Ce mémoire de thèse présente le développement de la méthode «statistical modal energy distribution analysis (SmEdA)» pour des systèmes vibro-acoustiques couplés. Cette méthode de calcul est basée sur le bilan énergétique dans des sous-systèmes fermés couplés, comme une structure ou une cavité. L’interaction entre de tels systèmes est décrite par des couplages entre les modes. La version initiale de SmEdA prend en compte seulement les modes qui ont une fréquence propre dans le bande d’excitation. Le travail présenté ici étudie l’effet des modes non résonants sur la réponse et identifie les cas dans lesquels un tel effet devient important. L’introduction des modes non résonants permet d’utiliser la méthode SmEdA dans des cas d’applications plus larges. En outre, une nouvelle méthode de post-traitement a été développée pour calculer des distributions d'énergie dans les sous-systèmes. Finalement, une nouvelle méthode d'approximation pour la prise en compte des modes de systèmes de grandes dimensions ou mal définis a été formulée. Toutes ces méthodes ont été comparées avec d’autres méthodes de calcul via des exemples académiques et industriels. Ainsi, la nouvelle version de SmEdA incluant le post-traitement pour obtenir des distributions d'énergie a été validé et les avantages et possibilités d'applications sont montrés. / This dissertation presents the further development of the statistical modal energy distribution analysis (SmEdA) for vibro-acoustic coupled problems. This prediction method is based on the energy balance in bounded coupled subsystems, like a structure or a cavity. The interaction between such subsystems is described by mode-to-mode coupling. The original SmEdA formulation takes into account only the modes having the eigenfrequencies within the excitation band. The present work investigates the effect of non resonant modes to the response and identifies cases in which such an effect becomes important. The inclusion of non resonant modes has thus resulted in a new SmEdA formulation which can be used in extended applications. Furthermore, a new post-processing method has been developed to predict energy distribution within subsystems. Finally a novel approximation method for handling modes of huge or ill-defined systems has been formulated. All these methods have been compared to other prediction methods via academic and industrial examples. In this way, the extended SmEdA approach including the post-processing for energy distribution has been validated and its advantages and application possibilities have been demonstrated.

Ce document d'HDR a pour but de démontrer ma capacité à diriger des recherches et à encadrer de jeunes chercheurs. On y trouve une synthèse de mes travaux situés à l'interface de la physique et des sciences de l'information : - les effts de résonance stochastique où le bruit joue un rôle utile dans le traitement non linéaire de l'information. Un point de vue original est en particulier développé en direction d'effets de bruit utile utilisant les nonlinéarités naturelles des capteurs de signaux ou d'images donnant lieu à des réalisations expérimentales sur des systèmes optiques; - l'analyse de signaux et d'images à travers les échelles par des outils d'analyse fractale et multifractale; - le projet de recherche que je développe actuellement en direction du traitement du signal et de l'imagerie appliqués aux sciences du vivant (biomédicale et végétale). Ce faisant, le document présente la démarche suivie à travers ces thématiques de recherche tour à tour guidées par le développement de paradigmes informationnels, le déploiement d'outils transversaux issus de la théorie de l'information, le lien avec mes activités d'enseignement également situées à l'interface de la physique et des sciences de l'information ou encore les richesses, contraintes et opportunités liées à mon environnement actuel de recherche.

La prédiction du bruit émis par les unités extérieures des pompes à chaleur, provenant en partie des batteries à ailettes, constitue un enjeu industriel important. L'obstacle majeur réside dans l'impossibilité de réaliser le calcul acoustique d'une batterie à ailettes avec les outils de simulation classiques (Éléments Finis de Frontière) à cause du trop grand nombre d'éléments nécessaires (près de 600 ailettes par mètre). Cette thèse a pour objectif d'exploiter la périodicité des batteries à ailettes afin de pouvoir calculer leur bruit rayonné à partir du rayonnement d'une seule ailette. La propagation des vibrations est décrite sous la forme d'une décomposition en ondes, autorisant la réalisation séparée des calculs pour chaque onde. Le déplacement en tout point de la structure est calculé à partir du déplacement d'un seul élément unitaire, obtenu par la Méthode des Éléments Finis (FEM). Un élément unitaire acoustique est spécialement défini, comprenant des baffles rigides destinés à représenter l'influence des autres ailettes de la structure. Le rayonnement de cet élément est calculé pour chaque onde en utilisant la méthode des Éléments Finis de Frontière (BEM), puis dupliqué spatialement en tenant compte de la nature propagative des différentes ondes. Pour chaque structure étudiée, la comparaison avec le calcul direct de la structure complète montre une très bonne concordance avec des temps de calcul fortement réduits. L'influence de plusieurs paramètres sur le comportement de la structure a également été identifiée, mettant ainsi en évidence certains phénomènes particuliers propres aux structures périodiques. Dans la dernière partie de cette thèse, une validation expérimentale de l'approche périodique est proposée. Les résultats numériques sont comparables aux mesures vibratoires et acoustiques réalisées sur les batteries à ailettes.

