, switching randomly according to a Markov chain. This model is referred to as switching Markov state space model. To ensure the unicity of the model parameters, we prove its identifiability by applying straightforward and natural constraints on its “physical” parameters. Embedded applications, like electric vehicles, impose online estimated with hardware and time constraints. Therefore we estimate the SoC using a sequential importance sampling technique. Furthermore the model includes two latent variables: the SoC and the Markov chain state. Thus, to estimate the parameters, we develop and test three algorithms adapted to latent structure models: particle Gibbs sampler, Monte Carlo EM penalized with identifiability constraints, and Monte Carlo EM penalized with a prior distribution. The hidden Markov states aim to model the different “regimes” of the battery dynamics. We identify their number using different model selection criteria. Finally, when applied to various data from three battery types (cell, module and pack of an electric vehicle) our model allows us to analyze the battery dynamics and to obtain a robust and accurate SoC estimation under uncontrolled usage conditions

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Said, Imen. "Comportement des interfaces et modélisation des pieux sous charge axiale." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002359.

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Le présent travail à caractère théorique et numérique étudie le comportement mécanique des interfaces sol granulaire-structure ainsi que son application aux pieux isolés sous chargement statique. A partir du modèle de comportement élastoplastique d'interface bidimensionnel "MEPI 2D", un modèle tridimensionnel dit "MEPI 3D" est développé afin de mettre en évidence l'effet des contraintes de confinement tridimensionnelles régnant à l'interface au cours du cisaillement. Ces modèles considèrent un écrouissage déviatorique, prennent en compte l'état caractéristique (notion de contractance-dilatance) et intègrent l'état critique aux grands déplacements tangentiels. Les prévisions du comportement de l'interface à l'aide de MEPI 3D sont satisfaisantes. Parallèlement à cette contribution rhéologique, une méthodologie générale de modélisation numérique par éléments finis d'un essai de chargement de pieu est proposée. Les modèles MEPI 2D et MEPI 3D sont implantés dans le code de calcul aux éléments finis CESAR-LCPC. L'analyse numérique par CESAR-LCPC d'un pieu modèle en chambre d'étalonnage (Cermes, type 1), de pieux modèles sur site réel (Imperial College Pile, type 2) et d'un pieu en vraie grandeur (caisson du LCPC, type 3) est menée considérant les modélisations axisymétriques (MEPI 2D, MEPI 3D) et tridimensionnelles (MEPI 3D). En comparant les prévisions numériques aux données expérimentales, il est montré que le comportement des pieux est correctement reproduit. Par ailleurs, la comparaison de l'influence des modèles MEPI 2D et MEPI 3D est abordée.

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Khaddour, Bassem. "Modélisation du champ électrique modifié par la charge d'espace injectée." Phd thesis, Grenoble INPG, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00130130.

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Un certain nombre d'applications électrostatiques, notamment les dépoussiéreurs électrostatiques, mettent en oeuvre le phénomène de décharge couronne dans les gaz à partir d'électrodes ayant une forte courbure. Ces électrodes injectent des charges dans le gaz et la charge d'espace qui en résulte modifie la distribution du champ électrique. Le but de notre travail a été de développer un code numérique pour déterminer les distributions de champ électrique et de densité de charge dans la configuration lame-plan, la création de charge se faisant par effet couronne sur le bord de la lame.
Nous utilisons la méthode des éléments finis MEF pour résoudre l'équation de Poisson et la méthode des caractéristiques MC pour résoudre l'équation de conservation de la charge. Les deux équations couplées sont résolues par approximations successives en redéfinissant le maillage structuré à chaque itération pour éliminer la diffusion numérique. La redéfinition du maillage structuré est la partie la plus importante du travail. L'algorithme converge bien pour différentes distributions de la charge définies sur la lame injectrice. Les solutions numériques obtenues pour une loi d'injection imposée sur la lame plate donnent des résultats en très bon accord avec les mesures de densité de courant sur l'électrode plane d'un dispositif lame-plan.

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Mangiatordi, Giuseppe. "Modélisation du transfert de charge dans les piles à combustible." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00833250.

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Les performances des piles à combustible à échange de protons (PEMFC) sont fortement influencées par la conductivité protonique de l'électrolyte solide. Les polymères à base d'azole sont parmi les matériaux les plus prometteurs pour améliorer l'efficacité de ces systèmes. Une étude théorique de réaction du transfert de protons (PT) en dimères protonée du imidazole, 1,2,3-triazole et tétrazole a été effectuée. Le protocole DFT mis au point a été appliqué sur des systèmes plus complexes. Les résultats obtenus à partir de l'étude réalisée sur le poly(4-vinyl-imidazole) (P4VI) suggèrent que le mécanisme de conduction communément admis (Grotthuss) pourrait être entravé dans ce système en raison de l'effet de la matrice polymérique. Cette étude, réalisée par le biais d'une approche combinée théorie du fonctionnelle de la densité (DFT) / simulations de Dynamique Moléculaire (MD), a permis de proposer un mécanisme alternatif de conduction. Une étude supplémentaire réalisée sur des modèles avec du acide phosphorique (H3PO4) a révélé que faibles concentrations de H3PO4 pourrait permettre le mécanisme de Grotthuss malgré la matrice polymérique. Le rôle crucial joué par la matrice polymérique sur la conductivité a été ensuite confirmée par l'étude menée sur un second polymère : la position d'attache du imidazole peut fortement affecter le mécanisme de conduction. En bref, les simulations obtenus montrent comment la matrice polymérique jouent un rôle crucial dans le mécanisme de la conductivité. La présente recherche représente une première tentative pour une étude plus systématique de la relation entre la connectivité de la matrice polymère et l'efficacité du transport de charge

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Jacquin, Colin-Yann. "Modélisation et optimisation du comportement sous charge des engrenages face." Lyon, INSA, 2001. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2001ISAL0045/these.pdf.

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Le potentiel des engrenages face suscite l’intérêt des constructeurs aéronautiques. Le programme de recherche européen Facet, dans lequel s'inscrit cette thèse, a pour objectif d'étudier la possibilité d'intégrer des engrenages face dans les transmissions d'hélicoptères. Cette thèse a consisté à formaliser la modélisation du comportement des engrenages face selon une démarche en trois étapes : Définition de la géométrie sous forme analytique, - Simulation analytique de la cinématique à vide pour déterminer les zones de contact potentielles, - Comportement sous charge, utilisant un modèle de contact couplé à une simulation par éléments finis afin de ne négliger aucun des aspects fondamentaux régissant les importantes déformations subies par les composants dans une transmission de grande puissance. La validation, à la fois numérique et expérimentale, de cette modélisation a montré qu'elle était bien adaptée aux conditions actuelles de simulation et répondait parfaitement aux critères technologiques aéronautiques. L'étude et la comparaison sous charge des deux cas de contact théoriques des engrenages face (linéaire et ponctuel) ont montré leur intérêt respectif. L'extrême sensibilité du contact linéaire aux désalignements a nécessité la mise en place d'un processus d'optimisation du profil du pignon. Ainsi l'équilibrage de la portée sous charge est totalement contrôlé et l'amplitude de l'erreur de transmission réduite, quelles que soient les conditions de montage. La conception initiale des engrenages face a été considérée à travers l'étude de l'influence des paramètres de conception sur la géométrie et la cinématique à vide. Le rôle déterminant des paramètres fondamentaux a été mis en évidence grâce à une utilisation particulière de plans d'expériences réduits. Un dimensionnement rapide des engrenages face, répondant à des conditions d'utilisation définies, est désormais possible grâce à la mise en place d'un processus de conception optimal
The potential applications of face gears begin to be a great interest for helicopter manufacturers. The objective of the European research program Facet, in which this thesis is includes, is to study the possibility of using face gears in helicopter transmissions. The work of this thesis consisted to simulate the behaviour of face gear in three steps: - analytical definition of the geometry, - analytical unloaded kinematics simulation to define the potential contact zone, - behaviour under load, using a contact model combined to a finite element computation in order to avoid neglecting the main aspects of the important deformations affecting the components in a high power transmission. The numerical and experimental validation has shown that this model was well adapted to the actual conditions of simulation and to the technological criteria of aeronautic. The study and comparison of both theoretical contact cases of face gears (point or line contact) has shown their respective interest. The extreme sensibility of the contact line to any misalignments, has forced to develop an optimisation process for the pinion tooth surface. This has allow to control the balance of the contact pattern and reduce the amplitude of the transmission error, whatever the mounting might be. Initial design of the gears has been considered within the study of the influence of the parameters on the geometry and the unloaded kinematics. The main role of the design parameters has been revealed with a particular use of a reduced statistical design method. A quick definition of the face gear is now possible with the development of an optimal design process

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Icard, Yvan. "Engrenage spiro-conique : modélisation sous charge appliquée au domaine aéronautique." Lyon, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAL0007.

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Dans les boîtes de transmission montées sur les hélicoptères, les performances d'un couple spiro-conique dépendent principalement de la définition précise des dentures pour assurer à la fois un rapport de transmission de mouvement satisfaisant et la résistance des dentures. Les problèmes de conception et de mise au point d'un couple spiro-conique sont très complexes et nécessitent la fabrication de plusieurs prototypes testés dans les conditions de fonctionnement. L'objectif de ce travail de recherche a été de réaliser un modèle de simulation d'engre��nement d'engrenage spiro-conique sous charge. Le modèle développé s'est appuyé sur un logiciel " SPIRO " déjà existant et réalisé auparavant au sein du laboratoire. Ce logiciel permettait d'obtenir entre autres, la géométrie précise simulée à partir de la méthode de taillage Gleason et les variations de l'erreur de transmission à vide. L'objectif général du travail a été de mettre en place des modèles de simulation du comportement sous charge en fonctionnement quasi-statique, tenant compte de l'influence des voiles et des jantes, et compatibles avec les exigences du Bureau d'Etudes. Une validation expérimentale a été effectuée à partir d'une boîte de transmission arrière d'hélicoptère. A l'aide de codeurs magnétique et optique, l'erreur de transmission sous charge a été mesurée et comparée à la simulation numérique. Une analyse des paramètres de positionnement de l'engrenage, à partir de la méthode des plans d'expérience, a permis de mettre en évidence leurs influences non-négligeables sur le comportement mécanique du système.

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Maaraoui, Samer. "Étude et conception d'une pompe à chaleur résidentielle intégrant un stockage par chaleur latente." Thesis, Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0014/document.

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L'introduction des énergies renouvelables intermittentes, la mise en place d'une réglementation thermique qui baisse les besoins de chauffage d'un facteur 5 à 10, entraîne une re-conception des moyens de chauffage intégrant efficacité énergétique et effacement d'équipements domestiques lors des heures de pointe. Cette thèse comporte l'étude et la conception d'une PAC intégrant un stockage thermique par chaleur latente dans son condenseur. Ce stock permettra un effacement d'au moins deux heures. Les besoins d'une maison basse consommation (BBC) ont été évalués ainsi que la quantité de chaleur à stocker afin d'assurer cet effacement. Une étude sur le phénomène de changement de phase et les MCP a été menée afin de sélectionner un matériau adapté à cette application. Le phénomène de changement de phase a été modélisé en régime dynamique. Quatre matériaux candidats ont été sélectionnés et analysés par colorimétrie différentielle (DSC) avec ajustement par méthode inverse. Plusieurs structures de l'échangeur stockeur ont été proposées, simulées et optimisées et deux ont été choisies et réalisées. Les deux échangeurs réalisés ont été testés seuls et intégrés dans un système de PAC. La dernière génération a donné des résultats très encourageants pour le développement d'une PAC à stockage efficace. Finalement, l'apport de stockage a été évalué en termes d'efficacité énergétique et d'émissions de CO2. Cette PAC présente une amélioration potentielle du COP saisonnier de 20 à 30 % comparativement à des PAC air/eau et air/air du fait de la gestion intelligente du stockage/déstockage d'énergie en faisant fonctionner la PAC pendant les heures les plus favorables de la journée et en évitant les cycles courts de fonctionnement correspondant aux besoins thermiques faibles
The introduction of intermittent renewable energies, the implementation of a thermal regulation, which decreases heating needs of a factor between 5 and 10, causes a redesign of heating systems integrating energy efficiency and the cut-off of domestic equipments during peak hours. This thesis involves the study and design of a heat pump incorporating a latent thermal storage in its condenser. This storage will allow a cut-off during at least two hours. The heating needs of a low-energy consumption house (BBC) have been estimated as well as the heat amount to be stored so as to ensure such a cut-off. A study on the phase-change phenomenon and the PCM has been carried out in order to select suitable materials for this application. A dynamic model of the phase change was also developed. Four candidate materials were selected and analyzed by tuned Differential Scaning Calorimetry (DSC) with adjustment by the inverse method. Several storing-exchanger structures have been proposed, simulated, and optimized; two of them have been realized. Both heat exchangers have been tested alone and then integrated into a heat pump system. The final generation gave very promising results for the development of an efficient heat pump with storage. Finally, the heat storage effect has been evaluated in terms of energy efficiency and CO2 emissions. This heat pump presents potential improvement of the seasonal COP between 20% and 30% compared to air-to-water and air-to-air heat pumps because of the smart monitoring of the energy storage/delivery due to the heat pump operation during the most favorable hours of the day and by avoiding short cycles operation corresponding to low heating needs

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Côté, Christine. "Modélisation et visualisation de la charge dans un broyeur à boulets." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0015/MQ53934.pdf.

