Effets de gaz-réel sur la transition freestream et les pertes au sein des turbines ORC

Organic Rankine Cycle (ORC) systems appear as one of the solutions to answer the current energy and environmental challenges, owing to their significant potential for generating power. A key component for ORC is the expander, most often a turbine. For small systems, the latter works in the transonic to supersonic regimes and can be affected by the properties of the organic vapor used and exhibit strong non-ideal effects. In the present study, we investigate boundary layer (BL) transitions and losses mechanism in turbines under conditions representative of ORC for the organic vapor Novec649. We begin by reporting the first direct numerical simulation (DNS) and large-eddy simulations (LES) of transitional and turbulent BL of Novec at high-subsonic conditions. In the turbulent state, the profiles of dynamic flow properties are little affected by the gas properties and remain very close to incompressible DNS, despite the high-subsonic flow speed and even if genuine but very small compressibility effects are present. Our LES strategy is validated against the reference DNS and is used to investigate the influence of forcing frequency and amplitude on the established turbulent state. Then, for the first time, we investigate freestream turbulence (FST)-induced transition of dense-gas BL on flat plates and around the leading-edge of a turbine by means of LES. Due to the high Reynolds number conditions, the thin BL experience large-scale incoming turbulent structures which can, for relatively high intensities, promote a non-linear transition mechanism instead of the classical laminar streak transition mechanism. Compared to Novec flows, air BL are found to be slightly more unstable but retains overall similar characteristics, in particular concerning the transition mechanisms observed. Finally, the flow around an idealized blade vane configuration is tackle by means of Delayed Detached-Eddy Simulations (DDES), allowing fine-detail analysis of unsteady flow phenomena. As the non-ideality of the flow increases, a lower pressure ratio is achieved and the losses increases. With regards to air, Novec's high heat capacity reduces temperature fluctuations, suppressing the so-called energy separation phenomena, while accentuating pressure fluctuations in the wake. Compared to DDES, RANS simulations leads to an underestimation of the losses by about 20%.Les cycles de Rankine organique (ORC) apparaissent comme l'une des solutions pour répondre aux défis énergétiques et environnementaux actuels, en raison de leur important potentiel énergétique. L'un des composants clés des ORC est le détendeur, généralement une turbine. Pour les petits systèmes, cette dernière fonctionne dans les régimes transsoniques à supersoniques et peut être influencée par les propriétés de la vapeur organique utilisée, présentant ainsi des effets non idéaux. Dans cette étude, nous examinons les transitions de couche limite (CL) et le mécanisme des pertes au sein des turbines dans des conditions représentatives des ORC pour le fluide Novec649. Nous débutons par la présentation des premières simulations numériques directes (DNS) et des simulations à grandes échelles (LES) de CL transitionnant et turbulentes de Novec dans des conditions subsoniques élevées. Dans l'état turbulent, les profils des propriétés dynamiques de l'écoulement sont peu affectés par les propriétés du gaz et demeurent très proches de la DNS incompressible, malgré la vitesse élevée de l'écoulement subsonique, même si de véritables mais très faibles effets de compressibilité sont présents. Notre stratégie LES est validée par rapport à la DNS et est utilisée pour étudier l'influence de la fréquence et de l'amplitude du forçage sur l'état turbulent établi. Ensuite, pour la première fois, nous étudions, par LES, la transition induite par la turbulence extérieure (FST) de CL de gaz dense sur des plaques planes et autour du bord d'attaque d'une turbine. En raison du nombre de Reynolds élevé, les fines CL interagissent avec de larges structures turbulentes qui peuvent, pour des intensités relativement élevées, favoriser un mécanisme de transition non linéaire au lieu du mécanisme classique de transition par stries laminaires. Comparées au Novec, les CL d'air se révèlent légèrement plus instables mais conservent globalement des caractéristiques similaires, notamment en ce qui concerne les mécanismes de transition observés. Enfin, l'écoulement autour d'une configuration idéalisée d'aube est abordé au moyen de simulations DDES (Delayed Detached-Eddy Simulations), permettant une analyse fine des phénomènes instationnaires. À mesure que la non-idéalité de l'écoulement augmente, le rapport de pression diminue et les pertes augmentent. Comparativement à l'air, la capacité thermique élevée du Novec réduit les fluctuations de température, éliminant ainsi le phénomène dit de séparation d'énergie, tout en accentuant les fluctuations de pression dans le sillage. En comparaison avec les DDES, les simulations RANS conduisent à une sous-estimation des pertes d'environ 20%

