Les problèmes aérothermiques typiquement rencontrés en ingénierie imposent un recours à des simulations numériques (CFD), qui, pour être réalistes, doivent nécessairement prendre en compte les phénomènes transitoires. L'emploi de modèles réduits ou de surfaces de réponse offre une alternative rapide et peu coûteuse à ces calculs exigeants en temps de calcul et en espace mémoire. L'objet de cette thèse est d'étoffer l'applicabilité de la méthode d'identification modale (MIM) dans le contexte de la mécanique des fluides. Il s'agit d'une méthode de réduction de modèle qui s'appuie sur la minimisation d'un écart entre les sorties d'un modèle de référence et celles d'un modèle réduit. Les paramètres du modèle réduit sont vus comme les variables d'un problème d'optimisation. Nous développons la méthode dans le cadre d'écoulements turbulents. L'écoulement autour d'un cylindre circulaire constitue le cas d'application principal de ces travaux. Il nous permet de tester nos méthodologies dans diverses configurations incompressibles : stationnaires, instationnaires, écoulements isothermes ou de convection forcée thermique. Ces modèles produisent des champs de vitesse, de température, des densités de flux de chaleur . . . Une autre application concerne un profil d'aile dans un écoulement sub à transsonique. Pour celle-ci, les sorties des modèles sont des coefficients de traînée et de portance, ainsi que des répartitions de coefficients de pression le long de la surface portante. Cet exemple nous permet de mettre en évidence l'impact de l'échantillonnage sur la construction du modèle.

Les propriétés des matériaux ferroélectriques proviennent principalement de l'influencedes conditions aux limites et des déformations sur la polarisation. Cette influence est encoreplus grande à de petites échelles ou des structures particulières de la polarisation apparaissent,comme les vortex dans les cubes quantiques ou des structures en rayures dans lescouches minces. Pour le calcul, à très basses échelles, de telles structures de polarisation, lesHamiltonien effectifs, basés sur les calculs ab-initio sont les plus utilisés. Parallèlement Lesmodèles continus sont préconisés à plus grandes échelles. Néanmoins, il n'existe pas de lienentre ces deux modèles. Le but de cette thèse est alors de construire une approche permettantde relier ces deux modèles et par cela même ces différentes échelles.Notre modèle se base sur un Hamiltonien effectif écrit pour le titanate de baryum enfonction de la polarisation et des déformations. Cet Hamiltonien est reformulé de façon àdécrire un milieu continu. Les difficultés de cette reformulation proviennent des interactionsnon locales. Le résultat est alors un système d'équations aux dérivées partielles, décrivantl'équilibre et les conditions aux limites. La température est ensuite introduite de façon effectivedans les coefficients de ces équations. Notre modèle ressemble fortement aux modèlesde Landau.Une telle approche est appliquée dans les cubes quantiques et les couches minces óu l'organisationdes domaines dépend de la taille. Les résultats montrent l'implication de la méthodedes éléments finis sur la précision. La formation de vortex dans les cubes quantiquesest bien reproduite. L'agencement en domaines de polarisation alternée dans les couchesminces est elle aussi bien reproduite pour les couches minces. De plus en augmentant l'épaisseurde ces couches minces, la périodicité de cet agencement alterné est modifié, comportementdécrit par la loi de Kittel qui est ici calculée et comparée aux résultats expérimentaux.

L'expansion des systèmes photovoltaïques (PV) a mis en évidence la présence de pertes par couplage des modules, ou pertes par mismatch, privant les producteurs d'énergie électrique supplémentaire. Cette thèse vise à mieux comprendre les causes et mécanismes des pertes par mismatch dans le cas des installations connectées au réseau électrique. Deux solutions pour réduire ces pertes sont proposées, étudiées et comparées. La modélisation des champs PV soumis à l'ombrage pour la prévision de production électrique sera abordée et le modèle validé expérimentalement. Une première solution consistant à modifier le schéma de câblage du champ sera présentée. Ensuite, des architectures alternatives de systèmes raccordées au réseau visant à limiter le mismatch des modules grâce à l'implantation d'électronique de puissance seront évaluées. Pour conclure ce travail, une comparaison globale des solutions sera menée en s'appuyant sur des systèmes de tailles résidentielle et commerciale.

