Search

International audience; In this paper we prove an existence and uniqueness result for the stochastic porous media equation with very singular diffusion and multiplicative noise, by using monotonicity techniques. The multiplicative Gaussian noise is essential in the proof of existence.

International audience; We address the non-linear inverse source problem of identifying multiple unknown time-dependent sources spatially supported in some subdomains of a two-dimensional bounded domain subject to an evolution advection–dispersion–reaction equation. Provided to be available within the monitored domain interfaces for recording the state and its flux crossing each suspected zone where a source could occur, we establish an identifiability theorem that yields uniqueness of the unknown elements defining all occurring sources. We develop a non-iterative detection–identification method that goes throughout the monitored domain to detect in each suspected zone whether there exists or not an occurring source. Once a source is detected, the developed method determines lower and upper bounds of the total amount discharged by the occurring source and localizes the geometric centre of its unknown spatial support. Then, given two desired reference geometries for example, squares/discs centred at the already localized geometric centre, the method determines the biggest domain defined by a first reference geometry included in the sought source spatial support as well as the smallest domain defined by a second reference geometry containing this unknown support. In addition, the developed method gives an approximation of the surface area of this latest and identifies its time-dependent intensity function. Some numerical experiments on a variant of the surface water Biological Oxygen Demand pollution model are presented.

In this paper, we introduce a novel approach in the nonconvex optimization framework for image restoration via a Markov random field (MRF) model. While image restoration is elegantly expressed in the language of MRF’s, the resulting energy minimization problem was widely viewed as intractable: it exhibits a highly nonsmooth nonconvex energy function with many local minima, and is known to be NP-hard. The main goal of this paper is to develop fast and scalable approximation optimization approaches to a nonsmooth nonconvex MRF model which corresponds to an MRF with a truncated quadratic (also known as half-quadratic) prior. For this aim, we use the difference of convex functions (DC) programming and DC algorithm (DCA), a fast and robust approach in smooth/nonsmooth nonconvex programming, which have been successfully applied in various fields in recent years. We propose two DC formulations and investigate the two corresponding versions of DCA. Numerical simulations show the efficiency, reliability and robustness of our customized DCAs with respect to the standard GNC algorithm and the Graph-Cut based method—a more recent and efficient approach to image analysis.

International audience; We study the problem of optimal laser-induced population transfer in n-level quantum systems. This problem can be represented as an energy-optimal control problem, related to a sub-Riemannian problem on $SO(n)$ , and it is known (Boscain, Chambrion, Charlot, Gauthier) that for n = 2 and n = 3 the Hamiltonian system associated with the Pontryagin Maximum Principle PMP is integrable. We will show that this changes completely for $n\geqslant 4$ . Specifically, for n = 4, we will prove that the adjoint equation of the PMP does not possess any meromorphic first integral independent of the Hamiltonian on the levels of the Casimir functions. This implies that the system is not B-integrable for any $n\geqslant 4$ . In proving our nonintegrability results we will use differential Galois theory.

Data description is an important problem that has many applications. Despite the great success, the popular support vector data description (SVDD) has problem with generalization and scalability when training data contains a significant amount of outliers. We propose in this paper the so-called ramp loss SVDD then prove its scalability and robustness. For solving the proposed problem, we develop an efficient algorithm based on DC (Difference of Convex functions) programming and DCA (DC Algorithm). Preliminary experiments on both synthetic and real data show the efficiency of our approach.

Mosquitoes of the species Aedes aegypti are the most competent vectors for the transmission of the Zika, dengue and Chikungunya viruses. This mosquito is perfectly suited to urban environments where its presence must be monitored and controlled due to the difficulty of fighting it. In this paper, we present an alternative methodology toin situ observation of these populations, made difficult due to the complexity of urban environments. We use agent-based modeling to study the effects of environmental factors on mosquito population dynamics and to estimate their local densities. We illustrate the potential of the simulator by testing the hypothesis of the impact of urban heat islands on mosquito populations in Bangkok, Les moustiques de l'espèce Aedes aegypti sont les vecteurs les plus compé-tents pour la transmission du virus Zika, de la dengue et du Chikungunya. Ce mous-tique s'est parfaitement adapté aux environnements urbains où sa présence doit être surveillée et contrôlée, notamment en l'absence de vaccin efficace contre ces différents virus. Notre approche repose sur une méthodologie alternative à l'observation in situ des populations d'Aedes, rendu difficile en raison même de la complexité des envi-ronnements urbains. Face à la difficulté de collecter des données épidémiologiques ou entomologiques de qualité sur le terrain, nous utilisons la simulation à base d'agents pour faire interagir dans un seul modèle des vecteurs, des hôtes et des environnements dynamiques. Nous illustrons notre approche par une étude des effets des facteurs en-vironnementaux sur les dynamiques de population de moustiques. Dans cet article, nous testons l'hypothèse d'un impact des îlots de chaleur urbains sur le maintient de population de moustiques et sur la variabilité des dynamiques de leurs populations à Bangkok.

