L’objectif est de construire le modèle homogénéisé d’un écoulement diphasique en milieu poreux et fracturé, en mettant en évidence le phénomène de mélange dynamique (mixing) entre les phases, provoqué par l’hétérogénéité du milieu. L’attention est concentrée sur l’influence de la capillarité. L’homogénéisation à double échelle a été appliquée. Le mixing se manifeste sous forme de la dispersion hydrodynamique et de l’advection renormalisée. Le tenseur de dispersion, déterminé à travers le problème cellulaire, est une fonction non linéaire de la saturation, vitesse d’écoulement, rapport de viscosité et du nombre capillaire. Pour les milieux fracturés, une méthode streamline configurations a été avancée pour le cas diphasique. Elle permet d’obtenir la dispersion et la perméabilité effective sous forme analytique pour des réseaux de fracture périodiques, ou semi-analytique pour des réseaux aléatoires. La simulation d’un déplacement diphasique à la base du nouveau modèle a été réalisée / The objective of the thesis is to develop the homogenized model of a two-phase flow through a porous and fractured medium by highlighting the dynamic mixing between the phases, caused by the medium heterogeneity. Attention is focused on the influence of the capillarity. The two-scale homogenization is applied. The mixing is manifested in form of the hydrodynamic dispersion and renormalized advection. The dispersion tensor, determined by the cell problem, is a nonlinear function of saturation, flow velocity, viscosity ratio and capillary number. For a fractured medium the method of streamline configurations was advanced for a two- phase case. This method enables to obtain the dispersion tensor and the effective permeability in analytical form for periodic fractured networks or in semi-analytical form for random networks. The simulation of two- phase displacement based on the new model is performed

Ce travail vise à étudier un matériau biphasé métallique matrice/inclusion. Une méthode simple est proposée pour évaluer les propriétés élastiques d'une phase si les propriétés de l'autre phase sont connues. La méthode est basée à la fois sur un modèle d'homogénéisation inverse et sur les mesures de champs mécaniques par corrélation d'images numériques 2D. L'originalité de la méthode repose sur l'échelle étudiée, à savoir l'échelle de la microstructure du matériau : la taille caractéristique des inclusions est d'environ quelques dizaines de microns. L'évaluation est réalisée sur des essais de traction uniaxiale standards associés à un microscope longue distance. Cela permet d'observer la surface de l'échantillon à l'échelle de la microstructure au cours de la sollicitation mécanique. Tout d'abord, la précision de la méthode est examinée à partir de champs mécaniques 'parfaits' provenant des simulations numériques pour quatre microstructures : inclusions simples élastiques ou poreux ayant une forme sphérique ou cylindrique. Deuxièmement, cette précision est examinée sur les vrais champs mécaniques provenant des deux microstructures simples : une matrice métallique élasto-plastique contenant un ou quatre micro-trous cylindriques arrangés en un motif carré. Troisièmement, la méthode est utilisée pour évaluer les propriétés élastiques des inclusions de forme arbitraire dans un échantillon Zircaloy-4 oxydé présentant le gainage du combustible d'un réacteur à eau sous pression après un accident de perte de réfrigérant primaire (APRP). Dans toute cette étude, les phases sont supposées avoir des propriétés isotropes. / This work is focused on a matrix/inclusion metal composite. A simple method is proposed to evaluate the elastic properties of one phase while the properties of the other phase are assumed to be known. The method is based on both an inverse homogenization scheme and mechanical field's measurements by 2D digital image correlation. The originality of the approach rests on the scale studied, i.e. the microstructure scale of material: the characteristic size of the inclusions is about few tens of microns. The evaluation is performed on standard uniaxial tensile tests associated with a long-distance microscope. It allows observation of the surface of a specimen on the microstructure scale during the mechanical stress. First, the accuracy of the method is estimated on ‘perfect' mechanical fields coming from numerical simulations for four microstructures: elastic or porous single inclusions having either spherical or cylindrical shape. Second, this accuracy is estimated on real mechanical field for two simple microstructures: an elasto-plastic metallic matrix containing a single cylindrical micro void or four cylindrical micro voids arranged in a square pattern. Third, the method is used to evaluate elastic properties of inclusions with arbitrary shape in an oxidized Zircaloy-4 sample of the fuel cladding of a pressurized water reactor after an accident loss of coolant accident (LOCA). In all this study, the phases are assumed to have isotropic properties.