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Whitbeck, John. "Réseaux mobiles opportunistes : visualisation, modélisation et application aux transferts de charge." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066304.

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Les appareils communicants sans fil se fondent de plus en plus dans notre vie quotidienne. Ceux-ci forment de nouveaux réseaux opportunistes qui permettent à des données de circuler entre des réseaux sans fils hétérogènes, désorganisés et souvent peu fiables. Partant de nouvelles techniques d'analyse sur les graphes dynamiques, cette thèse propose et développe un cas d'application prometteur des réseaux opportunistes: les transferts de charge entre réseaux. L'analyse des graphes de connectivité temporels se révèle difficile. Dans cette thèse, nous développons la notion de mobilité plausible, qui infère, a partir d'un trace de contacts donnée, une trace de mobilité compatible. De plus, nous définissons le concept de graphes d'accessibilité qui indiquent la connectivité spatio-temporelle. Appliqués aux jeux de données usuels, ils montrent qu'il est impossible d'atteindre des taux d'acheminement acceptables pour des communications point-à-point mais que la taille de l'ensemble minimal couvrant tend à n'être qu'une petite fraction du nombre total de noeuds. Ainsi, nous montrons comment les réseaux opportunistes peuvent être utilisés pour transférer de façon significative la charge de trafic dans des situation où deux technologies radios coexistent, l'une étant typiquement pervasive, à faible débit et chère, tandis que l'autre est à portée plus courte mais avec des débits plus élevés et un coût moindre voire nul. Cette dernière forme le réseau opportuniste que sera utilisé pour disséminer la majorité du contenu, tandis que la première sert à la fois de canal de contrôle et canal de secours pour palier aux carences de connectivité du réseau opportuniste
Wireless communicating devices are everywhere and increasingly blend into our everyday lives, they form new opportunistic networks that allow data to flow across often unreliable, unorganized, and heterogeneous wireless networks. By developing new analysis techniques for temporal dynamic graphs, this thesis proposes and implements a strong use-case for opportunistic networks: data offloading. Analyzing real-life connectivity graphs is difficult. In this thesis, we develop the plausible mobility approach, which infers, from a given contact trace, a compatible node mobility. Furthermore, we define reachability graphs that capture space-time connectivity. When applied to common contact traces, they show that acceptable delivery ratios for point-to-point communications are often out of reach, regardless of the DTN routing protocol, but that the size of the space-time dominating set tends to be a small fraction of the total number of nodes. Accordingly, we show how opportunistic networks may be used to significantly offload broadcast traffic in situations were two radio technologies coexist, typically a pervasive, low-bitrate, and expensive radio, alongside a shorter-range, high-bitrate, and cheaper one. The latter forms the opportunistic network that is used for disseminating most of the content, whereas the former serves both as a control channel for monitoring and as a data channel for bridging the connectivity gaps in the opportunistic network. In this thesis we propose Push-and-Track, a mobility-agnostic framework that leverages an opportunistic network to reliably disseminate content to large numbers of mobile nodes, while minimizing the load on the pervasive radio

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Delferrière, Olivier. "Modélisation et limites d'une source EBIS." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112015.

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Afin de pouvoir optimiser les différents paramètres d'une source EBIS, et de disposer d'une image de l'évolution des particules à l'intérieur de la source en particulier le fonctionnement de la source DIONE, actuellement opérationnelle pour la production d'ions lourds sur l'accélérateur SATURNE, à été décrit à l'aide de programmes de simulation calculant les trajectoires des particules dans les champs électromagnétiques régnant dans la source en tenant compte de la charge d'espace. Les calculs effectués concernent d'une part, le faisceau électronique issu d'un canon à électrons et sa compression dans le champ magnétique du solénoïde supraconducteur : d'autre part l'éjection, en présence des électrons dans la décroissance du champ magnétique, des ions multichargés produits dans la source. Des calculs similaires avaient déjà été menés en considérant des distributions de charges uniformes dans la source. Il existait alors des divergences importantes avec les mesures expérimentales, notamment sur la densité du faisceau électronique dans la source. Par ailleurs, la mesure de l'émittance du faisceau ionique éjecté révèle un faisceau dont l'émittance est très supérieure à celle du faisceau d'ions monochargés injecté. Là encore un modèle caractérisé par un faisceau électronique de densité uniforme ne permet pas de rendre compte des résultats expérimentaux. Des simulations numériques reposant sur les réglages effectifs de la source en introduisant des profils de densité des faisceaux plus réalistes (parabolique tronqué, gaussien. . . . ) ont permis de retrouver les résultats expérimentaux et en même temps de confirmer certaines prévisions théoriques réalisées à l'aide d'un modèle de type fluide, par des plasmiciens du Laboratoire National Saturne.

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Haj, Mahmoud Yanal. "Modélisation et évaluation de performances des systèmes de distribution de charge en environnements répartis." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066664.

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Marino, Alban. "Caractérisation et modélisation des pertes magnétiques d'une machine asynchrone fonctionnant en charge." Phd thesis, Grenoble INPG, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00408127.

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La consommation importante de nos réserves énergétiques mondiale ainsi que la sensibilisation actuelle aux problèmes d'écologie imposent aux fabricants d'augmenter le rendement de leurs systèmes électromécaniques. L'étude menée dans ce rapport s'intéresse au calcul des pertes magnétiques, méconnues bien que représentant une part non négligeable dans les bilans de puissance. Pour ce faire, nous avons astucieusement instrumenté magnétiquement et thermiquement une machine asynchrone. Ceci nous permet de localiser et d'étudier l'évolution des inductions lors de conditions de fonctionnements variées. A cette fin, un banc d'essai nous permettant d'agir sur divers paramètres (tension, fréquence, couple) a été réalisé. Dans le même temps, une modélisation numérique fine du système est menée avec le logiciel Flux2D. Elle intègre le maximum de phénomène électrique et mécanique : alimentation, cage d'écureuil, effets de bord, température des conducteurs, mouvement du rotor. La cartographie magnétique ainsi obtenue est comparée et validée par rapport aux résultats issus de l'instrumentation. Un modèle de calcul d'hystérésis dynamique basé sur la connaissance de l'induction et de sa dérivée temporelle est ensuite appliqué à chaque élément du maillage. Ce dernier permet une représentation fidèle des phénomènes magnétiques statiques et dynamiques des tôles. Validé sur des geometries simples pour différentes formes d'ondes, il est ici appliqué au cas complexe d'une machine tournante. Les résultats obtenus à vide comme en charge confirment ses performances vis-à-vis des modèles utilisés actuellement dans l'industrie.

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Zouabi, Chaïma. "Dynamique d'un contact glissant rugueux-rugueux sous faible charge : expériences et modélisation." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEC043/document.

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Résumé Ce travail de thèse concerne le frottement et la dynamique d’un contact glissant entre deux plans secs et rugueux soumis à une faible charge normale. La vibration normale, et le bruit qui en résulte, sont associés à l’excitation induite au cours du glissement par les deux topographies aléatoires des solides en regard. Des mesures expérimentales de l’accélération verticale d’un patin rugueux soumis à son propre poids et en glissement stationnaire sur une piste rugueuse ont permis d’identifier et de caractériser une transition entre deux régimes : un régime de contact ininterrompu entre les solides à basses vitesses et un régime de sauts pour des vitesses plus élevées. Pour ce dernier, la dynamique est gouvernée par de très nombreux impacts entre aspérités que nous avons caractérisés sur le plan statistique (nombre de chocs, durées entre chocs, forces d’impact, etc.). Ces deux régimes conduisent à des comportements en frottement bien distincts. Une des originalités de cette recherche a été de confirmer les scénarios suggérés par les mesures accélérométriques à l’aide d’une mesure haute fréquence des variations temporelles de la résistance électrique de contact au cours du glissement. En améliorant la résolution temporelle des chocs, ces mesures apportent un éclairage dynamique sur la problématique du contact électrique rugueux. Pour interpréter ces résultats expérimentaux, nous avons revisité le modèle standard du Bouncing Ball. Il décrit une bille soumise à la gravité, et rebondissant sur une table animée d’un mouvement vertical aléatoire, représentatif de l’excitation stochastique induite par les topographies de surfaces en glissement. Nous avons introduit pour la première fois dans le modèle un temps de corrélation pour l’excitation aléatoire et montré son influence sur la dynamique des rebonds. Ce temps de corrélation est directement relié aux longueurs de corrélations des surfaces en contact et à la vitesse de glissement. Ce modèle revisité permet in fine une bonne prédiction de la vitesse de transition entre les deux régimes observés expérimentalement
This work deals with the friction and dynamics of a sliding contact between two dry and rough surfaces subjected to a low normal load. The normal vibration and the resulting noise are associated with the excitation induced during slip by the random topographies of both solids. Experimental measurements of the vertical acceleration of a rough slider subjected to its own weight and steadily sliding on a rough plate enabled identification and characterization of a transition between two regimes: An uninterrupted contact regime at low speeds and a regime of jumps at higher speeds. For the latter, the dynamics are governed by many impacts between asperities that we have characterized statistically (number of shocks, duration between shocks, impact forces, etc.). These two regimes lead to distinct frictional behaviors. One of the originalities of this research was to confirm the scenarii suggested by the accelerometric measurements through high-frequency monitoring of the temporal evolution of the electrical contact resistance during sliding. By improving the temporal resolution of shocks, these measurements provide a dynamics picture of the problem of rough electrical contact. To interpret these experimental results, we have revisited the standard Bouncing Ball model. It describes a ball subjected to gravity, and bouncing on a table animated by a random vertical motion, representative of the stochastic excitation induced by the topographies of sliding surfaces. We improved the model by introducing a correlation time for the random excitation and showed its influence on the dynamics of the bounces. This correlation time is directly related to the correlation lengths of the surfaces in contact and to the sliding velocity. This revisited model enables a good prediction of the speed at which the transition between the two regimes is observed experimentally

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Borghol, Saja. "Modélisation mathématique de la charge de surface des satellites en orbite basse." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10040/document.

