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Micro-vélocimétrie par marquage moléculaire adaptée aux écoulements gazeux confinés / Micro-vélocimétrie par marquage moléculaire adaptée aux écoulements gazeux confinésSi hadj mohand, Hacene 02 December 2015 (has links)
Nous présentons dans cette thèse une adaptation de la technique de vélocimétrie par marquage moléculaire (MTV) aux micro-écoulements gazeux. Les effets de luminescence de l’acétone gazeuse excitée par un rayonnement UV, mis en jeu dans la MTV, ont été analysés en vue d’une application en vélocimétrie à basse pression. La phosphorescence de l’acétone diminue fortement avec la pression, pour devenir non détectable à des pressions de l’ordre du kPa. En revanche, la fluorescence reste détectable à des pressions de l’ordre de la dizaine de Pa. L’analyse des déplacements de molécules luminescentes au sein de l’écoulement porteur a montré que les effets de la diffusion moléculaire sont importants et augmentent avec la raréfaction du gaz. Une méthode de reconstruction, basée sur l’équation d’advection diffusion, a été développée. Elle permet d’extraire le profil de vitesse à partir de l’analyse du déplacement et de la déformation de la zone marquée, en prenant en compte la diffusion des molécules luminescentes. L’analyse d’un écoulement de Poiseuille dans un canal de section rectangulaire et de dimensions millimétriques, sous des pressions de l’ordre de 100 kPa, a montré la capacité de la MTV à extraire avec précision la vitesse locale en écoulements confinés, lorsque la méthode de reconstruction est appliquée. Une feuille de route pour l’analyse future par MTV des écoulements raréfiés, notamment dans le régime glissant, est finalement proposée. / In the present thesis we present an adaptation of Molecular Tagging Velocimetry (MTV) to gas microflows. The photo-luminescence effects of gaseous acetone excited by UV light, implemented in MTV, have been analyzed in various pressure conditions. The acetone phosphorescence shows a drastic decrease with pressure and becomes non measurable for pressures lower than 1 kPa. On the other hand, fluorescence shows a slower decrease and remains clearly detectible at pressures as low as 10 Pa. The motion of tracer molecules within the carrier flow has been studied. The analysis of the displacement of the tagged molecules has shown the strong influence of molecular diffusion, this influence being increased with the gas rarefaction. A reconstruction method based on the advection-diffusion equation has been developed. It allows to extract the velocity profile from the analysis of the displacement and deformation of the tagged region, taking into account the diffusion of tracer molecules. This reconstruction method has been successfully implemented to analyse a Poiseuille flow in a rectangular millimetric channel, under atmospheric pressure conditions, and the capability of MTV to accurately extract the local velocity in confined gas flows has been demonstrated. Finally, some short term perspectives have been proposed with the aim to help achieving rarefied flows analysis by MTV.
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Analyse de quelques éléments du comportement des écrans de filets pare-blocs / Analysis of some elements of the behaviour of soft rockfall barriersGhoussoub, Leyla 01 December 2014 (has links)
Les écrans de filets pare-blocs sont des structures complexes hétérogènes formés d'un filet métallique maintenu par des câbles, des poteaux et des haubans munis de dissipateurs d'énergie. Le filet intercepte la trajectoire du bloc rocheux et résiste à sa perforation en dissipant l'énergie cinétique de l'impact dans les différents éléments de la structure. Le problème de modélisation posé par ces structures met en jeu de nombreuses non-linéarités tant matérielles que géométriques : l'impact dynamique rapide, les grandes déformations du filet et des câbles, les glissements et les frottements (dans le filet, du filet sur les câbles ou des câbles sur les supports), la plastification du filet ou des éléments dissipateurs, ainsi qu'un très grand nombre de paramètres géométriques ou technologiques (type de filet, type de dissipateur, type d'architecture de kit).Les travaux de doctorat présentés ici proposent deux nouvelles approches pour la modélisation numérique de deux principaux éléments du comportement des écrans de filets pare-blocs : les propriétés élastiques intrinsèques des filets et l'effet rideau, c'est-à-dire le glissement du filet sur les câbles de rives. Sur le premier point, il est à noter que les recherches qui ont été consacrées jusqu'à présent à l'étude du filet se concentrent pour l'essentiel sur des typologies particulières. Dans ce travail, les propriétés intrinsèques des différentes technologies de filets sont déterminées à l'aide de la méthode d'homogénéisation des milieux périodiques discrets dans laquelle chaque