Institut des Sciences de l'Ingénierie et des Systèmes

Thèses de l'INSA de Lyon
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    Influence des dispersions de structure sur la perception sonore

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    Les dispersions affectant les structures fabriquées en série génèrent d\u27importants écarts de comportement entre des objets nominalement identiques. D\u27un point de vue vibro-acoustique, cette variabilité a été observée, quantifiée et ses origines ont même pu être identifiées et localisées sur certaines structures simples. Mais les effets de cette variabilité sur la perception du son émis par l\u27objet sont encore peu connus. Ce travail porte sur l\u27évaluation des effets des dispersions de structure sur l\u27identité sonore. Le son est aujourd\u27hui, à l\u27instar de n\u27importe quel composant du produit, conçu pour répondre aux attentes du client. Il se peut ainsi que l\u27identité sonore, résultat de cette phase de design sonore, soit elle aussi sujette à d\u27importantes variabilités. Dans un premier temps, la stabilité de descripteurs perceptifs utilisés classiquement pour décrire la perception de bruit intérieur d\u27automobiles a été évaluée sur un panel de véhicules dont les dispersions n\u27ont pas été contrôlées. L\u27évolution de l\u27identité sonore a ainsi été observée sur une population de produits. Puis l\u27étude s\u27est concentrée sur un système simple dont plusieurs caractéristiques physiques peuvent être finement contrôlées. Nous avons montré que la démarche par plan d\u27expérience fractionnaire peut être utilisée pour mesurer la contribution des facteurs et de leurs éventuelles interactions à la perception du bruit de ce système. Cette démarche a ensuite été utilisée pour un second cas, pour lequel les sons étaient synthétisés. Différentes analyses perceptives ont été menées (mesure de la similarité des objets dispersés par rapport à l\u27objet de référence et catégorisation libre des sons de synthèse), dont les résultats concordants ont permis de mettre en évidence les facteurs les plus influents. Cependant, une dernière expérience a montré que, malgré les dispersions pouvant affecter ces facteurs, des différences d\u27identité sonore peuvent être perçues sur un panel d\u27objets identiques mais ne conduisent pas à des confusions avec des objets nominalement différents

    Modélisation des façades de type double-peau équipées de protections solaires : approches multi-échelles

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    Ces dernières décennies, l\u27utilisation des façades transparentes dans les nouveaux bâtiments est en pleine expansion. Certaines de ces façades, appelées "façades de type double-peau" FDP, sont composées d\u27un vitrage intérieur et d\u27un vitrage extérieur séparés par un canal de 20 à 80 cm de large, ce canal est ventilé dans la plupart des cas. Des protections solaires équipent la majorité des FDP. Bien conçues, les FDP permettent d\u27améliorer le confort des occupants et de diminuer les consommations énergétiques. Pour atteindre ces objectifs, le comportement thermo-aéraulique de la FDP doit être étudié en détail afin de produire un modèle global décrivant son comportement. Nous avons modélisé le comportement des FDP à l\u27aide d\u27une approche CFD (Computational Fluid Dynamics). Les paramètres les plus influents sur le comportement thermo-aéraulique de ce type de façade ont été alors établiétape nécessaire à la modélisation globale de la FDP. Afin d\u27étayer les résultats numériques, nous présentons dans la deuxième partie une campagne expérimentale. Nous avons visualisé les écoulements d\u27air dans une FDP à échelle réelle à l\u27aide de la technique PIV (Particle Image Velocimetry). Dans la dernière partie de ce travail, un modèle global "façades de type double-peau" intégrant les résultats des parties précédentes est proposé. Ce modèle est basé sur une approche nodale adaptée à l\u27étude du comportement énergétique des bâtiments. Son implémentation dans un outil dynamique de simulation thermique (TRNSYS) permet d\u27étudier la gestion optimale des protections solaires afin de réduire les consommations énergétiques des bâtiments tertiaires

    Etude numérique, expérimentale et théorique de l\u27influence de l\u27effusion sur la dynamique et la thermique de l\u27écoulement autour d\u27un cylindre circulaire poreux

