Дисертації з теми "Modélisation des défauts"

Le Zirconium, sous forme d’alliage, est l’élément principal du gainage combustible des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Sous irradiation, les gaines s’allongent de manière significative, phénomène attribué à la croissance de boucles de dislocations lacunaires dans les plans de base de la structure hexagonale compacte. La compréhension des mécanismes à l’échelle atomique à l’origine de ce processus à motivé ce travail. Par le biais de la modélisation atomique ab initio nous avons étudié la structure et la mobilité des défauts ponctuels dans le Zirconium. Nous avons ainsi constaté que quatre défauts interstitiels possèdent des énergies de formation très proches, dans une fourchette de 0,11 eV. L’étude des chemins de migration nous a permis de dégager des énergies d’activation des sauts premiers voisins, utilisées comme paramètres d’entrée pour un code Monte Carlo cinétique. Ce code a été développé pour calculer le coefficient de diffusion du défaut interstitiel. Nos résultats conduisent à une migration deux fois plus rapide parallèlement aux plans de base que parallèlement à l’axe c, avec une énergie d’activation de 0,08 eV, indépendante de la direction. Le coefficient de diffusion de la lacune, estimé en utilisant un modèle à deux sauts, est également anisotrope, avec un processus plus rapide dans les plans de base que perpendiculairement à ceux-ci. L'influence de l'hydrogène sur la germination des boucles de dislocations lacunaires a été étudiée suite à l'observation expérimentale d'une accélération de la croissance des gaines en présence de cet élément
Zirconium is the main element of the cladding found in pressurized water reactors, under an alloy form. Under irradiation, the cladding elongate significantly, phenomena attributed to the vacancy dislocation loops growth in the basal planes of the hexagonal compact structure. The understanding of the atomic scale mechanisms originating this process motivated this work. Using the ab initio atomic modeling technique we studied the structure and mobility of point defects in Zirconium. This led us to find four interstitial point defects with formation energies in an interval of 0.11 eV. The migration paths study allowed the discovery of activation energies, used as entry parameters for a kinetic Monte Carlo code. This code was developed for calculating the diffusion coefficient of the interstitial point defect. Our results suggest a migration parallel to the basal plane twice as fast as one parallel to the c direction, with an activation energy of 0.08 eV, independent of the direction. The vacancy diffusion coefficient, estimated with a two-jump model, is also anisotropic, with a faster process in the basal planes than perpendicular to them. Hydrogen influence on the vacancy dislocation loops nucleation was also studied, due to recent experimental observations of cladding growth acceleration in the presence of this element

Dans cette étude, nous abordons le diagnostic des défauts rotoriques dans les machines asynchrones à cage d'écureuil. Après avoir décrit les différents éléments de constitution d'une machine asynchrone, nous proposons un modèle de machine basée sur la méthode des circuits électriques magnétiquement couplés. Nous présentons ensuite trois méthodes permettant la détection d'un défaut rotorique. La première méthode s'appuie sur l'évaluation de plusieurs indices calculés à partir de l'amplitude des composantes présentes dans les spectres de la puissance instantanée et du courant absorbé par le moteur. La seconde méthode de détection proposée utilise la phase du spectre du courant statorique calculée à partir d'une transformée de Fourier. Nous utilisons ensuite la phase de la transformée de Hilbert calculée à partir du module du spectre du courant statorique. Ces approches ont la particularité de ne se baser sur aucun seuil de référence pour diagnostiquer un défaut rotorique
In this study, we move on to the broken rotor bar diagnosis of squirrel-cage induction machines. The first part is devoted to the development of a model which is based on the magnetically coupled electric circuits. We present three methods allowing detection of a rotor defect of an induction machine. The first method is based on the evaluation of several indexes calculated starting from the amplitude of the components present in the spectra of the instantaneous power and the line current. The second method of detection suggested uses the stator current spectrum phase calculated starting from a Fourier Transform. To improve the detection, we use the Hilbert transform phase calculated starting from the stator current spectrum module. These approaches have the characteristic to be based on any threshold of reference to establish the presence of a broken rotor bar

Avec l'évolution de la densité d'intégration et la forte complexité des procédés de fabrication des circuits intégrés actuels, l'occurrence de défaillances non modélisables par de simples collages devient importante voire prépondérante. Cette thèse s'intéresse particulièrement à des défaillances dues à des défauts physiques. Au niveau du produit final, ces défaillances se traduisent soit par la mise en relation de deux nœuds indépendants dans le circuit sain, soit par la dégradation d'une interconnexion. Deux défauts paramétriques sont étudiés dans cette thèse. Il s'agit des circuits ouverts résistifs et des courts-circuits résistifs. La résistance a priori inconnue de ces défauts est le paramètre prépondérant de leur modélisation. La première partie s'intéresse particulièrement aux circuits ouverts résistifs. A partir d'une analyse électrique approfondie de leur comportement dynamique, un simulateur de fautes spécifiques est développé et validé sur une série de circuits référence et le cahier des charges d'un générateur automatique de vecteurs de test (ATPG) est proposé. Dans la seconde partie, ce sont les courts-circuits résistifs qui sont analysés et un modèle mathématique représentant leur comportement dynamique est proposé et validé.

La représentation de phénomènes naturels fait partie des domaines les plus complexes et les plus actifs de la recherche en informatique graphique. Notre compréhension de la nature s'améliorant au fil des années, les chercheurs ne cessent de proposer des nouveaux modèles, toujours plus pertinents les uns que les autres, et permettant de reproduire les différents phénomènes naturels que nous pouvons observer autour de nous, dans la vie de tous les jours. Nous nous sommes intéressés à la représentation du fruit et des différents éléments qui le caractérisent. Le fruit est un objet complexe et, en fonction de la précision requise, sa conception à l'aide de logiciels de modélisation 3D peut très vite devenir compliquée. Notre modèle permet de générer une grande variété de fruits de formes différentes ainsi que les différents éléments de leur structure interne et ce, grâce à l'utilisation d'une seule grammaire. Au sein d'une même espèce, les fruits générés seront tous différents au niveau de leur forme, tout en restant semblables. La seconde partie de nos travaux porte quant à elle sur la représentation des imperfections géométriques qui sont propres aux fruits. Les fruits sont le résultat de l'enchaînement d'un très grand nombre de processus physiologiques complexes qui interagissent fortement entre eux. Lorsque le bon fonctionnement de l'un de ces processus est compromis, cette anomalie se matérialise sur le fruit par l'apparition de défauts au niveau de sa forme. Notre modèle propose une approche simple, basée sur l'utilisation de grammaires, qui permettent d'altérer soit la forme générale d'un fruit soit des parties de sa surface
One of the largest areas of research in computer graphics deals with natural phenomena representation. Over the years, as our understanding of nature grew, researchers started to propose new ways of simulating the various natural phenomena that we can observe in our everyday life. In this thesis, we focused on the representation of fruits. The fruit is a complex object. Depending on the desired accuracy, modeling a 3D fruit using classic 3D modeling software can become very tedious. We propose a model for generating vast varieties of fruits as well as their internal structure, thanks to the use of a single formal grammar. Each fruit that will be generated using our method will have global features that characterize its species, but it will also have local variations that are specific to it. The second part of ou work involves the representation of geometrical imperfections along the fruit. The fruit is the result of a series of physiological processes that strongly interact with each other. When one of these processes does not work the way it should, this dysfunction is materialized in the form of a shape defect. Our model introduces a simple approach, based on the use of grammars, which will allow us to apply variations on fruits in order to generate various categories of shape defects

Le contrôle non destructif (CND) par Courants de Foucault (CF) de défauts de fissuration est l’une des techniques les plus répandues dans de nombreux secteurs industriels. L’utilisation d’outils de modélisation adaptés permet d’améliorer les procédés de contrôle et la compréhension des données expérimentales observées. Ce travail de thèse, réalisé au CEA LIST et sous la direction de D. Lesselier (Laboratoire des Signaux et Systèmes), a pour objectif de proposer une approche de modélisation semi-analytique dédiée à la simulation du CND CF de défauts fins ou très fins dans une pièce plane conductrice composée de plusieurs couches. Il a fait l’objet d’une collaboration, dans le cadre du projet CIVAMONT, avec l’équipe Meander de l’University of Western Macedonia (Grèce), dirigée par le professeur T. Theodoulidis.Du point de vue de la simulation, la complexité du problème à traiter est liée aux particularités des défauts de fissuration : une ouverture très fine, un profil complexe et la possibilité d’avoir des ponts de conductivité entre les deux faces latérales du défaut. Ces caractéristiques expliquent la difficulté qu’ont les méthodes de simulation classiques, semi-analytiques ou purement numériques, à traiter efficacement ce type de configuration. Pour ces raisons, une approche dédiée aux défauts fins, fondée sur la méthode des éléments de frontière, a été développée. Elle présente l’avantage majeur de ne requérir qu’une discrétisation surfacique du défaut, en traitant analytiquement le calcul dans la direction de son ouverture. Après la résolution, avec la Méthode des Moments, de l’équation intégrale décrivant les interactions entre le champ d’excitation et le défaut, la réponse de la sonde est calculée en appliquant le théorème de réciprocité. Les développements théoriques réalisés dans cette thèse ont abouti à la mise en place d’une formulation générale permettant la prise en compte d’un nombre quelconque de défauts fins, d’orientations et des géométries différentes, pouvant être situés dans des couches différentes de la pièce. Par la suite, cette méthode innovante a été implémentée au sein de la plateforme de simulation CIVA, développée au CEA LIST, et a été validée expérimentalement à plusieurs reprises. Une extension de cette méthode a également permis la mise en place d’une approche la couplant à une modélisation volumique standard pour la simulation de configurations complexes comme le contrôle de fissures au voisinage d’un alésage. Ce travail, qui a fait l’objet d’une diffusion internationale affirmée, a permis de lever avec succès un certain nombre de difficultés théoriques et pratiques liées à la modélisation du CND CF de défauts fins
Non Destructive Testing (NDT) with Eddy Current (EC) techniques are is widely employed in several industrial sectors for cracks detection. Numerical simulation tools are largely used in order to design sensors, understand the signals collected during the measurements process and to provide a support in expertise. This work has been accomplished inside CEA LIST in collaboration with L2S-Supélec. It is also a part of the CIVAMONT 2012 project, with the active participation of MEANDER laboratory members from University of Western Macedonia (Greece) and Technological Educational Institute of Western Macedonia (Greece). The main goal of our work has consisted in to developing a semi-analytical modeling approach, devoted to Eddy Current Testing (ECT) of multiple narrow cracks in planar multilayered structures. From the numerical point of view, simulation of multiple narrow cracks problems is a difficult task for classical methods, like for example the Volume Integral Method (VIM) or the Finite Element Method (FEM). The main issues reside in geometrical characteristics of narrow crack themselves. Indeed, a narrow crack presents a small opening as well as complex profile and a complex shape, with possible electrical contacts inside it. All these features increase enormously, with classical methods, the difficulty to simulate in rapid and/or precise way problems involving narrow cracks. We have tackled the narrow crack issue by developing a Boundary Element Method (BEM) dedicated to ECT signal modeling, starting from an approach presented in literature. Then, we have extended its capability to more realistic and challenging cases, such as the ECT of multilayered structures affected by complex narrow cracks. The principle of this method is to introduce additional assumptions, leading to the description of the crack perturbation as the effect of a dipole distribution, oriented toward the crack opening. Numerically speaking, such a description makes it possible to largely reduce, compared to the VIM, the number of unknowns that one needs to properly solve the problem. A particular attention has been devoted to the analytical formulation, in order to achieve generality, accuracy and efficiency. A precise derivation of the spectral-domain Dyadic Green Function (DGF) associated to our problem has first been developed. In this work, analytical expressions of the spectral-domain DGF have been obtained via the Discrete Complex Image Method (DCIM). Then, an accurate approximation of the spectral-domain DGF has been achieved via the Generalized Pencil of Function (GPOF) method. Therefore, the closed-form of the spectral-domain DGF, expressed under the form of Sommerfeld Integrals (SIs), has been calculated analytically. Finally, the integral equation(s) associate to the electromagnetic problem is solved by applying the Method of Moments (MoM).Validations with respect to experiments and commercial simulation software have been performed to test the model. A large set of configurations have been chosen in order to address realistic configurations involving multiple narrow cracks embedded in different layers of a given multilayered structure. The model proposed has shown its promising performance in terms of computational time compared with the VIM and the FEM. Moreover, a very good agreement with respect to the experimental data has always been observed. In the last and very recent part of our work, a coupled approach between BEM and VIM has been studied and developed in order to address, in a efficient way, problems where narrow cracks appear in the vicinity of with volumetric flaws (for example the simulation of fastener sites inspections). Comparisons with experimental measures have shown that the coupled approach is capable to achieve, overall, better results than the VIM and saves a lot of computational time

