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Microstructure et macro-comportement acoustique : approche par reconstruction d\u27une cellule élémentaire représentative
No full textLa question fondamentale de la détermination des propriétés acoustiques de milieux poreux à partir de leur géométrie locale est examinée dans cette thèse de doctorat, à partir d\u27un échantillon de mousse d\u27aluminium à cellules ouvertes ayant été analysé par microtomographie axiale à rayons-X. Plusieurs propriétés géométriques sont mesurées pour caractériser l\u27échantillon expérimental à l\u27échelle de la cellule. Cette information est utilisée de manière à reconstruire un milieu poreux au moyen d\u27unités cellulaires idéalisées tri- et bi- dimensionnelles. La dépendance en fréquences des champs de températures et de vitesses gouvernant la propagation et la dissipation des ondes acoustiques à travers un milieu poreux rigide est calculée par simulation de mouvement Brownien et par la méthode des éléments finis, respectivement. Le comportement macroscopique est obtenu par moyennes spatiales des champs locaux. Nos résultats sont comparés à des données expérimentales obtenues par des mesures au tube d\u27impédance. Premièrement, cette approche conduit à l\u27identification des paramètres macroscopiques du model semi-phénoménologique de Pride-Lafarge. Deuxièmement, elle fournit un accès direct aux perméabilités dynamiques thermique et visqueuse. Néanmoins, le modèle bidimensionnel sous-estime la perméabilité visqueuse statique ainsi que la longueur caractéristique visqueusece qui requiert donc une implémentation tridimensionnelle
Relations entre la composition d\u27un copolymère à blocs et la nanostructuration d\u27un polymère réticulé.
No full textLintroduction de copolymères à blocs dans des systèmes thermodurcissable en tant quagent renforçant se développe. La capacité du copolymère à blocs à nanostructurer ce type de matrice permet datteindre de bonnes propriétés mécaniques. Mais la difficulté réside justement dans lobtention de ces nanostructures qui résultent de la miscibilité des blocs vis-à-vis du réseau en croissance. En effet afin déviter toute macroséparation de phases, le plus souvent néfaste pour les propriétés mécaniques, il est indispensable quun des blocs reste miscible dans le système tout au long de la réticulation afin de stabiliser la structure formée. Le problème est quun polymère est généralement miscible dans un nombre très restreint de système obligeant ainsi à adapter les copolymères à chaque matrice utilisée. Lobjectif principal de cette thèse a été de déterminer la composition dun copolymère à bloc capable de nanostructurer, dans un premier temps, des systèmes époxydes de polarité différente (DGEBA-DDS et DGEBA-MCDEA). Pour cela nous avons réaliser une étude de miscibilité visant à identifier un homopolymère restant miscible avec ces systèmes durant toute la réaction : le poly(dimethylacrylamide) sest avéré un bon candidat et a été associé à des motifs méthacrylate de méthyle au sein dun copolymère statistique. Le bloc stabilisant identifié, des copolymères à blocs de type ABA et AB ont été synthétisés. Leur comportement a dabord été étudié dans les précurseurs des réseaux époxydes, en particulier la localisation de la transition ordre-désordre des mélanges obtenus et linfluence de la composition des copolymères utilisés sur celle-ci. Nous nous sommes ensuite intéressés à lorganisation des mélanges avant et après réaction (TEM et SAXS) mais aussi à lévolution de la structuration au cours de la polymérisation (SAXS). Enfin le pouvoir renforçant des copolymères de type ABA a été évalué et révèle une amélioration de la ténacité des systèmes réticulés sans modification notable de la température de transition vitreuse
Modélisation par éléments finis du complexe de l\u27épaule et simulation de sa réponse à un choc latéral