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    Cet travail concerne létude numérique et expérimentale de lécoulement et des transferts de chaleur autour dun cylindre circulaire poreux en écoulement croisé, soumis à de leffusion non-isotherme (écoulement interne). Les régimes découlement sont stationnaires et instationnaires, laminaires et turbulents. Deux modèles deffusion sont proposés. Les manipulations expérimentales permettent de valider les simulations numériques et les modèles deffusion. En particulier, lanémométrie à fils chauds et fil froid permet de comparer les profils de vitesse et de température avec les simulations numériques. Un bon accord est constaté. Un couplage écoulement interne à la matrice poreuse / écoulement externe au cylindre est réalisé sous la forme dune fonction externe au code numérique, prenant en compte les transferts radiatifs afin de déterminer la température de paroi à léquilibre. Les performances de linjection de liquide (transpiration) sont expérimentalement évaluées avec de leau et de léthanol et montrent une excellente efficacité du procédé. Enfin, linfluence de leffusion sur les instabilités est étudiée. Il est constaté que leffusion fait baisser la fréquence de détachement des tourbillons primaires et secondaires et modifie la structure de la couche de cisaillement. En présence deffusion, une série de pics supplémentaires apparaît. En utilisant la théorie de stabilité linéaire, il est montré que le taux de croissance sont significativement affectés par leffusion et que la structure du sillage proche, et notamment la zone absolument instable, est modifiée. Enfin, des simulations numériques 3-D ont permis de conclure que leffusion réduit les phénomènes tridimensionnels

    Contribution a la modélisation d\u27une inondation en zone urbanisée. approche bidimensionnelle par les équations de saint venant

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    L\u27objectif principal de cette étude est d\u27appliquer un code de calcul résolvant les équations de Saint Venant bidimensionnelles à la simulation d\u27une crue en zone urbaine. Ces équations forment un ensemble de trois équations couplées, non-linéaires, hyperboliques qui sont résolues par un schéma explicite en volumes finis. L\u27écoulement dans le milieu urbain est très compliqué vu la présence du réseau d\u27assainissement et de nombreux obstacles. Dans un premier temps, nous avons utilisé des modèles physiques pour comparer les résultats numériques obtenus sur des écoulements incluant plusieurs obstacles avec des mesures. Deux cas très différents ont été considérés : le premier était celui d\u27un écoulement autour d\u27un obstacle ponctuel avec des mesures laser de vitesses et le deuxième un écoulement avec une géométrie en forme de vallée incluant plusieurs obstacles. Pour ce dernier cas, on disposait des mesures des hauteurs d\u27eau en plusieurs points. L\u27utilisation d\u27un code 2D dans un milieu urbain a plusieurs avantages par rapport à un code 1D car il permet de décrire les carrefours en topographie et de connaître l\u27étendue de la zone submergée. Pour la crue du 3 octobre 1988 à Nîmes, une zone comprenant une cinquantaine des rues a été modélisée et les résultats comparés aux laisses de crue. Plusieurs représentations topographiques du réseau de rues et des carrefours ont été testées

    Amortissement vibratoire et anéchoïsme par traitement non linéaire d\u27éléments piézoélectriques

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    Le laboratoire LGEF est impliqué dans les matériaux adaptatifd et les systèmes élestroactifs. Les travaux de thèse consistent à poursuivre le développement théorique et expérimental d\u27un contrôle non linéaire de la tension de sortie de matériaux piézoéléctriques (SSD Synchronized Switch Damping). Cette technique d\u27une grande universalité permet d\u27augmenter significativement les performances de systèmes d\u27amortissement de structures, de concevoir des éléments de récupération d\u27énergie ou encore d\u27effectuer de l\u27anéchoïsme. Mes travaux de thèse consistent à développer des systèmes amortissant afin de contrôler la pression réfléchie et transmise par une paroi dans un conduit circulaire. Pour cela, un modèle analytique a été développé afin de simuler le traitement non linéaire SSD et calculer la réduction du bruit en réflexion et en transmission. Expérimentalement, des atténuations de l\u27ordre de 30dB ont été obtenues dans un conduit équipé d\u27une terminaison de type SSD. De plus, un panneau acoustique de séparation de deux chambres mené par simulation sous ANSYS et aboutit à un système absorbant large bande

    Etude du comportement des interfaces et des interphases dans les composites à fibres et à matrices céramiques