Les systèmes électriques embarqués dans l'aéronautique doivent satisfaire à des cahiers des charges de plus en plus exigeants portant sur le poids, les performances et la fiabilité, d'où l'utilisation des Machines Synchrones à Aimants Permanents (MSAP). Vu les contraintes imposées, les prototypes sont parfois assez éloignés d'une MSAP classique. La surveillance en ligne de ces systèmes est alors plus délicate mais représente un enjeu considérable vu l'aspect critique des applications (ailerons d'avion, freinage...) et a pour objectif d'éviter un incident majeur en le détectant puis en basculant sur un système identique redondé. Ce document propose un travail de modélisation de MSAP saine et en présence de défaut inter-spires ayant pour objectif de définir des méthodes de détections de défauts inter-spires en ligne, sans capteurs supplémentaires. Deux approches sont présentées pour modéliser les MSAP en présence de défauts inter-spires et sont comparées à des essais expérimentaux réalisés sur un prototype aéronautique. L'une d'entre elles, reposant sur une approche par Réseaux De Perméances (RDP), permet d'obtenir le meilleur compromis. La partie suivante propose de tester deux approches utilisant un indicateur de défaut basé sur un modèle d'Onduleur-MSAP sain et montre l'intérêt de ce type d'approche comparé à des approches plus classiques. L'ensemble des indicateurs développés est ensuite analysé à l'aide d'un outil utilisant la Reconnaissance de Formes (RDF)
Embedded electric systems in aircraft applications have to satisfy to specifications including weight, performances and reliability leading to the use of Permanent Magnet Synchronous Machines (PMSM). Due to these constraints, prototypes are often different from classical PMSM. Online monitoring of these systems is challenging but is still important regarding safety applications (electro mechanical airfoil, braking?). The main aim is to detect major incidents in order to use redundant systems. This work concerns modeling of PMSM under both healthy and inter-turn fault cases in order to defined online fault detection methods without additional sensors. Two approaches are presented and compared to experimental tests concerning PMSM under inter-turn fault conditions. One of them is based on Permeance Network (PN) modelling. It can be considered to be the best compromise. The next part deals with two fault indicators methods based on healthy models of Inverter and PMSM and shows improvements brought by these approaches compared to classical methods. The whole indicators are analyzed using Pattern Recognition (PR)

Ce travail de thèse traite de la détection des défauts de bobinages au stator dans les machines électriques contenant une structure d'amortissement. Les courts-circuits entre spires d'un même enroulement sont souvent la prémisse de l'apparition d'autres défauts de bobinages dont les conséquences sont plus sévères. La précocité de détection est donc essentielle pour préserver les machines et leur environnement humain ou matériel. Dans cet ouvrage, nous proposons une solution innovante de discrimination des courts-circuits basée sur la redondance de signaux mesurés au rotor. Pour définir celle-ci, une modélisation d'ordre élevé combinant l'approche des éléments finis et celle des circuits couplés a été employée. La première est utilisée pour déterminer les paramètres (couplages magnétiques) exploités par la seconde qui n'est autre que le modèle comportemental. Comme l'inconvénient de cette combinaison d'approches est le temps utile à l'identification des couplages magnétiques et sachant que diverses configurations de bobinage doivent être modélisées, une nouvelle méthodologie d'identification a été développée. Après une première identification (éléments finis) à temps réduit, celle-ci offre la possibilité d'estimer les paramètres d'une configuration de bobinage souhaitée sans réutilisation de la résolution par éléments finis. En plus de son exploitation pour mettre en œuvre le procédé de détection présenté, cette méthodologie d'identification est un générateur de paramètres utiles pour des détections basées sur « l'estimation paramétrique ». La modélisation des circuits couplés présente un excellent rapport précision/temps de calcul et une bonne efficacité dans la représentation des phénomènes spatiotemporels. L'intégration d'un défaut de bobinage nécessite de faire évoluer les équations de circuits du modèle. À des fins d'atteindre l'objectif de cette thèse, la structure du modèle a été modifiée pour introduire les courts-circuits entre spires au stator. En dehors de l'application présentée, l'association de la méthode d'identification avec le modèle comportemental permet la reproduction rapide de forme d'onde multiple, notamment exploitable dans les approches de détection orientée « signal ». Enfin, à partir de l'outil résultant des travaux précédents, le procédé de diagnostic a pu être déterminé. La sensibilité de détection est le critère principal pour la définition de la technique instrumentale et des traitements de signaux du procédé. L'influence des conditions de fonctionnement sur la sensibilité de détection est évaluée et est considérée pour le choix des solutions retenues. Ce procédé a été validé expérimentalement sur un alternateur synchrone à rotor bobiné de 5.4KVA.
Ce travail de thèse traite de la détection des défauts de bobinages au stator dans les machines électriques contenant une structure d'amortissement. Les courts-circuits entre spires d'un même enroulement sont souvent la prémisse de l'apparition d'autres défauts de bobinages dont les conséquences sont plus sévères. La précocité de détection est donc essentielle pour préserver les machines et leur environnement humain ou matériel. Dans cet ouvrage, nous proposons une solution innovante de discrimination des courts-circuits basée sur la redondance de signaux mesurés au rotor. Pour définir celle-ci, une modélisation d'ordre élevé combinant l'approche des éléments finis et celle des circuits couplés a été employée. La première est utilisée pour déterminer les paramètres (couplages magnétiques) exploités par la seconde qui n'est autre que le modèle comportemental. Comme l'inconvénient de cette combinaison d'approches est le temps utile à l'identification des couplages magnétiques et sachant que diverses configurations de bobinage doivent être modélisées, une nouvelle méthodologie d'identification a été développée. Après une première identification (éléments finis) à temps réduit, celle-ci offre la possibilité d'estimer les paramètres d'une configuration de bobinage souhaitée sans réutilisation de la résolution par éléments finis. En plus de son exploitation pour mettre en œuvre le procédé de détection présenté, cette méthodologie d'identification est un générateur de paramètres utiles pour des détections basées sur « l'estimation paramétrique ». La modélisation des circuits couplés présente un excellent rapport précision/temps de calcul et une bonne efficacité dans la représentation des phénomènes spatiotemporels. L'intégration d'un défaut de bobinage nécessite de faire évoluer les équations de circuits du modèle. À des fins d'atteindre l'objectif de cette thèse, la structure du modèle a été modifiée pour introduire les courts-circuits entre spires au stator. En dehors de l'application présentée, l'association de la méthode d'identification avec le modèle comportemental permet la reproduction rapide de forme d'onde multiple, notamment exploitable dans les approches de détection orientée « signal ». Enfin, à partir de l'outil résultant des travaux précédents, le procédé de diagnostic a pu être déterminé. La sensibilité de détection est le critère principal pour la définition de la technique instrumentale et des traitements de signaux du procédé. L'influence des conditions de fonctionnement sur la sensibilité de détection est évaluée et est considérée pour le choix des solutions retenues. Ce procédé a été validé expérimentalement sur un alternateur synchrone à rotor bobiné de 5.4KVA.
This thesis deals with the detection of stator winding faults in electrical machines containing a damping structure. Short-circuits between turns of the same winding are often the premise for the appearance of other winding faults, the consequences of which are more severe. Early detection is therefore essential to preserve machines and their human or material environment. In this book, we propose an innovative solution to short-circuit discrimination based on the redundancy of signals measured at the rotor. To define this, high-order modelling combining the finite element approach and that of coupled circuits was used. The first is used to determine the parameters (magnetic couplings) exploited by the second which is none other than the behavioural model. As the downside of this combination of approach is the time taken to identify magnetic couplings and the knowledge that various coil configurations must be modelled, a new identification methodology was developed. After an initial identification (finite elements) at short notice, this offers the possibility of estimating the parameters of a desired winding configuration without reusing the finite element resolution. In addition to its use to implement the detection method presented, this identification methodology is a generator of useful parameters for detections based on "parametric estimation". The modelling of coupled circuits presents an excellent precision / calculation time ratio and a good efficiency in the representation of spatial-temporal phenomena. Integrating a winding fault requires changing the model's circuit equations. In order to achieve the objective of this thesis, the structure of the model has been modified to introduce the short circuits between turns at the stator. Apart from the application presented, the association of the identification method with the behavioural model allows the rapid production of multiple waveforms, particularly usable in "signal" oriented detection approaches. Finally, from the tool resulting from the previous work, the diagnostic process could be determined. The detection sensitivity is the main criterion for the definition of the instrumental technique and the signal processing of the process. The influence of the operating conditions on the detection sensitivity is evaluated and is considered for the choice of the solutions adopted. This process has been validated experimentally on a synchronous alternator with wound rotor of 5.4KVA.
This thesis deals with the detection of stator winding faults in electrical machines containing a damping structure. Short-circuits between turns of the same winding are often the premise for the appearance of other winding faults, the consequences of which are more severe. Early detection is therefore essential to preserve machines and their human or material environment. In this book, we propose an innovative solution to short-circuit discrimination based on the redundancy of signals measured at the rotor. To define this, high-order modelling combining the finite element approach and that of coupled circuits was used. The first is used to determine the parameters (magnetic couplings) exploited by the second which is none other than the behavioural model. As the downside of this combination of approach is the time taken to identify magnetic couplings and the knowledge that various coil configurations must be modelled, a new identification methodology was developed. After an initial identification (finite elements) at short notice, this offers the possibility of estimating the parameters of a desired winding configuration without reusing the finite element resolution. In addition to its use to implement the detection method presented, this identification methodology is a generator of useful parameters for detections based on "parametric estimation". The modelling of coupled circuits presents an excellent precision / calculation time ratio and a good efficiency in the representation of spatial-temporal phenomena. Integrating a winding fault requires changing the model's circuit equations. In order to achieve the objective of this thesis, the structure of the model has been modified to introduce the short circuits between turns at the stator. Apart from the application presented, the association of the identification method with the behavioural model allows the rapid production of multiple waveforms, particularly usable in "signal" oriented detection approaches. Finally, from the tool resulting from the previous work, the diagnostic process could be determined. The detection sensitivity is the main criterion for the definition of the instrumental technique and the signal processing of the process. The influence of the operating conditions on the detection sensitivity is evaluated and is considered for the choice of the solutions adopted. This process has been validated experimentally on a synchronous alternator with wound rotor of 5.4KVA.

Les arcs électriques ont été à l'origine de plusieurs cas d'accidents aériens graves par incendie ou par destruction d'organes électriques fondamentaux (ex : actionneurs, panneau supérieur,...) (TWA 800 en 1996 et Vol 11 Swiss Air en 1998). Les prévenir et les détecter constituent une amélioration notable de la sécurité en aéronautique. Ainsi, bien que le problème soit connu depuis longtemps, les premiers systèmes de détection d'arcs pour l'avionique sont très récents. Dans un avion, ces défauts ont pour causes principales le vieillissement et la détérioration des câbles. Afin d'étudier et de proposer un système de détection d'arc, les trois phases d'étude suivantes ont été suivies chronologiquement dans ce travail de thèse : premièrement, la réalisation d'un banc de production et de caractérisation des grands types d'arcs électriques (AC et DC). Ce système permet de produire des arcs contrôlés en intensité et en durée selon les modes série, parallèle, DC et AC. L'amorçage des arcs est obtenu par surtension. Cette surtension est produite par commutation inductive. Deuxièmement, la recherche de modèles électriques fiables expliquant les phénomènes d'arcs. Nous proposons donc un meta modèle associant les caractéristiques de différents modèles comportementaux et impédencemétriques.Cette association permet d'améliorer significativement les performances globales de la modélisation dans les circuits. Troisièmement, l'étude et la proposition d'algorithmes de détection en vue de l'implantation sur circuit électronique suffisamment réduit pour être implanté dans un disjoncteur. La détection de la signature d'arc se rapproche d'un problème de détection d'informations fortement bruitées pour lequel peu de solutions ont été jusqu'à présent proposées car cette recherche est relativement nouvelle.Nous proposons et testons différentes méthodes de détection
The arcs have been the source of several aircraft accidents by fire or serious destruction of the electrical fundamentals (eg actuators, top panel ,...) (TWA 800 in 1996 and Swiss Air Flight 11 1998). Prevent and detect constitute a significant improvement in aviation safety. Thus, although the problem has been known for a while, detection systems for avionics are very recent. In an aircraft, these defects are caused by the aging and the deterioration of the cables. To study and propose a system for arc detection, the following three phases were followed chronologically in this thesis: first, the developement of a test bench to characterize the main types of arcs (AC and DC). This system can produce arcs controlled intensity and duration depending on the mode serial, parallel, DC and AC. The initiation of arcs is obtained by overvoltage. This surge is produced by inductive switching. Second, the search for reliable electric models explaining the phenomena of arcs. We therefore propose a meta model combining the characteristics of different behavioral models and impedancemetry.This combination significantly improves the overall performance of the modeling in the circuits. Thirdly, the study of detection algorithms for implementation on an electronic circuit, small enough to be implanted in a circuit breaker.We propose and test different methods of detection

