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    REVISITING MULTIDISCIPLINARY TIME-OF-ARRIVAL ESTIMATION METHODS FOR IMPACT DETECTION ON PLATES

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    International audienceIn the framework of guided waves propagation (GWP), different methods for estimating the time-of-arrival (TOA) of waves excited by impacts on carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) plates are assessed. The TOA estimation is an essential ingredient of impact localization and quantification. To detect and measure the propagation of waves, piezoceramic patch ensors are surface-bonded to the plate. The plate is impacted at different locations using an impact hammer and an impact gun. The latter provides information about the energy introducedinto the impacted structure. The GWP in thin-walled structures is a very complex and challenging phenomenon in many respects, in particular for anisotropic and multilayer materials. Therefore, this contribution revisits selected TOA estimation methods from two different fields of application: Akaike Information Criterion (AIC) (information theory) and Continuous Wavelet Transform (CWT) (signal processing). The aim is to give practical guidelines of how they can be applied to sensor data from plates under impact-induced GWP, and to identify their individual advantages and disadvantages in order to arrive at reliable TOA estimates, hence the plate’s impact detection. The proposed investigations are based on experiments on an anisotropic (laminated CFRP) plate. The results indicate that the AIC method is capable of producing accurate and robust estimates of the onset time, even when faced with varying conditions such as changes in impact location, different types of impact, and variations in a method-specific parameter. The estimated values can be verified using CWT to determine the frequency components of the wave propagation that they correspond to, which may be very useful for a subsequent impact localization task

    A continuous flow mode with a scalable tubular reactor for the green preparation of stable alkali lignin nanoparticles assisted by ultrasound

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    International audienceLignin nanoparticles (LNPs) have become a hot topic recently because of their improved physicochemical properties and the excellent integration into various industrial sectors compared to lignin. However, the green large-scale production of stable LNPs severely restricts the high-value applications of LNPs. In this work, a simple and potentially scalable continuous-flow mode setup with a tubular flow reactor was designed for the green preparation of stable alkali LNPs assisted by ultrasound. When the flow rates of lignin solution and nitric acid solution were 8.00 mL/min and 2.67 mL/min respectively, and the length of the tube was 5.5 m, the average residence time of mixed solution was 62.2 s in the tubular reactor. Spheroid nanoparticles with an average size of 97.2 nm were obtained under this optimized condition. Furthermore, the results showed a better control of the mixing compared to the batch process, resulting in a homogeneous distribution of smaller particle sizes thus improving stability and UV-blocking properties. This is attributed to the better mixing and excellent mass transfer characteristics in the tube, which provides favorable conditions for the full contact and uniform dispersion of the mixed solution. More importantly, continuous flow mode makes it possible to prepare LNPs with excellent physicochemical properties on a large scale, which will bring great opportunities for the industrial production and application of LNPs

    Pole-based Vehicle Localization with Vector Maps: A Camera-LiDAR Comparative Study

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    International audienceFor autonomous navigation, accurate localization with respect to a map is needed. In urban environments, infrastructure such as buildings or bridges cause major difficulties to Global Navigation Satellite Systems (GNSS) and, despite advances in inertial navigation, it is necessary to support them with other sources of exteroceptive information. In road environments, many common furniture such as traffic signs, traffic lights and street lights take the form of poles. By georeferencing these features in vector maps, they can be used within a localization filter that includes a detection pipeline and a data association method. Poles, having discriminative vertical structures, can be extracted from 3D geometric information using LiDAR sensors. Alternatively, deep neural networks can be employed to detect them from monocular cameras. The lack of depth information induces challenges in associating camera detections with map features. Yet, multi-camera integration provides a cost-efficient solution. This paper quantitatively evaluates the efficacy of these approaches in terms of localization. It introduces a real-time method for camera-based pole detection using a lightweight neural network trained on automatically annotated images. The proposed methods' efficiency is assessed on a challenging sequence with a vector map. The results highlight the high accuracy of the vision-based approach in open road conditions

    Influence of growth plate morphology on bone trabecular groups, a framework computational approach

