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An integrated method for the transient solution of reduced order models of geometrically nonlinear structural dynamic systems / Une méthode intégrée pour les réponses transitoires des modèles d’ordre réduit de structures en dynamique nonlinéaire géométriqueLülf, Fritz Adrian 05 December 2013 (has links)
Pour les solutions transitoires répétées des structures géométriquement nonlinéaires l’effort numérique présente souvent une contrainte importante. Ainsi, l’introduction d’un modèle d’ordre réduit, qui prend en compte les effets nonlinéaires et qui accélère considérablement les calculs, s’avère souvent nécessaire.Ce travail aboutit à une méthode qui permet des solutions transitoires accélérées, fidèles et paramétrables, à travers d’un modèle réduit de la structure initiale. La structure est discrétisée et son équilibre dynamique décrit par une équation matricielle. La projection sur une base réduite est introduite afin d’obtenir un modèle réduit. Une étude numérique complète sur plusieurs bases communes démontre que la simple introduction d’une base constante ne suffit pas pour prendre en compte le comportement nonlinéaire. Trois exigences sont déduites pour une solution transitoire accélérée, fidèle et paramétrable. L’algorithme de solution doit permettre un suivi de l’évolution nonlinéaire de la solution transitoire, la solution doit être autonome des termes nonlinéaires en éléments finis et la base doit être adaptée à des paramètres externes.Trois approches sont mises en place, chacune répondant à une exigence. Ces approches sont assemblées dans la méthode intégrée. Les approches sont la mise-à-jour et augmentation de la base , la formulation polynomiale des termes nonlinéaires et l’interpolation de la base. Un algorithme de type Newmark forme le cadre de la méthode intégrée. L’application de la méthode intégrée sur des cas test en élément finis géométriquement nonlinéaires confirme qu’elle répond au but initial d’obtenir des solutions transitoires accélérées, fidèles et paramétrables. / For repeated transient solutions of geometrically nonlinear structures the numerical effort often poses a major obstacle. Thus, the introduction of a reduced order model, which takes the nonlinear effects into account and accelerates the calculations considerably, is often necessary.This work yields a method that allows for rapid, accurate and parameterisable solutions by means of a reduced model of the original structure. The structure is discretised and its dynamic equilibrium described by a matrix equation. The projection on a reduced basis is introduced to obtain the reduced model. A comprehensive numerical study on several common reduced bases shows that the simple introduction of a constant basis is not sufficient to account for the nonlinear behaviour. Three requirements for an rapid, accurate and parameterisable solution are derived. The solution algorithm has to take into account the nonlinear evolution of the solution, the solution has to be independent of the nonlinear finite element terms and the basis has to be adapted to external parameters.Three approaches are provided, each responding to one requirement. These approaches are assembled to the integrated method. The approaches are the update and augmentation of the basis, the polynomial formulation of the nonlinear terms and the interpolation of the basis. A Newmark-type time-marching algorithm provides the frame of the integrated method. The application of the integrated method on test-cases with geometrically nonlinear finite elements confirms that this method leads to the initial aim of a rapid, accurate and parameterisable transient solution.