Depuis la fin du 20ème siècle, l'imagerie médicale s'est fortement développée et représente aujourd'hui un moyen incontournable pour le diagnostic médical. Dans le domaine de la radiologie par rayons X, de nouveaux détecteurs numériques remplacent progressivement les anciennes techniques à film et permettent d'obtenir des images de meilleure qualité. Cette thèse, préparée en collaboration entre l'entreprise Trixell, constructeur de détecteurs plats numériques pour la radiographie, et le laboratoire Gipsa-Lab, s'inscrit dans le cadre général du contrôle qualité de ces détecteurs par analyse d'images. Les applications biomédicales mettant en jeu ces appareils, sont généralement particulièrement sensibles, et le principe de « zéro défaut » est de mise quant à la qualité des produits. Malgré les différents traitements, certains défauts peuvent être présents dans les images. Cette thèse est axée sur le développement de modèles de mesure de la visibilité des défauts, en cohérence avec l'observation d'un humain. Deux approches complémentaires sont développées : la première approche basée sur des expériences psychophysiques et la seconde approche de modélisation basée sur la théorie de décision. Par rapport aux modèles de visibilité existants, notre modèle prend en compte la perception humaine et notamment les saccades et fixations oculaires dans l'analyse des images : le test de visibilité est ainsi le produit de tests de visibilité locaux, calculés aux points saillants de l'image supposés indépendants. Les résultats montrent l'intérêt de notre approche, notamment pour des détecteurs statiques. En se fondant sur les résultats et une dernière expériences d'oculométrie, cette thèse suggère en perspective la prise en compte d'autres caractéristiques comme le nombre de fixations oculaires, et leur durée
Since the beginning of the 20th century, medical imaging has significantly been improved and represents now an essential mean for medical diagnosis. In the field of radiology, new digital detectors are gradually replacing the old film techniques allowing a better image. This thesis, prepared in collaboration between the company Trixell, manufacturer of X-ray detectors, and the laboratory Gipsa-Lab, is part of the framework of quality control of these detectors by image analysis. Biomedical applications involved by these devices are particularly sensitive, and the principle of “zero artifact” is required to ensure the quality of the product. Despite the various processings, some artifacts may be present in the images.This thesis focuses on the development of models that quantify the visibility of artifacts in concordance to human observation. Two complementary approaches are developed : the first one is based on psychophysical experiments and the second one is a modeling approach based on decision theory. In comparison to existent models, our model takes into account perception characteristics including saccades and eye fixation in image analysis : the visibility test is thus the product of local visibility tests calculated on the salient points of the image and assumed to be independent. The results show the interest of our approach, especially for static detectors. Based on the results and a final eye-tracking experiment, this thesis suggests perspectives taking into account other characteristics such as the number of eye fixations and their duration

L'étude rappelle dans un premier temps les formulations des forces magnétomotrices, de la perméance ainsi que de l'induction d'entrefer, ainsi que leurs contenus harmoniques précis. Elle permet également de quantifier les contributions des défauts du rotor sur les harmoniques du courant statorique, de la puissance et du couple. Les apports de cette contribution sont : une modélisation originale de la perméance d'un entrefer doublement encoché, tenant compte de la géométrie des encoches ; le calcul des mutuelles inductances et de leurs dérivées, et leur implémentation numérique, permettant un très bon rapport entre temps de calcul et précision des résultats ; le développement d'un logiciel dédié, construit sur un algorithme d'introduction des défauts rotoriques à topologie variable, avec ajustement automatique des dimensions du système. Les résultats obtenus sont explicités à l'aide de simulations sur les principales grandeurs de la machine, et ont été validés par l'expérimentation
This study makes it possible first to point out the formulations of the magnetomotive forces, of the air-gap permeance and flux density, and to deduce their harmonic contents with precision. It also makes it possible to quantify the rotor faults influence on the harmonics of the stator currents, power and electromagnetic couple. The contributions of this work are : an original modeling of a doubly slotted air-gap permeance, taking into account the geometry of the slots ; the calculation of the mutual inductances and their derivatives, and their numerical handling, allowing a very good computing time to precision ratio ; the development of a dedicated software, based on an algorithm using a variable topology strategy which allows an automatic adjustment of the dimension of the machine equations system. The simulation results have been helpful to study the faults signature in the main quantities of the machine. These results have been in a good concordance with the experimental results

Ce travail presente une classification et une quantification de la succession des differents defauts d'extrusion que l'on peut observer sur les polyethylenes lineaires soient, le defaut de surface (peau de requin), le defaut bouchon, l'ondulation et la rupture d'extrudat. A cote de cet objectif general, nous nous sommes plus particulierement interesses au developpement du defaut de peau de requin dans un polyethylene basse densite lineaire et ce en utilisant deux techniques experimentales complementaires: la rugosimetrie pour correctement caracteriser la surface de l'extrudat et les observations de birefringence d'ecoulement qui nous ont permis de visualiser les conditions d'ecoulement a l'interieur de la filiere. Le developpement du defaut apparait comme fortement dependant de la temperature et comme quasi-independant de la geometrie de la filiere (longueur, angle d'entree). Les modelisations de l'ecoulement dans la filiere ont permis de relier l'amplitude du defaut de surface avec la distribution des contraintes dans l'ecoulement. L'emergence du defaut de peau de requin apparait comme un phenomene continu et regulier de degradation de l'etat de surface et ne semble pas pouvoir etre correlee a un quelconque phenomene de glissement a la paroi

Dans ce mémoire de thèse, nous proposons une contribution à la modélisation des assemblages avec une prise en compte des défauts de forme. Ce travail par la proposition d'une modélisation et d'une expérimentation essayera de répondre aux deux questions suivantes : comment obtenir une modélisation réaliste de la pièce ou du produit? Comment valider un modèle dans le cadre de la prise en compte des états de surface dans un assemblage de plusieurs pièces ?
PhD in Mechanics of solids

Comme tout processus industriel, un système photovoltaïque peut être soumis, au cours de son fonctionnement, à différents défauts et anomalies conduisant à une baisse de la performance du système et voire à son indisponibilité. Permettre de diagnostiquer finement et de faire de la détection et de localisation de défauts dans une installation PV réduit les coûts de maintenance et surtout augmente la productivité. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons spécifiquement à la détection et la localisation de défauts côté DC du système PV, c'est-à-dire du côté générateur PV. L'objectif de cette thèse est de proposer, en prenant le moins de mesures possibles pour respecter les contraintes économiques, un algorithme pour détecter et localiser des défauts conduisant à une baisse de production. Pour cela, le choix s'est porté sur l'analyse de la caractéristique I-V du générateur PV pour les différents modes de fonctionnement considérés. Cette analyse a conduit à utiliser la méthode d'inférence pour effectuer le diagnostic de l'installation. Cette démarche a été validée par des expérimentations sur site, des simulations temps-réel et hors temps-réel.

Les défauts d’arcs électriques sont souvent la cause du déclenchement d’un incendie dans l’habitat. Les détecter constitue une amélioration de la sécurité électrique domestique. La contribution de cette thèse porte sur la problématique de l’identification et de la détection de défauts d’arcs électriques sur le réseau basse tension domestique (charge simple et combinée). Dans ce travail de thèse, le premier axe de recherche porte sur la mise en œuvre d’un modèle de simulation de réseau. Sur le modèle de réseau l’objectif est d’introduire à volonté et de manière graphique des charges de nature différentes associées à un défaut d’arc électrique série. La modélisation porte sur la source de tension, des charges domestiques, le défaut d’arc et le bloc d’analyse numérique du courant et de la tension pour la commande d’un disjoncteur. Le second axe de recherche porte la mise au point de méthodes de détection robuste d’un défaut d’arc électrique Quatre méthodes originales de détection portant sur la tension et le courant de ligne ont été développées dans le cadre de ce travail de thèse. Elles sont toutes basées sur l’analyse des caractéristiques fréquentielles et temporelles du courant de ligne. Toutes les méthodes produisent une information dont l’amplitude tend à s’accroître en présence d’un arc électrique. Toutefois, le caractère non déterministe et très variable des signaux produits par un arc électrique ainsi que la grande variabilité des charges et des perturbations qu’elles introduisent rendent la détection très difficile. L’ensemble des études s’est donc systématiquement composé d’une comparaison entre la situation avec et sans arcs. Le résultat a abouti à une approche combinée de plusieurs méthodes et d’un modèle simple de décision basé sur un simple seuil. Un prototype implémentant une partie de l’algorithme a montré la faisabilité d’un circuit en temps réel
The electrical arc faults are the cause of electrical home fire. Detecting them is an improvement of domestic electrical safety. The thesis contribution focuses on the problem of the electrical arc fault identification and detection in the domestic low voltage network. In this thesis, the first research objective is the modeling of a domestic electrical network. The aim of the modeling is to recreate graphically the loads and the topology of the real domestic electrical network associated with a series electrical arc fault. The modeling is made on the AC voltage source, domestic loads, arc fault model and a block of current and voltage analysis to control a circuit breaker. The second research objective is the development of a robust method for detecting arcing fault. Four detecting methods were developed as part of this thesis; they are based on the current analysis of frequency and time characteristics. All methods generate information whose amplitude tends to increase in the presence of an electric arc. However, the non-deterministic and random feature of the signals produced by the electrical arc fault as well as the large number and variability of loads and the disturbances which they introduce make the arc detection very difficult. All the studies consistently are composed of a comparison between the normal operation and arc fault signals. The result has resulted in a combined approach of some methodologies and a simple decision model based on a threshold. A prototype which contains a part of the algorithm was shown the feasibility of a circuit in real time

Cas du controle par courants de foucault. Recherche d'un modele mathematique pour des pieces planes et des pieces cylindriques. Consequences pour le dimensionnement des defauts et l'optimisation des capteurs

Ce travail de thèse traite de la détection des défauts de bobinages au stator dans les machines électriques contenant une structure d’amortissement. Les courts-circuits entre spires d’un même enroulement sont souvent la prémisse de l’apparition d’autres défauts de bobinages dont les conséquences sont plus sévères. La précocité de détection est donc essentielle pour préserver les machines et leur environnement humain ou matériel. Dans cet ouvrage, nous proposons une solution innovante de discrimination des courts-circuits basée sur la redondance de signaux mesurés au rotor. Pour définir celle-ci, une modélisation d’ordre élevé combinant l’approche des éléments finis et celle des circuits couplés a été employée. La première est utilisée pour déterminer les paramètres (couplages magnétiques) exploités par la seconde qui n’est autre que le modèle comportemental. Comme l’inconvénient de cette combinaison d’approches est le temps utile à l’identification des couplages magnétiques et sachant que diverses configurations de bobinage doivent être modélisées, une nouvelle méthodologie d’identification a été développée. Après une première identification (éléments finis) à temps réduit, celle-ci offre la possibilité d’estimer les paramètres d’une configuration de bobinage souhaitée sans réutilisation de la résolution par éléments finis. En plus de son exploitation pour mettre en œuvre le procédé de détection présenté, cette méthodologie d’identification est un générateur de paramètres utiles pour des détections basées sur « l’estimation paramétrique ». La modélisation des circuits couplés présente un excellent rapport précision/temps de calcul et une bonne efficacité dans la représentation des phénomènes spatiotemporels. L’intégration d’un défaut de bobinage nécessite de faire évoluer les équations de circuits du modèle. À des fins d’atteindre l’objectif de cette thèse, la structure du modèle a été modifiée pour introduire les courts-circuits entre spires au stator. En dehors de l’application présentée, l’association de la méthode d’identification avec le modèle comportemental permet la reproduction rapide de forme d’onde multiple, notamment exploitable dans les approches de détection orientée « signal ». Enfin, à partir de l’outil résultant des travaux précédents, le procédé de diagnostic a pu être déterminé. La sensibilité de détection est le critère principal pour la définition de la technique instrumentale et des traitements de signaux du procédé. L’influence des conditions de fonctionnement sur la sensibilité de détection est évaluée et est considérée pour le choix des solutions retenues. Ce procédé a été validé expérimentalement sur un alternateur synchrone à rotor bobiné de 5.4KVA.
This thesis deals with the detection of stator winding faults in electrical machines containing a damping structure. Short-circuits between turns of the same winding are often the premise for the appearance of other winding faults, the consequences of which are more severe. Early detection is therefore essential to preserve machines and their human or material environment. In this book, we propose an innovative solution to short-circuit discrimination based on the redundancy of signals measured at the rotor. To define this, high-order modelling combining the finite element approach and that of coupled circuits was used. The first is used to determine the parameters (magnetic couplings) exploited by the second which is none other than the behavioural model. As the downside of this combination of approach is the time taken to identify magnetic couplings and the knowledge that various coil configurations must be modelled, a new identification methodology was developed. After an initial identification (finite elements) at short notice, this offers the possibility of estimating the parameters of adesired winding configuration without reusing the finite element resolution. In addition to its use to implement the detection method presented, this identification methodology is a generator of useful parameters for detections based on "parametric estimation". The modelling of coupled circuits presents an excellent precision/ calculation time ratio and a good efficiency in the representation of spatial-temporal phenomena. Integrating awinding fault requires changing the model's circuit equations. In order to achieve the objective of this thesis, the structure of the model has been modified to introduce the short circuits between turns at the stator. Apart from the application presented, the association of the identification method with the behavioural model allows therapid production of multiple waveforms, particularly usable in "signal" oriented detection approaches. Finally, from the tool resulting from the previous work, the diagnostic process could be determined. The detection sensitivity is the main criterion for the definition of the instrumental technique and the signal processing of the process. The influence of the operating conditions on the detection sensitivity is evaluated and is considered forthe choice of the solutions adopted. This process has been validated experimentally on a synchronous alternator with wound rotor of 5.4KVA.

