<p>Commercial sheets, strips and wires are currently produced from aluminum alloys by multi-step deformation processing involving rolling and drawing. These processes typically require 10 to 20 steps of deformation, since the plastic strain or reduction that can be imposed in a single step is limited by material workability and process mechanics. In this work, a fundamentally different, single-step approach is demonstrated for producing these aluminum products using machining-based deformation that also enables higher material workability in the formed product. Two process routes are proposed: 1) chip formation by Free Machining (FM), and 2) constrained chip formation by Hybrid Cutting Extrusion (HCE).</p><p>Using the very soft and highly ductile commercially pure aluminum alloys as representative systems, various material flow transitions in response to the concentrated shear deformation are observed in FM including plastic instabilities. The flow instabilities usually manifested as folds of varying amplitudes on the unconstrained surface of the chips, are features that limit the desirability of the chip and potential use for strip applications. To suppress these instabilities, two strategies both involving deformation geometry design are outlined: 1) By using large positive rake angle, the flow can be transformed to be more laminar and thus reduces to a substantial amount, the flow instabilities. This also makes it possible for light rolling/drawing reductions to be adopted to smoothen the residual surface folds to improve the strip finish. 2) By using a constraining tool coupled with the cutting tool in what is referred to as HCE, the initial instability that leads to plastic buckling of the material is suppressed, thereby making the flow laminar and thus improve the quality of the strips.</p><p>Key property attributes of the chips produced by the shear-based deformation processes such as improved mechanical properties and in the case of HCE, superior surface finish compared to conventional processes of rolling/drawing are highlighted. Implications for commercial manufacture of sheet, strip and wire products are discussed.</p>

Due to their large torque-speed ratio and transmission efficiency, planetary gears are widely used in the automotive industry. However, high amplitude vibrations remain their critical weakness, which limits their usage especially when new strict noise legislations come into action. A new approach to handle the instability problems of planetary gears encountered in real industrial context is presented in this work. First, the dynamic response of a planetary gear failing to pass the noise regulations is theoretically investigated through an analytical model. The equations of motion were solved using the Spectral Iterative Method. The observed experimental results correlated well with those from the developed model. In order to limit the resonance phenomena, impacts of different macro and micro-geometry modifications were analytically investigated: quadratic teeth profile, different planets positioning, different number of teeth and number of planets. Optimum modifications were retrieved and are expected to be tested experimentally on a test bench and on the truck. Finally, the analytical model’s limits and sensitivity to different parameters were investigated in order to certify its reliability, and suggestions for improvements were presented.

In 1981, Unruh suggested the possibility of simulating the dynamics of quantum fields in curved spacetimes using sound-waves propagating in moving fluids: a supersonic flow would indeed influence the dynamics of sound similarly to what happens to light when it’s dragged by the spacetime geometry in strong gravity environments. This simple yet groundbreaking observation has lead to the beginning of a whole new field of research, nowadays known as Analog Gravity. Due to their superfluid character, intrinsic quantum nature and impressive experimental tunability, Bose-Einstein condensates represent one of the most promising platforms to realize analog spacetimes, including black-hole geometries with horizons and ergoregions, as well as of time-dependent configurations relevant to cosmology. In this Thesis we go beyond the standard single-component BEC and focus on two-component mixtures of atomic condensates, possibly in the presence of a coherent coupling between the two-components: the availability of various branches of elementary excitations with different sound speed and effective mass may in fact lead to advantages in the implementation of interesting geometries and, eventually, to the exploration of a broader spectrum of physical processes. We first consider black-hole related phenomena (Hawking radiation and rotational superradiance) that have already been analysed with single-component systems, generalising the results to mixtures; we then proceed to tackle a problem (the decay from the false vacuum) which instead requires the additional degrees of freedom that only a mixture displays.

