Le confort acoustique des passagers à l’intérieur d’un véhicule est fonction des équipements embarqués notamment le Système de Ventilation d’Air (SVA). Un SVA est un système complexe et compact, composé de plusieurs éléments. L’interaction de l’écoulement d’air avec ces éléments est un facteur influant sur les phénomènes acoustiques générés. Le projet CEVAS (Conception d’Eléments de Ventilation d’Air Silencieux), piloté par l’équipementier Valeo, a pour ambition de développer un outil numérique d’aide à la conception des SVA. Dans le cadre de projet, un banc d’essai a été développé à l’UTC en coopération avec Valeo afin de caractériser par mesures acoustique et aéraulique les composants d’un SVA dans les mêmes conditions de fonctionnement que sur véhicule. L’instrumentation acoustique de ce banc permet la caractérisation multimodale des propriétés acoustiques passives et actives de l’élément testé. Dans un premier lieu, la composante passive, représentée par la matrice de diffusion, est mesurée par la méthode multi-sources. Par la suite, la composante active, représentative de l’interaction écoulement objet, est déduite des pressions modales rayonnées en amont et en aval. Les démarches de mesure et de post-traitement sont appliquées pour des éléments académiques et des composants industriels : diaphragme, association de deux diaphragmes, volets et associations volet et mur. / Passenger’s thermal comfort inside car cabin is mainly provided by the heating ventilation and air conditioning system (HVAC). The main part of HVAC modules is placed under the dash board. An HVAC module is a compact system composed of various elements which are subject to airflow. The interaction between airflow and these in-duct elements generates noise inside car cabin. Furthermore, the blower used to blow air inside the cabin must overcome the pressure generated by HVAC elements. Noise is created and its level is linked to flow and pressure. HVAC noise is an important issue for car makers and automotive suppliers wishing to reach passenger’s satisfaction. Furthermore, thermal-engine cars are more and more silent. Also hybrid and electric car sells are expanding around the world. HVAC noise became a main issue for automotive actors. Under CEVAS project, Valeo is aiming to develop a prediction tool to design HVAC systems providing sound quality data. Within CEVAS project the UTC is in charge of performing measurements on academic elements and industrial HVAC components : diaphragm, flaps,…

Les Thermoplastique Polyoléfine (TPO) se sont avérés très intéressants pour les applications automobiles. Les caractéristiques mécaniques de ces matériaux sont en bon accord avec le contexte environnemental et économique de la dernière décennie. En fait, au-delà de leur coût et recyclabilité, ils permettent un gain de poids important, une excellente flexibilité de conception et de hautes qualité en terme d'apparence ou de caractéristiques tactiles et olfactives. Le but de cette étude était de modéliser le comportement des nouvelles feuilles de TPO pour les applications de thermoformage. Le matériau étudié peut atteindre de très hautes valeurs d'allongement (jusqu’à 800%) et se distingue par une isotropie transverse. Afin de prédire correctement la distribution de l'épaisseur des pièces thermoformées finales, des essais detraction uniaxiale ont été menés le long des directions longitudinale, transversale et diagonale et à 5 températures différentes de ambiante à 120 °C. Un nouveau modèle hyperélastique isotrope transverstal a été développé. Les paramètres matériau à chacune des températures ont été identifiés en utilisant des méthodes inverses, et de bons résultats ont été obtenus. La procédure d'identification s'est avéré être difficile en raison de la grande sensibilité des paramètres et les problèmes d'instabilité en grandes déformations. Des techniques de mesures champ de déplacement 3D ont finalement été menées et associés à un test de thermoformage afin de valider la procédure matériel d'identification. / Thermoplastic PolyOiefin (TPO) materials have shown great interest for automotive applications. The mechanical characteristics of these materials are in good agreements with the environmental and economical context of the last decade. ln fact, beyond their cost and recyclability, they allow important weight gain, excellent design flexibility, and high quality whether in term of appearance or tactile and olfactory perceptions. The aim of this study was to model the behavior of new TPO sheets for thermoforming applications. The studied material can reach very high stretch ranges (up to 800%) and was found to be transversely isotropie. ln order to properly predict the thickness distribution of the final thermoformed parts, uniaxial tensile tests were performed along the longitudinal, transverse and diagonal directions, at 5 different temperatures from ambient to 120°C. A new transversely isotropic hyperelastic model was developed using User Subroutines in Abaqus software. The material parameters at each temperature have been identified using inverse methods, and good results have been obtained. The identification procedure has shown to be difficult because of the high sensitivity of the material parameters and the instability problems at high stretch ranges. 3D displacement field techniques were finally conducted and associated to a thermoforming test in order to validate the material parameter identification procedure.