Étude expérimentale et théorique des effets photo-thermiques ultra-rapides dans des réseaux de nanoparticules - application au contrôle local de la chimie de surface

The excitation of metal nanoparticles through short pulses of lightinduces localized photo-thermal effects capable of altering their surface chemistry. Thisresearch aims to investigate and harness these effects for the precise manipulation ofmolecule distribution on nanoparticles at a local level. Initially, employing both pumpprobespectroscopy measurements and a thermo-optical numerical model with minimalfree parameters, we outlined the heterogeneous nature of photo-thermal effects withinasymmetric cross-shaped nanostructures. Then, a methodology was developed tospecifically label the surface chemistry using silica nanoparticles. This labelingrevealed the localized degradation of molecules on the nanostructure's surface exposedto very short pulses. Under low-power illumination, only molecules within highelectricfield zones undergo degradation, enabling the experimental delineation andvisualization of electric field intensity distribution on the structure surfaces with a fewtens of nanometers resolution. These findings pave the way for the development ofplasmonic sensors optimized for the detection of molecules at very low concentrations.L'excitation de nanoparticules métalliques par des impulsions delumière ultra-brèves génère des effets photo-thermiques localisés capables d'altérer leurchimie de surface. Ce travail de recherche a pour objectif d'étudier et d'utiliser ceseffets dans le but de contrôler localement la distribution de molécules d'intérêt sur lesnanoparticules. Dans un premier temps, l'utilisation conjointe de mesures despectroscopie pompe-sonde et d'un modèle numérique thermo-optique ayant un nombreminimum de paramètres libres ont permis de mettre en évidence l'hétérogénéité deseffets photo-thermiques se produisant dans des nanostructures en forme de croixasymétriques.Par la suite, un protocole permettant de marquer spécifiquement la chimiede surface avec des nanoparticules de silice a été développé. Celui-ci a permis demettre en lumière la dégradation locale de molécules à la surface de nanostructuresilluminées par des impulsions très brèves. Pour une illumination à faible puissance,seules les molécules dans les zones de forts champs électriques sont dégradées. Ainsi,cela permet de marquer et de visualiser expérimentalement la distribution de ce dernierà la surface des structures avec une résolution de quelques dizaines de nanomètres. Cesrésultats ouvrent la voie au développement de capteurs plasmoniques optimisés pour ladétection de molécules en très faible concentration

Statistiques du nombre et corrélations en impulsion dans des gaz de Bose interagissants