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Dans ce travail, on s'intéresse à l'étude mathématique des phénomènes de charge des satellites dans les orbites basses (Low Earth Orbit, LEO).Aprės un rappel du contexte physique, nous dérivons un modėle de type bi-fluide pour le plasma entourant le satellite. En effet, en orbite LEO, le plasma peut être considéré fortement collisionnel comparativement au cas par exemple des orbites polaires ( Polar Earth Orbit, PEO). Le modėle utilisé est composé des équations d'Euler pour la conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie ainsi que de l'équation de Poisson pour le potentiel électrostatique et est obtenu dans le cas tri-dimensionnel.Pour l'étude mathématique du modėle nous nous concentrons sur le cas uni-dimensionnel afin de mettre en évidence les principales difficultés.Nous considérons d'abord les équations d'Euler stationnaires couplées à l'équation de Poisson. La dynamique de charge du satellite est alors contenue dans les conditions limites qui font apparaître la dérivée en temps du potentiel. Nous donnons des résultats d'existence et d'unicité de solution ainsi que des simulations numériques. Ici nous utilisons uniquement des conditions limites de Dirichlet pour les quantités macroscopiques. Elles peuvent être loin de celles qui sont physiquement intéressantes et que nous ne connaissons qu'au niveau microscopique.C'est pourquoi, nous proposons ensuite une solution numérique permettant d'utiliser dans la simulation des équations évolutives d'Euler des conditions limites venant d'une modélisation microscopique au travers d'un régime où le libre parcours moyen est petit. La condition limite vient d'une analyse de couche limite qui s'explique par le fait que le flux cinétique peut être loin de l'équilibre thermodynamique
In this work we are concerned with a mathematical study of the spacecraft charging phenomena of Low Earth Orbit (LEO).After recalling the physical context, we derive a two-fluid type model for the plasma around the spacecraft. Indeed in LEO, the plasma can be considered highly colisional compared with the case for example of Polar Earth Orbit (PEO). The model used here consist in the Euler equations for the conservation of mass, momentum and energy plus a Poisson equation for the electrostatic potentiel and is derived in the three dimensionnal case.For the mathematical study of the model, we concentrate our attention on the one dimensionnal case to point out the main difficulties.We first consider the stationnary Euler equations coupled to the Poisson equation. The charging dynamics is then embodied into the boundary conditions where the time derivative of the potentiel appears. We present rigourous existence and unicity results together with numerical simulations. Here we only use some Dirichlet boundary conditions for the macroscopic quantities. They can be far from the ones of physical interest wich we only know at a kinetic level.That's why we next propose a numerical solution to incorporate in the simulation of the evolutive Euler equations boundary condition that come from a microscopic modeling in the small mean free path regime. THe boundary condition relies on the analysis of boundary layers formation that accounts from the fact that the incoming kinetic flux might be far from the equilibrium

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Lepoivre, Bertrand. "Modélisation hémodynamique du système cardio-vasculaire de l'homme sous facteur de charge." Tours, 1998. http://www.theses.fr/1998TOUR3301.

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Ragot, Sébastien. "Matrices densité : modélisation des densités de charge et d'impulsion : prédiction des propriétés solides." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ECAP0709.

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Les grandeurs liées à la dynamique des électrons, par exemple l'énergie cinétique, sont particulièrement difficiles à évaluer à partir de la seule densité de charge, accessible par diffraction X. Elles sont en revanche directement liées à la densité d'impulsion qui est, elle, accessible par diffusion Compton. En cela, la diffusion Compton peut et doit fournir un complément efficace aux problèmes électroniques dans les molécules ou les solides. Pour autant, les études combinées dans les espaces R et P restent relativement rares. La modélisation de l'information commune a ces deux espaces repose sur la formulation de la matrice densité réduite à un électron (MD1). Nous explorons les possibilités offertes par une méthode dite de partition de clusters pour la formulation de la MD1 relative à un ion ou une molécule dans un environnement cristallin. Au niveau Hartree-Fock, nous montrons que cette méthode converge vers la solution exacte. Elle permet par ailleurs d'estimer des effets de corrélation électronique dans les deux espaces R et P et, plus généralement, de rendre compte des interactions d'un ion ou d'une molécule plonge(e) dans un environnement solide. L'application au cas de la glace ih permet d'obtenir des informations relatives aux interactions des molécules d'eau, offrant par la une interprétation précise d'une récente expérience de diffusion Compton. L'influence des défauts dans la glace est abordée. L'application de cette méthode au cas de la glace ih permet d'obtenir des informations relatives aux interactions des molécules d'eau. Les résultats théoriques permettent une interprétation précise d'une récente expérience de diffusion Compton, voire, d'envisager l'influence des défauts.

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Idil, Mouhoumed Elmi. "Étude des propriétés de charge et de transport de membranes de nanofiltration." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S007/document.

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Aujourd'hui, la nanofiltration (NF) est perçue comme un procédé de séparation efficace et propre permettant d’extraire ou de concentrer des solutés ioniques ou neutres. Son développement à l’échelle industrielle n’est cependant pas encore optimal car les différents mécanismes de séparation sont encore mal compris. Cette thèse a porté d’une part sur l’étude des propriétés charge de surface des membranes de NF/OI et d’autre part sur les mécanismes de transport à travers des membranes de NF. Il a tout d’abord été montré, grâce à des mesures électrocinétiques réalisées sous atmosphère contrôlée, que certaines membranes commerciales subissent un post-traitement afin d’améliorer leurs performances de filtration. La détermination du potentiel zêta, grandeur caractéristique de la charge de surface, s’est révélée être une méthode adaptée pour mettre en évidence la présence d’une couche de post-traitement à la surface d’une membrane. La suite de l’étude a été consacrée à la compréhension des mécanismes de transport lors de la NF de mélanges ternaires contenant deux cations différents (Na+ et Ca2+) et un anion commun (Cl-). L’utilisation du modèle de transport SEDE a permis de montrer que les performances des membranes de NF résultent de la combinaison d’effets stériques, électriques et diélectriques. La dernière partie de ce travail a été consacrée à la NF d’un coproduit de l’industrie agro-alimentaire, le produit fermenté de soja (PFS). Il a été montré que la NF est potentiellement adaptée au dessalement du PFS (réduction de la teneur en cations monovalents) sans perte des sucres d’intérêt
Today, nanofiltration (NF) is acknowledged as an efficient and environmentally-friendly separation process suited to extract or to concentrate neutral or ionic solutes. However, its development at industrial scale is not yet optimal because separation mechanisms are still poorly understood. This thesis focused on studying surface charge properties of NF/RO membranes and transport mechanisms through NF membranes as well. Firstly it was shown through electrokinetic measurements performed under controlled atmosphere that some commercial membranes undergo a post-treatment to improve their filtration performance. Determining the zeta potential, a physical quantity representative of the membrane surface charge, was shown to be a reliable method to highlight the presence of a post-treatment layer on the membrane surface. The second part of the study dealt with the understanding of transport mechanisms involved in NF of ternary mixtures containing two different cations (Na+ and Ca2+) and a common anion (Cl-). Using the SEDE transport model it was shown that the performance of NF membranes results from the combination of steric, electric and dielectric effects. The last part of this work was concerned with nanofiltration of a food industry co-product, the fermented soy product (PFS). It was shown that NF is potentially suitable for PFS desalination (reduction in the monovalent cation concentration) without loss of the sugars of interest

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Hascoat, Aurélien. "Étude et modélisation du vieillissement sous contraintes électrothermiques de l'isolant pour câble de transport d'énergie haute tension à courant continu." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT333/document.

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L’objet de ce travail de thèse est l’étude du polyéthylène réticulé chimiquement (PRC) utilisé pour les câbles haute tension à courant continu (HTCC). Les propriétés électriques du PRC ont été largement étudiées en alternatif mais sont moins bien connues dans le cadre d’une contrainte continue. Une meilleure compréhension des propriétés diélectriques et de la durée de vie pourraient permettre aux fabricants et utilisateurs de proposer des tests de qualification et s’assurer du bon fonctionnement des systèmes de câble durant leur exploitation.Ces travaux présentent les câbles utilisés pour le transport HTCC ainsi que les contraintes physiques et chimiques endurées par le PRC en service. Le PRC est issu de la réaction de réticulation du polyéthylène basse densité (LDPE) amorcée par le peroxyde dicumylique. Il en résulte la présence de sous-produits, dont la majorité est évacuée par un traitement de dégazage du câble. Un additif antioxydant est par ailleurs ajouté à l’isolant du câble pour protéger le PRC durant la production puis l’exploitation du câble. Les contraintes appliquées au câble peuvent influencer les propriétés diélectriques. Notamment, la présence de charges électriques piégées (ou charges d’espace) peuvent influencer la durée de vie de l’isolant.Les propriétés d’injection/conduction, les mécanismes de pertes, la rigidité électrique, la charge d’espace et des propriétés chimiques de plaques circulaires de XLPE munies d’électrodes semiconductrices ont été étudiées. Sous l’effet des contraintes thermoélectriques, des charges électriques peuvent acquérir assez d’énergie pour être injectées dans l’isolant, selon différents mécanismes possibles, puis traverser l’isolant jusqu’à atteindre l’électrode opposée selon, là aussi, différents mécanismes. Selon le champ électrique appliqué, le mécanisme d’injection dominant est l’effet Schottky et le mécanisme de transport est le courant limité par charge d’espace (usuellement appelé SCLC). En ce qui concerne les mécanismes de pertes, à faible fréquence, le mécanisme de conduction quasi DC a été identifié à température ambiante tandis qu’à 70, 80 et 90°C, la conduction DC a été mise en évidence. De plus, les pertes augmentent lorsque la température d’étude augmente. La rigidité diélectrique a été déterminée à l’aide d’un panel d’échantillons. Sa valeur, déterminée par la loi de Weibull est de 375 kV/mm à température ambiante. La charge d’espace a été étudiée en utilisant la méthode de l’onde thermique (MOT). Ces analyses ont montré deux types de charges dominantes dans le matériau : homocharge et hétérocharge. La prédominance d’un type de charge par rapport à un autre est influencée par le champ électrique et la température. Le champ électrique total (addition du champ électrique dû à la charge d’espace et avec le champ électrique appliqué) atteint jusqu’à 100 kV/mm en appliquant 60 kV.mm. Les caractérisations chimiques ont montré une température de fusion de 103°C et une cristallinité de 39 %. Avant l’application de contraintes, l’index carbonyle, indiquant la présence de liaisons carbonyles est de 0,5.L’impact de contraintes thermoélectriques sur les propriétés diélectriques du PRC a été étudié à 70, 80 et 90°C sous 30 et 60 kV/mm. Des augmentations de la capacité et du facteur de pertes ont été observées et pourraient être assignées à la consommation presque totale de l’antioxydant à 90°C quelle que soit la contrainte électrique. La charge d’espace a elle aussi montré des évolutions significatives. Des différences ont été observées en fonction de la température, du champ électrique et du temps de vieillissement. Ces résultats ont été utilisés pour proposer une cinématique de vieillissement prenant en compte la charge d’espace et basé sur la consommation d’antioxydant menant à la croissance d’une couche de PRC oxydé contenant de nouvelles liaisons carbonyles comme le montre l’évolution de l’index de carbonyles
The present work concerns the study of the cross-linked polyethylene (XLPE) used for high voltage direct current (HVDC) cable insulation. The electrical properties of XLPE have been widely studied under AC stress, however the behaviour of these materials under high DC stress is less known and needs thorough investigation. The insulation should be better understood in terms of dielectric behaviour and lifetime. A better knowledge of HVDC insulation could allow manufacturers, utilities and TSO’s to propose a relevant qualification processes and to ensure that cable systems will remain safe and operational during their entire lifetime.This work introduces HVDC cables and especially the physical and chemical stresses assumed by the cross linked polyethylene (XLPE) insulation due to operational conditions. XLPE insulation is the result of the reticulation of low density polyethylene (LDPE), obtained with the decomposition of the cumyl peroxide. It causes the presence of byproducts in the insulation. The cables, degassed in order to extract these byproducts contains antioxidant agents, protecting the insulation during the production of HVDC cables and during the exploitation. The stresses can influence the insulation dielectric properties. As example, the presence of electric charges could influence the lifetime of the insulation.The injection/conduction, loss mechanisms, dielectric rigidity, space charge and chemical properties have been investigated at initial state. Under thermal and electric stresses, charges can reach the injection energy according with different mechanisms. Then, charges can be carrier to the opposite electrode with different mechanisms. Dominant mechanisms have been identified: Schottky injection and Space Charge Limited Current (SCLC) conduction, according with applied electric field. Concerning loss mechanisms, the low frequency mechanisms are nearly DC conduction at room temperature and DC conduction for higher temperatures. Moreover, the dielectric loss factor increases when temperature increases. The dielectric rigidity has been measured with Weibull’s law on a panel of 12 samples. The value of this property is 375 kV/mm, at room temperature. The space charges have been measured using the Thermal Step Method (TSM). These analyses show that two types of charge are present in the material (homocharge and heterocharge). This effect is influenced by temperature and electric field. The total electric field (addition of the applied electric field and electric field due to space charge) reaches until 100 kV/mm whereas 60 kV/mm is applied. Concerning the chemical properties of XLPE samples, the melting point has been measured at 103°C and the crystallinity is about 39 %. Before ageing stresses, the carbonyl index is worth 0.5 due to the slight presence of carbonyl bonds.The impact of a combined electric and thermal stress on dielectric properties is studied at 70, 80 and 90°C under 30 and 60 kV/mm. Increases of capacitance and loss factor possibly linked to the nearly total consumption of the antioxidant have been observed at 90°C for each electrical stress. Space charge analysis has shown significant variations. Differences have been observed as a function of ageing test temperature, applied electric field stress and ageing time. These results have been used to propose an ageing mechanism taking into account the development of space charges and based on the consumption of the antioxidant leading to the grow of an XLPE oxidised coat containing new carbonyl bonds as indicated by the carbonyl index after 857 days under stresses

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Woinet, Rémy. "Modélisation et commande d'une colonne de distillation soumise à de fortes variations de charge." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO19003.