filet est remplacé par une membrane homogène. Une comparaison des comportements non-linéaires des principales technologies de filets est effectuée et met en évidence des différences remarquables dans la distribution des efforts aux bords de chaque filet et les caractéristiques des déformations. Concernant le deuxième point, plusieurs études ont montré l'importance de la modélisation des câbles glissants pour reproduire le comportement réel de la structure. Dans la deuxième partie de la thèse, l'effet rideau est modélisé. Un modèle analytique de câble glissant à « n » nœuds est développé. Ensuite, ce modèle est implémenté dans un algorithme numérique mettant en œuvre une utilisation avancée du logiciel de calcul par éléments finis code-aster en statique et en dynamique. Cet algorithme est validé par des calculs analytiques et les limites de la méthode utilisée sont exposées. Enfin, des tests numériques sont conduits sur des modèles de filets en tenant compte de l'effet rideau pour évaluer l'influence du modèle développé sur les résultats. Des remarques, observations et conseils sont déduits afin d'aboutir à un outil numérique d'aide à la conception des écrans de filets pare-blocs / Soft rockfall barriers are complex structures that generally consist of a metallic net supported by steel posts and cables with brake elements. Several experimental and numerical studies have been carried out to evaluate their behaviour and a technical agreement in EU was recently established to certify these barriers based on experimental tests. Actually, manufacturers develop rockfall kits with their own technical specificities. The objective of the present work is to determine the intrinsic properties of most common nets technologies and to investigate their influence on the overall mechanical behaviour of the structure. To this end, a comprehensive comparison between the local behaviours of the different nets is first presented using equivalent homogeneous membranes. Results derived for square nets under static concentrated loading illustrate the influence of the manufacturing technology on the deflection and stresses distribution. Then, a numerical and analytical model for the so-called “curtain effect” is developed and validated. It is focused on the capacity of the proposed methodology to study and evaluate the response of the whole barrier
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Solutions globales d'optimisation robuste pour la gestion dynamique de terminaux à conteneurs / Global robust optimization solutions for dynamic management of container terminalsSchepler, Xavier 09 October 2015 (has links)
Cette thèse s’intéresse au cas d’un port maritime dans lequel des terminaux à conteneurs coopèrent afin de fournir un meilleur service global. Pour coordonner les opérations entre les terminaux, un modèle et plusieurs méthodes de résolution sont proposés. L’objectif est de minimiser les temps de rotation des navires aux longs cours, des navires caboteurs, des barges fluviales et des trains. Une solution au modèle fournit une affectation des véhicules de transport de conteneurs aux terminaux, ce qui inclue les camions, ainsi qu’une allocation de ressources et des intervalles temporels pour leurs prises en charge et pour celles de leurs conteneurs. Pour obtenir des solutions au modèle, une formulation du problème comme un programme linéaire en variables mixtes est proposée, ainsi que plusieurs heuristiques basées sur la programmation mathématique. Une méthode de planification en horizon glissant est introduite pour la gestion dynamique avec prise en compte des incertitudes. Des expériences numériques sont conduites avec des milliers d’instances réalistes variées, dont les résultats indiquent la viabilité de notre approche. Des résultats démontrent qu’autoriser la coopération entre terminaux augmente significativement la performance du système. / This thesis deals with the case of a maritime port in which container terminals are cooperating to provide better global service. In order to coordinate operations between the terminals, a model and several solving methods are proposed. The objective is to minimize turnaround times of mother and feeder vessels, barges and trains. A solution to the model provides an assignment of container-transport vehicles to the terminals, including trucks, as well as an allocation of resources and time intervals to handle them and their containers. To obtain solutions to the model, a mixed-integer programming formulation is provided, as well as several mathematical programming based heuristics. A rolling horizon framework is introduced for dynamic management under uncertainty. Numerical experiments are conducted on thousands of various realistic instances. Results indicate the viability of our approach and demonstrate that allowing cooperation between terminals significantly increases the performance of the system.