This thesis attempts to address how and why North Shäwa deteriorated from a political heartland to a region of impoverished peasants by the beginning of the 20th century. One of the factors that determine the selection of the place for a seat of the government for a region or country and sustainability of its system is its resource potential. In this case, arable and grazing land with other related land resources were decisive. They were some of the major factors contributing to both the origin and development of the kingdom. However, by the beginning of the 20th century, the region was abandoned by the court and by a significant proportion of its population. This was mainly because of the impoverishment of the region. The growth of the number of consumers (town dwellers) and the supplies needed by the kingdom exceeded the carrying capacity of North Shäwa. The economic productivity of the region could not correspond to the development of its needs. Thus, this thesis accords due emphasis to the factors that contributed to the impoverishment of North Shäwa and the consequences that followed. Throughout the thesis, North Shäwan peasants are the main subject of discussion. Political, social, cultural and geographical factors that impacted on the peasants’ economy and that retarded its development are discussed in the study. It also attempts to unearth the measures taken by the court and peoples of North Shäwa to withstand or escape from the prevailing socio-economic problems. Finally a comparison is made with other regions of the country to describe the political and socio-economic status of North Shäwans that continue to live in the region. This discussion covers the period from the 1880s up to the Italian occupation of Ethiopia in 1935 / History / D.Litt. et Phil. (History)

This thesis deals with the dynamics of a thin liquid film falling down a heated plate. The heating yields surface tension gradients that induce thermocapillary stresses on the free surface, thus affecting the stability and the evolution of the film. Accounting for the coherence of the flow due to viscosity, two main approaches that reduce the dimensionality of the original problem are usually considered depending on the flow rate (as measured by the Reynolds number): the `long wave' asymptotic expansion for small Reynolds numbers and the `integral boundary layer' approximation for moderate Reynolds numbers. The former suffers from singularities and the latter from incorrectness of the instability threshold for the occurrence of hydrodynamic waves. Thus, the aim of this thesis is twofold: in a first part, we define quantitatively the validity of the `long wave' evolution equation (Benney equation) for the film thickness h including the thermocapillary effect; and in a second part, we improve the `integral boundary layer' approach by combining a gradient expansion to a weighted residual method. In the first part, we further investigate the Benney equation in its validity domain in the case of periodically inhomogeneous heating in the streamwise direction. It induces steady-state deformations of the free surface with increased transfer rate in regions where the film is thinner, and also in average. The inhomogeneities of the heating also modify the nature of travelling wave solutions at moderate temperature gradients and allows for suppressing wave motion at larger ones. Moreover, large temperature gradients (for instance positive ones) in the streamwise direction produce large local film thickening that may in turn become unstable with respect to transverse disturbances such that the flow may organize in rivulet-like structures. The mechanism of such instability is elucidated via an energy analysis. The main features of the rivulet pattern are described experimentally and recovered by direct numerical simulations. In the second part, various models are obtained, which are valid for larger Reynolds numbers than the Benney equation and account for second-order viscous and inertial effects. We then elaborate a strategy to select the optimal model in terms of linear stability properties and existence of nonlinear solutions (solitary waves), for the widest possible range of parameters. This model -- called reduced model -- is a system of three coupled evolution equations for the local film thickness h, the local flow rate q and the surface temperature Ts. Solutions of this model indicate that the interaction of the hydrodynamic and thermocapillary modes is non-trivial, especially in the region of large-amplitude solitary waves. Finally, the three-dimensional evolution of the solutions of the reduced model in the presence of periodic forcing and noise compares favourably with available experimental data in isothermal conditions and with direct numerical simulations in non-isothermal conditions. ------------------------------------------------ Cette thèse analyse la dynamique d'un film mince s'écoulant le long d'une paroi chauffée. Le chauffage crée des gradients de tension superficielle qui induisent des tensions thermocapillaires à la surface libre, altérant ainsi la stabilité et l'évolution du film. Grâce à la cohérence de l'écoulement assurée par la viscosité, deux approches