Neste estudo, o novo algoritmo hibrido autoconfigurado PSOS (Particle Swarm Optimization - Simplex) para avaliação da integridade estrutural a partir de respostas dinâmicas é apresentado. A formulação da função objetivo para o problema de minimização definido emprega funções de resposta em freqüência e/ou dados modais do sistema. Uma nova estratégia para o controle dos parâmetros do algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO), baseada no uso do método de Nelder - Mead é desenvolvida; conseqüentemente, a convergência do PSO fica independente dos parâmetros heurísticos e sua estabilidade e precisão são melhoradas. O método híbrido proposto teve melhor desempenho, nas diversas funções teste analisadas, quando comparado com os algoritmos simulated annealing, algoritmos genéticos e o PSO. São apresentados diversos problemas de detecção de dano, levando em conta os efeitos do ruído e da falta de dados experimentais. Em todos os casos, a posição e extensão do dano foram determinadas com sucesso. Finalmente, usando o PSOS, os parâmetros de um oscilador não linear (oscilador de Duffing) foram identificados. / In this study, a new auto configured Particle Swarm Optimization - Simplex algorithm for damage detection has been proposed. The formulation of the objective function for the minimization problem is based on the frequency response functions (FRFs) and the modal parameters of the system. A novel strategy for the control of the Particle Swarm Optimization (PSO) parameters based on the Nelder-Mead algorithm (Simplex method) is presented; consequently, the convergence of the PSOS becomes independent of the heuristic constants and its stability and accuracy are enhanced. The formulated hybrid method performs better in different benchmark functions than the Simulated Annealing (SA), the Genetic Algorithm (GA) and the basic PSO. Several damage identification problems, taking into consideration the effects of noisy and incomplete data, were studied. In these cases, the damage location and extent were determined successfully. Finally, using the PSOS, a non-linear oscillator (Duffing oscillator) was identified with good results.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / During machining, high temperatures are generated in the region of the tool cutting edge, and these temperatures have a controlling influence on the wear rate of the cutting tool and on the friction between the chip and the tool. However, direct measurement of temperature using contact type sensors at the tool-work interface is difficult to implement due to the rotating movement of the workpiece and the presence of the chip. Therefore, the use of inverse heat conduction techniques represents a good alternative since these techniques takes into account temperatures measured from accessible positions. This work proposes a new experimental methodology to determine the thermal fields and the heat generated in the chiptool interface during machining process using inverse problems techniques. This work develops a numerical 3-D transient thermal model that takes into account both the tool and toolholder assembly. The thermal model represents the direct problem and is solved using finite volume techniques on a non uniform mesh. The related inverse problem is solved by using the golden section technique. The experimental data and inverse technique are processed using a computational algorithm developed specifically for inverse heat flux estimation in manufacturing processes called INV3D. An error analysis of the results and the experimental procedures to determine the cut area and the tool holder temperature are also presented. Besides the machining problem, INV3D is also able to solve different thermal problems. As an example of its generality, this work also presents an application of this software in the thermal fields study during a welding process. / Durante a usinagem de metais, altas temperaturas são geradas na interface de cavacoferramenta. Essas temperaturas, por sua vez, têm forte influência no controle da taxa de remoção de material e no atrito entre o cavaco e a ferramenta de corte. Observa-se, entretanto que a medição direta de temperaturas nessa região é de difícil execução devido ao movimento da peça e a presença do cavaco. Assim, o uso de técnicas inversas em condução de calor se apresenta como uma boa alternativa para a obtenção dessas temperaturas uma vez que essas técnicas permitem o uso de dados experimentais obtidos em regiões acessíveis. Este trabalho propõe uma nova metodologia experimental para a determinação dos campos térmicos e do fluxo térmico gerado em ferramentas de corte durante um processo de torneamento. Uma das inovações apresentadas é o desenvolvimento de um modelo térmico tridimensional transiente que considera além da ferramenta de corte, o conjunto ferramenta, calço e porta-ferramenta. O problema direto é então resolvido numericamente usando-se diferenças finitas a partir de uma malha de discretização não uniforme. O problema inverso, por