Les nouvelles réglementations thermiques, plus strictes, ont rendu nécessaire la prise en compte des transferts de masse dans les parois de bâtiment et leur interaction avec les transferts thermiques, particulièrement dans le cas de celles composées de matériaux poreux très hygroscopiques.Le dispositif expérimental est composé de deux parois montées et testées sur des cellules PASSYS orientables et à l'ambiance intérieure régulée, situées sur le site du CEA-INES au Bourget du Lac. Les parois, à ossature bois et à l'isolation en fibre de bois, ont été testées sous différentes conditions intérieures et extérieures, en fonction respectivement des consignes en température et en humidité, et de l'orientation. Les mesures expérimentales longues d'une année ont mis en évidence l'influence des fluctuations en humidité sur le comportement thermique des parois testées, et inversement de l'influence des températures sur l'humidité dans les parois.Un modèle numérique a été mis en oeuvre afin de simuler les phénomènes observés en conditions expérimentales. Le modèle, développé sur l'outil DYMOLA, a été validé par une comparaison avec d'autres modèles numériques existants, lors d'un benchmark sur des mesures expérimentales en conditions contrôlées. Il a ensuite été simulé les séquences expérimentales en conditions extérieures de ce travail. La comparaison des résultats numériques et expérimentaux ont mis en évidence un concordance des mesures de température, mais une divergence pour les mesures en humidité. Des ajustements paramétriques ont mis en évidence une surestimation de l'inertie hygrique combinée à une sous-estimation de la perméabilité à la vapeur du modèle numérique en comparaison aux séquences expérimentales. Une inadéquation des propriétés des matériaux telles que prises en compte généralement dans les modèles numériques, avec les conditions expérimentales dans lesquelles elles sont relevées est soulignée. / More stringent thermal regulations, made necessary the inclusion of mass transfer in building walls and their interaction with heat transfer, particularly for those composed of porous and highly hygroscopic materials.The experimental device consists of two walls mounted and tested on PASSYS orientable cells, with controlled indoor environment, located on the CEA-INES site in Le Bourget du Lac. The wood framed walls, with a wood fiber insulation were tested under different internal and external conditions, depending respectively on internal monitored temperature and humidity, or orientation. The one-year long experimental measurements have shown the influence of moisture fluctuations on the thermal behavior of the tested walls, and also the influence of temperature on the moisture in the walls.A numerical model was used to simulate the phenomena observed in experimental conditions. The model, developed on DYMOLA was firstly validated by a comparison with other existing numerical models, during a benchmark on experimental measurements under controlled conditions. It was then used to simulate experimental sequences on external conditions of this work. Comparing the numerical and experimental results have shown a correlation of the temperature measurements, but a difference for the moisture measurements. Parametric adjustments showed an overestimation of the Hygric inertia combined with an underestimation of the vapor permeability of the numerical model compared to experimental sequences. A mismatch of material properties such as reflected generally in the numerical models with the experimental conditions in which they are recorded is underlined.

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A fully coupled system in which a vehicle s aerodynamic and handling responses can be simulated has been designed and evaluated using a severe crosswind test. Simulations of this type provide vehicle manufacturers with a useful alternative to on road tests, which are usually performed at a late stage in the development process with a proto- type vehicle. The proposed simulations could be performed much earlier and help to identify and resolve any aerodynamic sensitivities and safety concerns before significant resources are place in the design. It was shown that for the simulation of an artificial, on-track crosswind event, the use of the fully coupled system was unnecessary. A simplified, one-way coupled system, in which there is no feedback from the vehicle s dynamics to the aerodynamic simulation was sufficient in order to capture the vehicle s path deviation. The realistic properties of the vehicle and accurately calibrated driver model prevented any large attitude changes whilst immersed in the gust, from which variations to the aerodynamics could arise. It was suggested that this system may be more suited to other vehicle geometries more sensitive to yaw motions or applications where a high positional accuracy of the vehicle is required.