Ce travail concerne l'étude mathématique et l'analyse numérique d'une méthode de résolution du problème de Cauchy basée sur la minimisation d'une fonctionnelle énergétique. Depuis les travaux de J. Hadamard, le problème de Cauchy est connu pour être mal posé et les méthodes de résolution de ce type de problèmes présentent une importante instabilité numérique dans le cas de données bruitées. Dans le premier chapitre, le problème de Cauchy est introduit et des résultats théoriques classiques sont donnés. La méthode énergétique et le problème de minimisation associé sont présentés, la théorie du contrôle optimal est utilisée pour l'étude mathématique de ce problème de minimisation. Le deuxième chapitre est consacré à l'application de la méthode énergétique pour l'équation de la chaleur stationnaire. Une fois le cadre variationnel défini, la discrétisation éléments finis de la méthode et des estimations d'erreur a priori tenant compte des données bruitées sont données. Lorsque les données sont bruitées, l'erreur atteint une valeurs minimale avant d'exploser numériquement tandis que la fonctionnelle atteint assymptotiquement un seuil dépendant du taux de bruit. Une estimation du seuil atteint par la fonctionnelle en fonction du bruit est donnée et aboutit à la proposition d'un critère d'arrêt pour le processus de minimisation permettant de contrôler l'explosion numérique due au bruit. Enfin, les résultats théoriques sont validés numériquement, la robustesse et l'efficacité du critère d'arrêt proposé sont illustrées par différents tests numériques. La méthode énergétique est ensuite appliquée à l'équation de la chaleur en régime transitoire et est analysée en suivant la méthodologie introduite dans le cas stationnaire. / The purpose of this work is the mathematical study and the numerical convergence analysis of a method based on minimization of an energy-like functional for solving Cauchy problem. Since J. Hadamard's works, the Cauchy problem is known to be ill-posed and many resolution methods for this kind of problem present an important numerical instability in the case of noisy data. In the first chapter, we give the Cauchy problem and report classical theoretical results. The energy-like method and the related minimization problem are introduced, the optimal control theory is used for the mathematical study of this minimization problem. The second chapter is devoted to the application of the method for the steady state heat transfer equation. Afterwards the variational framework has been defined, the discretization of the method and a priori error estimates taking into account noisy data are given. When noise is introduced on the Cauchy data, we observe during the optimization process that the error reaches a minimum before increasing very fast and leading to a numerical explosion. At the same time, the energy-like functional attains asymptotically a minimal threshold depending on the noise. An estimation is given for the threshold reached by the functional and leads to a stopping criterion wich allows to control the numerical explosion due to noise. Finally, numerical validation of theoretical results is performed, robustness and efficiency of the proposed stopping criterion are illustrated by different numerical experiments. Then, the energy-like method is applied to the time dependent heat transfer equation and analysed following the methodology introduced in the stationary case.