permettant de réduire la dimensionnalité du problème original sont habituellement considérées suivant le débit (mesuré par le nombre de Reynolds): l'approximation asymptotique dite `longues ondes' pour les faibles nombres de Reynolds et l'approximation `intégrale couche limite' pour les nombres de Reynolds modérés. Cependant, la première approximation souffre de singularités et la dernière de prédictions imprécises du seuil de stabilité des ondes hydrodynamiques à la surface du film. Le but de cette thèse est donc double: dans une première partie, il s'agit de déterminer, de manière quantitative, la validité de l'équation d'évolution `longues ondes' (ou équation de Benney) pour l'épaisseur du film h, en y incluant l'effet thermocapillaire; et dans une seconde partie, il s'agit d'améliorer l'approche `intégrale couche limite' en combinant un développement en gradients avec une méthode aux résidus pondérés. Dans la première partie, nous étudions l'équation de Benney, dans son domaine de validité, dans le cas d'un chauffage inhomogène et périodique dans la direction de l'écoulement. Cela induit des déformations permanentes de la surface libre avec un accroissement du transfert de chaleur dans les régions où le film est plus mince, mais aussi en moyenne. Un chauffage inhomogène modifie également la nature des solutions d'ondes progressives pour des gradients de températures modérés et conduit même à leur suppression pour des gradients de températures plus importants. De plus, ceux-ci, lorsqu'ils sont par exemple positifs le long de l'écoulement, produisent des épaississements localisés du film qui peuvent à leur tour devenir instables par rapport à des perturbations suivant la direction transverse à l'écoulement. Ce dernier s'organise alors sous forme d'une structure en rivulets. Le mécanisme de cette instabilité est élucidé via une analyse énergétique des perturbations. Les principales caractéristiques des structures en rivulets sont décrites expérimentalement et retrouvées par l'intermédiaire de simulations numériques. Dans la seconde partie, nous dérivons une famille de modèles valables pour des nombres de Reynolds plus grands que l'équation de Benney, qui prennent en compte les effets visqueux et inertiels du second ordre. Nous élaborons ensuite une stratégie pour sélectionner le modèle optimal en fonction de ses propriétés de stabilité linéaire et de l'existence de solutions non-linéaires (ondes solitaires), et ce pour la gamme de paramètres la plus large possible. Ce modèle -- appelé modèle réduit -- est un système de trois équations d'évolution couplées pour l'épaisseur locale de film h, le débit local q et la température de surface Ts. Les solutions de ce modèle indiquent que l'interaction des modes hydrodynamiques et thermocapillaires n'est pas triviale, spécialement dans le domaine des ondes solitaires de grande amplitude. Finalement, l'évolution tri-dimensionnelle des solutions du modèle réduit en présence d'un forçage périodique ou d'un bruit se compare favorablement aux données expérimentales disponibles en conditions isothermes, ainsi qu'aux simulations numériques directes en conditions non-isothermes

The future fusion power plants that are based on magnetic confinement will deal with plasmas that inevitably contain energetic (non-thermal) particles. These particles come, for instance, from fusion reactions or from external heating of the plasma. Ensembles of energetic ions can excite eigenmodes in the Alfvén frequency range to such an extent that the resulting wave fields redistribute the energetic ions, and potentially eject them from the plasma. The redistribution of ions may cause a substantial reduction of heating efficiency. Understanding the dynamics of such instabilities is necessary to optimise the operation of fusion experiments and of future fusion power plants. Two models have been developed to simulate the interaction between energetic ions and Alfvén eigenmodes. One is a bump-on-tail model, of which two versions have been developed: one fully nonlinear and one quasilinear. The quasilinear version has a lower dimensionality of particle phase space than the nonlinear one. Unlike previous similar studies, the bump-on-tail model contains a decorrelation of the wave-particle phase in order to model stochasticity of the system. When the characteristic time scale for macroscopic phase decorrelation is similar to or shorter than the time scale of nonlinear wave-particle dynamics, the nonlinear and the quasilinear descriptions quantitatively agree. A finite phase decorrelation changes the growth rate and the saturation amplitude of the wave mode in systems with an inverted energy distribution around the wave-particle resonance. Analytical expressions for the correction of the growth rate and the saturation amplitude have been derived, which agree well with numerical simulations. A relatively weak phase decorrelation also diminishes frequency chirping events of the eigenmode. The second model is called FOXTAIL, and it has a wider regime of validity than the bump-on-tail model. FOXTAIL is able to simulate systems with multiple eigenmodes, and it includes effects of different individual particle orbits relative to the wave