Une série d'anils originaux, de groupe d'espace non centrosymétrique actifs en génération de second harmonique (GSH) et photochromes à l'état cristallin, a été obtenue. Un des composés présente une GSH de 11 (vs urée), un deuxième une photo conversion de 16% sous irradiation UV et un troisième une quasi bistabilité (durée de vie de 460 j pour la forme métastable). La photo commutation réversible de la GSH peut aller jusqu'à 50%. Des études sur monocristaux orientés sous microscope confocal ont permis de corréler anisotropie de GSH et structure déterminée par diffraction de rayons X, via des calculs ZINDO. Elles ont aussi montré que la réaction photo induite créait un désordre dans le cristal, entraînant la commutation de GSH, mais que l'ordre initial était recréé après réaction retour. La spectroscopie a mis en évidence le mécanisme du photochromisme et un temps de commutation de 250 ps à l'état solide, montrant ainsi le potentiel de ces matériaux comme interrupteurs optiques rapides.

La simulation dynamique des structures composites jusqu'à rupture pose des difficultés, notamment numériques. Dans ce cadre, les mésomodèles d'endommagement ont été développés au LMT-Cachan, tant en statique qu'en dynamique, par l'introduction de lois à effet retard pour la description objective de la rupture.Ce travail discute l'identification de ces paramètres de retard, soulevant ainsi le problème de la prise en compte de conditions expérimentales fortement incertaines.Cette étude propose une méthode d'identification inverse à partir d'essais en dynamique transitoire, basée sur le principe d'erreur en relation de comportement. Elle a été développée, dans un premier temps, en élasticité. Cela amène à résoudre des problèmes dynamiques non standards demandant des méthodes de résolution adaptées. L'étude a permis de mettre en avant les points clés de la robustesse de la méthode face aux incertitudes de mesure.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Génie électrique : Toulouse, INPT : 2002. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 145 réf.

Les calculs Monte-Carlo de criticité permettent d'estimer le facteur de multiplication effectif ("k-effectif") d'un système fissile au cours d'itérations simulant la propagation d'une population de neutrons, formant une chaîne de Markov. L'initialisation arbitraire de la population des neutrons simulés peut biaiser fortement l'estimation du k-effectif du système, défini comme la moyenne de la séquence des k-effectifs estimés à chaque itération. Un modèle simplifié de cette séquence de k-effectifs d'étapes est établi à partir du contexte technique d'exploitation industrielle des calculs Monte-Carlo de criticité. Des tests statistiques, inspirés des propriétés du pont brownien, sont construits pour discriminer la stationnarité de la séquence des k-effectifs d'étapes. Le régime transitoire initial éventuellement détecté est alors supprimé pour améliorer l'estimation du k-effectif du système. Les différentes déclinaisons de cette méthodologie sont détaillées puis comparées, d'une part sur un plan d'expériences représentatif des calculs Monte-Carlo de criticité, et d'autre part sur des calculs réels de configurations de criticité. Finalement, les performances observées sur ces applications permettent d'envisager une exploitation pertinente dans les calculs Monte-Carlo de criticité industriels.

Th. doct.-ing.--Toulouse, I.N.P., 1977. N°: 4.