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Notre travail est une contribution a l'etude comparative d'algorithmes de controle en qualite de colonnes a distiller, validee par la conduite experimentale d'un pilote de distillation continue, soumis a de fortes variations de charge. Les lois de commande lineaire etudiees sont la regulation proportionnelle integrale et derivee, le retour d'etat par modele interne et la commande adaptative avec estimation des parametres par algorithme a trace constante et controle par placement de poles. Cote non lineaire nous appliquons une technique de rejet de perturbations par retour d'etat avec un decouplage des entrees sorties et la minimisation des commandes sous contraintes. Enfin une approche bilineaire du modele physique avec retour d'etat associe a une observateur non lineaire conduit a une stabilite globale du systeme avec des reponses dynamiques encore plus regulieres. Notre etude montre la superiorite des techniques non lineaires. Nous insistons egalement sur les difficultes de mise en uvre pratique et le haut niveau de competence scientifique qu'entrainent ces techniques nouvelles. C'est pourquoi une commande plus classique de retour d'etat par modele interne doit etre soulignee pour sa robustesse, ses performances fort satisfaisantes et sa grande simplicite de mise en uvre

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Mady, Franck. "Modélisation des phénomènes de transport et des effets de charge dans les matériaux isolants." Nantes, 2002. http://www.theses.fr/2002NANT2026.

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Les propriétés fondamentales des matériaux isolants ainsi que leurs performances technologiques sont fortement influencées par les charges électriques qu'ils ont accumulées en leur sein. Ces charges, qui apparaissent suite aux diverses contraintes subies par le solide engendrent en effet un champ électrique qui favorise le vieillissement et le claquage du matériau. L'éradication de ces effets préjudiciables passe par une bonne compréhension des mécanismes de charge. On propose ici une étude théorique du transport de porteurs de basse énergie (électrons ou trous) dans les isolants. Les interactions avec les phonons jouent dans ce domaine un rôle primordial, conduisant, selon l'intensité du couplage, à la création ou l'annihilation de phonons réels, ou encore à l'auto-localisation des porteurs. Ce travail permet de modéliser les deux expériences de base retenues pour l'étude des effets de charge : les méthodes de miroir électrostatique et de déclin de potentiel. S'agissant tout d'abord des expériences miroir, la simulation Monte-Carlo du bombardement d'une cible isolante avec un faisceau d'électrons de grande énergie conduit à un schéma réaliste pour la répartition des charges implantées. Elle permet ainsi d'avancer une méthode simple d'interprétation des données expérimentales. Une modélisation détaillée du transport des charges occupant le bas de la bande de conduction ou le haut de la bande de valence est ensuite présentée. Des processus de transport par bande et par sauts sont envisagés. Dans les deux cas, l'influence des défauts (pièges) est clairement précisée. Ce travail est mis à profit pour élaborer une description théorique des expériences de déclin de potentiel. Celle-ci permet de mettre en évidence l'influence des différents mécanismes de transport considérés sur les comportements expérimentaux observés
The fundamentals properties of insulating materials as well as their technological performances are strongly influenced by the electric charges they have stored. The charging-up of the insulator can be provoked by various stresses suffered by the sample. It is responsible for the appearance of an electric field which favours the aging and the breakdown of the material. The eradication of such undesirable effects requires a good understanding of the charging mechanisms

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Belkhir, Samir. "Modélisation numérique d'un pieux charge latéralement avec prise en compte du cisaillement du sol." Le Havre, 1998. http://www.theses.fr/1998LEHA0002.

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Les fondations profondes sur pieux, très largement utilisées connaissent un développement croissant. Les principales raisons sont la qualité de plus en plus médiocre des terrains laissés aux constructeurs, les dimensions importantes des ouvrages maritimes et offshore, les innovations technologiques dans la réalisation des pieux et enfin, les réalisés dans les méthodes de dimensionnement. La plupart des travaux entrepris dans ce domaine, ignorent la continuité entre les couches et ne prend pas en compte le cisaillement du sol. Ceci nous a amené à entreprendre une étude par modélisation numérique qui permet de prendre en compte dans les calculs d'un pieu charge latéralement, le cisaillement de sol. Dans cet objectif, un code de calcul est développé, nomme capela. Ce code de calcul capela permet l'étude du comportement de pieux charges latéralement avec une position quelconque du point d'application de la charge le long du pieu. D'autre part, le code du calcul capela permet d'introduire différents type de sol avec un large choix de courbe de réaction. Par ailleurs, ce code de calcul est doté d'un menu d'introduction de données élégant et facile d'utilisation. Une étude comparative des résultats de calcul de pieux charges latéralement obtenus par capela, pilate et des essais sur des modèles réduits centrifuges, est effectuée. Cette étude a double objectif, d'abord, la validation du code de calcul Capela, d'autre part l'étude de l'influence de la prise en compte de l'effet du cisaillement du sol sur le comportement des pieux. Ces confrontations entre les résultats obtenus en centrifugeuse et ceux obtenus par Capela, ont permis de valider ce dernier, pour plusieurs types d'environnement. Ces exemples de confrontation avec des essais sur modèles réduits centrifuges, permettent d'avoir une estimation concrète et globale de l'effet du cisaillement du sol. Les résultats obtenus montrent nettement cet effet. Ainsi, l'influence du cisaillement sur le comportement d'un pieu charge latéralement est effectivement mise en évidence. Ceci permet par conséquent, en tenant compte de l'effet de cisaillement, de réduire le dimensionnement des pieux.

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Brunet, Antoine Pierre. "Modélisation multi-échelle de l’effet d’un générateur solaire sur la charge électrostatique d’un satellite." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0042/document.

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L’estimation de la charge d’un satellite et du risque de décharge nécessite dans certains cas la prise en compte dans les modèles numériques d’échelles spatiales très différentes. En particulier, les interconnecteurs présents à la surface des générateurs solaires d’un satellite sont susceptibles de modifier son équilibre électrostatique lors de missions spatiales rencontrant un environnement plasma dense. Une modélisation classique de cet effet nécessiterait le maillage d’éléments à des échelles submillimétriques,sur un satellite de plusieurs dizaines de mètres d’envergure, ce qui rendrait la simulation extrêmement onéreuse en temps de calcul. De plus, ces interconnecteurs sont parfois fortement chargés positivement par rapport à l’environnement, ce qui empêche l’application du modèle de Maxwell-Boltzmann classiquement utilisé pour les populations d’électrons. Dans une première partie, nous avons développé une méthode itérative de type Patch adaptée à la résolution du problème non-linéaire de Poisson-Boltzmann pour la simulation du plasma spatial. Cette méthode numérique multigrille permet la simulation de l’impact d’éléments de petite taille à la surface d’un satellite complet. Dans une seconde partie, nous avons développé un schéma correctif permettant d’utiliser le modèle de Maxwell-Boltzmann pour la population d’électrons, malgré la présence de surfaces satellites chargées positivement, en y ajoutant un terme de correction calculé à l’aide de la méthode Particle-in-Cell. Nous avons montré que ce schéma permet, tout en limitant le coût en calculs, de déterminer avec précision les courants collectés par les surfaces du satellites, qu’elles soient chargées négativement ou positivement
The numerical simulation of spacecraft charging can require to resolve widely different geometrical scales. In particular, solar array interconnects on the surface of solar panels have a major impact ona satellite electrostatic equilibrium. A classical model of this effect would require a mesh refined tosub-millimetre scales, on a spacecraft spanning several dozen metres, which would make the simulation computationally expensive. Moreover, the solar array interconnects can have a large positive potentialrelative to the space plasma, preventing the use of the classical Maxwell-Boltzmann model for theelectrons in the plasma. In a first part, we have developed an iterative patch method to solve thenonlinear Poisson-Boltzmann equation used in plasma simulations. This multigrid numerical scheme allows to resolve the impact of small-scale components on the surface of a complete spacecraft. In asecond part, we have developed a corrective scheme for the Maxwell-Boltzmann model to account for the presence of charged surfaces in the simulation. We have shown that this simple model is able to precisely compute the currents collected by the spacecraft surfaces

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Dragan, Ioan Ciprian. "Modélisation du processus de charge et séparation tribo-aéro-électrostatique de matériaux plastiques granulaires." Poitiers, 2010. http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/268269ee-b807-4cae-b8fd-ba4075a5c777.

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Les procédés de séparation électrostatique sont déjà utilisés pour le recyclage des déchets industriels broyés, chargés au préalable par effet triboélectrique dans des dispositifs à vibrations, à cylindre tournant ou à lit fluidisé. L’efficacité de ces dispositifs étant parfois limitée par la charge électrique accumulée pendant le transport pneumatique des matériaux à séparer, une étude a été réalisée en faisant appel la méthode des plans d’expériences afin d’identifier les facteurs influents et de proposer des solutions d’amélioration. Si les dispositifs actuels ne donnent pas satisfaction c’est aussi parce que certaines particules n’arrivent pas à se charger convenablement pour être séparées en champ électrique. Un procédé et une installation originaux permettent de remédier à ces inconvénients, en utilisant en même temps l’effet triboélectrique, la force de Coulomb et la force image électrique. Deux dispositifs à lit fluidisé ont été construits dans le but de faciliter la compréhension des phénomènes physiques à la base du nouveau procédé et de tester sa faisabilité. Les expériences réalisées sur ces dispositifs ont montré que l’efficacité du processus de charge dépend fortement de la vitesse de l'air de fluidisation et de la durée passée par les particules dans le dispositif. Ces études ont permis de préciser les solutions techniques essentielles à la réalisation d’un séparateur tribo-aéroélectrostatique industriel. Les résultats expérimentaux confirment la charge triboélectrique en lit fluidisé associée à la séparation en champ électrostatique comme un procédé efficace de traitement des déchets granulaires d’équipements électriques et électroniques
The electrostatic separation processes are already used for the recycling of granular wastes, electrically charged in advance by the tribo-electric effect in vibratory-, rotating cylinder- or fluidized bed-devices. As the effectiveness of these devices is often limited by the electric charge accumulated during the pneumatic transport of materials to be separated; a study was conducted using the design of experiments methodology in order to identify the influential factors and to propose solutions for improvement. The efficiency of these devices is in many cases rather poor, because some particles do not reach the necessary charge to be separated in the electric field. An original method and equipment have been designed to overcome these drawbacks by simultaneously using of the triboelectric effect, the Coulomb force and the electric image force. Two fluidized bed devices were constructed in order to facilitate the understanding of physical bases of the new process and test its feasibility. Experiments on these devices showed that the efficiency of the charging process depends significantly on the speed of the fluidization air and the time spent by particles in the device. These studies validated most of the technical solutions to be applied in order to build an industrial tribo-aeroelectrostatic separator. The experimental results confirm simultaneous triboelectric charge in a fluidized bed and separation in a horizontal electrostatic field as an effective method of treatment for the granular wastes of electrical and electronic equipment

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Armeanu, Dumitru Constantin. "Modélisation physique du stockage dans les nanocristaux de mémoires flash quantiques." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6144.

