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Simulation numérique directe et analyse des grandes échelles d'une couche limite turbulente
Simulation numérique directe et analyse des grandes échelles d'une couche limite turbulente


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Cette étude est à l’intersection de deux problématiques que sont (i) la description des structures cohérentes d’une couche limite turbulente et (ii) les méthodes numériques adaptées pour le calcul haute performance de ces écoulements. Les principaux objectifs sont de caractériser les grandes structures de la turbulence et de développer de nouveaux outils numériques pour la simulation de couches limites turbulentes. Une nouvelle simulation numérique directe de couche limite turbulente de plaque plane est réalisée avec le code Incompact3d. Une relation entre les structures cohérentes attachées à la paroi et le spectre d'énergie dans une couche limite turbulente est établie et comparée à une étude antérieure basée sur des résultats expérimentaux. Une application particulière de la méthode de squelettisation est proposée pour établir des statistiques plus précises des structures cohérentes de la turbulence. Les statistiques des structures grandes échelles de vitesse longitudinale (LSM) et les différents composantes des tensions de Reynolds turbulent instantanées (quadrants) sont comparées. Dans un second temps, un nouveau module de tests est implémenté dans le solveur Navier-Stokes incompressible développé en interne. La performance de ce nouveau code est analysée. Les problèmes de stabilité à nombre de Reynolds élevé sont abordés et certaines solutions sont proposées.
This work lies at the intersection of two problems concerning turbulence (i) the description of coherent structures of turbulent boundary layer flow and (ii) the numerical methods for high-performance computing of these flows. The main objectives are to analyze coherent structures and to develop new numerical tools to be used in turbulence research with a special focus on the turbulent boundary layers. A new direct numerical simulation of a turbulent boundary layer flow over a flat plate is conducted with the code Incompact3d. A relationship between attached flow structures and the streamwise energy spectra in a turbulent boundary layer has been established similarly to an earlier experimental study. A novel application of the skeletonization method is proposed to obtain detailed statistics of coherent structures. Statistics of large-scale motions (LSM) and Reynolds Shear Stress quadrant structures are compared. In the second part, a new test-suite is implemented to the in-house incompressible Navier-Stokes solver. Performance of the code is analyzed. The stability problems at high Reynolds numbers are addressed and some solutions are proposed.
Cette étude est à l’intersection de deux problématiques que sont (i) la description des structures cohérentes d’une couche limite turbulente et (ii) les méthodes numériques adaptées pour le calcul haute performance de ces écoulements. Les principaux objectifs sont de caractériser les grandes structures de la turbulence et de développer de nouveaux outils numériques pour la simulation de couches limites turbulentes. Une nouvelle simulation numérique directe de couche limite turbulente de plaque plane est réalisée avec le code Incompact3d. Une relation entre les structures cohérentes attachées à la paroi et le spectre d'énergie dans une couche limite turbulente est établie et comparée à une étude antérieure basée sur des résultats expérimentaux. Une application particulière de la méthode de squelettisation est proposée pour établir des statistiques plus précises des structures cohérentes de la turbulence. Les statistiques des structures grandes échelles de vitesse longitudinale (LSM) et les différents composantes des tensions de Reynolds turbulent instantanées (quadrants) sont comparées. Dans un second temps, un nouveau module de tests est implémenté dans le solveur Navier-Stokes incompressible développé en interne. La performance de ce nouveau code est analysée. Les problèmes de stabilité à nombre de Reynolds élevé sont abordés et certaines solutions sont proposées.
This work lies at the intersection of two problems concerning turbulence (i) the description of coherent structures of turbulent boundary layer flow and (ii) the numerical methods for high-performance computing of these flows. The main objectives are to analyze coherent structures and to develop new numerical tools to be used in turbulence research with a special focus on the turbulent boundary layers. A new direct numerical simulation of a turbulent boundary layer flow over a flat plate is conducted with the code Incompact3d. A relationship between attached flow structures and the streamwise energy spectra in a turbulent boundary layer has been established similarly to an earlier experimental study. A novel application of the skeletonization method is proposed to obtain detailed statistics of coherent structures. Statistics of large-scale motions (LSM) and Reynolds Shear Stress quadrant structures are compared. In the second part, a new test-suite is implemented to the in-house incompressible Navier-Stokes solver. Performance of the code is analyzed. The stability problems at high Reynolds numbers are addressed and some solutions are proposed.
17-12-2018
17-12-2018
Thèse
Thèse

(Ni)MoWS alumina supported hydrotreating catalysts prepared from mixed H4SiMonW12-nO40 heteropolyacids
(Ni)MoWS alumina supported hydrotreating catalysts prepared from mixed H4SiMonW12-nO40 heteropolyacids


