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Indexation et visualisation des données de champs continus dans les SIG (Systèmes d\u27Information Géographique)
No full textLobjectif des bases de données de champs continus est la représentation des phénomènes continus (météorologie, géologie, pollution, etc..). Nous proposons une méthode dindexation pour le traitement efficace des requêtes par valeurs dans une grand base de données de champs. Ces requêtes sont basées sur la condition dune valeur de champ, telles que Quelles sont les régions où la température est inférieure à 30° ? . Pour cela, nous proposons un nouveau concept de sous-champ. Nous divisons un espace en plusieurs sous-champs pour que toutes les valeurs explicites ou implicites dans un sous-champ soient proches dans le domaine de valeur défini. Ainsi, les intervalles des sous-champs peuvent être indexés par une méthode existante d\u27indexation dintervalles. Nous présentons deux nouvelles méthodes d\u27implémentation de sous-champs : les méthodes "Interval Quadtree" et "I-Hilbert". La méthode "I-Hilbert" est issue de la réflexion sur lamélioration de la méthode "Interval Quadtree" Par ailleurs, nous nous intéressons à la visualisation de la temporalité des données. Afin de mieux comprendre et analyser des données selon le temps, il est important de représenter leur évolution temporelle. Du point de vue thématique applicative, nous avons travaillé sur un SIG sonore urbain. Après une étude des outils existants, nous avons adopté des techniques danimation pour représenter l\u27évolution temporelle du son. Utiliser une carte animée comme outil d\u27exploration des données nécessite la spécification dune carte animée interactive permettant aux utilisateurs de contrôler non seulement l\u27affichage mais aussi la génération de lanimation. Afin de réaliser une telle carte animée, nous proposons des paramètres contrôlant la génération des scènes danimation et un contrôleur interactif de laffichage des animations. Ces spécifications dune carte animée interactive ont été validées dans un prototype développé sous MapInfo et VisualBasic
Influence des transferts aérauliques dans les parois sur leurs performances thermiques
No full textLa consommation énergétique dun bâtiment a été jusquici estimée en négligeant les échanges de chaleur qui peuvent intervenir lorsque lair sinfiltre à travers son enveloppe. Or, des études récentes ([Bhattacharyya, 1995], [Buchanan, 2000] et [Janssens, 1988]) ont montré que ces fuites dair jouent un rôle significatif, non seulement sur les performances thermiques des parois et sur la consommation énergétique, mais aussi en terme de pathologies des constructions (condensations internes et superficielles), ou encore en terme de confort et de santé des occupants. Notre étude vise à évaluer, à laide dune approche numérique, leffet des transferts dair parasite dans les parois sur leur performance thermique et à quantifier la part réelle des déperditions de chaleur liées aux fuites dair. Dans la première partie de notre étude, nous passons en revue les causes des fuites dair et leurs techniques de mesure puis nous exposons les travaux traitant le problème du passage des fuites dans lenveloppe et montrons leurs limites. Dans le deuxième chapitre, nous présentons des simulations numériques basées sur les codes de champs ou codes CFD permettant détudier le transfert couplé dair et de chaleur au sein dune paroi multicouche comportant un isolant thermique poreux. Linteraction air/paroi se traduit par un changement du flux de conduction (ou bien du coefficient U de la paroi). Le troisième chapitre est consacré à lélaboration dun modèle de calcul se basant sur lhypothèse que la paroi traversée par lair peut être assimilée à un échangeur de chaleur. Lair traversant un canal noyé dans la paroi cède ou récupère de la chaleur au contact de la paroi. Les résultats issus des simulations CFD concordent avec ceux issus du modèle pour les deux types de fuites, cest à dire linfiltration et lexfiltration. En complément du développement des simulations CFD et du modèle de calcul, nous analysons deux cas détudes représentant deux catégories de bâtiments : une maison individuelle et un bâtiment tertiaire (bâtiment dun lycée). Cette étude a pour objectif dapporter une vue concrète et plus globale sur les conséquences des fuites sur le bilan énergétique. Ces calculs ont montré quune part importante des déperditions par transmission, caractérisées par le coefficient Ubât, peut être directement imputée aux fuites dair : jusquà 8 % pour la maison et 12 % pour le bâtiment Internat. Cette étude a également montré que les différentes parties de lenveloppe se trouvent affectées de façon inégale par les fuites dair (certaines parties sont affectées par linfiltration, dautre par lexfiltration). Nous en déduisons des recommandations de réhabilitation ou de colmatage de certaines parties de lenveloppe permettant de limiter leffet des fuites. Par exemple, nous recommandons dapporter un soin particulier aux étages supérieurs qui sont soumis à des fuites plus importantes, donc plus pénalisantes que celles affectant les étages inférieurs