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Essays on production market competition / Essais sur la concurrence sur le marché des biens et des servicesSassi, Syrine 15 December 2017 (has links)
L’objectif de cette thèse est d’étudier le rôle que joue la concurrence sur le marché des biens et services dans la prise des décisions ainsi que sur la valeur de la firme. En particulier, elle met l’accent sur l’impact de la pression concurrentielle sur le choix de la source de la dette, l’efficience des décisions d’investissement dans le capital humain, et le coût des fonds propres. Cette thèse est organisée en trois essais.Dans un premier essai, nous nous intéressons à l’effet de la concurrence sur le marché des biens et services sur la prise des décisions de financement, et particulièrement le choix de la source de la dette. À partir d’un échantillon de 3 831 entreprises américaines cotées au cours de la période 2001-2013 et en utilisant une nouvelle mesure de concurrence reflétant les menaces concurrentielles qui pèsent sur les entreprises, nous constatons que les entreprises faisant face à une concurrence accrue ont moins tendance à recourir à la dette bancaire. Ce résultat soutient l’hypothèse que la concurrence joue un rôle de gouvernance efficace qui, par conséquent, peut être substitutif à la fonction de surveillance et de contrôle des prêteurs bancaires. De plus, nos résultats montrent que l’impact négatif de la concurrence sur le recours à la dette bancaire est plus important pour les entreprises qui sont plus susceptibles d’être sensibles à la pression disciplinaire exercée par le marché, particulièrement les entreprises exposées à la pression concurrentielles et les entreprises ayant de sévères contraintes financières.Le deuxième essai examine l’impact de la concurrence sur le marché des biens et services sur l’efficience des décisions d’investissement des entreprises, et particulièrement l’investissement dans le capital humain, un sujet qui a été largement ignoré par les recherches antérieures. L’analyse empirique se base sur un échantillon de 18 957 observations durant la période 1998-2001. Les résultats montrent que l’intensification de la concurrence sur le marché des biens et services est négativement liée à l’efficience de l’investissement dans le capital humain. De plus, nous constatons que ce lien est plus important pour les entreprises risquées ainsi que les entreprises ayant des coûts importants associés à l’investissement dans le capital humain. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent que la concurrence sur le marché des biens et services augmente le risque de défaut des entreprises qui, par conséquent, réduisent leurs activités d’investissement, conduisant à un problème de sous-investissement dans le capital humain.Dans le troisième essai, nous examinons si la concurrence sur le marché des biens et services pourrait influencer la valeur de l’entreprise à travers son impact sur le taux de rentabilité exigé par les actionnaires, ou le coût des fonds propres. L’utilisation d’un large échantillon d’entreprises américaines cotées en bourse durant la période 1998-2013 montre que la concurrence sur le marché des biens et services a un effet négatif sur le taux de rentabilité exigé par les actionnaires. Les analyses additionnelles ont montré que cet effet négatif est particulièrement significatif dans les entreprises qui souffrent principalement d’une mauvaise gouvernance. Ce résultat suggère que la concurrence joue un rôle de gouvernance qui permet de discipliner le comportement discrétionnaire des dirigeants, notamment en les incitant à fournir plus d’effort pour protéger leur entreprise contre le risque de faillite. Par conséquent, ce rôle de gouvernance améliore les attentes des investisseurs à l’égard des perspectives futures de l’entreprise et réduit ainsi le taux de rentabilité exigé ou le coût des fonds propres. / This dissertation investigates the effect of product market competition on corporate decisions and firm valuation. It is a collection of three essays. The first one examines the role of competition in driving the choice of debt source. Using a large sample of U.S. listed firms over the period 2001-2013, we show that product market competitive pressure is negatively associated with bank debt financing. This result is consistent with the view that competition plays an effective governance role that disciplines managers, and hence substitutes for the need to bank strict monitoring. In further analysis, we also show that the negative impact of competition on bank debt financing is stronger for firms with a higher exposure to competition and tighter financial constraints as they are more sensitive to external market discipline.The second essay explores whether product market competition matters for investment decisions, and more specifically labor investment decisions. To test our research hypotheses, we consider a large sample of U.S. listed firms over the 1998-2013 period and provide strong evidence that product market competitive pressure distorts labor investment efficiency. This result highlights the risk-increasing effect of competition. To the extent that firms in competitive industries have lower profit margins and higher bankruptcy risk, they are more willing to under-invest in labor in order to reduce labor costs and avoid further earnings declines. In addition, our cross-sectional tests show that the negative impact of competition on labor investment efficiency is intensified for firms with a higher exposure to competition, tighter financial constraints, and higher labor unionization rates.The third essay further investigates the implications of product market competition by examining its impact on the cost of equity capital which is viewed as one of the key considerations for managers in their investment and financing decisions. We employ a large panel of U.S. listed firms from 1998 to 2013 and find that firms facing intense competitive pressure have a lower cost of equity financing. Additionally, we show that the role of competition in reducing equity financing costs is more pronounced for firms with a higher exposure to competition and firms with poorer governance quality. Taken together, our findings suggest that product market competition serves as an external disciplinary mechanism that improves investors’ beliefs in the stock market, hence leading to a lower cost of equity capital.