In this paper, we discuss the solution of a Quadratic Eigenvalue Complementarity Problem (QEiCP) by using Difference of Convex (DC) programming approaches. We first show that QEiCP can be represented as dc programming problem. Then we investigate different dc programming formulations of QEiCP and discuss their dc algorithms based on a well-known method -- DCA. A new local dc decomposition is proposed which aims at constructing a better dc decomposition regarding to the specific feature of the target problem in some neighborhoods of the iterates. This new procedure yields faster convergence and better precision of the computed solution. Numerical results illustrate the efficiency of the new dc algorithms in practice., Comment: 23 pages

International audience; Cela fait une quinzaine d‘années que les quartiers dits « durables » fleurissent sur l'ensemble du territoire français. Cependant, si les études urbaines se concentrent essentiellement sur le périmètre immédiat de ces projets d'aménagement, peu s'intéressent à leurs impacts sur les territoires voisins. Aussi, cette étude propose à analyser l'intégration de deux projets d'aménagement à l'île de La Réunion, à deux années différentes (avant et après réalisation), puis à examiner les changements apparus sur l'ensemble de leurs aires urbaines respectives.L'originalité de cette analyse de la dynamique du territoire repose sur la création d'un indice composite « de développement d'un quartier », puis la détermination de l'autocorrélation spatiale des territoires grâce à la méthode de Moran. Cela permet d'identifier les interrelations de voisinage apparues suite à la réalisation des projets d'aménagements. À l'heure de la transition écologique et énergétique, ce type d'approche pourrait être un avantage afin de comprendre et d'anticiper l'impact des projets d'aménagement sur les territoires avoisinants.

Variable selection plays an important role in analyzing high dimensional data. When the data possesses certain group structures in which individual variables are also meaningful scientifically, we are naturally interested in selecting important groups as well as important variables. We introduce a new regularization by combining the \(\ell _{p,0}\)-norm and \(\ell _0\)-norm for bi-level variable selection. Using an appropriate DC (Difference of Convex functions) approximation, the resulting problem can be solved by DC Algorithm. As an application, we implement the proposed algorithm for estimating multiple covariance matrices sharing some common structures such as the locations or weights of non-zero elements. The experimental results on both simulated and real datasets demonstrate the efficiency of our algorithm.

International audience; In this chapter we present recent developments in the theory of Hamilton–Jacobi–Bellman (HJB) equations as well as applications. The intention of this chapter is to exhibit novel methods and techniques introduced few years ago in order to solve long-standing questions in nonlinear optimal control theory of Ordinary Differential Equations (ODEs).

In this paper, we address the issue of designing a unified variational model for joint segmentation and registration in which the shapes to be matched are viewed as hyperelastic materials, and more precisely, as Saint Venant-Kirchhoff ones. The dissimilarity measure relates local and global (or region-based) information, since relying on weighted total variation and on a nonlocal shape descriptor inspired by the Chan-Vese model for segmentation. Theoretical results emphasizing the mathematical and practical soundness of the model are provided, among which relaxation, existence of minimizers, analysis of two numerical methods of resolution, asymptotic results and a \(\varGamma \)-convergence property.

International audience

International audience; The growing interest for high dimensional and functional data analysis led in the last decade to an important research developing a consequent amount of techniques. Parallelized algorithms, which consist in distributing and treat the data into different machines, for example, are a good answer to deal with large samples taking values in high dimensional spaces. We introduce here a parallelized averaged stochastic gradient algorithm, which enables to treat efficiently and recursively the data, and so, without taking care if the distribution of the data into the machines is uniform. The rate of convergence in quadratic mean as well as the asymptotic normality of the parallelized estimates are given, for strongly and locally strongly convex objectives.