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    Les interfaces entre fibre et matrice jouent un rôle important dans le comportement mécanique des composites fibreux à matrice céramique. L\u27objectif de ce travail est de comprendre le rôle de la nature d\u27interphases multiséquencées interposées entre la fibre et la matrice. Les différents systèmes testés sont des minicomposites SiC/SiC élaborés par CVI au LMI de l\u27Université Claude Lyon 1, et ont été testés par des essais de " push-in " et de " push-out ". Ces composites présentent des interphases différentes dont certaines sont multiséquencées. Nous avons essentiellement étudié des interphases Pyrocarbone, Pyrocarbone + nodules de TiC, multicouche Pyrocarbone-TiC et l\u27interphase nitrure de bore. Ces essais ont permis de mettre en évidence les différences caractéristiques interfaciales en fonction de la nature des interphases. Il apparaît que la contrainte de cisaillement interfacial et l\u27interfacial et l\u27énergie de décohésion sont plus élevés pour les interphases BN, et les interphases PyC avec du TiC nodulaire. Ce travail nous a permis de mesurer et de comprendre un certain nombre d\u27écarts entre les courbes charge-déplacement expérimentale et les courbes théoriques. En particulier, la contrainte de décohésion est influencée les contraintes thermiques résiduelles et la contrainte de cisaillement interfacial, liée au glissement avec frottement, est influencée par des effets d\u27usure. Lors des essais de " push-out " et " push-back " un crochet de repositionnement est enregistré, donnant une image de la rugosité interfaciale

    Modélisation dynamique macroscopique de l\u27écoulement d\u27un trafic routier hétérogène poids lourds et véhicules légers

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    L\u27hétérogénéité du trafic est l\u27un des phénomènes à qualifier et à quantifier pour les exploitants. En particulier, se pose la question de l\u27impact sur l\u27écoulement de la présence de poids lourds au sein du trafic. Cette thèse propose un modèle d\u27écoulement du trafic permettant de décrire le comportement d\u27un trafic hétérogène. Ce modèle est macroscopique à deux classes : le trafic est un flux continu composé de deux classes homogènes : des poids lourds et des véhicules légers, différenciés par leur vitesse et leur longueur. Le modèle fait l\u27objet d\u27une résolution analytique complète et une résolution numérique est mise en place par l\u27utilisation d\u27un schéma de type Godunov. Une attention particulière est portée aux phases de dépassement et à leurs conséquences sur l\u27écoulement par la mise en place d\u27une modélisation spécifique. Les applications dont le modèle pourrait faire l\u27objet sur le terrain sont nombreuses, notamment quant au test de mesures de régulation d\u27un trafic hétérogène

    Nouveau modèle de documents pour une bibliothèque numérique des thèses accessibles par leur contenu sémantique

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    La diversité des initiatives existantes en faveur de la diffusion des thèses sur Internet témoigne de lintérêt pour ce besoin au sein des milieux universitaires. Les projets de bibliothèques numériques actuels offrent à lutilisateur laccès aux thèses à partir dune recherche en utilisant le titre de la thèse, les noms de lauteur, le nom du directeur de la thèse, et la date de soutenance. Ce type de recherche ne permet pas dextraire les parties pertinentes de la thèse et ne renvoie que la thèse intégrale. Ainsi lutilisateur doit lire des chapitres entiers pour connaître les parties qui correspondent à son besoin. Le projet CITHER de lINSA de Lyon (Consultation en texte Intégral des THèses En Réseau) dans lequel sinscrit cette étude, porte sur la mise en ligne des thèses. CITHER, dans une première phase, a mis en place une diffusion des thèses, via un serveur, sous forme de texte intégral, en format PDF (Portable Document Format). De ce fait, lors dune recherche il est possible daccéder au contenu dune seule thèse à la fois, par le biais de chaque chapitre. Pourtant il existe le besoin deffectuer une recherche dinformation de manière plus précise, plus sélective et doffrir à lutilisateur linformation la plus pertinente. Lobjet du travail de recherche vise à améliorer la diffusion des thèses. Pour cela, nous proposons de permettre laccès à son contenu de façon précise grâce à lutilisation de « tags sémantiques » rajoutés, par le doctorant, au sein de la thèse lors de sa rédaction. Lexploitation de ces tags permet daffiner la recherche et ainsi mieux satisfaire lutilisateur. Notre travail porte sur la définition dun nouveau modèle de document en nous appuyant sur létude des différentes structures de la thèse (structure logique et structure sémantique). Notre approche est fondée sur la modélisation sémantique des thèses de lINSA de Lyon. Nous avons aussi, été amenés à mettre en place des fonctionnalités daide à la recherche et à laccès aux contenus documentaires, adaptées à notre cas détude, cest à dire les thèses scientifiques. Enfin, nous avons mis en place des procédures dévaluations expérimentales qualitatives et quantitatives, permettant une analyse de performance des résultats des recherches itératives de notre prototype et de les comparer avec le système actuel de CITHER. Cette recherche représente un apport intéressant pour la recherche dinformation pertinente dans les thèses, en fournissant au doctorant les moyens de construire facilement sa thèse de manière adaptée. Nos résultats ont permis de valider limportance de définir la structure sémantique lors de la création de documents afin de mieux exploiter linformation contenue