Pour les applications radioastronomiques, l'interface entre les mondes analogique et numérique est primordiale. Les convertisseurs analogique-numérique (CAN) doivent atteindre une forte résolution et un taux d'échantillonnage de plus en plus élevé pour numériser la plus grande bande passante possible. Pour le futur radiotélescope géant international SKA (Square Kilometer Array), la bande passante requise s'étend de 100 à 1500 MHz. L'objectif de ce mémoire est de concevoir et réaliser un CAN avec la technologie Qubic4X 0,25 µm en SiGeC, capable de dépasser le giga échantillon par seconde (GS/s) pour numériser toute la bande passante, pour des réseaux phasés denses. Deux études de CAN font l'objet de cette thèse. Dans le cadre de ce projet, nous avons analysé les différents blocs afin de minimiser les erreurs statiques et dynamiques pour une architecture parallèle 6 bits. Un premier CAN 6~bits en BiCMOS fonctionnant à une cadence de 1 GS/s a été étudié, réalisé et testé. Les simulations « post-layout » montrent un nombre de bits effectif de 4,6 bits pour une fréquence d'entrée de 400 MHz. La conception du masque permet de tester la puce. Ainsi, la sortie permet de valider le design. Les tests démontrent que le CAN opère à une fréquence maximale de 850 MS/s avec une bande passante de 400~MHz. Cependant, des erreurs persistent empêchant l'utilisation du circuit en raioastronomie. Le CAN consomme 2 Watts. Cette forte consommation est due aux interfaces d'entrées-sorties. Le second CAN bipolaire 6 bits fonctionne à une cadence de 3 GS/s. Ce convertisseur à architecture parallèle est entièrement conçu avec des topologies différentielles bipolaires. La partie numérique utilise une logique à émetteur couplé (ECL). Nous obtenons ainsi pour le second CAN une cadence de conversion élevée. Les simulations « post-layout » montrent que le CAN peut fonctionner à une fréquence de 3 GS/s, nous obtenons ainsi une bande passante de 1400 MHz. Les résultats dynamiques indiquent un nombre effectif de 5 bits pour une consommation de 3 Watts. / For applications in radio astronomy, the interface between the analog and digital domains is of primary concern. Analog-to-Digital Converters (ADC) must be capable of high resolution and extremely high sampling speeds in order to achieve the largest possible band width. For the future giant international radio telescope called the Square Kilometer Array (SKA), the bandwidth required is between 100 and 1500~MHz. The subject of the present thesis is to design and manufacture an ADC using the Qubic4X 0.25 µm technology in SiGeC capable of surpassing giga-samples per second (GS/s) in order to digitise the entire passband for dense phased-arrays. Two ADC designs are presented here. For this project, we analysed different design blocks with the goal of reducing static and dynamic errors in a 6-bit parallel architecture. The first 6-bit ADC which was designed, manufactured, and tested, was in BiCMOS and operated at 1 GS/s. The post-layout simulations showed the effective number of bits to be 4.6 bits with a 400 MHz input frequency. The mask design allowed for testing the chip. In this way, the output validates the design. Tests show that the ADC operates up to a maximum frequency of 850 MS/s with a passband of 400 MHz. However, there are some errors which make the current circuit unusable for astronomy purposes. The ADC runs on 2 Watts. The high power consumption is due to the input and output stages. The second 6-bit bipolar ADC operates at 3 GS/s. It is designed with a parallel architecture entirely using a bipolar differential topology. The digital part uses Emitter Coupled Logic (ECL). With this second chip, we obtain high speed conversion. Post-layout simulations show that the ADC can operate up to 3 GS/s, and we thus obtain a passband of 1400 MHz. Dynamic measurements indicate an effective number of bits of 5 bits with a power consumption of 3 Watts.

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'étude à basse température de dispositifs en silicium de taille nanométrique. Dans ces dispositifs, il est possible de faire passer le courant électrique à travers un nombre réduit de dopants. Nous avons étudié plus spécifiquement le cas de deux dopants en séries, dont les potentiels électrostatiques sont contrôlés indépendamment par deux tensions de grille. En régime de transport électronique statique, il est possible d'effectuer une spectroscopie des niveaux électronique des dopants. On mesure la séparation des deux premiers états de dopants phosphore, qui est proche de 10 meV, alors qu'elle est de 11,7 meV pour des dopants dilués dans un cristal massif. Cette différence s'explique par la proximité des dopants avec une interface avec de l'oxyde de silicium. En régime dynamique, lorsque les niveaux des dopants sont modulés par un signal périodique, on observe qu'un courant est généré par le dispositif. L'évolution du courant en fonction des tensions de grille est simulée en prenant en compte les couplages tunnels du système. À haute fréquence, lorsque l'on observe la quantification d'énergie électromagnétique échangée avec le système, on reproduit le courant mesuré en fonction de l'amplitude du signal appliqué sur les grilles. Cette mesure permet de mettre en évidence la cohérence d'un électron partagé sur deux dopants. / In this thesis, we studied low temperature silicon devices of nanometer size. In these devices, an electric current can flow through a small number of dopants. We studied the case of two dopants in series which electrostatic potentials are controlled independently by two gate voltages. In static regime, it is possible to perform spectroscopy of electronic doping levels. We measure an energy separation of the first two states for the phosphorus dopants around 10 meV, while this separation is 11.7 meV for dopants diluted in a bulk crystal. This difference is explained by the proximity of dopants with a silicon oxide interface. When the levels of the dopants are modulated by a periodic signal a current is generated by the device. The evolution of the current versus gate voltages is simulated by taking into account the tunnel couplings of the system. At high frequency, when we observe the quantification of electromagnetic energy exchanged with the system, the measured current as a function of the amplitude of the signal applied to the gates is described. This is an experimental evidence of the coherence of an electron shared by two dopants.

Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-03-03T18:31:59Z No. of bitstreams: 2 MVPS_tese_versao_final_completa_sem_assinatura.pdf: 9794248 bytes, checksum: e8b0b56cd04ef0be4abb905d4891a1cb (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T18:31:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 MVPS_tese_versao_final_completa_sem_assinatura.pdf: 9794248 bytes, checksum: e8b0b56cd04ef0be4abb905d4891a1cb (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-08-17 / CNPq e FACEPE / Este documento apresenta a Tese de doutorado do estudante Marcus Vinicius Pereira dos Santos ao Programa de P´os-Gradua¸c˜ao em Ciˆencia de Materiais da Universidade Federal de Pernambuco. Neste trabalho procurou-se avaliar propriedades eletrˆonicas, espectrosc ´opicas e catal´ıticas de trˆes tipos de materiais moleculares: fenestranos, alcaplanos e o 1,4-benzenodimetanol. Os fenestranos possuem uma subunidade espiroalcano e apresentam como caracter´ısticas energ´eticas principais: energias de ioniza¸c˜ao da mesma ordem de metais alcalinos terrosos tais como c´alcio (6,11 eV), magn´esio (7,64 eV) e ber´ılio (9,32 eV), cujos valores est˜ao intimamente relacionados com o menor valor do ˆangulo torsional envolvendo o carbono central e seus carbonos vizinhos ( ). Por sua vez, o valor deste ˆangulo torsional est´a associado aos tipos de an´eis, `a presen¸ca ou n˜ao das liga¸c˜oes duplas e a quantidade de liga¸c˜oes duplas por anel. Isto permite um controle muito sens´ıvel n˜ao s´o da energia de ioniza¸c˜ao, mas tamb´em da energia de tens˜ao do anel, o que ´e essencial para se propor, simultaneamente, compostos com car´ater doador de el´etrons e sinteticamente vi´aveis para aplica¸c˜ao em sistemas aceitador-ponte-doador (A-B-D) utilizados em ´optica n˜ao-linear (NLO). Contudo, os alcaplanos s˜ao os materiais moleculares mais indicados como doadores de el´etrons em sistemas A-B-D, uma vez que possuem energias de ioniza¸c˜ao menores que 5 eV, mesmo em compostos que n˜ao possuem o ´atomo de carbono central tetracoordenado completamente plano (ptC), e assim como os fenestranos, possuem um controle sens´ıvel das propriedades energ´eticas com rela¸c˜ao ao valor de . A presen¸ca de liga¸c˜oes duplas nos an´eis e de grupos laterais do tipo -CH2- permite um controle diferenciado dessas propriedades, inclusive a supress˜ao da dependˆencia da energia de ioniza¸c˜ao com a planaridade (valor de ), o que permite o relaxamento da estrutura sem perder o baixo valor da energia de ioniza¸c˜ao do material. Por´em, os alcaplanos normalmente possuem tens˜oes de anel e entalpias de forma¸c˜ao maiores que os fenestranos, o que explica a dificuldade de s´ıntese desses compostos. A aproxima¸c˜ao PICVib, procedimento in´edito para an´alise da frequˆencia de modos normais espec´ıficos, mostra-se como uma alternativa simples, geral, robusta e com excelente desempenho na previs˜ao de frequˆencias vibracionais, mesmo com baixas energias (100 cm−1). Com seu aux´ılio, ´e poss´ıvel transpor facilmente a barreira de utiliza¸c˜ao de m´etodos p´os-Hartree-Fock mais sofisticados, com fun¸c˜oes de base triplo zeta que incluem fun¸c˜oes difusas