Les signaux transitoires, de par leur unicité, sont très difficiles à caractériser. Ils se rencontrent partout et sont généralement le reflet d'un phénomène physique très complexe traduisant de nombreuses informations telles que le signal à l'origine, les effets de la propagation dans le milieu considéré et aussi les effets induits par les capteurs. Ils peuvent aussi bien correspondre à un phénomène de communication entre animaux, qu'être le reflet d'un défaut dans un système électrique ou hydraulique par exemple. Tout ceci rend leur étude très difficile, mais aussi primordiale. De nombreuses techniques en traitement du signal ont été développées ces dernières années pour les étudier: elles reposent souvent sur des approches statistiques, des approches projectives sur différents dictionnaires et des techniques auto-adaptatives. Toutes ces méthodes présentent des avantages et des inconvénients, puisqu'elles permettent souvent de les détecter correctement, néanmoins leur caractérisation à des fins de classification et de discrimination reste compliquée. Cette thèse s'inscrit dans cette optique et propose de nouvelles approches d'étude des transitoires. Après un rapide descriptif des techniques d'étude des signaux transitoires, ce travail s'intéressera dans un premier temps à la représentation des signaux ayant des composantes fréquentielles variant très rapidement. De manière générale l'utilisation des distributions généralisées à temps complexe présente un cadre d'analyse adéquat, mais il est limité aux signaux possédant une bande passante étroite, nous proposons dans une première partie d'étendre cette utilisation à des signaux possédant une bande passante plus large en appliquant un changement d'échelle des signaux. Une deuxième partie s'intéressera davantage à l'extraction de signaux à modulation de phase dans le contexte d'un mélange de bruit non-stationnaire et d'autres signaux cohérents. Ceci sera effectué par des opérateurs de warping couplé à des techniques de débruitage basée sur la compression de données. Le troisième chapitre s'intéressera aux techniques guidées par les données basées sur la représentation des signaux en diagrammes de phase. La contribution principale porte sur la diversité des lags qui permet en effet de mettre en évidence les effets des opérateurs de temps-échelles, mais aussi de modification d'amplitude entre des signaux. Nous développerons donc des méthodes permettant de mettre en évidence ces propriétés. Finalement, les travaux présentés dans les premiers chapitres seront développés dans le cadre de quatre domaines applicatifs qui sont : la segmentation d'ECG, la caractérisation de transitoires électriques, un cas d'acoustique passive et l'étude de signaux acoustiques en milieu immergé. Nous terminerons enfin par une conclusion et quelques perspectives de travail. / For their uniqueness, transient are really difficult to characterize. They are met everywhere and are generally the result of very complex physical phenomena that contain a lot of information such as the transient at its origin, the effect of the propagation through the medium and the effects induced by the transducers. They can correspond to communication between mammals as well as being the reflection of a fault in electrical or hydraulic networks for instance. Hence their study is of great importance even though it is quite complicated. Numerous signal processing methods have been developed in the last decades: they often rely on statistical approaches, linear projections of the signal onto dictionaries and data-driven techniques. All those methods have pros and cons since they often provide good detections, nevertheless their characterization for classification and discrimination purposes remains complicated. In this spirit, this thesis proposes new approaches to study transients. After a brief overview of the existing methods, this work first focuses on the representation of signals having tight-varying time-frequency components. Generally, general complex-time distributions present a proper framework to study them but remain limited to narrow band signals. In a first part, we propose to overcome this limitation in the case of signals with a spread time-frequency variation. This method is based on the compression of the signal's spectrum to a bandwidth that ensures the efficiency of the technique. A second part then focuses on the extraction of nonlinear modulation phase signals in the context of nonstationary noise and other coherent signals. This is performed with warping operators and compressive sensing reconstruction techniques. The third chapter then focuses on data-driven methods based on the representation of the signal in phase space. The main contribution takes advantage of the lag diversity that enables to highlight time scale transformations as well as amplitude modifications between transients. Hence, we develop different techniques enabling to highlight those properties. Finally, works presented in the first chapters are developed in applicative contexts such as: ECG segmentation, electrical transient characterization, a passive acoustic configuration and the study of acoustic signals in an immerse environment. We then end up by some conclusions and perspectives for future works.

