京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第19286号 / 工博第4083号 / 新制||工||1630(附属図書館) / 32288 / 京都大学大学院工学研究科都市社会工学専攻 / (主査)教授 小林 潔司, 教授 谷口 栄一, 准教授 松島 格也 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

Durant cette these, j'ai etudie la formation des galaxies grace a des simulations cosmologiques et a un nouveau modele analytique. Dans le cadre du modele standard de formation hierachique des grandes structures, les petites fluctuations primordiales de densite observees sur le fond diffus cosmologique sont amplifiees par la gravite pour donner des halos de matiere noire de plus en plus gros. C'est au sein de ces halos que le gaz s'effondre et se refroidit pour former des disques de gaz froid a support centrifuge. Ces disques sont ensuite convertis en disques stellaires : les galaxies. Le probleme dans ce scenario est celui du sur-refroidissement : une trop grande part du gaz finit sous forme d'etoiles comparativement aux observations. J'ai donc realise une etude de l'evolution des baryons (un gaz d'hydrogene et d'helium) dans l'Univers grace a des simulations numeriques hydrodynamiques haute-resolution. Cependant, ces simulations sont affectees par des effets de resolution finie. J'ai ainsi developpe un modele analytique simple qui possede l'avantage de ne pas etre affecte par de tels effets. Celui-ci predit la quantite de baryons dans chacune des 4 phases suivantes : etoiles, gaz froid dans les disques galactiques, gaz chaud dans les amas et gaz diffus dans le milieu intergalactique. La comparaison des resultats aux observations a montre que la cosmologie controle le taux de formation d'etoiles dans l'Univers. Ce modele a aussi mis en lumiere le role essentiel des vents galactiques qui, ejectant le gaz froid des disques jusque dans les halos de gaz chaud, permettent d'eviter le probleme du sur-refroidissement. Enfin, en une ouverture vers l'astroparticule, j'ai etudie les implications de la physique du gaz sur le fond diffus gamma produit dans l'hypothese de matiere noire legere.