Les mémoires non volatiles de type Flash sont aujourd'hui présentes dans un grand nombre de circuits intégrés conçus pour des applications électroniques portables et occupent une grande partie de leur surface. L'absence de défauts à l'intérieur de ces mémoires constitue donc un des éléments clés du rendement de production pour tous les fabricants de ce type d'applications. Cependant, la grande densité d'intégration et la complexité de leur procédé de fabrication rendent ces mémoires Flash de plus en plus sensibles aux défauts de fabrication. Pour mettre en évidence les défaillances qui altèrent la fonctionnalité de ces mémoires, des solutions de test efficaces et peu coûteuses doivent être mises en place Les solutions et algorithmes actuellement utilisés pour tester les mémoires RAM ne sont pas adaptés à l'environnement Flash à cause de la faible vitesse de programmation de celle-ci. De plus, les modèles de faute que l'on trouve dans la littérature et qui sont relatifs aux mémoires RAM ne sont pas forcément réalistes dans le cas des mémoires Flash. La première partie de cette thèse propose une analyse complète des défauts réalistes que l'on trouve dans ces mémoires et qui sont extraits de données silicium issue d'une technologie Flash 150nm. Cette analyse, basée sur l'injection de défauts dans une matrice réduite de mémoire Flash, a permis de mettre en exergue un grand nombre de comportements fautifs et de leur attribuer des modèles de faute fonctionnels. La suite de ce travail de thèse est consacrée à l'élaboration de nouvelles solutions de test permettant d'améliorer les stratégies existantes. Les solutions proposées sont construites en s'appuyant sur les spécificités de la mémoire Flash, comme par exemple sa faculté à programmer certains de ses blocs en une seule fois avec le même motif et en un temps de programmation réduit. Une évaluation de ces solutions est ensuite effectuée à l'aide d'un simulateur de faute que nous avons spécialement développé à cet effet. Cette évaluation montre l'efficacité des solutions de test proposées en termes de couverture de fautes et de temps de test. La validation sur une mémoire Flash de 4Mbits a montré un gain en temps de test considérable (d'un facteur 34) ainsi qu'une couverture de fautes accrues (notamment pour les fautes de couplage) par rapport à des solutions utilisées dans l'industrie.

Le moulage RTM est un procédé de fabrication très répandu pour la fabrication de pièces en matériaux composite. Une méthode expérimentale de mesure des taux de micro-vides pour des écoulements unidirectionnels a été développée. Les cinétiques de création et d'éliminations des micro-vides ont été mesurées pour un renfort fibreux. Les résultats présentés montrent l'existence d'une fenêtre de procédé pour des débits d'injection élevés adaptée aux applications nécessitant des cadences de production élevées. Un modèle numérique de prévision du taux de micro-vides a été développé intégrant les constatations expérimentales. Les résultats sont en bon accord avec l'expérience et permettent d'obtenir les cartographies de taux de micro-vides locaux. De plus, ces travaux montrent qu'une analyse expérimentale rigoureuse est nécessaire à la détermination de paramètres physiques du renfort influençant fortement la précision des résultats.

La cotation de fabrication a pour but de déterminer l'état géométrique et dimensionnel intermédiaire de la pièce tout au long de son processus de fabrication. Pour respecter, d'une part, les exigences fonctionnelles données par le dessin de définition et, d'autre part, les contraintes de fabrication (précision de la machine, surépaisseurs minimales d'usinage,. . . ). La méthode TMT (Tridimensional Manufacturing Tolerancing) est une approche tridimensionnelle de cotation de fabrication avec le concept du torseur de petits déplacements. Cette approche permet de traiter les spécifications des dessins de définition exprimées par les normes ISO. Le but est d'analyser l'influence de tous les écarts de fabrication sur chaque spécification à respecter. Cette méthode utilise une définition précise des systèmes de références dans chaque phase en corrélation avec le processus de réglage des machines. Le modèle nominal de la pièce est positionné directement sur le système de références de l'exigence étudiée, afin de minimiser le nombre d'inconnues. Cette approche met en évidence les simplifications de calcul ainsi obtenues, ce qui permet une écriture assez simple de la résultante de la chaîne de cotes pour vérifier chaque exigence
The manufacturing dimensioning intends to determine the intermediary geometrical and dimensional state of the part during its manufacturing process. This manufacturing dimension also permits to respect the functional requirements given by the design drawing on one hand, and the manufacturing constraints on the other (the machine precision, minimal machining extra thickness. . . ). The TMT method (Three-dimensional Manufacturing Tolerancing) is a three-dimensional approach of manufacturing dimensioning with the concept of small displacements torsor. This approach permits to treat the specification to definition drawing defined by the ISO norms. The purpose is to analyse the impact of the manufacturing deviations on each specification to be considered. This method uses a precise definition of the reference systems in each phase in correlation with the machine adjustment process. The nominal part model is directly fixtured on the datum system of the studied requirement so as to minimize the number of the unknowns. This approach puts into evidence the obtained calculation simplifications, which permits a simple writing of the dimensions chains resultant to verify each requirement

Le développement de nouveaux outils de diagnostic est primordial pour assurer la maintenance des grands alternateurs. La tension présente entre les deux extrémités de l’arbre est considérée comme une quantité indésirable car elle peut induire des dégradations dans les paliers et, est ainsi mesurée de manière préventive. Néanmoins, son analyse fine pourrait s’avérer utile pour la détection de défauts. Comme la tension d’arbre est présente même en fonctionnement sain de l’alternateur, il est nécessaire de découpler toutes les causes qui peuvent l’engendrer. L’objectif de ce travail consiste donc à mener une investigation sur les multiples sources à l’origine de cette tension d’arbre afin de pouvoir quantifier leurs impacts respectifs, mais également de déterminer la signature d’un défaut de court-circuit entre spires ou d’excentricité rotorique. Une première étude a porté sur l’analyse de machines simplifiées dans le but d’isoler l’impact d’un défaut donné. Deux approches ont été développées, la première à partir d’un modèle analytique et la seconde à l’aide de la modélisation par éléments finis. Les conclusions émises par ces deux approches ont été analysées et comparées montrant des concordances qualitatives intéressantes. Ensuite, deux turboalternateurs de grande puissance (900 MW et 1300 MW) ont été modélisés par une approche numérique en 2D. Une démarche d’investigation systématique a été menée pour caractériser l’influence de plusieurs causes afin de cerner et quantifier leurs impacts sur la tension d’arbre. Enfin, une modélisation tridimensionnelle d’un des 2 alternateurs a permis de montrer l’effet des têtes de bobines et ce, en régime sain comme en défaut
The development of new diagnostic tools is compulsory for the maintenance of large generators. The voltage which appears between the two ends of the shaft of the machine is an undesirable quantity because it can induce degradations in the bearings and thus, it is measured in a preventive manner. However, its analysis could be useful for the detection of some given defects. Since this voltage is non-nil even in healthy operation, it is necessary to be able to dissociate all the causes which can generate it. The objective of this work is to conduct an investigation on the multiple sources which can induce this shaft voltage in order to quantify their respective impacts, but also to highlight more specifically the signature of an interturn short circuit or rotor eccentricity. A first study was focused on the analysis of simplified machines in order to isolate the impact of the inherent effect of a given defect without interaction with other parameters. Two approaches were then developed, the first from an analytical approach and the second one using a finite element modeling. Conclusions of these approaches have been analyzed and compared thus showing interesting qualitative concordances. Then, two high power turbogenerators (900 MW and 1300 MW) were modeled using a numerical approach in 2D. An enquiry process was conducted to characterize the influence of several causes in order to identify and quantify their impacts on the shaft voltage. Finally, a three-dimensional modeling of one of these alternators showed a significant effect of the rotor and stator end windings on this shaft voltage either in healthy and faulty operating

La miniaturisation des circuits intégrés permet d'améliorer leurs performances (rapidité/faible consommation), d'augmenter leur intégration et de réduire leurs coûts. Dans cette perspective, l'amélioration des techniques d'isolation est indispensable. Un état de l'art actuel fait apparaître que la croissance thermique d'un oxyde de silicium est le procédé d'isolation le plus largement employé. Sa conception doit minimiser la surface occupée sans générer de défauts cristallins dans le substrat. La simulation de technologie permet de déterminer, rapidement et à moindre coût, le meilleur compromis. Le travail présente dans ce manuscrit contribue à améliorer l'exactitude de cet outil numérique d'aide à la conception. Plus précisément, une modélisation avancée du phénomène d'oxydation thermique du silicium a été développée et implantée dans le simulateur de technologie impact-4. La souplesse de la méthode des éléments finis permet le calcul des formes d'oxyde pour un grand nombre de configurations topologiques. Deux approches sont proposées : la première calcule avec exactitude les profils d'isolation pour des structures où le matériau oxyde peut-être considéré comme indéformable (locos, silo, swami). La seconde, plus générale et plus physique, s'applique à tout type d'isolation et fournit une carte complète des contraintes mécaniques dans l'ensemble de la structure. Les effets des contraintes sur la cinétique d'oxydation sont modélisés. Les comportements rhéologiques des matériaux ont été généralisés pour une large gamme de procédés technologiques et leur nature intrinsèquement viscoélastique est prise en compte. Les algorithmes qui ont été mis au point constituent une première étape vers le calcul mécanique systématique permettant aux simulateurs de technologie de prédire l'évolution spatiale et temporelle des champs de contraintes au même titre que celle des dopages. Finalement, les capacités de prédiction du modèle sont illustrées par différentes applications : l'optimisation du locos enterre d'une technologie bicmos 0. 8 m, l'analyse des dispositifs avances que sont les structures pbl et silo. Enfin, la simulation des caractéristiques électriques d'un transistor MOS parasité à l'aide du simulateur de dispositif impact-3 constitue une ultime validation.

La prévision de l'évolution de la microstructure au cours du vieillissement par irradiation des matériaux de structure des réacteurs nucléaires est une question clé pour l'industrie du nucléaire. Dans ce travail, une approche par champ de phase est utilisée pour simuler l'évolution de la microstructure de matériaux dans des conditions d'irradiation à l'échelle mésoscopique. Nous nous intéressons tout d’abord aux calculs de la force de puits, c'est-à-dire la capacité des défauts de la microstructure (dislocations, cavités, etc) à absorber les défauts ponctuels (DPs). Ces calculs prennent en compte les interactions élastiques entre les défauts ponctuels et les puits et sont réalisés dans les métaux purs d' Al, Ni et Fe. Une précision supplémentaire dans ces calculs est fournie en incorporant dans le modèle le changement de l'énergie de migration des DPs en raison du champ de déformation dû au puits, encore appelé élastodiffusion. Les DPs sont modélisées élastiquement par leurs tenseurs dipolaires élastiques et le rôle de l'anisotropie de ces tenseurs dipolaires au point de col est étudié. Les résultats montrent que l’anisotropie du tenseur dipolaire au point col est un paramètre clé dans les calculs précis de la force de puits. Par la suite, notre intérêt est centré sur le développement d’un modèle champ de phase de montée de dislocation sous irradiation. Le modèle permet de simuler la croissance ou le retrait d'une boucle de dislocation par absorption des deux DPs (lacunes et atomes auto-interstitiels). L'analyse des tests de validation montre la limite du modèle et des ajustements sont effectués. Ce nouveau modèle est appliqué pour simuler la croissance d’une boucle interstitielle dans le Fer pur. Les effets de la température, de la densité de dislocations, de l’orientation de la boucle et de l’élastodifusion sur le taux de croissance de la boucle sont étudiés. Les résultats montrent notamment une augmentation du taux de croissance de la boucle avec les effets combinés de l’augmentation de la température et de la diminution de la densité de dislocations. Le nouveau modèle de montée de dislocation sous irradiation développé est également utilisé pour simuler le phénomène de ségrégation induite par irradiation (SII) près d’une boucle de dislocation interstitielle au cours de sa croissance, dans des alliages Fe-Cr. Nous montrons que la prédiction de la SII dépend de la mobilité du puits et de la microstructure environnante (effets multi-puits)
The prediction of the microstructure evolution during irradiation ageing of structural materials of nuclear reactors is a key issue for the nuclear industry. In this work, a phase field approach is used to simulate the microstructure evolution of materials under irradiation conditions at the mesoscopic scale. We are interested at first in the calculations of the sink strength which describes the ability of microstructural defects (dislocations, cavities, etc) to absorb point defects (PDs). These calculations take into account the elastic interactions between point defects and sinks and are performed in pure metals Al, Ni and Fe. Additional precision in the calculations is provided by incorporating in the model the change of the PD migration energy due to the sink strain field, also known as elastodiffusion. PDs are elastically modelled through their elastic dipole tensors and the role of the anisotropy of these dipole tensors at saddle state is investigated. The results show that the PD dipole tensor anisotropy at saddle state is a key parameter in the accurate sink strength calculations. Subsequently, our interest is focused on the development of a PF model of dislocation climb under irradiation. The model allows to simulate dislocation loop growth or shrinkage by absorption of both PDs (vacancies and self-interstitial atoms). The analysis of the validation tests shows the limit of the model, and adjustments are carried out. This new model is applied to simulate the growth of an interstitial loop in pure Fe. The temperature, dislocation density, loop orientation and elastodifusion effects on the loop growth rate are studied. The results show, in particular, an increase of the loop growth rate with the combined effects of the increase of the temperature and the decrease of the dislocation density. The new PF model of dislocation climb under irradiation is also used to simulate the radiation induced segregation (RIS) phenomenon in Fe-Cr alloy near an interstitial dislocation loop during its growth. We show that the RIS prediction depends on the sink mobility and on the surrounding microstructure (multi-sink effects)

Dans la fabrication de lentilles asphériques pour la photolithographie, l'étape delissage est critique. C'est aujourd'hui le seul procédé qui peut corriger les défauts de hautesfréquences spatiales responsables de diffusions parasites, de diminutions de transmittance etde contraste. Cette opération doit préserver la forme asphérique basse fréquence tout enlissant les défauts de hautes fréquences. Un tel comportement peut être obtenu pour des outilscombinant une couche continue flexible pour le suivi basse fréquence et une couche de poixfractionnée pour le lissage de défauts hautes fréquences. Les buts principaux de cette étudesont de prédire l'efficacité de lissage et le suivi de forme de différents outils et ensuite dedéterminer l'outil permettant le meilleur compromis. A cette fin, un modèle multi-échelles estdéveloppé. A l'échelle de l'outil entier, une étude paramétrique par éléments finis permet dedéterminer les caractéristiques de la couche flexible ainsi que la force appliquée optimale afind'obtenir l'homogénéité de la pression à l'échelle de la forme asphérique globale. A l'échelle dela couche de poix, la Méthode par Eléments Discrets est utilisée pour investiguer l'interfaceoutil-pièce. Un modèle basé sur le concept de la poutre cohésive viscoélastique est développé,prenant en compte la réponse fréquentielle de la couche de poix. La comparaison avecl'Analyse Mécanique Dynamique montre la capacité de la DEM à modéliser le comportementviscoélastique. L'opération de lissage est ensuite modélisée par DEM et analytiquement. Lesdonnées expérimentales obtenues par la méthode de la Densité Spectrale de Puissancemettent en évidence l'impact des propriétés de la poix sur l'efficacité de lissage. Lacomparaison entre les résultats numériques et expérimentaux montre que le modèle DEMdonne des résultats prometteurs pour la modélisation du lissage de défauts.

