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A data-based model for the domestic water demand in palestinian territory

/ El Masri Fayez / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-11-2016
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La pénurie d'eau et l'augmentation de la demande en eau, en particulier pour un usage résidentiel sont les principaux défis auxquels sont confrontés la Palestine. La nécessité de prévoir avec précision la consommation d'eau est utile pour la planification et la gestion de cette ressource naturelle. L'objectif principal de cette recherche est de (i) étudier les principaux facteurs qui influent la consommation d'eau en Palestine, (ii) de comprendre le schéma général de la consommation d'eau des ménages, (iii) d'évaluer les éventuels changements dans la consommation d'eau des ménages et de proposer des solutions appropriées et (iv) élaborer un modèle de prédiction de la consommation d'eau dans les villes palestiniennes basé sur le Réseau de Neurones Artificiels. Le travail de recherche est organisé en quatre parties. La première partie comprend une analyse bibliographique des travaux réalisés sur la consommation d'eau des ménages. La deuxième partie concerne la collecte de données, la méthodologie, l’enquête sur la consommation d'eau des ménages et le traitement de données. La troisième partie présente une analyse statistique des données de consommation d'eau dans deux villes palestiniennes. La dernière partie développe la modélisation de la consommation d'eau dans les deux villes à l’aide des Réseaux de Neurones Artificiels.
Mot(s) clés libre(s) : Gestion intégrée des ressources en eau, Eau potable, Réseaux neuronaux (informatique), Approvisionnement en eau, Pénurie d'eau, 628.1

Analysis of the impact of corrosion on the durability of blot-reinforced structures

/ He Ting / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université de Wuhan (Chine) / 22-09-2015
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Ce travail de thèse porte sur l’analyse de l'impact de la corrosion sur la durabilité des structures renforcées par ancrage. L'étude est basée sur des analyses théoriques ainsi que la modélisation expérimentale et numérique. Le travail débouche sur le développement d'une nouvelle méthode pour évaluer la durabilité des structures renforcées par ancrage. L'originalité de ce travail réside dans l'utilisation d’un modèle visco-plastique, ainsi que la méthode de l'élément composite pour l'analyse des contraintes et des déformations induites par la corrosion dans le béton renforcé par ancrage. Les principaux résultats de ce travail sont: • Le mécanisme de corrosion du béton renforcé par ancrage est revisité et discuté. • Des formules théoriques sont établies pour les contraintes induites par la corrosion, elles sont ensuite appliquées à l'analyse des expériences réalisées en laboratoire. • Un modèle 3D est développé pour étudier le champ de contraintes induites par les actions conjointes de la force d'arrachement et la force d'expansion par la rouille. L'analyse de la répartition des contraintes dues à l’expansion montre que la contrainte axiale du boulon décroit selon une fonction exponentielle. Dans le plan perpendiculaire au boulon, la contrainte radiale au sein de la couche de mortier passe de la traction à la compression ; la contrainte de cisaillement entre le boulon et le mortier suit une variation linéaire.
Mot(s) clés libre(s) : Béton armé, Durée de vie (ingénierie), Tirants d'ancrage, Viscoplasticité, Éléments finis, Méthode des, Méthode des éléments composites, 624.183 41

Analysis of the water consumption of the Scientific Campus : to step for the construction of a pilot of a Smart Water system

/ Suleman Taghreed / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 21-10-2013
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Ce travail fait partie d'un grand projet pour la mise en œuvre d'un réseau urbain intelligent sur le Campus de la Cité Scientifique qui est équivalent à une petite ville d'environ 25000 habitants. Le réseau intelligent comprend (i) la mise en œuvre d’une instrumentation pour le suivi en temps réel et le contrôle du réseau de distribution d'eau et (ii) le développement d'un système expert basé sur l'expérience développée par l'industrie de l'eau ainsi que sur des recherches fondamentales et appliquées pour la gestion optimale des systèmes complexes. L'un des enjeux majeurs de ce système concerne la gestion de la demande en eau. Ce travail a porté sur cette question. Il comporte une synthèse bibliographique et l'analyse de la consommation d'eau du Campus Scientifique. Le travail est organisé en trois parties. La première partie présente une analyse bibliographique des recherches sur la demande d'eau, la localisation des fuites d’eau et le développement des réseaux intelligents dans le secteur de l’eau. Des études de cas sont présentées pour illustrer l'application des innovations dans des projets réels. La deuxième partie concerne la présentation du site du Campus, qui est utilisé dans ce travail de recherche. Ce site présente plusieurs avantages pour l'analyse de la demande en eau. Les bâtiments ont des usages variés: résidence, restauration, sport, administration, recherche, enseignement et enseignement / recherche. Le site est également équipé d'un système de télérelève (AMR). Les données de consommation sont disponibles pour les principaux bâtiments à différentes échelles de temps. La dernière partie présente une analyse de la consommation d'eau des principaux secteurs du campus, qui couvrent les différents usages des bâtiments. L'analyse est menée à différentes échelles de temps: mensuelle, hebdomadaire, journalière et horaire. Il débouche sur l'établissement de profils de consommation des principaux bâtiments, qui seront ensuite intégrés dans le système intelligent de gestion de l’eau.
Mot(s) clés libre(s) : Eau -- Distribution, Eau -- Consommation, Eau -- Utilisation, Temps réel (informatique), Séries chronologiques, Réseaux intelligents, 628.1