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L’objectif principal est d’affiner la compréhension des phénomènes de charge / décharge d’une mémoire flash à nanocristaux à partir de la modélisation d’un seul nanocristal. Ce travail est basé sur un modèle de nanocristal unique isolé existant. Tout d’abord, une amélioration de ce modèle a été réalisée, avec une nouvelle modélisation de la grille métallique et du canal semiconducteur dopé p en régime d’accumulation. Le continuum d’énergie 3D est représenté par une succession de sous-bandes 2D choisies pour conserver la densité d’états. Ensuite, le but a été d’inclure le couplage électrostatique existant entre les nanocristaux. Une méthode a été développée pour caractériser le voisinage d’un nanocristal particulier au sein d’une couche désordonnée : les premiers voisins d’un nanocristal sont alors générés de manière réaliste. Puis une étude sur le couplage électrostatique à partir des simulations tridimensionnelles entre un nanocristal d’intérêt et les nanocristaux premiers voisins a été effectuée : on peut dissocier l’influence du voisinage diélectrique (nanocristaux vides) de celle du voisinage de charge (nanocristaux chargés). Pour chacune des influences, une méthode de prise en compte des nanocristaux premiers voisins a été développée, en veillant à être compatible avec le modèle du nanocristal unique isolé. Apres validation de ces deux approches, un modèle de nanocristal unique tenant compte de l’influence électrostatique des premiers voisins a pu être élaboré
The main objective is to refine the understanding of the phenomena of charge / discharge of a nanocrystal flash memory from the modeling of a single nanocrystal. This work is based on a previous model of a single isolated nanocrystal. First, an improvement of this model was carried out with a new modeling of the metal gate and the p-doped semiconducting channel in accumulation regime. The 3D continuum of energy is represented by a succession of 2D subbands selected to keep the density of states. Then, the goal was to include the electrostatic coupling between the nanocrystals. A method was developed to characterize the neighborhood of a particular nanocrystal in a disordered layer: the first neighbors of a nanocrystal are then generated in a realistic way. Next, a study of the electrostatic coupling from three-dimensional simulations between a nanocrystal of interest and the first neighbor nanocrystals was made: we can separate the influence of the dielectric neighborhood (nanocrystal empty) from the charged neighborhood (charged nanocrystals). For each influence, a method taking into account the first neighbor nanocrystals has been proposed, ensuring compatibility with the model of a single isolated nanocrystal. After validation of these two approaches, a model of a single nanocrystal taking into account the electrostatic influence of nearest neighbors has been developed

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Watrin, Nicolas. "Modélisation multi-physique des batteries à base lithium et application à l'estimation de l'état de charge." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00976586.

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L'utilisation de batteries de forte puissance et possédant une énergie élevée devient un passage incontournable dans les transports de demain. Les batteries au lithium, qui étaient utilisées principalement pour des applications mobiles peu consommatrices d'énergie, comme les téléphones ou les ordinateurs, ont trouvées leur place au sein des chaînes de traction.L'arrivée de ces technologies implique une nouvelle façon de concevoir les véhicules, ainsi que la mobilité de manière générale. Mais dans cette approche, les constructeurs automobiles sont faces à de nombreux problèmes. Tout d'abord l'énergie électrique embarquée n'est pas un de leurs principaux corps de métier. Ensuite, cette technologie, bien que maitrisée à l'heure actuelle est encore sujette à quelques flous techniques. Une des principales contraintes des batteries au lithium est qu'il est difficile de connaitre la quantité d'énergie restante au sein de la cellule. Pour un téléphone portable, l'impact est minime, mais pour un véhicule les enjeux sont totalement différents.C'est pour répondre à cette question que SEGULA TECHNOLOGIE AUTOMOTIVE à mis en place une thèse CIFRE en partenariat avec le laboratoire IRTES. L'originalité de ces travaux repose sur l'élaboration d'un modèle multi-physique, thermique et électrique, pour des cellules de forte puissance et de forte énergie. De plus le modèle à la particularité de pouvoir être exporté vers des cellules lithium-ion et lithium-polymère, les deux technologies correspondant le mieux au besoin actuel. Enfin, la précision du modèle lui permet d'être implémenté dans un estimateur d'état de charge temps réel, utilisable au sein des véhicules. Les travaux menés au cours de cette thèse sont récapitulés dans ce mémoire de la manière suivante.Tout d'abord un chapitre introduit les principales caractéristiques de la technologie lithium. Il s'agit dans un premier temps de montrer pourquoi nous avons eu besoin de cette technologie au sein des véhicules, pour ensuite détailler le fonctionnement de ces cellules. Dans le même chapitre, les différentes méthodes permettant la modélisation numérique de ces cellules sont introduites, ainsi que les méthodes d'estimation de leur état de charge.Dans le second chapitre, la modélisation multi-physique est détaillée. Il s'agit ici de comprendre et de modéliser le comportement d'une cellule, en réalisant un modèle numérique équivalent permettant de reproduire les comportements électriques et thermiques. Une fois un nouveau modèle développé et validé expérimentalement, le protocole permettant de déterminer ces paramètres est détaillé. Enfin nous conclurons sur la généralisation du modèle numérique et du protocole pour les batteries lithium-ion de différentes capacités, ainsi que pour les cellules lithium-polymère.Le troisième et dernier chapitre propose un estimateur d'état de charge basé sur le modèle numérique présenté au deuxième chapitre, utilisant un système adaptatif, le filtre de Kalman. Ce filtre réalise l'estimation d'un paramètre non mesurable (l'état de charge) à l'aide de paramètres mesurables (courant, tension, température), et d'un modèle numérique. Ce chapitre présente ainsi l'adaptation du filtre pour une estimation de l'état de charge, mais également l'implémentation du filtre pour des simulations. Après de nombreuses comparaisons en simulation et des validations expérimentales, le chapitre se termine sur l'implémentation du filtre dans une carte électronique de développement, afin de réaliser une estimation d'état de charge en temps réel, et ainsi améliorer la gestion des cellules.

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Ben, Ismail Ahmed. "Etude des effets transitoires de la compensation de charge d'espace sur la dynamique d'un faisceau intense." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112114.

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L'un des défis dans la réalisation des accélérateurs d'ions est la maîtrise de la dynamique des faisceaux intenses à basse énergie. Cette dynamique est dominée par des effets non linéaires du champ de Charge d'Espace (CE). Ce champ est une source de formation d'un halo pouvant induire des pertes le long du transport. Une fois ionisé par le faisceau, le gaz résiduel, diffusé par la source et produit par la désorption des parois internes de l'accélérateur, contribue à la production d'électrons et d'ions. Suivant leur signe de charge par rapport au faisceau, ces particules seront repoussées ou confinées. L'accumulation de particules dans le faisceau contribue à la compensation du champ de CE. Cette neutralisation entraîne cependant de nouvelles non linéarités variables dans le temps. Cette thèse présente des travaux expérimentaux et de modélisation de la compensation de CE pour des faisceaux d'ions (H + ou H -). La dynamique de ces faisceaux est modélisée par un nouveau code PIC, CARTAGO, assurant le couplage entre le plasma créé et ces faisceaux. Une étude mono particulaire introduit la dynamique du plasma en présence du champ de CE et d'un champ magnétique extérieur. La modélisation de la compensation avec la version 1D du code a permis de donner les temps d'établissement et les degrés de compensation pour plusieurs cas de faisceaux et différentes pressions de gaz. La compensation d'un faisceau de protons a été étudiée plus particulièrement dans la ligne basse énergie de l'Injecteur de Protons de Haute Intensité (IPHI) de Saclay. Des confrontations expérimentales des résultats de modélisation 2D (r,z) dans une partie de cette ligne sont aussi détaillées
A main interest in the design of ion accelerators is the control of the dynamics of intense beams at low energy. This dynamics is dominated by nonlinear effects of the Space Charge (SC) field. This SC field induces a halo formation what can induce losses along the transport. Once ionized by the beam, the residual gas, diffused by the source and produced by the desorption of the vacuum chamber of the accelerator, contributes to the production of electrons and ions. According to their sign of charge compared to the beam, these particles will be repelled or confined. The accumulation of particles in the beam contributes to the compensation of the SC field. However, this neutralization induces others non linearity which are dependent on time. This thesis presents an experimental and theoretical work of the SC compensation for ion beams (H + and H -). The dynamics of these beams is modelled by a new PIC code, CARTAGO, ensuring the coupling between the created plasma and the studied beams. A single-particle study introduces the dynamics of the plasma in presence of the SC field and of an external magnetic field. The modelization of the compensation with the 1D version of CARTAGO code gave the establishment times and the compensation degrees for several cases of beams and various gas pressures. The compensation of a protons beam was studied more particularly in the low-energy line of the Injector of Protons of High Intensity (IPHI) at Saclay. Experimental confrontations of the 2D (r,z) modelization results in a part of this line are also detailed

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Moine, Alexandre. "Modélisation de la demande de logements en zone frontalière : un outils d'aide à la décision appliqué au marché local de Morteau (Doubs)." Besançon, 1995. http://www.theses.fr/1995BESA1037.

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La formation et l'évolution de la demande de logement, notamment dans les régions frontalières, sont très difficiles à comprendre et à anticiper. Elles dépendent essentiellement de la mobilité des ménages en relation avec les cycles de vie, les stratégies résidentielles, les revenus, l'environnement socio-économique et la disponibilité de logements. Elles donnent lieu à des itinéraires résidentiels. Dans le cadre d'une analyse locale appliquée au marché de Morteau, en zone frontalière dans le Doubs, nous assimilons le marché local étudié à un système complexe ou l'ensemble des éléments déterminant la mobilité des ménages est en interaction. Grace à une démarche élaborée à partir des principes de dynamique de système selon JW. Forrester, nous mettons au point un modèle mathématique destiné à représenter l'évolution de la demande, et à identifier, par le biais des résultats de simulations informatiques, les principales causes des blocages qui se manifestent en rapport avec l'embauche ou le licenciement des travailleurs frontaliers loges en France. L'objectif est de présenter un outil d'aide à la décision utilisable dans le cadre d'actions à l'échelle d'un programme local de l'habitat
It's very difficult to understand the formation and anticipate the evolution of housing demand, especially in case of border zones. They depend on occupants mobility according to life cycle, housing strategy, income, socio-economic contexte, and disponibility of houses; and occur residential moves. In the case of local analysis, in morteau, near the swiss border, we compare the local market with a complex system where all the elements which explain occupant mobility are in interaction. Owing to an approach based on systemic method, and particulary on dynamic system according to JW. Forrester, we build a computer program in order to simulate demand evolution, and to identify the main causes which blocked the market in relation with the evolution of the number of frontier workers

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Laville, Aurélien. "Modélisation géométrique et mécanique du complexe musculo-squelettique du rachis cervical sous facteur de charge." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00553250.

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Les progrès technologiques considérables réalisés dans le secteur aéronautique militaire ont donné naissance à des avions atteignant des niveaux d'accélération importants (9 Gz sur le Rafale). Ces accélérations, à l'origine de lésions cervicales aigües et chroniques, placent plus que jamais les tolérances biomécaniques des pilotes de chasse au centre des préoccupations. Dans le contexte de protection des personnels navigants, l'Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA) coordonne, avec le soutien de la Délégation Générale à l'Armement (DGA), un programme de recherche visant entre autres à mieux comprendre les mécanismes lésionnels impliqués. Les modèles en éléments finis constituent des outils particulièrement propices à l'analyse des risques lésionnels dans la mesure où ils offrent une information quantitative des niveaux de sollicitation des tissus. Néanmoins, aucun modèle ne permet à l'heure actuelle de prendre en compte à la fois les variabilités morphologiques interindividuelles et les tissus musculaires. Le but de cette étude est par conséquent de contribuer à l'étude des mécanismes lésionnels en proposant une approche de modélisation géométrique paramétrée et personnalisée. La méthode consiste à générer automatiquement des maillages du complexe musculo-squelettique du rachis cervical à partir de données issues d'imagerie médicale. Enrichis par des lois de comportement mécanique, ces maillages sont utilisés pour la construction de modèles en éléments finis dont les mobilités segmentaires sont validées dans un premier temps. Une étude préliminaire vise ensuite à mettre en évidence les effets de la morphologie et des tissus musculaires dans le cas des sollicitations en compression axiale qui sont récurrentes sous facteur de charge.

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Perrot, Grégory. "Modélisation du comportement des composites à matrice céramique auto-cicatrisante sous charge et atmosphère oxydante." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0442/document.