Les centrales solaires thermiques de grande dimension basse et moyenne température (80-120°C) peuvent fournir une chaleur renouvelable et compétitive aux réseaux de chaleurs et aux industries. Ces installations, intensives en capital et avec des faibles coûts de fonctionnement, ont un retour sur investissement sur le long terme. Le suivi de performance et la détection et le diagnostic de défauts automatisés sont donc des axes essentiels permettant de garantir des performances optimales sur toute la durée de vie de l’installation.Cette thèse a pour but l’analyse des défauts les plus importants, dans un but de détection et de diagnostic. Dans un premier temps, une étude exhaustive des défauts pouvant affecter les installations solaires thermiques a été réalisée. Cette étude a permis d’identifier les défauts les plus fréquents et les plus graves, autrement appelés défauts critiques. Parmi ces défauts, six ont été sélectionnés pour être étudiés plus en détails.Afin d’analyser le comportement du système lorsqu’il est soumis aux différents défauts étudiés, un modèle numérique a été mis en place. En particulier, un nouveau modèle de capteur solaire thermique plan a été développé, les modèles existants ne détaillant pas suffisamment certaines caractéristiques physiques nécessaires à la reproduction des défauts. Une validation expérimentale de ce modèle en fonctionnement normal et défaillant a montré qu’il permet une modélisation simple des défauts et que son comportement est réaliste.Une méthodologie pour analyser de façon numérique l’impact des défauts sur le comportement du système est ensuite proposée. Un ensemble de grandeurs permettant de caractériser ce comportement sont notamment définies. Cette méthodologie est ensuite appliquée, d’abord à l’échelle du composant directement impacté par le défaut, puis à l’échelle du système complet. Les résultats permettent d’identifier les défauts détectables ainsi que ceux qui sont identifiables et de proposer un ensemble réduit de grandeurs suffisant pour les détecter et les identifier.Ces travaux offrent une base méthodologique et des premiers résultats qui pourront permettre de développer un algorithme automatisé pour détecter et diagnostiquer les défauts critiques d’une installation solaire thermique de grande dimension
Large scale solar systems at low and medium temperature (80-120 °C) can provide renewable and competititve energy to district heating and industrial processes. These systems, which are capital-intensive and have low operating costs, present a long-term return on investment. Automated monitoring and fault detection and diagnosis are key elements to guarantee optimal performances during all the lifespan of the plant.This dissertation aims to analyze of the main faults, in a detection and diagnosis purpose. First, an exhaustive study of the dysfunctions that can affect the large scale solar systems enabled to identify the more frequent and serious faults, also called critical faults. Among these critical faults, six were selected for a more detailed study.To analyze the behavior of the system subjected to the studied faults, a numerical model was implemented. A new flat plate thermal solar collector model was particularly developed as existing ones do not detail enough several physical characteristics required for the reproduction of faults. An experimental validation of this model in normal and faulty operation showed that it enables a simple fault modelling and presents a realistic behavior.A methodology to numerically analyze the impact of the faults on the system behavior is then proposed. A set of features enabling the characterizing of this behavior are particularly defined. This approach is applied first at the scale of directly affected component then at system scale. The results enable to identify detectable and isolable faults, but also to propose a reduced set of features sufficient to properly detect and diagnose them.This work presents a methodologic base and first results to develop an automated algorithm for detection and diagnosis of critical faults of a large scale thermal solar system

Un modèle en géométrie bidimensionnelle de l'interaction soit d'un faisceau ultrasonore avec un défaut plan pour simuler une fissure de fatigue dans un solide, soit d'une seule onde plane avec un défaut volumique simple (un cylindre de section circulaire et d'extension infinie) pour simuler des inclusions dans un solide élastique a été développé, dans le but d'obtenir les signaux temporels issus du défaut. La première partie de ce travail a consisté à modéliser les signaux échographiques diffractes issus de l'interaction d'un faisceau ultrasonore avec un défaut plan. Parmi les méthodes existantes pour traiter l'interaction d'une onde incidente avec ce défaut, nous avons choisi d'utiliser la théorie géométrique de la diffraction. Le formalisme du spectre angulaire appliqué à une variable vectorielle dans un solide (le cas fluide n'étant qu'un cas particulier du solide) a été étudié pour décrire la propagation et la transmission à travers une interface plane. Le faisceau ultrasonore incident est émis dans un fluide. Le défaut considèré est dans un solide. Le vecteur spectre angulaire est décomposé en milieu solide et fluide. Un certain nombre de problèmes numériques ont été résolus tels que l'échantillonnage de la phase du spectre angulaire et le choix de l'incrément spatial à l'interface solide-fluide. Le modèle développé permet de reconstituer le signal échographique issu du champ diffracté par les bords d'une fissure. Des signaux échographiques issus du modèle montrent que ce dernier permet de retrouver d'une part l'inversion de polarité entre les deux bords de la fissure, et d'autre part que le premier écho a une forme comparable à celle de la dérivée première du signal émis par le transducteur. Une comparaison avec des résultats simulés et expérimentaux obtenus au CEA a enfin permis la validation du logiciel. La deuxième partie de ce travail a consisté à modéliser les signaux diffusés issus de l'interaction d'une onde plane incidente avec un cylindre de section circulaire et d'extension infinie représentant un défaut volumique simple. Le champ diffusé par le cylindre et transmis à l'intérieur du cylindre constitué soit d'un milieu fluide, soit du vide, soit d'un solide élastique ou d'un solide rigide a été étudie dans le cas ou le cylindre est contenu soit dans un fluide, soit dans un solide élastique. La diffusion a été décrite par une série de modes de vibration normaux. Il a alors fallu déterminer dans chaque cas traité le nombre de modes à conserver dans la série, ce qui est résolu par un test de convergence. Des signaux numériques ont été comparés avec des signaux expérimentaux dans le cas ou le milieu de propagation est de l'aluminium ou de l'acier, et le cylindre est soit le vide, soit de l'alumine ou de la silice. Un très bon accord permet ainsi la validation du logiciel.

L'amelioration rationnelle du comportement dynamique des structures necessite une modelisation de ses caracteristiques dynamiques. Le modele aux elements-finis est le plus couramment utilise, mais il existe toujours des sous-structures difficiles a modeliser. Une approche analytique pure non validee par des essais n'est donc pas toujours satisfaisante. L'objectif est alors de corriger le modele de connaissance a partir des donnees experimentales. Une premiere phase tres importante consiste a localiser les zones geographiques de la structure ou les defauts de modelisation sont dominants. On propose dans ce memoire: une methode de localisation de defauts dominants de modelisation basee sur l'exploitation des equations d'equilibre modal et des equations de sensibilite par rapport aux valeurs propres. Une methode de localisation basee sur les solutions particulieres en regime harmonique. Corrections parametriques de modeles elements finis appliquees a des cas tests. Exploitation de la methode de newton pour determiner l'influence de la derivee seconde des valeurs propres dans une procedure de correction parametrique basee sur la methode de gauss-newton

La cotation de fabrication a pour but de déterminer l'état géométrique et dimensionnel intermédiaire de la pièce tout au long de son processus de fabrication. Pour respecter, d'une part, les exigences fonctionnelles données par le dessin de définition et, d'autre part, les contraintes de fabrication (précision de la machine, surépaisseurs minimales d'usinage,...). La méthode TMT (Tridimensional Manufacturing Tolerancing) est une approche tridimensionnelle de cotation de fabrication avec le concept du torseur de petits déplacements. Cette approche permet de traiter les spécifications des dessins de définition exprimées par les normes ISO. Le but est d'analyser l'influence de tous les écarts de fabrication sur chaque spécification à respecter. Cette méthode utilise une définition précise des systèmes de références dans chaque phase en corrélation avec le processus de réglage des machines. Le modèle nominal de la pièce est positionné directement sur le système de références de l'exigence étudiée, afin de minimiser le nombre d'inconnues. Cette approche met en évidence les simplifications de calcul ainsi obtenues, ce qui permet une écriture assez simple de la résultante de la chaîne de cotes pour vérifier chaque exigence.

Cette thèse étudie le problème d'excentration rotorique et le défaut d'alimentation dans une Machine Asynchrone Double-Etoile. En outre, elle analyse la commande de deux machines asynchrones connectées en série ainsi que la détection de défaut d'onduleur dans ce cadre de connexion. Elle propose également une reconfiguration de commande permettant de tolérer le default détecté. Le travail débute par des méthodes de modélisation d'une machine asynchrone polyphasée excentrée. La première méthode prend en considération les harmoniques de bobinage mais néglige les effets d'encoches. La deuxième se limite au premier harmonique de bobinage mais tient compte des harmoniques d'encoches. A partir de ces deux modèles, nous avons pu caractériser analytiquement les signatures d'excentration. En simulation, les deux modèles donnent les mêmes spectres à basse fréquence. Toutefois, le deuxième modèle offre des raies supplémentaires à haute fréquence. Ces raies résultent de la combinaison de l'excentration et des harmoniques d'encoches. Nous entamons ensuite la détection de défauts d'alimentation ou d'excentration lorsque la machine double-étoile est alimentée par un onduleur. Pour éliminer le défaut de court-circuit ou le défaut d'ouverture de circuit, nous proposons à la fois une modification de la structure du convertisseur et une adaptation de l'algorithme de commande. Les résultats de simulation sont prometteurs. Les courants retrouvent le régime équilibré et la même amplitude que celle d'avant le défaut. La vitesse se stabilise à nouveau après une courte perturbation assez forte. En ce qui concerne le problème d'excentration, les prédictions analytiques se justifient même en cas d'alimentation par onduleur. Dans le cas d’une alimentation par commande vectorielle, les variables de commande peuvent également servir d'outils de diagnostic d'excentration. Enfin, nous abordons la commande découplée d'une machine hexaphasée et d’une machine triphasée connectées en série. Le découplage de la commande de deux moteurs est tout d’abord examiné analytiquement. Des tests de simulation sont ensuite effectués pour confirmer l’efficacité du découplage. Nous avons montré par simulation qu'il est aussi possible d'éliminer les perturbations dues à un défaut d'un interrupteur de puissance grâce à une structure du convertisseur et à une adaptation de l'algorithme de commande. La plupart des prédictions par simulation on été justifiées expérimentalement
This thesis investigates various fault and detection issues in a Dual-Stator Winding Induction Machine Drive including rotor eccentricity problems and inverter switch faults. In addition, the control of six-phase series-connected two-motor drives and the related fault detection and fault tolerant strategy issues are studied as well. The work starts with new modeling methods for an eccentric multiphase induction machine. The first proposed method considers only the winding harmonics and neglects the slotting effects. Then, a second method is proposed, considering the first winding harmonic and the slotting ones. From both modeling techniques, eccentricity signatures are extracted. Simulation results show that both modeling techniques provide identical spectra at low frequency; however, the second technique gives additional high frequency sidebands. These sidebands are the results of the interaction between the eccentricity and the slot harmonics. Eccentricity and inverter faults in a Dual-Stator Winding Induction Machine Drive are subsequently investigated. The inverter topology and the control algorithm are reconfigured to deal with short-circuit and open circuit faults on the inverter side so that the stator currents become balanced again and reach their pre-fault magnitude. Simulation results show promising results. The speed is stabilized after a short disturbance due to the fault. Besides, analytical method has been successfully used to predict eccentricity fault, although the machine was inverter fed. Control variables have been effectively used as diagnosis tools for eccentricity fault in a vector controlled machine. Additionally, decoupled control of six-phase and three-phase machines connected in series has been investigated. Firstly, decoupling control using analytical method is predicted. Several simulations are then carried out to confirm the decoupling effectiveness. For this special drive, elimination of the disturbances due to a switch fault is also possible thanks to an appropriate converter topology and adaptation of the control algorithm. Most of simulation predictions are confirmed by experimental results