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Refondation du monde et stratégies discursives dans l'œuvre d'Édouard GlissantColin-Thébaudeau, Katell 11 April 2018 (has links)
La recherche se fonde sur un corpus de six romans de l'écrivain martiniquais Edouard Glissant, dont la parution s'échelonne sur près de quatre décennies, de 1958 à 1993 : La Lézarde, Le Quatrième siècle, Malemort, La Case du commandeur, Mahagony et Toutmonde. Elle se propose de montrer que dans et par son œuvre, Glissant s'est livré à ce que nous considérons comme une véritable refondation du monde, avec la volonté d'édifier quelque chose de grand et d'atteindre à une vérité. La boulimie scripturale soutient chez l'écrivain l'idée d'édifier une énorme construction et d'y intégrer un matériau multiforme, fait parfois des éléments les plus imprévus ou les plus contestables. Écrivain de tous les paradoxes, Edouard Glissant inventorie le réel antillais. Parti d'une revendication nationaliste avec La Lézarde qui a obtenu le Renaudot, l'écrivain s'efforce, dans Le Quatrième siècle, d'inventer à partir d'une grande fiction généalogique, les mythes fondateurs et les légendes de la Nation qu'il vient de créer. Mais, cette œuvre qui s'écrit subit les tribulations de l'itinéraire de son créateur. Après le bilan romancé que Glissant dresse dans Mahagony, il décide de réorienter les axes de son œuvre, d'abord vers le bassin caraïbe, puis dans le sens du tout-monde. Il apparaît donc que l'Histoire est bien là, et que cette histoire hante la fiction glissantienne. Le monde créé se présente donc comme déterministe, ou surdéterminé. Il est celui de la traite négrière, de l'esclavage et de la départementalisation, ainsi que de la volonté de mettre fin à des notions de centre et de périphérie. On rappellera que l'œuvre romanesque donne constamment le relais à l'essai et à la poésie. Ainsi conçue, l'œuvre de Glissant est une puissante et extraordinaire machine à produire du sens, de la représentation et de la fiction. Aussi l'écrivain ne se contente-t-il pas de proposer qu'il créé comme offrande à son lecteur. Par une batterie de stratégies discursives, expression qui référera autant que possible à la fois au texte et à son contexte de production, Glissant s'efforce d'imposer à son lecteur le sens et l'ordre du monde nouveau. Ainsi, le titre, les épigraphes, Pintertextualité, la mise en abyme, le métatexte, viennent parasiter le roman, paralysant la lecture critique et dictant au lecteur le propre commentaire de l'auteur sur son œuvre. L'analyse rigoureuse des ouvrages montrera que cette entreprise solitaire et laborieuse se retraduit significativement en projet grandiose et mégalomaniaque. À l'intérieur de la formule romanesque qu'il inaugure, il recycle des éléments traités par les uns et les autres, depuis une certaine emphase lyrique et symbolique jusqu'aux rebondissements merveilleux inspirés du conte.