This thesis work is dedicated to the study of number statistics and momentum correlations in interacting lattice Bose gases. The Bose-Hubbard model is simulated by loading Bose-Einstein condensates (BECs) of metastable Helium-4 atoms into a three-dimensional (3D) optical lattice. This model exhibits a quantum phase transition from a superfluid to a Mott insulator that is driven by interaction-induced quantum fluctuations. The objective of this work is to comprehend the role of these quantum fluctuations by analyzing their signatures in momentum space. The original detection scheme employed towards this aim provides the single-particle resolved momentum distribution of the atoms in 3D. From such datasets made up of thousands of individual atoms, the number statistics of occupation of different sub-volumes of momentum space yield information about correlation or coherence properties of the interacting Bose gas. At close-by momenta these occupation probabilities permit the identification of underlying pure-state statistics in the case of textbook many-body states such as lattice superfluids and Mott insulators. In the weakly-interacting regime, well-established correlations between pairs of atoms at opposite momenta are observed. Furthermore, these pair correlations are found to decrease in favor of more intricate correlations between more than two particles as interactions are increased. A direct observation of non-Gaussian correlations encapsulates the complex statistical nature of strongly-interacting superfluids well before the Mott insulator phase transition. Finally, at the phase transition, fluctuations of the occupation number of the BEC mode are found to be enhanced, constituting a direct signature of the quantum fluctuations driving the transition. System-size independent quantities such as the Binder cumulant are shown to exhibit distinctive sharp features even in a finite-size system, and hold promise for constituting suitable observables for determining universal behavior when measured in a homogeneous system.Ce travail de thèse est dédié à l'étude des statistiques du nombre et corrélations en impulsion dans des gaz de Bose sur réseaux interagissants. Le modèle de Bose-Hubbard est simulé en chargeant des condensats de Bose-Einstein (BEC) d'atomes d'Hélium-4 métastables dans un réseau optique tridimensionnel (3D). Ce modèle présente une transition de phase quantique d'un superfluide à un isolant de Mott induite par des fluctuations quantiques provoquées par l'interaction. L'objectif de ce travail est de comprendre le rôle de ces fluctuations quantiques en analysant leurs signatures dans l'espace des impulsions. Le schéma de détection original utilisé à cette fin fournit la distribution d'impulsion résolue à l'échelle de l'atome unique en 3D. À partir de ces jeux de données composés de milliers d'atomes individuels, les statistiques du nombre d'occupation de différents sous-volumes de l'espace des impulsions fournissent des informations sur les propriétés de corrélation ou de cohérence du gaz de Bose interagissant. À impulsions proches, ces probabilités d'occupation permettent l'identification de statistiques d'état pur sous-jacentes dans le cas d'états many-body classiques tels que les superfluides en réseau et les isolants de Mott. Dans le régime faiblement interagissant, des corrélations bien établies entre les paires d'atomes à impulsions opposées sont observées. De plus, on constate que ces corrélations entre paires diminuent en faveur de corrélations plus complexes entre plus de deux particules lorsque les interactions sont augmentées. Une observation directe de corrélations non-Gaussiennes encapsule la nature statistique complexe des superfluides fortement interagissants bien en amont de la transition de phase vers l'isolant de Mott. Enfin, lors de la transition de phase, on constate une augmentation des fluctuations du nombre d'occupation du mode du BEC, constituant une signature directe des fluctuations quantiques induisant la transition. Des quantités indépendantes de la taille du système, telles que le cumulant de Binder, présentent des variations abruptes même dans un système de taille finie et semblent prometteuses pour constituer des observables appropriés permettant de déterminer le comportement universel lorsqu'elles sont mesurées dans un système homogène

Etude du lien entre traitement thermique, propriétés mécaniques et amorçage de la rupture fragile par clivage d'un acier faiblement allié trempé revenu

Thick components for pressurized water reactor (PWR) power plants, such as the pressure vessel or steam generator, are obtained by forging and heat treatment of an ingot. At the end of this process, the quality heat treatment (QHT) gives the component its final properties. Typical steps in this process include austenitizing, followed by quenching and tempering. However, these components are very thick (between 100 and 700mm), which means that during quenching, a steep microstructural gradient is created, which in turn affects mechanical properties, particularly fracture properties. There is currently no systematic study, for a single material, of the relationship between heat treatment parameters, microstructure and fracture properties in the brittle range, for the low-alloy steels used for these components.This study provides the first experimental evidence for determining this relationship. Starting from a homogeneous material of industrial origin, 18 different heat treatments were carried out, varying the cooling rate after austenitization, the tempering temperature and the tempering time.These 18 microstructures were characterized in terms of tensile strength, impact strength and toughness. Notable differences were revealed: 75°C maximum difference between ductile-fragile transition temperatures and up to 70J difference in ductile upper shelf energies. The cooling rate is identified as the first-order parameter influencing mechanical and fracture properties. Tempering reduces differences in tensile properties between microstructures, but not the differences in fracture properties. A number of correlations have been revealed between striction and the upper shelf energy, or between the yield strength and the transition temperature. The critical cleavage stresses of certain microstructures were also determined by a campaign of tests on notched tensile specimens coupled with finite element analysis. These values were compared with those estimated from impact tests using a simplified method.A systematic fractography campaign on all fractured specimens in the brittle domain revealed a typology of initiation sites common to all microstructures. Initiation occurs predominantly on a manganese andmolybdenum enriched carbide located at a grain boundary and averaging 0.85 µm in size. This is the first time that a generic initiation pattern has been directly demonstrated for such microstructural variability. This result provides a new basis for micromechanical modeling of cleavage initiation in tempered ferritic steels.Les composants épais des centrales à réacteurs à eau pressurisée (REP) comme la cuve ou le générateur de vapeur sont obtenus par forgeage et traitements thermiques à partir d'un lingot. À la fin de ce processus, le traitement thermique de qualité (TTQ) donne au composant ses propriétés finales. Les étapes typiques de ce traitement consistent en une austénitisation suivie d'une trempe et d'un revenu. Or les composants présentent une épaisseur importante (entre 100 et 700mm) qui entraine l'apparition, durant la trempe, d'un fort gradient microstructural et donc de propriétés mécaniques, notamment des propriétés à rupture. Il n'existe pas, à l'heure actuelle, d'étude systématique pour un même matériau de la relation entre paramètres de traitement thermique, microstructure et propriétés à rupture dans le domaine fragile, pour les aciers faiblement alliés utilisé pour ces composants.Cette étude vient apporter des premiers éléments expérimentaux pour déterminer ce lien. Partant d'un matériau homogène d'origine industrielle, 18 traitements thermiques différents ont été réalisés en faisant varier à la fois vitesse de refroidissement après austénitisation, température et durée de revenu.Ces 18 microstructures ont été caractérisées en traction, en résilience et en ténacité. Des différences notables ont ainsi été mises en évidence : 75°C de différence maximale entre les températures de transition ductile-fragile et jusqu'à 70J de différence pour les énergies au palier ductile. La vitesse de refroidissement est identifiée comme le paramètre d'influence au premier ordre sur les propriétés mécaniques et à rupture. Le revenu permet de réduire les écarts de propriétés en traction entre les microstructures mais pas les écarts de propriétés à rupture. Certaines corrélations entre la striction et l'énergie absorbée au palier ductile ou entre la limite d'élasticité et la température de transition ont été révélées. Les contraintes critiques de clivage de certaines microstructures ont également été déterminées par une campagne d'essais sur éprouvettes de traction entaillées couplée à une analyse par éléments finis. Ces valeurs ont été comparées à celles estimées à partir d'essais de résilience au moyen d'une méthode simplifiée.Par une campagne de fractographie systématique sur toutes les éprouvettes rompues dans le domaine fragile, une typologie de sites d'amorçage commune à toutes les microstructures a été déterminée. L'amorçage se produit de manière prépondérante sur un carbure enrichi en manganèse et molybdène localisé à un joint et de taille moyenne 0,85 µm. C'est la première fois qu'une configuration d'amorçage générique a été directement mise en évidence pour une telle variabilité microstructurale. Ce résultat fournit de nouvelles bases pour la modélisation micromécanique de l'amorçage du clivage dans pour les aciers ferritiques trempés revenus