sua vez, é resolvido por meio da técnica de otimização da seção áurea. Para a solução dos problemas envolvidos, desenvolveu-se um código computacional específico, denominado INV3D. O programa INV3D contém ainda uma série de funções que auxiliam na aquisição dos dados experimentais, na geração da malha tridimensional e na análise em ambiente gráfico. O trabalho apresenta também os procedimentos experimentais usados na medição das temperaturas na ferramenta, calço e porta-ferramenta e na identificação da área de interface de corte. Os resultados obtidos são validados por meio de experimentos controlados em laboratório e de análises qualitativas. Além do problema de usinagem investigado, como exemplo da generalidade do Inv3D na solução de problemas térmicos, apresenta-se também uma aplicação deste software no estudo de campos térmicos decorrentes de um processo de soldagem TIG em alumínio. / Doutor em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a 3D computational/mathematical model to solve the heat diffusion equation with phase change, considering addition of material and complex geometry. The finite volume method was used and the computational code was implemented in C++, using Borland compiler. Experimental tests were carried out for validation of the model in question. It was used a material whose thermal properties, varying with temperature, are well known: the stainless steel AISI 304. In addition, an inverse technique based on Golden Section was implemented to estimate the heat flux supplied to the sample. Experimental temperatures were measured using thermocouples type J - in a total of 07 (seven) - all connected to the metal sheet and the Agilent 34970A datalogger. The metal had a \"V\" Groove of 45°. In this location was conducted the deposition of material on only one welding pass and the dimensions (width and height) were measured after welding. The thermal model was validated from comparisons between measured and calculated temperatures. The results were consistent and validated the computational/mathematical model proposed. An innovation presented in this work consists in the calculation and visualization of the dimensions of the welding pool during welding. The complex geometry obtained proves that more studies are needed and new models must be designed to clarify and explain the formation of welding pool during welding of metal sheet. / Desenvolve-se, neste trabalho, um modelo matemático/computacional 3D (tridimensional) de difusão de calor com mudança de fase, acréscimo de material e geometria complexa. O método de volumes finitos foi implementado em linguagem C, utilizando o compilador Borland. Foram realizados testes experimentais para a validação do modelo em questão. Usou-se um material cujas propriedades térmicas, variando com a temperatura, são bem conhecidas: o aço inox AISI 304. Além do modelo direto já citado, foi implementada uma técnica inversa para o cálculo do fluxo de calor. Utilizou-se neste caso a amplamente conhecida Seção Áurea: técnica que exige uma simplificação, fluxo de calor constante ao longo do tempo de soldagem. As temperaturas na chapa foram medidas utilizando termopares do tipo J - em um total de 07 (sete) - todos ligados ao datalogger Agilent 34970A. As medições foram feitas do lado oposto à tocha de soldagem. A chapa metálica possuía um chanfro em V de 45º. Neste local foi realizada a deposição de material (reforço) em somente um passe de soldagem. As dimensões da geometria do reforço (largura e altura) foram medidas depois da realização da soldagem. Em relação aos resultados, além da comparação entre as temperaturas medidas e calculadas, foi também determinada a eficiência térmica da soldagem. Os resultados foram consistentes e validaram o modelo matemático/computacional proposto. Uma inovação apresentada neste trabalho consiste no cálculo e visualização gráfica tridimensional da poça de fusão ao longo do tempo. A complexa geometria obtida comprova que mais estudos se fazem necessários e que novos modelos devem ser concebidos para esclarecer e explicar a formação da poça de fusão durante a soldagem de chapas metálicas. / Doutor em Engenharia Mecânica

Esta tese tem por objetivo propor uma metodologia para recuperação de perfis verticais de temperatura na atmosfera com nuvens a partir de medidas de radiância feitas por satélite, usando redes neurais artificiais. Perfis verticais de temperatura são importantes condições iniciais para modelos de previsão de tempo, e são usualmente obtidos a partir de medidas de radiâncias feitas por satélites na faixa do infravermelho. No entanto, quando estas medidas são feitas na presença de nuvens, não é possível, com as técnicas atuais, efetuar a recuperação deste perfil. É uma perda significativa de informação, pois, em média, 20% dos pixels das imagens acusam presença de nuvens. Nesta tese, este problema é resolvido como um problema inverso em dois passos: o primeiro passo consiste na determinação da radiância que atinge a base da nuvem a partir da radiância