No full textLes traumatismes de lépaule subis lors daccidents automobiles, et plus particulièrement lors de chocs automobiles latéraux, ne nuisent généralement pas à la survie des passagers automobiles mais ils provoquent des séquelles à long terme. Lépaule est au premier plan lors dun choc latéral et les sollicitations transmises au thorax ainsi que la cinématique de la victime dépendent de la réponse au choc de cette articulation. Ainsi, lobjectif de cette étude est dobtenir un modèle en éléments finis permettant de simuler le comportement dynamique de lépaule et dévaluer les risques de blessures en cas de choc latéral. Des essais dynamiques sur clavicule et humérus ont été réalisés. Ces tests ont permis détudier la résistance et les paramètres de rupture de ces os et ont permis lobtention de corridors expérimentaux nécessaires à la validation de modèles éléments finis de ces os. Dans un deuxième temps, des simulations de ces essais expérimentaux ont permis lévaluation de linfluence de la géométrie de ces os sur leurs réponses sous chargement dynamique jusquà rupture et de la nécessité dune personnalisation géométrique de ces os. Par la suite, lépaule du modèle numérique HUMOS a été améliorée et validée à laide dessais expérimentaux de choc latéral sur lépaule, réalisés précédemment au LBMH. Finalement, des simulations ont été réalisées avec un modèle géométriquement personnalisé afin dévaluer linfluence dune telle personnalisation. Ainsi, cette étude fournit des données expérimentales concernant les os de lépaule. De plus, linfluence et la nécessité dune personnalisation géométrique sont étudiées. Le modèle développé ici est une première avancée vers un outil prédictif pour lévaluation des risques lésionnels du complexe de lépaule
Dynamique non-linéaire des entraînements par courroies. Analyses théoriques et expérimentales
No full textLe travail de thèse a porté sur l\u27observation et la caractérisation du comportement des composants mécaniques constituant la FEAD, la modélisation et la mesure des comportements d\u27ensemble lors de la dynamique à l\u27arrêt et en rotation. L\u27analyse théorique se base sur les méthodes de Floquet, des Echelles Multiples et de la Balance Harmonique, et l\u27analyse expérimentale s\u27appuie sur l\u27identification de comportement, sur les techniques de mesures telles que l\u27échantillonnage angulaire, les plans d\u27expériences. Les apports de cette recherche sont notamment: * Mise en évidence des phénomènes à partir de mesures réalisées sur un moteur thermique (vibrations longitudinales et transverses de la courroie, mouvement des tendeurs, glissement relatif poulie/courroie), * Identification expérimentale et modélisation : - des éléments de base aux comportements élasto-plastique et visco-élastique modélisés par l\u27utilisation originale du modèle de Dahl modifié, - des phénomènes de vibrations transverses des brins de la courroie modélisés par un oscillateur de Duffing à excitations paramétriques, *Réalisation et instrumentation d\u27un banc d\u27essai découplant et reproduisant les phénomènes, * Compréhension du rôle de chaque élément par rapport aux phénomènes observés
Exploration des données SAGE par des techniques de fouille de données en vue d\u27extraire des groupes de synexpression impliqués dans l\u27oncogénèse
No full textAvec le développement de techniques de biologie moléculaire à haut débit, l\u27accumulation de grandes quantités de données permet de poser de nouvelles questions tant méthodologiques que fondamentales, en biologie comme en informatique. Ces questions ouvrent la voie à l\u27étude de la complexité du vivant. Ce travail de thèse s\u27inscrit dans ce contexte de bioinformatique. L\u27essentiel de notre contribution réside dans l\u27étude et l\u27interrogation des données SAGE humaines issues du Cancer Genome Anatomy Project. Nous avons ainsi étudié en profondeur les qualités particulières de ces données, ainsi que les questions biologiques que nous pouvions nous poser à partir de ces données. Répondre à ces questions a nécessité différentes méthodes d\u27extraction de connaissances à partir des données. Chaque question a demandé la conception d\u27un scénario original d\u27extraction de connaissances. Leur mise en oeuvre a reposé sur l\u27utilisation de