International audience; Les itinéraires font l'objet d'un usage quotidien pour se déplacer que ce soit pour des activités personnelles ou professionnelles. La représentation la plus courante d'un itinéraire se fait sur une carte 2D à laquelle on ajoute des points de départ et d'arrivée, ainsi qu'un tracé. Cette représentation n'est cependant pas la seule à exister dépendamment du contexte d'usage d'un itinéraire piétonnier. Dans cet article, nous introduisons la notion de « géovisualisation plastique », qui se base sur le concept de plasticité d'interfaces utilisateurs, dans le but de définir un système interactif de géovisualisation adaptable et adaptatif des informations d'itinéraires en tenant compte des utilisateurs (profil et préférences), leur environnement (physique et social) et leur plateforme informatique (appareils et logiciels). Une preuve de concept est produite avec la conception d'un système de diffusion de représentations d'itinéraire destiné à des personnes en situation de handicap. L'implémentation de ce système basé sur des services web de diffusion et de transformation d'itinéraire est finalement décrite.

International audience; The numerical simulation of time-harmonic waves in heterogeneous media is a tricky task which consists in reproducing oscillations. These oscillations become stronger as the frequency increases, and high-order finite element methods have demonstrated their capability to reproduce the oscilla-tory behavior. However, they keep coping with limitations in capturing fine scale heterogeneities. We propose a new approach which can be applied in highly heterogeneous propagation media. It consists in constructing an approximate medium in which we can perform computations for a large variety of frequencies. The construction of the approximate medium can be understood as applying a quadrature formula locally. We establish estimates which generalize existing estimates formerly obtained for homogeneous Helmholtz problems. We then provide numerical results which illustrate the good level of accuracy of our solution methodology.

International audience; The goal of this paper is to derive a traffic flow macroscopic model from a second order microscopic model with a local perturbation. At the microscopic scale, we consider a Bando model of the type following the leader, i.e the acceleration of each vehicle depends on the distance of the vehicle in front of it. We consider also a local perturbation like an accident at the roadside that slows down the vehicles. After rescaling, we prove that the " cumulative distribution functions " of the vehicles converges towards the solution of a macroscopic ho-mogenized Hamilton-Jacobi equation with a flux limiting condition at junction which can be seen as a LWR (Lighthill-Whitham-Richards) model.

International audience; L'objectif général de ce papier consiste à discuter des fortes discontinuités spatiales dans les métropoles asiatiques et de leurs effets, notamment en termes de santé des populations. Dans le même temps, l'exploration de jeux de données originaux permet désormais de mieux caractériser les structures et les dynamiques dans des villes où le chercheur ne dispose pas aisément de données spatialisées. La diffusion d'Internet, des smartphones et des applications ouvrant à la géolocalisation, a contribué à renouveler les opportunités de recueil de données pour les chercheurs. Nous proposons dans cet article d'explorer les données issues de Google POI (Point Of Interest) et du réseau social Twitter pour dresser une typologie des activités de la ville de Bangkok et pour mieux en mesurer les pulsations par les mobilités quotidiennes qui s'y exercent.

International audience; This paper deals with an analytical method to assess the maximum temperature value along a tubular chemical reactor at steady state. This reactor is provided with a jacket in which a counter current cooling liquid flows. The thermal behavior of the chemical reactor is calculated with the McCormack numerical method. Comparison of the exothermic reaction generated flux with the removed flux from the separating wall leads to a two-part reactor subdivision. In the first part, the reactor behaves as an adiabatic reactor followed by a zone in which the flux removed from the wall is not negligible and remains constant. In the second part, the reactor behaves like a simple heat exchanger without internal energy source. Analytical integration of mass and energy balance equations in each subsystem was used to determine the analytical expression of maximum temperature.

In this paper, we consider a well-known problem in the general area of search theory: planning a multisensor in multizone search so as to maximize the probability of detection of a target under a given resource effort to be shared. We propose a new optimization model that is a nonlinear mixed 0-1 programming problem. This problem is then reformulated as a DC (Difference of Convex) functions program via an exact penalty technique. DC programming and DCA (DC algorithm) have been investigated for solving the resulting DC program. Numerical experiments demonstrate the efficiency and the superiority of the proposed algorithm in comparison with the existing method.

International audience; We address the nonlinear inverse source problem of identifying multiple unknown time-dependent point sources occurring in a two-dimensional evolution advection–dispersion–reaction equation. Provided to be available within the monitored domain interfaces for recording the generated state and its flux crossing each suspected zone where a source could occur, we establish a constructive identifiability theorem based on an introduced dispersion-current function that yields uniqueness of the unknown elements defining all occurring sources. Then, the established theorem leads to develop a detection-identification method that goes throughout the monitored domain to detect in each suspected zone whether there exists or not an occurring source. Once a source is detected, the developed method determines lower and upper bounds of the mean value discharged by its unknown time-dependent intensity function. Thereafter, the method localizes the sought position of the detected source as the unique solution of an equation satisfied by the introduced dispersion-current function and identifies its unknown intensity function from solving an associated deconvolution problem. Ultimately, the unknown number of occurring sources is deduced as the sum of all detected-identified active sources. Some numerical experiments on a variant of the surface water BOD pollution model are presented.