[pt] Desde o início dos anos 1980, esforços foram direcionados para modelar o fenômeno de deposição de parafinas. Ao longo dos anos, a avaliação crítica dos mecanismos da deposição de parafinas vem cedendo espaço ao desenvolvimento de correlações flexíveis capazes de acomodar diferentes situações testadas no laboratório. Numa tentativa de investigar o fenômeno em uma abordagem fundamental, o presente trabalho propôs uma estratégia de pesquisa que envolve avaliar cada pedaço do fenômeno de deposição de parafinas e garantir seus resultados ótimos. Para alcançar tal objetivo, uma nova estratégia para se avaliar modelos termodinâmicos de equilíbrio de fases sólido-líquido foi desenvolvida. Os resultados mostram que o modelo utilizado é robusto e preciso o suficiente para descrever tais fenômenos para misturas assimétricas em pressões ordinárias e altas, assim como descrever o comportamento de misturas complexas como amostras de óleo Diesel. Para garantir uma base física sólida dos resultados, a condutividade térmica de n-alcanos pesados foram medidos na fase líquida e na fase sólida e reportados na literatura pela primeira vez. Por fim, um modelo de escoamento de sólido-líquido foi proposto. Acoplado a um modelo termodinâmico capaz de gerar dados de equilíbrio de fases sólido-líquido e propriedades dessas fases, assim como combiná-las em propriedades da mistura, o modelo foi utilizado para descrever os resultados disponíveis na literatura. O mecanismo de deposição de parafinas avaliado se baseia no aumento da viscosidade com a temperatura e concentração de sólidos. Os resultados mostraram que embora houvesse um acordo qualitativo entre os resultados experimentais e os simulados, o modelo subestimou a espessura do depósito de parafinas. Por outro lado, o modelo foi capaz de descrever a condutividade térmica do depósito de acordo com os dados medidos experimentalmente para um depósito similar. Tal fato reforça as conclusões finais e indica que a deposição de parafinas parece não ser um fenômeno regido apenas por um mecanismo. / [en] Since the early 1980 s, efforts have been directed towards modeling the complex wax deposition phenomenon. Over the years, the critical evaluation of the wax deposition mechanisms proposed initially through a solid physical background start to make room to flexible codes that could be tuned to different experiment scenarios. In an attempt to investigate the phenomenon in a fundamental way, the current work proposed a research strategy that would evaluate every single part of the complex wax deposition model under well-controlled optimal conditions. To achieve such a goal, a new strategy to evaluate solid-liquid thermodynamic models was developed. Results showed that the model used was robust enough to precisely describe the solid-liquid phase behavior of asymmetric model mixtures at both ordinary and high pressures, as well as to describe the behavior of complex mixture like Diesel fuel samples. To assure the solid physical basis of the models being employed in this work, the thermal conductivity measurement of heavy n-alkanes in both liquid and solid phases was carried out and reported for the first time in the literature. At last, a drift flux solid-liquid CFD model was proposed. Coupled with a thermodynamic model to supply the model with phase equilibria and properties data, the model was used to investigate the experimental results available in the literature. The wax deposition mechanism evaluated was based on the viscosity increase due to the appearance of solids. The results showed that although a qualitative agreement between the model and experimental results were obtained, the model underestimated the thickness of the deposit. On the other hand, the thermal conductivity of the deposit matched the recently available experimental data on the thermal conductivity of such a deposit measured under flowing conditions. This fact strengthens the presented conclusions that wax deposition is not a single mechanism phenomenon after all. / [fr] Depuis le début des années 1980, des efforts ont été déployés pour modéliser le phénomène complexe de dépôt de cire. Au fil des années, l évaluation critique des mécanismes de formation de dépôts de cire limités initialement à la cristallisation des paraffines, a commencé à faire place à des algorithmes flexibles qui peuvent être adaptés à différents scénarios expérimentaux. Dans une tentative d étudier le phénomène de manière fondamentale, le travail actuel a consisté à proposer une stratégie globale de recherche qui permet d évaluer les différentes mécanismes impliqués dans la formation de dépôts de cire. Pour atteindre cet objectif, une nouvelle stratégie a tout d abord été proposée pour ajuster les modèles thermodynamiques utilisés pour décrire le comportement de phase solide-liquide. Les résultats de comparaison avec l expérience ont montré que la démarche proposée était suffisamment robuste pour décrire précisément le comportement de phase solide-liquide des mélanges synthétiques asymétriques aux pressions ordinaires ou très élevées, ainsi que pour représenter le comportement de mélanges complexes réels comme par exemple des carburants pour moteur Diesel. Dans un second temps, des mesures de conductivité thermique dans des n-alcanes lourds à l état liquide mais aussi solide ont été réalisées et rapportée pour la première fois ici afin d assurer une base physique solide dans les modèles utilisés dans ce travail. Enfin, un modèle CFD solide-liquide a été proposé. Couplé au modèle thermodynamique utilisé pour décrire les équilibres de phase et les propriétés thermophysiques, ce modèle a été utilisé pour étudier les résultats expérimentaux disponibles dans la littérature. Le mécanisme de dépôt de cire évalué était basé sur l augmentation de la viscosité devenue de l apparition des solides. Les résultats ont montré un accord qualitatif entre les prédictions du modèle et les observations expérimentales malgré une sous-estimation de l épaisseur du dépôt formé. D autre part, la conductivité thermique du dépôt estimée correspondait parfaitement à la conductivité thermique mesurée récemment dans des conditions d écoulement réelles.

Les opérateurs de télécommunications ont besoin de superviser en temps réel la qualité vocale des services qu'ils proposent. La qualité vocale peut être évaluée par tests subjectifs auprès d'utilisateurs; mais ces méthodes sont très coûteuses et peu adaptées à la supervision. Des modèles objectifs sont ainsi proposés afin de prédire la qualité vocale à moindre coût. Cette thèse propose un modèle de diagnostic et d’évaluation utilisant les informations disponibles au point de mesure : le modèle DESQHI (Diagnostic and Speech Quality using Hybrid Indicators). Il se distingue des modèles existants par deux caractéristiques principales. La première concerne la structure du cœur du modèle. Il est montré que la qualité vocale peut être représentée comme un phénomène multidimensionnel faisant intervenir trois dimensions perceptives correspondant à bruyance, codage de la parole et continuité. Cette structure permet de diagnostiquer la qualité vocale en identifiant les principales causes perceptives de sa dégradation. La deuxième caractéristique concerne le type d’indicateur utilisé pour représenter ces dimensions perceptives, à savoir l’utilisation d’indicateurs basés sur le signal et paramétriques. Les indicateurs basés sur le signal utilisent les informations numériques pour représenter les caractéristiques du signal (par exemple le rapport signal sur bruit qui donne une estimation du niveau sonore du bruit de fond). Les indicateurs paramétriques sont issus des statistiques du réseau (par exemple le pourcentage de pertes de paquets qui fournit une indication sur le niveau de discontinuité du signal de parole). L’utilisation d’indicateurs hybrides utilisant à la fois les informations du signal numérique et les statistiques du réseau permet d’améliorer les performances globales de la prédiction de la qualité vocale, comparativement aux modèles uniquement basés sur le signal (p. ex. modèle P.563) et aux modèles utilisant les indicateurs paramétriques (p. ex. modèle E). / With increasing development of new technologies (RTC, RNIS, GSM, VoIP), tele-communication services are becoming more and more diversified. To this end, telecommunication operators need to supervise in real-time the speech quality of the services they offer. Speech quality is usually evaluated from subjective experiments.. Nevertheless, such experiments are time consuming and do not allow any supervisory control. So, accurate objective models are useful to estimate the speech quality.This thesis proposes a non-intrusive model for diagnosing and evaluating speech quality using information available at the measurement point: the DESQHI model (Diagnostic and Evaluation of Speech Quality using Hybrid Indicators). It differs from existing models in terms in two main characteristics. The first one concerns the structure of the model. It is shown that speech quality can be represented as a multidimensional phenomenon incorporating three perceptual dimensions related to noisiness, speech codec and continuity. This multidimensional structure allows for a diagnostic of speech quality based on identifying the principal features affecting speech qual-ity. The second characteristic concerns the nature of indicators (signal-based and parametric) used to represent the three perceptual dimensions. Signal-based indicators use numeric information to represent the characteristics of the signal, for example, the loudness of the speech signal. Parametric indicators are obtained from the network statistics, for example, the percentage of packet loss, which gives information about the level of the discontinuity in the speech signal. This work proposes hybrid indicators (using both signal-based and parametric metrics). It is shown that they are better speech quality predictors than existing models, either parametric only (e.g. ITU-T Recommendation G.107, also known as the E-model) or signal-based only (e.g. ITU-T Recommendation P.563 model).