La problématique de la gestion des données manquantes dans les études épidémiologiques est un sujet qui intéressera tous les chercheurs impliqués dans l’analyse des données recueillies et dans l’interprétation des résultats issus de ces analyses. Et même si la question de la gestion des données manquantes et de leur impact sur la validité des résultats obtenus est souvent discutée, cesont souvent les méthodes de traitement des données manquantes les plus simples mais pas toujours les plus valides qui sont utilisées en pratique. L’utilisation de chacune de ces méthodes suppose un certain nombre d’hypothèses sous lesquelles les résultats obtenus sont valides, mais il n’est pas toujours possible de tester ces hypothèses. L’objectif de ce travail était (i) de proposer une revue des différentes méthodes de traitement des données manquantes utilisées en épidémiologie en discutant les avantages et les limites de chacune de ces méthodes, (ii) de proposer une stratégie d’analyse afin d’étudier la robustesse des résultats obtenues via les méthodes classiques de traitement des données manquantes à l’écart aux hypothèses qui, bien que non testables, sont nécessaires à la validité de ces résultats, et (iii) de proposer quelques applications sur des données réelles des différents point discutés dans les deux premières parties. / The issue of how to deal with missing data in epidemiological studies is a topic which concerns every researcher involved in the analysis of collected data and in the interpretation of the results produced by these analyses. And even if the issue of the handling of missing data and of their impact on the validity of the results is often discussed, simple, but not always appropriate methods to deal with missing data are commonly used. The use of each of these methods is based on some hypotheses under which the obtained results are valid, but it is not always possible to test these hypotheses. The objective of this work was (i) to propose a review of various methods to handle missing data used in the field of epidemiology, and to discuss the advantages and disadvantages of each of these methods, (ii) to propose a strategy of analysis in order to study the robustness of the results obtained via classical methods to handle missing data to the departure from hypotheses which are required for the validity of these results, although they are not testable, and (iii) to propose some applications on real data of the issues discussed in the first two sections.

La gestion par éclusées des aménagements hydroélectriques (plus de 150 en France) pour la production d'énergie de pointe engendre de brusques variations de débit sur les cours d'eau et est susceptible d’altérer la composition, l’abondance et la structure des populations de poissons et d’invertébrés, sur de longues distances. Les objectifs de cette thèse ont été (1) de développer une méthode de caractérisation des éclusées au sein des hydrogrammes, ainsi qu'un indicateur synthétique du niveau de perturbation hydrologique, et (2) de progresser dans la définition des mesures de mitigation des impacts des éclusées sur les poissons. A partir de l'analyse de 97 stations et 1575 années de données de débit, les gradients des variations naturelles de débit ont tout d’abord été caractérisés sur 8 gammes entre 5% et 4 fois le débit moyen interannuel (module). Des formules représentant les variations de débit « les plus rapides possibles naturellement » ont été construites en tenant compte du type de variation (hausse ou baisse), de la taille du cours d'eau (via le module) et de la gamme de débit sur laquelle se déroule la variation, pour ensuite discriminer les éclusées des événements naturels. A partir de l'analyse de 80 stations et 491 années de données de débit influencées par les éclusées, une méthode a été mise au point pour repérer au sein des hydrogrammes les éclusées dont les caractéristiques sont au-delà de ce qui peut se rencontrer en hydrologie naturelle, à partir de 3 critères : une amplitude minimale (≥ à 10% du module et ≥ à 20% du débit de base de l’éclusées), un gradient minimal (> au gradient naturel maximal) et une limite haute sur le débit maximum (pour éliminer les événements de crues). Une grande variabilité des régimes d'éclusées du fait de la diversité des aménagements hydroélectriques et des fluctuations des apports hydrologiques et de la demande énergétique, a été constatée et illustrée […]. / Hydropeaking management of hydroelectric facilities (more than 150 in France) generates sudden changes in flow on the river and can affect the composition, the abundance and the structure of fish and invertebrates populations over long distances. The objectives of this thesis were (1) to develop a method for characterizing hydropeaks within hydrograph and a synthetic indicator of hydrological disturbance, and (2) to progress in defining mitigation measures