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Application de l'équation de Lippmann-Schwinger à la propagation des ondes acoustiques de Bloch
No full textOndes en milieu hétérogène; GAPSUS - Acoustique Physique, Sous-Marine et Ultra-SonoreNational audienceLes méthodes par FFT offrent un certain nombre d'avantages pour l'homogénéisation des milieux périodiques et aléatoires, tels qu'un faible coût en mémoire et une rapidité de calcul par rapport à la méthode des éléments finis. Depuis les travaux de Segurado et Lebehnson (2021), les méthodes par FFT sont appliquées au calcul des propriétés acoustiques (diagramme de dispersion) de matériaux périodiques arbitraires. Mais ces travaux restent limités aux structures faiblement contrastées tels que les polycristaux, car les algorithmes utilisés sont très sensibles au conditionnement des opérateurs. Dans cette présentation, nous proposons une méthode par FFT alternative, basée sur le théorème de Bloch et l'équation de Lippmann-Schwinger. Nous utilisons les travaux de Sab et al (2024), qui ont introduit un algorithme inconditionnellement convergent, même en présence de pores et de phases infiniment rigides. Ceci permet d'étendre le calcul des diagrammes de dispersion par FFT à des structures très contrastées, avec un faible temps de calcul. Nous présenterons également les premiers résultats sur des micro-structures simples
Description de la posture et des vibrations transmises aux doigts du musicien lors de la pratique de la guitare électrique
No full textPerformance sportive et musicale : geste, contrôle, perception; GSAM - Acoustique Musicale: GAP - Voix et ParoleNational audienceLa compréhension de la pratique musicale est essentielle tant dans des objectifs de facture instrumentale que d’apprentissage du geste ou encore de perception musicale. Dans ce cadre, de nombreuses études se sont intéressées à l’instrument et au son rayonné puis perçu par le musicien et l’auditoire. Relativement peu d’études se sont centrées sur le musicien dans son ensemble afin d’approcher ses stratégies d’organisation posturale et gestuelle en fonction de la partition mais aussi des retours acoustiques et vibrotactiles de l’instrument. La présente étude vise à initier cette démarche dans le cadre de la pratique de la guitare électrique. Cinq guitaristes ont été invités à jouer une gamme à trois tempi différents. Un ensemble de signaux biomécaniques et vibratoires ont été collectés de manière synchrone lors de chaque essai. En particulier, un système de capture optoélectronique du mouvement couplé à deux plateformes de force et un ensemble d’électrodes électromyographiques de surface ont permis de mesurer la cinématique du corps complet ainsi que les efforts appliqués au sol simultanément à l’activation des principaux muscles fléchisseurs et extenseurs du coude, du poignet et des doigts. Par ailleurs, la réponse vibratoire en plusieurs points de l’instrument ainsi que les signaux vibratoires transmis à la main gauche du musicien ont été collectés à l’aide d’accéléromètres. L’analyse de la base de données ainsi obtenue permettra dans un premier temps de proposer une description pluridisciplinaire de la pratique de la guitare électrique. Dans un second temps, l’effet du tempo, notamment sur la stabilité posturale et le contrôle du musicien, sera abordé
Effect of harvest time on the properties of Triumfetta cordifolia bast fibres
No full textInternational audienceIncreasing the flame retardancy of lignocellulosic materials such as Miscanthus × giganteus can effectively enable their wide use. This study examines the fireproofing process of Miscanthus particles using an eco-friendly process by grafting phytic acid and urea in aqueous solution. Miscanthus particles underwent a steam explosion step before being grafted. Fireproof binderless particle panels were manufactured from miscanthus particles with or without adding olive pomace by hot-pressing. The effect of the steam explosion and/or the flame-retardant treatment on the morphology, chemical composition and thermal stability of the particles, as well as the thermal stability of the panels, was investigated. The results showed that water impregnation followed by a steam explosion at 210 °C for 8 min resulted in particles that were rich in lignin and more homogeneous in size (length and width). Fireproof particles were produced with relatively low P and N contents. The flame retardancy of the binderless particle panels was significantly improved when using miscanthus particles treated with phytic acid and urea, as shown by a reduced heat release (HRR) and an increased time-to-ignition. However, the presence of olive pomace significantly decreased the flame retardancy of the panels. Binderless particle panels prepared from grafted miscanthus particles showed the best fire properties and are considered fireproof
Development and optimization of a finite element model with remeshing and Lagrangian formulation for the simulation of high deformation manufacturing processes.