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Le développement de catalyseurs HDS plus efficaces est un enjeu majeur pour répondre aux exigences environnementales concernant la teneur en soufre dans les carburants. L'une des approches pour améliorer l'activité catalytique est le développement de catalyseurs ternaires NiMoW. Cette étude se concentre sur la synthèse et la caractérisation de catalyseurs (Ni)MoW préparés à partir hétéropolyacides (HPA) mixtes SiMo1W11 et SiMo3W9 de structure de Keggin. Les catalyseurs basés sur les HPAs monométalliques SiMo12 et SiW12 et leurs mélanges ont été préparés et étudiés. Les solides ont été caractérisés par spectroscopie Raman, SPX et MET. Les propriétés catalytiques ont été évaluées dans des réactions d’HDS, d'HYD et d'HDN. Les propriétés physico-chimiques et l'activité catalytique dépendent de la nature des précurseurs initiaux. La genèse de la phase active des catalyseurs a été étudiée lors de la sulfuration in-situ sous H2S/H2 par SAX au synchrotron SOLEIL. La transformation du W dans les catalyseurs basés sur les précurseurs moléculaires mixtes, présentant une proximité nanométrique Mo-W, est plus rapide que celle observée dans le cas des catalyseurs préparés à partir du mélange de deux HPAs et conduit à la sulfuration simultanée des métaux et à la formation de la phase mixte MoWS2. La présence de feuillets mixtes (Ni)MoxW1-xS2 lorsque des HPA mixtes ont été utilisés a été mise en évidence par EXAFS et HAADF. La substitution d'un ou trois atomes de tungstène par du molybdène dans le cas des HPAs mixtes a entraîné une augmentation significative des activités en HDS et en HYD, par rapport à celles obtenues pour les catalyseurs préparés à partir du mélange de HPAs.
Developing highly active HDS catalysts has been one of the most challenging and important subjects because of strengthening of environmental requirements for the sulfur content in fuels. One of the approaches to improve catalytic activity is the development of ternary NiMoW catalysts. This investigation focuses on the synthesis and characterization of (Ni)MoW catalysts prepared by using mixed SiMo1W11 and SiMo3W9 heteropolyacids (HPA) with Keggin structure. For comparison purposes, catalysts based on monometallic SiMo12 and SiW12 HPAs and their mixtures were also prepared and studied. The samples were characterized by Raman spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy, HRTEM. The catalytic properties were evaluated in HDS, HYD and HDN reactions. The physical-chemical properties and catalytic activity depends on the nature of the initial precursors. Genesis of the active phase was studied during in situ H2S/H2 sulfidation of the catalysts by X-ray absorption at SOLEIL Synchrotron. It was found that W transformation from mixed molecular precursors with a Mo-W nanoscale proximity is faster than from mixture of two HPAs resulting in simultaneously sulfidation of metals and the formation of mixed MoWS2 phase. The presence of mixed (Ni)MoxW1-xS2 slabs when mixed HPAs were used for preparation of the catalyst was evidenced by EXAFS and High angle annular dark field scanning transmission electron microscopy. Substitution of one or three tungsten atoms by molybdenum ones in the case of mixed HPAs resulted in a significant increase in HDS as well as in HYD activity, compared to those obtained for catalysts prepared from mixture of monometallic HPAs.
Le développement de catalyseurs HDS plus efficaces est un enjeu majeur pour répondre aux exigences environnementales concernant la teneur en soufre dans les carburants. L'une des approches pour améliorer l'activité catalytique est le développement de catalyseurs ternaires NiMoW. Cette étude se concentre sur la synthèse et la caractérisation de catalyseurs (Ni)MoW préparés à partir hétéropolyacides (HPA) mixtes SiMo1W11 et SiMo3W9 de structure de Keggin. Les catalyseurs basés sur les HPAs monométalliques SiMo12 et SiW12 et leurs mélanges ont été préparés et étudiés. Les solides ont été caractérisés par spectroscopie Raman, SPX et MET. Les propriétés catalytiques ont été évaluées dans des réactions d’HDS, d'HYD et d'HDN. Les propriétés physico-chimiques et l'activité catalytique dépendent de la nature des précurseurs initiaux. La genèse de la phase active des catalyseurs a été étudiée lors de la sulfuration in-situ sous H2S/H2 par SAX au synchrotron SOLEIL. La transformation du W dans les catalyseurs basés sur les précurseurs moléculaires mixtes, présentant une proximité nanométrique Mo-W, est plus rapide que celle observée dans le cas des catalyseurs préparés à partir du mélange de deux HPAs et conduit à la sulfuration simultanée des métaux et à la formation de la phase mixte MoWS2. La présence de feuillets mixtes (Ni)MoxW1-xS2 lorsque des HPA mixtes ont été utilisés a été mise en évidence par EXAFS et HAADF. La substitution d'un ou trois atomes de tungstène par du molybdène dans le cas des HPAs mixtes a entraîné une augmentation significative des activités en HDS et en HYD, par rapport à celles obtenues pour les catalyseurs préparés à partir du mélange de HPAs.
Developing highly active HDS catalysts has been one of the most challenging and important subjects because of strengthening of environmental requirements for the sulfur content in fuels. One of the approaches to improve catalytic activity is the development of ternary NiMoW catalysts. This investigation focuses on the synthesis and characterization of (Ni)MoW catalysts prepared by using mixed SiMo1W11 and SiMo3W9 heteropolyacids (HPA) with Keggin structure. For comparison purposes, catalysts based on monometallic SiMo12 and SiW12 HPAs and their mixtures were also prepared and studied. The samples were characterized by Raman spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy, HRTEM. The catalytic properties were evaluated in HDS, HYD and HDN reactions. The physical-chemical properties and catalytic activity depends on the nature of the initial precursors. Genesis of the active phase was studied during in situ H2S/H2 sulfidation of the catalysts by X-ray absorption at SOLEIL Synchrotron. It was found that W transformation from mixed molecular precursors with a Mo-W nanoscale proximity is faster than from mixture of two HPAs resulting in simultaneously sulfidation of metals and the formation of mixed MoWS2 phase. The presence of mixed (Ni)MoxW1-xS2 slabs when mixed HPAs were used for preparation of the catalyst was evidenced by EXAFS and High angle annular dark field scanning transmission electron microscopy. Substitution of one or three tungsten atoms by molybdenum ones in the case of mixed HPAs resulted in a significant increase in HDS as well as in HYD activity, compared to those obtained for catalysts prepared from mixture of monometallic HPAs.
17-12-2018
17-12-2018
Thèse
Thèse

Corporate failure prediction models: contributions from a novel explanatory variable and imbalanced datasets approach
Corporate failure prediction models: contributions from a novel explanatory variable and imbalanced datasets approach