medida pelos satélites; o segundo passo consiste na determinação do perfil vertical de temperaturas a partir da informação de radiância fornecida pelo primeiro passo. São apresentadas reconstruções do perfil de temperatura para quatro casos testes. Os resultados obtidos mostram que a metodologia adotada produz resultados satisfatórios e tem grande potencial de uso, permitindo incorporar informações sobre uma região mais ampla do globo e, consequentemente, melhorar os modelos de previsão do tempo. / This thesis presents a methodology for retrieving vertical temperature profiles in the atmosphere with clouds from radiance measurements made by satellite, using artificial neural networks. Vertical temperature profiles are important initial conditions for numerical weather prediction models, and are usually obtained from measurements of radiance using infrared channels. Though, when these measurements are performed in the atmosphere with clouds, it is not possible to retrieve the temperature profile with current techniques. It is a significant loss of information, since on average 20% of the pixels of the images have clouds. In this thesis, this problem is solved as a two-step inverse problem: the first step is an inverse problem of boundary condition estimation, where the radiance reaching the cloud basis is determined from radiance measured by satellite; the second step consists in determining the vertical temperature profile from the boundary condition estimated in the first step. Reconstructions of temperature profile are presented for four test cases. The results show that the proposed methodology produces satisfactory results and has great potential for use, allowing to incorporate information from a wider area of the planet and thus to improve numerical weather prediction models.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Leito Móvel Simulado (LMS) é um processo de separação de compostos por adsorção muito eficiente, por trabalhar em um regime contínuo e também possuir fluxo contracorrente da fase sólida. Dentre as diversas aplicações, este processo tem se destacado na resolução de petroquímicos e principalmente na atualidade na separação de misturas racêmicas que são separações de um grau elevado de dificuldade. Neste trabalho foram propostas duas novas abordagens na modelagem do LMS, a abordagem Stepwise e a abordagem Front Velocity. Na modelagem Stepwise as colunas cromatográficas do LMS foram modeladas com uma abordagem discreta, onde cada uma delas teve seu domínio dividido em N células de mistura interligadas em série, e as concentrações dos compostos nas fases líquida e sólida foram simuladas usando duas cinéticas de transferência de massa distintas. Essa abordagem pressupõe que as interações decorrentes da transferência de massa entre as moléculas do composto nas suas fases líquida e sólida ocorram somente na superfície, de forma que com essa suposição pode-se admitir que o volume ocupado por cada molécula nas fases sólida e líquida é o mesmo, o que implica que o fator de residência pode ser considerado igual a constante de equilíbrio. Para descrever a transferência de massa que ocorre no processo cromatográfico a abordagem Front Velocity estabelece que a convecção é a fase dominante no transporte de soluto ao longo da coluna cromatográfica. O Front Velocity é um modelo discreto (etapas) em que a vazão determina o avanço da fase líquida ao longo da coluna. As etapas são: avanço da fase líquida e posterior transporte de massa entre as fases líquida e sólida, este último no mesmo intervalo de tempo. Desta forma, o fluxo volumétrico experimental é utilizado para a discretização dos volumes de controle que se deslocam ao longo da coluna porosa com a mesma velocidade da fase líquida. A transferência de massa foi representada por dois mecanismos cinéticos distintos, sem (tipo linear) e com capacidade máxima de adsorção (tipo Langmuir). Ambas as abordagens propostas foram estudadas e avaliadas mediante a comparação com dados experimentais de separação em LMS do anestésico cetamina e, posteriormente, com o fármaco Verapamil. Também foram comparados com as simulações do modelo de equilíbrio dispersivo para o caso da Cetamina, usado por Santos (2004), e para o caso do Verapamil (Perna 2013). Na etapa de caracterização da coluna cromatográfica as novas abordagens foram associadas à ferramenta inversa R2W de forma a determinar os parâmetros globais de transferência de massa apenas usando os tempos experimentais de residência de cada enantiômero na coluna de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Na segunda etapa os modelos cinéticos desenvolvidos nas abordagens foram aplicados nas colunas do LMS com os valores determinados na caracterização da coluna cromatográfica, para a simulação do processo de separação contínua. Os resultados das simulações mostram boa concordância entre as duas abordagens propostas e os experimentos de pulso para a caracterização da coluna na separação enantiomérica da cetamina ao longo do tempo. As