fields. Simulations with FOXTAIL and the nonlinear bump-on-tail model have been compared in order to determine the regimes of validity of the bump-on-tail model quantitatively. Studies of two-mode scenarios confirmed the expected consequences of a fulfillment of the Chirikov criterion for resonance overlap. The influence of ICRH on the eigenmode-energetic ion system has also been studied, showing qualitatively similar effects as seen by the presence of phase decorrelation. Another model, describing the efficiency of fast wave current drive, has been developed in order to study the influence of passive components close to the antenna, in which currents can be induced by the antenna generated wave field. It was found that the directivity of the launched wave, averaged over model parameters, was lowered by the presence of passive components in general, except for low values of the single pass damping of the wave, where the directivity was slightly increased, but reversed in the toroidal direction. / De framtida fusionskraftverken baserade på magnetisk inneslutning kommer att hantera plasmor som oundvikligen innehåller energetiska (icke-termiska) partiklar. Dessa partiklar kommer exempelvis från fusionsreaktioner eller från externa uppvärmningsmekanismer av plasmat. Ensembler av energetiska joner kan excitera egenmoder i Alfvén-frekvensområdet i en sådan utsträckning att de resulterande vågfälten omfördelar de energetiska jonerna i rummet, och potentiellt slungar ut jonerna ur plasmat. Omfördelningen av joner kan orsaka en väsentligen minskad uppvärmningseffekt. Det är nödvändigt att förstå dynamiken hos denna typ av instabilitet för att kunna optimera verkningsgraden hos experiment och hos framtida fusionskraftverk. Två modeller har utvecklats för att simulera interaktionen mellan energetiska joner och Alfvén-egenmoder. Den första är en bump-on-tail-modell, av vilken två versioner har utvecklats: en fullt icke-linjär och en kvasi-linjär. I den kvasi-linjära versionen har partiklarnas fasrum en lägre dimensionalitet än i den icke-linjära versionen. Till skillnad från tidigare liknande studier innehåller denna bump-on-tail-modell en dekorrelation av våg-partikelfasen för att modellera stokasticitet hos systemet. När den karakteristiska tidsskalan för makroskopisk fasdekorrelation är ungefär samma som eller kortare än tidsskalan för icke-linjär våg-partikeldynamik så stämmer den icke-linjära och den kvasi-linjära beskrivningen överens kvantitativt. En ändlig fasdekorrelation förändrar vågmodens tillväxthastighet och satureringsamplitud i system med en inverterad energifördelning omkring våg-partikelresonansen. Analytiska uttryck för korrektionen av tillväxthastigheten och satureringsamplituden har härletts, vilka stämmer väl överens med numeriska simuleringar. En relativt svag fasdekorrelation försvagar även "frequency chirping events" (snabba frekvensskiftningar i korttids-Fourier-transformen av egenmodens amplitudutveckling) hos egenmoden. Den andra modellen, kallad FOXTAIL, har ett mycket bredare giltighetsområde än bump-on-tail-modellen. FOXTAIL kan simulera system med flera egenmoder, och den inkluderar effekter av olika enskilda partikelbanor relativt vågfälten. Simuleringar med FOXTAIL och med bump-on-tail-modellen har jämförts för att kvantitativt bestämma bump-on-tail-modellens giltighetsområde. Studier av scenarier med två egenmoder bekräftar de förväntade effekterna av när Chirikov-kriteriet för resonansöverlapp uppfylls. Även inflytandet av ICRH på dynamiken mellan egenmoder och energetiska joner har studerats, vilket har visat kvalitativt liknande effekter som har observerats i närvaron av fasdekorrelation. En annan modell, vilken beskriver effektiviteten hos "fast wave current drive" (strömdrivning med snabba magnetosoniska vågor), har utvecklats för att studera inflytandet av passiva komponenter nära antennen, i vilka strömmar kan induceras av vågfälten som genereras av antennen. Det visades att den utskickade vågens direktivitet, medelvärdesbildat över modellparametrar, generellt sett minskade vid närvaron av passiva komponenter, förutom vid låg "sinlge pass damping" (dämpning av vågen vid propagering genom hela plasmat), då direktiviteten istället ökade något, men bytte tecken i toroidal riktning. / <p>QC 20160927</p>

Cette thèse porte sur l’étude théorique du transport d’un faisceau intense d’électrons relativistes dans une cible solide. Dans la première partie nous présentons les interprétations théoriques d’une partie des résultats d’une campagne d’expérience portant sur la production et le transport d’électrons relativistes dans une cible d’aluminium. Nous y démontrons la prédominance des e?ets collectifs sur les e?ets collisionels dans la première dizaine de microns de propagation grâce à des modèles de transports déjà existant au début de cette thèse. Ces modèles deviennent insu?sants dans le cas du transport de faisceau dans un isolant. Aussi, dans la deuxième partie, nous présentons un modèle de propagation du faisceau d’électrons relativistes dans un diélectrique incluant l’e?et de l’ionisation de la cible par le faisceau. Nous y quanti?ons les pertes d’énergies des électrons en fonction des paramètres du faisceau et du