of hydropeaking impacts on fish. From the analysis of 97 stations and 1575 years of flow data, rate of change of natural flow variations have been characterized within 8 ranges between 5% and 4 times the mean inter-annual discharge. Formulas representing the "fastest variations possible naturally" and taking into account the type of change (increase or decrease), the size of the stream (via the mean inter-annual discharge) and the flow range over which the variation takes place have been constructed and then used to discriminate hydropeaks and natural events. From the analysis of 80 stations and 491 years of flow data affected by hydropeaks, a method was developed to identify, within the hydrograph, hydropeaks whose characteristics are beyond what can occur in natural hydrology, using 3 criteria: a minimum range (≥ 10% of the mean inter-annual discharge and ≥ 20% of the hydropeak base flow), a minimal rate of change (> to the maximum natural rate of change) and an upper limit on the maximum flow rate (to remove flood events). A large variation in hydropeaking regimes, due to the diversity of hydroelectric schemes and fluctuations in incoming flow and energy demand, was observed and illustrated […]

L’effet des polysaccharides sur l’interaction HGF-MET est étudié à l’aide d’un plan d’expérience comportant plusieurs puces à protéines sous différentes conditions d’expérimentation. Le but de l’analyse est la sélection des meilleurs polysaccharides inhibiteurs de l’interaction HGF-MET. D’un point de vue statistique c’est un problème de classification. Le traitement informatique et statistique des biopuces obtenues nécessite la mise en place de la plateforme PASE avec des plug-ins d’analyse statistique pour ce type de données. La principale caractéristique statistique de ces données est le caractère de répétition : l’expérience est répétée sur 5 puces et les polysaccharides, au sein d’une même puce, sont répliqués 3 fois. On n’est donc plus dans le cas classique des données indépendantes globalement, mais de celui d’une indépendance seulement au niveau intersujets et intrasujet. Nous proposons les modèles mixtes pour la normalisation des données et la représentation des sujets par la fonction de répartition empirique. L’utilisation de la statistique de Kolmogorov-Smirnov apparaît naturelle dans ce contexte et nous étudions son comportement dans les algorithmes de classification de type nuées dynamique et hiérarchique. Le choix du nombre de classes ainsi que du nombre de répétitions nécessaires pour une classification robuste sont traités en détail. L’efficacité de cette méthodologie est mesurée sur des simulations et appliquée aux données HGF-MET. Les résultats obtenus ont aidé au choix des meilleurs polysaccharides dans les essais effectués par les biologistes et les chimistes de l’Institut de Biologie de Lille. Certains de ces résultats ont aussi conforté l’intuition des ces chercheurs. Les scripts R implémentant cette méthodologie sont intégrés à la plateforme PASE. L’utilisation de l’analyse des données fonctionnelles sur ce type de données fait partie des perspectives immédiates de ce travail. / The effect of polysaccharides on HGF-MET interaction was studied using an experimental design with several microarrays under different experimental conditions. The purpose of the analysis is the selection of the best polysaccharides, inhibitors of HGF-MET interaction. From a statistical point of view this is a classification problem. Statistical and computer processing of the obtained microarrays requires the implementation of the PASE platform with statistical analysis plug-ins for this type of data. The main feature of these statistical data is the repeated measurements: the experiment was repeated on 5 microarrays and all studied polysaccharides are replicated 3 times on each microarray. We are no longer in the classical case of globally independent data, we only have independence at inter-subjects and intra-subject levels. We propose mixed models for data normalization and representation of subjects by the empirical cumulative distribution function. The use of the Kolmogorov-Smirnov statistic appears natural in this context and we study its behavior in the classification algorithms like hierarchical classification and k-means. The choice of the number of clusters and the number of repetitions needed for a robust classification are discussed in detail. The robustness of this methodology is measured by simulations and applied to HGF-MET data. The results helped the biologists and chemists from the Institute of Biology of Lille to choose the best polysaccharides in tests conducted by them. Some of these results also confirmed the intuition of the researchers. The R scripts implementing this methodology are integrated into the platform PASE. The use of functional data analysis on such data is part of the immediate future work.