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Les matériaux composites à matrice céramique (CMCs) à matrice auto-cicatrisantes (MAC) sont développées depuis plusieurs années pour leurs possibilités d'application dans le domaine de la propulsion aéronautique où ils se révèlent trés intéressants en termes de résistance à des conditions sévères et de légèreté. Dans le cadre d'un programme d'étude du comportement des CMC-MAC et de leurs mécanismes d'endommagement, l'objectif de ces travaux est de construire un modèle numérique multi-physique permettant de déterminer la durée de vie d'un échantillon d'un tel matériau soumis à une contrainte mécanique dans un environnement oxydant. L'étude porte sur la mise en place d'un couplage entre deux codes de calcul : un code d'endommagement mécanique et un code physico-chimique qui a été développé au cours de cette thèse. De façon inédite, on se place dans la géométrie 2D d'un plan de fissure, partant d'une image détaillée de l'arrangement des constituants (fibres, interphases, matrice multi-couche). Les différentes parties du programme ont été validées indépendamment et des résultats du calcul complet sont présentés et discutés
Self-Healing Ceramics Matrix Composites (HT-CMC) are developed since several years for theirapplication in aeronautic applications and are interesting for their good resistance to criticalenvironments. As part of a study program of the HT-CMC behavior and their damagemechanisms, the objective of this thesis is to build a multi-physics numerical model todetermine the lifetime of a sample such a material subjected to a mechanical stress in anoxidizing environment. The study focuses on the establishment of a coupling between twocomputer codes: a code of mechanical damage and a physical-chemical code that wasdeveloped during this thesis. In an unprecedented way, we place ourselves in the 2D geometryof a crack plane, starting from a detailed picture of the arrangement of the components (fiber,interphase, multi-layer matrix). The different parts of the code have been independentlyvalidated and the results of the complete calculation are presented and discussed

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Gali, Sai Manoj. "Modélisation des relations structure / propriétés de transport de charge dans les matériaux pour l'électronique organique." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0693/document.

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Les avancées technologiques et l'intégration massive de dispositifs électroniques nanométriques dans les objets de notre vie quotidienne ont généré une explosion des coûts de R&D, de conception et de production, ainsi que des inquiétudes sociétales quant à l'impact environnemental des déchets électroniques. En raison de procédés de production moins coûteux et à faible impact environnemental, de leur souplesse d’utilisation et de la possibilité de moduler leurs propriétés à l’infini, les molécules et polymères organiques constituent une classe de matériaux prometteuse pour la mise au point de nouveaux dispositifs électroniques. L’électronique organique couvre ainsi un vaste domaine d’applications, parmi lesquelles se trouvent les diodes électroluminescentes, les transistors à effet de champ ou les cellules photovoltaïques. Bien que la plupart de ces dispositifs soient déjà commercialisés, les processus gouvernant leur efficacité à l’échelle atomique sont loin d’être entièrement compris et maîtrisés. C’est en particulier le cas des processus de transport de charge, qui interviennent dans tous ces dispositifs.L'objectif de cette thèse est d’apporter une compréhension fondamentale des processus de transport de charge dans les semiconducteurs organiques, à partir d'approches théoriques combinant dynamique moléculaire, calculs quantiques et simulations Monte Carlo. Ce travail est développé suivant trois axes principaux:(I) Etude des relations liant l'organisation structurale et les propriétés de transport de cristaux moléculaires, et du rôle des fluctuations énergétiques dans des matériaux polymères amorphes. Des simulations Monte Carlo Cinétique (KMC) couplés au formalisme de Marcus-Levich-Jortner pour le calcul des taux de transfert ont été effectués afin de déterminer les mobilités des électrons et des trous au sein de dix structures cristallines de dérivés phtalocyanines. Dans une deuxième étude, une approche similaire a été employée afin de décrire les propriétés de transport de charge au sein d'un copolymère amorphe de fluorène-triphénylamine, ainsi que l'impact des fluctuations énergétiques sur ces dernières. La méthodologie développée permet d'obtenir, pour un faible coût calculatoire, une estimation semi-quantitative des mobilités des porteurs de charge dans ce type de système.(II) Etude de l'impact de contraintes mécaniques sur les propriétés de transport de matériaux organiques cristallins. La réponse électronique et les propriétés de transport de matériaux organiques soumis à une contrainte mécanique ont été étudiés à l'aide de simulations de dynamique moléculaire et de calculs DFT. Le rubrène cristallin et ses polymorphes, ainsi que les dérivés du BTBT, ont été considérés pour cette étude, qui révèle un couplage électromécanique inhabituel entre les différents axes cristallographiques. Les résultats démontrent en particulier que l'anisotropie structurale des monocristaux organiques conduit à une anisotropie du couplage électromécanique.(III) Etude du rôle du polyélectrolyte dans la conductivité des complexes conducteurs. Le polystyrène substitué par du bis(sulfonyl)imide est utilisé comme un contre-ion et un dopant dans les complexes conducteurs PEDOT-polyélectrolytes. En complément des analyses expérimentales, des simulations de dynamique moléculaire couplées à des calculs DFT ont été effectuées dans ces systèmes afin d'analyser l'impact de la conformation et de l'état de protonation du polyélectrolyte sur la conductivité du complexe formé avec le PEDOT.Les études décrites ci-dessus, réalisées sur différents types de matériaux en couplant différents types d'approches théoriques, ont permis d'apporter une compréhension fondamentale des propriétés de transport dans les semiconducteurs organiques. Elles mettent en particulier en évidence l'impact de l'organisation structurale, des interactions intermoléculaires et de l'application de contraintes mécaniques sur la mobilité des porteurs de charges dans ces matériaux
With the advancement of technology, miniaturized electronic devices are progressively integrated into our everyday lives, generating concerns about cost, efficiency and environmental impact of electronic waste. Organic electronics offers a tangible solution paving the way for low-cost, flexible, transparent and environment friendly devices. However, improving the functionalities of organic (opto) electronic devices such as light emitting diodes and photovoltaics still poses technological challenges due to factors like low efficiencies, performance stability, flexibility etc. Although more and more organic materials are being developed to meet these challenges, one of the fundamental concerns still arises from the lack of established protocols that correlate the inherent properties of organic materials like the chemical structure, molecular conformation, supra-molecular arrangement to their resulting charge-transport characteristics.In this context, this thesis addresses the prediction of charge transport properties of organic semiconductors through theoretical and computational studies at the atomistic scale, developed along three main axes :(I) Structure-charge transport relationships of crystalline organic materials and the role of energetic fluctuations in amorphous polymeric organic semiconductors. Kinetic Monte-Carlo (KMC) studies employing the Marcus-Levich-Jortner rate formalism are performed on ten crystalline Group IV phthalocyanine derivatives and trends linking the crystalline arrangement to the anisotropic mobility of electrons and holes are obtained. Subsequently, KMC simulations based on the simpler Marcus formalism are performed on an amorphous semiconducting fluorene-triphenylamine (TFB) copolymer, to highlight the impact of energetic fluctuations on charge transport characteristics. A methodology is proposed to include these fluctuations towards providing a semi-quantitative estimate of charge-carrier mobilities at reduced computational cost.(II) Impact of a mechanical strain on the electronic and charge transport properties of crystalline organic materials. Crystalline rubrene and its polymorphs, as well as BTBT derivatives (well studied high mobility organic materials) are subjected to mechanical strain and their electronic response is analyzed. Employing tools like Molecular Dynamic (MD) simulations and plane wave DFT (PW-DFT) calculations, unusual electro-mechanical coupling between different crystallographic axes is demonstrated, highlighting the role of inherent anisotropy that is present in the organic single crystals which translates in an anisotropy of their electro-mechanical coupling.(III) Protonation-dependent conformation of polyelectrolyte and its role in governing the conductivity of polymeric conducting complexes. Polymeric bis(sulfonyl)imide substituted polystyrenes are currently employed as counter-ions and dopants for conducting poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), resulting in PEDOT-polyelectrolyte conducting complexes. Employing MD simulations and DFT calculations, inherent characteristics of the polyelectrolyte like its acid-base behavior, protonation state and conformation, are analyzed in conjunction with available experimental data and the role of these characteristics in modulating the conductivity of resulting PEDOT-polyelectrolyte conducting complexes is highlighted.The above studies, performed on different organic electronic systems, emphasize the importance of inherent characteristics of organic materials in governing the charge transport behavior in these materials. By considering the inherent characteristics of organic electronic materials and systematically incorporating them into simulation models, accuracy of simulation predictions can be greatly improved, thereby serving not only as a tool to design new, stable and high performance organic materials but also for optimizing device performances

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Huraux, Thomas. "Simulation multi-agent d'un système complexe : combiner des domaines d'expertise par une approche multi-niveau. Le cas de la consommation électrique résidentielle." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066674/document.

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Nous abordons dans cette thèse un problème important en simulation multi-agent pour l'étude des systèmes complexes: celui d'assembler de multiples expertises par une approche multi-niveau. Alors que les approches existantes considèrent habituellement la vue d'un seul expert principal sur le système, nous proposons d'utiliser une approche multi-niveau pour intégrer plusieurs expertises sous la forme d'agents de différents niveaux d'abstraction. Nous montrons qu'il est ainsi possible de rester proche des concepts manipulés par les différents experts (ce qui permet de faciliter le processus de validation dans leurs domaines respectifs) et de combiner les différents niveaux de ces concepts, de manière à ce que chaque expert puisse comprendre les dynamiques des éléments liés à son domaine. Nous proposons le méta-modèle SIMLAB basé sur une représentation unifiée des concepts par des agents pouvant s'influencer les uns les autres dans différents axes et différents niveaux. Ce travail est concrétisé dans le cadre de l'étude de l'activité humaine en relation avec la consommation électrique. Il s'agit là d'un exemple typique de système complexe nécessitant de multiples expertises issues de différents domaines tels que l'ergonomie, l'énergétique, la sociologie, la thermique, ... Dans ce contexte, nous présentons ensuite la mise en oeuvre de notre approche dans la plate-forme SMACH de simulation des comportements humains et nous décrivons un ensemble d'expérimentations illustrant les différentes caractéristiques de notre approche. Nous montrons enfin la capacité de SIMLAB à reproduire et à étendre en simulation une étude réalisée sur le terrain de gestion de la demande énergétique
The purpose of this work is to tackle a key problem in the study of complex systems when using multi-agent simulation: how to assemble several domains of expertise with a multi-level approach. While existing approaches usually consider the viewpoint of a unique main expert, we propose to use a multi-level model to integrate the multiple domains of expertise embodied in agents located at different abstraction levels. In this work, we show that it is possible to both stay close to the concepts manipulated by the experts (for the sake of the validation process in the domain of each expert) and combine the levels of those concepts. That way, each expert can easily understand the dynamics of the components related to their domain.We present SIMLAB, our meta-model based on a unified representation of the concepts using agents. Each agent can influence the others on different axes and levels. This work is materialised in a study of human activity in relation to electrical consumption. It is a typical example of complex system which requires many domains of expertise such as psychology, energetics, sociology, heat science, … In this context, we present the implementation of our approach in SMACH, a simulation platform of human behaviours. We Then describe several experiments to illustrate the characteristics of our approach. Finally, we show how SIMLAB can reproduce and extend in silico a field study of energy demand management

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Coulibaly, Daouda. "Performances d’évaporateurs à tubes coaxiaux, de types lisses ou corrugués : Etude expérimentale et modélisation." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0054.