e de polariza¸c˜ao, em sistemas moleculares com cerca de 50 ´atomos. J´a sua vers˜ao de baixo custo, a PICVib-v, requer bastante cautela para uso, uma vez que depende fortemente do qu˜ao diferente ´e a geometria obtida como m´etodo low comparada vi RESUMO vii `aquela fornecida pelo m´etodo high. Existe algum alcaplano ptC est´avel? Ao contr´ario do que foi comentado e proposto na literatura, acreditamos que uma resposta definitiva n˜ao pode ser dada por metodologias baseadas no funcional da densidade ou at´e mesmo com a teoria de perturba¸c˜ao de segunda ordem, pois em v´arios casos estudados nesta tese esses m´etodos forneceram resultados discordantes e contradit´orios. Com teorias mais sofisticadas, como ´e o caso de “coupled-cluster”(CC) aliado ao PICVib (ou PICVib-v), constata-se que dentre os quatro compostos analisados contendo ptC, o dimetilespiroalcaplano proposto por Radom apresenta uma frequˆencia imagin´aria no valor de 371i cm−1 calculada com o m´etodo CCSD, contradizendo um dos principais resultados obtidos na literatura, al´em dos pr´oprios resultados obtidos neste trabalho com o m´etodo MP2 (com diferentes fun¸c˜oes de base). Os resultados CCSD mostram ainda que dois compostos com ptC apresentam frequˆencias reais, mas ambos apresentam instabilidade da fun¸c˜ao de onda. Assim, acreditamos que o tratamento empregado ´e inadequado. A nossa proposta de alcaplano com ptC ´e inst´avel, pois apresenta constante de for¸ca negativa. Assim, n˜ao resta nenhum composto proposto com ptC que seja est´avel. Acreditamos que por causa da estrutura eletrˆonica ex´otica e pouco usual destes compostos, o uso de m´etodos quˆanticos tradicionais podem levar `a conclus˜oes equivocadas acerca da estabilidade de alcaplanos com ptC. Entretanto, a problem´atica da estabilidade n˜ao afeta a proposta desta tese, pois excelentes grupos doadores de el´etrons podem ser obtidos com alcaplanos contendo carbono central tetracoordenado quase-plano (quase-ptC). Desse modo, utilizando esses grupos doadores em sistemas A-B-D, obtivemos valores de polarizabilidades (), primeira () e segunda () hiperpolarizabilidades compar´aveis aos maiores valores j´a relatados na literatura. Infelizmente, problemas na instabilidade da fun¸c˜ao de onda n˜ao permitem que esses c´alculos sejam realizados com fun¸c˜oes de base mais sofisticadas. Com rela¸c˜ao ao processo de cat´alise com o 1,4-benzenodimetanol (BDM), os mecanismos de rea¸c˜oes SN2 e E2 envolvendo o ´ıon acetato e o cloroetano s˜ao espontˆaneos, mas somente s˜ao catalisados pela intera¸c˜ao com o BDM no solvente dimetilsulf´oxido (DMSO), mostrando que os efeitos do solvente s˜ao essenciais para se observar a cat´alise dessa rea ¸c˜ao. Mesmo com a proposi¸c˜ao de novos caminhos reacionais SN2 e E2, essa tendˆencia se mant´em. A modifica¸c˜ao do BDM com a inclus˜ao de mais um grupo -CH2-OH n˜ao favorece a cat´alise desses mecanismos. Contudo, do ponto de vista termodinˆamico, os mecanismos de rea¸c˜oes SN2 s˜ao espontˆaneos n˜ao apenas em DMSO, mas tamb´em em fase g´as. O mesmo n˜ao ocorre para os diferentes mecanismos E2, em que a espontaneidade ocorre apenas em DMSO.