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Optics and acoustics with a single nano-object : environment effects / Optique et acoustique avec un nano-objet individuel : effets d'environnementMedeghini, Fabio 26 February 2018 (has links)
Dans cette thèse, les propriétés d'une nanoparticule unique ont été réglée en modifiant son environnement.Plus spécifiquement, dans la première partie de ce travail, la résonance des plasmons de surface des nanobipyramides d'or individuelles a été étudié expérimentalement dans un milieu sous pression contrôlable et son évolution encadré par modélisations théoriques.Afin d'accéder à l'optique d'une nanoparticule unique tout en générant un environnement sous haute-pression, la combinaison de la spectroscopie par modulation spatial avec la cellule en enclume de diamant a été atteint.Dans la seconde partie de la thèse, les vibrations acoustiques des nanodisques d'or individuels sur a substrat en saphir ont été caractérisé expérimentalement via spectroscopie pump&probe. Une attention particulière a été accordée à leur amortissement en fonction du rapport d'aspect des disques en soulignant la présence des amplifications en factor de qualité.Modélisations numériques ont fourni un aperçu des amplifications observées, montrant que l'hybridations entre modes se produit pour rapport d'aspect spécifiques, potentiellement en atténuant les pertes en énergie acoustique à travers l'interface disque/substrat / In this thesis, the properties of a single nanoparticle have been tuned altering its environment. Specifically, in the first part of this work, the surface plasmon resonance of individual gold nanobipyramids has been experimentally studied under a pressure adjustable surrounding and its evolution physically framed thorough theoretical modeling.In order to access to the single nanoparticle optics while generating a hydrostatic high-pressure environment, a challenging combination of the spatial modulation spectroscopy technique with the diamond anvil cell method has been achieved.In the second part of the thesis, the acoustic vibrations of individual gold nanodisks on sapphire substrate has been experimentally characterized via pump&probe spectroscopy. Particular attention has been paid to their damping as a function of the disks aspect-ratio enlightening the presence of quality-factors enhancements.Numeric modeling has provided a physical insight for the observed amplifications, showing that modes hybridizations occur at specific aspect-ratios, potentially reducing the acoustic energy loss towards the interface disk/substrate
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Analyse semi-classique des opérateurs périodiques perturbés / Semi classical analysis for perturbation of periodic operatorsSbai, Youssef 10 December 2015 (has links)
Cette thèse traite de certaines propriétés spectrales de deux classes spécifiques des opérateurs périodiques. Nous nous intéressons tout d’abord à un modèle périodique perturbée par un opérateur dépendant d’un petit paramètre semi-classique. Nous obtenons alors le comportement asymptotique de la fonction du comptage des valeurs propres dans les gaps spectrales avec une estimation optimale du reste. Le second modèle étudié dans cette thèse est un modèle elliptique périodique d’ordre deux perturbée par un opérateur dépendant d’une grande constante de couplage. Nous donnons également la description de la fonction de compactage des valeurs propres lorsque la constante de couplage tend vers l’infini. La dernière partie de cette thèse discute l’étude du spectre discret de l’opérateur de Schrödinger avec un potentiel très oscillent dépendant d’un petit paramètre semi-classique. / This Ph.D thesis deals with some spectral properties of two specific classes of two periodic operators. We are firstly interested in the model periodic perturbed by operator depending on a small semi-classical constant. We obtain an asymptotic behavior of the eigenvalue counting function in the spectral gaps with scharp remainder estimate. The second model studied in this thesis is a two-dimensional periodic elliptic second order opera-tor perturbed by operator depending on a large coupling constant. We also give the description of the counting function of eigenvalues when the coupling constant tends to infinity. The last part of this thesis highlights the study the spectrum of a Schrödinger operator perturbed by a fast oscillatingdecaying potential depending on a small parameter.