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Les performances d'un échangeur de chaleur peuvent être augmentées par action sur les fluides ou par le choix d'une surface améliorée. Deux évaporateurs à tubes lisses et un évaporateur à tubes corrugués ont été testés afin de comparer leurs performances. Ce sont des échangeurs multitubulaires coaxiaux, constitués de neuf tubes lisses (longueur 7 m) ou corrugués (longueur 5 rn) placés à l'intérieur d'un tube enveloppe. L'eau circule à l'extérieur du faisceau de tubes à contre-courant avec le fluide frigorigène R22 qui circule à l'intérieur des tubes. Dans la gamme de débits d'eau de 2 à 5 m3/h, les trois évaporateurs ont donné des puissances identiques (10 à 16 kW) pour une même température d'entrée d'eau (7 à 15°C). Un des évaporateurs à tubes lisses, muni de centreurs, a permis de montrer que la répartition des tubes, en pas carré, a peu d'influence sur les échanges. Par contre, l'amélioration due aux tubes corrugués est notable car leur surface d'échange représente 76% de celle des tubes lisses. Cette amélioration des transferts thermiques s'accompagne de pertes de pression plus importantes, mais inférieures à la limite admissible de 0,5 bar sur l'eau pour les conditions nominales de fonctionnement. Les pertes de pression sur le R22 sont en moyenne de 0,2 bar à l'intérieur des tubes lisses et 0,35 bar pour les tubes corrugués. Un modèle, établi à partir des résultats expérimentaux et des corrélations de la littérature, permet le dimensionnement d'évaporateurs multitubulaires coaxiaux à tubes lisses ou corrugués où les surfaces d'échange minimales sont calculées en faisant varier le nombre d. E tubes pour des conditions de fonctionnement données
Heat transfer performance can be improved by increasing fluids velocity or by using enhanced surface. Two evaporators, both with smooth tubes and a corrugated tube evaporator are tested in order to compare their performances. They are double-pipe beat exchangers with 9 smooth tubes (length = 7m) or corrugated tubes (length = 5 m). The refrigerant is R22 inside the tubes and the coolant is water in counterflow outside the tubes bundle. A same capacity ( 10 to 16 kW) was measured on the three evaporators in the range of water flow rate from 2 to 3 m3Jh at constant inlet temperature (7 to 15°C). As one of the smooth tube evaporators has devices outside tubes to ensure a constant pitch along the tubes bundle, the tube distribution, in square pitch, is not an important parameter to take account in our study. Otherwise, the enhancement is more significant for corrugated tubes, as the heat transfer surface is reduced to 76% the surface of smooth tubes. However, this enhancement of heat transfer increases pressure drop, but Jess than the 0,5 bar admissible limit on water in nominal conditions. The mean pressure drop on R22 is 0,2 bar inside the smooth tubes and 0,35 bar inside the corrugated tubes. By using our experimental data and correlations from literature, a mode! has been established for designing double-pipe heat exchangers with smooth or corrugated tubes allows to calculate the minimum heat transfer surface by varying the number of tubes for imposed operating conditions

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Heitz, Jérôme. "Etude, modélisation et conception d'un multicapteur chimique à base de CNTFET." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAD031/document.

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Depuis quelques années, les explosifs artisanaux à base de peroxyde sont fréquemment utilisés dans les actes de terrorisme. Leur simplicité de conception ne les rend pas moins inoffensifs car ils sont tout aussi puissants que ceux à base de TNT (trinitrotoluène). Au regard des enjeux majeurs de la sécurité globale et en particulier de la protection du citoyen, il devient nécessaire de bénéficier d'instruments de détection fiables. C'est dans ce cadre que s'inscrit ce travail de thèse qui vise à développer un capteur intégré, sensible et sélectif aux traces d'explosifs, notamment ceux à base de peroxyde. Ce nez électronique est constitué d'une matrice de transistors à nanotubes de carbone (CNTFET) et d'une électronique et traitement des données. Après une brève introduction relative aux CNTFET pour la détection gazeuse, nous présentons les bases de l'élaboration d'une modélisation électrique du capteur. Cette modélisation a pour but, à terme, de permettre aux concepteurs decircuits intégrés de bénéficier d'un support de simulation des CNTFET, nécessaire à la mise en oeuvre de l'électronique de contrôle et de conditionnement des signaux. Nous détaillerons également ce qui constitue selon nous l'étape fondamentale précédant l'élaboration d'un modèle compact prédictif basé sur la physique, c'est à dire la compréhension topologique du réseau de nanotubes. Nous détaillerons alors différentes probabilités de contacts entre nanotubes. Nous présentons ensuite,l'élaboration de l'électronique permettant le contrôle des potentiels appliqués aux CNTFET et le conditionnement des signaux électriques. Ce conditionnement a pour objectif d'acheminer les réponses électriques du capteur vers des architectures de traitement de données utilisées pour la détection des différents gaz cibles. L'électronique intégrée en technologie CMOS HV (haute tension) est alimentée par pile basse tension. Des pompes de charge, élévateurs de tension, générant ces hautes tensions ont été étudiées, modélisées et réalisées. Nous proposons également dans ce manuscrit une nouvelle architecture de pompe de charge qui constitue, dans certaines plages d'utilisation, une alternative intéressante aux pompes de charge les plus performantes utilisées jusqu'à présent
For the last few years, improvised peroxide based explosives are frequently used in acts of terrorism. Their simple design does not make them less threatening than those based on TNT because they are equally as powerful as those based on TNT (trinitrotoluene). In view of the major issues of the overall safety and, in particular, the citizens' protection, it becomes necessary to enjoy reliable detection instruments. Such is the background of this PhD work which aims to develop a built-in sensor,sensitive and selective to traces of explosives, especially those based on peroxide. This electronic nose is made up of a network of carbon nanotube field-effect transistors (CNTFET), and data processing hardware. After a brief introduction relating to CNTFETs for gaseous detection, we will provide the basis for the elaboration of an electronic modeling of the sensor. This modeling aims, at the end, to allow designers of integrated circuits to benefit from a simulation support of CNTFETs, required to the implementation of control and signal conditioning electronics. We will also detail what are the fundamental steps mandatory before the development of a predictive compact model based on physics, which means the topological understanding of the nanotubes network. Then, we will describe different probabilities of contacts between nanotubes. Later, we will introduce the elaboration of the electronics allowing the control of the voltages applied to the CNTFETs and the electrical signals conditioning. The objective of this conditioning is to carry electrical responses from the sensor to data processing architectures used for the detection of the different target gasses. High Voltage CMOS integrated electronics are powered by low-voltage batteries. Charge pumps and voltage boosters which generate these high voltages, have been investigated, modeled and carried out. We also provide in this dissertation a new charge pump architecture which offers, in some ranges of application, an interesting alternative to the most efficient charge pumps used until now

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Briot, Roland. "Caractérisation des matériaux piézoélectriques : Modélisation des pertes aux joints de grains et aux parois de domaines." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0014.

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Les céramiques ferroélectiques sont largement utilisées dans le domaine industriel en conversion électromécanique avec les sonars et les transducteurs de puissance. Les contraintes supportées pas les céramiques impliquent la recherche de matériaux à h ail tes performances avec un coefficient de couplage élevé et des pertes mécaniques et diélectriques faibles même sous haut niveau d'excitation. L'élaboration de nouvelles compositions suppose des méthodes dynamiques de caractérisation adaptées quel que soit le coefficient de surtension mécanique de la céramique et nécessite une étude approfondie des pertes dans le matériau. Nous décrivons une méthodologie de caractérisation dynamique des matériaux avec fortes pertes permettant de déterminer avec précision les paramètres du schéma électriques équivalent. Les modèles unidimensionnels généralement utilisés ne prennent pas en com te la structure polycristalline des céramiques. Nous proposons un modèle permettant de décrire l'évolution des pertes diélectriques et mécaniques des céramiques piézoélectriques avec la fréquence. Ce modèle permet de préciser 1'influence respective des grains, joint de grains et murs de domaines. Sur les pertes élastiques des céramiques. Nous pouvons calculer les résistivités équivalentes des grains joints de grains et murs de domaines lorsque le pourcentage de dopant varie. Le modèle permet de mieux comprendre l'origine des pertes dans les matériaux et l'influence des éléments de substitution sur les propriétés électromécaniques des céramiques piézoélectriques. De simples mesures électriques devraient permettre de mieux connaître les raisons des non-linéarités observées dans les céramiques sous haut niveau d'excitation
The ferroclectric ceramics are so far used in piezoelectric industrial applications w ith electromechanical energy conversion such as sonars or high power transducers. These applications involve new materials with very high electromechanical coupling factor and very weak mechanical and dielectric losses under low or high electric field level. These new compositions require dynamic characterization for any mechanical quality factor and need a better description of lasses in the material. A new dynamic method for the characterization of materials with high losses is proposed in order to calculate with accuracy the parameters of equivalent electrical circuit. The one dimensional models generally used ignore the polycristalline structure of ceramics. We propose a new model in order to better explain the experimental frequency dependence of conductance, mechanical and dielectric lasses. This new model permits us to describe the rôle of grain, grain boundary and domain wall on elastic losses in piezoceramics. An analysis of the effect of:manganese addition has been achieved by using this model. Equivalent resistivities of grain, grain boundary and domain wall are calculated versus the amount of manganese. The increase of the percentage of manganese leads to an improvement of the grain and grain boundary electromechanical properties, afterwards an excess of manganese damage grain properties. The present mode! ex plains the losses in materials and describes the role of a substitution on the electromechanical properties of piezoceramics. The method is based on eas electrical measurements

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Voufack, Ariste Bolivard. "Modélisation multi-technique de la densité électronique." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0168/document.

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Il est désormais possible, en utilisant le modèle de densité électronique résolue en spin (CRM2), de combiner les diffractions des rayons X et des neutrons (polarisés) pour déterminer les distributions électroniques de charge et de spin de matériaux magnétiques cristallins. Cette méthode permet la mise en évidence des chemins d’interactions rendant compte de l’ordre magnétique. Le modèle résolu en spin a été appliqué aux complexes de coordination avec un métal de transition portant la majorité du moment magnétique, il a été ensuite utilisé pour étudier les radicaux purs organiques contenant des électrons non appariés délocalisés sur un groupement chimique et les matériaux inorganiques. Dans le radical Nit(SMe)Ph, la modélisation des densités de charge et de spin a permis, en accord avec les résultats antérieurs, de montrer que le spin est délocalisé sur le groupe O-N-C-N-O (fonction nitronyle nitroxyde). Elle a également permis de montrer l’implication des liaisons hydrogène dans les interactions magnétiques ferromagnétique observé en dessous de 0.6K. Cette étude a mis en évidence une répartition dissymétrique de la population de spin sur les deux groupes N—O dont seuls les calculs CASSCF permettent de reproduire l’amplitude. Cette dissymétrie proviendrait d’une combinaison d’effets moléculaires et cristallins. Dans le radical p-O2NC6F4CNSSN de la famille des dithiadiazolyles, la modélisation par affinement joint montre que la majorité du spin est porté par le groupement –CNSSN en accord avec les travaux antérieurs. Grace aux propriétés topologiques de la densité de charge, des interactions halogène, chalcogène et π ont été mis en évidence. Certaines de ces interactions favorisent des couplages magnétiques, notamment les contacts S…N2 entre molécules voisines pouvant contribuer à l’ordre ferromagnétique observé à très basse température (1.3K). Quant au matériau inorganique, YTiO3, les densités de charge en phases paramagnétique et ferromagnétique ont été déterminées ainsi que la densité de spin dans la phase ferromagnétique. Les résultats de cette étude montrent que les orbitales d les plus peuplées en électrons de l’atome de Ti sont dxz et dyz.. L’ordre orbital présent dans ce matériau est observé à 100 et à 20 K suggérant que l’ordre orbitalaire est lié à la distorsion des octaèdres. La fonction d’onde de l’électron non apparié est une combinaison linéaire de ces orbitales t2g
X-ray and neutron diffraction methods can be combined to determine simultaneously electron charge and spin densities in crystals based on spin resolved electron density model developed at CRM2. This method enables to carry out the study of interaction paths leading to the observed ferromagnetic order. First applications of this model were to coordination complexes, where the unpaired electron is mainly located on the transition metal, then generalized to explore organic radicals and to inorganic materials. In radical Nit(SMe)Ph, the modeling of the experimental charge and spin densities showed localization of spin density on O-N-C-N-O group (nitronyl -nitroxyde function), in agreement with previous works. It is also evidenced the involvement of the hydrogen bonds in the magnetic interactions leading to the ferromagnetic transition at very low temperature (0.6K). This study revealed dissymmetrical spin population of the two N-O groups that only CASSCF-type calculations can reproduce in amplitude (not DFT). This dissymmetry originates from both molecular and crystal effects. In radical p-O2NC6F4CNSSN belonging to the family of dithiadiazolyl, the joint refinement showed that the majority of the spin is distributed on -CNSSN group in agreement with the previous works. From topological properties of the charge density, halogen, chalcogen and π interactions have been highlighted. The most important magnetic interactions are observed through the network formed by contacts S ... N2 between neighboring molecules leading to the ferromagnetic order below 1.23K. Concerning the inorganic material, YTiO3, the charge densities in both paramagnetic and ferromagnetic phases and spin density were modelled. The results show that the most populated d orbitals of Ti atom are dxz and dyz. The orbital ordering evidenced in this material is observed at 100 and 20 K due to the orthorhombic distorsion. The wave function of the unpaired electron is a linear combination of these particularly populated t2g orbitals

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Mura, Arnaud. "Contribution à la modélisation de la combustion turbulente inhomogène dans les moteurs IDE à charge stratifiée." Aix-Marseille 2, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX22091.