No full textInternational audienceHigh deformation manufacturing processes, such as forming and machining, are complex physical phenomena involving severe thermomechanical and chemical loads. Traditional industrial-scale empirical methods involve high tooling and preparation costs and long lead times before manufacturing, which is undesirable in modern industry. The use of predictive models helps to reduce these weaknesses. Finite Element Method (FEM) models are a useful, reliable and cost-effective tool for studying manufacturing processes. Several approaches have been used to model these processes with the FEM. The Lagrangian formulation with implicit time integration scheme is the most widely used because of its reliability. However, element distortion due to severe plastic deformation and chip separation, in the case of machining, has always been a major concern of this approach. This paper therefore presents the development of a customizable and optimized FEM model with Lagrangian formulation and remeshing technique that solve the mesh distortion problem. The model was developed using the general-purpose software Abaqus/Standard commanded by Python scripting. The remeshing criterion is based on the relative plastic deformation at each load increment controlled by two subroutines working together UVARM+URDFIL. A forming problem was selected to optimize the mesh size and number of remeshings with the goal of reducing the simulation time. Then, the proposed model was compared to Lagrangian models without remeshing and Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation. The model was also experimentally validated demonstrating improvements over other approaches and formulations, and laying the foundation for further development, such as applying it to the machining process
L'intelligence géospatiale maritime, une méthode de veille des câbles sous-marins Maritime geospatial intelligence, a method for monitoring submarine cables
No full textThe various human activities that take place in maritime areas (including the seabed, water column, and surface) have led to increasing territorialization (legal, economic, and functional) of these areas, thereby increasing conflicts. Submarine internet cables are an indicator of this phenomenon: they are strategic targets due to our societies' dependence on this infrastructure to carry out our activities. In addition, half of them are located in a tense region: the Pacific basin. Finally, the thousands of kilometers that make up the network make their surveillance problematic. However, geospatial intelligence, through the use of maritime navigation data, can contribute to their security. This study demonstrates how the implementation of a maritime geospatial intelligence analysis method can contribute to the surveillance of submarine internet cables through the development of a vulnerability index for these cables.Les diverses activités humaines qui se déploient dans l'espace maritime (composé du plancher océanique, de la colonne d'eau et de la surface) ont provoqué la territorialisation croissante de ce dernier (juridique, économique et fonctionnelle), augmentant les conflits. Les câbles Internet sous-marins sont un marqueur de ce phénomène : ils sont des cibles stratégiques en raison de la dépendance de nos sociétés vis-à-vis de ces infrastructures pour assurer nos activités. En outre, la moitié d'entre eux se situent dans une région sous tension : le bassin Pacifique. Enfin, les milliers de kilomètres du réseau rendent leur surveillance problématique. Cependant, l'intelligence géospatiale, via l'exploitation de données de navigation maritime, peut contribuer à leur sécurisation. Ainsi, la présente étude démontre comment la mise en place d'une méthode d'analyse relevant de l'intelligence géospatiale maritime peut contribuer à la veille des câbles Internet sous-marins via le développement d'un indice de vulnérabilité de ces derniers
Low-order coupled model for vortex-induced vibrations mitigation by resonant piezoelectric shunt
No full textInternational audienceThe present work investigates the ability of a reduced-order fluid–structure model to estimate the vortex-induced vibrations (VIV) of marine lifting surface under hydrodynamic flow, such as hydrofoils. A particular VIV area is scrutinized, for which a hydrodynamic excitation mechanism due to a Kármán-type vortex wake organization successively locks the first twisting and second bending mode of a cantilever truncated hydrofoil. Coupling two structural oscillators with a Van der Pol wake oscillator satisfactorily reproduces the amplitude response and the lock- in frequency. This work also investigates the ability of a piezo-elasto-hydrodynamic model to anticipate the vibration amplitude of the hydrofoil when mitigated thanks to a resonant piezoelectric shunt. Composed of an inductance in series with a resistance connected to a piezoelectric patch, the passive shunt was tuned to minimize the vibration amplitude in the frequency lock-in range. The proposed semi-empirical models are fitted to experimental results in order to reproduce the coupled system’s dynamic
Cognitive Biases in Sailor-AI Interaction : Exploratory Insights and Experimental Perspectives