L'optimisation des rotors d'hélicoptère, tant en termes de forme, de structure interne, ou de performance aérodynamique conduit à explorer de nouveaux types de design pour les pales. L'emploi massif de matériaux composites, le recours à des formes courbes et non plus simplement droites ou encore l'ajustement du vrillage aérodynamique font partie des pistes explorées. Ces nouveaux concepts de pales font apparaitre des comportements élastiques complexes où la torsion, la flexion et l'allongement axial viennent se coupler entre eux. L'étude de ces couplages est réalisée dans le repère tournant afin de pouvoir y intégrer tous les effets inhérents à la rotation des pales. Un élément fini de poutre droite non-linéaire et haute précision est formulé dans ce mémoire afin de répondre aux besoins de modélisation tant pour la prédiction des déformations quasi-statiques sous charge aérodynamique et centrifuge que pour la réalisation d'études dynamiques et de stabilité sur les pales. Le modèle a pour but d'être implémenté dans un code de calcul global de simulation d'hélicoptère et se doit donc de proposer un compromis acceptable entre la précision, la robustesse et le temps de calcul. La validation du modèle proposé s'appuie sur des études analytiques, numériques et expérimentales. La grande précision de l'élément fini proposé est démontrée sur des pales de dernière génération. Il est maintenant attendu que le couplage de ce modèle élastique avec les modèles aérodynamiques les plus avancés permette d'améliorer sensiblement la précision des outils de simulation, en particulier lors de l'étude de phénomènes instables dont la maitrise est indispensable au vol de l'hélicoptère. / Structural, shape and performances optimization in helicopter rotor leads to design composite blades initially curved and twisted. This design yields a highly coupled behavior between torsion, longitudinal and bending motions of blades. Besides, dynamic studies of blades have to be performed in the rotational frame, so that all rotatory effects could be siezed by the modeling. A highly accurate non-linear straight beam finite element is proposed to predict the static deformation under aerodynamic and centrifugal loads and achieve dynamic and stability analysis. This elastic model is to be implemented in a comprehensive rotorcraft analysis code, which means accuracy, reliability and calculation time compromise. Model validation is based on analytical, numerical and experimental investigations. The developed model reveals to be very accurate for new blade design including important twist angle and initially curved shape. It is expected to improve prediction quality for full helicopter simulation tools, undergoing strong coupling with advanced aerodynamic model

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la linguistique applicable, discipline médiane entre linguistique et didactique, qui s’intéresse aux contenus grammaticaux proposés pour l’enseignement. On y aborde la problématique de la grammaire sous l’angle exclusif de l’acquisition du FLE (français langue étrangère), et la première partie de la thèse est consacrée à une mise au point théorique dans les études psycholinguistiques et didactiques. La deuxième partie examine la méthodologie relative à la grammaire dans les ressources pour l’enseignement-apprentissage du FLE, les manuels et les ouvrages de référence grammaticaux, ainsi que sur les cd-rom et les sites internet consacrés au FLE. Les contenus relatifs au subjonctif ont été recensés dans ces supports pédagogiques, et on peut aisément montrer qu’ils ne correspondent pas aux usages réels de la langue. Faut-il préférer le silence ou le mensonge métalinguistique ?Si l’on ne peut se résoudre à aucune de ces options, peut-on reposer la question de l’apport de la linguistique à la didactique ?Répondant par l’affirmative, la troisième partie de la thèse passe en revue les théories linguistiques abordant le subjonctif :sémantiques, syntaxiques, générativistes, mentalistes, énonciatives, psychomécaniques, etc. Pour passer de la linguistique théorique à la didactique, un concept novateur est nécessaire :la valeur d’applicabilité. Elle est définie comme la tendance d’une théorie linguistique à être plus ou moins transposable pour l’enseignement-apprentissage. Les critères de cette valeur sont empruntés à des domaines variés, comme la philosophie des sciences, la lisibilité, et bien sûr la didactique. Le passage en revue des théories linguistiques montre que la théorie la plus transposable est celle de Marc Wilmet, mais qu’elle est ne rencontre pas tous les critères de la valeur d’applicabilité. Différentes propositions d’aménagement de la théorie guillaumienne, qui a inspiré celle de Wilmet, prennent place dans la suite de ce travail, et, même si elles ont une valeur d’applicabilité plus élevée, elles ne rencontrent pas non plus tous les critères. Enfin, cette thèse propose une théorie applicable qui concerne le subjonctif, mais aussi, plus largement, les modes français :infinitif, subjonctif et indicatif. Cette théorie fait appel à un principe explicatif unique :l’ancrage. Ancrer signifie lier le procès, par la personne et/ou le temps, au repère choisi par l’énonciateur pour l’énonciation. L’infinitif n’ancre pas le procès, le subjonctif l’ancre sur le plan de la personne et l’indicatif ancre le procès par le temps et la personne. L’ancrage est un terme simple, imagé, métaphorique, qui permettra aux apprenants de comprendre à moindre coût le système des modes français. La théorie permet de prédire les emplois dans un très grand nombre de cas, et cela, avec l’avantage d’une grande économie conceptuelle.