Cette thèse se focalise sur une analyse de l’hétérogénéité des politiques de GRH subie par les entités, en balance avec un souhait d’homogénéisation émanant du Groupe.Dans le cadre d’un Groupe de type conglomérat issu de rachats de sociétés ou encore de gains de marchés, les politiques de GRH peuvent effectivement être hétérogènes. Cependant, la tendance actuelle encourage à une homogénéisation de ces politiques.Cette recherche propose d’analyser la dynamique des processus d’homogénéisation en trois temps. Nous identifions donc en premier lieu l’origine de l’hétérogénéité des politiques de GRH, puis les raisons de son maintien, ou, a contrario, de son homogénéisation. Pour ce faire, nous nous appuyons sur un cadre conceptuel élaboré sur la base d’une théorisation multiple articulée en termes de grille d’analyse autour de l’approche de la contingence des RH, de la culture d’entreprise et des apports de Crozier et Friedberg relatifs à l’acteur (1977).D’un point de vue empirique, cette recherche est effectuée dans le cadre d’une Convention CIFRE au sein de la Région Sud Est de la Division Propreté d’un Groupe dédié aux services à l’Environnement. Elle s’appuie sur une méthodologie qualitative et quantitative par un recours à des statistiques descriptives appliquée à l’analyse de trois politiques clés en matière de GRH : la rémunération, l’assurance complémentaire de frais de santé et le recrutement. Elle se concentre sur une catégorie peu étudiée, les ouvriers. / This doctoral thesis focuses on an analysis of the heterogeneity of HRM policies experienced by entities, balanced with a desire of homogenization from the Group they belong to.In conglomerate-type groups created from takeovers or from market gains, HRM policies can indeed be heterogeneous. However, the current trend goes towards the homogenization of these policies.This research aims to analyze the dynamics of the homogenization process in three stages. First, we identify the origin of the heterogeneity of HRM policies and the reasons for its maintenance, or, conversely, its homogenization.To do so, we rely on a conceptual framework based on a multiple theory using an analysis grid based on the contingency approach to HR, corporate culture and the contributions of Crozier and Friedberg related to the actor (1977).From an empirical point of view, the research is part of a CIFRE Convention in the Southeast Region of France of the Waste and Environmental Services division of an group dedicated to environmental services. It is based on a qualitative and quantitative methodology by the use of descriptive statistics applied to the analysis of three key policies in HRM: wages, health insurance, and recruitment. It focuses on a little studied group: the workers.

L’élévation de la température est l’un des principaux paramètres limitant la puissance nominale des machines électriques. La température atteinte au niveau des bobinages, peut avoir de graves conséquences sur le système d’isolation des enroulements et peut ainsi réduire la durée de vie des machines électriques. Le travail de recherche effectué dans cette thèse s’attache à l’extraction de modèles thermiques simplifiés permettant la prédiction des niveaux d’échauffement. Nous avons alors mis en place une démarche basée sur une méthode numérique (Finite Intgeration Technique) qui permet une identification naturelle des grandeurs du modèle thermique. Cette démarche nécessite d’homogénéiser le bobinage en le remplaçant par un seul matériau homogène équivalent permettant de reproduire le même comportement thermique du cas réel du bobinage. Pour ce faire, plusieurs techniques d’homogénéisation ont été employées. Nous nous sommes également intéressés aux différentes configurations des conducteurs dans l’encoche en vue d’obtenir une meilleure évacuation de la chaleur dans le bobinage des machines électriques. La démarche proposée dans ce travail a pout objectif d’obtenir des modèles thermiques simplifiés qui peuvent être réduit à un seul nœud pour calculer la température du point chaud. La validité des modèles est évaluée par comparaison aux éléments finis en considérant deux formes géométriques de l’encoche : une encoche simple puis une encoche de géométrie plus complexe que l’on retrouve dans une machine à commutation de flux. / The temperature rise is one of the main parameters limiting the power of electrical machine. In fact in the stator windings the temperature rise decreases the performances of its insulation system and it can reduce the life time of the motors and it may even lead to the motor failure. Appropriate models of the windings are necessary to find the hot spot of the machine. The work proposed in this thesis focuses on the extraction of simplified thermal models in order to evaluate the temperature distribution. An approach based on a numerical method (Finite Integration Technique) has been developed allowing the identification of the thermal model parameters. As a first step the homogenization of the winding is necessary to obtain the thermal model of the stator slot which has a complex heterogeneous structure requiring careful modeling. The objective is then to replace the conductors and the resin by one homogenous material that reproduces a similar thermal behavior. Several homogenization techniques are used to determine the effective thermal conductivity of the composite material. We are also interested to study different configurations or distributions of the conductors in the slot to limit heat dissipation in the windings of electrical machines. The second part of this thesis presents a method, based on the Finite Integration Technique (FIT) for the discretization that gives us an equivalent thermal model allowing the evaluation of transient temperature evolutions in the slot with low calculation cost.