    Vers de nouvelles approches discriminantes pour la reconnaissance automatique de visages

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    Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse portent sur l\u27identification automatique de visages dans des images numériques. L\u27objectif est d\u27assigner à des visages-requêtes une identité parmi celles d\u27un ensemble de personnes connues. Pour cela, on cherche à extraire, pour chaque visage, un ensemble de descripteurs appelé signature qui lui soit spécifique, puis à définir un schéma de classification des signatures adapté leur nature et à l\u27application visée. De nombreuses méthodes ont été proposées dans la littérature. Parmi les plus efficaces, on compte les techniques de projection statistique dont le but est de fournir, par le biais d\u27une analyse multidimensionnelle des données, un espace de représentation plus adapté à la classification que l\u27espace initial. Ce travail reprend ce principe et propose de nouvelles techniques d\u27extraction de signatures basées sur l\u27Analyse Discriminante Linéaire qui, contrairement à la plupart des approches existantes, prennent en compte la structure bidimensionnelle des images de visages. Les méthodes proposées permettent de pallier les principaux désavantages des techniques usuelles. Elles contournent le problème de la singularité sans nécessiter l\u27ajout d\u27aucun paramètre et leur construction est moins coûteuse et instable. Un schéma original de classification des signatures ainsi obtenues, en monde fermé ou ouvert, est également introduit. Les techniques proposées sont évaluées et comparées aux approches usuelles selon des protocoles expérimentaux rigoureux. Les résultats ainsi obtenus montrent les très bonnes performances des approches introduites, et notamment leur robustesse accrue vis-à-vis de changements de pose, de variations dexpression faciale et vis-à-vis doccultations partielles des visages

    Intégration de transistors haute tension en technologie CMOS 0,13 micromètre pour la gestion d\u27énergie des systèmes portables

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    Les systèmes portables requièrent le développement de composants switch haute tension (20 V) plus performants et moins coûteux. Dans ce contexte, de nouvelles architectures de composants Drift-MOSFET ont été intégrées dans une technologie CMOS 0.13 ?m. Ces composants, destinés à remplacer les Diffused-MOSFET couramment utilisés pour les applications switch, sont en effet moins coûteux à la fabrication. A partir dune étude théorique sur lorigine des pertes de puissance, différentes architectures de Drift-MOSFET, visant à minimiser les pertes par commutation et par effet Joule, ont été implémentées. Les optimisations technologiques mises en uvre consistent principalement en la réduction de la longueur de canal et de la zone de recouvrement grille-drain ainsi qu\u27à l\u27ajout d\u27une seconde grille (grille dummy) au-dessus du drain. Un modèle petit signal de la capacité de grille en fonctionnement switch, permettant de linéariser l\u27expression de la capacité moyenne Cgg en fonction du rapport tension de charge sur tension de commande Vdd/Vgg, a été développé. Ce modèle, couplé à la mise en oeuvre d\u27une technique expérimentale de mesure de la capacité aussi proche que possible du fonctionnement en circuit, permet de comparer les performances des différentes architectures en mettant en évidence l\u27impact de l\u27effet Miller sur les pertes par commutation. Les différents résultats expérimentaux montrent que certaines versions de Drift-MOSFET présentent des performances comparables aux DMOS. La version avec la grille dummy permet d\u27obtenir de meilleures performances, et plus particulièrement une très faible sensibilité à l\u27effet Miller. Cette étude permet de faire un bilan des architectures potentielles pour les applications switch 20 V et met en évidence l\u27impact grandissant de l\u27effet Miller dans les technologies futureslintérêt potentiel du DriftMOSFET à grille dummy est ainsi souligné

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