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Cette thèse explore de nouvelles approches pour développer des modèles de prédiction de la faillite. Elle contient alors trois nouveaux domaines d'intervention. La première est une nouvelle variable explicative basée sur la gestion des résultats. À cette fin, nous utilisons deux mesures (accruals et activités réelles) qui évaluent la manipulation potentielle des bénéfices. Nous avons mis en évidence que les modèles qui incluent cette nouvelle variable en combinaison avec des informations financières sont plus précis que ceux qui dépendent uniquement de données financières. La seconde analyse la capacité des modèles de faillite d'entreprise dans des ensembles de données déséquilibrés. Nous avons mis en relation les différents degrés de déséquilibre, la perte de performance et la capacité de récupération de performance, qui n'ont jamais été étudiés dans les modèles de prédiction de la faillite. Le troisième unifie les domaines précédents en évaluant la capacité de notre modèle de gestion des résultats proposé dans des ensembles de données déséquilibrés. Les recherches abordées dans cette thèse fournissent des contributions uniques et pertinentes à la littérature sur les finances d'entreprise, en particulier dans le domaine de la prédiction de la faillite.
This dissertation explores novel approaches to develop corporate failure prediction models. This thesis then contains three new areas for intervention. The first is a novel explanatory variable based on earnings management. For this purpose, we use two measures (accruals and real activities) that assess potential earnings manipulation. We evidenced that models which include this novel variable in combination with financial information are more accurate than those relying only on financial data. The second analyzes the capacity of corporate failure models in imbalanced datasets. We put into relation the different degrees of imbalance, the loss on performance and the performance recovery capacity, which have never been studied in corporate failure. The third unifies the previous areas by evaluating the capacity of our proposed earnings management model in imbalanced datasets. Researches covered in this thesis provide unique and relevant contributions to corporate finance literature, especially to corporate failure domain.
Cette thèse explore de nouvelles approches pour développer des modèles de prédiction de la faillite. Elle contient alors trois nouveaux domaines d'intervention. La première est une nouvelle variable explicative basée sur la gestion des résultats. À cette fin, nous utilisons deux mesures (accruals et activités réelles) qui évaluent la manipulation potentielle des bénéfices. Nous avons mis en évidence que les modèles qui incluent cette nouvelle variable en combinaison avec des informations financières sont plus précis que ceux qui dépendent uniquement de données financières. La seconde analyse la capacité des modèles de faillite d'entreprise dans des ensembles de données déséquilibrés. Nous avons mis en relation les différents degrés de déséquilibre, la perte de performance et la capacité de récupération de performance, qui n'ont jamais été étudiés dans les modèles de prédiction de la faillite. Le troisième unifie les domaines précédents en évaluant la capacité de notre modèle de gestion des résultats proposé dans des ensembles de données déséquilibrés. Les recherches abordées dans cette thèse fournissent des contributions uniques et pertinentes à la littérature sur les finances d'entreprise, en particulier dans le domaine de la prédiction de la faillite.
This dissertation explores novel approaches to develop corporate failure prediction models. This thesis then contains three new areas for intervention. The first is a novel explanatory variable based on earnings management. For this purpose, we use two measures (accruals and real activities) that assess potential earnings manipulation. We evidenced that models which include this novel variable in combination with financial information are more accurate than those relying only on financial data. The second analyzes the capacity of corporate failure models in imbalanced datasets. We put into relation the different degrees of imbalance, the loss on performance and the performance recovery capacity, which have never been studied in corporate failure. The third unifies the previous areas by evaluating the capacity of our proposed earnings management model in imbalanced datasets. Researches covered in this thesis provide unique and relevant contributions to corporate finance literature, especially to corporate failure domain.
13-12-2018
13-12-2018
Thèse
Thèse

Smart system for water quality control : feedback from large-scale experimentation
Smart system for water quality control : feedback from large-scale experimentation


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Ce travail présente le contrôle en temps réel de la qualité de l’eau potable par la technologie intelligente. Le déploiement des capteurs dans les réseaux de distribution fournit une indication des risques de contamination. Cependant, l’utilisation de ces dispositifs innovants est récente et nécessite des expérimentations. Cette thèse vise à améliorer le retour d’expérience dans ce domaine. Elle présente la supervision en ligne de la qualité de l’eau dans le cadre des projets SunRise et “SmartWater4Europe”. La bibliographie montre l’impact de la contamination de l’eau sur la santé humaine et les inconvénients des méthodes conventionnelles de surveillance de la qualité de l’eau. Une expérimentation à grande échelle est menée dans le campus de l’Université de Lille, où deux types de capteurs (S::CAN and EventLab) sont implémentés. L’analyse des signaux enregistrés a montré l’occurrence de certains évènements, généralement corrélés avec la variation des paramètres hydrauliques ou des interventions sur le réseau. Différentes méthodologies pour la détection d’anomalie de l’eau sont présentées et appliquées aux données S::CAN. Les méthodes Statistiques et de l’Intelligence Artificielle (Machine à Vecteurs de Support) distinguent entre les mesures normales et inattendues. Un Système de Détection des Evènements (SDE), développé avec le logiciel Canary, a montré une bonne performance dans l’identification des anomalies de l’eau. La dernière partie propose une combinaison entre l’approche "Évaluation de risques" et "surveillance intelligente". La méthode développée détecte et classifie, en temps réel, le risque d’anomalie de l’eau, et identifie la priorité d’attention requise.
This works presents the real-time control of drinking water quality using the smart technology. The deployment of water quality sensors in the distribution networks provides indication of contamination risks. However, the use of these innovative devices is recent and yet requires field experimentations. This thesis enhances the feedback in this domain. It presents a field study of online supervision of water quality, within SunRise project. This work is also a part of the European project “SmartWater4Europe”. The literature review highlights the impact of water contamination on human health as well as the drawbacks of conventional water supervision methods. A large-scale experimentation is conducted at the Scientific Campus of Lille University, where two types of sensors (S::CAN and EventLab) are implemented. The detailed analysis of recorded water quality signals showed the occurrence of some events, generally correlated with the variation of hydraulic parameters or the network interventions. Different methodologies for the detection of water anomaly are presented and applied to S::CAN data. Statistical and Artificial Intelligence (Support Vector Machine) methods discriminate between normal and unexpected measurements. An Event Detection System (EDS), developed within Canary software, showed a good performance in the identification of water abnormalities. The last part proposes a combination between the risk assessment approach and the smart monitoring. The improved risk assessment methodology allows a real-time detection and classification of water anomaly risk as well as an identification of the priority attention required.
Ce travail présente le contrôle en temps réel de la qualité de l’eau potable par la technologie intelligente. Le déploiement des capteurs dans les réseaux de distribution fournit une indication des risques de contamination. Cependant, l’utilisation de ces dispositifs innovants est récente et nécessite des expérimentations. Cette thèse vise à améliorer le retour d’expérience dans ce domaine. Elle présente la supervision en ligne de la qualité de l’eau dans le cadre des projets SunRise et “SmartWater4Europe”. La bibliographie montre l’impact de la contamination de l’eau sur la santé humaine et les inconvénients des méthodes conventionnelles de surveillance de la qualité de l’eau. Une expérimentation à grande échelle est menée dans le campus de l’Université de Lille, où deux types de capteurs (S::CAN and EventLab) sont implémentés. L’analyse des signaux enregistrés a montré l’occurrence de certains évènements, généralement corrélés avec la variation des paramètres hydrauliques ou des interventions sur le réseau. Différentes méthodologies pour la détection d’anomalie de l’eau sont présentées et appliquées aux données S::CAN. Les méthodes Statistiques et de l’Intelligence Artificielle (Machine à Vecteurs de Support) distinguent entre les mesures normales et inattendues. Un Système de Détection des Evènements (SDE), développé avec le logiciel Canary, a montré une bonne performance dans l’identification des anomalies de l’eau. La dernière partie propose une combinaison entre l’approche "Évaluation de risques" et "surveillance intelligente". La méthode développée détecte et classifie, en temps réel, le risque d’anomalie de l’eau, et identifie la priorité d’attention requise.
This works presents the real-time control of drinking water quality using the smart technology. The deployment of water quality sensors in the distribution networks provides indication of contamination risks. However, the use of these innovative devices is recent and yet requires field experimentations. This thesis enhances the feedback in this domain. It presents a field study of online supervision of water quality, within SunRise project. This work is also a part of the European project “SmartWater4Europe”. The literature review highlights the impact of water contamination on human health as well as the drawbacks of conventional water supervision methods. A large-scale experimentation is conducted at the Scientific Campus of Lille University, where two types of sensors (S::CAN and EventLab) are implemented. The detailed analysis of recorded water quality signals showed the occurrence of some events, generally correlated with the variation of hydraulic parameters or the network interventions. Different methodologies for the detection of water anomaly are presented and applied to S::CAN data. Statistical and Artificial Intelligence (Support Vector Machine) methods discriminate between normal and unexpected measurements. An Event Detection System (EDS), developed within Canary software, showed a good performance in the identification of water abnormalities. The last part proposes a combination between the risk assessment approach and the smart monitoring. The improved risk assessment methodology allows a real-time detection and classification of water anomaly risk as well as an identification of the priority attention required.
12-12-2018
12-12-2018
Thèse
Thèse