simulações da separação em LMS, tanto do Verapamil quando da Cetamina apresentam uma discrepância com os dados experimentais nos primeiros ciclos, entretanto após esses ciclos iniciais a correlação entre os dados experimentais e as simulações. Para o caso da separação da cetamina (Santos, 2004), a qual a concentração da alimentação era relativamente baixa, os modelos foram capazes de predizer o processo de separação com as cinéticas Linear e Langmuir. No caso da separação do Verapamil (Perna, 2013), onde a concentração da alimentação é relativamente alta, somente a cinética de Langmuir representou o processo, devido a cinética Linear não representar a saturação das colunas cromatográficas. De acordo como o estudo conduzido ambas as abordagens propostas mostraram-se ferramentas com potencial na predição do comportamento cromatográfico de uma amostra em um experimento de pulso, assim como na simulação da separação de um composto no LMS, apesar das pequenas discrepâncias apresentadas nos primeiros ciclos de trabalho do LMS. Além disso, podem ser facilmente implementadas e aplicadas na análise do processo, pois requer um baixo número de parâmetros e são constituídas de equações diferenciais ordinárias. / Simulated Moving Bed (SMB) is a very efficient process in the compounds separation by adsorption, because works in a continuous regime, and with countercurrent flow of the solid phase. Among different applications, SMB has stood out in the petrochemical products separation and mainly in the separation of racemic compounds, which are separations of a high degree of difficulty. In this work, two new approaches to modeling the LMS process have been proposed, stepwise approach and Front Velocity approach. In the Stepwise approach, each chromatographic column of the SMB, is divided in to N cells connected in series, and the concentrations of compounds in liquid and solid phases were simulated using two different kinetics of mass transfer. This approach assumes that the interactions resulting from the mass transfer between the molecules of the compound in its liquid and solid phases occur only on the surface. So that with this assumption the volume occupied by each molecule in the solid and liquid phases is the same, implying that the factor of residence is equal to the equilibrium constant. To describe the mass transfer that occurs in the Chromatographic process, the Front Velocity approach considers that the convection is the dominant phase in the solute transport along the chromatographic column. The "Front Velocity" is a discrete model (steps) where the flow rate determines the liquid phase advance along the column. The steps are: advancing liquid phase and subsequent mass transfer between the liquid and solid phases, the latter in the same time interval. Thus, the experimental volumetric flow is used for the discretization of the control volume moving along the porous column with the same velocity of the liquid phase. The mass transfer was represented by two distinct kinetic mechanisms without (linear type) and with maximum adsorption capacity (Langmuir type). Both proposed approaches were studied and evaluated by comparison with experimental data separation LMS of the anesthetic ketamine and subsequently with the drug Verapamil. Were also compared with the simulations of dispersive equilibrium model for the case of ketamine used by Santos (2004) and the simulations of the software Help for the case of Verapamil (Perna 2013). In the chromatographic column characterization step, the new approaches have been associated with inverse R2W tool to determine the global mass transfer parameters using only the experimental residence times of each enantiomer in the high performance liquid chromatography (HPLC) column. In the second step, the kinetic models developed in both approaches were applied to the columns of the LMS with the values determined in the characterization of the chromatographic column step, for the simulation of continuous separation process. The simulation results show good agreement between the two proposed approaches and pulse experiments to characterize the column in the enantiomeric separation of ketamine over time. In the simulation of the SMB process, when the approaches admit one kinetic mechanism of the Langmuir type showed good agreement with the results obtained from the dispersive equilibrium model, it is a classical tool for the simulation of this process. While using a kinetic linear mechanism the results is more similar to the experimental data. According to the study conducted, both the proposed approaches were shown to be potential tools to predict the chromatographic behavior of a sample in a test pulse, as well as the simulation of separation of a compound in SMB process despite minor discrepancies presented in the first work cycles of the SMB. Moreover, the approaches can be easily programed and applied in the analysis of the process, because it requires a low number of parameters and consist of ordinary differential equations.