Cette thèse s'intéresse à l'application d'un modèle mathématique unidimensionnel de formation et de croissance de biofilms multi-espèces. Le modèle se compose d'un système d'équations non linéaires aux dérivées partielles hyperboliques, décrivant la croissance d'espèces microbiennes dans le biofilm, et un système d'équations semi-linéaires aux dérivées partielles paraboliques, qui régit la diffusion de substrat de la phase aqueuse vers la matrice du biofilm. L'ensemble conduit à un problème de valeur limite libre, essentiellement hyperbolique. Dans une première étude, l'analyse et la simulation de la phase initiale de croissance du biofilm ont été examinées. Le problème mathématique résultant a été discuté en utilisant la méthode des caractéristiques et le théorème du point fixe a été utilisé pour déterminer l'existence et l'unicité des solutions mathématiques. Un deuxième aspect de la thèse porte sur l'analyse et la prévision de la dynamique des populations microbienne dans plusieurs types biofilms pour le traitement des eaux usées. Le modèle a été appliqué pour simuler la compétition bactérienne et évaluer l'influence de la diffusion du substrat sur la stratification microbienne des biofilms multi-espèces, en incluant les bactéries nitrifiantes, Anammox et bactéries sulfato-réductrices. Dans les deux cas, la méthode des caractéristiques a été utilisée à des fins numériques et l'équation de conservation de masse joue un rôle crucial pour vérifier l'exactitude des simulations. Les résultats des simulations montrent que le modèle est en mesure d'évaluer correctement les effets des conditions limites qui s'exercent sur la concurrence bactérienne. Enfin, ce modèle a été étendu pour inclure le phénomène de colonisation microbienne. Le nouveau modèle est capable de prendre en compte l'invasion de nouvelles espèces en se basant sur un ensemble d'équations non linéaires aux dérivées partielles hyperboliques pour ce qui concerne le processus de croissance. De plus, le processus d'invasion biologique d'espèces nouvelles dans le biofilm a été modélisé par un système d'équations non linéaires aux dérivées partielles paraboliques. Ce modèle d'invasion a été appliqué avec succès pour simuler l'invasion des bactéries hétérotrophes dans les biofilms autotrophes / This dissertation relates to the applications of a one-dimensional mathematical model for multispecies biofilm formation and growth. The model consists of a system of nonlinear hyperbolic partial differential equations, describing the growth of microbial species in biofilms, and a system of semilinear parabolic partial differential equations, which governs substrate diffusion from the surrounding aqueous phase into the biofilm. Overall, this leads to a free boundary value problem, essentially hyperbolic. In a first study, the analysis and simulations of the initial phase of biofilm growth have been addressed. The resulting mathematical problem has been discussed by using the method of characteristics and the fixed-point theorem has been used to obtain existence, uniqueness and properties of solutions. A second aspect of the thesis deals with the analysis and prediction of population dynamics in multispecies biofilms for wastewater treatment. The model has been applied to simulate the bacterial competition and to evaluate the influence of substrate diffusion on microbial stratification for a nitrifying multispecies biofilm including Anammox bacteria and a sulfate-reducing biofilm. In both cases, the method of characteristics has been used for numerical purposes and the mass conservation equation plays a crucial role in checking the accuracy of simulations. The simulation results reveal that the model is able to evaluate properly the effects that boundary conditions exert on bacterial competition. Finally, the biofilm model has been extended to include the colonization phenomenon. The new model is able to take into account the invasion of new species diffusing from bulk liquid to biofilm, still based on a set of nonlinear hyperbolic partial differential equations for what concerns growth process. Indeed, the biological invasion process of new species into the biofilm has been modeled by a system of nonlinear parabolic partial differential equations. The invasion model has been successfully applied to simulate the invasion of heterotrophic bacteria in a constituted autotrophic biofilm and viceversa