Nouveaux peroxydes et peroxo-oxalates à base d’uranium, précurseurs d’oxydes : synthèse et caractérisation
Nouveaux peroxydes et peroxo-oxalates à base d’uranium, précurseurs d’oxydes : synthèse et caractérisation


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Les recherches actuelles sur les cycles nucléaires du futur sont axées notamment sur le traitement-recyclage du combustible nucléaire dit “usé“ avec la préparation de solides mixtes à base d’actinides, matières premières pour la fabrication de nouveaux combustibles. A l’issue des cycles de séparation-purification lors du traitement du combustible, l’étape de conversion des actinides en solution en oxyde mixte est une des étapes clés de cette démarche. Actuellement le plutonium est précipité sous forme oxalate et de nombreuses études de la précipitation et décomposition d’oxalates mixtes ont été réalisées. Quant à l’uranium, il est précipité sous forme de peroxyde d’uranyle, l’utilisation de peroxydes mixtes voire peroxo-oxalates comme précurseurs d’oxydes est donc une voie à explorer. L’objectif de cette étude est d’instruire la potentialité d’une telle voie peroxyde. Dans une première étape, l’examen du système NH4+/UO22+/O22-/C2O42-, a mis en évidence la formation de plusieurs peroxydes et peroxo-oxalates sous forme de polyanions isolés ou de nanoclusters conduisant, par décomposition thermique, à des oxydes d’uranium. Dans une seconde étape, partant de nanoclusters d’uranyle et d’ammonium des peroxydes d’uranium et de lanthanides ou de thorium ont été préparés et caractérisés par diffraction X sur monocristal et sur poudre, par analyse ICP-AES, par microscopie électronique et par spectroscopies UV-visible et IR. Leur décomposition en oxydes mixtes a été étudiée sous différentes atmosphères.
One of the current researches on future nuclear cycle is spent nuclear fuel treatment and recycling, where actinides mixed solids are prepared as raw materials for nuclear fuel refabrication. After separating-purification cycle during spent nuclear fuel treatment, the conversion step of actinides from solution to mixed oxide is one of the key stages. Currently, plutonium is recovered by oxalic precipitation and numerous studies on its precipitation and oxalate decomposition have been done. Meanwhile, in the case of uranium, a uranyl peroxide is precipitated. Therefore, a route to investigate is the use of peroxides or peroxo-oxalates as oxides precursors. The main goal of this study is to study the feasibility of such method. In a first step, examination of NH4+/UO22+/O22-/C2O42- system has highlighted the evidence of many peroxides or peroxo-oxalates formed as polyanions or nanoclusters. These entities lead to uranium oxides after calcination. In a second step, using uranyl nanoclusters, mixed uranium - lanthanide or uranium - thorium compounds were prepared and characterised by single crystal and powder X-ray diffraction, ICP-AES analysis, electron microscopy, UV-Vis and IR spectroscopy. Their decomposition in mixed oxides has been studied under different atmospheres.
Les recherches actuelles sur les cycles nucléaires du futur sont axées notamment sur le traitement-recyclage du combustible nucléaire dit “usé“ avec la préparation de solides mixtes à base d’actinides, matières premières pour la fabrication de nouveaux combustibles. A l’issue des cycles de séparation-purification lors du traitement du combustible, l’étape de conversion des actinides en solution en oxyde mixte est une des étapes clés de cette démarche. Actuellement le plutonium est précipité sous forme oxalate et de nombreuses études de la précipitation et décomposition d’oxalates mixtes ont été réalisées. Quant à l’uranium, il est précipité sous forme de peroxyde d’uranyle, l’utilisation de peroxydes mixtes voire peroxo-oxalates comme précurseurs d’oxydes est donc une voie à explorer. L’objectif de cette étude est d’instruire la potentialité d’une telle voie peroxyde. Dans une première étape, l’examen du système NH4+/UO22+/O22-/C2O42-, a mis en évidence la formation de plusieurs peroxydes et peroxo-oxalates sous forme de polyanions isolés ou de nanoclusters conduisant, par décomposition thermique, à des oxydes d’uranium. Dans une seconde étape, partant de nanoclusters d’uranyle et d’ammonium des peroxydes d’uranium et de lanthanides ou de thorium ont été préparés et caractérisés par diffraction X sur monocristal et sur poudre, par analyse ICP-AES, par microscopie électronique et par spectroscopies UV-visible et IR. Leur décomposition en oxydes mixtes a été étudiée sous différentes atmosphères.
One of the current researches on future nuclear cycle is spent nuclear fuel treatment and recycling, where actinides mixed solids are prepared as raw materials for nuclear fuel refabrication. After separating-purification cycle during spent nuclear fuel treatment, the conversion step of actinides from solution to mixed oxide is one of the key stages. Currently, plutonium is recovered by oxalic precipitation and numerous studies on its precipitation and oxalate decomposition have been done. Meanwhile, in the case of uranium, a uranyl peroxide is precipitated. Therefore, a route to investigate is the use of peroxides or peroxo-oxalates as oxides precursors. The main goal of this study is to study the feasibility of such method. In a first step, examination of NH4+/UO22+/O22-/C2O42- system has highlighted the evidence of many peroxides or peroxo-oxalates formed as polyanions or nanoclusters. These entities lead to uranium oxides after calcination. In a second step, using uranyl nanoclusters, mixed uranium - lanthanide or uranium - thorium compounds were prepared and characterised by single crystal and powder X-ray diffraction, ICP-AES analysis, electron microscopy, UV-Vis and IR spectroscopy. Their decomposition in mixed oxides has been studied under different atmospheres.
08-12-2018
08-12-2018
Thèse
Thèse