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Subject and History in Selected Works by Abdulrazak Gurnah, Yvonne Vera, and David DabydeenFalk, Erik January 2007 (has links)
<p>This study is concerned with subject formation in the fiction of contemporary postcolonial authors Abdulrazak Gurnah, Yvonne Vera, and David Dabydeen. In contextualised readings of a total of nine works – Gurnah’s Admiring Silence (1996), By the Sea (2001), and Desertion (2005); Vera’s Without a Name (1996), Butterfly Burning (1998), and The Stone Virgins (2002); Dabydeen’s Disappearance (1993), Turner (1994), and A Harlot’s Progress (1999) – it explores thematic and formal aspects of the subject’s constitution in the texts. Investigating the representation of material and discursive traces that constitute the individual, this study has a double aim. First, it describes the particular historical formations that mould the individual in the different texts. Second, it investigates the tactics used to imaginatively upset these formations in order to present new and more enabling modes of being.</p><p>Gurnah’s fiction depicts the intricate meshwork of social codes, emotions, and narratives that shape subjectivity in a highly unstable and cosmopolitan social reality. His novels repeatedly thematise cultural disorientation, migration, and the efforts of establishing a minimum of social and narrative stability in the form of a home. The chapter reads Gurnah’s fiction against a background of Zanzibari history and diaspora and suggests that various forms of “entanglements” paradoxically provide the means to pull the subject out of states of anxiety and alienation into more viable states of being. Vera’s novels engage a powerful Zimbabwean discourse on history, and the psychic and bodily wounds that result from its violent impact on the subject. Set at moments of special and contested historical importance, her novels address the exclusions and silences of this discourse in order both to assess its effects and the possibilities of imagining alternative versions that would allow other modes of subjectivity. These possibilities are manifested, thematically and textually, through an improvisational form of “movement,” geographical, linguistic, and musical. Dabydeen’s fiction investigates the textual dimensions of identity and its connections to larger cultural archives of tropes and languages. Focusing on the constraining yet constitutive impact of various modes of colonial and racial rhetoric, his literary texts display a manipulation of textual elements from these archives that approaches a re-conception of the subject. To describe this manipulation of English and Caribbean sources, thematised and dramatically staged in his fiction, I am using Dabydeen’s own phrase, “creative amnesia.”</p>
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Cross-cultural poetics in Kateb, Salih, Djebar and DibClark, Colin January 2013 (has links)
The present study elaborates a poetics of cross-cultural writing. Its primary theoretical reference is the ‘cross-cultural poetics’ (poétique de la relation) of Edouard Glissant: a set of poetic tropes and narrative structural strategies that he identifies in the mixed cultural setting of the Caribbean, in Le Discours antillais. My thesis argues that if these poetic strategies are indeed a response to specific social, cultural and political situations, then if analogous situations were considered elsewhere, we might expect an analogous poetics to arise. Taking North Africa as an example context, and specifically the novels of the Algerians Kateb Yacine, Assia Djebar, Mohammed Dib, and the Sudanese Tayeb Salih, I argue that these writers’ complex poetic strategies engage with – indeed, help to articulate – analogous socio-political concerns arising in their homelands. The formal poetical analysis of these authors is based on several key thematic tropes and structural strategies that Glissant advocates in his cross-cultural poetics. My five chapters consider roots and origins, living landscapes, silence and screams, literary opacity, and structural polyphony. They also develop a new critical vocabulary to describe how Glissant’s poetical strategies might take form at a close textual level; my analysis reveals a complex, and reciprocal, relationship between poetic expression and socio-political context. Glissant’s work is therefore shown to be more broadly relevant, but the founding tenets of his theory are also interrogated and questioned; the comparison with a North African setting entails a (re)assessment of the underlying conceptions of Glissant’s poetics – of the implicit logic by which he connects poetic form to social, cultural and political factors. These factors, for Glissant, also display a clear overlap with the (post)colonial; in studying cross-culturality, the postcolonial, and the poetics engendered by their overlapping, my thesis presents a specific critical focus for the postcolonial literary field.