Nanolithographie par anodisation locale en microscopie à force atomique sur le phosphore d\u27indium pour des applications optoélectroniques
No full textDans le cadre de cette thèse, nous examinons les possibilités offertes par la microscopie à force atomique (AFM) pour la nanolithographie de matériaux semi-conducteurs. Deux méthodes sont présentées sur phosphore d\u27indium (InP): le mode contact/tension continue et le mode contact intermittent/une tension alternative. La première méthode est caractérisée par une cinétique logarithmique et une dépendance linéaire en tension. Nous interprétons ces résultats par l\u27existence d\u27une charge d\u27espace limitant l\u27oxydation (homogénéité et résolution). Les améliorations de la méthode sont en résolution et homogénéité. Nous avons réalisé une caractérisation électrique par différents modes AFM. La qualité électronique de l\u27oxyde a été estimée par des mesures en Tunneling-AFM et phase (AFM). Les déchargements électriques de l\u27oxyde ont été étudiés par EFM et par SCM. Nous interprétons ainsi les mécanismes d\u27\u27oxydation. Pour finir, nous montrons l\u27intérêt de ces méthodes pour l\u27organisation de boîtes quantiques
Etude du comportement sous déformation de copolymères à blocs SBS et SBM à morphologie lamellaire
No full textCe travail de recherche est consacré au relation structure-propriétés des copolymères tri blocks du type SBS et SBM, où S est le polystyrène, B le polyibutadiè et M le poly(méthyl-méthacrylate), Ces matériaux appartiennent à la catégorie des matériaux "nano-structurés" lamellaires. Nous avons étudié les propriétés mécaniques en régime linéaire et en régime non linéaire des films copolymères orientés. Nous avons mis en évidence la corrélation de l\u27évolution de cette microstructure parfaitement définie avec la déformation, et ceux suivant l\u27orientation des sollicitations appliquées. Nous avons mis en uvre des techniques aussi complémentaires que la microscopie électronique en transmission et optique, le dichroïsme infrarouge, la diffusion aux petits angles des RX , l\u27analyse des courbes contrainte-déformation, les mesures en spectrométrie mécanique, nous avons effectué des observation in situ. Les résultats les plus intéressants concernent la modification de la microstructure des systèmes orientés sous déformation observée in-situ à travers le dichroïsme infrarouge et la diffusion des rayons X aux petits angles, la première méthode nous a renseigné sur les changement structuraux induits par la déformation au niveau des conformations des chaînes, et la seconde nous a permis danalyser les modifications structurales aux niveaux des domaines nanostructurés. De cette façon nous rendons compte des évolutions de la texture et de la corrélation avec le comportement mécanique. Comme nous avons pu constater le comportement mécanique sest avéré très différent selon lorientation des lamelles par rapport à laxe principal de la sollicitation (propriétés très fortement anisotropes)
Dynamic and tribological analysis of brake squeal
No full textLe but de cette thèse est l\u27étude des phénomènes d\u27instabilités à l\u27origine des bruits de crissement lors du freinage. L\u27interdisciplinarité du sujet qui traite majoritairement des aspects tribologiques et dynamiques, est prise en compte. Le rapport est structuré en quatre parties principales, menées en parallèle. i) Un modèle numérique linéaire basé sur la méthode des éléments finis est développé pour prédire les fréquences de crissement avec une analyse paramétrique. ii) Les valeurs instables des paramètres sont alors introduites dans un modèle numérique non linéaire développé pour les problèmes de contact. Les nonlinéarités du contact sont donc prises en compte et la simulation numérique dans le domaine temporel permet d\u27analyser les vibrations du système et le comportement local des contraintes de