Some demanding applications (especially in aerospace) require more and more semi-crystalline thermostable polymers with high temperature resistance and durability (Tg above 170 °C) while maintaining good processing properties (Tm not exceeding 350°C) suitable for industrial manufacturing.This work deals with the synthesis and characterization of new high performance poly(aryl ether ketone amide)s polymers from an EKKE monomer with carboxylic acid extremities. Thus, three amide condensation synthetic routes were studied: between carboxylic acids and isocyanates, between acyl chlorides and amines, and between carboxylic acids and amines by phosphorylation. The thermal properties and their correlation with the chemical structures of the obtained aromatic and semi-aromatic poly(aryl ether ketone amide)s are compared and especially detailed., Certaines applications (notamment dans l'aéronautique) demandent des polymères thermostables semi-cristallins avec des résistances et des températures de fonctionnement de plus en plus élevées (Tg supérieures à 170°C) tout en conservant de bonnes propriétés de mise en œuvre (Tf ne dépassant pas 350°C) aptes aux procédés industriels. Ce projet de thèse porte sur la synthèse et la caractérisation de nouveaux polymères hautes performances de type poly(aryl éther cétone amide)s à partir d'un monomère de type EKKE aux extrémités acide carboxylique. Ainsi, trois voies de synthèse des amides par condensation ont été étudiées : entre les acides carboxyliques et les isocyanates, entre les chlorures d'acyle et les amines, et entre les acides carboxyliques et les amines par phosphorylation. La comparaison des propriétés thermiques et leurs corrélations avec les structures chimiques des poly(aryl éther cétone amide)s aromatiques et semi-aromatiques obtenus sont particulièrement détaillées.

In this thesis, we studied the Wireless Sensor Network deployment for indoor environments with a focus on smart building application. The goal of our work was to develop a WSN deployment tool which is able to assist network designers in the deployment phase. We begin this thesis with network modeling of all the deployment parameters and requirement, such as : cost, coverage, connectivity and network lifetime. Thereafter, we implement five optimisation methods, including three multi-objective optimization agorithms, to resolve WSN deployment problem. Then, two realistics study cases were identified to test the performances of the aforementioned algorithms. The obtained results shows that these algorithms are very efficient for deploying a small scale network in small buildings. However, when the building surface becomes more important the algorithms tends to converge to local optimum while consuming high processing time. To resolve this problem, we develop and implement a new Hybrid multi-objectif optimization algorithm wich limits the number of direct evaluation. This algorithm is based on data-mining methods (Artificial Neural Networks and K-means) and tries to approximate the fitness value of each individual in each generation. At every generation of the algorithm, the population is divided to K clusters and we evaluate only the closest individual to cluster centroide. The fitness value of the rest of population is approximated using a trained ANN. A comparative study was made and the obtained results show that our method outperformes others in the two sudy cases (small and big buildings)., Au cours de cette thèse, nous avons étudié le problème de déploiement des Réseaux de Capteurs Sans-Fil (RCSF) pour des applications indoor tel que le bâtiment intelligent. Le but de notre travail était de développer un outil de déploiement capable d'assister les concepteurs de RCSF lors de la phase de déploiement de ces derniers. Nous avons commencé cette thèse par la modélisation de tous les paramètres qui interviennent lors du déploiement des RCSF, à savoir : coût, connectivité, couverture et durée de vie. Par la suite, nous avons implémenté cinq algorithmes d'optimisation, dont trois multi-objectifs afin de résoudre le problème de déploiement. Deux cas d'études réelles (grande et petite instance) ont été identifiés afin de tester ces algorithmes. Les résultats obtenus ont montré que ces algorithmes sont efficaces quand il s'agit d'un petit bâtiment (petit espace). Par contre, dès que la surface du bâtiment augmente les performances des algorithmes étudiés se dégradent. Pour répondre à cela, nous avons développé et implémenté un algorithme d'optimisation multi-objectifs hybride. Cet algorithme se base sur des notions de clustering et d'analyse de données afin de limiter le nombre d'évaluations directes qu'entreprennent ces méthodes pendant chaque itération. Afin d'assurer cette limitation d'évaluation les fonctions de fitness sont approximées grâce aux réseaux de neurones et l'algorithme de classification K-means. Les résultats obtenus ont montré une très bonne performance sur les deux instances de tailles différentes. Ces résultats ont été comparés à ceux obtenus avec les méthodes classiques utilisées et sont compétitives et prometteuses.