<p>Les emplois du subjonctif français sont passés en revue à la lumière de cette théorie, ainsi que les nombreux cas de concurrence entre les modes. Enfin, on propose une séquence applicable, composée d’une synthèse sur les modes et d’explications sur le fonctionnement des emplois du subjonctif français, et incluant une progression des contenus grammaticaux. Cette ultime partie fait donc le lien avec le début de la thèse, et profite des recherches sur la grammaire en psycholinguistiques et en didactique.<p>En conclusion, cette thèse ouvre la voie à une rénovation profonde des contenus grammaticaux pour l’enseignement, tant pour le FLE que pour le FLM, car, si la grammaire française est réputée difficile, c’est peut-être autant dû à une inadéquation entre les règles et les usages donc à des lacunes de ses descriptions, qu’à une complexité inhérente au fonctionnement de la langue.<p><p> / Doctorat en Langues et lettres / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les bioprocédés ont connu un essor considérable au cours de ces dernières années et sont promis à un bel avenir. Qu'il s'agisse de la production de vaccins, de la fermentation de levures pour l'industrie alimentaire ou encore de l'épuration biologique des eaux usées, les applications sont nombreuses et les produits sont d'un intérêt capital pour l'être humain. Étant donnés le coût et le temps de mise en oeuvre de ces procédés, il est particulièrement utile de construire des simulateurs permettant de reproduire le comportement macroscopique des cultures cellulaires utilisées. Ces simulateurs peuvent servir à déterminer des conditions optimales de fonctionnement (en fonction des critères de l'utilisateur) et à tester certains outils (régulateurs, capteurs logiciels, etc.). Par ailleurs, il est nécessaire, pour le suivi et la régulation de ces procédés, de disposer de grandeurs mesurées (concentrations cellulaires, en substrats, en le produit d'intérêt, etc.). Les problèmes liés à la mesure matérielle de ces grandeurs sont nombreux: coût des capteurs, destruction des échantillons, longues périodes d'échantillonnage, temps d'analyse élevés, etc. Il est dès lors utile de construire des observateurs d'états (ou capteurs logiciels) fournissant une estimation en temps continu de grandeurs non mesurées sur la base d'un modèle mathématique et de certaines mesures matérielles. Les modèles mathématiques sont nécessaires pour la synthèse des deux types d'outils envisagés dans ce travail (simulateurs et capteurs logiciels). Les modèles utilisés consistent en les bilans massiques des constituants apparaissant dans le schéma réactionnel, ce dernier contenant les réactions essentielles pour la description des phénomènes à l'échelle macroscopique. Au sein de ces bilans massiques, une nouvelle structure générale de modèle cinétique est proposée, possédant un certain nombre de propriétés intéressantes, telles l'interprétation physique des paramètres cinétiques, les concentrations définies positives sous certaines conditions, la garantie de stabilité entrées bornées - états bornés, ou encore la possibilité de linéarisation en les paramètres à estimer. Une méthodologie générale d'estimation paramétrique est proposée, afin d'identifier les coefficients pseudo-stoechiométriques, les coefficients cinétiques et certains paramètres expérimentaux (concentrations initiales des cultures). Cette méthodologie possède un caractère systématique, prend en compte les erreurs de mesure sur l'ensemble des signaux (y compris à l'instant initial), fournit à l'utilisateur la covariance des erreurs d'estimation paramétrique, prend en compte intrinsèquement les contraintes de signe sur les paramètres, fournit une estimation des erreurs de simulation, permet de réduire le nombre d'équations différentielles au sein du modèle, etc. La mise en oeuvre et l'intérêt de ces outils sont illustrés en simulation (cultures bactériennes) et dans le cas d'une application réelle (cultures de cellules animales CHO). La première catégorie d'observateurs d'états étudiée dans ce travail est celle des observateurs utilisant pleinement le modèle cinétique. L'observation d'états basée sur l'identification des conditions initiales les plus vraisemblables est plus particulièrement analysée. Elle consiste à estimer en temps continu l'entièreté de l'état par intégration d'un modèle de simulation au départ des conditions initiales les plus vraisemblables. Ces dernières sont identifiées à chaque nouvel instant de mesure sur la base de toute l'information disponible jusqu'à cet instant. Certaines propriétés mathématiques sont étudiées (dont une comparaison avec le filtre de Kalman) et un certain nombre d'extensions de la méthode sont proposées (dont une version récurrente qui ne nécessite plus de résoudre un problème d'optimisation non linéaire à chaque nouvel instant de mesure). Ces outils sont à nouveau illustrés dans le cadre des cultures de cellules animales CHO, et se basent sur les modèles de simulation développés dans la première partie du travail. Étant donné les risques de divergence des observateurs de cette première catégorie lorsque la qualité du modèle cinétique n'est pas suffisante, une seconde catégorie est envisagée, constituée des observateurs utilisant partiellement le modèle cinétique. Dans ce contexte, un nouvelle technique est proposée consistant en un observateur hybride entre le filtre de Kalman étendu (utilisant pleinement le modèle cinétique) et l'observateur asymptotique de Bastin et Dochain (n'utilisant pas du tout le modèle cinétique). Cette structure estime (conjointement avec l'état du système) un degré de confiance en le modèle cinétique. Elle est capable d'évoluer de façon progressive, en fonction de ce degré de confiance, entre les deux solutions extrêmes (filtre de Kalman et observateur asymptotique), tirant ainsi parti des avantages respectifs de ces deux méthodes selon les conditions opératoires et la qualité du modèle cinétique. Ces outils sont validés sur des cultures bactériennes simulées.