Contribution au transport de poudre par actionnement piézoélectrique ultrasonique
Contribution au transport de poudre par actionnement piézoélectrique ultrasonique


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Les systèmes industriels de transport de poudre sont, en général, des systèmes mécaniques bruyants, énergivores, mais surtout coûteux en maintenance. L’objectif de cette thèse consiste à investiguer des solutions alternatives exploitant des vibrations ultrasonores, moins contraignantes pour la structure et ses jonctions. Dans une première partie, une méthode de transport, baptisée « frottement contrôlé », exploite un actionnement piézo-électrique afin de moduler le coefficient de frottement équivalent entre la poudre et son guide de transport en mouvement. La mise en œuvre expérimentale de cette méthode démontre son potentiel et vient également corroborer une proposition de modèle analytique simplifié pour ce mode de transport. Dans une seconde partie, des solutions exploitant uniquement des vibrations ultrasonores sont étudiées. Ces solutions se basent sur la génération et le contrôle d’une onde progressive acoustique dans un élément de type poutre ou tube. Des modèles analytiques et éléments finis de ces différentes solutions de transport sont exploitées afin de mieux appréhender les phénomènes physiques influençant le transport, mais aussi afin d’optimiser le dimensionnement de la structure en minimisant le taux d’onde stationnaire. En se basant sur les considérations et préconisations précédentes, des bancs de tests spécifiques à chacune des solutions envisagées sont développés. Les différentes campagnes d’essais réalisées permettent finalement de mener une analyse comparative de la qualité des solutions de transport de poudre par onde ultrasonique.
Industrial powder transportation systems use conveyor belts or vibratory conveyors which are often noisy mechanical systems, requiring a massive energy consumption and costly maintenance due to their moving parts. The objective of this thesis is to investigate alternative solutions using ultrasonic vibrations, less restrictive for the structure and its junctions. In the first part, a method of transportation, called "friction control," operates a piezoelectric actuator to modulate the equivalent friction coefficient between the powder and the guide in movement. The experimental implementation of this method shows its potential. We propose also a simplified analytical model for this mode of transport. In the second part, only solutions using ultrasonic vibrations are studied. These solutions are based on the generation and control of an acoustic wave into a beam-like member or tube. Analytical and finite element models of the different transport solutions are used to better understand the physical phenomena affecting transport, but also to optimize the design of the structure by minimizing the standing wave ratio. Based on the above considerations, multiple specific tests bench for each of the proposed solutions are developed. Finally, the various tests carried out, allow to conduct a comparative analysis of the quality of the powder transport solutions by ultrasonic wave.
Les systèmes industriels de transport de poudre sont, en général, des systèmes mécaniques bruyants, énergivores, mais surtout coûteux en maintenance. L’objectif de cette thèse consiste à investiguer des solutions alternatives exploitant des vibrations ultrasonores, moins contraignantes pour la structure et ses jonctions. Dans une première partie, une méthode de transport, baptisée « frottement contrôlé », exploite un actionnement piézo-électrique afin de moduler le coefficient de frottement équivalent entre la poudre et son guide de transport en mouvement. La mise en œuvre expérimentale de cette méthode démontre son potentiel et vient également corroborer une proposition de modèle analytique simplifié pour ce mode de transport. Dans une seconde partie, des solutions exploitant uniquement des vibrations ultrasonores sont étudiées. Ces solutions se basent sur la génération et le contrôle d’une onde progressive acoustique dans un élément de type poutre ou tube. Des modèles analytiques et éléments finis de ces différentes solutions de transport sont exploitées afin de mieux appréhender les phénomènes physiques influençant le transport, mais aussi afin d’optimiser le dimensionnement de la structure en minimisant le taux d’onde stationnaire. En se basant sur les considérations et préconisations précédentes, des bancs de tests spécifiques à chacune des solutions envisagées sont développés. Les différentes campagnes d’essais réalisées permettent finalement de mener une analyse comparative de la qualité des solutions de transport de poudre par onde ultrasonique.
Industrial powder transportation systems use conveyor belts or vibratory conveyors which are often noisy mechanical systems, requiring a massive energy consumption and costly maintenance due to their moving parts. The objective of this thesis is to investigate alternative solutions using ultrasonic vibrations, less restrictive for the structure and its junctions. In the first part, a method of transportation, called "friction control," operates a piezoelectric actuator to modulate the equivalent friction coefficient between the powder and the guide in movement. The experimental implementation of this method shows its potential. We propose also a simplified analytical model for this mode of transport. In the second part, only solutions using ultrasonic vibrations are studied. These solutions are based on the generation and control of an acoustic wave into a beam-like member or tube. Analytical and finite element models of the different transport solutions are used to better understand the physical phenomena affecting transport, but also to optimize the design of the structure by minimizing the standing wave ratio. Based on the above considerations, multiple specific tests bench for each of the proposed solutions are developed. Finally, the various tests carried out, allow to conduct a comparative analysis of the quality of the powder transport solutions by ultrasonic wave.
08-12-2018
08-12-2018
Thèse
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Support à la rénovation d'une architecture logicielle patrimoniale : un cas réel chez Thales Land and Air Systems
Support à la rénovation d'une architecture logicielle patrimoniale : un cas réel chez Thales Land and Air Systems