Le modele de Potts permet de decrire le comportement des corps ferromagnetiques, en les<br />modelisant comme des spins a Q etats situes sur un reseau de dimension deux et interagissant entre eux.<br />Il est relie a beaucoup de problemes usuels en physique statistique et en mathematiques, par exemple la percolation ou le coloriage de reseaux, ce qui fait la richesse de son diagramme de phase. Afin d'etudier ce dernier, nous decomposons la fonction de partition<br />en caracteres, pour differentes conditions aux limites, en utilisant la theorie de<br />representation du groupe quantique Uq(sl(2)) ainsi que des methodes combinatoires.<br />Ensuite, nous determinons numeriquement les zeros limites dans le plan de temperature<br />complexe, et conjecturons des proprietes du diagramme de phase. En particulier, on montre que la phase de Berker-Kadanoff disparait lorsque Q est egal a un nombre de Beraha, et que de nouveaux points fixes<br />apparaissent.

MAGNETO-CONVECTION DANS UNE SPHERE EN ROTATION RAPIDE: APPROCHES NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DE LA CONVECTION DANS LES NOYAUX PLANETAIRES Nous avons tout d'abord eudie la convection deloppee en rotation rapide sans champ magneique. En nous appuyant sur un code numerique Quasi-Gestrophique, nous avons derive des lois d'echelles mettant en valeur l'importance des non-linearites thermique, quel que soit le nombre de Prandtl. L'ecart au seuil d'instabilit et le mode de Rossby critique semblent definir la taille et l'intensite des tourbillons convectifs. Ces resultats numeriques sont en bon accord avec nos observations experimentales, en gallium et en eau, des fluctuations de temperature et des profils de vitesses. Cependant d'etranges comportements (d'intenses jets zonaux) sont observes en eau a grand forcage. L'etude de la magneto-convection developpee a ete menee apres transformation de l'experience et du code numerique. En accord avec de precedents resultats asymptotiques, l'etude numerique distingue les modes de Rossby modifies (champ faible) des modes magnetiques (champ fort). L'etude experimentale, appuyee par les resultats numeriques, montre une stabilisation de la convection developpee et une modification de la geometrie des cellules en champ faible. Cette inhibition semble en grande partie la consequence de l'evolution du seuil d'instabilite avec le champ impose. L'etude numerique de la destabilisation de la convection en presence d'un champ fort amene a une conclusion similaire. Les lois d'echelles derivees precedemment sans champ magnetique semblent alors rester valable en presence d'un champ impose.