Orientadores: Alvaro Rodolfo De Piero, Julio Cesar Hadler Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-05T10:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_FabianaCrepaldi_D.pdf: 53871488 bytes, checksum: 48e21ff9ca1abbb0f20a15dd735bf597 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese aborda o problema e estimar a atenuação a partir de ados e emissão,em tomografia computadorizada por emissão.São apresentados novos métodos visando solucionar o problema mais persistente:uma interferência,em forma e sombra --crosstalk --entre as imagens e ativi ade e atenuação.O primeiro grupo e métodos se baseia na minimização a verossimilhança e forma iterativa e o segundo,no uso e condições e consistência.Nossas simulações chegaram a resultados que indicam novas direções para a solução do problema da sombra / Abstract: This thesis eals with the problem of estimating the attenuation from activity ata in emission computed tomography.We present several new methods aiming at solving the main rawback of the problem:the 'crosstalk'between activity and attenuation images.The first group of methods is base on iteratively solving a regularized maximum likelihood model and the second on using consistency conditions.Our simulations show results that indicate new directions for the solution of the 'crosstalk' problem / Doutorado / Física Geral / Doutor em Ciências

Orientador: Alvaro Rodolfo De Pierro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-15T04:08:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miqueles_EduardoXavierSilva_D.pdf: 22019050 bytes, checksum: 05c0fc26d4ba49669bc4f5fc2a22fe5b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A Tomografia por Fluorescência de Raios X é uma nova técnica que combina a tomografia por transmissão de Raios X e a tomografia por emissão. Uma amostra de tecido (ou corpo) é bombardeada por Raios X de alta intensidade (gerados por um síncrotron) e, metais ou outros elementos a serem estudados, emitem fluorescência para uma faixa de energia típica de cada um. Trata-se de reconstruir a densidade desses elementos (Zinco, Cobre, Iodo,...) a partir das medições da emissão por detectores externos ao longo de retas definidas por cada detector. O modelo matemático para o problema é dado pela Transformada Atenuada Generalizada de Radon. A inversa analítica da Transformada Atenuada de Radon foi um problema matemático aberto durante muitos anos. Recentemente, Fokas e Novikov, usando ferramentas da análise complexa, conseguiram uma fórmula analítica de inversão. Neste trabalho damos um passo adicional e provamos que as idéias de Fokas podem ser estendidas para a obtenção de uma fórmula analítica da Transformada Generalizada Atenuada que aparece em tomografia por fluorescência. Deduzimos também fórmulas aproximadas e métodos iterativos, baseados na inversão da própria Transformada de Radon assim como da sua correspondente atenuada. Apresentamos uma extensa comparacão entre os diferentes métodos usando dados reais e simulados / Abstract: X-ray fluorescence computed tomography (xfct) is a synchrotron based imaging modality similar to stimulated emission tomography [37]. It aims at reconstructing the concentration distribution of a heavy metal (Copper, Zinc, Iron) or other elements like Iodine, inside a body or an object. In xfct a sample is irradiated with high intensity monochromatic synchrotron X-rays with energy greater than the K-shell binding energy of the elements of interest. This stimulates fluorescence emission, at certain characteristic energies, isotropically distributed, which are detected by a detector placed parallel to the direction of the incident beam [49]. Part of the emission is absorbed by the sample, so, correction for attenuation is essential to obtain qualitative better results. Mapping fluorescence emission density distributions has many important applications in medical imaging (malignancy analysis for example), and mineralogy (determination of rocks 3D structure) It has been recently shown by Fokas [68, 69] and Novikov [30] that the spectral analysis of a particular partial differential equation yields the inversion formula for the problem of computerized emission tomography. In this thesis we show that a similar analysis can be made for the case of xfct. Also, we derive approximate and iterative methods to find the solution of the physical problem / Doutorado / Problemas inversos / Doutor em Matemática Aplicada

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-07-03T14:07:50Z No. of bitstreams: 1 pedrohenriquegarcia.pdf: 7575599 bytes, checksum: 5f088290c1ce19e54a605c6adc84e54f (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T12:27:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pedrohenriquegarcia.pdf: 7575599 bytes, checksum: 5f088290c1ce19e54a605c6adc84e54f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T12:27:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pedrohenriquegarcia.pdf: 7575599 bytes, checksum: 5f088290c1ce19e54a605c6adc84e54f (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / O concreto de agregado leve é conhecido pelo reduzido peso específico e alta capacidade de isolamento térmico e acústico. Um dos grandes desafios relacionados a esse tipo de concreto é a obtenção de algumas propriedades mecânicas dos agregados leves, tais como o módulo de elasticidade e a resistência à compressão, em função de suas dimensões reduzidas, o que gera dificuldades na realização de ensaios experimentais. É possível encontrar trabalhos na literatura que tentam determinar as propriedades mecânicas dos agregados leves por meio de métodos baseados em formulações matemáticas e deduções empíricas. Uma alternativa a tais métodos é o emprego de modelos de simulação e a resolução de um problema inverso para a previsão de tais propriedades. O objetivo do trabalho é a aplicação de um procedimento inverso para obtenção do módulo de elasticidade e da resistência à compressão de agregados leves presentes em concretos via simulação computacional de ensaios de compressão uniaxiais em corpos de prova. O corpo de prova de concreto é representado por um modelo computacional mecânico bidimensional e bifásico, constituído por argamassa e agregados leves de formato circular, e as simulações foram conduzidas no programa Abaqus R. Os resultados encontrados foram satisfatórios em comparação com outros métodos da literatura, chegando a casos com diferenças menores