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L'effet de la turbulence sur une aile flexible finie : forces, déflexions et tourbillon de bout d'aile
No full textInternational audienceL'impact de la turbulence à écoulement libre (FST) générée par une grille de turbulence active sur les performances aérodynamiques d'une aile flexible finie et sur le tourbillon d'extrémité d'aile dans son sillage proche est étudié. L'aile a un profil NACA 4412 et le nombre de Reynolds basé sur la corde était de 1,4 × 10^5. Les expériences ont été menées dans une soufflerie en boucle fermée avec quatre intensités de turbulence différentes (0,2 %, 3 %, 8 % et 13 %) générées à l'aide d'une grille active. Les mesures de l'équilibre des forces ont révélé que l'augmentation de la FST augmentait la portance maximale et retardait le décrochage. La corrélation d'images numériques (DIC) a permis de mesurer les déformations de la structure de l'aile. La flexion dans le sens de la largeur s'est avérée être la déformation dominante. Bien que l'aile ait vibré à sa fréquence naturelle dans toutes les conditions, la FST a augmenté l'amplitude des vibrations. Une signature spectrale similaire a également été observée dans les fluctuations de la force de portance. Des mesures de vélocimétrie par images de particules stéréoscopiques ont été obtenues à deux longueurs de corde en aval du bord de fuite, en même temps que la DIC. La FST a diminué la force des tourbillons et a légèrement augmenté la diffusion et la taille des tourbillons. Elle a également augmenté l'amplitude des mouvements d'oscillation du tourbillon, tout en réduisant la fréquence associée. Dans les cas où l'intensité de la turbulence était de 8 % et 13 %, la fréquence des mouvements du tourbillon et la vibration de l'aile étaient similaires et une relation de phase entre les deux mouvements a été observée. La décomposition orthogonale du tourbillon (après élimination des mouvements d'oscillation) et la reconstruction ultérieure du champ de vitesse ont révélé des fluctuations temporelles de la force du tourbillon à la même fréquence que les vibrations de l'aile. Ce phénomène est lié aux fluctuations de la force de portance induites par les déformations de l'aile
Image synthesis using a physics-informed diffusion model for crack detection with laser flying spot thermography
No full textInternational audienceIn non-destructive testing for metallic materials, ‘Flying-spot’ thermography is a method for detecting cracks based on the infrared scanning of samples by a local laser heat source. However, identifying a crack from other surface artefacts such as air ducts or non-planar shapes on the material surface can be challenging. That is why a recent series of works has proposed the use of deep learning techniques, which can exploit contextual information but require a significant amount of data. Some of these works use a diffusion model to increase the amount of data available to train the defect detection model. However, the diffusion model only imitates the training images it was fed and therefore, there is no physical meaning enforced to the images it generates. This can cause some synthetic images to exhibit temperature fields that do not comply with the diffusion law, or even contain obvious inconsistencies. In this paper, we propose the implementation of a physics-informed diffusion model to generate synthetic thermal images with a real physical meaning. In the literature, the integration of physical information is achieved using a partial differential equation (PDE). In contrast, we propose to directly incorporate the solution of the equation for a semi-infinite homogeneous solid (i.e. a defect-free material). To evaluate the benefits of such a model, several metrics are measured such as the Fréchet Inception Distance, the physical error and the speed of convergence, but also the performance on a downstream anomaly detection task
Nonlinear effects in multiresonant GaAs plasmonic metamaterials for SHG and DFG
No full textInternational audienc
Compromis entre sécurité et efficacité : Garanties formelles pour les MDP orientés but
No full textInternational audienceIn goal-oriented Markov decision processes with dead-ends, we work within a utility maximization framework. Here, utility is a function that takes into account both the cumulative cost and whether the goal is reached. This framework uses a parameterKg representing the bonus that the agent receives when it reaches a goal. Our main contribution is to propose an analytical formula that, for a user-specified threshold for a probability of reaching the goal Pth, determines the minimum value of Kg guaranteeing that the solution policy respects this safety threshold. This MDP model transformation thus allows the use of classical and efficient resolution algorithms for finding a policy with the safety guarantee, without the need of constraint programming. Experimental evaluations conducted on the "river problem" demonstrate the significant advantage of our approach compared to traditional methods that always prioritize maximum safety, often at the expense of reasonable efficiency.Dans les processus de décision markoviens