No full textInternational audienceIn 2024, the French Naval Action Force reviewed the ten most significant maritime incidents of 2023. Once again, human factors were identified as the primary cause. According to the report, these incidents often stemmed from “misjudgments in communication, decision-making, or seamanship,” potentially worsened by “the increasing use of modern tools, which can foster overconfidence.”In this context, the rapid integration of artificial intelligence (AI) into naval operations, particularly in mine warfare and maritime patrol radar detection (Knocton et al., 2021), raises questions about how sailors interact with these technologies, and the human risks that may emerge (Tangredi & Galdorisi, 2021). While AI brings clear operational benefits, it also introduces new challenges in terms of human-machine cooperation, trust, and cognitive workload.Through field investigations focused on sailor-AI interactions, we have identified several cognitive biases that may impair effective use of AI systems (e.g., overtrust in technology, halo effects, availability heuristics, base rate neglect). However, the likelihood and impact of these biases likely depend on variables such as, for example, the AI's role, its level of autonomy, and the nature of the interface.In this presentation, we will examine how these biases manifest in operational settings and explore their potential consequences for decision-making and team performance. We will also present the empirical protocols we are currently developing to test these effects experimentally, using high-fidelity ship simulators. By better understanding how cognitive biases influence sailor-AI interactions, we hope to inform the design of more resilient systems and training strategies ultimately supporting safer, more effective decision-making in complex, high-stakes maritime environments
Analyse de stabilité globale par des méthodes de différentiation automatique : applications aux jets turbulents
No full textIn recent years, there has been a growing need for reliable methods to study the dynamics of certain turbulentflows with industrial applications. The development of methods comprising the field of computational fluiddynamics rests upon three fundamental aspects: firstly, the power and computational efficiency of hardwareand software infrastructures (HPC); secondly, the advancement of numerical methodologies designed to optimizecalculation accuracy and performance; and finally, the physical and mathematical understanding that enablesthe development of theoretical models capable of describing complex flow physics.This work will tackle all three of these aspects. Through a generative solver like dNami and byemploying automatic differentiation, we developed a computational framework capable of applying globalstability analysis methods to geometrically complex, three-dimensional, and turbulent cases.On one hand, we explored the tonal noise generated by a subsonic jet impinging on an oblique flat plate,comparing the spectral behavior with experimental data.On the other hand, we conducted a detailed investigation of the tonal noise phenomenon appearing in bothlaminar and turbulent overexpanded jets.In this context, stability analysis has proven to be an excellent modeling tool for examining aspects ofacoustic resonance physics, particularly in studying and decomposing the waves that composea self-sustaining acoustic feedback loop.Ces dernières années, le besoin de méthodes fiables pour étudier la dynamique decertains écoulements turbulents par des applications industrielles n’a cessé de croître. Le développement des méthodes constituant le domaine de la dynamique des fluides numérique repose sur trois aspects fondamentaux:premièrement, la puissance et l’efficacité computationnelle des infrastructures matérielles et logicielles(HPC); deuxièmement, l’avancement des méthodologies numériques conçues pour optimiser la précision et la performance des calculs; et enfin, la compréhension physique et mathématique permettant de développer des modèles théoriques capables de décrire la physique complexe des écoulements.Ce travail abordera ces trois aspects. Grâce à un solveur génératif comme dNami et en employant la différentiation automatique, nous avons développé un cadre de calcul capable d’appliquer des méthodes d’analyse de stabilité globale à des cas tridimensionnels, géométriquement complexes et turbulents.D’une part, nous avons exploré le bruit tonal généré par un jet subsonique impactant une plaque plane oblique, en comparant le comportement spectral avec des données expérimentales.D’autre part, nous avons mené une étude détaillée du phénomène de bruit tonal apparaissant dans des jets sur détendus laminaires et turbulents.Dans ce contexte, l’analyse de stabilité s’est avérée être un excellent outil de modélisation pour examiner des aspects de la physique de la résonance acoustique, en particulier pour étudier et décomposer les ondes participant au maintien d’une boucle de rétroaction acoustique auto-entretenue
Potential of Ricinodendron heudelotii (‘akpi’) Cake as a Local Resource for Animal Feed in Côte d'Ivoire