milieu environnant, et nous démontrons l’existence d’un régime de propagation pour lequel les électrons du plasma ne sont pas à l’équilibre thermodynamique local avec les ions. Ces résultats ont été comparés et con?rmés avec un code cinétique qui prend en compte l’ionisation par champ électrique et par collisions entre les électrons du plasma et les ions. Nous avons examiné la stabilité du faisceau et montré que ce dernier pouvait exciter deux types d’instabilités transverses sur des longueurs de propagation de l’ordre de 30 à 300 µm en fonction de la taille de la perturbation. / This PhD thesis is a theoretical study of high-current relativistic electron beam transport through solid targets. In the ?rst part, we present an interpretation of a part of experimental results of laser– produced electron beam transport in aluminium foil targets. We have estimated the fast electron beam characteristics and we demonstrated that the collective e?ects dominate the transport in the ?rst tens of µm of propagation. These quantitative estimates were done with the transport models already existing at the beginning of this thesis. These models are no longer su?cient in the case a fast electron beam propagation in insulator targets. Thus, in the second part, we have developed a propagation model of the beam that includes the e?ects of electric ?eld ionization and the collisional ionization by the plasma electrons. We present estimates of the electron energy loss induced by the target ionization, and we discuss its dependence on the beam and target parameters. In the case of a relatively low fast electron density, we demonstrated that the beam creates a plasma where the electons are not in a local thermodynamic equilibrium with ions. We have examined the beam stability and we demonstrated that transverse instabilities can be excited by the relativistic electron beam over the propagation distances of 30 - 300 µm depending on the perturbation wavelength.

Dans la première partie de cette thèse de doctorat une méthodologie est présentée qui permet de prédire les niveaux de suies produits dans des flammes laminaires monodimensionnelles, ou un modèle semi-empirique de suies est utilisé en combinaison avec une chimie complexe et un solveur radiatif détaillé. La méthodologie est appliquée au calcul de suies dans une série de flammes de diffusion à contre-courant d'éthylène/air. Plusieurs modèles d'oxydation de suies sont testés et les constantes du modèle sont ajustées afin de retrouver un meilleur accord avec les expériences. L'effet des pertes thermiques radiatives sur la formation de suies et la structure des flammes est évalué. Finalement, la performance du modèle de suies est évalué sur des flammes prémélangées monodimensionnelles, ou une expression alternative du terme de croissance de surface est proposée pour reproduire les résultats expérimentaux. Dans la deuxième partie de cette thèse, des outils de Simulation aux Grandes Échelles (SGE) et d'analyse acoustique sont appliqués à la prédiction des oscillations de cycle limite (OCL) d'une instabilité thermo-acoustique qui apparaît dans un brûleur académique partiellement prémélangé de méthane/air à pression atmosphérique. La SGE prédit bien l'apparition et le développement des OCL est un bon accord est trouvé entre simulations et expériences en termes d'amplitude et fréquence des OCL. La simulation permet de révéler certains aspects clés responsables du comportement instable de la flamme. Ensuite, une analyse préliminaire de la quantification des incertitudes est fait, ou l'effet des paramètres tels que l'impédance des entrées, le degré de raffinement du maillage ou les pertes thermiques sur les caractéristiques des OCL est évalué. Aussi, la SGE prédit bien la dépendance de la stabilité de la flamme du point d'opération et de la géométrie du brûleur / In the first part of the present PhD. thesis a methodology is presented that allows to predict the soot produced in one-dimensional academic flames, where a semi-empirical soot model is used in combination with a complex chemistry and a detailed radiation solver. The methodology is applied to the computation of soot in a set of ethylene/air counterflow diffusion flames. Several oxidation models are tested and the constants of the model were adjusted to retrieve the experimental results. Also, the effect of radiative losses on soot formation and the flame structure is evaluated. Finally, the performance of the soot model is evaluated on 1D premixed flames, where an alternative expression for the surface growth term is proposed to better reproduce the experimental findings. In the second part of the thesis, Large-Eddy Simulation (LES) and acoustic analysis tools are applied to the prediction of limit cycle oscillations (LCO) of a thermo-acoustic instability appearing in a partially premixed methane/air academic burner operating at atmospheric pressure. The LES captures well the appearance and development of the LCO and a good agreement is found between simulations and experiments in terms of amplitude and frequency of the LCO. Some light is shed on the mechanisms leading to the existence of such instability. Then, a preliminar uncertainty quantification (UQ) analysis is performed, where the effect on the features of the LCO of several computational parameters such as the inlets impedances, mesh refinement or heat losses is assessed. Also, the LES captures well the flame stability behaviour dependence on the operating point and the burner geometry