International audience; We study flatness of two-input control-affine systems, defined on an n-dimensional state-space. We give a geometric characterization of systems that become static feedback linearizable after a two-fold prolongation of a suitably chosen control. They form a particular class of flat systems: they are of differential weight n + 4. We present a normal form compatible with the minimal flat outputs.

Today, the utilisation of CO2 as raw material for the synthesis of high-value added products like cyclic carbonates, is one of the alternatives used for reducing greenhouse gases. This thesis aims to understand and design a CO2 valorisation process by modelling the thermodynamic and the mass transfer/reaction kinetics generated during the cyclic carbonates synthesis from CO2, epoxides and a heterocyclic compound as catalyst. By using this new catalytic system, cyclic carbonates, which are used in the polymeric, pharmaceutic or cosmetic industry, can be produced with good yields at low temperatures and pressures and without any solvent. Thermodynamic properties as solubility and Henry's law constant have been estimated for CO2/epoxide binary systems. Mass transfer occurring without and with reaction has been studied in order to determine respectively the liquid volumetric mass transfer coefficient and the reaction regime. A kinetic study has been performed to propose a model able to represent the reaction and to estimate the kinetic parameters. This information has been used in the design and the simulation of the production process of epichlorohydrin carbonate on Aspen Hysys.; L'utilisation du CO2 comme matière première pour la synthèse de produits à haute valeur ajoutée, comme les carbonates cycliques, est aujourd'hui l'une des alternatives proposées dans la réduction des émissions gazeuses à effet de serre. Ce travail de thèse vise à comprendre et concevoir un procédé de valorisation de CO2 à partir de la modélisation de la thermodynamique et des cinétiques de transfert de matière et de réactions, qui sont engendrées dans la synthèse de carbonates cycliques à partir des époxydes et un composé hétérocyclique comme catalyseur. Grâce à ce nouveau système, les carbonates cycliques très utilisés dans l'industrie de polymères, cosmétique ou pharmaceutique, sont obtenus avec de bons rendements, dans des conditions opératoires douces et en absence de solvants. Des propriétés thermodynamiques telles que la solubilité et la constante de Henry ont été estimées pour les systèmes binaires CO2/époxyde. L'étude du transfert de matière sans ou avec réactions a permis de déterminer respectivement le coefficient de transfert de matière en phase liquide et le régime de la réaction. Des suivis cinétiques ont été réalisés afin de proposer un modèle cinétique capable de représenter la réaction et d'estimer les paramètres cinétiques. Ces derniers ont été utilisés pour la conception préliminaire et la simulation du procédé de production du carbonate d' épichlorohydrine sur Aspen Hysys.

Two-phase flows are involved in numerous actual industrial processes (agriculture, pharmacy, painting...). However, the complex interactions between phases (entrainment, particle trajectory modification, energy transfer...) are not well understood, especially for the gasoline direct injection, which represents the context of this study. For this experimental study, instantaneous dynamics of both phases are studied in a plan to highlight the aerodynamic interactions between phases. To achieve that, a two-phase FPIV diagnostic, based on using a fluorescent dye for each phase, is developed to simultaneously acquire separated images of each phase on two independent cameras. Instantaneous and simultaneous velocities of both phases are measured without any image pre-processing. Firstly, this optical diagnostic is applied to the characterisation of a spray injection in a gas at rest. The spray drags the gas by a momentum transfer from spray to gas. The spray droplet dispersion and the mixture between the two phases, which result from this kinetic energy transfer, depend on the spray topology and the injection pressure. Then, these interactions are studied in a transparent monocylinder engine. The comparison between cycles with and without injection reveals a significant impact of the spray presence on the internal aerodynamic through the development of new structures and the modification of tumble characteristics. The internal aerodynamic also modifies the spray development in comparison to the injection in a gas at rest., De nombreux procédés actuels mettent en jeu des écoulements diphasiques (sprays agricoles, pharmaceutiques, peinture...). Néanmoins, la connaissance des mécanismes régissant les interactions entre les phases (entraînement, modification des trajectoires des particules, transfert d'énergie...) est encore incomplète, notamment lors de l'injection directe essence, qui représente le cadre de cette étude. Dans cette étude expérimentale, les dynamiques instantanées des deux phases sont étudiées dans un plan pour mettre en évidence les interactions aérodynamiques entre les phases. Pour ce faire, un diagnostic de FPIV diphasique, utilisant un colorant fluorescent pour chaque phase, est développé afin d'acquérir simultanément des images séparées de chaque phase sur deux caméras indépendantes. Ainsi, les vitesses instantanées et simultanées des deux phases sont mesurées sans recourir à un prétraitement des images. Dans un premier temps, ce diagnostic optique est appliqué à la caractérisation d'une injection dans un gaz au repos. L'injection du spray met en mouvement le gaz par le biais d'un transfert de quantité de mouvement du spray vers le gaz. La dispersion des gouttes du spray et le mélange des deux phases qui résultent de ces transferts d'énergie cinétique dépendent du type de spray et également de la pression d'injection. Dans un second temps, ces interactions sont étudiées dans un moteur monocylindre transparent. La comparaison entre les fonctionnements avec et sans injection indique un impact notable de la présence du spray sur l'aérodynamique interne par le développement de nouvelles structures et la modification des caractéristiques du tumble. L'aérodynamique interne du moteur modifie également le développement du spray en comparaison de l'injection dans un gaz au repos.