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Résolution et réduction d'un modèle non-linéaire de stockage d'énergie par adsorption sur des zéolithes / Resolution and reduction of a non-linear energy storage model by adsorption on zeolitesDuquesne, Marie 11 January 2013 (has links)
Les sources d’énergies renouvelables représentent un gisement intéressant mais l’intermittence de leur production impose une meilleure anticipation des besoins et la mise en place d’un système de stockage d’énergie. Le stockage thermochimique par adsorption dans un système intégrant le couple zéolithe 13X/eau semble être une solution adaptée à un stockage de l’énergie à basse température pour une application aux bâtiments. Notre objectif consiste à reproduire le comportement de ce type de problèmes thermiques non-linéaires. En effet, une simulation précise et rapide du comportement du système sélectionné permettrait une régulation lors de son utilisation. Un modèle bidimensionnel de stockage d’énergie dans un adsorbeur cylindrique a été développé. La résolution numérique de ce modèle, dit d’ordre élevé, implique l’intégration d’un système de quelques centaines à quelques milliers d’équations fortement non-linéaires et couplés. Les coûts de calculs générés pouvant être prohibitifs, l’application d’une méthode de réduction a ainsi été envisagée afin de conserver les caractéristiques, le couplage des transferts de chaleur et de masse ainsi que les non-linéarités de ce modèle tout en limitant le temps de calculs. La projection de Galerkin des équations de ce dernier sur la base, obtenue grâce à une décomposition orthogonale aux valeurs propres, permet de construire un système dynamique d’ordre faible. Sa résolution est moins coûteuse que celle du modèle d’ordre élevé et reproduit correctement la dynamique de l’adsorbeur. / Renewable energy sources will play a key role in meeting future energy demand. One major criticism of those sources stands in their intermittency requiring both a more effective management of demand and efficient storage systems. We focus on thermo-chemical storage by adsorption-desorption mechanism. Eco friendly, economically viable and suitable with solar energy temperature range made the zeolite 13X - water pair ideal for buildings applications. We built an energy storage model in a cylindrical adsorber which contains the mentioned zeolite13X - water pair. Energy storage has been modeled to present coupled heat and mass transfers thanks to a bi-dimensional model. The numerical simulations lead to the time-space evolution of the heating fluid and adsorbent temperatures and pressure. These knowledge models include typically a great amount of coupled differential equations to solve and strong non linearities. The originality of this study is to build a knowledge model of coupled heat and mass transfer in an adsorber and use the Proper Orthogonal Decomposition (POD) and Galerkin projection to build a minimal model of lower dimension without significant loose of accuracy.
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Traduire la culture sociopolitique : Étude de la traduction française de noms propres liés à l’organisation politique et sociale en SuèdeRoccasalva, Candice January 2015 (has links)
The purpose of the present essay is to study the difficulties of translating, into French, Swedish proper names with a connection to the socio-political organisation of the country, i.e. names of Swedish national institutions and governemental bodies, unions and political parties as well as national and local non-profit organisations, and to discuss, in context, the validity of the various possible translation methods. The source texts used as primary material are excerpts from the book Porr, horor och feminister by Swedish author Petra Östergren (2006) in which she intends to offer a historical and at the same time critical insight into the debate about pornography and prostitution in Sweden. Drawing on both the skopos theory of Vermeer and Reiss and the theories about the translation of cultural elements developed by Swedish scholar Brynja Svane, the author of this essay will, as a first step, analyse the text type, skopos and target audience of both the source texts and the target texts, and, as a second step, sort out all instances of the chosen proper nouns according to the translation method used to render them. The motivations behind each translation choice, above all in accordance with the skopos of the texts but also with the stylistic requirements of the target language, will then be discussed and evaluated in details.