que 2% para um corpo de prova com 15% de agregados. A abordagem proposta emerge como uma possível solução para análises de propriedades mecânicas de agregados leves em concretos com um reduzido tempo e custo, sendo aplicada para diversos tipos de curvas granulométricas, tipos de argamassa e diferentes porcentagens de agregados no corpo de prova. Além da previsão das propriedades mecânicas dos agregados em concretos leves, a abordagem traz um melhor entendimento da relação dos diversos conjuntos de agregados leves com as argamassas. / The lightweight aggregate concrete is known for its low specific weight and high thermal and acoustic insulation capacity. One of the great challenges related to this type of concrete is to get some mechanical properties of lightweight aggregate, such as the modulus of elasticity and the compressive strength, due to its reduced size, which generates difficulties to carry out experimental tests. It is possible to find works in the literature that try to determine the mechanical properties of the lightweight aggregate through methods based on mathematical formulation and empirical deductions. An alternative to such methods is the use of simulation models and the resolution of an inverse problem for the prediction of lightweight aggregate properties. The objective of this study is the application of an inverse procedure to obtain the modulus of elasticity and the compressive strength of lightweight aggregates present in concrete by computational simulation of uniaxial compression tests in specimens. The concrete specimen is represented by a two-dimensional and biphasic mechanical computational model, constituted by mortar and circular lightweight aggregates, and the simulations were conducted in the Abaqus R program. The results were satisfactory compared to other methods in the literature, reaching cases with differences of less than 2 % for a test specimen with 15 % of aggregates. The proposed approach emerges as a possible solution for the analysis of mechanical properties of lightweight aggregates in concrete with reduced cost and time, being applied for several types of grain sizes, mortar types and different percentages of aggregates in the concrete specimen. In addition, the approach brings a better understanding about the connection between lightweight aggregates and mortars.

Afin de réduire les bruits rayonnés en sortie de guide d’onde, des traitements acoustiques localement réactifs, comme les structures « Plaque perforée/Nid d’abeilles », peuvent être appliqués en liner. La conception de ces liners devient alors un challenge important avec l’apparition de nouvelles normes sur le bruit et impose de posséder une très bonne connaissance du comportement de ces traitements, en particulier leur impédance de surface. Néanmoins, la caractérisation de cette impédance n’est pas une chose facile et est généralement réalisée via des modèles semi-empiriques comme ceux de Guess, Elnady, Allam ou expérimentalement par des méthodes de mesures directes ou inverses. Ces approches inverses permettent, par la confrontation d’une modélisation du problème avec des observations expérimentales, de retourner, au travers d’une fonction coût, l’impédance du traitement. Ces méthodes ont l’avantage de réaliser une observation dans les conditions réelles d’utilisation du traitement. En effet, de nombreux paramètres influencent l’impédance de surface comme la présence d’un écoulement, l’incidence de l’onde… Dans cette thèse, une méthode d’identification de l’impédance est proposée. A partir de l’impédance de surface d’un traitement « Plaque perforée/Nid d’abeille » prédite par un modèle empirique via ses paramètres géométriques (épaisseur de la plaque, diamètre des perforations…), une méthode basée sur l’approche Bayésienne est implémentée afin de remonter à l’impédance réelle du traitement. Le problème étudié consiste en la propagation d’une onde dans un tronçon rectangulaire traité sur sa face supérieure et la mesure des pressions acoustiques est réalisée sur le banc d’essai de l’Université Technologique de Compiègne avec un écoulement rasant. Un modèle de propagation d’ondes dans le conduit est développé via la technique du raccordement modal, afin de prédire la pression aux positions des microphones pour n’importe quelle valeur d’impédance. A partir de la mesure et de la simulation, la règle de Bayes peut être appliquée afin de construire la densité de probabilité a posteriori. Cette densité de probabilité est alors échantillonnée au travers d’un algorithme Évolutionnaire de Monte Carlo par Chaîne de Markov (EMCMC). L’intérêt principale de cette méthode, est d’obtenir de nombreuses d’informations statistiques sur les paramètres caractérisant l’impédance de surface comme leur distribution et leur corrélation. / Locally reactive acoustic liners such as honeycomb structures with perforated panels can be modeled with a surface impedance in standard numerical models. However, the characterization of this impedance is not always straightforward. Empirical models or standing wave tube measurements are generally used to get the behavior of these acoustic treatments. Unfortunately, these methods provide only an evaluation of the impedance under specific conditions. Moreover, the conditions of use can change significantly the acoustic liners behavior as grazing flow conditions or oblique incident waves. A characterization of locally reactive acoustic liners is presented here. Starting from a set of parameters and represents a surface impedance using empirical model, an inverse method based on Bayesian approach is used to return the surface impedance taking in consideration the real conditions of use. A rectangular duct treated by a liner on its upper face is considered and these conditions are similar to the experiment present at the Université de Technologie de Compiègne. This inverse method requires a direct model to predict the pressure at some microphone positions with any surface impedance. The model used in the following is based on the Mode-Matching method. From the direct analytical model, the Bayes'rule is then used to get the posterior probability density function of the estimated impedance. An Evolutionary Monte Carlo by Markov chain (EMCMC) method is used to sample this posterior probability density. This method provides not only the best set of parameters but also some statistical information for each parameter.