No full textInternational audienceThis study aimed to provide farmers with reliable nutritional data on a locally available, low-cost, and protein-rich ingredient, the defatted flour from Ricinodendron heudelotii (Baill.) kernels, as a potential feed resource for livestock. Kernel cakes were collected from five major production areas in Cote d’Ivoire, and aliquots were analyzed in the laboratory. Proximate composition was determined following AOAC procedures. Carbohydrates were calculated by difference and crude fiber was assessed using sulfuric acid digestion. Energy values were estimated using Atwater and Rosa coefficients. Mineral contents (Mg, P, Ca, K, Fe, Cl, Zn) were determined by atomic absorption spectrophotometry and spectrophotometry. Antinutritional factors, including total polyphenols, phytates, flavonoids, tannins, and oxalates, were quantified by spectrophotometric and titrimetric methods. Results showed that proximate values ranged as follows (g/100 g), dry matter 92.7-95.6; ash 11.2-13.1; crude protein 47.0-61.3; carbohydrates 20.5-37.8; crude fiber 9.5-14.4; and metabolizable energy 322-465 kcal/100 g. pH and titratable acidity varied from 6.1 to 7.1 and 1.9 to 4.5 meq/100 g, respectively. Antinutritional compounds were present in significant amounts, total polyphenols (216.6-403.9 mg/100 g), phytates (52.2-71.4 mg/100 g), flavonoids (1.0-4.6 mg/100 g), tannins (16.4-41.8 mg/100 g), and oxalates (714.7-973.6 mg/100 g). The flour was shown to be a good source of proteins, phosphate, potassium, and calcium, even if it had some antinutritional aspects that made it less useful. To sum up, defatted flours made from Ricinodendron heudelotii kernels are a good alternative protein source for feeding livestock in Côte d'Ivoire. For safe and effective on-farm use, we suggest simple, low-cost detoxification steps like short roasting or toasting (about 120–140 °C for 10–15 minutes) or short boiling (10–20 minutes) followed by sun-drying. If possible, a 24–48 hour lactic fermentation (clean container, discard soak water) will further reduce phytates and tannins, along with basic quality control (low moisture, cool-dry storage)
Étude de l'impact des habitudes de recharge des utilisateurs et des trajets sur le vieillissement des batteries de véhicules électriques
No full textThe transportation sector is a major source of greenhouse gas (GHG) emissions, with sig-nificant environmental impacts. Road transport accounts for the majority of GHG emissions in this sector, making it a target for reducing overall emissions.The University of Lille has launched the CUMIN program (Campus of University with Mobility based on Innovation and carbon Neutrality) which aims to transform the Scientific City campus into an electro-mobility demonstrator. The program promotes low-emission transportation and includes solar charging stations.To facilitate the adoption of electric vehicles, it is essential to optimize their battery lifespan to ensure sufficient range for users. In this context, battery aging, influenced by charging prac-tices, leads to a crucial challenge for vehicle sustainability. The objective of this thesis is to study the impact of charging habits on electric vehicle battery lifespan. For this purpose, two types of batteries are modeled based on experimental test results: the LG Chem battery (Re-nault Zoe) and the Envision AESC battery (Nissan Leaf). The developed model incorporates electrothermal considerations that interact with the battery state of health. After model vali-dation, it is integrated into the vehicle simulation. This simulation is organized according to the EMR (Energetic Macroscopic Representation) formalism. A model reduction is proposed to optimize the simulation time. Different charging scenarios are studied, with a distinction between rest and usage aging, allowing the definition of an impact parameter for each mode. The study shows that charging strategies aimed at lowering the average SoC, either by de-creasing the initial SoC or spacing out charging events, help extend battery life. For example, spacing out charging events to every 4 days reduces degradation by 23 % compared to daily charging, for the same usage cycle.Le secteur des transports est une source majeure d'émissions de gaz à effet de serre (GES), avec des impacts environnementaux considérables. Le transport routier représente la majorité des émissions de GES de ce secteur, ce qui en fait une cible pour réduire les émissions globales.L'Université de Lille a lancé le programme CUMIN (Campus Universitaire à Mobilité Innovante et Neutre en carbone) qui vise à transformer le campus Cité Scientifique en un démonstrateur d'électro-mobilité. Le programme promeut les transports à faibles émissions et intègre des stations de recharge solaires.Pour faciliter l'adoption des véhicules électriques, il est essentiel d'optimiser la durée de vie de leurs batteries pour assurer une autonomie suffisante pour les utilisateurs. Dans ce contexte, le vieillissement des batteries, influencé par les pratiques de charge, pose un défi crucial pour la durabilité de ces véhicules. L'objectif de la thèse est d'étudier l'impact des habitudes de recharge sur la durée de vie des batteries de véhicules électriques. Pour cela, deux types de batteries ont été modélisés à partir de résultats de tests expérimentaux. Il s'agit de la batterie LG Chem (Renault Zoe) et Envision AESC (Nissan Leaf). Le modèle développé fait apparaitre des considérations électrothermiques qui interagissent avec l'état de santé de la batterie. Après validation du modèle, il a été intégré dans la simulation du véhicule. Celle-ci est organisée selon le formalisme REM (Représentation Énergétique Macroscopique). Une réduction de modèle a été proposée pour optimiser le temps de simulation. Différents scénarios de charge ont été étudiés, avec une distinction entre le vieillissement au repos et en utilisation, permettant de définir un paramètre d'impact pour chaque mode. L'étude a montré que les stratégies de charge visant à baisser le SoC moyen, soit en diminuant le SoC initial, soit en espaçant les recharges, permettent de prolonger la durée de vie de la batterie. Par exemple, espacer les recharges tous les 4 jours réduit la dégradation de 23 % par rapport à une charge quotidienne, pour le même cycle d'usage