Cette thèse vise à développer une méthode d'homogénéisation numérique multi-échelle pour la prédiction des propriétés élastoviscoplastiques d'un béton à haute performance (BHP), où les hétérogénéités microstructurales sont analysées par nanoindentation. La procédure d'homogénéisation a été effectuée en deux niveaux en fonction de la microstructure du BHP : le niveau correspondant à la matrice composée de produits d'hydratation, de clinker et de cendre volante, et le niveau correspondant au mortier qui contient la porosité et les agrégats. Le comportement élasto-viscoplastique des phases microstructurales individuelles de la matrice est identifié à partir des données de nanoindentation. Une méthode inverse est réalisée en utilisant la simulation par éléments finis des tests de nanoindentaion combinée à une procédure d'optimisation numérique. Les résultats micromécaniques sont ensuite utilisés comme paramètres d'entrée pour l'homogénéisation élastoviscoplastique numérique à l'échelle microscopique. Le niveau correspondant au mortier est analysé par homogénéisation numérique en utilisant la simulation par éléments finis pour prédire les propriétés globales du béton. Les résultats sont comparés aux résultats expérimentaux et analytiques macroscopiques issus de la littérature montrant un bon accord. La procéduredéveloppée dans ce travail donne des résultats prometteurs pour la prédiction des propriétés élasto-viscoplastiques du BHP et peut être étendue à d'autres lois de comportement, y compris l’endommagement. La dernière partie de la thèse est consacrée à l'étude expérimentale de deux bétons préparés avec deux adjuvants différents. / This thesis aims at developing a numerical multiscale homogenization method for prediction of elasto-viscoplastic properties of a high performance concrete (HPC) where the microstructural heterogeneities are analyzed with the nanoindentation. The homogenization procedure was separated into two-levels according to the microstructure of the HPC: the matrix level composedof hydration products, clinker and fly-ash and the mortar level which accounts for large air porosity and aggregates. The elastoviscoplastic behavior of individual microstructural phases of the matrix are identified from nanoindentation data. An inverse method is applied by using the finite element simulation of the nanoindentaion tests combined with a numerical optimizationprocedure. The micromechanical results are then used as input parameters for numerical elasto-viscoplastic homogenization at microscale. The mortar level is analyzed with numerical homogenization by using the finite element simulation to predict the overall elasto-viscoplastic high performance concrete properties. The results are compared with macroscopic experimental and analytical results from the literature showing a good agreement. The procedure developed in this work gives promising results for the prediction of HPC properties and can be extended to other constitutive laws including damage. The last part of the thesis is dedicated to the experimental study of two concretes prepared with two different adjuvants.