différents algorithmes d\u27extraction de motifs dans les bases de données, en particulier des algorithmes de recherche de motifs ensemblistes dans des données booléennes développés par différents partenaires de l\u27ACI Bases de Données Inductives pour la Génomique. Les questions biologiques ainsi que la forme particulière des données SAGE nous ont confronté à certains verrous technologiques désormais résolus (e.g., la transposition pour l\u27extraction de tous les concepts formels, l\u27exploitation active de contraintes au cours des phases d\u27extraction) ou mieux cernés (e.g., le codage booléen de propriétés d\u27expression). Un effort particulier a été fourni sur le post traitement des motifs ensemblistes extraits et sur leurs interprétations. Ainsi, une méthode de classification de motifs locaux similaires (avec application à des collections de concepts formels) est proposée pour faciliter l\u27interprétation de ce que nous appelons des GQS (« Groupes de Quasi-Synexpression »). Nous avons également travaillé à l\u27exploitation de sources de données externes (typiquement des sources comme Gene Ontology ou encore des résumés d\u27articles) pour faciliter l\u27identification des motifs pertinents d\u27un point de vue biologique. L\u27impact de ces éléments de méthodes a été validé sur un travail d\u27interprétation de GQS extraits des données SAGE humaines afin de proposer de nouvelles hypothèses sur des groupes de gènes simultanément co-surexprimés dans des situations cancéreuses
Elaboration et caractérisation de micro- et nano-composites alumine-zircone pour application orthopédique
No full textCe travail de thèse a pour objectif lélaboration et la caractérisation de micro- et nano-composites alumine-zircone appliqués aux têtes fémorales de prothèses de hanches. Les micro-composites ont été élaborés par dipsersion atomisation, puis pressage. La dispersion électrostérique a permis de déterminer le taux de dispersant (Darvan C) optimal, pour lalumine et les zircones (pure et yttriée). Ce taux est de 0.25 wt%. Cependant, ce type de stabilisation s\u27est montrée moins efficace que la stabilisation électrostatique, comme en témoignent des agrégats de zircone caractérisés au sein des suspensions par des mesures de rhéologie, et par MEB dans les microstructures des composites frittés. En revanche, par dispersion électrostatique, il est possible d\u27obtenir des composites homogènes, soit à pH 4,5 pour un mélange d\u27alumine et de zircone pure ou yttriée, soit à pH 11, pour un mélange d\u27alumine et de zircone pure. Les micro-composites denses sont caractérisés en terme de propriétés mécaniques, résistance au vieillissement, propriétés biologiques et tribologiques. Pour éviter tout vieillissement, nous avons montré quil est nécessaire de proscrire tout agrégat de zircone de la microstructure et dutiliser un taux de zircone à 16 vol%. Les tests mécaniques d\u27indentation Vickers, par la méthode d\u27Anstis, nous ont permis de déterminer les seuils de propagation des fissures de nos différentes nuances, et de sélectionner une nuance contenant 10 vol% de zircone pure. Les caractéristiques en frottement sont par ailleurs comparables à celles des têtes en alumine (référence pour cette application). L\u27absence de cytotoxité de notre composite en présence de fibroblastes et d\u27ostéoblastes a été démontrée par des tests MTT. Enfin, lélaboration de nanocomposites a nécessitée des techniques délaboration particulières (dispersion, coulage, et frittage SPS). Le nanocomposite obtenu présente des tailles de grains dalumine et de zircone de 200nm et 95nm, pour une densité de 98%. Les propriétés mécaniques dun tel nanocomposite, évaluées par indentation (méthode dAnstis), se sont avérées similaires à celles dun composite microstructuré
Macro-modélisation des structures MOS " haute-tension " intégrées avec prise en compte de l\u27auto-échauffement