Stratégie de modélisation multi-fidélité via une approche système incluant des métamodèles basés sur les entités NURBS

The more complex the problem, the greater the amount of computational resources needed to simulate it. On the other hand, the need for accuracy in the results of a system will not be the same depending on its design phase and the domain studied. The goal of this thesis is to propose a fast, low-cost multi-fidelity modeling strategy. To meet this need, a hybrid modeling approach is developed that combines Model-Based System Engineering (MBSE) and a metamodel based on Non-Uniform Rational Basis-Spline (NURBS) hypersurfaces. More specifically, the scientific challenge of this work is to develop a metamodel based on NURBS entities to simulate the behavior of highly nonlinear systems that require high fidelity modeling but are capable of providing results in real time to be compatible with the MBSE approach. In this context, the NURBS entity-based metamodel is obtained as a solution to an optimization problem solved with a gradient algorithm. In addition, a smoothing term is included in the problem formulation, not only to reduce the influence of any spurious nonlinearities in the training database, but also to limit the phenomenon of overfitting. The technical and scientific challenge of this work is to couple the general MBSE approach with the NURBS-based metamodel.Plus un problème est complexe, plus la quantité de ressources informatiques nécessaires pour le simuler est importante. D’autre part, le besoin de précision dans les résultats d’un système ne sera pas le même selon sa phase de conception et le domaine étudié. L'objectif de cette thèse est de proposer une stratégie de modélisation multi-fidélité rapide et peu couteuse en ressources de calcul. Pour répondre à ce besoin, une modélisation hybride est développée, couplant approche Model-Based System Engineering (MBSE) et métamodèle basé sur les hypersurfaces Non-Uniform Rational Basis-Spline (NURBS). Plus précisément, l’enjeu scientifique de ce travail est le développement du métamodèle basé sur les entités NURBS pour simuler le comportement de systèmes fortement non-linéaires nécessitant une modélisation haute-fidélité mais capable de fournir les résultats en temps réel pour être compatible avec l’approche MBSE. Dans ce contexte, le métamodèle basé sur les entités NURBS est obtenu comme solution d’un problème d’optimisation résolu avec un algorithme au gradient. En outre, un terme de lissage est intégré dans la formulation du problème pour non seulement réduire l’influence d’éventuelles non-linéarités parasites de la base de données d’entraînement mais également pour limiter le phénomène d’overfitting. L’enjeu technicoscientifique de ce travail est de parvenir à coupler l’approche générale MBSE avec le métamodèle à base de NURBS