Os aços de construção mecânica, estão sujeitos a bandeamento microestrutural. Microestruturas bandeadas em aços ao carbono e aços de baixa liga são consequência da microssegregação de elementos de liga gue ocorreu durante a solidificação do lingote original. O tratamento mecânico a quente subsequente, alinha a dendrita primária e após resfriamento, os produtos de transformação, guardarão o mesmo alinhamento. Esta microestrutura é prejudicial quando presente em barras laminadas a quente. Para o aço estudado, SAE 8620 laminado, apresentando uma microestrutura bandeada, foi desenvolvido um ciclo de tratamento de homogeneização com a finalidade de remover esta estrutura e após, as amostras homogeneizadas foram normalizadas para eliminar o superaquecimento consequente. É possivel, eliminar o bandeamento em aços ao carbono e aços de baixa liga mediante ciclos usuais de tratamento térmico. / The mechanical construational steels, are subject microstuctural banding. Banding microstructure in wrought carbon and low alloy steels is consequence of the microsegregation of alloying elements which occurred during the solidification of the original lingot. Subsequent hot work process aligns the former dendrite and after cooling, the transformed products will keep the same tipical alignment. This microstructure is deletérias when present in the hot rolled bars. The steel tipe studied was, SAE 8620, hot rolled and showing a banded structure. A homogenization treatment cicie was developed, to remove this banding. Normalizing heat treatment carried ou t to eliminate the resultant overheating in the homogenized samples. It! s possible to eliminate the banding in low alloy steel and carbon steel finished by means of usually heat treatment.

Ce travail porte sur la modélisation micromécanique des élastomères chargés. On cherche principalement à d'une part identifier l'influence des propriétés des différentes phases (morphologie et comportement) sur la réponse macroscopique, et d'autre part explorer les mécanismes d'interactions qui peuvent avoir lieu au sein de la micro-structure. Pour ce faire, on a mené une étude à deux échelles d'observations et ce à l'aide de simulations numériques basées sur l'homogénéisation. Le premier niveau correspond à une échelle mésoscopique pour laquelle on considère un Volume Élémentaire Représentatif (VER) bi-phasique, constitué d'un agglomérat de charge dissipatif, noyé dans une matrice hyperélastique. Le second niveau consiste, à une plus petite échelle, à explorer le comportement d'un agglomérat idéalisé, constitué de particules de charges infiniment rigides liées entre elles par une mince couche de gomme. Cette micro-structure est générée de manière aléatoire par un tirage de polygones de Voronoï. Des calculs éléments finis sont réalisés en élasticité linéaire et non-linéaire dans un contexte d'homogénéisation numérique en utilisant diverses techniques de localisation. Les différentes analyses menées montrent notamment que l'hypothèse d'affinité n'est pas adaptée à ce type de micro-structures et que le caractère incompressible de la gomme ainsi que son confinement jouent un rôle prépondérant sur le comportement mécanique de l'agglomérat. / This work focuses on the micro mechanical modeling of filled elastomers. The major question to be identified: firstly the influence of the properties of different phases (morphology and behavior) on the macroscopic response, and also to explore the mechanisms of interactions that take place within the micro-structure. To do this, we conducted a study at two scales of observations and using the numerical simulations based on homogenization. The first level corresponds to a mesoscopic scale for which we consider a representative elementary volume (REV), biphasic, consisting of a homogeneous dissipative inclusion (agglomerate) embedded in a hyperelastic matrix. The second level is at a smaller scale, to explore the behavior of an idealized agglomerate, consisting of infinitely rigid filler particles bounded together by a thin layer of rubber. This micro-structure is randomly generated by a random Voronoï polygons. Finite element calculations are performed in linear elasticity and nonlinear in the context of numerical homogenization using various localization techniques. The results show in particular that the assumption of affinity is not suitable for this type of micro-structures and the incompressibility of the rubber and its containment play an important role on the mechanical behavior of the agglomerate.

