Relaxation de Contraintes pour les problèmes dynamiques

Constraint relaxation for dynamic problemsLa programmation par contraintes, carrefour de diverses disciplines, a montré son intérêt dans de nombreux domaines d'application. De nombreux problèmes réels sont dynamiques : le système de contraintes les définissant n'est donc pas figé. Pour résoudre un problème dynamique, il faut assurer une certaine incrémentalité et être capable de traiter les systèmes de contraintes contradictoires. En effet, il est souvent indispensable de fournir une solution quitte à ne pas respecter certaines contraintes. On parle alors de relaxation de contraintes.Durant cette thèse, nous nous sommes intéressés à la définition d'un système de relaxation de contraintes permettant de maintenir une propriété donnée dans un environnement dynamique. Nous avons mené ces travaux depuis une présentation abstraite d'un tel système jusqu'à son implémentation.Nous présentons un schéma algorithmique général abstrait de la recherche d'une solution à un problème sur-contraint basée sur l'exploration en meilleur d'abord d'un espace de configurations. Nous en donnons trois instances pour traiter les contraintes linéaires sur les rationnels, les Constraint Satisfaction Problems et les CSP numériques. Les deux dernières sont définies à l'aide d'un système de maintien de déduction dont la ma\^\itrise raisonnée nous a permis de donner une implémentation de ces instances ayant une bonne complexité : le système DECorum.Nous montrons, par le biais d'un certain nombre d'expérimentations, que l'utilisation de DECorum permet de retrouver les résultats classiques sur la transition de phase, de résoudre raisonnablement des problèmes de grande taille et d'utiliser la structure du problème résolu pour améliorer la recherche.Enfin, nous proposons la contrainte one-of permettant de modéliser et de résoudre une disjonction de contraintes en tirant profit du mécanisme d'exploration de DECorum. Nous validons l'intérêt de la contrainte one-of sur des problèmes d'ordonnancement : les Open-Shop

Des explications pour reconnaître et exploiter les structures cachées

http://www710.univ-lyon1.fr/~csolnonL'identification de structures propres à un problème est souvent une étape clef pour la conception d'heuristiques de recherche comme la compréhension de la complexité du problème. De nombreuses approches en Recherche Opérationnelle emploient des stratégies de relaxations ou décompositions dès lors que certaines structures idoines ont été identifiées. L'étape suivante est la conception d'algorithmes de résolution qui puisse intégrer à la volée, pendant la résolution, ce type d'information. Cet article propose d'utiliser un solveur de contraintes à base d'explications pour collecter de l'information pertinente sur les structures dynamiques et statiques inhérentes au problème. Par ailleurs, la reconnaissance de relations spécifiques entre les variables suggère l'adaptation d'algorithmes dédiés issus du monde de la Recherche Opérationnelle au contexte de la programmation par contraintes. Une telle adaptation est discutée dans le cadre de la décomposition de Benders

Une autre conversion de SAT vers CSP

http://www710.univ-lyon1.fr/~csolnonCet article présente une transformation d'une formule propositionnelle du problème SAT en une autre formule propositionnelle qui, à son tour, peut être directement transformée en un problème CSP binaire. Cette transformation est basée sur une procédure de recherche de modèles locaux qui est contrôlée pour obtenir une transformation qui soit globalement polynomiale. Une méthode pour réduire la taille de la formule finale est proposée. Nous montrons également que le maintien de la k-consistance sur le problème CSP est équivalent à l'utilisation de la propagation unitaire sur une forme compilée de la formule propositionnelle correspondante dans le problème SAT. De notre point de vue, cette transformation établit un autre pont naturel entre SAT et CSP qui pourrait être bénéfique aux deux communautés

Amélioration de la procédure d’essai d'éclatement de joints d’étanchéité à base de téflon

L'objectif de ce travail est d'améliorer la procédure d'essai HOt Blow-out pour déterminer la température de fonctionnement maximale de joints d'étanchéité à base de Téflon. En parallèle, un dispositif expérimental est mis au point pour mesurer le coefficient de dilatation thermique de ce matériau. Cette étude à pour but d’analyser la relaxation des joints d'étanchéité à base de teflon due au fluage à haute température. La détermination de la température de fonctionnement sécuritaire des joints à base de teflon nécessite une bonne connaissance de leurs capacités à résister au phénomène fluage-relaxation due à l'exposition à la température à court terme et à long terme. Le but de ce travail est d'améliorer la procédure HOBT « Standard Test Method for Hot Blowout and Thermal Cycling Performance for Polytetrafluoroethylene (PTFE) Sheet or Sheet-Like Gaskets », qui est en cours d'adoption par le comité ASTM F03. Les travaux antérieurs ont montré que l'introduction d'un nombre fixe de cycles de chauffage et de refroidissement dans la procédure de test HOBT prend en compte la déformation permanente cumulée (effet de Rochet) laquelle a un impact sur la réduction de la contrainte sur le joint. L'effet du maintien de température pendant une courte période de temps a été étudié. Le banc d’essai HOBT modifié a permis de mesurer l’écrasement du joint pendant le test afin de quantifier avec précision la déformation permanente cumulée. Plusieurs types de joints à base de téflon ont testés afin de couvrir une large gamme de joints pour justifier la généralisation de la procédure modifiée. Les différentes étapes pour réaliser ce projet sont listées ci-dessous: 1. Améliorer le banc d'essai HOBT en mettant en place un dispositif de mesure d’écrasement du joint au cours du test. 2. Étudier les effets du nombre de cycles thermiques et du maintien de la température sur la contrainte d'étanchéité, de la déformation permanente cumulative et du fluage à court terme sur les caractéristiques d’éclatement des joints à base de téflon. 3. Développer un montage pour mesurer le coefficient de dilatation thermique des joints d'étanchéité sous charges élevées. Cet appareil peut également mesurer d'autres propriétés mécaniques telles que la compression du joint à haute température et le fluage à court terme. 4. Effectuer des essais d’éclatement de joint à chaud, de compression à haute température, de fluage et de mesure de coefficient de dilatation thermique sur plusieurs joints à base de téflon