Sur la correction de modèle et la découverte de propriétés à travers différentes techniques

One of today's major industry challenges is optimizing the entire product life cycle, from initial design to in-service mechanical performance. This optimization goes beyond just financial considerations to also include environmental costs. Developing digital tools that can detect or prevent changes in material properties is crucial in supporting diagnosis and prognosis, thereby ensuring the product's complete life cycle. Within this context, various methodologies have been proposed in the domain of inverse problem analysis. Solving inverse problems necessitates the application of sophisticated mathematical and computational techniques, including optimization, statistical inference, machine learning, and data assimilation. These methodologies aim to unravel the complex connections that influence a system, primarily focusing on revealing hidden or unobserved parameters. The successful resolution of inverse problems holds immense significance. It empowers us to gain deeper insights into complex systems, refine models, and make informed decisions grounded in observed data, even when certain aspects remain concealed from direct observation.This thesis, structured into three chapters, delves into essential tools, methodologies, and personal contributions crucial for constructing hybrid twins within the framework of inverse analysis.Chapter 1 introduces a novel methodology based on sparsity, aiming to detect property changes within mechanical systems. Chapter 2 explores advancements in Physics-Informed Neural Networks (PINNs), highlighting how this framework, which leverages physical principles, can revolutionize the field of inverse analysis. Lastly, Chapter 3 investigates Graph Neural Networks, proposing a new architecture for detecting property changes within a system.Collectively, these chapters contribute to the development, enhancement, and practical applications of methodologies that enable the resolution of diverse inverse problems while also facilitating the construction of hybrid twins. Through these contributions, this thesis seeks to advance the field of engineering by harnessing the power of data and simulation to address complex real-world challenges.L'un des principaux défis de l'industrie d'aujourd'hui consiste à optimiser l'ensemble du cycle de vie des produits, depuis leur conception initiale jusqu'à leurs performances mécaniques en service. Cette optimisation va au-delà des considérations financières et englobe également les coûts environnementaux. Le développement d'outils numériques capables de détecter ou de prévenir les changements dans les propriétés des matériaux est crucial pour soutenir le diagnostic et le pronostic, garantissant ainsi le cycle de vie complet du produit. Dans ce contexte, diverses méthodologies ont été proposées dans le domaine de l'analyse des problèmes inverses. La résolution des problèmes inverses nécessite l'application de techniques mathématiques et informatiques sophistiquées, notamment l'optimisation, l'inférence statistique, l'apprentissage automatique et l'assimilation de données. Ces méthodologies visent à démêler les liens complexes qui influencent un système, en se concentrant principalement sur la révélation de paramètres cachés ou non observés. La résolution réussie des problèmes inverses revêt une importance considérable. Elle nous permet de mieux comprendre les systèmes complexes, d'affiner les modèles et de prendre des décisions éclairées fondées sur des données observées, même lorsque certains aspects restent cachés à l'observation directe.Cette thèse, structurée en trois chapitres, se penche sur les outils essentiels, les méthodologies et les contributions personnelles cruciales pour la construction de jumeaux hybrides dans le cadre de l'analyse inverse. Le chapitre 1 présente une nouvelle méthodologie basée sur l'éparpillement, visant à détecter les changements de propriétés dans les systèmes mécaniques. Le chapitre 2 explore les avancées dans le domaine des réseaux neuronaux informés par la physique (PINN), en soulignant comment ce cadre, qui s'appuie sur des principes physiques, peut révolutionner le domaine de l'analyse inverse. Enfin, le chapitre 3 étudie les réseaux neuronaux graphiques et propose une nouvelle architecture pour détecter les changements de propriétés au sein d'un système.Collectivement, ces chapitres contribuent au développement, à l'amélioration et aux applications pratiques des méthodologies qui permettent la résolution de divers problèmes inverses tout en facilitant la construction de jumeaux hybrides. Grâce à ces contributions, cette thèse cherche à faire progresser le domaine de l'ingénierie en exploitant la puissance des données et de la simulation pour relever les défis complexes du monde réel