Les recherches presentes dans cette these contribuent au test des circuits analogiques ou mixtes par l'etude des modeles de fautes et par la realisation d'outils de simulation de fautes. Les defauts physiques survenant lors de la fabrication des circuits sont inventories. Differents modeles et techniques d'injection de fautes permettant de simuler ces defauts dans les circuits analogiques sont envisages et evalues a l'aide de circuits a base de transistors mos ou bipolaires. L'effet ces defauts sur une cellule logique est analyse et l'adequation de modeles de fautes logiques existants est etudiee. De nouveaux modeles sont introduits et la construction d'un catalogue de modeles de fautes est proposee. Les court-circuits intervenant entre les signaux issus de deux cellules logiques sont traites par une methode faisant intervenir un simulateur mixte et des modeles comportementaux de cellule logiques. Cette etude est egalement etendue aux court-circuits dans les circuits mixtes. Des modeles comportementaux de systemes de test analogique sont realises et permettent de concevoir un banc de test virtuel aidant a l'ecriture des vecteurs de test. Des outils de simulation de fautes pour circuits analogiques ou mixtes sont developpes permettant de mesurer le taux de couverture de fautes du test et de selectionner les vecteurs de test. L'analyse de la sensibilite des mesures aux parametres du circuit est aussi mise a profit pour calculer le taux de couverture des fautes parametriques pour des circuits lineaires

L'implantation ionique: est une étape technologique fondamentale pour la fabrication de composants électroniques en carbure de Silicium (SiC), C'est actuellement la seule technique de dopage sélectif pour ce semi-conducteur car l'incorporation de dopants par diffusion thermique nécessite des températures très élevées, incompatibles avec les autres étapes technologiques. L'implantation permet de modifier les propriétés physiques, électriques et optiques du SiC. La précision de la dose et de l'énergie d'implantation permet de bien contrôler la distribution des impuretés introduites. L'utilisation d'implantations multiples à doses et énergies variables permet d'obtenir une grande variété de profils d'impuretés. Afin de mieux comprendre et d'optimiser le procédé d'implantation dans le SiC cristallin et afin d'orienter la recherche, il est très intéressant de modéliser les phénomènes physiques mis en jeu et de simuler les trajectoires des ions implantés. Une étude générale de la modélisation et de la simulation de l'implantation ionique a été réalisée. A partir de cette étude, un simulateur d'implantation ionique dans SiC monocristallin a été développé (6H, 4H, JC). Ce simulateur est basé sur la méthode de Montecarlo dans l'approximation des collisions binaires. Des procédures de tabulation interpolation ont été mises en œuvre pour accélérer les simulations. Après validation à l'aide de profils expérimentaux (SIMS), le simulateur a été utilisé pour étudier les profils d'implantations multiples, le phénomène de canalisation, la dispersion latérale des impuretés, les défauts créés par l'implantation et les déplacements de stœchiométrie. En combinant les résultats expérimentaux publiés et les simulations, des conditions d'implantation (angles d'implantation, doses et énergies d'implantations multiples) ont été déterminées dans le but de fabriquer des zones actives de composants de puissance (émetteurs de diodes bipolaires, source/drain de MOSFET). Pour reconstruire le cristal endommagé par l'implantation et activer les dopants implantés, des recuits à haute température sont nécessaires. L'activation de Al implanté à haute énergie a été évaluée par mesure capacitive et celle de N par mesure TLM. Des diodes bipolaires p•nn• (Al) et des MOSFETs latéraux (N) ont été fabriquées et caractérisés
Ion implantation is a fundamental technique for the fabrication of electronic devices in Silicon Carbide (SiC). This is the only technique allowing selective doping of this semiconductor because dopant incorporation by thermal diffusion requires very high temperatures which are not compatible with the other technological steps. Physical, electrical and optical properties of SiC can be modified by the use of ion implantation. The fluence and energy accuracies allow a good control of implanted impurity distribution. Virtually any kind of impurity profile can be obtained by the use of multiple implantations with varying fluences and energies. In order to better understand and to optimise the implantation process and as guidance to investigation, it is very useful to model the physical phenomena involved and to simulate the implanted ion trajectories. A global study on modeling and simulation of ion implantation has been carried out. From this study, an ion implantation simulator for SiC single-crystals has been developed (6H, 4H, 3C). This simulator is based on the Montecarlo method in the binary collision approximation. Tabulation-interpolation routines have been developed in order to increase the simulation speed. The simulator has been validated with experimental dopant profiles (SIMS). Afterwards, it has been used to investigate the multiple implants profiles, the. Channeling phenomenon, the lateral dispersion of ions, the defects generated by the implantation process and the stochiometric disturbances. By combining published experimental results and simulation results, optimal implantation conditions have been determiaed (beam angles, r1uences and energies of multiple implants) for the fabrication of the active areas of power devices (bipolar diodes emitter and MOSFET source/drain). High temperature annealing has to be performed in order to recrystallise the SiC wh. Ich has been damaged by the implantation process and in order to incorporate implanted do pants. Activation of Al implanted at high energy has been evaluated by capacitance-voltage measurements and activation of N has been measured by me TLM method. P•nn • (Al) bi-polar diodes and lateral MOSFETs (N) have been fabricated and characterised

Nous présentons des résultats mathématiques obtenus pour un nouveau modèle de champ moyen dédié à la description d'électrons quantiques interagissant dans des cristaux comportant des défauts locaux. Ce modèle est dérivé du modèle dit de supercellule par un procédé de limite thermodynamique. ous travaillons avec un modèle de Hartree-Fock réduit, obtenu à partir du modèle de Kohn-Sham étendu en négligeant le terme d'échange-corrélation. Les modèles utilisés et les résultats obtenus sont présentés au chapitre 2 puis démontrés au chapitre 4. Les chapitres 3 et 5 sont consacrés à la simulation numérique de notre modèle. Notre approche consiste à mettre en œuvre une approximation variationnelle dans une base précalculée de fonctions de Wannier du cristal parfait de référence. Nous présentons quelques résultats numériques obtenus sur un modèle uni dimensionnel avec un potentiel d'interaction de Yukawa.

Ce travail de thèse traite du développement d’une maille en titane imprimée en 3D pour le comblement des grands défauts osseux. La perte de substance osseuse intervient lors de traumatismes importants ou de chirurgies ablatives (dues à des infections ou à des cancers). Lorsque le défaut atteint un stade critique, la régénération osseuse est impossible et on assiste à une perte de fonction. Il faut alors recourir à des chirurgies reconstructrices comme par exemple la reconstruction mandibulaire. Aujourd’hui, la chirurgie communément pratiquée pour reconstruire la mandibule est la reconstruction par lambeaux libres de fibula, laquelle demande un investissement en temps et en ressource colossale pour des résultats mitigés avoisinant les 10% de taux d’échec. En nous basant sur la littérature internationale, nous avons développé une maille en titane imprimée en 3D pour remplacer l’autogreffe de fibula et ainsi limiter les effets secondaires liés au site donneur tout en offrant aux cellules mésenchymateuses des conditions optimales à la colonisation osseuse. D’un point de vue mécanique, cela consiste à abaisser la rigidité native du titane (110GPa) à une rigidité comprise entre 0,1 et 1 GPa. Pour réaliser cette maille, nous avons mis en place une méthodologie de design qui nous a permis d’innover en mettant au point un système de reprise de charge. Ce système de reprise de charge permet d’adapter la réponse de l’implant en fonction de l’intensité de la sollicitation, ce qui permet de combiner une rigidité faible et une résistance à l’effort élevée. Les différentes itérations de design ont été testées par éléments finis, jusqu’au motif final, lequel a été caractérisée lors de tests mécaniques réels en compression, en traction et en flexion. Remplissant la majorité du cahier des charges, nous avons ensuite mis au point une étude animale, laquelle sera réalisée ultérieurement. Enfin, cette étude a permis de mettre en évidence certaines limitations de l’impression 3D métallique, principalement liés aux surfaces non supportées que nécessitent la reprise de charge. Cette maille très prometteuse est aujourd’hui en cours d’optimisation pour permettre d’être rapidement mise à la disposition des patients
The work detailed in this thesis is about a titanium 3D printed mesh for large bone defects. Large bone defects are often due to surgical resections, performed after a cancer or an infection. When the defect reach a critical size, bone regeneration is impossible and it often leads to the loss of function. When it happened, the wound need to be cured using reconstructive surgery. The mandibular reconstruction is one of the most performed reconstructive surgery. Nowadays, we reconstruct the mandible with the fibula free flap technique, which require huge amount of time and resources for mixed results (around 10% failure rate). Based on the international literature, we developed a titanium 3D printed mesh to replace the fibula autograft and limit its side effect while offering to mesenchymal cells optimal growing environment. On the mechanical point of view, this environment requires to decrease the titanium initial rigidity from 110GPa to a range between 0.1 and 1GPa. In order to achieve that goal, we have developed a design methodology that lead us to innovation. We developed a load restauration system that allow us to combine low rigidity and high resistance. In order to find the final design, we used finite element modeling. Then, the final design have been tested mechanically in compression, traction and flexion. Because most of the requirements were reached, we designed an animal study which should take place in the next years. Eventually, we discovered some limitation for metallic 3D printing, essentially due to unsupported areas required for the load restauration. This innovative mesh is today optimized in order to be rapidly given to patients in the need

L’innovation de l’industrie métallurgique des aciers pour le secteur automobile passe par la fabrication de nuances d’acier à haute résistance telle que le grade CP800. Les nuances d’acier sont très sensibles, du point de vue de leur comportement en fatigue, à la présence d’un défaut de surface comme ceux générés par la mise en forme des pièces ou par la découpe des tôles. Des défauts de plusieurs types et de différentes tailles, similaires à ceux rencontrés lors du poinçonnage ou de l’emboutissage des tôles, ont été reproduits par électroérosion sur des éprouvettes de la nuance d’acier CP800. Ces éprouvettes font l’objet de notre étude en fatigue sur les plans numérique et expérimental. La modélisation de l’influence de ces défauts en fatigue utilise les deux approches globale et de type plan critique de la fatigue multiaxiale, et avec prise en compte du gradient des contraintes.La simulation numérique vise à établir les champs des contraintes et leurs gradients au voisinage des défauts analysés expérimentalement. La prise en compte des gradients des contraintes permet aux critères de fatigue multiaxiaux une prévision du comportement réel en fatigue beaucoup plus juste de cette nuance d’acier en présence de défauts de surface. Prendre en compte l’influence du gradient de contrainte est indispensable pour une prévision correcte de la limite de fatigue du matériau à haute résistance en présence d’un défaut de petite taille
The steel manufacturers develop nowadays high strength steels as CP800 grade for automotive applications for the purpose of lightening vehicles. Such steels are strongly sensitive from the fatigue behaviour point of view to the surface defects generated by metal forming or cutting of steel sheets. Surface defects of different types and sizes were machined by electroerosion on CP800 specimens so that they are similar to the surface defects observed on steel sheets after stamping or cutting. The present study deals with the numerical and the experimental fatigue behaviour simulation of these specimens.The defect influence modelisation about the steel fatigue behaviour uses either the critical plane approach or the integral approach in multiaxial fatigue.The stress gradient influence contributes also to the fatigue life prediction of the defective simples.The numerical simulation aims to assess stress states and stress gradient fields within the tested specimens in the vicinity of their own surface defects. Accounting for stress gradients strongly improves the ability of multiaxial fatigue criteria to accurately predict the actual fatigue resistance of defective specimens. It shows also that multiaxial criteria have to be calibrated over fatigue test results with high stress gradients to properly predict the fatigue behaviour of high strength steel with surface small defect

Les auteurs se sont particulierement interesses aux dislocations dans le polycristal de silicium et ils ont developpe un modele theorique pour traduire leur influence en terme de densite et d'activite recombinante sur les proprietes electriques du polysilicium. Un autre modele a ete developpe pour calculer le profit photoelectrique et la vitesse de recombinaison interfaciale aux joints de grains. On compare les resultats des modeles sur les resultats experimentaux obtenus sur des diodes mesas pn net des diodes semitransparentes cr-si. Application aussi a la passivation de photopiles solaires par l'hydrogene qui s'interprete facilement avec le modele