La problèmatique dont nous nous occupons dans cette thèse est la classification automatique d'images bidimensionnelles, ainsi que la détection d'objets génériques dans des images. Les avancées de ce champ de recherche contribuent à l'élaboration de systèmes intelligents, tels que des robots autonomes et la création d'un web sémantique. Dans ce contexte, la conception de représentations d'images et de classificateurs appropriés constituent des problèmes ambitieux. Notre travail de recherche fournit des solutions à ces deux problèmes, que sont la représentation et la classification d'images. Afin de générer notre représentation d'image, nous extrayons des attributs visuels de l'image et construisons une structure de graphe basée sur les propriétés liées au relations de proximités entre les points d'intérêt associés. Nous montrons que certaines propriétés spectrales de ces graphes constituent de bons invariants aux classes de transformations géométriques rigides. Notre représentation d'image est basée sur ces propriétés. Les résultats expérimentaux démontrent que cette représentation constitue une amélioration par rapport à d'autres représentations similaires, mais qui n'intègrent pas les informations liées à l'organisation spatiale des points d'intérêt. Cependant, un inconvénient de cette méthode est qu'elle fait appel à une quantification (avec pertes) de l'espace des attributs visuels afin d'être combinée avec un classificateur Support Vecteur Machine (SVM) efficace. Nous résolvons ce problème en créant un nouveau classificateur, basé sur la distance au plus proche voisin, et qui permet la classification d'objets assimilés à des ensembles de points. La linéarité de ce classificateur nous permet également de faire de la détection d'objet, en plus de la classification d'images. Une autre propriété intéressante de ce classificateur est sa capacité à combiner différents types d'attributs visuels de manière optimale. Nous utilisons cette propriété pour formuler le problème de classification de graphes de manière différente. Les expériences, menées sur une grande variété de jeux de données, montrent les bénéfices quantitatifs de notre approche.

Ce travail traite de la dynamique des flammes turbulentes prémélangées confinées et swirlées soumises à des perturbations de vitesses acoustiques. L'objectif général est d'acquérir une compréhension des mécanismes régissant la réponse de ces flammes et d'en tirer des méthodes de prévision des instabilités de combustion. Les écoulements swirlés sont d'abord examinés en termes de nombre de swirl et de nouvelles expressions sont données pour cette quantité. On traite notamment des effets de perturbations de vitesse et une expression est proposée qui tient compte des fluctuations de vitesses dans l'écoulement. Le système utilisé pour l'étude expérimentale comprend une cavité amont, un injecteur équipé d'un swirler et un tube à flamme transparent permettant la visualisation directe du mouvement de la flamme. Deux points de fonctionnement sont étudiés correspondant à des vitesses débitantes différentes. La cavité amont et le tube à flamme du brûleur peuvent être facilement changés pour étudier plusieurs configurations différentes. L'acoustique du brûleur est également analysée au moyen d'une approche de cavités couplées pour déterminer les fréquences de résonance du système en configuration non-réactive. Des expériences sont menées pour mesurer les fréquences propres du système et l'estimation du coefficient d'amortissement est réalisée à partir de la réponse du système à une modulation externe. Un critère de découplage des mode acoustiques est proposé. La dynamique de l'écoulement est examinée en termes de conversion de modes au niveau de la vrille (swirler) ou dans une grille d'aubes. Cette partie du travail, effectuée au moyen de simulations numériques montre que lorsqu'une grille ou une vrille sont soumis à une onde acoustique, le swirler donne naissance à une onde azimutale convective en plus de l'onde acoustique axiale transmise. Les deux types de swirlers, axial et radial, donnent lieu à ce mécanisme, un fait confirmé par des expériences. Il est montré que ce processus de conversion de mode a un impact important sur la dynamique de la flamme swirlée. La dynamique de la combustion est ensuite analysée en mesurant la fonction de transfert généralisée ainsi que les distributions de taux de dégagement de chaleur au cours du cycle d'oscillation. La fonction de transfert est utilisée pour déterminer la réponse de la flamme à des perturbations acoustiques se propageant dans l'écoulement en amont de la flamme. Il est aussi montré que le nombre de Strouhal est un groupe sans dimensions qui permet de caractériser la réponse de la flamme. La dynamique est également analysée au moyen d'un ensemble de diagnostics comprenant des sondes de pression, un photomultiplicateur et un vélocimètre laser Doppler. Un modèle pour la fonction de transfert linéaire de la flamme est dérivé théoriquement à partir d'une description de la flamme au moyen de l'équation pour une variable de champ G. Les mécanismes physiques de la réponse de la flamme sont identifiés : enroulement tourbillonnaire et fluctuations du nombre de swirl. L'enroulement tourbillonnaire est associé à l'onde acoustique transmise en aval du swirler et qui pénètre dans la chambre de combustion. Tandis que les fluctuations du nombre de swirl sont directement liées aux mécanismes de conversion de mode au swirler qui induit différentes vitesses pour les perturbations axiales et azimutales. L'enroulement tourbillonnaire enroule l'extrémité de la flamme tandis que les fluctuations du nombre de swirl agissent sur l'angle de la flamme. Ces deux mécanismes en compétition se combinent de manière constructive ou destructive conduisant à des gains faibles ou élevés dans la réponse de la flamme en fonction de la fréquence. Ces mécanismes sont retrouvés par simulation aux grandes échelles (LES). Enfin, une analyse d'instabilité est réalisée en combinant la fonction de transfert généralisée expérimentale et un modèle acoustique du brûleur afin de déterminer la fréquence et l'amplitude des perturbations de vitesse au cycle limite.