L'objectif de ce travail est de comprendre le processus d'altération des calcaires oolithiques et d'estimer leur cinétique d'altération en fonction des conditions climatiques présentes en France. Pour y répondre, des cycles de vieillissement accéléré, basés sur les paramètres issus de l'étude bibliographique et sur les données de température et de précipitations réelles, ont été définis. Ensuite, des lots d'échantillons de deux calcaires oolithiques ont subis ces vieillissements. Les mesures réalisées pour déterminer l'endommagement ont été choisies en fonction de leurs caractéristiques métrologiques et de leur pertinence. Les résultats obtenus ont été comparés avec les mêmes mesures réalisées sur des calcaires altérés de façon naturelle prélevés sur site. Ainsi, les liens entre le processus d'altération des calcaires et les caractéristiques mécaniques, physiques et surtout microstructurales des calcaires ont été établis. Cette analyse a également abouti à des cinétiques d'altération. Les résultats ont été validés par l'étude d'un autre calcaire oolithique sous d'autres conditions climatiques. Enfin, l'influence de changements climatiques éventuels sur les cinétiques d'altération a été déterminée à l'aide d'un outil statistique / The objective of this work is to understand the weathering process of oolitic limestone and estimate their weathering kinetics under French climatic conditions. Accelerated ageing cycles, based on parameters deduced from a literature review and on temperature and precipitation data, have been defined. Then samples of two oolitic limestones have undergone these ageing. The measurements used to determine damage were chosen based on their metrological characteristics and their relevance. The results were compared with the same measurements performed on naturally weathered limestone. Thus, the relationships between the weathering process of oolitic limestone and their mechanical, physical and microstructural characteristics have been established. This analysis also led to weathering kinetics. The results were validated by the study of another oolitic limestone under different climatic conditions. Finally, the influence of a potential climate change on the weathering kinetics was determined using a statistical tool

Dans une vision de transports plus économiques, l’apport des matériaux composites est une solution technologique importante pour l'industrie aéronautique, même si cela ouvre de nouvelles questions de compatibilité électromagnétique sur l’ensemble du système et nécessite l’utilisation d’outils de simulation adaptés. Cette thèse présente l’évaluation de cette mutation technologique vis-à-vis de la problématique foudre. Les méthodes conventionnellement utiliséesdans le cadre de la modélisation électromagnétique en 3D des effets indirects de foudre sur les aéronefs s’avèrent limitées car la prise en compte de toutes les particularités géométriques ouphysiques des dispositifs étudiés est difficile. Dans le cadre du Projet PREFACE (PRojet d’ÉtudeFoudre sur Avion Composite plus Électrique), ces travaux de thèse proposent d’évaluer desméthodes de modélisation non conventionnelles dans le domaine de l’aéronautique et enparticulier la méthode intégrale de recherche de schémas électriques équivalents localisés (PEEC).Une maquette composite de type caisson a été conçue et réalisée afin de représenter la structureminimale d’une section de fuselage, incluant du câblage intérieur. Des mesures ont été effectuéespour étudier et évaluer les mécanismes de couplages électromagnétiques entre les structurescomposites et les dispositifs internes après injection d’un courant, en particulier dans le cadre dela problématique de l’agression foudre. Une comparaison avec des modélisations PEEC (codeInCa3D) dans différentes configurations a permis avec succès de comprendre les phénomènesphysiques mis en jeu. Les avantages de cette approche apparaissent très nettement quand il s’agitde prendre en compte les différents paramètres dimensionnant pour déterminer la répartition descourants sur la structure