Composite element method for modelling transient groundwater flow in fractured media and its application to slope stability problem

/ Hou Xiaoping / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université de Wuhan (Chine) / 29-06-2017
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Ce travail de thèse propose un modèle numérique complet pour l'écoulement transitoire des eaux souterraines dans les milieux poreux et fracturés et son application sur l’analyse de la stabilité des pentes sous l’effet d’une diminution du niveau de l’eau dans un réservoir. L’écouement de l’eau dans les milieux fracturés est complexe, en raison de la présence d'un grand nombre de fractures et de fortes variations dans les propriétés géométriques et hydrauliques de ces milieux. La thèse est organisée en six chapitres. Le premier chapitre pésente les problèmes abordés et les objectifs de la thèse. Le 2nd chapitre présente une synthèse des analyses numériques de l'écoulement dans les milieux fracturés et de ses effets sur la stabilité des pentes. Le 3ème chapitre présente le développment d’un modèle numérique d'écoulement transitoire saturé dans des milieux fracturés avec une surface libre en utilisant la méthode des éléments composites (CEM). Le 4ème chapitre présente un modèle numérique d'écoulement transitoire à saturation variable, dans les milieux fracturés à l'aide du CEM. Le 5ème chapitre présente une étude de la stabilité des pentes sous l’effet de variation des paramètres hydrauliques et de résistance des sols, et da géométrie des pentes. Le 6ème chapitre présente une étude paramétrique de l'influence des caractéristiques de fracture sur l'écoulement transitoire et la stabilité d’une pente soumise à des conditions de diminution.
Mot(s) clés libre(s) : Eaux souterraines -- Écoulement, Roches -- Fracturation, Niveau hydrostatique, Pertes et versants rocheux, Méthode des éléments composites, Méthode d’équilibre limite, 628.114

Detection of water leakage using innovative smart water system : application to SunRise Smart City demonstrator

/ Farah Elias / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-11-2016
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Le travail de thèse porte sur l'utilisation des réseaux d’eau potable intelligents pour la détection des fuites. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer la Cité Scientifique de l’Université de Lille en une ville intelligente et durable. Le campus représente une petite ville de 25000 habitants. Ce travail fait également partie du projet européen SmartWater4Europe, qui vise à développer 4 démonstrateurs des réseaux d’eau intelligents. Le travail comporte 5 parties. La première partie comprend une étude bibliographique sur les technologies pour la détection des fuites. La deuxième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, qui sert de support pour cette thèse. Cette partie détaille les instrumentations installées dans le site et les tests de simulation des fuites pour analyser l’efficacité d’un système acoustique de détection des fuites. La troisième partie comporte une analyse de consommation d’eau à différentes échelles pour les sous-compteurs et les compteurs généraux. Cette analyse est menée à l’aide d’une plateforme développée pour faciliter l’agrégation et l’interprétation des données. Cette partie présente aussi les fuites majeures en 2015. La quatrième partie concerne la détection des fuites en se basant sur le bilan d’eau. Elle présente aussi la stratégie du Contrôle Actif des Fuites (CAF) appliquée sur le site afin de réduire le niveau de l’Eau Non-Vendue (ENV). La dernière partie comporte l’application des méthodes avancées pour la détection des fuites. Ces méthodes comprennent l’approche CFPD ‘Comparison of Flow Pattern Distribution’, la méthode du Débit Nocturne Minimal (DNM) et deux approches statistiques développées.
Mot(s) clés libre(s) : Eau -- Distribution, Eau -- Fuite, Eau -- Consommation, Compteurs d'eau, Détecteurs de fuites, Villes intelligentes, Débit nocturne minimal, Sectorisation des réseaux, Suivi en temps réel, 628.144

GIS – based urban information system for Sustainable and Smart Cities : application to "SunRise – Smart City" demonstrator