The standard design procedure of reinforced concrete frame structures starts with linear analysis to obtain the corresponding diagrams of stress resultants (bending moment, shear and axial force), followed by the ultimate analysis of each cross section. The main disadvantage of such a design procedure concerns the (highly) statically indeterminate frames, where the failure of each beam or column would not imply the complete failure of the structure, but would lead to a significant stress resultant redistribution with respect to the result obtained by linear analysis. For that reason, we propose the performance based design procedure where the behavior until complete failure of beam-column and frames imposes to consider so-called plastic hinges corresponding to the zones where plasticity and/ or damage localizes. Engineering structures are usually statically indeterminate, so that the total failure of one member would affect the global response of the structure but it would not lead to a complete loss of the structural integrity. Moreover, being capable of describing the softening response of the members of one particular structure can provide an estimate of the residual life of a partially damaged structure. Such a procedure can also help to provide a more detailed crack description, which is needed to make decisions about the maintenance and repairs.

Des argiles kaoliniques sont exploitées depuis une centaine d'années, dans la partie occidentale du bassin des Charentes. Leurs dépôts sont liés aux formations sédimentaires d'un réseau paléo-deltaïque. La genèse des gisements de kaolin du Bassin des Charentes obéit à des règles géologiques simples mais leur géométrie détaillée présente une grande complexité, renforcée par le fait qu'on doit distinguer des argiles de qualités très différentes.<br />Les gisements récemment mis en exploitation, sont relativement plus riches en alumine que ceux déjà épuisés. Ces nouveaux gisements, plus profonds que les anciens, ont subi des phénomènes postsédimentaires plus intenses. Dans cette étude on compare des données chimiques des différents gisements de Bassin des Charentes. La formation des argiles hyperalumineuses est particulièrement étudiée. On essaie d'améliorer la connaissance des gisements en utilisant les analyses statistiques. Les données disponibles sont les résultats d'analyses chimiques des échantillons carottés des argiles kaoliniques.<br />Des méthodes géostatistiques sont proposées pour l'étude de ces gisements et sont appliquées à certains d'entre eux. Les problèmes de l'utilisation des outils de la géostatistique pour ce genre de dépôt sont abordés et on essaie de présenter des démarches adaptées.<br />Ces outils nous permettent de mettre en évidence l'importance d'une connaissance de la variabilité spatiale des éléments chimiques dans ce gisement pour mieux gérer les opérations d'exploration, d'extraction et de classification des dépôts de kaolin.<br />Des simulations géostatistiques permettent de visualiser la variabilité spatiale des différentes catégories d'argile. Elles ont été mises en oeuvre dans le cadre de la méthode des plurigaussiennes seuillées. Deux cas ont été traités : simulation de faciès argileux fondés principalement sur des critères visuels, et simulation de classes d'argile définies à partir de leur teneur en Al2O3.