[pt] Apresenta-se aqui um modelamento teórico para descontinuidades na casca de guias dielétricos, tanto para o Slab quanto para fibra ótica, propondo-se apenas estudar o comportamento do modo fundamental em ambas as estruturas. Todo o desenvolvimento é feito a partir da expansão das componentes transversais de campo segundo coeficientes de acoplamento. A análise de tais coeficientes descrevem as potências de transmissão e reflexão da descontinuidade. Em seguida, aplica-se as condições de contorno à descontinuidade para solucionar o conjunto de equações integro-diferenciais formado pela expansão. Tal modelamento é útil no desenvolvimento de sensores de temperatura onde a ponta sensora é exatamente a estrutura estudada. Comparações qualitativas são feitas entre os resultados teóricos e medidas feitas em laboratório com este tipo de sensor. / [en] We show here a theoretical model for descontinuity in clad of dielectric guides, for Slab as much as optical fiber. We just studied the behavior of dominant mode, in both structures. All development is done starting with expansion of transversal components fo field according to the coupled coefficients. The analysis of such coefficients shows the transmission powers and descontinuity reflexion. Next, we apply the boundary value problems to descontinuity to solve the sets integro-differential equations formed by the expansion. This model is useful in the development fo temperature sensors, where the sensor is exactly the studied structure. Qualitative comparisons are done between the theoretical results and the experimental measures using the kind of sensor.

Ce travail traite du ballottement d'un fluide dans une cuve rectangulaire en mouvement et du couplage avec un corps flottant. Nous exposons premièrement une théorie linéaire basée sur la décomposition des mouvements dans la base des modes propres de la cuve. Pour les mouvements plus importants la théorie linéaire atteint ses limites, nous proposons un modèle de type Boussinesq et un modèle d'équations intégrales avec des conditions de surface libre complètement non-linéaires. Nous considérons également un terme d'amortissement linéarisé. Nous comparons les résultats numériques à des résultats expérimentaux pour une cuve à fond plat et pour un fond légèrement incliné. Le taux de remplissage varie également. Le couplage de la cuve avec une barge rectangulaire est réalisé par développement en série de fonctions propres et par leur raccordement aux frontières des différents sous-domaines. Tous ces résultats, numériques et expérimentaux , sont comparés dans le domaine fréquentiel et temporel. / This work focuses on the sloshing of the fluid in rectangular tanks with forced motions and of the coupling with a floating body. A linear theory is firstly given for the sloshing which is represented by the superposition of natural sloshing modes. Compared with linear theory, the extended Boussinesq-type models are used for the simulations of nonlinear sloshing motions. The fully nonlinear free surface conditions are adopted and linear damping term is considered in the model. The integral equation method with fully nonlinear free surface conditions are also applied. A flat bottom rectangular tank with different filling levels are discussed based on these numerical methods and experiences. The solutions of an inclined bottom tank are studied and compared with experimental results. The sea-keeping of a rectangular barge is modeled by a series of eigen-functions. The coupled computations of the sloshing in the tank and the sea-keeping of floating body are studied in both the frequency domain and time domain. The numerical results are compared with experimental results.

Le continuum sol-zone non saturée-aquifère est rarement abordé en modélisation des pesticides car il requiert des outils et une méthodologie élaborés. Ces outils peuvent avoir des niveaux de complexités variables, le plus simple étant le modèle global et le plus complexe, le modèle hydrogéologique de transport en 3 dimensions prenant en compte chacun des compartiments dans le détail. Dans ce contexte une modélisation associant de manière dynamique des outils ou des méthodes propres à chaque compartiment propose une solution intermédiaire intéressante. Une approche progressive de la modélisation hydrodynamique ainsi que de la modélisation des transferts de pesticides, appliqué au cas du bassin versant hydrogéologique de la source des Brévilles à Montreuil-sur-Epte (Val d’Oise) a pu être réalisée et fournir un modèle couplé 1D / 2D prenant en compte l’écoulement et le transport dans le sol, la zone non saturée et la zone saturée / The continuum ground-vadose zone-aquifer is rarely studied in the modeling of pesticides because it requires elaborate tools and methodology. These tools may have variable levels of complexity, the simplest being the global model and most complex, the hydrogeological model of transport in 3D taking into account each compartment in detail. In this context, a modeling associating in a dynamic way, tools or specific methods to each compartment will be an interesting intermediate solution. A progressive approach of hydrodynamic modeling and transfer modeling of pesticides applied to the case of the Brévilles spring catchment in Montreuil-sur-Epte (Val d'Oise) has been carried out and provided a coupled model 1D / 2D taking into account the flow and transport in the ground, the unsaturated zone and the saturated zone

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第14624号 / 工博第3092号 / 新制||工||1460(附属図書館) / 26976 / UT51-2009-D336 / 京都大学大学院工学研究科電気工学専攻 / (主査)教授 引原 隆士, 教授 北野 正雄, 准教授 山田 啓文 / 学位規則第4条第1項該当