Même s'ils n'appartiennent pas a une classe de signaux bien définie, les signaux transitoires se retrouvent dans plusieurs domaines pratiques très différents (comme les signaux médicaux et les signaux utilisés dans des systèmes de télécommunications), donc le développement des outils robustes et efficients pour faire leur analyse est un objectif important dans le traitement du signal. En particulier, cette thèse s'est concentrée surtout sur la résolution de quelques problèmes de traitement du signal posés par l'investigation ultrasonore de l'eau dans des conduites. Cependant, ce contexte applicatif a été utilisé seulement comme une base pour développer des outils génériques qui peuvent trouver leur utilité dans plusieurs d'autres applications. La thèse a abordé la question du traitement des signaux (transitoires) du point de vue du concept de récurrence dans l'espace des phases, qui est emprunté de la théorie des systèmes dynamiques. Nous avons montré que l'analyse du diagramme des recurrences (RPA) apporte dans le traitement du signal deux concepts importants : l'échantillon vectoriel, et la récurrence. L'utilisation de ces concepts nous a permis de généraliser et d'étendre des outils de traitement du signal bien connus, et aussi de construire des représentations de signal qui se sont révélées utiles dans des différentes tâches liées à la détection et à la caractérisation des transitoires. Essentiellement, dans cette thèse nous avons montré que la RPA peut être vue comme un cadre générique qui unifie dans une formulation commune des diverses outils bien connus dans le traitement du signal. En plus, elle généralise ces outils (à l'aide du concept des échantillons vectoriels) et les étend (en utilisant le concept de récurrence). / Although they do not belong to a very well defined class of signals, transient signals are found in many practical fields (from biological signals to signals used in telecommunication systems), so the development of robust and efficient tools for their analysis is an important objective in signal processing. In particular, this thesis was focused mainly on solving some signal analysis problems raised by the ultrasonic investigation of water in pipes. However, this applicative context was used only as a basis for developing generic tools that can find their usefulness in various other applications. The thesis addressed the issue of (transient) signal analysis from the perspective of the phase space recurrence concept, borrowed from dynamical systems theory. We showed that recurrence plot analysis (RPA) brings into the field of signal processing two important concepts: vector samples, and recurrence. The use of these concepts allowed us to generalize and extend well-known signal processing tools, as well as to build signal representations that proved to be useful in various tasks related to transient signal detection and characterization. Basically, in this thesis we have shown that RPA can be seen as a generic framework that unifies in a common formulation various well-known classic signal processing tools, which it generalizes (by using the concept of vector samples) and extends (by using the concept of recurrence).

La stabilité d'un écoulement de couche limite sur une paroi verticale et d'un écoulement de canal entre deux parois verticales est étudiée en présence d'une stratification en densité. Des analyses de stabilité modale et non-modale sont conduites.Pour l'écoulement de couche limite sur une paroi verticale, l'analyse de stabilité temporelle est réalisé pour un profil de vitesse en tanh. Les caractéristiques sont décrites en fonction du nombre de Reynolds (Re) et du nombre de Froude (F). Je montre que l'écoulement de couche limite est sujet à l'instabilité visqueuse et à l'instabilité radiative qui conduisent respectivement à la formation d'ondes de Tollmien-Schlichting (TS) et à la génération spontanée d'ondes internes. Je montre que l'instabilité radiative diminue le nombre de Reynolds critique et domine l'instabilité visqueuse pour des grands nombres de Reynolds. L'instabilité radiative devrait donc être observable dans les expériences et les écoulements géophysiques atmosphériques ou océaniques. Pour l'écoulement de canal, je réalise une étude de stabilité temporelle ainsi qu'une étude des perturbations optimales en utilisant le profil de vitesse de Poiseuille. Comme pour l'écoulement de couche limite, je montre que l'instabilité visqueuse est dominée par une instabilité 3D associée à la stratification. Cette dernière affecte également la croissance transitoire des perturbations. Les deux mécanismes fondamentaux de croissance transitoire que sont les mécanismes de Orr et de ``lift-up'' sont toujours présents mais le mécanisme de lift-up est fortement atténuée par la stratification et rapidement dominée par la présence des instabilités 3D. / The stability of a boundary layer on a vertical wall and a channel flow between two vertical walls is studied in the presence of density stratification. Both modal and non-modal analysis are conducted in these studies. For the boundary layer on a vertical wall, a temporal stability analysis is performed for a tanh velocity profile. The characteristics are analysed as functions of the Reynolds number (Re) and the Froude number (F). The boundary layer is found to be unstable to viscous instability and radiative instability. The viscous instability can lead to Tollmien–Schlichting (TS) waves, and the radiative instability may generate internal gravity waves spontaneously. The radiative instability reduces the critical Re for instability. And for large Reynolds numbers, it dominates the viscous instability. Consequently, radiative instability may develop in experiments and various geophysical situations in the ocean and atmosphere.For the channel flow, we choose plane Poiseuille flow as a prototype. Both the exponential instability and transient growth are analysed. There are also two kinds of exponential instabilities, viscous instability and a 3D instability. The 3D instability influences the behaviour of the transient growth. The fundamental mechanisms in transient growth are the inclination of upstream tilting waves and the growth of streamwise vortices, which are referred to as Orr mechanism and lift-up mechanism. In the presence of stratification, the Orr mechanism is not affected while the lift-up mechanism is weakened. The combination of these two mechanisms is amplified by the influence of the 3D instabilities.