Réduction de Modèles et Réseaux Neuronaux Artificiels pour une Simulation Multi-échelle Rapide et Précise des Matériaux Composites à Microstructure Périodique

Although woven reinforced composites are experiencing rapid growth across various engineering and industrial domains, their widespread adoption is often hindered by challenges in accurately predicting their mechanical behavior. This obstacle primarily stems from the heterogeneous nature of these materials. Consequently, employing multi-scale approaches becomes imperative to predict their overall response under complex loading conditions, incorporating detailed descriptions of microstructure and the constitutive laws governing their components. However, effectively incorporating these methodologies into real-scale applications, particularly within FE² analyses, remains challenging due to the significant computational requirements they entail. This challenge intensifies when numerous direct calculations are necessary for testing various configurations, a critical aspect in optimization, inverse analysis, or real-time simulations. The need for such calculations adds to the computational demands, posing a significant obstacle to integrated into practical applications. To address these issues, while considering the scale effects, this thesis aims to develop efficient numerical tools to achieve accurate and fast predictions of woven composite response. First, we develop virtual twins (multiparametric solution) for real-time prediction of composite response, using non-intrusive Proper Generalized Decomposition (PGD) based methods. This aims at providing an accurate approximation of high-dimensional problems, that involved several microstructural parameters, with limited dataset. These multiparametric solutions are constructed for both linear and nonlinear behavior including history- and rate-dependent behaviors. Second, we develop an approach based on ANN to perform a macroscopic surrogate model of composites. This model, referred to as Multiscale Thermodynamics Informed Neural Networks (MuTINN), is founded on thermodynamic principles and introduces specific quantities of interest that serve as internal state variables at the macroscopic level. This captures efficiently the state and evolution laws governing the history-dependent behavior of these composites while retaining the thermodynamic admissibility and the physical interpretability of their overall responses. This approach has successfully associated with FE code, streamlining the application of multiscale FE-MuTINN approach for composite structure computations. The prediction capabilities of the proposed approach are demonstrated across the material scales, exemplified through diverse instances of woven composite structures. These applications account for anisotropic yarn damage and an elastoplastic polymer matrix behavior. This promises a potential solution to alleviate the computational challenges associated with multiscale simulations of large composite structures and paving the way for the development of a hybrid twin solution.Woven reinforced composites are often hindered by challenges in accurately predicting their mechanical behavior. This obstacle primarily stems from the heterogeneous nature of these materials. Consequently, employing multi-scale approaches becomes imperative to ascertain their overall responses under complex loading conditions, incorporating detailed descriptions of microstructure and the constitutive laws governing their components. However, effectively incorporating these methodologies into real-scale applications, particularly within FE² analyses, remains challenging due to the significant computational requirements. This challenge intensifies when numerous direct calculations are necessary for testing various configurations, a critical aspect in optimization, inverse analysis, or real-time simulations. The need for such calculations adds to the computational demands, posing a significant obstacle to integrated into practical applications. To address these issues, while considering the scale effects, this thesis aims to develop efficient numerical tools to achieve accurate and fast predictions of woven composite response. First, we develop virtual twins (multiparametric solution) for real-time prediction of composite response, using non-intrusive Proper Generalized Decomposition (PGD) based methods. This aims at providing an accurate approximation of these high-dimensional problems, that involved several microstructural parameters, with limited dataset. These multiparametric solutions are constructed for both linear and nonlinear behavior including history- and rate-dependent behaviors. Second, we develop an approach based on Artificial Neural Networks (ANNs) to perform a macroscopic surrogate model of composites. This model, referred to as Multiscale Thermodynamics Informed Neural Networks (MuTINN), is founded on thermodynamic principles and introduces specific quantities of interest that serve as internal state variables at the macroscopic level. This captures efficiently the state and evolution laws governing the history-dependent behavior of these composites while retaining the thermodynamic admissibility and the physical interpretability of their overall responses. This approach has successfully associated with FE code, streamlining the application of multiscale FE-MuTINN approach for composite structure computations. The prediction capabilities of the proposed approach are demonstrated across the material scales, exemplified through diverse instances of woven composite structures. These applications account for anisotropic yarn damage and an elastoplastic polymer matrix behavior. This promises a potential solution to alleviate the computational challenges associated with multiscale simulations of large composite structures and paving the way for the development of a hybrid twin solution