Le silicium est le matériau de prédilection de l'industrie de la microélectronique. L'augmentation du coût de celui-ci a donc incité les différentes industries à optimiser l'utilisation des plaquettes de silicium. La réutilisation de plaquettes (recyclage) est donc devenue monnaie courante : c'est le cas des plaquettes tests ou des plaquettes de type SOI. Le recyclage présente cependant des limites, en effet, au cours des cycles la qualité des plaquettes diminue plus ou moins rapidement. La compréhension des mécanismes de la dégradation des plaquettes lors de cycles de procédés est donc un enjeu important. Les procédés de recuit haute température sont connus pour être à la fois les plus répandus et les plus dégradants. Pour comprendre quels sont les phénomènes mis en jeu lors de tels cycles, un panel d'échantillons a subi différents nombres de cycles et a été étudié par diverses techniques. Le LST et la microscopie électronique en transmission ont tout particulièrement été utilisés, couplant ainsi des mesures globales de densités et dimensions de défauts à des mesures locales permettant de caractériser la nature des défauts et leur comportement à l'échelle nanométrique. L'évolution de la concentration en oxygène interstitiel dans le matériau, liée à la précipitation d'oxyde de silicium, a été mesurée par IRTF. Il a ainsi été montré que chaque cycle consistait en une étape de nucléation de défauts, principalement des précipités d'oxyde de silicium, et une étape de grossissement. La détermination de la morphologie, ainsi que de la stoechiométrie des précipités a été réalisée
Silicon is the prefered material of the Microelectronics industry. The increase of its cost incited the industries to optimize the use of wafers. Recycling them thus became current : it is the case for test wafers or SOI wafers. However, recycling presents limits : during the cycles, wafers quality decreases more or less quickly. Impact of process cycles on wafers quality is thus very important. High-temperature annealing is the most detrimental process. To understand what phenomena are involved during annealing cycles, samples which have been cycled were studied by differents techniques. LST and TEM were quite particularly used, coupling global measurements of defects density and size with local measurements to determine defects characteristics. Interstitial oxygen loss during cycles were measured by FTIR. We found that every cycle is composed by a defects nucleation stage, mainly precipitates of silicon oxide, and a growth stage. The determination of morphology and precipitates stoichiometry was realized. The behavior of these precipitates was described by a model taking into account various phenomena : oxygen loss, point defects distribution and cycles effects (ramp up/down and high-temperature stage). The robustness of the model was also tested by comparing the predictions made with the results taken from the bibliography

Devant la forte demande mondiale en énergie électrique, les alternateurs à diodes tournantes constituent une solution largement répandue dans les installations de génération d’électricité de fortes puissances (hydraulique, fossile et éolien) ainsi que dans les applications îlotées sous forme de groupes électrogènes ou de petits alternateurs intégrés dans les systèmes embarqués. La renommée de ce type d’alternateur s’est construite sur leurs robustes constitutions mécanique et électrique et sur leur parfaite adaptabilité au type de charge alimentée. Néanmoins, l’utilisation de ces machines dans des conditions de fonctionnement très contraignantes, que cela soit à cause des fortes puissances demandées par les applications industrielles ou des contraintes environnementales dans lesquelles travaillent les alternateurs isolés, engendre une recrudescence de défauts, principalement de types électriques, à l’intérieur du système. L’apparition de ces défaillances est extrêmement délétère pour des applications à haut niveau de service et dont un arrêt intempestif peut engendrer des coûts de maintenance et d’immobilisation très élevés pour les opérateurs. Devant la nécessité de planifier de façon optimisée les opérations de maintenance à effectuer sur les alternateurs, il est possible de mettre en place des stratégies de diagnostic qui surveillent l’apparition des principales défaillances susceptibles de toucher ce type de machine. Bien que les modifications imprévisibles du point de fonctionnement liées à la charge compliquent la tâche, il est envisageable de mettre en lumière la présence de défauts de court-circuit dans les bobinages ainsi que des défaillances de diodes dans le pont redresseur triphasé en étudiant les modifications des formes d’ondes des signaux électriques générés. Ce travail est décrit dans la présente thèse. Face au manque d’antécédents sur le sujet, une grande partie des recherches s’est focalisée sur la conception et la mise en place d’un modèle numérique d’alternateur à diodes tournantes représentatif des formes d’ondes réelles en régimes sain et défaillant, tache non triviale étant donné le caractère saillant des pôles de l’alternateur. Pour répondre à ces attentes, un processus original de co-simulation a été mis en place présentant une identification des inductances de l’alternateur sous Flux2D et une estimation numérique des équations différentielles du système sous Matlab. Cette modélisation fiable a par la suite permis une sélection d’indicateurs de diagnostic par analyse fréquentielle des signaux électriques qui sont capables, sans ajout de capteurs supplémentaires, d’informer l’utilisateur sur la présence de défauts à l’intérieur du système. Afin de s’assurer une bonne compréhension des phénomènes, un grand soin a été apporté à la justification théorique des modifications spectrales introduites par les défauts dans les signaux électriques. Une importante campagne d’essais expérimentaux a permis la validation des modèles sain et défaillant grâce à la réalisation, par la société Nidec Leroy- Somer, d’un alternateur capable de simuler des défauts de court-circuit inter-spires stator. Ces essais ont mis au jour la possibilité de détecter les défauts dans de nombreuses configurations de court-circuit, mais également la difficulté de les prévoir de façon anticipée, ouvrant par là même de nombreuses perspectives de recherche.

Afin d'assurer le contrôle de son parc de production d'électricité, EDF doit maîtriser le vieillissement de ses installations pour en garantir le bon fonctionnement dans la durée. Dans ce but, il est nécessaire de disposer d’outils performants pour le modéliser et simuler la propagation des défauts dans les structures.Dans ces travaux de thèse, on s’intéresse à la propagation de fissures avec la méthode X-FEM et notamment à l’étape de localisation de la fissure par une technique de courbes de niveau. Nous avons proposé une approche fondée sur une méthode de propagation d’information de distance dite fast marching method pour rendre cette étape plus robuste. Elle est applicable à tous types de mailles,linéaires ou quadratiques.De plus, le calcul du taux de restitution d’énergie et des facteurs d’intensité de contrainte en pointe de fissure doit être suffisamment précis pour permettre de calculer la direction et l’avancée de la fissure. Dans ce but, nous avons proposé d’étudier une méthode d’intégrale de domaine pour laquelle on soulève plusieurs difficultés liées à la représentation de la fissure dans un espace tridimensionnel. Plusieurs améliorations sont proposées pour rendre les calculs plus précis et plus robustes.Dans le cas des fissures à front courbe, nous avons identifié les limites de l'utilisation des champs asymptotiques obtenus en pointe de fissure sous l'hypothèse des déformations planes comme champs auxiliaires d’une méthode d’intégrale d’interaction et nous avons proposé de nouveaux champs de déplacements auxiliaires qui prennent en compte la courbure du front de fissure. Toutes ces approches sont développées et validées dans le logiciel code_aster
In order to ensure the control of its nuclear power plants, EDF must guarantee that they function effectively over the long term. For this purpose, it is necessary to have efficient tools tomodel and simulate crack propagation in structures. In this PhD work, we are interested in the propagation of cracks with the X-FEM method which allows using the same mesh as for a structure without default. We target especially the reconstruction of thelevel sets that characterize the position of the crack after propagation. We have proposed a fast marching method approach based on the propagation of distance information from the crack surface to the whole structure to make this step more robust in the X-FEM propagation process. It is applicable to all types of meshes, linear or quadratic. The calculation of information characteristic of thecrack status such as the energy release rate and the stress intensity factors must be accurate enough to obtain the direction and advance of the crack front ateach propagation step. For this purpose, we proposed to study a domain integral method, for which several difficulties related to the representation of the crackin a three-dimensional space are identified. Several improvements are proposed to make the calculations more accurate and more robust. In the case of curved cracks front, we have identified the limitations of using asymptotic fields obtained under the plane deformation hypothesis as auxiliary fields of an interaction integral method and we have proposed new auxiliary displacement fields that take into account the curvature of the crack front. All these methods are developed and validated with EDF software code_aster

Les défauts internes dans les enroulements statoriques de la machine synchrone sont considérés très sévères car ils génèrent des courants élevés dans la machine dont les effets peuvent endommager les enroulements et parfois même les parties mécaniques de la machine telles que l'arbre et les paliers. Les modèles de simulation des défauts internes offrent un moyen commode et efficace pour étudier les comportements de la machine synchrone soumise à des défauts internes permettant d'évaluer les systèmes de surveillance et de protection. Le présent travail propose des méthodes de modélisation et de simulation des défauts internes de la machine synchrone. Les défauts internes entraînent deux nouvelles problématiques. La première est liée au changement de la distribution d'enroulement et la seconde est le changement du nombre de phases (ou enroulements). Ces deux caractéristiques sont au centre de la modélisation des défauts internes et ne correspondent pas aux hypothèses simplificatrices de la théorie de Park. Partant de l'hypothèse que la saturation magnétique est négligée et que la machine est considérée comme un système linéaire, cette thèse propose des solutions aux problématiques exposées précédemment. En s'appuyant sur la théorie de la fonction de bobinage, une nouvelle approche de détermination des inductances des enroulements à distribution arbitraire est proposée. Les ondes complètes de la fonction de bobinage des enroulements sont utilisées dans le calcul des inductances de la machine. Donc, toutes les harmoniques d'espace peuvent être prises en compte d'une façon simple. Deux expressions des inductances sont proposées: l'une utilise les paramètres géométriques de la machine, tandis que l'autre utilise les paramètres électriques de la machine. Les représentations d'état pour tous les types de défauts internes statoriques, soit les défauts entre phases et la terre, les défauts entre deux phases et les défauts entre deux bobines d'une même phase, sont présentées dans cette thèse. En outre, un modèle simplifié de défauts internes de la machine synchrone utilisant uniquement les paramètres électriques est aussi présenté. La validation des modèles est effectuée par comparaison des résultats de simulation avec ceux obtenus par des essais sur une machine réelle.

Une modélisation d'un matériau composite par un multicouche périodique avec ou sans atténuation, en vue d'une détection, par des techniques ultrasonores, de défauts est propose. La théorie des ondes de Floquet, qui permet de tirer profit de la périodicité du milieu, est utilisée pour l'étude des phénomènes de propagation d'ondes planes dans le multicouche. Les défauts à détecter sont simulés par une couche de très faible épaisseur et d'impédance caractéristique faible par rapport aux impédances des couches composant le matériau (microdélaminage) ou par l'introduction de l'absorption dans quelques couches (porosités). L'analyse des signaux réfléchis permet d'identifier les différents échos, dont ceux relatifs aux défauts. Les résultats obtenus sont très satisfaisants et sont proches des résultats observés expérimentalement à partir d'échantillons de composite carbone-résine. Enfin, le traitement de ces signaux par des méthodes de type temps –fréquence ou analytique montre qu'il est possible de caractériser les deux familles de défauts étudiées
A modelling of a composite material by a periodical medium, with or without attenuation, in order to detect defects by ultrasonic techniques is proposed. The Floquet waves theory, which permits to profit from the medium periodicity, is used for the study of plane waves propagation in the multilayer medium. The defects to be detected are simulated by a very thin layer of a material of characteristic impedance low by respect to the impedance of layers constituting the material (microdelamination) or by the introduction of absorption in several layers (porosity). The analysis of reflected signals permits to identify the different echoes, including the ones due to defects. The results obtained are very satisfactory and are close the ones observed experimentally in carbon-resin composite samples

Aujourd’hui, le captage du courant électrique reste un des verrous technologiques majeurs à l’augmentation de vitesses des trains. Par ailleurs, les incidents afférant sont à l’origine de plus d’un million de minutes de retard chaque année en Europe. La maîtrise de l’interaction pantographe-caténaire nécessite donc une étude approfondie tant pour la conception des futurs composants que pour l’évolution de la stratégie de maintenance. Deux objectifs ont guidé les recherches menées dans cette thèse. Le premier était de contribuer au développement d’un outil de simulation fiable, robuste et flexible permettant de mieux comprendre les phénomènes mécaniques en jeux et d’analyser les effets des défauts présents dans la caténaire sur le couplage pantographe-caténaire. Le deuxième objectif était de mettre au point des outils de traitement du signal capables d’analyser les mesures en ligne, enregistrées à 300 km/h par un pantographe instrumenté, dans le but de détecter, localiser et identifier ces mêmes défauts. La modélisation du comportement dynamique du système pantographe-caténaire s’appuie généralement sur la méthode des Eléments Finis. En effet, elle est la seule à offrir la flexibilité nécessaire pour la modélisation en trois dimensions des géométries complexes et variées des caténaires. La simulation temporelle du couplage dynamique entre le pantographe et la caténaire réunit par ailleurs des problématiques complexes : propagation d’ondes, charges mobiles, périodicité des structures, contact unilatéral et non-linéarités géométriques fortes. Afin de mieux mesurer l’impact de ces différents phénomènes et de spécifier les hypothèses acceptables, un modèle analytique simple a été développé. Celui-ci offrant un plan de contact parfaitement continu, à l’inverse du modèle Eléments Finis, les effets numériques dus à la discrétisation ont pu être mesurés et corrigés par des améliorations simples. La confrontation des résultats de ces deux modèles complémentaires ainsi qu’une comparaison aux mesures a permis de valider les codes et de déterminer certains paramètres tels que l’amortissement. Enfin, l’introduction de défauts dans la simulation autorise la génération de signatures temporelles propres à chaque défaut présent dans la caténaire, en vue de leur détection. Des méthodes de traitement du signal spécifiques ont en effet été testées, afin non seulement de détecter les défauts, mais de les localiser et de les identifier. Etant donnés l’environnement et les conditions d’essais, ces traitements doivent tenir compte du manque de reproductibilité et de l’aspect non-déterministe des mesures sur une caténaire soumise aux conditions climatiques et à l’usure. Les ondelettes, dotées de qualités intrinsèques pour la détection, ont donné des résultats très encourageants et les dernières avancées de ces méthodes, les ondelettes adaptées, rendent cet outil incontournable dès lors que l’on souhaite discriminer les défauts tout en minimisant le nombre de fausses alertes. Enfin, en créant une bibliothèque exhaustive de signatures de défauts simulés, l’outil de détection acquerra la robustesse et la fiabilité indispensable à une évolution de la stratégie de maintenance
Nowadays, current collection is one of the blocking points for increasing the train speed. Besides, statistics consolidated over Europe show an average number of one million minutes of delay each year in Europe related to the pantograph-catenary interface. Hence, the pantograph-catenary interaction deserved a deep study in order to improve future components design as well as maintenance evolution strategy. Two objectives have been the guidelines of this work. The first one was the simulation tool development. It had to be reliable, robust and flexible in order to allow a better understanding of the mechanical phenomena and in order to analyse the effects of catenary defects on the pantograph-catenary interaction. The second objective was the signal processing tools design. These tools had to allow a real-time measurement analysis, recorded by an instrumented pantograph running at 300 kph, in order to detect, localize and identify these defects. Usually, the pantograph-catenary system’s dynamic behaviour is modelled thanks to the finite element method. Indeed, it is the only method that can help us modelling complex 3D geometries as the catenary geometries. Time dependent simulation of dynamic interaction between pantograph and catenary gather also complex problematics :Wave propagation, moving loads, structure’s periodicity, unilateral contact and strong geometrical non-linearities. In order to get a better assessment of the impact of these different phenomena and to specify acceptable hypothesis, a simple analytical model has been developed. As this model offers a continuous contact plan, numerical effects induced by discretization have been assessed and corrected by simple solutions. Results comparison of these two complementary models has allowed the software validation and parameters identification such as damping. At last, from the introduction of defects in the simulation has come out the temporal signature generations of each defect type in the catenary. Finally, specific signal processing methods have been tested in order to detect defects and to localize and identify them. Regarding the environment and tests conditions, these analyses must take into account the lack of test reproducibility and non-deterministic aspect of catenary measurements related to climatic conditions and wear. The use of wavelets gave very interesting results for defect detection ; especially the last development in this domain called adapted wavelet that makes this tool a major tool as far as defect detection and low false alert rate are concerned. Finally, with the building of a defects signature’s library, this detection tool will get the necessary robustness and reliability required for the evolution of the maintenance strategy