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    International audienceThe morphology of the growth plate undergoes various transformations during each stage of development, affecting its shape, width, density, and other characteristics. This significantly impacts the distribution of stress in the epiphysis of long bones. To the best of our knowledge, this study represents the first attempt to examine the relationship between growth plate morphology and trabecular bone patterns. Our analysis was conducted using a finite element model and we analyzed two medical cases: trabecular patterns in the femoral epiphysis and the calcaneus bone. Our findings revealed a correlation between the formation of main trabecular groups and growth plate morphology. We investigated how an increased density in high-shear stress zones, which are typically located at the periphery of the growth plate, may occur to prevent failure by shear. This is evident in cases such as slipped capital femoral epiphysis or sever's disease, different simulations align with the clinical data available in the literature from a qualitative and quantitative point of view. Our results suggest that further research should focus on understanding the impact of growth plate morphology on bone remodeling and exploring potential preventive measures for different bone disorders

    DEM simulation to predict powder flow

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    Procédé de modélisation d’un environnement tactique d’un véhicule automobile

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    [0001] L’invention concerne un procédé de modélisation d’un environnement tactique d’un véhicule automobile. L’invention porte encore sur un dispositif de modélisation d’un environnement tactique d’un véhicule automobile. L’invention porte également sur un programme d’ordinateur mettant en œuvre le procédé mentionné. L’invention porte enfin sur un support d’enregistrement sur lequel est enregistré un tel programme.[0002] Un véhicule intelligent ou autonome est amené à prendre des décisions en permanence, par rapport à la situation dans laquelle il se trouve. Dans la littérature, on distingue trois niveaux de décisions prises par un véhicule autonome :- un premier niveau de décision dit opérationnel portant sur des décisions à prendre dans une première fenêtre de temps très restreinte, de l’ordre de la milliseconde et à l’horizon d’une seconde par exemple,- un deuxième niveau de décision dit tactique portant sur des décisions à moyen terme, par exemple des décisions à prendre dans un intervalle de temps supérieur à la seconde et limité à une dizaine de secondes,- un troisième niveau de décision dit stratégique portant sur des décisions à long terme, par exemple des décisions à prendre dans plus de dix secondes par rapport à l'instant présent.[0003] Les décisions opérationnelles sont prises à haute fréquence, à partir d’une représentation fine et précise de l’environnement proche dans lequel le véhicule se trouve. Les décisions stratégiques sont, quant à elles, prises à basse fréquence et ne nécessitent qu’une représentation à haute granularité de l’environnement du véhicule, sur une portée pouvant dépasser le kilomètre. Ces deux types de représentation de l’environnement, fine pour des décisions opérationnelles ou à haute granularité pour des décisions stratégiques, sont déjà largement répandues. En revanche, les représentations de l’environnement dédiées aux prises de décisions tactiques sont moins répandues.[0004] On connait du document US2018/0322777A1 un procédé et un système qui permettent de générer, à partir d’un système de perception, une grille d’occupation de la voie de navigation d’un véhicule autonome. Toutefois cette solution présente des inconvénients. Notamment, la grille d’occupation n’est réalisée que pour la voie de navigation sur laquelle le véhicule autonome évolue, et ne représente que la partie de la voie située face au véhicule.[0005] Le but de l’invention est de fournir un dispositif et procédé de modélisation d’un environnement tactique d’un véhicule automobile remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les dispositifs et procédés de modélisation d’un environnement tactique d’un véhicule automobile. En particulier, l’invention permet de réaliser un dispositif et un procédé qui soient simples et fiables et qui identifie toutes les voies de navigation devant être prises en compte dans la modélisation de l’environnement tactique du véhicule autonome.[0006] A cet effet, l’invention porte sur un procédé de modélisation d’un environnement d’un véhicule automobile équipé d’un moyen de stockage de données pourvu d'une carte haute définition et d’un moyen de géolocalisation. Le procédé comprend les étapes suivantes :- une première étape de détermination d’une position courante du véhicule automobile sur une voie de circulation à partir de données fournies par le moyen de géolocalisation et la carte haute définition, et de détermination d’un ensemble de chemins possibles, chaque chemin possible partant de la position courante et se situant dans un horizon de temps donné ou dans un horizon de distance donné à partir de la position courante,- une deuxième étape comprenant une première sous-étape de détermination, pour chaque chemin donné de l’ensemble de chemins possibles, d’un premier ensemble de voies de circulation interagissant directement avec le chemin donné selon un mode d’interaction défini dans un ensemble prédéfini de modes d’interaction, etune deuxième sous-étape de détermination d’un deuxième ensemble de voies de circulation interagissant directement selon un mode d’interaction défini dans l’ensemble prédéfini de modes d’interaction avec au moins une des voies du premier ensemble de voies de circulation,- une troisième étape de décomposition, en segments continus, jointifs et de pas fixe, des voies de circulation du premier ensemble et des voies de circulation du deuxième ensemble.[0007] Dans un mode de réalisation, le véhicule automobile comprend un module de navigation et se déplace sur un itinéraire planifié par le module de navigation et la détermination de l'ensemble des chemins possibles comprend une étape de sélection des chemins compatibles avec l’itinéraire planifié.[0008] L’ensemble de modes d’interaction peut comprendre :- un maintien du véhicule automobile sur sa voie de circulation, et/ou,- un changement de voie du véhicule automobile sur une voie adjacente à sa voie de circulation, et/ou- une fusion de la voie du véhicule automobile avec une autre voie de circulation, et/ou- une traversée de la voie du véhicule automobile par au moins une autre voie de circulation.[0009] Dans un mode de réalisation, le véhicule automobile comprend un ensemble de moyens de perception, et la valeur du pas fixe est déterminée en fonction de la précision de l’ensemble de moyens de perception et/ou de la précision du moyen de géolocalisation, notamment la valeur du pas fixe est comprise entre dix centimètres et cinq cents centimètres.[0010] La troisième étape de décomposition peut comprendre, pour chaque voie d’intérêt du premier et/ou du second ordre, un découpage d’une ligne centrale de ladite voie d’intérêt en segments de ligne centrale jointifs dont la longueur est égale au pas fixe et une décomposition de la surface de ladite voie en cellules jointives en forme de quadrilatère ayant pour médiane un segment de ligne centrale.[0011] L’invention porte également sur un dispositif de modélisation d’un environnement tactique d’un véhicule automobile, le véhicule automobile étant équipé d’un moyen de stockage de données pourvu d’une carte haute définition et d’un moyen de géolocalisation. Le dispositif comprend des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé tel que défini précédemment.[0012] L’invention porte également sur un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé tel que défini précédemment lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L’invention porte également sur un produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support de données lisible par un ordinateur et/ou exécutable par un ordinateur, comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par l’ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé tel que défini précédemment.[0013] L’invention porte encore sur un support d’enregistrement de données, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme de mise en œuvre du procédé tel que défini précédemment. L’invention porte encore sur un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé tel que défini précédemment.[0014] L’invention porte encore sur un signal d'un support de données, portant le produit programme d'ordinateur tel que défini précédemment