No full textL\u27industrie de la microélectronique est aujourd\u27hui une industrie prospère investie dans des secteurs économiques à bon potentiel de croissance (informatique, télécommunications...). Parmi tous les composants produits en microélectronique, les dispositifs MOS de puissance (HV) occupent une place fondamentale. Il s\u27agit de composants à semi-conducteur utilisés principalement dans deux domaines. Il servent pour contrôler le niveau de courant dans les moteurs électriques, les équipements électroniques et les voitures. D\u27autre part, ils régulent et stockent de la puissance dans les équipements électroniques portables. Ces dispositifs innovants, qui sont un sujet de recherche porteur pour l\u27industrie de la microélectronique, doivent être modélisé en SPICE. La modélisation est essentielle afin de pouvoir simuler le comportement des circuits intégrés avant de les dessiner et de les intégrer. Tous les dispositifs MOS HV dissipent une forte puissance. Si cette puissance ne peut être évacuée efficacement, une élévation de la température de fonctionnement du dispositif va se produire. Ce phénomène d\u27auto-échauffement est d\u27autant plus important que la puissance dissipée est élevée. L\u27impact sur les caractéristiques électriques n\u27est donc pas négligeable. L\u27objectif de cette thèse est d\u27améliorer la prise en compte du phénomène d\u27auto-échauffement dans les modèles des MOS HV. Cela implique d\u27une part d\u27évaluer les méthodes de modélisation publiées dans la littérature et de proposer des améliorations. D\u27autre part, il est essentiel d\u27évaluer aussi les méthodes d\u27extraction de ces paramètres
Réhabilitation des réseaux d\u27eau potable : méthodologie d\u27analyse multicritère des patrimoines et des programmes de réhabilitation
No full textLa thèse constitue un prolongement des recherches menées dans le cadre du projet européen CARE-W (Computer Aided REhabilitation for Water networks). Au sein de la suite de logiciels CARE-W, le module CARE-W_ARP (Annual REhabilitation Programmes) propose une aide multicritère à la construction des programmes annuels de réhabilitation des réseaux deau potable. Deux composantes principales peuvent être distinguées : a) une représentation multicritère des conduites (critères exprimant plusieurs types dimpacts de létat de santé des conduites), et b) une procédure de hiérarchisation des priorités de réhabilitation, reposant sur la méthode de surclassement ELECTRE TRI. Les travaux de la thèse portent sur lévaluation et le consolidation des éléments méthodologiques (critères et procédure de constitution dun programme) proposés dans loutil CARE-W_ARP. Ils visent également à produire de la connaissance sur lefficacité des programmes de réhabilitation, au moyen dexpérimentations numériques associés à des données réelles. Un premier volet de la recherche concerne la représentation du processus délaboration dun programme annuel de réhabilitation et lamélioration du modèle multicritère. Deux ensembles de critères sont proposés. Le premier ensemble est une formulation des critères existants. Le second ensemble permet de comparer des variantes de programmes de réhabilitation. Le second volet de la recherche porte sur lévaluation des bénéfices de lutilisation de la chaîne doutils daide à la décision en fonction du contexte de disponibilité des données élémentaires. Les expérimentations réalisées permettent également de fournir et dillustrer des propositions méthodologiques vis-à-vis du problème du paramétrage de la méthode multicritère ELECTRE TRI. Une démarche danalyse multicritère est proposée à lutilisateur de loutil CARE-W_ARP pour laider à générer une variante de programme conforme à ses préférences
Indexation d\u27images 2D. Vers une reconnaissance d\u27objets multi-critères
No full textD\u27importants volumes d\u27images numériques, conduisent aujourd\u27hui à une forte demande d\u27outils permettant d\u27indexer puis de rechercher une image. Indexer une image consiste à en extraire une signature. Rechercher une image dans une base consiste alors à comparer plusieurs signatures entre elles. Une indexation est dite basée sur le contenu lorsqu\u27elle utilise les données de bas niveau (couleur, texture) de l\u27image pour construire la signature.