Le travail presente dans ce memoire porte sur les outils de traitement analytique pour le diagnostic des defauts lentement variables dans les systemes continus. Une methodologie de diagnostic est presentee basee sur la modelisation et l'identification parametrique du systeme a superviser. Plusieurs avantages la caracterisent: etape d'analyse de la richesse du signal d'entree afin de selectionner des intervalles avec une entree riche en frequences, pour une bonne qualite d'identification, detection et localisation des defauts internes en observant les parametres estimes du systeme, possibilite de localisation de defauts de capteurs. Une grande partie du travail est consacree a l'identification des modeles parametriques continus: classification des methodes d'identification, presentation et comparaison numerique et qualitative de huit methodes d'identification. Divers problemes lies a l'identification ont ete discutes (modeles continus stochastiques, retard, conditions initiales et biais de mesure, richesse d'entree). Nous avons etabli des algorithmes recursifs pour le calcul des coefficients de fourier, dft et coefficients de legendre sur fenetre glissante. Un logiciel de simulation et d'identification des modeles continus (id4) a ete implemente en parallele a notre travail

Le principe de la métrologie en cours d’usinage est d'obtenir des données de mesure directement dans le flot de production. Ce principe fait suite au besoin croissant des industriels de réaliser des mesures en ligne durant une opération ou entre deux opérations d'usinage en employant le moyen de production pour mesurer la pièce usinée. La maîtrise des sources d’erreur de mesure telles que les erreurs géométriques est une condition sine qua non pour garantir la métrologie dimensionnelle traçable directement sur les machines-outils. Ces travaux portent sur la modélisation géométrique de machine-outil 5 axes, basée sur une paramétrisation normalisée des erreurs géométriques. Ce modèle est simulé et simplifié par l’utilisation d’une machine virtuelle développée comme un outil d’aide à la compréhension et à la visualisation des effets des erreurs géométriques sur l’erreur volumétrique. Un nouvel étalon matériel thermo-invariant a été développé : la Multi-Feature Bar. Raccordé à la définition internationale du mètre par un étalonnage et une intercomparaison européenne, il permet d’envisager des mesures traçables sur machine-outil dans un environnement hostile. L’identification de trois paramètres intrinsèques à cet étalon, couplée à une procédure de mesure, assure une identification complète et traçable des erreurs de mouvement d’axes linéaires. Suite à cela, l’identification des erreurs entre axes est quant à elle basée sur une analyse de combinaisons de paramètres suffisants pour caractériser au mieux l’erreur volumétrique. Une procédure d’identification des paramètres du modèle est proposée en minimisant la dérive temporelle de la structure ainsi que les effets des erreurs de mouvement précédemment identifiées. Une analyse de sensibilité des paramètres de réglages de la procédure de mesure ainsi que des effets de bruits permet de garantir la qualité de l’identification proposée
In-process metrology consists in obtaining measurement data directly into the manufacturing process. This method results from an increasing need of manufacturers to carry out on-line measurements during one manufacturing task or between two manufacturing tasks by using the mean of production to measure the machined part. Monitoring the sources of errors like geometric errors is one of the prerequisites to ensure the traceable dimensional metrology directly on the machine tool.This thesis deals with the geometric modeling of 5-axis machine tool based on a standardized parameterization of geometric errors. This model is simulated and simplified by the use of a virtual machine developed in order to help understand and visualize the effects of geometric errors on the volumetric error.A new standard thermo-invariant material namely Multi-Feature Bar has been developed.After its calibration and after a European intercomparison, it provides a direct metrological traceability to the SI meter for dimensional measurement on machine tool in a hostile environment. The identification of three intrinsic parameters of this standard, coupled with a measurement procedure ensures complete and traceable identification of motion errors of linear axes. The identification of position and orientation errors of axis is based on an analysis of combinations of necessary parameters to characterize volumetric error and at best. A model parameter identification procedure is proposed by minimizing the time drift of the structural loop and the effects of previously identified motion errors. Asensitivity analysis of the measurement procedure settings and of the noise effects ensures the quality of this proposed identification

Ce travail est consacré à l'étude d'un pigment phosphorescent (luminophore), le monoaluminate de strontium dopé à l'europium et au dysprosium : SrAl₂O₄ : Eu, Dy. Il a abouti à la modélisation de la luminescence de ce composé [fluorescence & thermoluminescence (TL)], exposée à l'aide du schéma des bandes d'énergie usuellement employé pour décrire ces phénomènes (chapitre IV). Ce système s'est révélé se comporter comme une pile, stockant, sous l'effet de la lumière du jour, de l'énergie sous forme de paires électron/trou dissociées. Chaque partie, piégée par les défauts du luminophore, est libérée par activation thermique a température ambiante. Elles se recombinent ensuite libérant le surplus d'énergie sous forme d'une émission lumineuse verte (525 nm). L'explication de ces mécanismes optoélectroniques à nécessité la compréhension du rôle de chacun des composants du système : la matrice (SrAl₂O₄) et les éléments dopants (Eu & Dy) identifié séparément. La première partie de ce travail (chapitre II) à pour cela été dédiée à l'étude de la matrice et a permis de mettre au point un mode de synthèse par réaction solide/solide, sous atmosphère contrôlée, entre le carbonate de strontium et l'alumine gamma. L'influence des différents paramètres de synthèse (stoechiométrie des réactants, durée, température et atmosphère de calcination) a permis de caractériser les propriétés optoélectroniques de la matrice (Emission de fluorescence bleue à 440 nm & 3 pics de TL à - 170, -70 et 0°c). Le rôle du dysprosium, puis de l'europium et enfin leur interaction ont fait l'objet d'une étude particulière (chapitre III). L'émission verte à 525 nm a ainsi pu être attribuée à l'europium divalent (Eu ²⁺), l'intéraction Eu-Dy étant quant à elle responsable du phénomène de phosphorescence
This work has been dedicated to the study of a phosphorescent pigment (phosphor), the strontium monoaluminate activated with europium and dysprosium: SrAl₂O₄ : Eu, Dy. It led to the modeling of the luminescence [fluorescence & thermoluminescence (TL)] (chapter IV). This system is acting as battery. Exposed to sunlight, it stores energy by trapping electrons and holes in the compound's point defects. At ambient temperature, these charge carriers are released and the following recombination process gives rise to the observed green light emission (525 nm). The role of each part of the system (the matrix, SrAl₂O₄, and the doping elements, Eu & Dy) had to be clarified to understand the underlying optoelectronic mechanisms. The first part of this work has thus been dedicated to the matrix study, leading to the set up of a solid state synthesis route, from strontium carbonate and gamma alumina. The influence of the synthesis parameters (reactants' stoechiometry, duration, temperature and atmosphere) allowed to characterize the optoelectronic properties of the matrix (Blue fluorescence at 440 nm & 3 TL peaks at -170, -70 and O°C). The dysprosium rolé, the europium one and then their interaction have been particularly studied (chapter III). The green emission has thus been ascribed to divalent europium (Eu ²⁺), while the Eu-Dy interaction is responsible for the phosphorescence process

Le mémoire est constitué de deux parties. La première est consacrée à la prise en compte des imprécisions sur les conditions aux limites cinématiques lors d'une analyse statique de structures par la méthode des éléments finis. La seconde concerne la prise en compte de l'imprécision sur les caractéristiques modales expérimentales pour la localisation de défauts dominants de modélisation dans les modèles éléments finis. L’imprécision est traitée au moyen du formalisme flou. Malgré des progrès effectués sur la représentativité des modèles durant ces dernières années, subsistent certains verrous comme par exemple des difficultés à modéliser certaines situations physiques telles que encastrements, liaisons soudées ou boulonnées. Ces liaisons sont couramment idéalisées par des supports fixes ou des extrémités articulées. De telles idéalisations perdent leur validité dans bien des applications du monde réel. En effet, une structure montée dans un mur est rarement encastrée. Dans ce type de cas, on se rend compte qu'il sera difficile de quantifier les conditions réelles du montage. De plus, des imprécisions sur les conditions aux limites peuvent mener à de réelles erreurs de modélisation. Pour cela, nous proposons un outil d'analyse permettant de prendre en compte l'imprécision sur les conditions aux limites cinématiques. L’outil est basé sur l'exploitation combinée des techniques d'analyse statique classiquement employés en éléments finis et du formalisme flou pour représenter l'imprécision sur les déplacements imposés. La deuxième partie est consacrée au traitement des imprécisions de mesure en dynamique de structures et plus particulièrement à la localisation de défauts de modélisation dans un processus de recalage modal. Nous présentons tout d'abord la méthode de recalage développée au LMA, Besançon. Nous proposons ensuite une extension de la méthode en y implantant un algorithme de résolution de système d'équations linéaires floues permettant ainsi d'étendre le potentiel de cette méthode. Chaque partie est illustrée par des exemples d'application numérique.

Cette thèse est motivée par les problèmes induits par la corrélation des défauts dans les produits dérivés de crédit. La thèse contient deux parties. La première est consacrée à analyser théoriquement les défauts successifs. On propose une nouvelle approche, basée sur la densité des probabilités conditionnelles de survie, pour traiter ce qui se passe après le premier défaut en déterminant les compensateurs des défauts successifs et en calculant les espérances conditionnelles par rapport à la filtration du marché. Dans la deuxième partie, on présente une méthode d'approximation pour calculer les prix des CDOs en utilisant la méthode de Stein et la transformation de zéro biais. On obtient un terme correcteur explicite pour l'approximation gausienne et on estime la vitesse de convergence. Les tests numériques montrent l'efficacité de cette méthode par rapport aux méthodes classiques. On établit aussi des résultats similaires pour l'approximation poisonnienne en appuyant sur des variantes discrètes de la méthode. Enfin, pour les fonctions plus régulières, on propose des correcteurs d'ordres supérieurs.

La présente étude contribue à une meilleure connaissance des écarts de géométrie pouvant affecter les dentures des engrenages cylindriques, en vue de permettre l'étude de leurs véritables effets sur le comportement en service des roues dentées. Une modélisation du taillage par fraise-mère est développée. Elle permet d'appréhender un ensemble d'écarts de fabrication pouvant affecter la précision de la denture taillée. Les écarts géométriques ainsi générés sur la denture sont traduits sous forme analytique. Les résultats obtenus sont validés de façon théorique et expérimentale. Une méthodologie d'analyse est proposée et validée sur plusieurs cas réels. Elle permet, à partir des écarts géométriques conventionnellement mesurés sur une denture, de remonter aux écarts de fabrication à l'origine de ces écarts. Quelques applications concrètes de ces travaux sont enfin présentées, afin d'illustrer les perspectives offertes, notamment en termes de simulation du fonctionnement des engrenages
This work consists in a contribution for a better understanding of the geometrical deviations on helical gear teeth, in order to study their actual effects during gear meshing. A model of the hobbing process was developed, offering the possibility to take into account many manufacturing deviations, which could have an effect on gear teeth accuracy. Analytical expressions are obtained for geometrical deviations. Theoretical and experimental validations are performed and presented in this work. A methodology, based on this model, is proposed and validated on actual gears. It permits to determine which manufacturing deviations could explain the geometrical deviations actually measured on gear teeth. Finally, some calculations are presented, to illustrate the various applications offered by this work, in gear meshing simulations