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Modélisation numérique de la solidification et de la ségrégation des impuretés lors de la croissance du silicium photovoltaïque à l'aide d'une méthode originale de maillage glissant / Simulation of solidification and segregation of impurities for the crystallization process of photovoltaic silicon with an original moving mesh methodTavernier, Virgile 19 December 2018 (has links)
Les panneaux photovoltaïques ont pris ces dernières années une place importante dans le secteur de l’énergie. Les performances de ces panneaux dépendent notamment de la qualité et de l’homogénéité du silicium utilisé et des impuretés qu’il contient. Pour obtenir du silicium photovoltaïque, on peut utiliser un procédé de solidification dirigée afin d’obtenir un lingot de silicium de grade photovoltaïque à partir de silicium de grade métallurgique. Cette approche reste aujourd’hui difficile à simuler efficacement en raison de l’aspect multi-échelle du procédé et du suivi de l’interface mobile avec des transferts de masse et de chaleur à l’interface solide/liquide. Cette thèse présente la mise en œuvre d’une méthode originale de maillage glissant proposée pour réaliser un suivi adaptatif de l’interface mobile, afin d’améliorer l’efficacité des simulations. Dans un premier temps, la modélisation de la solidification dirigée d’un corps pur avec un tel maillage glissant est validée à l’aide d’une solution analytique dans une configuration diffusive de référence. L’impact de la méthode proposée est ensuite étudié dans une configuration de type Bridgman vertical en présence de convection naturelle dans la phase liquide. Dans un second temps, on s’intéresse à la ségrégation des impuretés dans cette même configuration. Pour cela, on propose une modélisation spécifique du rejet d’impuretés à l’interface, et on étudie l’impact sur les simulations de la méthode de maillage glissant proposée. Les résultats et les gains de performance pour les simulations sont discutés en faisant varier des paramètres de calcul et par comparaison avec des données de la littérature. / In recent years, photovoltaic panels took a key role in the energy sector. The efficiency of these panels depends notably on the quality of the processed silicon ingots and on their homogeneity regarding the impurities they include. In order to process photovoltaic silicon, one can use a directional solidification process to obtain a solar grade silicon ingot from a metallurgical grade silicon feedstock. This approach is still nowadays hard to simulate with efficiency because of the multi-scales aspects of the process and because of the front tracking of the interface, where some heat and mass transfer occurs. This thesis presents the implementation of an original moving mesh method, proposed in order to perform an adaptive front tracking of the moving interface. The aim is to improve the efficiency of the numerical simulations. In a first time, the directional solidification model of a pure substance with such a moving mesh is validated against an analytical solution based on a purely diffusive reference configuration. The influence of the proposed method is then studied on a vertical Bridgman configuration with natural convection in the liquid phase. In a second time, the segregation of impurities is considered in the same configuration. For this study, a specific model for the rejection of impurities is proposed at the solid/liquid interface, and the influence of the proposed moving mesh method on the results is as well explored. Finally, the results and the performance improvements for the numerical simulations are discussed through variations of the calculation parameters and through comparisons against data from the literature.
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Etude des écoulements à l'interface joint-rugosité pour des applications de haute étanchéité / Study of the flow at the seal-flange interface for high performance sealing applicationsZaouter, Tony 19 October 2018 (has links)
Certaines applications industrielles nécessitent des niveaux d’étanchéité exceptionnels pour permettre la réalisation d’un vide poussé ou pour répondre à des enjeux de sécurité radiologique par exemple. Ces niveaux de haute étanchéité statique sur des assemblages démontables sont obtenus à l’aide de joints entièrement métalliques. La fuite résultante de l’assemblage n’est due qu’à la persistance d’un champ des ouvertures à l’interface entre le joint d’étanchéité et la bride d’assemblage, conséquence d’un contact imparfait entre les deux surfaces rugueuses. Le champ des ouvertures à l’interface de contact est assimilable à une fracture rugueuse hétérogène, de nature multi-échelle, et peut en principe être obtenu par un calcul de déformations mécaniques préalable. Dans ce travail, on s’intéressera plus particulièrement à l’écoulement gazeux raréfié dans le régime glissant au sein de cette fracture. Pour les régimes modérément raréfiés,l’écoulement est modélisé par l’équation de Reynolds faiblement compressible avec correction de glissement de premier ordre aux parois que l’on développe. On effectue ensuite un changement d’échelle par la méthode de la prise de moyenne volumique, permettant