Une grande quantité d'énergie est présente dans les mouvements de rotations propre et orbitale des planètes. Des forçages harmoniques tels que les déformations de marées, la précession ou la libration peuvent en convertir une partie pour générer des écoulements dans les couches fluides d'une planète. Ces écoulements restent largement méconnus même s'ils sont importants pour contraindre des modèles d'intérieur planétaire ou expliquer la présence de champs magnétiques dans certains astres.Dans cette thèse, nous étudions les mécanismes engendrés par ces forçages en combinant une approche théorique, expérimentale et numérique et soulignons la généricité des phénomènes observés. L'étude d'un forçage de libration longitudinale, i.e. des oscillations de la vitesse de rotation d'un astre, montre la présence d'un écoulement zonal généré par des interactions non-linéaires dans les couches visqueuses. Nous étudions ensuite l'instabilité qui apparaît à la paroi pour des amplitudes de libration suffisantes et qui peut transférer de l'énergie vers le volume du fluide. Finalement, une étude expérimentale de forçage de marées dans une sphère met en évidence que l'excitation directe d'ondes inertielles induit un écoulement zonal intense et localisé. Cet écoulement peut se déstabiliser par une instabilité de cisaillement et générer un écoulement turbulent dans tout le volume.Pour finir, nous considérons la pertinence de ces résultats pour des applications géo-/astrophysiques, telles que l'étude des océans internes sous la surface de glace des satellites joviens Ganymède, Encelade et Europe. / A huge amount of energy is stored in the spin and orbital motions of any planet. Harmonic forcings such as libration, precession and tides are capable of conveying a portion of this energy to drive intense three-dimensional flows in liquid layers of planetary bodies. The generated flows remain largely unknown even if they are important to constraint model of planetary interior or to explain the presence of magnetic fields in some astrophysical bodies.In this thesis, we study the mechanisms induced by these forcings by combining theoretical, experimental and numerical approaches and we highlight the genericity of the observed phenomena. The study of a longitudinal libration forcing, corresponding to oscillations of the rotation rate of a planet, shows the presence of a mean zonal flow generated by non-linear interactions in the viscous layers. We then study the instability which appears at the outer boundary at sufficiently large libration amplitude or small Ekman number and which can transfer energy to the bulk of the fluid. Finally, an experimental study of tidal forcing in a sphere shows that the nonlinear self-interaction of excited inertial waves may drive an intense and localised axisymmetric jet, which becomes unstable at low Ekman number following a shear instability, generating space-filling turbulence.To conclude, we consider the relevance of these results to geo-/astrophysical applications, such as the subsurface oceans of the icy satellites Ganymede, Enceladus or Europa.

Les études expérimentales et numériques suivantes visent à la compréhension profonde de l’écoulement se développant dans le compresseur haute-vitesse axial de 3.5 étages CREATE, étudié sur un banc d’essai de 2 MW au Laboratoire de Mécanique des Fluides et Acoustique (LMFA) à Lyon, France. Ce travail a trois objectifs principaux : D’abord, une description globale de l’écoulement avec une identification des limites aux méthodes d’exploration utilisées ; Ensuite, la caractérisation de l’effet du clocking stator-stator dans un compresseur à haute-vitesse ; Troisièmement, l’identification des instabilités à faibles débits pour confirmer les études sur les compresseurs à basse-vitesse et contribuer à plus de compréhension.Il est montré qu’une mauvaise interprétation des données de performance stationnaire se fait facilement en raison des contraintes de mesure et des coefficients de correction sont proposés. À certains endroits dans le compresseur, des limites aux méthodes d’exploration (expérimentales et numériques) de l’écoulement sont identifiées. Cette identification va permettre la poursuite du développement des méthodes. Les principales erreurs de prédiction des simulations concernent la surestimation du blocage induit par l’écoulement de jeu et l’augmentation de pression. En outre, les mesures fournies par les sondes de pression pneumatique surestiment la pression statique en amont des stators. Cette erreur est probablement provoquée par l’interaction entre le champ potentiel du stator et la sonde elle-même. De plus, l’anémométrie Doppler laser surestime la vitesse en aval des stators. Le transport des sillages du rotor à travers des stators n’est pas correctement capturé avec les particules d’ensemencement.Le clocking a seulement un petit effet global dans la bande d’incertitude de mesure dans ce