contact. iii) Une analyse dynamique expérimentale est effectuée pour comprendre le comportement macroscopique du système et lier l\u27instabilité de crissement à la dynamique du système. v) Une analyse tribologique expérimentale est conduite pour comprendre les rôles des éléments du triplet tribologique (mécanisme, premier corps et troisième corps). Les résultats obtenus dans chacun des quatre parties de ce travail convergent et permettent l\u27interprétation de la physique du phénomène du crissement : l\u27instabilité est due au couplage entre deux vecteurs propres du système. Le couplage s\u27initie dans la surface du contact où l\u27oscillation local des contraintes de contact et le coefficient de frottement assurent le couplage entre les vibrations tangentielles et normales des composants du système de freinage, et causent ainsi les vibrations auto-excitées du système
Caractérisation Biomécanique et Modélisation 3D par imagerie X et IRM haute résolution de l\u27os spongieux humain : Evaluation du risque fracturaire
No full textDans le cadre de la prévention des pathologies osseuses, l\u27étude présentée a pour but de tester une nouvelle méthodologie d\u27évaluation du risque fracturaire de l\u27os spongieux de calcanéum humain. En s\u27appuyant i) sur des données cliniques (de densité minérale osseuse, de microstructure, DXA, Scanner X, Histomorphométrie) et ii) sur des techniques d\u27imagerie haute définition (IRM à 78 µm et tomographie à 10 µm), l\u27objectif est d\u27estimer les propriétés mécaniques de l\u27os spongieux (Module d\u27Young et contrainte maximale de compression). Deux types d\u27essais mécaniques ont été mis en uvre : essais de compression sur échantillons cubiques d\u27os spongieux, essai de micro-flexion sur trabécules osseuses. Différents modèles par éléments finis (MEF) de ces essais ont été construits et permettent de déterminer les propriétés mécaniques du tissu trabéculaire. Le risque fracturaire pourrait être évalué par quantification de la charge de ruine et du degré de déformation de ce tissu. Les résultats de cette méthodologie sont alors confrontés aux méthodes classiques d\u27évaluation clinique du risque fracturaire
Etude, fabrication et propriétés de transport de transistors CMOS associant un diélectrique de grille haute permittivité et un canal de conduction haute mobilité
No full textLa miniaturisation des transistors CMOS permet daméliorer les performances, la densité dintégration et le coût des circuits électroniques. Plusieurs ruptures technologiques concernant larchitecture et les matériaux des transistors doivent sadditionner pour atteindre les dimensions ultimes, à léchelle de latome. Lintroduction dun diélectrique haute permittivité comme isolant de grille à la place du SiO2 vise à améliorer le compromis épaisseur doxyde/courant de fuite de grille. Un canal haute mobilité doit permettre daméliorer la vitesse des porteurs et donc le compromis vitesse (fréquence dhorloge)/puissance active des circuits. Cette thèse porte sur létude, la fabrication et les propriétés de transport de transistors CMOS cumulant ces deux nouvelles options technologiques. Ceci concerne en particulier des transistors avec un empilement de grille TiN/HfO2 : nMOS à canaux Si contraints, pMOS à canaux SiGe(:C) ou Ge contraints et une nouvelle architecture pMOS selon lorientation cristallinne (111). Des gains en mobilité élevés par rapport aux transistors de référence HfO2/Si, pouvant atteindre +800% pour la mobilité des trous sur les transistors Ge contraints, sont obtenus conjointement avec leffet du diélectrique HfO2 : une réduction de 4 décades du courant de fuite de grille par rapport à un oxyde SiO2. Une caractérisation électrique approfondie permet de montrer limportance de loptimisation de linterface diélectrique/canal sur les gains en mobilité. Les caractéristiques des transistors sont analysées et discutées jusquà des longueurs de grille inférieures à 50nm. Finalement, la dégradation de la mobilité avec un empilement de grille TiN/HfO2, point critique limitant lémergence de tels empilements, est analysée en détail et les mécanismes de collisions des porteurs sont déterminés expérimentalement
Etude de l\u27endommagement et du renforcement de composites à matrice cimentaire