d’établir un modèle macroscopique d’écoulement à l’échelle d’un élément représentatif, où le débit massique est relié au gradient de pression via le tenseur de transmissivité. Celui-ci, caractéristique de l’élément représentatif de fracture, est calculé par résolution d’un problème de fermeture et est dépendant de la microstructure ainsi que du libre parcours moyen représentatif sur l’élément. Pour remonter à l’écoulement dans l’ensemble de la fracture, hétérogène à cette échelle, celle-ci est subdiviséeen pavés sur chacun desquels est calculé un tenseur de transmissivité local par la méthode sus-citée. Ensuite, l’écoulement dans ce champ de tenseurs est résolu par une méthode des éléments finis de frontière, donnant la transmissivité apparente glissante du joint dans son ensemble. Cette approche à deux échelles, vue comme outil d’aide à la conception, permet une réduction de la complexité de calcul par rapport à une simulation directe, rendant possible une analyse plus efficace du comportement d’un système d’étanchéité. Pour valider l’utilisation du modèle de glissement d’un point de vue macroscopique et s’affranchir des incertitudes sur le calcul de déformation mécanique, des puces nanofluidiques de type réseau hétérogène de canaux droits sont fabriquées par photolithographie par niveaux de gris. Des essais expérimentaux de mesure de fuite sont réalisés sur ces géométries modèles, représentant des joints idéalisés. Ces essais sont effectués en appliquant une forte différence de pression d’hélium par utilisation d’un spectromètre de masse mesurant la fuite, produisant une condition de vide en sortie de puce.Selon les puces, les régimes de raréfaction atteints vont alors du régime glissant au régime moléculaire. Le débit de fuite mesuré est alors supérieur à celui prédit par le modèle de premier ordre, l’écart restant inférieur à un ordre de grandeur quel que soit le régime / Some industrial applications require exceptional sealing levels to maintain ultra-high vacuumconditions or for radiological safety concerns for example. Such high performance static sealingconditions on mechanical assemblies are reached using entirely metallic gaskets. The resultingleak-rate is only due to the persistence of an aperture field at the seal-flange interface,consequence of a non-ideal contact between the two rough surfaces. This aperture field can beviewed as a rough and heterogeneous fracture, of multi-scale nature, and can be obtained by aprior contact mechanics computation. In this work, we are interested on the rarefied flow of a gasin this fracture, drawing our attention to the slip regime. For such moderately rarefied regime, theflow is described by the slightly compressible Reynolds equation with a first-order slip-flowcorrection at the walls, which we develop. Using the method of volume averaging, an upscalingprocedure is performed to derive the macroscopic flow model at the scale of a representativeelement, and where the mass flow rate is related to the pressure gradient by the transmissivitytensor. This latter is characteristic of the representative fracture element and is obtained by solvingan auxiliary closure problem which depends on the micro-structure as well as the representativemean free path on the element. To compute the flow in the whole fracture, heterogeneous at thisscale, it is subdivided in tiles on which a transmissivity tensor is locally computed by theaforementioned method. Then, the flow problem in this tensor field is solved using a boundaryelement method, leading to the apparent slip-corrected transmissivity of the entire aperture field.This two-scale approach is a conception tool which reduces the overall complexity with respect toa direct numerical simulation, allowing a more efficient analysis of the behavior of a sealingassembly. To validate the use of slip models at the macroscopic level and to eliminate theuncertainties of the contact mechanics computation, nanofluidic chips composed ofheterogeneous network of straight channels are fabricated using a grayscale photolithographytechnique. Experimental measurements of the leak-rate are performed on these idealizedgeometries that mimic a seal assembly. They are realized by applying a strong helium pressuredifference on the chip using a mass spectrometer to measure the leak, which produces a nearvacuum condition at the outlet. Depending of the chip, the rarefaction regime ranges from slip tofree-molecular. The measured leak-rate is greater than predicted by the first order model, thoughbeing of the same order of magnitude whatever the regime
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Robust tracking of dynamic targets with aerial vehicles using quaternion-based techniques / Suivi robuste des cibles dynamiques avec véhicules aériens à l’aide de techniques basées en quaternionsAbaunza Gonzalez, Hernán 26 April 2019 (has links)