While cells typically tend to spread their cytoplasm in a flat and thin lamellipodium when moving on a flat substrate, it is widely observed that the cytoplasm has a compact shape in micro-channels, tending to fulfill the cross-section of the microchannel. We propose a minimal mathematical model for a 2D test case which describes the cell lamellipodium deformations when confined in a channel. We then go through a numerical investigation of this mathematical model and show that it allows to recover qualitatively the physiological characteristics of the confined cell., Alors que les cellules ont généralement tendance à présenter un cytoplasme étendu en un large lamellipode extrêmement fin lors du déplacement sur un substrat plat, il est communément observé que le cytoplasme prend une forme compacte lors du déplacement dans des micro-canaux, remplissant au possible le volume contenu dans le micro-channel. Nous proposons un modèle mathématique minimal pour un cas test en 2D qui décrit les déformations du lamellipode en confinement. Nous proposons une exploration numérique de ce modèle mathématique et nous montrons qu’il permet de retrouver qualitativement les caractéristiques physiologiques de la cellule confinée.

Nonconvex optimization becomes an indispensable and powerful tool for the analysis and design of Communication Systems (CS) since the last decade. As an innovative approach to nonconvex programming, Difference of Convex functions (DC) programming and DC Algorithms (DCA) are increasingly used by researchers in this field. The objective of this paper is to show that many challenging problems in CS can be modeled as DC programs and solved by DCA-based algorithms. We offer the community of researchers in CS promising approaches in a unified DC programming framework to tackle various applications, such as routing, power control, congestion control of the Internet, resource allocation in networks, etc.

In the last years many techniques in bioinformatics have been developed for the central and complex problem of optimally aligning biological sequences. In this paper we propose a new optimization approach based on DC (Difference of Convex functions) programming and DC Algorithm (DCA) for the multiple sequence alignment in its equivalent binary linear program, called “Maximum Weight Trace” problem. This problem is beforehand recast as a polyhedral DC program with the help of exact penalty techniques in DC programming. Our customized DCA, requiring solution of a few linear programs, is original because it converges after finitely many iterations to a binary solution while it works in a continuous domain. To scale-up large-scale (MSA), a constraint generation technique is introduced in DCA. Preliminary computational experiments on benchmark data show the efficiency of the proposed algorithm DCAMSA, which generally outperforms some standard algorithms.

In this paper, we propose nonlinear programming NLP formulations and difference of convex functions DC programming approaches for the asymmetric eigenvalue complementarity problem EiCP. The EiCP has a solution if and only if these NLP formulations have zero global optimal value. We reformulate the NLP formulations as DC programs which can be efficiently solved by a DC algorithm. Some preliminary numerical results illustrate the good performance of the proposed methods.

International audience; We study a spline-based approximation of vector fields in the conservative case (the gradient vector field derives from a potential function). We introduce a minimization problem on a Hilbert space for which the existence and uniqueness of the solution is given. We apply this approach to a registration process in image processing.