Ce mémoire aborde la question de la production d’observables intrinsèques au comportement thermomécanique des matériaux pour mieux en formuler les lois d’états. Ces observables sont les sources de chaleur thermomécaniques, activées par sollicitation mécanique. Ces sources peuvent être reconstruites dans l’espace et le temps par inversion de mesures de champs de température obtenus par thermographie IR. Nous présentons essentiellement deux méthodes développées lors de ce travail de thèse qui reposent sur des approches spectrales réduites (dont la décomposition sur Modes de Branche) et des inversions séquentielles (méthode de Beck) ou itératives (Gradient Conjugué). Concernant cette dernière, nous proposons d’y adjoindre une régularisation efficace en s’inspirant de techniques de filtrage par TSVD. S’agissant de matériaux sujets aux instabilités plastiques (PolyEthylène Haute Densité) pour lesquels les vitesses locales peuvent être non négligeables, l’inversion des mesures en température nécessite que l’on considère un opérateur d’advection-diffusion, qui impose alors l’apport d’une connaissance supplémentaire : le champ de vitesses locales. Celui-ci est mesuré par corrélation d’images 3D et nous détaillons le travail expérimental mené ainsi que les résultats obtenus sur des essais de traction pilotés par vidéo-extensométrie. Nous montrons que pour des essais quasi-statiques à vitesses relativement élevées, les effets d’advection sont généralement négligeables. Nous montrons également en quoi la richesse des informations thermomécaniques (Sources) et cinématiques (Taux de déformation, vitesses) permet de mieux comprendre la dynamique de l’instabilité plastique. Enfin nous critiquons les résultats obtenus sur la reconstruction de source par confrontation des deux algorithmes développés et par une analyse physique des phénomènes observés / This work concerns the way intrinsic observables can be produced, which are related to the thermomechanical behavior of materials and necessary for better formulation of state laws. These observables are Thermomechanical Heat Sources (THS) which are activated through mechanical excitation. These sources can be reconstructed both in space and time by the inversion of measured temperature fields obtained through IR thermography. We develop two main methods in this work which rely on spectral reduced approaches (one of them being the decomposition on Branch Modes) and both on a sequential inversion (Beck’s method) and an iterative one (Conjugated Gradient). Regarding the latter, we suggest to combine the standard approach with an efficient regularization method which comes from the filtering techniques based on TSVD. As we are concerned with materials which can be subjected to plastic instabilities (High Density PolyEthylene) for which local velocities of matter displacement can be non negligible, the inversion of the measurements must be performed with the advection-diffusion operator of heat transfer. It is then necessary to obtained additional knowledge: the velocity field. This one is measured by 3D Digital Image Correlation and we detail the experimental work we have carried out, which are based on tensile tests monitored with video-extensometry. We show that for quasi-static tests at relatively high strain rates, the advective effects are generally negligible. We also show the richness of the information brought by this dual thermomechanical (heat sources) and kinematical (strain-rates, velocities) information. It allows for a better understanding of the plastic instability (necking) dynamics. Lastly, we criticize the obtained results on THS reconstruction by the confrontation between the two algorithms and by a physical analysis of the observed phenomena