Penser la mise en capacité à relier les situations de l’alternance Le cas des dispositifs de formation hybrides et par alternance à visée intégrative

What if learning was as much a question of links as of time and place?It was from this idea that this research was born. It is rooted in the field of Maisons Familiales Rurales, which, like many training organisations, are encouraged to hybridise their training courses. After exploring developments in vocational training and situating training hybridisation, the literature review provides an initial approach to hybrid and sandwich training schemes with an integrative aim.This exploration leads us to consider the systems not as they are thought out, but as they are experienced, from the point of view of the person undergoing the training; and leads us to identify the way in which work-study students are put in a position to create links between the experiences they have undergone. The study focuses on these situations by looking at the processes that contribute to the construction of connections (to oneself, to others, to worlds) in the interface situations of multiple training environments.To study these processes of enabling trainees to relate, we are adopting a multi-method approach based on a case study of two hybrid and sandwich training schemes. We use different reading frameworks for these systems, the connections experienced and the postures of the alternating trainees, enabling us to study the processes of building capacity using the capability approach. After identifying the interface situations and the different postures adopted by the work-study students in relation to the training, the study analyses 6 of these situations in terms of the development of their ability to relate to themselves, to others and to the worlds in which they work. The research thus shows how work-study students are effectively enabled to relate their experiences, in terms of resources, opportunities and choices.Key words:Hybrid and work-linked training system, Adult training, Integrative work-linked training, Reliance (on oneself, on others, on worlds), Deliance (on oneself, on others, on worlds), Capability, Hybridization, Interface system, Interface situation, Interface activity, Training postureEt si apprendre était autant une question de lien, que de temps et de lieux ?C’est à partir de cette idée que la présente recherche est née. Elle s’enracine dans le terrain des Maisons Familiales Rurales, incitées, comme nombre d’organisations de formation, à hybrider les formations. Après avoir exploré les évolutions de la formation professionnelle et situé l’hybridation de formation, la revue de littérature permet une première approche des dispositifs hybrides et de formation par alternance à visée intégrative.Cette exploration nous entraîne à considérer, non plus les dispositifs tels que pensés, mais tels que vécus, du point de vue du sujet qui se forme ; et nous conduit à repérer la manière dont les alternants sont mis en situation de créer des liens entre les expériences vécues. L’étude se centre sur ces situations en envisageant les processus contributifs à la construction de reliances (à soi, aux autres, aux mondes) dans les situations interface des environnements multiples de formation.Pour étudier ces processus de mise en capacité à relier chez les personnes en formation, nous adoptons une démarche multiméthode et nous appuyons sur l’étude de cas de deux dispositifs de formation hybrides et par alternance. Nous mobilisons différents cadres de lecture, sur ces dispositifs, les reliances vécues et les postures des alternants nous permettant d’étudier les processus de mises en capacités à l’aide de l’approche par les capabilités. Après avoir identifié les situations interface et les différentes postures des alternants vis-à-vis de la formation, l’étude analyse 6 de ces situations au regard des mises en capacité de reliances à soi, aux autres, aux mondes qui s’y jouent. La recherche montre ainsi comment les alternants sont effectivement mis en capacité de relier leurs expériences, en termes de ressources, d’opportunité et de choix.Mots-clefs :Dispositif de formation hybride et par alternance, Formation adultes, Alternance à visée intégrative, Reliance (à soi, aux autres, aux mondes), Déliance (à soi, aux autres, aux mondes), Capabilité, Hybridation, Système interface, Situation interface, Activité interface, Posture de formatio

Dynamique d'incision du Quaternaire supérieur et géométrie des fonds des vallées dans le bassin versant de la Seine