Cyclage thermomécanique d'un acier inoxydable austénitique à haute température : influence sur le vieillissement et le comportement mécanique. Caractérisations expérimentales et modélisations.

Les aciers inoxydables austénitiques sont utilisés dans de nombreuses applications. L'alliage 310S possède des teneurs en chrome et en nickel particulièrement élevées qui lui confèrent une excellente résistance pour les utilisations à hautes températures. Néanmoins, pour des applications combinant cyclage thermique et chargement mécanique, la prédiction de la durée de vie des pièces est délicate. En effet, si de nombreuses données sont disponibles dans la littérature concernant le vieillissement et le fluage isotherme des aciers austénitiques, celles dédiées aux sollicitations couplées sont très rares et s’avèrent insuffisantes pour rendre compte des phénomènes macroscopiques observés industriellement. Une étude a donc été menée pour comprendre les mécanismes mis en jeu. Le vieillissement d’un acier 310S a été exploré pour plusieurs cycles thermiques à 870°C. Les microstructures obtenues ont été caractérisées par différents moyens expérimentaux. L’effet critique du cyclage thermique sur la germination et la croissance des précipités a été quantifié mettant en évidence une accélération de la germination de la phase sigma. D’autre part, des essais mécaniques à 20, 650, 780 et 870°C ont été réalisés sur une large plage de contraintes. Les résultats confirment la forte influence de la modification de la microstructure sur les propriétés élastiques et sur celles en fluage. L’augmentation conjointe du module d’Young, de la limite à rupture et des vitesses de fluage a été observée. La prédiction de la durée de vie de composants subissant des cyclages thermomécaniques doit donc tenir compte de l’évolution de la microstructure. Ces travaux aboutissent donc à une double modélisation qui permet, d’une part, de décrire la cinétique de transformation de phase et, d’autre part, de prédire les vitesses de fluage de l’acier 310S, en isotherme comme en cyclage thermomécanique, dans des conditions représentatives des conditions de service des pièces industrielles

Moulage par microinjection des polymères semi-cristallins

La miniaturisation des pièces est une étape importante pour la progression de la microtechnologie dans plusieurs domaines (connectique, médical, optique, microsystèmes mécaniques). Pour cela, le moulage par microinjection, semble être la solution clé pour la production à grande échelle de micro-composants de polymères. Pour les polymères semi-cristallins, la cristallisation, sous fort taux de cisaillement et sous des vitesses de refroidissement élevées (about 100 K/s), induit des morphologies et des propriétés spécifiques. Elle prend donc une importance considérable dans le processus de microinjection par rapport au moulage par injection classique où les épaisseurs injectées sont généralement supérieures à 1 mm. Ces microstructures ont une grande influence sur les propriétés mécaniques du produit final. La prédiction de ces propriétés à partir de la description de la microstructure est un défi technique et scientifique. Durant cette thèse, deux polymères semi-cristallins ont été microinjectés, le polyéthylène haute densité et le polyamide 12. Les analyses obtenues par la microscopie otiques montrent que les morphologies cristallines varient entre les micro- et les macro-pièces. Tandis que la morphologie de peau-cœur' est présente dans les macropièces, les micropièces présentent une morphologie plutôt particulière. Les analyses combinées de diffusion et de diffraction des rayons X (SAXS et WAXS) avec un microfaisceau synchrotron, nous ont permis de déterminer la microstructure induite par le processus de microinjection dans toute l'épaisseur des pièces. Nous avons constaté que la morphologie et les orientations cristallines induites sont très dépendantes des conditions d'injection ou de microinjection. Une diminution de l'épaisseur, de la vitesse et de la température du moule, augmente l'orientation cristalline en limitant la relaxation des chaînes de polymères.The components miniaturization is an important step in the evolution of micro technology in several domain (connectivity, medical, optical, mechanical, microsystems). For this purpose, the micro-injection molding seems to be the key solution for the large-scale micro-polymer components production.The crystallization of the semi-crystalline polymers under high shear and cooling rates (about 100 K / s), induces specific properties and morphologies, consequently, it takes a substantial importance in the process of micro-injection compared to conventional injection molding where the usually injected thicknesses is over 1 mm. These micro-structures have a great influence on the mechanical propertie of the final product. The prediction of the final product's properties based on the illustration of the micro-structure is a technical and scientific challenge. In this thesis, two semi-crystalline polymers were micro-injected, the high density polyethylene and the polyamide 12. The obtained analyzes with the use of an optical microscope showed that the Morphology of Crystals vary between micro-and macro-pieces. While the morphology of 'peau-cœur' is present in the macro-pieces, the micro-parts have a particular morphology. The combined analysis of diffusion and X-ray diffraction (WAXS and SAXS) along with the synchrotron microbeam, has allowed us to determined the micro-structure induced by the micro-injection process throughout the thickness of the pieces.We have identified that the morphology and the induced crystal's orientation are very dependent on the conditions of injection or micro-injection. The decrease of the thickness,speed and temperature of the mold will increase the crystal orientation by limiting the relaxation of the polymer chains.PARIS-Arts et Métiers (751132303) / SudocSudocFranceF