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Les entreprises accordent énormément d'importance à identifier des démarches automatisées et réplicables pour résoudre leurs problèmes. Ce constat s'applique aussi au démarche de rénovation d'architecture logicielle. Au sein d'une grande entreprise, nous avons intégré l'équipe chargée de réaliser la rénovation de l'architecture d'un logiciel. Nous avons étudié la démarche informelle suivie par cette équipe afin d'en proposer une généralisation et des outils facilitant son automatisation et sa réplication à d'autres projets. La plupart des solutions proposées dans la littérature ne peuvent s'appliquer à ce projet, du fait de leur caractère manuel, de leurs contraintes particulières ou de leur manque d'application sur des cas réels. Toutefois, nous avons identifié que le Reflexion Model, la recherche d’information et le regroupement statistique peuvent s'y appliquer. Nous avons alors proposé une nouvelle démarche structurée qui se base sur une adaptation du Reflexion Model et sur la démarche réalisée par l'entreprise. Notre démarche utilise cinq critères permettant l'allocation du code source existant à l'architecture du logiciel rénové. Nous avons montré que l'application de nos critères d'allocation donne des résultats satisfaisants au contraire de la recherche d’information et du regroupement. Enfin, pour répondre au besoin d'automatisation, nous avons défini ce que nous appelons des opérateurs. Ils se basent sur les activités que nous avons identifiées dans le travail des ingénieurs de l’entreprise. Nous avons montré que ces opérateurs permettraient de répliquer entièrement notre démarche structurée autorisant ainsi son application efficace sur d'autres projets.
Companies attach great importance to identifying automated and replicable approaches to solving their problems. This observation also applies to the software architecture renovation process. Within a large company, we joined the team in charge of renovating the software architecture. We studied the informal approach followed by this team in order to propose a generalization and tools facilitating its automation and its replication to other projects. Most of the solutions proposed in the literature cannot be applied to this project because of their manual nature, their particular constraints or their lack of application to real cases. However, we have identified that the Reflexion Model, information retrieval and statistical grouping may apply. We then proposed a new structured approach based on an adaptation of the Reflexion Model and on the approach developed by the company. Our approach uses five criteria to allocate existing source code to the architecture of the renovated software. We have shown that the application of our allocation criteria gives satisfactory results as opposed to seeking information and grouping. Finally, to meet the need for automation, we have defined what we call operators. They are based on the activities we have identified in the work of the company's engineers. We have shown that these operators would allow us to fully replicate our structured approach, thus allowing its effective application on other projects.
Les entreprises accordent énormément d'importance à identifier des démarches automatisées et réplicables pour résoudre leurs problèmes. Ce constat s'applique aussi au démarche de rénovation d'architecture logicielle. Au sein d'une grande entreprise, nous avons intégré l'équipe chargée de réaliser la rénovation de l'architecture d'un logiciel. Nous avons étudié la démarche informelle suivie par cette équipe afin d'en proposer une généralisation et des outils facilitant son automatisation et sa réplication à d'autres projets. La plupart des solutions proposées dans la littérature ne peuvent s'appliquer à ce projet, du fait de leur caractère manuel, de leurs contraintes particulières ou de leur manque d'application sur des cas réels. Toutefois, nous avons identifié que le Reflexion Model, la recherche d’information et le regroupement statistique peuvent s'y appliquer. Nous avons alors proposé une nouvelle démarche structurée qui se base sur une adaptation du Reflexion Model et sur la démarche réalisée par l'entreprise. Notre démarche utilise cinq critères permettant l'allocation du code source existant à l'architecture du logiciel rénové. Nous avons montré que l'application de nos critères d'allocation donne des résultats satisfaisants au contraire de la recherche d’information et du regroupement. Enfin, pour répondre au besoin d'automatisation, nous avons défini ce que nous appelons des opérateurs. Ils se basent sur les activités que nous avons identifiées dans le travail des ingénieurs de l’entreprise. Nous avons montré que ces opérateurs permettraient de répliquer entièrement notre démarche structurée autorisant ainsi son application efficace sur d'autres projets.
Companies attach great importance to identifying automated and replicable approaches to solving their problems. This observation also applies to the software architecture renovation process. Within a large company, we joined the team in charge of renovating the software architecture. We studied the informal approach followed by this team in order to propose a generalization and tools facilitating its automation and its replication to other projects. Most of the solutions proposed in the literature cannot be applied to this project because of their manual nature, their particular constraints or their lack of application to real cases. However, we have identified that the Reflexion Model, information retrieval and statistical grouping may apply. We then proposed a new structured approach based on an adaptation of the Reflexion Model and on the approach developed by the company. Our approach uses five criteria to allocate existing source code to the architecture of the renovated software. We have shown that the application of our allocation criteria gives satisfactory results as opposed to seeking information and grouping. Finally, to meet the need for automation, we have defined what we call operators. They are based on the activities we have identified in the work of the company's engineers. We have shown that these operators would allow us to fully replicate our structured approach, thus allowing its effective application on other projects.
07-12-2018
07-12-2018
Thèse
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Smart City: Implementation and development of platforms for the management of SunRise Smart Campus
Smart City: Implementation and development of platforms for the management of SunRise Smart Campus


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Ce travail concerne la mise en place de plateformes professionnelles informatiques et le développement de la plate-forme SunRise pour la gestion d'une Smart City. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer le campus Cité Scientifique de l'Université de Lille en une «ville intelligente et durable». Le campus est représentatif d'une petite ville de 25 000 habitants et de 100 km de réseaux urbains. Cette thèse comprend cinq parties. La première partie comprend un état de l’art concernant les Smart Cities avec ses définitions et ses composantes. La deuxième partie présente le rôle des données dans les villes intelligentes, ainsi que les dernières technologies utilisées pour la gestion des villes intelligentes. Il présente également les différentes architectures et plateformes existantes pour la gestion d'une Smart City. La troisième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, sur lequel s’appuie cette thèse. La partie détaille l'instrumentation du site de démonstration ainsi que le modèle SIG du démonstrateur. La quatrième partie concerne l'architecture des deux plateformes professionnelles PI System et OpenDataSoft ainsi que leur mise en place et leur utilisation pour l'analyse de la consommation d'eau. La dernière partie décrit l'architecture de la plateforme SunRise et détaille ses couches. Il présente également les étapes du développement et de l’implémentation de la plateforme.
This work concerns the implementation of professional platforms and the development of SunRise platform for managing a Smart City. It is a part of SunRise project, which aims at turning the Scientific Campus of the University of Lille into a large-scale demonstrator site of the "Smart and Sustainable City". The campus is representative to a small town of 25000 inhabitants and 100 km of urban infrastructure. This thesis includes five parts. The first part includes a literature review concerning the Smart Cities with its definitions and components. The second part presents the role of data in Smart Cities, as well as the latest technologies that are used for Smart City management. It presents also the different existing architectures and platforms for management a Smart City. The Third part presents the SunRise Smart City demonstrator, which is used as a basis for this thesis. The part details the instrumentation installed in the demo site as well as the GIS model of the demonstrator. The fourth part concerns the architecture of the two professional platforms PI System and OpenDataSoft as well as their implementation and use for the analysis of water consumption. The last part describes the architecture of the platform SunRise and details its layers. It presents also the stages of the platform development and implementation.
Ce travail concerne la mise en place de plateformes professionnelles informatiques et le développement de la plate-forme SunRise pour la gestion d'une Smart City. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer le campus Cité Scientifique de l'Université de Lille en une «ville intelligente et durable». Le campus est représentatif d'une petite ville de 25 000 habitants et de 100 km de réseaux urbains. Cette thèse comprend cinq parties. La première partie comprend un état de l’art concernant les Smart Cities avec ses définitions et ses composantes. La deuxième partie présente le rôle des données dans les villes intelligentes, ainsi que les dernières technologies utilisées pour la gestion des villes intelligentes. Il présente également les différentes architectures et plateformes existantes pour la gestion d'une Smart City. La troisième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, sur lequel s’appuie cette thèse. La partie détaille l'instrumentation du site de démonstration ainsi que le modèle SIG du démonstrateur. La quatrième partie concerne l'architecture des deux plateformes professionnelles PI System et OpenDataSoft ainsi que leur mise en place et leur utilisation pour l'analyse de la consommation d'eau. La dernière partie décrit l'architecture de la plateforme SunRise et détaille ses couches. Il présente également les étapes du développement et de l’implémentation de la plateforme.
This work concerns the implementation of professional platforms and the development of SunRise platform for managing a Smart City. It is a part of SunRise project, which aims at turning the Scientific Campus of the University of Lille into a large-scale demonstrator site of the "Smart and Sustainable City". The campus is representative to a small town of 25000 inhabitants and 100 km of urban infrastructure. This thesis includes five parts. The first part includes a literature review concerning the Smart Cities with its definitions and components. The second part presents the role of data in Smart Cities, as well as the latest technologies that are used for Smart City management. It presents also the different existing architectures and platforms for management a Smart City. The Third part presents the SunRise Smart City demonstrator, which is used as a basis for this thesis. The part details the instrumentation installed in the demo site as well as the GIS model of the demonstrator. The fourth part concerns the architecture of the two professional platforms PI System and OpenDataSoft as well as their implementation and use for the analysis of water consumption. The last part describes the architecture of the platform SunRise and details its layers. It presents also the stages of the platform development and implementation.
07-12-2018
07-12-2018
Thèse
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Modélisation numérique des propriétés de coeurs de dislocations dans l’Olivine (Mg2SiO4)
Modélisation numérique des propriétés de coeurs de dislocations dans l’Olivine (Mg2SiO4)