This thesis is a contribution to the understanding of the evolution of valley bottoms and their alluvial infill based on the example of the Seine River catchment, which is a typical area situated far (>1000km) from the influence of tectonic deformation. Alluvial geometry is inherited from Late Quaternary aggradation and incision dynamics. If ESR-OSL dating sampling in the valley bottoms or in the edges yields ages from the last glacial period, other -direct or indirect-evidence point to a MIS6 origin for at least part of the current valley bottom. Ages obtained on strath terraces along the valley slopes allow completing existing data from the literature that constrained incision rates along the Seine drainages, particularly in the Bassée area and downstream of Rouen where a detailed study allows precising the interactions between river incision and rock uplift. A GIS analysis coupled with a kriging estimation of the geometry of the bedrock-alluvium interface shows the influence of drainage area, bedrock lithology and fluvial style on the valley bottom alluvium geometries. Finally, potentially identified knickpoints could highlight regressive erosion during the two last glacial periods.Cette thèse est une contribution à la compréhension de l'évolution des vallées et leur fonds alluviaux sur l'exemple du bassin-versant de la Seine qui constitue un exemple typique de zone située à distance (>1000km) de l'influence de déformation tectonique. La géométrie du remplissage alluvial y est héritée de différents épisodes d'incision et d'aggradation au cours du Quaternaire Supérieur. Si les datations par méthodes ESR-OSL sur des sédiments du fond des vallées ou en bordure montrent des âges principalement liés à la dernière grande période glaciaire, un faisceau d'indices -directs ou indirects- tend à montrer une origine d'une partie des fonds de vallée actuels dès le stade isotopique 6. Les âges obtenus sur des terrasses alluviales permettent de compléter les taux d'incision de la littérature, notamment en Bassée et en aval de Rouen, où sont précisé les interactions entre incision et soulèvement du substrat. Une analyse SIG et une estimation par krigeage de l'interface substratum-alluvions montrent l'influence du débit, de la lithologie et du style fluviatile sur la géométrie des fonds alluviaux. Enfin, des possibles knickpoints observés pourraient souligner de l'érosion régressive liée aux deux dernières périodes glaciaire

Politique climatique dans le secteur agricole : efficacité, coûts de surveillance, séquestration du carbone et risque

The aim of this thesis is to explore the trade-off between the effectiveness of net GHG mitigation policies and the costs associated with monitoring emissions and carbon sequestration. In the first contribution, our objective is to estimate the marginal cost andeffectiveness in terms of mitigating net GHG emissions for several policies partially covering emission sources and sinks. We find that subsidies for total carbon sequestrationand for carbon contained only in above-ground biomass are more cost-effective than aGHG tax. In the second contribution, at the scale of the plot, we examine the costs of participation in two types of carbon contracts, one model-based and the other results-based. For the latter type, we take into account the risk aversion of farmers regarding the uncertainty surrounding carbon sequestration results. The goal is to highlight the trade-offs regarding risk-sharing between the regulator and farmers, while defining theoretical conditions for farmer participation in these contracts. In the third contribution, at the scale of a French region, we compare the cost-effectiveness of different carbon contracts, whether results-based, model-based, or practice-based. This analysis takes into account some of the heterogeneity among farmers. Our results indicate that the most cost-effective contract form is to remunerate farmers per hectare for the implementation of intra-parcel agroforestry.L'objectif de cette thèse est d'explorer l'arbitrage entre l'efficacité des politiques d'atténuation des émissions de GES nettes et les coûts associés au suivi des émissions de GES et à la séquestration du carbone. Dans la première contribution, notre objectif est d'estimer le coût marginal et l'efficacité en termes d'atténuation des émissions de GES nettes de plusieurs politiques couvrant partiellement les sources et les puits d'émissions. Nous constatons que la subvention pour la séquestration totale du carbone et celle pour le carbone contenu uniquement dans la biomasse aérienne se révèlent plus coût-efficace qu'une taxe sur les GES. Dans la deuxième contribution, à l'échelle de la parcelle, nous comparons les coûts de participation de deux types de contrats carbone dont le suivi est basé pour l'un sur les prédictions d'un modèle et pour l'autre sur les résultats mesurés. Pour ce dernier, nous prenons en considération l'aversion au risque des exploitants face à l'incertitude entourant les résultats de séquestration du carbone. L'objectif est de mettre en évidence les arbitrages concernant le partage du risque entre le régulateur et l'exploitant, tout en définissant des conditions théoriques de participation aux contrats pour ce dernier. Dans la troisième contribution, à l'échelle d'une région française, nous comparons la coût-efficacité de contrats carbone dont le paiement est basé sur les résultats mesurés, sur les prédictions d'un modèle, ou sur la mise en œuvre de la pratique. Cette analyse prend en compte une partie de l'hétérogénéité entre les agriculteurs. Nos résultats indiquent que la forme de contrat la plus coût-efficace consiste à rémunérer les exploitants à l'hectare pour la mise en place d'agroforesterie intra-parcellaire