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Synthèse de naphtalimides et dicétopyrrolopyrroles originaux pour les photopolymérisations radicalaire et cationique dans des conditions d'irradiation douces / Synthesis of new naphthalimides and diketopyrrolopyrroles for radical and cationic polymerizations under soft irradiation conditionsZivic, Nicolas 13 March 2017 (has links)
La photopolymérisation joue un rôle prééminent dans l'industrie comme en témoigne son nombre d'applications croissant dans des domaines classiques tels que les revêtements, les encres et les adhésifs mais aussi dans des domaines de haute technologie comme l’optoélectronique, l’imagerie laser, la stéréolithographie et la nanotechnologie. En effet, la photopolymérisation présente de nombreux avantages. C’est un processus rapide. Elle peut être réalisée à température ambiante et/ou sans solvant, permettant ainsi de limiter la formation de COV. Enfin, la photopolymérisation permet de réticuler dans des zones spatialement bien définies puisqu’elle se fait uniquement dans les zones exposées au rayonnement lumineux. Depuis 2011, le système photoamorçant fait l’objet d’intenses recherches pour développer des systèmes capables d’amorcer des réactions de polymérisation dans des conditions d’irradiation douces de manière à limiter les risques de toxicité et les coûts relatifs à l’utilisation de sources UV. Néanmoins, les systèmes reportés sont caractérisés par des réactivités modérées et peuvent difficilement rivaliser avec les systèmes UV actuels. Dans ce contexte, nous avons synthétisé une large librairie de molécules photosensibles construites à partir de chromophores naphtalimides ou dicétopyrrolopyrroles et capables d’amorcer une réaction de polymérisation dans des conditions d’irradiation douces. La fonctionnalisation ad hoc des chromophores et les propriétés photochimiques qui en découlent ont été exploitées pour développer des systèmes photoamorçants très performants capables d’absorber la lumière dans le domaine du proche UV ou du visible, émise par les LEDs. / Photoinitiated polymerization has gained significant importance in industry as illustrated by the large number of applications of this technique in conventional areas such as coatings, inks, and adhesives but also high-tech domains, like optoelectronics, laser imaging, stereolithography, and nanotechnology. Indeed, photopolymerization presents several advantages such as decreasing the time of reaction, the possibility to be performed at room temperature or without solvents limiting the formation of volatile organic compounds. Moreover, the possibility to irradiate with high precision specific zones allows the spatial-control of the polymerization. Since 2011, photoinitiating systems able to initiate polymerization under soft light irradiation sources have been the subject of intense efforts to minimize the risks and the cost related to UV irradiation. However, even if some results are promising, the reported systems still present moderate reactivity and can hardly compete with actual UV systems. In this context, we have synthesized a large library of photosensitive molecules based on naphthalimide and dicetopyrrolopyrrole derivatives are able to initiate the polymerization under soft irradiation sources. The ad hoc functionalization of the chromophore and the consequent tuning of the photochemical properties have been used to develop highly efficient photoinitiating systems able to absorb into the near UV and visible spectra emitted by LED.
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Contrôle des écoulements par modèles d'ordre réduit, en vue de l'application à la ventilation naturelle des bâtiments / Flow control using reduced models, in order to its application in natural ventilation of buildingsTallet, Alexandra 08 April 2013 (has links)
Afin d’élaborer des stratégies de contrôle des écoulements en temps réel, il est nécessaire d’avoir recours à des modèles d’ordre réduit (ROMs), car la résolution des équations complètes est trop coûteuse en temps de calcul (des jours, des semaines) et en espace mémoire. Dans cette thèse, les modèles réduits ont été construits avec la méthode POD (Proper Orthogonal Decomposition). Une méthode de projection basée sur la minimisation des résidus, initiée par les travaux de Leblond et al. [134] a été proposée. Dans certaines configurations, la précision des résultats est significativement augmentée, par rapport à une projection de Galerkin classique. Dans un second temps, un algorithme d’optimisation non-linéaire, à direction de descente basée sur la méthode des équations adjointes, a été couplé avec des modèles réduits utilisant des bases POD. Deux méthodes de construction de base POD ont été employées : soit avec un paramètre (un nombre de Reynolds,. . . ), soit avec plusieurs paramètres (plusieurs nombres de Reynolds, . . . ). Les ROMs obtenus ont été utilisés pour contrôler la dispersion d’un polluant dans une cavité ventilée puis pour contrôler le champ de température dans une cavité entraînée différentiellement chauffée. Le contrôle est réalisé en temps quasi-réel et les résultats obtenus sont plutôt satisfaisants. Néanmoins, ces