Understanding the main mechanisms piloting non-premixed jet flame stability is an important point in characterizing the operation modes of industrials burners in which dilution is involved. This work puts special emphasis on the experimental study of the influence of air-side and methane-side dilution in the lifting process of attached non-premixed jet flames. The study is based on numerous experiments combining the following conditions : i) carbon dioxide (CO2), nitrogen (N2), argon (Ar) or water vapor (H20v,) used as diluents d ; ii) two diluted configurations : air-side or methane-side dilution ; iii) two air and fuel velocities covering the entire flame hysteresis domain, from the laminar to the turbulent regime. This allows the influence of the intrinsic diluent nature effects to be discriminated from those of the aerodynamics of the reactants (fuel and oxidant), in attached flame stability. In particular, the behavioral differences of the flame response to air-side or to fuel-side dilution are analyzed. These two configurations differ by two mixing effects which are independent of the combustion reaction, and which are significant when the fuel is diluted, but negligible when air is diluted : i) an effect due to the changes in the stoichiometric mixture fraction ; ii) a mechanical impact induced by the addition of matter (diluents) producing an increase in the bulk velocity of the reactants. The study is composed of three parts. First, the global flame response to dilution is analyzed on the basis of the lifting limits defined as the critical molar fractions of the diluents in the fuel or in the oxidant measured at liftoff. The fuel Peclet number, Pef, appears as the dimensionless number which puts these limits in a homothetic order. This homothetic behavior allows the introduction of two affinity parameters, Kd,ox for air-side dilution and Kd,f for fuel-side dilution. They are defined by the ratio of the flame lifting limits calculated with a diluent d and with CO2, at Pef=const. Kd,ox and Kd, allow two generic polynomial laws to be established describing the flame lifting limits for all the diluents and in the whole range of aerodynamic conditions of this study. Indeed, Kd,ox and Kd,f encompass all the diluent effects affecting flame stability (pure dilution, thermal, transport, chemical), to which mechanical impacts are added. These coefficients make it possible to obtain the self-similarity laws of the lifting limits for any chemically-weak diluent, by using the results obtained in this work. Then, a local and detailed study of the flame lifting process induced by dilution is presented. This is based on the flame-leading-edge approach describing flame stability as a result of the balance between the incoming gas velocity of the reactants and the flame propagation velocity at the flame base. In order to show the link between this approach and flame stability, an extensive analysis of the flame-base characteristics (location, CH* emission intensity and velocity field) is carried out. The results attest to the pertinence of the propagative flame-leading-edge, as the mechanism describing the attached flame stability under dilution. Finally, a study concerning the influence of both the diluent nature and the diluted configuration (air or fuel) on pollutant emissions (soot, NOx and CO) is presented., La compréhension des mécanismes pilotes de la stabilisation des flammes-jet non-prémélangées constitue un point clé dans la caractérisation des modes opératoires des brûleurs industriels fonctionnant en régime de combustion diluée. Ce travail porte son attention sur l'étude expérimentale de l'influence de la dilution du combustible ou de l'air, sur le processus de décrochage et l'émission des polluants d'une flamme-jet non-prémélangée accrochée au brûleur. L'investigation est menée via un grand nombre d'expériences par combinaison des conditions suivantes : i) dioxyde de carbone (CO2), azote (N2), argon (Ar) et vapeur d'eau (H2Ov), sont utilisés comme diluants ; ii) deux configurations de dilution : dilution de l'air ou dilution du combustible ; iii) un couple de vitesses d'air et de combustible couvrant le domaine d'hystérésis de la flamme dans sa totalité, du régime de jet laminaire à celui de jet turbulent. Ceci permet de discriminer l'influence des effets intrinsèques à la nature du diluant de celle de l'aérodynamique des réactants (combustible et oxydant), dans la stabilité de la flamme accrochée. En particulier, les différences comportementales de la réponse de la flamme à la dilution de l'air ou à celle du combustible, sont analysées. Ces deux configurations de dilution diffèrent par deux effets de mélange, indépendants de la réaction, qui jouent un rôle important dans le cas de la dilution du combustible, mais sont négligeables dans le cas de celle de l'air : i) un effet dû à la modification de la fraction de mélange stœchiométrique. ii) un impact mécanique induit par l'apport de matière (diluants) responsable d'une augmentation de la vitesse des réactants. L'étude se divise en trois principales étapes. D'abord la réponse globale de la flamme à la dilution est étudiée via ses limites de décrochage quantifiées par les fractions molaires critiques des diluants dans l'oxydant ou dans le combustible, mesurées au décrochage. Le nombre de Peclet du combustible, Pef, est identifié comme le nombre adimensionnel qui ordonne ces limites de décrochage de manière homothétique pour tous les diluants. Grâce au comportement homothétique deux coefficients d'affinité, Kd,ox pour le cas de la dilution de l'air et Kd,f pour celle du combustible, sont introduits. Ils sont définis comme le rapport entre la limite de décrochage obtenue avec un diluant et celle obtenue avec le CO2 , à Pef = cste. Ceux-ci permettent l'établissement de deux polynômes génériques décrivant les limites de décrochage pour tous les diluants testés et dans toute la gamme des conditions aérodynamiques étudiées. En effet, Kd,ox et Kd,f englobent l'ensemble des effets physico-chimiques d'un diluant (dilution pure, thermique, propriétés de transport, chimie) et ceux des impacts mécaniques, affectant la stabilité de la flamme. Ils permettent de trouver les lois d'auto-similitude au décrochage pour un diluant chimiquement faible quelconque, à partir des résultats obtenus dans ce travail. Ensuite, une étude locale et détaillée du processus de décrochage induit par la dilution est réalisée. Celui-ci se base sur l'approche du bout propagatif décrivant la stabilité de la flamme accrochée comme résultant d'un équilibre à sa base entre la vitesse de l'écoulement et la vitesse de propagation. Afin de démontrer le lien entre cette approche et la stabilité de la flamme, une analyse approfondie des caractéristiques de sa base (localisation, intensité du radical CH* et champ de vitesses) est réalisée. Les résultats confirment la pertinence de l'approche du bout propagatif, comme mécanisme descriptif de la stabilisation de la flamme accrochée en présence de dilution. Enfin, une étude caractérisant aussi bien l'influence de la nature des diluants que celle de la configuration de dilution choisie (air ou combustible), sur l'émission des polluants (suies, NOx et CO), est présentée.