L'objectif de ce travail de thèse est de concevoir des algorithmes de commande et de navigation pour le suivi des cibles dynamiques au sol en utilisant des véhicules aériens. Les quaternions, qui fournissent une alternative aux représentations classiques de la dynamique des véhicules aériens, ont été choisis comme une base pour développer des contrôleurs robustes et des algorithmes de navigation agile, en raison de leurs avantages tels que l'absence de singularités et discontinuités, et leur simplicité mathématique lors de la manipulation des rotations. Les approches de commande explorées à l'aide de quaternions dans cette thèse commencent par le retour d'état, la passivité, et des contrôleurs basés sur l'énergie, jusqu'à des modes glissants, et des approches de saturation en trois dimensions. Ensuite, des stratégies de navigation autonomes et semi-autonomes pour quadrirotors ont été explorées. Un algorithme a été développé pour le pilotage d'un quadrirotor en utilisant des gestes d'un utilisateur portant un bracelet. Afin de faciliter le fonctionnement des multi rotors dans des scénarios défavorables, une stratégie de déploiement agressive a été proposée ou un quadrirotor est lancé à la main avec ses moteurs éteints. Finalement, des techniques de navigation autonomes pour le suivi des cibles dynamiques ont été conçues. Un algorithme de génération de trajectoire basée sur des équations différentielles a été introduit pour le suivi d'un véhicule terrestre tout en décrivant des cercles. Enfin un algorithme de planification de chemin distribué a été développé pour une flottille de drones, afin de suivre de façon autonome des cibles au sol, en résolvant un problème d'optimisation en ligne. / The objective of this thesis work is to design control and navigation algorithms for tracking of dynamic ground targets using aerial vehicles. Quaternions, which provide an alternative to the classical representations of aerial vehicle dynamics, have been chosen as a basement to develop robust controllers and agile navigation algorithm, due to their advantages such as the absence of singularities and discontinuities and their mathematical simplicity when handling rotations. The quaternion-based control approaches explored in this thesis range from state feedback, passivity, and energy-based controllers, up to sliding modes, and three-dimensional saturation approaches. Then, autonomous and semi-autonomous navigation strategies for quadrotors were explored. An algorithm has been developed for controlling a quadrotor using gestures from a user wearing an armband. To facilitate the operation of multirotors in adverse scenarios, an aggressive deployment strategy has been proposed where a quadrotor is launched by hand With its motors turned off. Finally, autonomous navigation techniques for tracking dynamic targets have been designed. A trajectory generation algorithm based on differential equations has been introduced to track a land vehicle while describing circles. Finally a distributed path planning algorithm has been developed for a fleet of drones to autonomously track ground targets by solving an online optimization problem.
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Commandes non linéaires robustes de systèmes éoliens / Nonlinear robust control of wind turbines systemsGuenoune, Ibrahim 08 February 2018 (has links)
Le travail de cette thèse s’inscrit dans la commande non linéaire des structures éoliennes. Le premier objectif de cette thèse est la commande d’une éolienne standard fonctionnant à vitesse et angle de calage variables. Les stratégies de commande proposées permettant de commander l’éolienne dans des zones de fonctionnement différentes (optimisation et limitation de la puissance produite). Le deuxième objectif consiste en la conception de commande d’une nouvelle structure d’éolienne à double rotor. L’originalité de cette structure réside dans le fait qu’elle peut pivoter face au vent sans actionneur dédié, et ce grâce à la rotation libre du bras portant les deux éoliennes. Deux architectures de commande sont proposées afin d’orienter la structure face au vent : l’une crée un différentiel des angles de calage des pales des deux éoliennes, l’autre agissant via la différence de puissance produite par les deux génératrices. Étant donné que l’environnement est incertain et fortement perturbé (variations du vent, erreurs de modélisation, bruits de mesure), des lois de commande non linéaires robustes sont proposées. L’efficacité des stratégies de commande a été vérifiée selon différents scénarios. / This work deals the nonlinear control of wind turbine structures. The first objective is the design of control laws of a standard wind turbine with variable speed-variable pitch angle. The proposed control strategies allow controlling the wind turbine indifferent operating areas (optimization and powerlimitation).The second objective consists in controlling a new structure of twin wind turbines. The originality of this structure lies in the fact that it can rotate face the wind without using a dedicated actuator, thanks to the free rotation of the arm carrying the wind turbines. Two control architectures are proposed in order to ensure the structure face the wind : pitch angles differential and the produced power difference. Given that the environment is uncertain (windvariations, modeling errors, noise), robust nonlinear control laws are proposed for a multiple objectives. The efficiency of the control strategies have been carried out according to several scenarios.
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