méthodes sont encore trop coûteuses en espace mémoire pour être aujourd’hui embarquées dans les boîtiers de contrôle utilisés dans le bâtiment. Une autre stratégie de contrôle, s’appuyant sur les contrôleurs actuels, a ainsi été développée. Celle-ci permet d’obtenir la température (ainsi que la vitesse) dans la zone d’occupation du bâtiment, en utilisant une décomposition des champs par POD et un algorithme d’optimisation de Levenberg-Marquardt. Elle a été validée sur une cavité différentiellement chauffée, puis appliquée sur une cavité ventilée 3D, proche d’un cas réel. / In order to control flows in real-time, it is necessary to resort to reduced-order models (ROMs) because the classical method of simulations is too expensive in CPU time (several days, weeks) and memory storage. In this thesis, the ROMs have been built with the POD (Proper Orthogonal Decomposition) technique. First, a projection method based on the minimization of the equations residuals and established starting from the works of Leblond et al. [134] have been developed. In some cases, the results accuracy is significantly increased. Secondly, a direct descent optimization algorithm based on adjoint-equations has been coupled with POD/ROMs. Two construction methods of POD bases has been employed: either with simulations for only one parameter (one Reynolds number, . . . ), or with simulations for several parameters (several Reynolds numbers,. . . ). The obtained ROMs have been applied in order to control the pollutant dispersion and then to control the temperature field in a lid-driven cavity heated by the left. The control is realized in quasi-real time and the results are rather satisfying. Nevertheless, these methods are still too expensive in memory storage to be embedded in the current controllers. Thus, another control strategy has been proposed, using POD and an optimization algorithm (Levenberg-Marquardt). This one enables to obtain the temperature (and the velocity) in the occupation zone of the building and has been validated on the lid-driven cavity heated by the left and applied on a 3D-ventilated cavity, similar to a real case.
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Contributions à l'évaluation des risques en assurance tempête et automobile / Contributions to risk assessment in wind storm and car insuranceMornet, Alexandre 30 September 2015 (has links)
Dans cette thèse, nous étudions la garantie tempête consacrée aux dommages causés par le vent et un développement de l'assurance comportementale à travers le risque automobile. Nous associons des informations extérieures comme la vitesse du vent aux données de l'assurance. Nous proposons la construction d'un indice tempête pour compléter et renforcer l'évaluation des dégâts causés par les tempêtes majeures. Nous définissons ensuite un partage du territoire français en 6 zones tempêtes, dépendant des corrélations extrêmes de vent, pour tester plusieurs scénarios. Ces différents tests et considérations nous permettent d'améliorer notre indice tempête. Nous nous appuyons sur les modèles de la théorie des valeurs extrêmes pour montrer l'impact de la variabilité sur le calcul des périodes de retour et besoins en fonds propres. Nous soulignons ainsi les difficultés rencontrées pour dégager des résultats robustes en lien avec les évènements extrêmes. Pour ce qui est de l'assurance automobile, nous testons différentes méthodes pour répondre aux évolutions techniques et réglementaires. Nous caractérisons la partition homme / femme en utilisant la procédure logistique, l'analyse des correspondances multiples ou les arbres de classification. Nous montrons qu'il est possible de compenser l'absence de la variable sexe par d'autres informations spécifiques à l'assuré ou à son véhicule et en particulier l'utilisation de relevés kilométriques. Enfin, nous nous intéressons à l'expérience acquise par les conducteurs novices. Nous étudions le comportement sur la route de l'assuré pour créer de nouvelles classes de risques / In this Ph.D. Dissertation we study the storm guarantee dedicated to the damage caused by the wind and a development of the behavioral insurance through the automobile risk. We associate external information like the wind speed to insurance data. We propose the construction of a storm index to complete and strengthen the evaluation of the damages caused by the major storms. Then we define a partition of the French territory in 6 zones storms, depending on extreme wind correlations to test several scenarios. These various tests and considerations allow us to improve our storm index. We lean on extreme value theory models to show the impact of the variability on the calculation of return periods and capital requirements. We underline the difficulties to obtain strong results in connection with the extreme events. Concerning car insurance, we test various methods to answer the technical and legal evolutions. We characterize the man/woman partition by using the logistic procedure, the multiple correspondence analysis or the classification trees. We show that it is possible to compensate for the absence of the sex variable with other information specific to the insurants or to their vehicle and in particular the use of kilometric data. Finally, we are interested in the acquired experience by young drivers. We study the behavior on the road of the insurants to create new classes of risks