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Il est aujourd’hui largement accepté que les mécanismes de convection mantellique dans le manteau supérieur sont reliés aux propriétés plastiques de l’olivine constituant principale du manteau supérieur. Ce minéral, un silicate de composition (Mg,Fe)2SiO4, se déforme essentiellement par glissement de dislocations de vecteurs de Burgers [100] et [001]. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons donc choisi de modéliser les propriétés de ces dislocations ainsi que les systèmes de glissement potentiels de l’olivine à partir de calculs à l’échelle atomique. L’ensemble des calculs ont été effectués à l’aide du potentiel THB1. Une fois les structures de cœurs des défauts déterminées, les paysages énergétiques associés au glissement des dislocations ont été analysés par la méthode « Nudge Elastic Band ». A basse pression, la modélisation atomique montre que les systèmes [100](010) et [001]{110} correspondent aux systèmes de glissement primaires de l’olivine. L’étude des paysages énergétiques des dislocations nous permet de plus de rationaliser les observations expérimentales de « pencil glide » reportées dans l’olivine depuis les années 70 et de proposer un mécanisme original de blocage-déblocage pour le glissement des dislocations de vecteurs de Burgers [001]. Enfin, l’application de ce type de modélisation aux conditions de pression du manteau supérieur (0-10 GPa) confirme l’existence d’un effet de durcissement de la pression sur le glissement des dislocations de vecteur de Burgers [100].
It is widely accepted that the dissipation of heat from the core to the surface of the Earth through a thermally insulating mantle is only possible by convection process. Mantle convection is responsible for a large number of geological activities that occur on the surface of the Earth such as plate tectonic, volcanism, etc. It involves plastic deformation of mantle minerals. In Earth’s interior, the outer most layer beneath the thin crust is the upper mantle. One of the most common mineral found in the upper mantle is the olivine (Mg,Fe)2SiO4. Knowledge of the deformation mechanisms of olivine is important for the understanding of flow and seismic anisotropy in the upper mantle. The experimental studies on the plastic deformation of olivine highlighting the importance of dislocations of Burgers vector [100] and [001]. In this work, we report a numerical modelling at the atomic scale of dislocation core structures and slip system properties in forsterite, at pressures relevant to the upper mantle condition. Computations are performed using the THB1 empirical potential and molecular statics. The energy landscapes associated with the dislocation mobility are computed with the help of nudge elastic band calculations. Therefore, with this work, we were able to predict the different possible dislocation core structures and some of their intrinsic properties. In particular, we show that at ambient pressure [100](010) and [001]{110} correspond to the primary slip systems of forsterite. Moreover, we propose an explanation for the “pencil glide” mechanism based on the occurrence of several dislocation core configurations for the screw dislocation of [100] Burgers vector.
Il est aujourd’hui largement accepté que les mécanismes de convection mantellique dans le manteau supérieur sont reliés aux propriétés plastiques de l’olivine constituant principale du manteau supérieur. Ce minéral, un silicate de composition (Mg,Fe)2SiO4, se déforme essentiellement par glissement de dislocations de vecteurs de Burgers [100] et [001]. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons donc choisi de modéliser les propriétés de ces dislocations ainsi que les systèmes de glissement potentiels de l’olivine à partir de calculs à l’échelle atomique. L’ensemble des calculs ont été effectués à l’aide du potentiel THB1. Une fois les structures de cœurs des défauts déterminées, les paysages énergétiques associés au glissement des dislocations ont été analysés par la méthode « Nudge Elastic Band ». A basse pression, la modélisation atomique montre que les systèmes [100](010) et [001]{110} correspondent aux systèmes de glissement primaires de l’olivine. L’étude des paysages énergétiques des dislocations nous permet de plus de rationaliser les observations expérimentales de « pencil glide » reportées dans l’olivine depuis les années 70 et de proposer un mécanisme original de blocage-déblocage pour le glissement des dislocations de vecteurs de Burgers [001]. Enfin, l’application de ce type de modélisation aux conditions de pression du manteau supérieur (0-10 GPa) confirme l’existence d’un effet de durcissement de la pression sur le glissement des dislocations de vecteur de Burgers [100].
It is widely accepted that the dissipation of heat from the core to the surface of the Earth through a thermally insulating mantle is only possible by convection process. Mantle convection is responsible for a large number of geological activities that occur on the surface of the Earth such as plate tectonic, volcanism, etc. It involves plastic deformation of mantle minerals. In Earth’s interior, the outer most layer beneath the thin crust is the upper mantle. One of the most common mineral found in the upper mantle is the olivine (Mg,Fe)2SiO4. Knowledge of the deformation mechanisms of olivine is important for the understanding of flow and seismic anisotropy in the upper mantle. The experimental studies on the plastic deformation of olivine highlighting the importance of dislocations of Burgers vector [100] and [001]. In this work, we report a numerical modelling at the atomic scale of dislocation core structures and slip system properties in forsterite, at pressures relevant to the upper mantle condition. Computations are performed using the THB1 empirical potential and molecular statics. The energy landscapes associated with the dislocation mobility are computed with the help of nudge elastic band calculations. Therefore, with this work, we were able to predict the different possible dislocation core structures and some of their intrinsic properties. In particular, we show that at ambient pressure [100](010) and [001]{110} correspond to the primary slip systems of forsterite. Moreover, we propose an explanation for the “pencil glide” mechanism based on the occurrence of several dislocation core configurations for the screw dislocation of [100] Burgers vector.
07-12-2018
07-12-2018
Thèse
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Conception et analyse de schémas non-linéaires pour la résolution de problèmes paraboliques : application aux écoulements en milieux poreux
Conception et analyse de schémas non-linéaires pour la résolution de problèmes paraboliques : application aux écoulements en milieux poreux