/ Afaneh Ahmad / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 03-11-2016
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La thèse porte sur l'utilisation du système d'information géographique (SIG) pour la construction du système d'information urbaine pour les villes durables et intelligentes. Le travail comprend à la fois le développement d'une méthodologie pour la construction du système d'information urbain basé sur le SIG et son application sur un démonstrateur à grande échelle de la ville intelligente et durable (projet SunRise Smart City). La thèse comporte quatre parties : La première partie comporte une analyse bibliographique des travaux réalisés sur les thèmes relatifs à ce travail de thèse à savoir : l'émergence de la ville, les concepts de Ville Durable et de Ville Intelligent, le système d'information géographique (SIG) et son application sur l’environnement urbain. Le deuxième chapitre présente l'application du SIG pour la construction du système d'information urbaine du campus scientifique de l'Université de Lille, qui est utilisé comme site de démonstration pour le projet « SunRise Smart City ». Le système d'informations urbaines comprend des informations sur les bâtiments du campus, ainsi que les réseaux urbains. Le troisième chapitre présente l'utilisation du SIG pour la visualisation des données dynamiques des réseaux urbains, qui sont collectées par des capteurs intelligents. Le chapitre présente la méthodologie suivie pour la visualisation dynamique de ces données, ainsi que l'application de cette méthode sur les données de consommation d'eau. Le dernier chapitre présente l'utilisation du BIM dans le système d'information urbain SunRise. La méthodologie est d'abord présentée, puis elle est appliquée sur un bâtiment du campus.
Mot(s) clés libre(s) : Villes intelligentes, Urbanisme durable, Systèmes d'information géographique, Villes, Réseaux (aménagement du territoire), Réseaux de capteurs (technologie), Modélisation des données du bâtiment, Data visualisation, BIM, 621.382 1

Optimization of building energy consumption using simplified models and new control methods

/ Alhaj Hasan Ola / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 09-12-2014
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L'inquiétude croissante concernant le futur des ressources énergétique a fait de l'optimisation énergétique une priorité dans tous les secteurs. De nombreux sujets de recherche se sont focalisés sur celui du bâtiment étant le principal consommateur d'énergie, en particulier à cause de ses besoins en chauffage. Beaucoup de propositions pour réduire la consommations ont été faites. Ceux-ci vont de l'amélioration de l'isolation au changement du système de gestion du thermostat en passant par la formation des occupants à une meilleure gestion de leur bâtiment. Cette thèse propose une nouvelle méthode de contrôle qui permet de minimiser la consommation énergétique et dépenses budgétaires. La méthode génère un planning énergétique sur une période de temps pré-définie, ceci en prenant compte du confort thermique des occupants. Elle est basée sur l'application de la méthode de Monte Carlo, un générateur aléatoire appliqué au système de chauffage. L'objectif est de déterminer le planning de chauffage optimal, qui respecte les trois contraintes suivantes: - Le confort thermique des résidents; - La minimisation de l'énergie consommée / du budget; - Le déplacement de la charge. De plus, pour tester cette méthode, l'identification du comportement thermique du bâtiment a été requise. De ce fait, un modèle thermique du bâtiment a été développé. Ce modèle a été volontairement simplifié afin de l'intégrer plus simplement dans le processus de contrôle. De plus, une nouvelle approche d'identification thermique du bâtiment aussi bien qu'une nouvelle méthode de contrôle en temps réel ont été présentées.
Mot(s) clés libre(s) : Constructions, Chauffage -- Économies d'énergie, Chauffage -- Régulation, Commande prédictive, Commande en temps réel, Confort thermique, 629.831 2

Optimization of production and use superconductor products

/ Kosheleva Natalia / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Пермский Национальный Исследовательский Политехнический Университет‎ (Россия) / 12-10-2015
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Ce travail de thèse est consacré à l'optimisation du processus de fabrication des supraconducteurs à basse température (SBT) et à haute température (SHT). Le but est l'optimisation de fabrication de ces produits. Le premier chapitre est dédié au processus de production des SBT. La recherche concerne le problème de réchauffement de la surface des fils par les forces de friction lors du processus d’étirage. Le processus de réchauffement/refroidissement génère des contraintes résiduelles. Cet aspect a été traité dans ce chapitre. On y présente également une méthode pour déterminer les angles optimaux des outils utilisés dans la fabrication des supraconducteurs. Le deuxième chapitre donne une présentation générale des SHT. On donne d’abord l’historique de ces produits, ensuite les développements en cours et les perspectives. Il présente aussi le processus de fabrication de ce matériel et ses défis. Le chapitre traite en particulier des SHT de deuxième génération et montre l’intérêt de l’emploi de la modélisation numérique. Le troisième chapitre présente un modèle simplifié pour le comportement mécanique des SHT. Ce modèle est basé sur la théorie classique des poutres associée à une discrétisation de la poutre en sous-couches travaillant en traction-compression. Ce modèle prend en compte le comportement plastique des composantes de la poutre SHT. Le modèle a été implémenté dans un environnement MATLAB. La validation du modèle est effectuée par sa confrontation à des analyses par éléments finis. Le modèle est ensuite utilisé pour l'analyse des configurations industrielles dans un but d’optimisation. Le quatrième chapitre présente la vérification numérique du modèle décrit dans le chapitre précédent sur un essai de flexion effectuée en laboratoire sur une bande «poutre» en SHT. La comparaison entre les résultats numériques et les données expérimentales montre le bon fonctionnement du modèle développé.
Mot(s) clés libre(s) : Supraconducteurs, Supraconducteurs à hautes températures, Contraintes résiduelles, Flexion (mécanique), Optimisation des structures, Éléments finis, Méthode des, Supraconducteurs à basses températures, Structure multicouche, 621.35

