Infectious Disease Modeling with Interpersonal Contact Patterns as a Heterogeneous Network

In this thesis, we study deterministic compartmental epidemic models. The conventional mass-mixing assumption is replaced with infectious disease contraction occurring within a heterogeneous network. Modeling infectious diseases with a heterogeneous contact network divides disease status compartments into further sub-compartments by degree class and thus allows for the finite set of contacts of an individual to play a role in disease transmission. These epidemiological network models are introduced as switched systems, which are systems that combine continuous dynamics with discrete logic. Many models are investi- gated, including SIS, SIR, SIRS, SEIR type models, and multi-city models. We analyze the stability of these switched network models. Particularly, we consider the transmission rate as a piecewise constant that changes value according to a switching signal. We establish threshold criteria for the eradication of a disease or stability of an endemic equilibrium using Lyapunov function techniques. Simulations are also conducted to support our claims and conclude conjectures. We test constant control and pulse control schemes, including vaccination, treatment, and screening processes for the application of these infectious disease models. Necessary critical control values are determined for the eradication of the disease

Développement et validation expérimentale du concept de l'atténuation active de la puissance acoustique rayonnée par un turbofan avec un RHAPS et des microphones en champ proche

L’augmentation du trafic aérien couplé au rapprochement des zones habitées des aéroports a encouragé la création de normes visant à réduire les pollutions sonores émanant des aéronefs. Le contrôle actif de bruit harmonique apparaît comme une solution intéressante à cette problématique. Pour l’application en nacelles visée, on cible une utilisation en basse fréquence lors des phases de décollage et d’atterrissage des avions. Ainsi, l’objectif est de concevoir un dispositif de contrôle actif en utilisant des sources aéroacoustiques offrant un ratio masse/énergie acoustique disponible supérieur à l’utilisation de haut-parleurs et un réseau de microphones d’erreur en champ proche de ces sources. L’architecture retenue pour ce projet se base sur un contrôle actif de bruit en conduit minimisant la puissance acoustique rayonnée avec un réseau de sources aéroacoustiques harmoniques (HAPS : Harmonic Acoustic Pneumatic Source) et d’une stratégie de contrôle actif utilisant des microphones en champ proche. Pour cela, on se base sur la réalisation de deux campagnes expérimentales permettant de la mise en application de stratégies de contrôle actif utilisant différents champs primaires monomodaux ou multimodaux devant être atténués. Dans un premier temps, on démontre la faisabilité du contrôle actif de bruit en utilisant un seul HAPS en paroi en minimisant la pression à l’intérieur ou à l’extérieur du conduit. L’étude permet d’atteindre une atténuation supérieure à 20dB-SWL de la composante fondamentale sur une plage fréquentielle comprise entre 500Hz et 800Hz. Dans un second temps, l’objectif est l’extension des résultats dans une configuration multivariable. On met ainsi en place les stratégies de génération du champ primaire multimodal et de compensation par modèle interne. Cette dernière stratégie permet le contrôle actif en utilisant des microphones d’erreur en champ proche des sources secondaires en se basant sur une étape préliminaire d’apprentissage. Cette étape d’apprentissage est basée sur la mesure de la commande optimale et du champ résiduel aux microphones en champ proche issus de la minimisation directe de la puissance acoustique rayonnée. Des études numériques permettent la validation préliminaire des performances des stratégies mises en place. Un second banc d’essai utilisant un réseau de HAPS (RHAPS) et une couronne de microphones en champ proche est utilisé pour démontrer l’intérêt de la stratégie de compensation par modèle interne pour des champs primaires multimodaux. On observe ainsi une atténuation de la puissance acoustique rayonnée supérieure à 20dB de la composante fondamentale pour des fréquences d’étude de 800Hz et 1050HZ. L’ensemble des résultats et conclusions de ce projet constitueront une avancée dans la mise en place d’un contrôle actif de bruit fonctionnel en nacelle de turboréacteurs en utilisant que des microphones d’erreur en paroi

Développement d'un dispositif aéroacoustique visant au contrôle actif de bruit harmonique de soufflantes carenées

L’augmentation du trafic aérien couplé au rapprochement des aéroports des zones habitées a encouragé la création de normes visant à réduire les pollutions sonores émanant des aéronefs. Cette problématique n’étant pas nouvelle, le traitement passif s’est imposé comme solution et est utilisé depuis sur l’ensemble des nacelles. Cependant, ce type de traitement semblant atteindre ses limites (capacité à atténuer les basses fréquences, augmentation de la taille et de la masse de traitements en nacelles…) ; on observe depuis peu, un renouveau pour l’exploration du contrôle actif du bruit harmonique. Pour l’application visée, on cible une utilisation en basse fréquence lors des phases de décollage et d’atterrissage des avions. Ainsi, l’objectif de ce projet est de concevoir la stratégie de contrôle actif incluant l’implantation des sources d’anti-bruit afin d’atténuer le bruit harmonique rayonné par une soufflante de turboréacteur. La méthode se base sur un modèle numérique d’une nacelle équipée de multiples sources d’anti-bruit afin de prédire l’atténuation du bruit de la soufflante du turboréacteur. On considère la commande optimale des sources d’anti-bruit, au sens de la minimisation de la puissance acoustique rayonnée pondérée par l’effort de commande traduisant le cahier des charges défini pour ce projet. La détermination de l’architecture des sources secondaires (implantation spatiale, nombre, rayonnement…) est étudiée afin de permettre la meilleure atténuation acoustique possible. Des résultats numériques sont présentés afin de valider la modélisation et la méthode utilisée. Ils sont cohérents avec les travaux publiés du domaine impliquant un nombre de sources d’anti-bruit en corrélation avec la nature modale du champ acoustique rayonné. Ces résultats permettent ensuite d’étudier les configurations en termes de sources et de capteurs d’erreur. On étudie enfin les différents algorithmes de contrôle actif afin de combiner l’ensemble des conclusions et établir une configuration fonctionnelle, validant le cahier des charges, pour l’implantation en nacelle

In an exoplanet atmosphere far, far away

International audienceJWST collects vast amounts of information about exoplanets light years away from Earth. Back home, the measured optical constants of laboratory aerosols are critically input parameters in models to interpret the observational results