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L'objectif de cette thèse est de concevoir et d'analyser des schémas numériques performants pour la simulation d'écoulements complexes en milieux poreux. Dans un premier temps nous proposons un schéma CVFE (Control Volume Finite Element) non-linéaire pour approcher la solution de l'équation de Richards anisotrope. La mobilité d'arête est gérée à l'aide d'une procédure de décentrement. On montre d'abord que ce schéma est non-linéairement stable, qu'il admet (au moins) une solution discrète et que la saturation est bornée entre 0 et 1. Ce schéma converge sans restriction sur le maillage. Enfin, en vue de mettre en évidence l'efficacité, la stabilité et la robustesse de la méthode, nous réalisons des tests numériques dans des cas isotropes et anisotropes. Dans un second temps on étudie un schéma Volumes finis (avec décentrement des mobilités) pour un modèle d'intrusion saline. Il préserve au niveau discret les principales propriétés du problème continu: l'existence de solutions discrètes positives, la décroissance de l'énergie et le contrôle de l'entropie et sa dissipation. Nous montrons que ce schéma converge. De plus, nous illustrons numériquement le comportement du modèle. Enfin nous étudions le comportement en temps long d'un modèle d'intrusion saline. Il s'agit d'identifier les états stationnaires qui sont les minimiseurs d'une énergie convexe. On montre pour le problème continu l'existence et l'unicité des minimiseurs de l'énergie, que les minimiseurs sont des états stationnaires et que ces états stationnaires sont radiaux et uniques. Nous donnons une illustration numérique des états stationnaires et nous exhibons le taux de convergence.
This thesis is focused on the design and the analysis of efficient numerical schemes for the simulation of complex flows in porous media. First, we propose a nonlinear Control Volume Finite Element scheme (CVFE) in order to approximate the solution of Richards equation with anisotropy. This scheme is based on a suitable upwinding of the mobility which allows the negative transmissibility coefficients. We prove the nonlinear stability of the scheme, that there exists (at least) one discrete solution and that the saturation belongs to the interval [0,1]. Moreover, the convergence of the method is proved as the discretization steps tend to 0. We give some numerical experiments on isotropic and anisotropic cases illustrate the efficiency of the method. Second, we propose and analyze a finite volume scheme based on two-point flux approximation with upwind mobilities for a seawater intrusion model. The scheme preserves at the discrete level the main features of the continuous problem, namely the nonnegativity of the solutions, the decay of the energy and the control of the entropy and its dissipation. We show the convergence of this scheme. Numerical results are provided to illustrate the behavior of the model. Finally, the large time behaviour of the seawater intrusion model is studied. The goal is to identify the steady states which are the minimizers of a convex energy. We prove for the continuous problem the existence and uniqueness of the minimizers of the energy, that the minimizers are stationary states and that these stationary states are radial and unique. We give numerical illustrations of the stationary states and we exhibit the convergence rate.
L'objectif de cette thèse est de concevoir et d'analyser des schémas numériques performants pour la simulation d'écoulements complexes en milieux poreux. Dans un premier temps nous proposons un schéma CVFE (Control Volume Finite Element) non-linéaire pour approcher la solution de l'équation de Richards anisotrope. La mobilité d'arête est gérée à l'aide d'une procédure de décentrement. On montre d'abord que ce schéma est non-linéairement stable, qu'il admet (au moins) une solution discrète et que la saturation est bornée entre 0 et 1. Ce schéma converge sans restriction sur le maillage. Enfin, en vue de mettre en évidence l'efficacité, la stabilité et la robustesse de la méthode, nous réalisons des tests numériques dans des cas isotropes et anisotropes. Dans un second temps on étudie un schéma Volumes finis (avec décentrement des mobilités) pour un modèle d'intrusion saline. Il préserve au niveau discret les principales propriétés du problème continu: l'existence de solutions discrètes positives, la décroissance de l'énergie et le contrôle de l'entropie et sa dissipation. Nous montrons que ce schéma converge. De plus, nous illustrons numériquement le comportement du modèle. Enfin nous étudions le comportement en temps long d'un modèle d'intrusion saline. Il s'agit d'identifier les états stationnaires qui sont les minimiseurs d'une énergie convexe. On montre pour le problème continu l'existence et l'unicité des minimiseurs de l'énergie, que les minimiseurs sont des états stationnaires et que ces états stationnaires sont radiaux et uniques. Nous donnons une illustration numérique des états stationnaires et nous exhibons le taux de convergence.
This thesis is focused on the design and the analysis of efficient numerical schemes for the simulation of complex flows in porous media. First, we propose a nonlinear Control Volume Finite Element scheme (CVFE) in order to approximate the solution of Richards equation with anisotropy. This scheme is based on a suitable upwinding of the mobility which allows the negative transmissibility coefficients. We prove the nonlinear stability of the scheme, that there exists (at least) one discrete solution and that the saturation belongs to the interval [0,1]. Moreover, the convergence of the method is proved as the discretization steps tend to 0. We give some numerical experiments on isotropic and anisotropic cases illustrate the efficiency of the method. Second, we propose and analyze a finite volume scheme based on two-point flux approximation with upwind mobilities for a seawater intrusion model. The scheme preserves at the discrete level the main features of the continuous problem, namely the nonnegativity of the solutions, the decay of the energy and the control of the entropy and its dissipation. We show the convergence of this scheme. Numerical results are provided to illustrate the behavior of the model. Finally, the large time behaviour of the seawater intrusion model is studied. The goal is to identify the steady states which are the minimizers of a convex energy. We prove for the continuous problem the existence and uniqueness of the minimizers of the energy, that the minimizers are stationary states and that these stationary states are radial and unique. We give numerical illustrations of the stationary states and we exhibit the convergence rate.
07-12-2018
07-12-2018
Thèse
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Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10