et sur les câbles connectés à l’intérieur. Ceci permet de formuler desrègles générales de conception des protections des équipements internes qui peuvent êtreappliquées sur les avions à moindre coût. / For economic reasons, the use of composite materials seems to be a valuable solution foraeronautic industries, even if their efficiency concerning the electromagnetic compatibility of on-board systems requires some studies. For that, the use of adapted simulations tools isunavoidable. This thesis presents the evaluation of this technological mutation towards lightningissue. The methods conventionally used in the context of 3D electromagnetic modeling oflightning’s indirect effects on aircrafts prove to be restricted because it is difficult to take intoaccount all geometric or physical particularities of devices. In the framework of the PREFACEproject (a national project devoted to the study of Lightning Indirect Effects (LIE) on moreelectric and composite aircrafts), this thesis proposes to evaluate unconventional modellingmethods in aeronautics, in particular, the integral method PEEC (Partial Element EquivalentCircuit). A composite model like caisson has been designed and constructed to represent theminimal structure of fuselage section, including inside wiring. Measurements were performed inorder to study and evaluate the electromagnetic coupling mechanisms between compositestructures and internal devices after a current injection, particularly, in the context of lightningaggression problem. A comparison with PEEC modelling (code InCa3D) in differentconfigurations has enabled successfully to understand the physical phenomena involved. Theadvantages of this approach appear very clearly when it comes to taking into account thedifferent sizing parameters in order to determine the current distribution on the structure and thecables connected to the interior. This will allow formulating general rules to concept theprotections of the internal equipments, which can be applied on aircrafts at a low

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L’émergence des nouvelles applications et services mobiles, nécessitant de plus en plus de débits de communications, contribue à une explosion massive du trafic de données au sein du réseau. Pour faire face à ce challenge, les systèmes millimétriques sont une des technologies identifiées pour les futurs réseaux 5G en raison de la bande passante accrue disponible dans cette plage du spectre. Toutefois, pour tirer pleinement profit de tels systèmes, la connaissance des caractéristiques liées à la propagation des ondes radio dans ces bandes de fréquence est primordiale. Ainsi, dans cette thèse, l’attention est portée sur l’évaluation de la dépendance en fréquence des caractéristiques principales du canal de propagation, généralement décrites par les paramètres dits « large scale parameters (LSPs) ». Ceux–ci incluent les pertes de pénétration, l’étalement temporel ou angulaire du canal et l’affaiblissement moyen du canal. Les études sont basées sur des campagnes de mesures réalisées à Belfort, dans des scénarios de déploiement 5G typiques comme la pénétration à l’intérieur des bâtiments et la propagation en milieu urbain extérieur, entre 3 et 60 GHz. / The advent of bandwidth–demanding mobile applications and services has led to a massive explosion of the network data traffic. In order to alleviate this issue, millimeter–Wave communications systems are a promising technology for future 5G systems thanks to the large amount of bandwidth available in this frequency range. However, in order to take full advantage of this technology, knowledge of the radio propagation channel characteristics in these frequency bands is paramount. Therefore, in this thesis, the objective is to study the frequency–dependence of the propagation channel large scale parameters (LSPs), which describe the main channel characteristics. These LSPs include the building penetration losses, the channel delay spread, the channel azimuth spread and the propagation path–loss. The studies are performed thanks to measurement campaigns conducted in Belfort, in typical 5G deployment scenarios such as outdoor–to–indoor and urban outdoor environments, between 3 and 60 GHz.