Ce travail porte sur la verification formelle de programmes paralleles. Parmi les methodes habituellement utilisees, nous nous interessons aux methodes basees sur la construction d'un modele du programme a verifier; la verification proprement dite s'effectue sur ce modele. Cette approche est limitee par l'explosion de la taille du modele, des que le programme traite est de complexite realiste. Notre but est l'etude et la mise en oeuvre de techniques permettant d'effectuer la verification malgre cette explosion. Les techniques que nous presentons sont liees par une caracteristique commune : l'utilisation de methodes symboliques de representation du modele. Nous etudions en premier lieu des techniques de reduction de modeles. Ces reductions s'operent par rapport a des relations d'equivalence basees sur la notion de bisimulation. Nous etudions en particulier un algorithme de minimisation de modele (\em pendant ) sa generation(Generation de Modele Minimal). Dans une seconde partie, nous nous interessons a deux techniques symboliques de representation de modeles. Il s'agit d'une part de Graphes de Decision Binaires, qui permettent la manipulation efficace de formules booleennes, et d'autre part de systemes d'inequations lineaires, connus sous le nom de polyedres convexes, pour la manipulation de variables entieres. L'utilisation de ces techniques permet de representer et manipuler des modeles de taille souvent prohibitive pour des methodes enumeratives classiques. Nous presentons la mise en oeuvre de methodes de comparaison et reduction de modeles aves les Graphes de Decision Binaires, avec en particulier l'algorithme de Generation de Modele Minimal. L'application de l'outil correspondant a plusieurs exemples de programmes lotos a permis de montrer l'interet, mais aussi les limites de l'utilisation de cette representation symbolique. Enfin, nous presentons une methode d'analyse statique de protocoles, basee sur l'utilisation des polyedres convexes. Cette analyse permet le calcul d'approximations superieures d'invariants du programme et de verifier la veracite de proprietes definies en termes de variables du programme.

Mon travail concerne le test du modele standard par la determination précise des paramètres décrivant la resonance du Z: $M_Z$, $\Gamma_Z$, $\sigma_{had}^0$ et $R_{had}$, à partir des sections efficaces fermioniques mesurées par l'expérience Aleph sur les données accumulées de 1989 à 1994. La premiere partie rappelle la définition des observables utilisees dans la description des désintégrations $e^+e^-$. La deuxieme presente le collisionneur LEP et les méthodes employees pour la determination de l'energie des faisceaux, parametre constituant la source principale d'incertitude dans la connaissance de $M_Z$ et $\Gamma_Z$. La troisieme partie presente le cadre de l'experience Aleph et la mesure de luminosité qui y est effectuee. Puis sont décrits la sélection des désintégrations hadroniques du $Z$ et le travail effectue sur l'amélioration des incertitudes systématiques. Ce dernier conduit à une mesure de la section efficace au niveau de 1 pour mille. Les sections efficaces leptoniques mesurées à Aleph y sont également reportées. Les paramètres de la résonance du $Z$ sont alors dérivés. Un accord remarquable de ces résultats avec les valeurs prédites par le modèle standard des interactions électrofaibles est obtenu. L'interprétation de ces mesures dans le cadre de ce modèle permet alors la détermination du nombre de familles de neutrinos légers et l'établissement de contraintes sur la masse du quark top manquant, en bon accord avec les mesures directes de Fermilab.

Résumé non disponible

Cette thèse porte sur le diagnostic à base de modèles. Nous focalisons notre intérêt sur le diagnostic d'un ensemble interagissant de composants logiciels. L'originalité de ce travail se situe dans l'utilisation des Réseaux de Petri Colorés (RdPC) comme modèle de faute. L'utilisation des RdPC est originale et avantageuse à plusieurs titres. Premièrement, Les RdPC permettent la représentation des données, dans notre cas ça nous permet de manipuler les données de manière symbolique même si leur domaine de valeurs est infini (seul le statut des données est représenté par des jetons colorés : rouge pour fautif, noir pour correct et étoile pour inconnu). Deuxièmement, chaque transition en RdPC peut avoir plusieurs modalités de franchissement, nous avons donc défini pour chaque activité deux modalités de transition, fautif et correct, auxquelles on a associé des fonctions de propagation de couleur. Finalement, La sémantique RdPC porte de manière implicite la notion d'ordre partiel des observations. La contribution principale de cette thèse consiste à réduire le problème de diagnostic à la résolution d' un système d'inéquation algébrique en se fondant sur l'équation fondamentale de la dynamique des RdPs. La résolution de ce système d'inéquation permet de calculer le diagnostic sans dépliage de la trajectoire même dans les cas d'itération d'activités et ceci sans perte de la précision du diagnostic. Nous avons également, en se fondant sur la notion de sous-réseaux fonctionnels, proposé une version décentralisée de la résolution du système d'inéquation. La dimension applicative de cette thèse concerne le diagnostic d'orchestration de services Web. Une traduction du langage d'orchestration BPEL en RdPC a été donné ainsi qu'une application détaillée sur un scénario.