Ce travail porte sur l’étude de la stabilité et l’analyse non-linéaire transitoire des instabilités mécaniques induites par le frottement dans les systèmes de freinage aéronautique. La compréhension de ces instabilités, par la combinaison d’approches expérimentales et théoriques, permet de réduire ou de supprimer leur risque d’apparition. Cette thèse a pour objectif de prédire les niveaux des vibrations induites par le frottement dans les freins aéronautiques à l’aide d’un modèle phénoménologique non-linéaire capable de reproduire les mécanismes responsables des instabilités. L’approche est focalisée sur les deux phénomènes vibratoires principaux apparaissant entre 0 et 1 000 Hz connus sous le nom de squeal et whirl. Pour appuyer cette démarche, les essais expérimentaux réalisés au sein de Messier-Bugatti - Groupe SAFRAN seront utilisés. La première approche est une étude ”statico-dynamique” dans laquelle la linéarisation des équations dynamiques non-linéaires autour de la position d’équilibre permet de déterminer la stabilité du système par un calcul aux valeurs propres. La stabilité du frein est alors déterminée en fonction de différents paramètres : coefficient de frottement, pression hydraulique, raideur non-linéaire, etc... Une attention particulière a été portée sur l’étude des effets de l’amortissement sur les instabilités vibratoires issues d’un couplage de modes : l’amortissement peut avoir des effets néfastes sur la stabilité du système, qui vont à l’encontre des idées reçues. La deuxième approche concerne l’étude ”dynamique non-linéaire”. L’analyse de stabilité ne permet pas, dans le cas où le système est instable, de connaître les amplitudes vibratoires générées. Une intégration temporelle des équations dynamiques non-linéaires permet alors de calculer les régimes transitoire et stationnaire du système. Des études d’influence sont ensuite menées pour évaluer la sensibilité de la réponse dynamique non-linéaire du frein vis-a-vis de ses paramètres. Le rôle de l’amortissement a été étudié avec attention : les conclusions établies grâce aux études de stabilité sont alors étendues à la dynamique non-linéaire. Des phénomènes transitoires complexes où plusieurs instabilités se développent seront également mis en évidence et analysés. Enfin, les essais expérimentaux montrent une dispersion importante dans l’amplitude des vibrations générées au cours des freinages, bien que les conditions expérimentales soient identiques. L’introduction de lois statistiques dans les paramètres du freinage permet alors de reproduire avec satisfaction la variabilité des amplitudes vibratoires observée en essais. / This study deals with the linear and non-linear transient analyses of instabilities induced by friction in aircraft braking systems. The investigation of these instability phenomena, under experimental and theoretical considerations, is useful to design brakes in which vibrations will not be harmful. The aim of this thesis is to predict the amplitude of the oscillations generated by frictioninduced instabilities in an aircraft braking system. To achieve this, a non-linear analytical model of the brake is built in order to reproduce the mechanisms responsible for friction-induced vibrations. Experimental records of the brake under working conditions performed by Messier-Bugatti- SAFRAN Group allow identifying two main vibrations identified in the 0-1,000 Hz range : squeal and whirl. The work is focused on these two phenomena. The first step in the study of a vibration problem is a stability analysis obtained by calculation of the eigenvalues of the Jacobian matrix of the system of non-linear equations linearized at the equilibrium point. The stability of the brake is then investigated with respect to brake parameters : coefficient of friction, hydraulic pressure, non-linear stiffness, etc... In particular, the effects of damping in mode-coupling