Seismic evaluation of tall building structures using nonlinear static procedures

/ Atik Malik / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 10-12-2013
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L’analyse dynamique non linéaire constitue la méthode la plus efficace pour l'évaluation de la réponse non linéaire des structures soumises à de fortes sollicitations sismiques. Compte tenu de la complexité associée à l'analyse non linéaire temporelle, l'utilisation de l'analyse statique équivalente «Push-over » constitue une alternative simple et efficace à l'analyse dynamique temporelle. Cette thèse développe une méthode statique non linéaire innovante pour évaluer le comportement sismique des immeubles de grande hauteur. Dans la première partie, le modèle "continuum" qui est un outil simple et efficace de l'analyse des immeubles de grande hauteur à contreventement mixte est revisité. L'influence de la précision de calcul dans la détermination de la hauteur optimale d'interruption des voiles est examinée tout en analysant la relation entre la hauteur optimale et les sollicitations induites. La deuxième partie propose une nouvelle procédure Push-over adaptative à exécution unique pour l'évaluation sismique des structures. Cette méthode possède deux avantages principaux : elle représente un outil pratique intégrant l’effet des modes supérieurs avec une interaction complète entre eux. D'un autre côté, elle permet d'éviter les critiques relatives aux analyses adaptatives à exécution unique. La troisième partie présente une méthode innovante permettant la détermination du point de fonctionnement des immeubles de grande hauteur. Le principe des méthodes adaptatives Push-over à exécution unique est intégré à la méthode du spectre de capacité proposé par le règlement ATC -40 dont l'application est limitée aux structures oscillant au mode fondamental.
Mot(s) clés libre(s) : Immeubles de grande hauteur, Risques sismiques, Constructions -- Dynamique, Systèmes non linéaires, Coques (ingénierie), Portiques, Analyse sismique non linéaire, Charges dynamiques, 624.176 2

Use of thermal heating /cooling process for rock fracturing : numerical and experimental analyze

/ Yaseen Muhammad / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 10-12-2014
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La fracturation des roches concerne plusieurs applications industrielles, telles que les tunnels, l’excavation, l’extraction de blocs de roches et l'industrie minière. Les techniques classiques pour fracturer la roche sont associées à des inconvénients ceux qui restreignent leur utilisation dans certaines circonstances. Par conséquent, la fracturation par spallation thermique a été suggérée comme une solution alternative. Cela produit des contraintes de compression dans la roche grâce à un flux de chaleur intense. Une fois que ces contraintes dépasseraient la résistance à compression de la roche, la rupture aurait lieu en éjectant des petits éclats. Cette mode de fracturation thermique nécessite une source d’énergie puissante ainsi qu’elle influence négativement les conditions du travail sur le site. Profitant d'une faible résistance à la traction du matériau de roche, le présent travail propose une méthode basée sur un chauffage rapide de la matière rocheuse par un rayonnement micro-ondes, suivi par un refroidissement rapide par de l'eau pour fracturer la roche. Au cours de ce processus, une dilatation thermique est produite à l'intérieur de la zone traitée, qui est ensuite suivie d'une contraction thermique. Cette contraction produit des contraintes de traction, ce qui pourrait conduire à la rupture de la matière de roche. Le processus d'échauffement/refroidissement sera analysés grâce à un modèle numérique ce qui décrit les événements physiques et l'influence de différents paramètres. Expérimentalement, le processus sera examiné du point de vue thermique.‎
Mot(s) clés libre(s) : Roches -- Fracturation, Roches, Chauffage par microondes, Fracturation par spallation thermique, Irradiation par faisceaux laser, 624.183 2

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