Nous avons tenté, dans une première partie, de rassembler les connaissances géologiques sur la région en apportant nos propres observations et les hypothèses qui peuvent en découler. En second lieu, à partir de l'étude des caractéristiques hydrogéologiques des formations rencontrées, nous avons essayé de dresser le bilan hydrologique du plateau. Enfin, dans une conclusion générale, nous avons associé les problèmes économiques à ceux que posent la recherche de l'eau.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Au cours de la période comprise entre la fin des années 1960 et le début du XXIe siècle cette thèse propose, sous l'angle de la problématique originale du transport, une analyse de la dynamique d'un grand système technique et une modélisation historique des réseaux de transport de la Poste. Cette analyse du changement révèle la transformation de La Poste : son rapprochement avec le monde des transports, sa spécialisation et surtout son apprentissage de la concurrence à travers le développement de son activité dans le domaine de la messagerie, de la structuration de ce métier Colis aujourd'hui essentiel pour le Groupe La Poste. Mais à travers cet objet d'étude original au sein de la recherche historique comme de la recherche en transport, cette thèse s'attache également à montrer l'utilité de l'histoire au sein de l'entreprise et les possibilités applicatives de la discipline historique dans la recherche action. L'un des postulats de cette thèse considère en effet qu'une approche historique est susceptible d'apporter un éclairage original et enrichissant à l'analyse du changement : c'est à la fois la transformation de la Poste, au regard des mutations internes qui s'opèrent dans le domaine du transport et de la messagerie, mais également la nature de la relation entre ce transporteur singulier et le monde qui l'entoure qui se trouvent précisées. Si aujourd'hui l'un des enjeux majeurs de l'opérateur est d'arriver à concilier la logique d'une entreprise évoluant en totale concurrence en assurant conjointement un service public, par le passé, ce que cette thèse propose de démontrer, l'un des enjeux de la Poste a été d'arriver à développer son activité dans le secteur concurrentiel et à s'imaginer concurrentielle. Une transformation fondamentalement liée à l'expansion de son activité dans le domaine de la messagerie qui, s'il elle la rapproche davantage du monde des transports, apparaît selon nous comme l'école de la concurrence des services postaux et permet d'interroger l'apprentissage de la concurrence de l'opérateur depuis la fin des années 1970 / On the late 60s till the early 21st century, this thesis describes the issue of La Poste shipment, a focus on the dynamic large technical system and the historical network architecture starting inside the firm. This analysis reveals the considerable change inside La Poste across the years: the evolution of the shipment, the expertise and especially the way how they improve their business because of their competitors. All this lead them to develop their business in the messaging field and to restructure the way of packaging inside La Poste Group. This study reveals that their business has grown considerably over the years and that shipment research has contributed to give them the knowledge inside the company. One of the assumptions of this thesis considers that the historical approach has lead the group to improve their way of shipment and to develop a change strategy : it's the reorganisation inside the group, the internal restructuring of the shipment and messaging, and also the new definition of a relationship between this exceptional way of shipment and the whole world. The aim challenge of the operator is to be able to develop the business of the company trying to have a pole position on the market and insure a public service. This thesis also reveals that one of the major issues of la Poste by the past, was to develop their business and to be identified as one of the leader in this section. This fundamental change linked to the expansion of the shipment messaging, make us consider that the influence of the shipment experience and the competitors postal service had contributed to define the knowledge of the firm, we consider it as a major step for la Poste and allow us to get more curious on the competitor's learning since the late 1970s