O osso é um sólido heterogêneo com estrutura bastante complexa que geralmente exige o emprego de múltiplas escalas em sua análise. A análise do comportamento eletromecânico da estrutura óssea tem sido realizada por meio de métodos da mecânica clássica, métodos de elementos finitos e métodos de homogeneização. Procura-se descrever matematicamente a relação entre o comportamento eletromecânico da estrutura óssea e as propriedades efetivas, ou, globais. Assim, muitos esforços têm sido despendidos para desenvolver modelos analíticos rigorosos capazes de predizer as propriedades globais e locais das estruturas ósseas. O propósito deste trabalho é estudar o método de Homogeneização Assimptótica (MHA) com a finalidade de determinar as propriedades eletromecânicas efetivas de estruturas heterogêneas, tais como a estrutura óssea. Inicialmente, são analisados o problema de condução de calor e o problema elástico e demonstra-se que estes problemas estão relacionados entre si. Para o problema de condução de calor, dois métodos para obter as constantes efetivas são apresentados. Além disso, uma aplicação do MHA em osso cortical é apresentada e os resultados estão de muito bom acordo com resultados encontrados na literatura. Em vista disto, verifica-se a possibilidade da aplicação do MHA para determinar as propriedades efetivas da estrutura óssea com estrutura cristalina na classe 622. / The bone is a heterogeneous solid with a highly complex structure that requires a multiple scale type of analysis. To analyze the electromechanical behavior of the bone structure, methods of classical mechanics, finite element methods, and methods of homogenization are being used. This analysis describes mathematically the relationship between the electromechanical behavior of the bone structure and its effective, or, global, properties. Thus, many efforts have been spent to develop rigorous analytical models capable of predicting the global and local effective properties of bone structures. The purpose of this work is to study the Asymptotic Homogenization Method (AHM) in order to determine the electromechanical effective properties of heterogeneous structures, such as the bone structure. The analysis of heat conduction and elastic problem using AHM shows that these problems are related to each other. Furthermore, an application of the AHM in cortical bone is presented and the results are shown to be in very good agreement with results found in the literature. Finally, this work shows great promise in the application of the AHM to determine the effective properties of a bone structure whose constituent material belongs to the crystal class 622.

"Electrohydrodynamic (EHD) pumping relies on the interaction between electrical and flow fields in a dielectric fluid medium. Advantages such as simple and robust design as well as negligible vibration and noise during operation make EHD conduction pumping suitable for various applications. This work investigates meso-scale EHD conduction pumping used as an active flow distribution control mechanism for thermal management systems. Two different scenarios are considered for this purpose: alteration of uniform flow distribution and flow maldistribution correction. Its capability of actively controlling the flow distribution is examined in terms of the value of applied potential for initiation of flow divergence or flow equalization and the flow rate difference between each branch. Experimental results confirm that the reverse pumping direction configuration of EHD pumping is more effective than the same pumping direction configuration. A fundamental explanation of the heterocharge layer development is provided for the effect of flow direction on EHD conduction pumping performance. This study also involves a macro-scale EHD conduction pump used as an alternative mechanism of mixing liquid within a storage tank, for example under low-g condition. A numerical analysis of a simplified model of the experimental setup is provided to illustrate the liquid mixing and thermal homogenization process. The experimental and numerical study provide fundamental understanding of liquid mixing and thermal homogenization via EHD conduction pumping. Liquid-vapor phase change phenomena are used as effective mechanisms for heat transfer enhancement and have many applications such as HVAC&R systems. With this in mind, two detailed studies in pool boiling and in-tube flow condensation are carried out. Specifically, nucleate pool boiling on nano-textured surfaces, made of alumina ceramic substrate covered by electrospun nanofiber, is experimentally investigated. Also, the role of surface roughness and orientation in pool boiling is experimentally characterized. The in-tube convective condensation of pure water in mini-channels under sub-atmospheric pressure is also experimentally explored. This study provides valuable information for the design of condensers in a vapor compression cycle of HVAC&R systems using water as the refrigerant, this process has zero global warming potential. "

Electromagnetic (EM) heat exchangers are devices that absorb EM radiation and convert its energy to thermal energy for a specific purpose such as to power a turbine. They have recently been of growing interest, yet the field is predominantly studied with thermal resistance network models and is in need of more rigorous continuum modeling. Homogenization has been used in low and high frequency electromagnetics to describe macroscopic behavior of traveling waves. While dielectric material parameters vary with temperature, coupling the energy equation with Maxwell’s equations, little effort has been made toward homogenization techniques that capture the effects of this dependence, which is necessary to accurately model porous medium heat exchangers. Firstly, we have examined the effect the wave-geometry interactions of high-frequency illumination has on a triple-layer laminate, which approximates the unit cell of a homogenization problem. Secondly, we develop an extension to a high-frequency homogenization (HFH) method developed for photonics. The extension is made by developing a three-dimensional vector-valued HFH of Maxwell’s curl-curl equation that includes dielectric loss. It is validated for a one-dimensional geometry where the exact solution to the scattering problem is known by implementing the Transfer Matrix Method. The HFH model produces perturbation approximations to the dispersion curves showing the nonexistence of band gaps and generates low attenuation outside the band gap regions.