No full textCe travail de thèse s\u27inscrit dans le cadre général des études sur l\u27élaboration et la caractérisation des composites à matrice cimentaire. Dans notre cas, nous avons choisi le béton comme composite à matrice cimentaire, ce dernier résulte du mélange de plusieurs éléments : ciment, eau, granulats, adjuvants et fibres. Mon travail se propose de mieux comprendre d\u27une part l\u27influence des rapports sable sur ciment (s/c) et eau sur ciment (e/c) sur la microstructure, les mécanismes de l\u27endommagement et le renforcement et d\u27autre part le rôle de l\u27interface pâte-granulat dans ce mélange. Pour atteindre ces objectifs, dans un premier temps des essais de traction et compression ont été effectués avec un suivi de l\u27activité acoustique. De plus, des analyses en tomographie X ont été réalisées afin d\u27identifier les mécanismes d\u27endommagement. Dans un deuxième temps des observations microscopiques ont été menées afin d\u27examiner les changements microstructuraux. Des mesures de porosités ainsi que des analyses thermogravimétriques ont été effectuées. Deux systèmes ont été conçus pour réaliser les tests mécaniques. Le premier est un système de traction direct, adapté aux conditions de l\u27étude, qui a été mis au point au cours de ce travail. Ce système consiste en plusieurs articulations pour faciliter l\u27alignement de l\u27éprouvette lors de l\u27essai. Un second système pour effectuer les essais en compression a été réalisé. Pour ce dernier nous avons utilisé une calotte sphérique afin d\u27optimiser les défauts de parallélisme de deux surfaces de l\u27éprouvette
Vieillissement hydrolytique de mousses syntactiques époxyde-amine/verre pour l\u27isolation thermique sous hautes pressions : mécanismes de dégradation et simulation de la prise en eau
No full textLes mousses syntactiques formulées sont constituées de microsphères de verre (diamètre 46 µm) et d\u27une matrice thermodurcissable époxyde/amine (DGEBA-MCDEA, Tg 174 C). Les morphologies des matériaux initiaux (3 fractions volumiques de microsphères et 2 types de verre) ont été contrôlées par analyse thermogravimétrique (ATG) et tomographie 3D aux rayons X. Différentes conditions de vieillissement sont étudiées (20 C, 60 C, 100 C, 120 C, en eau permutée et en eau de mer artificielle, avec et sans pression, jusqu\u27à 300 bar). Le comportement des mousses a été analysé en suivant les échantillons lors du vieillissement par gravimétrie, diélectrométrie, ATG, calorimétrie différentielle (ATD), mesure de conductivité thermique, compression uniaxiale et tomographie 3D-RX. Ces techniques complémentaires permettent alors de proposer une simulation de l\u27absorption d\u27eau prenant en compte la dégradation des matériaux
Modélisation numérique de matériaux poreux hétérogènes. Application à l\u27absorption basse fréquence
No full textCette thèse porte sur la modélisation numérique des matériaux poreux hétérogènes afin d\u27optimiser l\u27absorption acoustique en basses fréquences. Une méthode éléments finis quadratiques basée sur la formulation de Biot généralisée et sur une formulation en fluide équivalent a été implantée et validée. Une procédure d\u27adaptation automatique de maillage a également été mise au point et validée dans le cas d\u27une formulation fluide équivalent. Un estimateur d\u27erreur a posteriori évalue l\u27erreur d\u27interpolation en effectuant une dérivation discrète du type différences finies sur les valeurs nodales du gradient de la pression. Un critère a été établi afin de piloter le raffinement du maillage. Dans un premier temps, l\u27outil est utilisé dans le cadre des matériaux à double porosité (matériaux à deux échelles de pores). Les résultats obtenus conforment les résultats théoriques d\u27Olny. Le pic caractéristique présent sur les spectres d\u27absorption des matériaux offrant un bon contraste de perméabilité est bien prédit. Une interprétation de ce pic est proposée à l\u27aide de la visualisation des puissances dissipées par éléments. Une technique d\u27optimisation des matériaux à double porosité basée sur la méthode des surfaces de réponses est également proposée. Enfin, l\u27adaptation automatique de maillage est utilisée pour effectuer une étude paramétrique de l\u27absorption de matériaux bi-couches présentant des fuites sur le pourtour de l\u27une ou l\u27autre de leur couche. Il est montré que l\u27influence de la fuite est plus importante lorsqu\u27elle est présente sur le pourtour de la première couche et que cette dernière n\u27est pas trop mince. Cette étude montre qu\u27il est possible d\u27améliorer l\u27absorption des matériaux au moyen de fuites. L\u27outil développé est fiable. L\u27adaptation automatique reste limitée à l\u27utilisation d\u27une formulation en fluide équivalent