instabilities are assessed. It appears that the addition of damping into the equations of motion does not lead systematically to the stabilization of the system, which runs counter to the generally accepted idea. The second step concerns the non-linear dynamics. If the system is unstable, the stability analysis gives no information on the amplitude of the oscillations or on the non-linear transient behavior. By integration of the full set of non-linear equations, the stationary and transient regimes are computed. The sensibility of the non-linear response of the brake is then studied with respect to brake parameters. In particular, the effects of damping are investigated in details : the conclusions established on the stability analysis are extended to the non-linear dynamics. Complex non-linear transient behaviors when several instabilities occur are also highlighted and analyzed. Finally, experimental tests reveal that the brake can generate vibrations of various amplitude, although the experimental conditions are identical. The introduction of statistical laws in the braking parameters allow simulating with a good agreement the variability of the vibratory levels observed when a series of tests is performed.

Les émissions de méthane (CH[indice inférieur 4]), gaz à effet de serre provoquant le réchauffement climatique doivent être contrôlées. Les biofiltres peuvent être utilisés pour atteindre cet objectif. Les émissions de CH[indice inférieur 4] issues des industries agroalimentaires ou du traitement des eaux peuvent être accompagnées de vapeurs d’alcool. La présence simultanée de CH[indice inférieur 4], polluant à limitation par transfert de masse et d’alcool, polluant à limitation cinétique dans un mélange gazeux peut induire des limitations dans le biofiltre. L’objectif principal de cette recherche est l’évaluation des limitations dans un biofiltre traitant le CH[indice inférieur 4] en présence ou en absence de vapeur d’alcool en régime permanent ou transitoire. Dans un premier temps, une revue de littérature s’est penchée sur les limitations basées sur le transfert de masse et la cinétique lors de l’enlèvement de polluants organiques dans un biofiltre. Par la suite, l’élimination du CH[indice inférieur 4] a été effectuée dans un biofiltre afin d’évaluer l’influence de la concentration à l’entrée du biofiltre sur la performance du biofiltre. Une capacité d’élimination maximale de 45 g [indice supérieur -3] h[indice supérieur -1] a été obtenue pour une charge à l’entrée de 87 g [indice supérieur -3] h[indice supérieur -1] du biofiltre. Le biofiltre a toléré des charges par à-coups de CH[indice inférieur 4] de même que des privations de CH[indice inférieur 4] et de nutriments. Par conséquent, les comportements en régimes permanent et transitoire d’élimination du CH[indice inférieur 4] en présence de vapeurs d’éthanol ont été étudiés dans un biofiltre ayant un lit filtrant inorganique sous des temps de résidence en fût vide (EBRT) de 6, 3 et 1.5 minutes. L’ajout d’éthanol sur 3 cycles a été effectué en fonction des 3 EBRTs. Un EBRT de 6 min correspondant à des charges à l’entrée de CH4 et d’éthanol de 4.5 et de 132 g [indice supérieur -3] h[indice supérieur -1] a induit des limitations mineures en ce qui a trait à l’enlèvement du CH[indice inférieur 4] et de l’éthanol. En régime transitoire, la période de récupération après les 3 cycles a nécessité 10 à 25 jours. Ce délai est relié à la présence d’éthanol dans le lixiviat. Dans un dernier temps, deux biofiltres ayant un garnissage de pierres et un garnissage mixte ont été comparés pour l’enlèvement du CH[indice inférieur 4] et de l’éthanol présents dans un mélange gazeux en régime permanent. La section inférieure du biofiltre a permis l’élimination totale de l’éthanol. De plus, lors de l’élimination totale de l’éthanol dans la section inférieure du biofiltre, la production de dioxyde de