Les aubes de turbine Haute Pression des moteurs d'avion, constituées du superalliage monocristallin AM1, sont refroidies par un circuit complexe de microcanalisations, situé en bord d'attaque et près du bord de fuite. Il peut constituer des sites privilégiés d'endommagement et d'amorçage de fissures, qu'il est indispensable de prendre en compte dans le dimensionnement en fatigue des aubes de turbines. Ce travail a consisté, dans un premier temps, à réaliser une étude expérimentale sur des éprouvettes perforées de trous de différents diamètres. Elle a permis de mettre en évidence qualitativement et quantitativement l'effet du gradient de contrainte sur l'amorçage de fissure. Cependant, la contrainte locale maximale (ou la déformation maximale) ne peut suffire dans un critère de rupture, car elle surestime le risque de rupture, ne prenant pas en compte les effets d'échelle ou de géométrie. Une méthode de moyenne volumique a alors été proposée pour prendre en compte le gradient de contrainte dans le calcul de durée de vie et a ainsi permis d'améliorer les prévisions de durée de vie.Parallèlement, un modèle d'endommagement de fatigue anisotrope, qui couple plasticité et endommagement, en s'attachant particulièrement à décrire la phase de micro-amorçage, a été développé. L'identification et la validation du modèle ont été réalisées à partir d'une base de données expérimentales conséquente sur l'AM1 et sur les essais sur éprouvettes perforées réalisés au cours de ce travail. Afin de prendre en compte les effets de gradient dans les zones à forte concentration de contrainte, la méthode de moyenne volumique a été appliquée avec ce modèle et a fourni des résultats encourageants.

Le cadre de travail dans lequel s'inscrit cette thèse porte sur le développement d'une structure de pilotage prenant en compte simultanément les contraintes prévisionnelles et les contraintes réelles du système de production. Ces premières s'expriment en terme d'objectifs globaux et les secondes en terme de réactivité et de flexibilité. Plusieurs études ont montré les possibilités offertes par la structure distribuée pour absorber les fonctionnements dégradés. L'objectif de ce mémoire est d'étendre et de compléter la structure de pilotage de Tchako afin: • de permettre la prise en compte de la notion d'objectif global, • d'accroître la capacité intrinsèque de réactivité de l'approche distribuée. Nous montrons d'une part que l'intégration de la notion d'objectif global peut être obtenue par l'adjonction d'un niveau de supervision au modèle de Tchako. D'autre part, afin de conserver un niveau de réactivité satisfaisant, nous montrons qu'un compromis efficace entre les besoins en termes de réactivité et de gestion prévisionnelle (objectifs globaux) consiste à ordonnancer une partie des opérations à réaliser (ordonnancement partiel). Nous élaborons une liste des différentes approches possibles concernant les opérations (ou les ressources de production) à ordonnancer, et justifions une approche par ordonnancement partiel d'une ressource critique. Nous désignons la structure de pilotage correspondante sous le terme de pilotage hybride. L'accroissement de la capacité intrinsèque de réactivité résulte de la conception et du développement d'une structure de communication décomposée en deux niveaux, intégrant chacun une gestion de la robustesse. Ce point constitue une conceptualisation et une extension de la structure de communication de Tchako. Un autre point porte sur le développement d'un module de gestion de contraintes dynamiques portant sur le processus de fabrication. Par ailleurs, l'étude des processus de décision dans un cadre de pilotage temps-réel et distribué montre que les décisions sont de nature multicritère. L'étude de faisabilité que nous présentons a porté sur l'intégration d'une approche multicritère au niveau des processus décisionnels, prenant en compte les contraintes imposées au niveau du pilotage hybride. Elle a mis en évidence le faible niveau de structuration des processus décisionnels et conduit à analyser les possibilités d'intégration de l'opérateur humain via un système interactif d'aide multicritère à la décision.

Le premier chapitre décrit les concepts et typologies relatifs au pilotage non centralisé des systèmes de production. Le second chapitre présente les enjeux, les approches de modélisation et positionne les modèles et outils relatifs aux systèmes de pilotage hétérarchiques développés dans la littérature nationale et internationale. Le troisième chapitre positionne mon activité de recherche et décrit les principaux résultats obtenus. Un ensemble de perspectives de recherche à moyen et long terme sont présentées dans le quatrième chapitre.