orientés but avec états catastrophiques, nous travaillons dans un cadre de maximisation d'utilité, une fonction qui prend en compte à la fois le coût cumulé et l'atteinte ou non du but. Ce cadre intègre un paramètre K g représentant le bonus que l'agent reçoit lorsqu'il atteint un état but. Notre contribution principale est une formule analytique qui, pour un seuil de probabilité d'attendre le but P th spécifié par l'utilisateur, détermine la valeur minimale de K g garantissant que la politique optimale respecte ce seuil de sécurité. Cette transformation du MDP permet ainsi d'utiliser toutes les méthodes classiques et efficaces de résolution tout en bénéficiant automatiquement de la garantie de sécurité, sans recourir à la programmation par contraintes. Les évaluations expérimentales conduites sur le "river problem" démontrent l'avantage de notre approche par rapport aux méthodes traditionnelles qui privilégient exclusivement la sécurité maximale, souvent au détriment d'une efficacité raisonnable
A Formal Factorization Approach of Non-deterministic Plans: Application to an Anti-poaching Robotic Mission Scenario
No full textInternational audienceSurveillance, search and rescue, or monitoring missions in hazardous environments can be executed by a team of heterogeneous robots embedding autonomous capabilities to detect activity or intruders, to collect samples or to disarm traps. For those applications, one can deploy a team of ground and aerial robots, equipped with specific sensors and autonomous navigation and physical interaction capabilities. The embedded robots capabilities are arranged in a 3-layer based architecture comprising decisional, executive and function layers, and in particular, implementing a skill-based layer as the executive layer including fault recovery to ensure robust behaviors. However, embedded decision-making becomes challenging in uncertain environments with partial (or to-be-discovered) information about locations to visit or terrain traversability. To address it, non-deterministic planning formalisms are well adapted, such as FOND or contingent planning approaches, but at the cost of a solution plan growing exponentially as multiple actions’ outcomes increase branchings –- leading sometimes to plans that are unreadable to human operators. In this paper, we therefore present a formal and automatic factorization method of such plans, in order to improve readability to users, as well as reduce the cost of formal verification of robotics behavior before deployment. Additionally, we present how this factorized plan can be translated to robust hierarchical skill compositions for the executive layer and therefore enhancing the reliability of planned actions with recovery behaviors
ALBATROS : Towards a Mach 20+ Hypersonic Glide Vehicle for multi-purpose conventional global missions
No full textInternational audienceALBATROS is a five years research project initiated in 2025 by ONERA in order to push the limits of military Hypersonic Glide Vehicles (Mach 20+ velocities, global range, multi-missions capability) in the strict context of conventional payloads. Especially, ALBATROS is planning to develop technologies and methodologies for materials & structures, planning-guidance-optimization of trajectories, aerothermodynamics, MDAO assisted design and to apply them to an optimized preliminary design. This first paper related to ALBATROS is reviewing some past long range boost-glide concepts (Silbervogel, Bell BOMI, Bell BRASS, Bell ROBO, McDonnell-Douglas Rheinberry, X-41 CAV, FOBS systems), describing the possible missions (global conventional strike, global ISR, global payload release) and their flight profiles with a special focus on their technological challenges, and finally presenting some technological orientations (waverider typology, materials & structures based on ceramics and additive manufacturing, schematic arrangement of internal equipment) in the perspective of the first conceptual design of the glider
Métallurgie combinatoire et développement d’alliages métalliques pour applications aéronautiques
No full textA set of methods and studies for the design of new metallic alloys for aerospace applications is presented. There are many reasons for such alloy designs and, although extremely important in terms of applications, the design of a new alloy is, in practice, a long and costly process, both experimentally and numerically. Some tools are available, such as CALPHAD-type thermodynamic modeling, but these need to be fed by ab initio calculations and experimental phase diagrams, which are all too often poorly known. This context calls for the development of so-called high-throughput characterization methods, part of what is known as combinatorial metallurgy, in order to benefit from a sufficient quantity of data to feed CALPHAD models, but also to be able to determine transformation kinetics. We present experimental and numerical methods for alloy development, with examples from different alloy families (steels, superalloys, intermetallics), focusing on those we have contributed to advance. The end will give a look at artificial intelligence techniques, which are