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Etudes expérimentales de l'Interaction fluide-structure sur les voiles de bateaux au portant / Experimental studies of fluid-structure interaction on downwind sailsDeparday, Julien 06 July 2016 (has links)
Cette thèse présente une étude expérimentale sur un voilier instrumenté, menée pour décrire le comportement aéro-élastique des voiles et du gréement pour des navigations au portant. Les formes des voiles utilisées sont des surfaces non développables avec de fortes courbures provoquant une séparation massive de l’écoulement. De plus, les spinnakers sont des voiles fines et souples rendant l’interaction fluide-structure fortement couplée. A cause du non-respect de certaines règles de similitude, le comportement dynamique d’un spinnaker se prête mal à l’étude en soufflerie et nécessite une comparaison avec des mesures in-situ. Les simulations numériques instationnaires modélisant le comportement aéro-élastique des voiles et du gréement doivent être qualifiées et demandent également des validations. C’est pourquoi un système d’instrumentation embarquée est mis en place sur un J/80, un voilier de huit mètres de long. Il s’agit de mesurer dynamiquement la forme en navigation du spinnaker, les efforts dans les gréements dormant et courant, la répartition de pression sur la voile ainsi que le vent et les attitudes du bateau. La forme du spinnaker en navigation est obtenue grâce à un système de mesure photogrammétrique développé pendant la thèse. La précision de ce système, meilleure que 1,5%, permet de mesurer la forme générale de la voile ainsi que les déformations importantes telles que celles liées au faseyement du guindant. L’effort aérodynamique produit par le spinnaker est obtenu grâce à la mesure de l’intensité des efforts et de leurs directions aux trois extrémités (drisse, amure, écoute) ainsi que par la mesure des pressions sur la voile. Le comportement général du spinnaker est analysé en fonction de l’angle du vent apparent. Une nouvelle représentation utilisant les surfaces de Bézier triangulaires est développée pour décrire la forme tridimensionnelle du spinnaker. Quelques points de contrôles suffisent pour représenter la voile et caractériser le type de voile. Un comportement dynamique propre au spinnaker est également étudié. Le réglage supposé optimal d’un spinnaker est à la limite du faseyement, en laissant le guindant se replier légèrement. Cependant ce réglage n’a jamais été scientifiquement étudié auparavant. Nous avons montré qu’il s’agit d’une forte interaction fluide-structure tridimensionnelle où une importante dépression apparaît au bord d’attaque, qui augmente temporairement les efforts, ce qui n’est pas observé avec un réglage plus bordé. / A full-scale experimental study on an instrumented sailing yacht is conducted to better assess the aero-elastic behaviour of the sails and rigging in downwind navigations. The downwind sail shape is a non-developable surface with high curvature leading to massive flow separation. In addition, spinnakers are thin and flexible sails leading to a strongly coupled Fluid-Structure Interaction. Due to the non-respect of some rules of similitude, the unsteady behaviour of downwind sails cannot be easily investigated with wind tunnel tests that would need comparison with full-scale experiments. Moreover unsteady numerical simulations modelling the aero-elastic behaviour of the sails and rigging require validations. An inboard instrumentation system has been developed on a 8 meter J/80 sailboat to simultaneously and dynamically measure the flying shape of the spinnaker, the aerodynamic loads transmitted to the rigging, the pressure distribution on the sail as well as the boat and wind data. The shape of the spinnaker while sailing is acquired by a photogrammetric system developed during this PhD. The accuracy of this new system, better than 1.5%, is used to measure the global shape and the main dynamic deformations, such as the flapping of the luff. The aerodynamic load produced by the spinnaker is assessed by the measurements of the load magnitudes and directions on the three corners of the sail (head, tack and clew), and also by the pressure distribution on the spinnaker. The global behaviour of the spinnaker is analysed according to the apparent wind angle. A new representation using Bézier triangular surfaces defines the spinnaker 3D shape. A few control points enable to represent the sail and can easily characterise the type of sail. A typical unsteady behaviour of the spinnaker is also analysed. Letting the luff of the sail flap is known by sailors as the optimal trim but has never been scientifically studied before. It is found that it is a complex three dimensional fluid-structure interaction problem where a high suction near the leading edge occurs, producing a temporary increase of the force coefficient that would not be possible otherwise.
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