compresseur. Plusieurs contributions à ce faible effet de clocking sont identifiées par l’analyse du transport des structures d’écoulement : Le mélange circonférentiel du sillage de stator et la déformation des sillages le long de leur trajet dans l’écoulement. L’effet local du clocking dépend de la hauteur de veine en raison de la variation de la forme des aubages et du transport des sillages. Des effets positifs et négatifs sont présentés, qui globalement se compensent dans ce compresseur. Les instabilités dans ce compresseur dépendent du point de fonctionnement et des méthodes d’exploration de l’écoulement. Aux points de fonctionnement stables et à la vitesse nominale du compresseur, les résultats numériques montrent une perturbation tournante dans les rotors 2 et 3, alors que les mesures montrent une perturbation tournante que dans le premier rotor et seulement à basse vitesse du compresseur. Dans les deux cas, les perturbations montrent des caractéristiques semblables. Une étude numérique permet d’exclure l’influence des interactions rotor-stator sur la perturbation tournante et met en évidence sa source. Des nouvelles connaissances sur le comportement stable et la périodicité du rotating instability (mesuré) sont dérivées contrairement au comportement instable suggéré par la dénomination et la littérature. Il est montré que cette perturbation évolue en cellule de décrochage tournante à l’approche de la limite de stabilité. A la vitesse nominale du compresseur, une entrée en instabilités de type spike est identifiée expérimentalement. Une description précise de l’apparition brutale du spike et sa différence par rapport à une cellule de décollement tournant sont présentées. / The following experimental and numerical investigations aim at the deep understanding of the flow field in the 3.5 stages high-speed axial compressor CREATE, studied on a 2 MW test rig at the Laboratory of Fluid Mechanics and Acoustics (LMFA) in Lyon, France. This work focuses on three major objectives: Firstly, a global description of the flow field with an identification of limitations to the used exploration methods; Secondly, the characterization of the effect of stator-stator clocking in a high-speed compressor; Thirdly, the identification of instabilities arising at low mass flow rates for confirming studies on low-speed compressors and giving new insights.This work demonstrates that a mis-interpretation of steady performance data occurs easily due to measurement constraints and correction coefficients are proposed. At certain locations in the compressor, the flow field exploration (experimental and numerical) methods are identified to be challenged. This identification will initiate further development of the methods. The main mis-predictions of the simulations concern the over-prediction of the blockage induced by the tip leakage flow and eventually an over-predicted pressure rise. Furthermore, the measurements provided by the pneumatic pressure probes over-estimate the static pressure upstream of the stators. This error is induced by the interaction between the stator potential field and the probe it-self. In addition, the laser Doppler anemometry method over-estimates the velocity downstream the stators. The transport of the rotor wakes through the stators might not be correctly captured with the seeding particles in this high-speed compressor.The investigation of the stator clocking reveals only a small global effect within the measurement uncertainty band. Several contributions to the weak effect of clocking are identified by analysis of the flow structure transport, namely the time-mean mixing out of the stator wakes and the deformation of wakes along their flow path. The local effect of clocking depends on the span-height because of the variation of the circumferential position of the stator wakes and the stator blade shape over the span-height. Local possible positive and negative effects of clocking are identified and are shown to be almost in balance in this compressor. Furthermore, this work demonstrates that the unsteadiness in the flow field is not linked conclusively to the stator clocking.In this compressor, the arising instabilities depend on the operating point and flow field exploration methods. At stable operating points and nominal compressor speed, the numerical results reveal a rotating disturbance in the rotors 2 and 3, whereas the measurements show a rotating disturbance only in the first rotor and only at part speed. In both cases the disturbance exhibits rotating instability like characteristics. An exhaustive numerical study allows to exclude the commonly assumed influence of rotor-stator interactions on the rotating disturbance and pinpoints its source. New insights into the stable behavior and periodicity of the measured rotating instability are derived contrary to the unstable behavior suggested by the naming and literature. This disturbance is shown to evolve into rotating stall cells when approaching the stability limit. At nominal compressor speed, a spike type surge inception is identified I n the measured field. A precise description of the abrupt onset of the spike cell and its difference to a rotating stall cell are presented.