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Ma, Lin. "Modélisation et simulation des effets non linéaires et multidimensionnels d'un moteur thermoacoustique : influence d'une charge résistive." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066430/document.

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Les travaux présentés dans cette thèse concernent la simulation numérique du démarrage et de la saturation d'un moteur thermoacoustique à ondes stationnaires couplé à une charge résistive placée à une de ses extrémités. Le modèle utilisé est hybride : l'écoulement dans la cellule est décrit dans le cadre bidimensionnel et non linéaire ; il est couplé à un modèle monodimensionnel d'acoustique linéaire du résonateur, par raccordement dans la limite asymptotique de faible nombre de Mach. Le système sélectionne naturellement les modes acoustiques instables. L'analyse du signal temporel de pression issu de la simulation numérique permet de calculer les taux de croissance des modes dominants. On peut ainsi déterminer la température critique de l'échangeur chaud permettant au moteur de démarrer ainsi que la fréquence du mode associé. Les variations de la température critique et de la fréquence d'oscillation sont caractérisées pour toutes les valeurs possibles de la charge résistive. L'influence de paramètres physiques tels que la pression moyenne, ou de divers paramètres géométriques de la cellule active est également examinée. Les résultats sont confrontés avec succès à la théorie linéaire et avec des résultats expérimentaux de la littérature. Le modèle hybride a permis, dans certains cas, de mener les simulations jusqu'à l'obtention du régime périodique, ce qui représente plusieurs dizaines de milliers de périodes acoustiques. Enfin, deux simulations en régime périodique sont détaillées pour analyser la dynamique de l'écoulement (formation de tourbillons) au voisinage des extrémités des plaques du stack et des échangeurs, pour des ondes de faible ou de forte intensité
The work presented in this thesis concerns the numerical simulation of the starting phase and saturation regime of a thermoacoustic engine equipped with a resistive load. A hybrid model is used: the flow in the active cell, described by two-dimensional nonlinear equations, is coupled to a one-dimensional linear acoustics model in the resonator, using matched asymptotic expansions in the low Mach number limit. Unstable acoustic modes develop spontaneously in the system. The computed acoustic pressure signal in the active cell is analyzed in order to extract the growth rate and frequency of the dominant modes. Therefore the critical hot exchanger temperature and frequency of the associated mode allowing the engine to start can be determined. Those critical parameters are characterized for all possible values of the resistive load. The effects of physical parameters such as mean pressure or of geometrical parameters of the active cell are also investigated. Results are found in agreement with linear theory and with experimental results from the literature. In some instances, the hybrid model enables to carry the simulations up to the periodic regime, which represents tens of thousands of acoustic periods. Finally, two simulations of the periodic regime are detailed in order to analyze flow dynamics (vortex formation) in the vicinity of the stack plate/heat exchanger extremities, for small and large drive ratio

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Daviau-Desnoyers, Dominic. "Caractérisation et modélisation de l’évolution de la fissuration des bétons renforcés de fibres sous charge soutenue." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1048/document.

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L'intérêt grandissant des chercheurs et de l'industrie démontre l'énorme potentiel que les bétons renforcés de fibres (BRF) peuvent procurer aux ouvrages de béton armé. Afin de répondre aux enjeux modernes que pose la durabilité, il est nécessaire de maîtriser et d'anticiper les problèmes de fissuration. Ce projet de thèse a pour objectif d'identifier les mécanismes conduisant à la propagation de la fissuration sous charge soutenue, et de modéliser ces mécanismes par la méthode des éléments finis. Pour ce faire, trois programmes expérimentaux en plus des essais de caractérisation furent conduits sur des éprouvettes de différentes tailles en BRF : des poutrelles de 0.7 mètres ; quatre poutres de 4 mètres, une renforcée de fibres uniquement, une renforcée de barres d'armature traditionnelle, une de torons adhérents, et une de torons non-adhérents ; et enfin une poutre de 8 mètres. Les résultats permettent de comparer l'évolution du comportement global (flèche, complaisance, etc.) et du comportement local (ouvertures de fissures, nombre de fissures, etc.) pour trois grandeurs de poutres, et pour des conditions de renforcement différentes. Les résultats des essais sur les poutrelles montrent que la propagation de la fissuration gouverne la rupture des poutres en BRF soumises à des niveaux élevés de charge maintenue constante. Et qu'il existe une relation exponentielle entre les vitesses secondaires de flèche et d'ouverture de fissure et les niveaux élevés de charge maintenue constante. Les résultats des essais sur les poutres de 4 mètres montrent que le mécanisme moteur de la propagation de la fissuration des BRF sous charge soutenue conduisant à l'augmentation de la complaisance, et donc de l'évolution de l'endommagement global, est le même pour toutes les poutres, indépendamment du type de renforcement. De plus, la contribution de l'armature influence les vitesses secondaires de flèche une fois que l'efficacité du pontage des fibres diminue. La vitesse secondaire de flèche tend à diminuer lorsque la contribution du renforcement augmente. Finalement, la prédiction de l'évolution de la fissuration dans le temps dans le but d'accroître la durée de vie des structures est une perspective avantageuse et prometteuse que seuls les modèles numériques cohérents avec les mécanismes de fissuration des bétons peuvent offrir. À cet effet, un modèle numérique est proposé pour l'analyse de l'évolution de la fissuration des BRF sous charge soutenue à de hauts niveaux de chargement. Ce modèle est basé sur une approche probabiliste de la fissuration. Il a pour particularité de prendre en compte le rôle de l'hétérogénéité du matériau dans les processus de fissuration et notamment sur leur caractère aléatoire. La capacité du modèle numérique à prédire le comportement global et l'évolution de la fissuration est vérifiée à l'aide des résultats expérimentaux. Les résultats montrent que l'approche proposée est une des approches possibles pour simuler la propagation de la fissuration des BRF sous des niveaux élevés de chargement soutenu
The growing interest of researchers and of the construction industry demonstrates the enormous potential that steel fibre reinforced concrete (SFRC) may bring to reinforced concrete structures. In order to address modern durability concerns, it is necessary to control and anticipate cracking problems. This thesis aims to identify the thriving mechanisms of crack propagation under sustained loading, and simulate these mechanisms using a finite element approach. Three experimental programs were conducted on different SFRC specimen sizes: beams of 0.7 m; four beams of 4 m, one reinforced with steel fibres only, one with traditional reinforcement, one with bonded strands and one with unbonded strands; and one beam of 8 m. The results are used to compare the evolution of the global behaviour (deflection, compliance, etc.) and the local behaviour (crack openings, number of cracks, etc.) for three beam sizes and reinforcement conditions.For the small beams, the results show that crack propagation governs the failure of SFRC beams submitted to high sustained loadings and that an exponential relation exists between the secondary deflection and CMOD rates per unit load and sustained load levels greater than 60%, suggesting that the creep mechanism is the same regardless of the global or local scale of observation.For the 4 meters beams, the results show that the thriving mechanism of creep, resulting in the evolution of the compliance, and thus the evolution of the damage state under sustained loading, is the same for all beams, regardless of the reinforcement type. Moreover, the contribution of the reinforcement influences the secondary creep deflection rates once the efficiency of the bridging effect of fibres decreases. A greater contribution of the reinforcement leads to a lower secondary creep deflection rate.Finally, the prediction of the evolution of cracking in time in order to increase the lifetime of structures is an advantageous and promising perspective that only numerical models consistent with the cracking mechanisms of SFRC may offer. To this end, a numerical model is proposed to analyze the evolution of cracking of SFRC under high sustained loadings. This model is based on a probabilistic discrete cracking approach. The model takes into account the heterogeneity of the material in the cracking process, thus taking into account scale effects. The model is validated using the experimental results

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Amiaud, Anne-Charlotte. "Modélisation du transport électronique et de l'accumulation de la charge dans les isolants en couches minces." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS004/document.

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Les matériaux diélectriques sont présents dans de nombreux dispositifs en microélectronique. Ces derniers peuvent être soumis à de fortes contraintes électriques impactant leur durée de vie. Le stress électrique peut en effet provoquer le claquage du diélectrique ou la modification des performances des composants par accumulation de charges. Dans ces travaux de thèse, différentes méthodes de caractérisation et d'analyse physique ont été utilisées pour étudier la structure des échantillons et identifier les mécanismes en jeu dans le processus d'accumulation de charges dans des couches minces de nitrure de silicium. Puis un code de simulation modélisant les phénomènes de transport de charges dans les isolants a été développé. Le modèle prend en compte des phénomènes de transport par effet tunnel et par effet thermique, dans le volume du diélectrique et aux interfaces isolant-métal. Il permet d'étudier l'évolution de grandeurs physiques (courants, charge, champ électrique) en fonction du temps et de la profondeur dans la couche mince diélectrique. Des résultats de mesures sur des composants capacitifs ont pu être reproduits grâce aux simulations. Cet outil permet d'estimer l'intérêt d'un matériau diélectrique relativement à la fiabilité de composants capacitifs. Il peut également être utilisé en amont afin de définir un matériau aux propriétés idéales pour l'application visée ou aider au dimensionnement de dispositifs en microélectronique
Dielectric materials can be found in numerous devices in microelectronics. They can be subjected to significant electrical stress, which impacts their lifetime. Indeed, this electrical stress can lead to dielectric breakdown or modify the component performances by charge storage. In this work, several characterization methods and physical analysis have been used in order to study the samples and identify mechanisms involved in charge transport in silicon nitride thin films. Then a simulation code has been developed to model charge transport phenomena in insulators. This model takes into account tunnel and thermal effects in the dielectric and at the dielectric-metal interfaces. The temporal and spatial evolution of physical quantities (currents, charge, electric field) in the dielectric film are calculated. Measurement results on capacitive components can be obtained thanks to simulations. This simulation tool allows testing dielectric materials according to capacitive component reliability. It may be used to define optimal properties for materials depending on applications or to assist in device design in microelectronics

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Chanrion, Olivier. "Simulation de l'influence de la propulsion plasmique sur la charge électrostatique d'un satellite en milieu magnétosphérique." Marne-la-vallée, ENPC, 2001. http://www.theses.fr/2001ENPC0022.

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Les métaux lourds contaminant les boues et les sols coexistent à la fois sous forme dissoute et sous forme particulaire. La complexité de la composition de ces milieux rend leur traitement par les techniques existantes partiel, long et/ou coûteux. Dans ce mémoire, l'application du froid artificiel est envisagée comme une technique de traitement des boues et des sols contaminés par des métaux lourds susceptible d'appréhender l'ensemble de la pollution. Son principe consiste à appliquer un gradient thermique au milieu pollué de sorte qu'un front de solidification se meuve dans une seule direction, et rejette les polluants métalliques sous leurs formes dissoutes et particulaires dans la phase non solidifiée. Des expériences sont menées à petite échelle sur des milieux modèles. Une boue polluée modèle est une suspension d'argile (montmorillonite sodique) diluée contenant un métal lourd(zinc ou plomb). Un sol pollué modèle est un empilement poreux (billes de verre ou grains de sable) saturé par une boue polluée modèle. Les résultats obtenus montrent clairement la faisabilité de l'application du froid artificiel au traitement des milieux contaminés par des métaux lourds. Ces résultats originaux mettent de plus en évidence l'influence du pH, de la nature des polluants métalliques, des concentrations relatives en métaux lourds et en argile, de la matrice poreuse, sur l'efficacité de cette technique.

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Дисертації з теми "Modélisation de charge résidentielle"

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