    Reduced-Order Polycrystalline Texture Representation

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    International audienceMaterial behaviors, especially their plastic responses, are driven by the material’s initialtexture and how it evolves [1]. Transmission electron microscopy (TEM) investigation andelectron backscatter diffraction (EBSD) analysis are often used to study polycrystallinematerial textures through pole figure illustrations. However, with the development of newmanufacturing processes, like additive manufacturing, and to better understand materialresponse at different scales, the storage volume of experimental data, like crystallographicobservations (ODF files), is growing fast. There is a need to improve the way to treat thesedata. In the context of reduced-order modeling for microstructure representation, ProperOrthogonal Decomposition (POD) is a powerful tool to treat high-dimensional data andextract its intrinsic dimensionality [2]. We present, in this study, a novel application ofPOD to represent polycrystalline textures. Using POD on a collection of textures at different steps of a mechanical test, like a tensile test, we can extract the low-dimensionalbasis that captures the dominant modes of variation in the data. This basis can then beused to obtain an admissible material’s random texture and significantly reduce the problem’s dimensionality for the same test. As ODF files generally quantify the orientation ofall the crystals of a specimen using Euler angles, POD has to be performed on periodicdata. We will illustrate the specificity of Linear Algebra operations on periodic data, firstusing simple cases, then using synthetic ODF files. This work is part of a broader effort toapply a model-order reduction in homogenization and multiscale data-driven simulation.The goal is to account for experimental polycrystalline texture information in simulationand design

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