carbone (CO[indice inférieur 2]) dépasse 16 g[indice supérieur -3] h[indice supérieur -1], pour des charges à l’entrée de CH[indice inférieur 4] et d’éthanol de 11 et 13 g m[indice supérieur -3] h[indice supérieur -1] respectivement. Par ailleurs, une concentration en éthanol dans le lixiviat excédant 2500 géthanol m[indice supérieur -3] lixiviat a été obtenue. Les biofiltres ont démontré une flexibilité pour des charges par à-coups d’éthanol suivies de périodes de carence. Le principal inconvénient du biofiltre à lit de pierres par rapport au biofiltre mixte est une perte de charge élevée dans la section inférieure du biofiltre. Une période de carence est un excellent moyen de contrer la perte de charge. / Abstract : Since methane (CH[subscript 4]) is a greenhouse gas with hazardous effects for global warming, every effort should be made to reduced methane emissions. Biofilters are potential candidates for CH[subscript 4] removal. In food and beverage industries as well as ethanol refineries, the feed of the biofilter might be a mixture of CH[subscript 4] emissions from wastewater treatment unit and ethanol emissions from other units. The presence of CH[subscript 4] as a mass transfer limited and ethanol vapor as a kinetic limited pollutant in a mixture can produce several limitations in a biofilter. The main objective of this research is to evaluate the limitations of CH[subscript 4] biofiltration or in the presence of ethanol vapors under steady and transient state conditions. First, a literature review was provided on mass transfer and kinetic limited organic pollutants removal in biofilters and the related limitations. Subsequently, the CH[subscript 4] elimination was assessed in a biofilter in order to evaluate the effect of CH[subscript 4] inlet concentration in the range of 1000 to 13000 ppmv and a gas flow rate of 3 L min[supercript -1] on the biofilter performance. A maximum CH[subscript 4] elimination capacity (ECmax) of 45 g m[superscript -3] h[superscript -1] was obtained for a CH[subscript 4] inlet load (IL) of 87 g m[superscript -3] h[superscript -1]. The biofilter tolerated CH[subscript 4] shock loads as well as different types of CH[subscript 4] and nutrient starvations. Subsequently, the steady state and dynamic behaviors of CH[subscript 4] elimination in the presence of ethanol vapor was studied in an inorganic bed biofilter with empty bed residence times (EBRTs) of 6, 3 and 1.5 min. Ethanol addition was performed in 3 cycles based on the EBRTs. An EBRT of 6 min with corresponding CH[subscript 4] and ethanol inlet loads of 132 and 4.5 gpollutant m[superscript -3] h[superscript -1] respectively, caused the least limitations for the simultaneous removal of CH[subscript 4] and ethanol in the biofilter. According to dynamic behavior of the biofilter, the recovery time after the three cycles took from 10 to 25 days. The delayed biofilter recovery was linked to the presence of ethanol in the liquid effluent. Finally, a stone-based bed and a hybrid packing biofilter were compared for CH[subscript 4] and ethanol removal in a mixture under steady and transient state conditions. Ethanol was completely removed in the bottom sections of both biofilters. A large carbon dioxide (CO[subscript 2]) production rate exceeding 18 g m[superscript -3] h[superscript -1] occurred in the bottom sections for CH[subscript 4] and ethanol inlet loads of 11 and 13 g m[superscript -3] h[superscript -1] respectively. In addition, an ethanol concentration in the leachate exceeding 2500 gethanol m[superscript -3] leachate was obtained for both biofilters. The biofilters were flexible to an ethanol shock load followed by a starvation period. The main drawback of the stone based bed biofilter compared to the hybrid packing biofilter was an excess pressure drop in the bottom section. Starvation was found an effective strategy for reducing the pressure drop.