De tels système sont faces à une limitation fondamentale : ils permettent aux utilisateurs de rechercher des images d\u27après leurs caractéristiques de bas niveaux (matière) alors ces derniers préfèreraient une recherche plus sémantique, relative à ce que l\u27image décrit (les objets présents, par exemple). Ainsi, l\u27indexation basée sur le contenu se doit de trouver des outils pour réduire le fossé entre les données de bas niveau et la sémantique. Même si un tel lien n\u27existe pas forcément, l\u27utilisation de données structurelles peut permettre une première avancée. En outre, les systèmes d\u27indexation doivent proposer des interfaces capables d\u27aider l\u27utilisateur à formuler des requêtes correspondant à ce qu\u27il recherche. Le paradigme classique consiste à fournir au système une image exemple. Néanmoins, cette approche reste limitée car il est difficile de pouvoir généraliser à partir de l\u27exemple ce que cherche réellement l\u27utilisateur. Dans cette thèse, nous proposons un système d\u27indexation qui permet de réduire le fossé entre les données de bas niveau et la sémantique. Tout d\u27abord, l\u27utilisateur formule, lors de la requête, un modèle (prototype) de l\u27objet recherché. Lors de la comparaison, entre ce modèle et les images de la base, plusieurs critères sont utilisés, comme la forme mais aussi l\u27organisation spatiale de différentes zones d\u27intérêt. Une étape cruciale consiste justement à extraire de telles zones d\u27intérêt. Les approches de segmentation sont souvent entachées d\u27erreur, notamment à cause de variation d\u27éclairage dans la scène. Nous proposons donc de ne pas décrire une image par une segmentation unique mais plutôt par une hiérarchie de segmentations. Celle-ci représente l\u27image à différents niveaux de détails et se construit à partir de regroupements successifs de régions (groupements perceptuels), basés à la fois sur des critères de bas niveaux mais aussi géométriques. Durant la comparaison entre un modèle et une image, nous considérons les correspondances entre chacune des parties au lieu d\u27utiliser seulement le modèle dans sa globalité. Plus précisément, la correspondance prend en compte les formes des parties, à travers les descripteurs ART (Angular Radial Transform) et CSS (Curvature Scale Space). En outre, l\u27organisation spatiale des parties entre elles est également prise en compte. Toutes ces caractéristiques sont combinées entre elles, par la théorie de l\u27évidence de Shafer afin d\u27en déduire une mesure unique de similarité
Influence des procédés de la filière traitement thermique sur les caractéristiques et les évolutions bio-physico-chimiques des Mâchefers d\u27Incinération d\u27Ordures Ménagères (MIOM)
No full textLévolution réglementaire en matière de gestion des déchets incite à la valorisation des Mâchefers dIncinération dOrdures Ménagères (MIOM), notamment à leur réutilisation en technique routière. Or les caractéristiques physiques et techniques de ces sous produits sont en pleine évolution. Ces modifications constitutives résultent de lévolution de plusieurs facteurs techniques et socio-économiques de la filière (nature des déchets incinérés, conditions dincinération, conditions de stockage, prétraitement,). Afin de comprendre les paramètres influant sur la composition et le comportement à long terme des mâchefers, 6 lots de MIOM ont été sélectionnés avec notre partenaire industriel NOVERGIE SUEZ et comparés. La synthèse de ce travail consiste en la corrélation des résultats de la phase expérimentale et des données relatives aux caractéristiques des filières. Un lien a été clairement établi entre la nature des déchets incinérés et la composition des mâchefers. La fraction massique de verre prélevée par une collecte sélective efficace a un impact direct sur les teneurs relatives en calcium et silicium dans les MIOM et sur la conduite des fours (modification du PCI). Le rapport Ca/Si a des conséquences sur le potentiel de carbonatation des MIOM et, de ce fait, sur leur stabilisation vis à vis du relargage de certains métaux lourds qui conditionne leur valorisation. En dehors de la lixiviation des métaux lourds, le second paramètre qui peut limiter la valorisation des MIOM est le taux de matière organique résiduelle lixiviable. Sur ce point, des corrélations (à léchelle du laboratoire) entre matière organique biodégradable et lixiviable ont été mises en évidence. Il ny a pas de lien évident entre lefficacité de la collecte des fractions organiques (plastiques, papiers-cartons, fermentescibles) et le taux dimbrûlés dans les MIOM. Ce dernier paraît essentiellement dépendant des technologies de combustion et de la conduite des fours. La méthode microcalorimétrique mise au cours de ce travail a permis de différencier les 6 MIOM étudiés en affinant certaines caractéristiques des molécules organiques imbrûlées. Il existe deux types de molécules dont les paramètres de combustion (température et enthalpie) sont sensiblement différents. Une de ces deux fractions est constituée, pour partie, de molécules solubles. La méthode développée paraît suffisamment fiable, en terme de répétitivité, pour que lon puisse lenvisager comme appui aux gestionnaires dincinérateur pour le suivi de la conduite des fours