EFFET DE LA SOUDURE SUR LA STRUCTURE DE L’ACIER

Les effets conséquent du procédé de soudage automatique à l’arc électrique sous flux solide utilisé dans la chaîne de production des bouteilles à gaz de l’entreprise SNS BAG BATNA sur l’acier faiblement allié et à faible pourcentage en carbone (0,19 %C), avec ajout du métal d’apport relativement de même composition chimique que celui du métal considéré ont fait l’objet d’une large investigation dans l’aspect mécanique et métallurgique. Une multitude de caractérisations ont été réalisées pour cet objectif, de la microscopie optique, de la MEB, de l’EBSD, de la DRX, de la micro dureté et des essais de traction ont révélé ces effets. L’identification de différentes zones de part et d’autre du joint soudée telle que la Zone Fondue et la Zone Affectée Thermiquement créées suite au procédé de soudage. Il à été clairement remarqué et un suivi de la fluctuation des valeurs des paramètres mécaniques et des différentes structures métalliques dans ces zones à révélé que la taille des grains, leurs directions privilégiées et la composition chimique de ces zones sont affectées par le flux de l’énergie de soudage et une étude numérique simulant ce flux à été réalisée. A signaler qu’au cours de la fabrication de la bouteille à gaz, un traitement thermique succède l’opération de soudage. Une étude sur les effets du traitement thermique de recuit à 930°C que subit cette bouteille a aussi fait l’objet de notre étude par l’ensemble des caractérisations suscitées et une analyse et une étude numérique ont étés faites

L'abduction en conception architecturale : une sémiose hypostatique

Cette thèse développe un modèle sémiotique de l’abduction pour représenter un processus de conception architecturale. Elle formalise ce processus par une dualisation hypostatique du rapport sémiotique entre un problème de conception, saisi en tant que signe, et la possibilité de sa matérialisation géométrique. La dualisation réintègre ce signe dans le domaine des systèmes de savoir-concevoir utilisés en conception architecturale, et par conséquent, elle génère de nouvelles solutions architecturales. L’abduction modifie les connaissances préalables engagées dans la production d’une solution (l’hypothèse) et en introduit de nouvelles. La complexité du processus de conception implique, au niveau méthodologique et à partir d’une position épistémologique constructiviste, l’intégration de la subjectivité du concepteur dans le modèle. Ainsi résulte une incertitude des interactions entre problème de conception, production de solution, concepteur et contexte. La sémiotisation de l’abduction architecturale explicite le rôle central de l’interprétation dans la création d’une solution. D’ailleurs, la dualisation s’appuie sur la théorie des possibilités pour opérationnaliser le calcul interprétatif incertain et pour valider les hypothèses générées. En retour, la gestion de la propagation de cette incertitude, dans le modèle sémiotique, facilite l’identification et la formulation des solutions, et rend possible une émergence observationnelle de la nouveauté. Le modèle développé est appliqué à un cas de transformations architecturales géométriques dans un milieu urbain fortement caractérisé.This thesis develops a semiotic model of abduction to represent a process of architectural design. It formalizes this process by the means of a hypostatic dualization, applied to the semiotic relationship between, on the one hand, a design problem, considered as a sign, and on the other, the possibility of its geometric materialization. The dualization reintegrate this sign in the domain of know-how systems used in architectural design, and consequently, it generates new architectural solutions. Abduction modifies and augments the prior knowledge involved in producing the solution (the hypothesis). From a constructivist stance and the ensuing methodological viewpoint, the complexity of the design process implies embedding the designer’s subjectivity in the model. Thus arises an uncertainty about the interactions among design problem, solution production, designer and context. Semiotizing architectural abduction reveals the central role played by interpretation in creating a solution. Besides, dualization relies on possibility theory to formalize the resulting, and uncertain, interpretation calculus, and to validate the obtained hypotheses. In return, managing the uncertainty propagation within the semiotic model, facilitates the identification and the formulation of architectural solutions and allows for an observational emergence of novelty. The developed model is applied to a case of architectural geometric transformations in a heavily characterized neighborhood