booming, both for alloy development itself and for data processing or accelerating numerical simulations.Nous présentons un ensemble de méthodes et d’études portant sur le développement de nouveaux alliages métalliques pour applications aéronautiques. Les motifs sont nombreux pour de tels développements matériaux et, bien qu’extrêmement importante en termes applicatifs, la conception d’un nouvel alliage est en pratique une démarche longue et coûteuse, expérimentalement comme numériquement. Certains outils sont bien disponibles, notamment la modélisation thermodynamique de type CALPHAD, mais qui doit elle-même être nourrie, que ce soit par des calculs ab initio ou par des diagrammes de phases expérimentaux, trop souvent mal connus. Du fait de ce contexte, des méthodes dites à haut rendement de caractérisation, faisant partie de ce qu’on appelle la métallurgie combinatoire, doivent être développées afin de bénéficier d’une quantité suffisante de données pour alimenter les modèles CALPHAD, mais aussi pour être capable de déterminer des cinétiques de transformation. Nous présentons des méthodes expérimentales et numériques liées aux développements d’alliages avec, à l’appui, des exemples sur différentes familles d’alliages (aciers, superalliages, intermétalliques), en insistant sur celles que nous avons contribué à faire progresser. Nous finirons par une ouverture sur les techniques d’intelligence artificielle, en plein essor tant pour le développement d’alliages proprement dit que pour le traitement des données ou l’accélération des simulations numériques
Testing screened scalar-tensor theories of gravity with atomic clocks
No full textInternational audienceIn any scalar-tensor theory of gravity exhibiting a screening mechanism, the fifth force mediated by the scalar field is dynamically suppressed at sub-Solar system scales, allowing it to pass existing tests of gravity. As a result, a major research effort has been carried out over the past decades to 'outsmart' screened scalars in this game of hide-and-seek. While most of such tests rely on fifth force effects, one should keep in mind that the latter are by no means the only physical feature of scalar-tensor gravity. In particular, this article investigates the possibility of testing screened scalar-tensor models by means of gravitational redshift measurements performed with atomic clocks. Upon deriving the expression for the redshift in this framework, we propose a thought experiment for testing the chameleon model by clock comparisons, which guides us towards more realistic experimental setups, in the laboratory and in space. We find that the current level of precision exhibited by leading-edge technology is still too low to yield competitive constraints on the chameleon model
Mesure de température par radiométrie multispectrale sans information sur l'émissivité: de promesses en désillusions
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Reconfigurable Circularly Polarized and Wideband 1-Bit Transmitarrays in Ka-band
No full textInternational audienceThis paper presents a novel circularly polarized, wideband, 1-bit reconfigurable unit cell for electronically beamsteerable transmitarrays (TAs). The proposed design introduces a unique linear-to-circular polarization conversion mechanism that operates independently of the phase-shifting scheme. Phase control is achieved via a pair of PIN diodes enabling a 180°phase shift, while a dual-inner excitation approach feeds a stacked circularly polarized patch antenna. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a reconfigurable, circularly polarized TA unit cell operating in the millimeter-wave band. A 20 × 20 element transmitarray was designed and fabricated as a proof of concept. Measured results demonstrate a broadside gain of 20.55 dB at 27.5 GHz, with both the -3 dB gain bandwidth and the 3 dB axial ratio bandwidth exceeding 22%. Additionally, the transmitarray achieves beam steering up to ±60°in both principal planes, with a maximum scan loss of 5 dB.Cet article présente une nouvelle cellule reconfigurable à 1 bit, à polarisation circulaire et à large bande, pour les réseaux transmetteurs (TA) à orientation électronique des faisceaux. La conception proposée introduit un mécanisme de conversion de la polarisation linéaire en polarisation circulaire qui fonctionne indépendamment du schéma de déphasage. Le contrôle de la phase est réalisé par une paire de diodes PIN permettant un déphasage de 180°, tandis qu'une approche d'excitation double intérieure alimente une antenne patch empilée à polarisation circulaire. À notre connaissance, il s'agit de la première démonstration d'une cellule unitaire TA reconfigurable à polarisation circulaire fonctionnant dans la bande des ondes millimétriques. Un réseau à 20 × 20 éléments a été conçu et fabriqué comme preuve de concept. Les résultats mesurés démontrent un gain large de 20,55 dB à 27,5 GHz, avec une largeur de bande de gain de -3 dB et une largeur de bande de rapport axial de 3 dB supérieures à 22 %. En outre, le réseau transmetteur permet d'orienter le faisceau jusqu'à ±60° dans les deux plans principaux, avec une perte de balayage maximale de 5 dB