A three-terminal Josephson junction consists of three superconductors coupled coherently to a small nonsuperconducting island, such as a diffusive metal, a single or double quantum dot. A specific resonant single quantum dot three-terminal Josephson junction $(S_a,S_b,S_c)$ biased with voltages $(V,-V,0)$ is considered, but the conclusions hold more generally for resonant semi-conducting quantum wire set-ups. A simple physical picture of the steady state is developed, using Floquet theory. It is shown that the equilibrium Andreev bound states (for $V=0$) evolve into nonequilibrium Floquet-Wannier-Stark-Andreev (FWS-Andreev) ladders of resonances (for $V\ne 0$). These resonances acquire a finite width due to multiple Andreev reflection (MAR) processes. We also consider the effect of an extrinsic line-width broadening on the quantum dot, introduced through a Dynes phenomenological parameter. The DC-quartet current manifests a cross-over between the extrinsic relaxation dominated regime at low voltage to an intrinsic relaxation due to MAR processes at higher voltage. Finally, we study the coupling between the two FWS-Andreev ladders due to Landau-Zener-St\"uckelberg transitions, and its effect on the cross-over in the relaxation mechanism. Three important low-energy scales are identified, and a perspective is to relate those low-energy scales to a recent noise cross-correlation experiment [Y. Cohen {\it et al.}, arXiv:1606.08436]., Comment: 14 pages, 10 figures, Supplemental Material as ancillary file (23 pages), minor modifications in presentation, Phys. Rev. B in press

This work focuses on the effect of a pre-hardening, either monotonic or cyclic, on the cyclic behavior and the fatigue life during tension-compression tests at room temperature. Materials used are a nickel-chromium alloy (80-20%), a 316L austenitic stainless steel and OFHC pure copper. They present an increasing ease to the cross-slip : a deformation mechanism identified as a key parameter to understand the distinct memory effect sensibilities existing between materials.Cyclic stress-strain curves obtained from sequential loadings on prestrained samples are compared to the ones of virgin materials. Such comparison allows plotting memory effect maps. According to these memory plots, different pre-hardening effects exist and their origins are discussed through a stress-partition analysis. Finally, fatigue tests are carried out for each domain of the prestrain memory and their consequences on fatigue life are discussed, Cette thèse traite des effets de pré-écrouissage, monotone ou cyclique, sur le comportement cyclique et la durée de vie en fatigue (traction-compression à température ambiante). Les matériaux utilisés sont un alliage de nickel-chrome (80-20%), un acier inoxydable austénitique 316L et du cuivre pur. Ils présentent une aisance croissante au glissement dévié ; un paramètre considéré comme majeur pour expliquer les écarts de sensibilité aux effets de mémoire de pré-écrouissage existants entre ces matériaux.Des courbes d'écrouissage cyclique obtenues suite à des chargements multi-paliers sur des échantillons pré-écrouis sont comparées à celles des matériaux vierges. Cette comparaison permet de tracer des cartographies d'effet mémoire. Différents effets y sont observés et leurs origines discutées via une approche par partition de contrainte. Enfin, des essais de fatigue sont effectués pour chaque domaine de mémoire de pré-écrouissage et leurs conséquences sur la durée de vie sont discutées

The domain of the fluid-structure interaction includes the study of all phenomena presenting the coupling of the motion of a structure with the one of a fluid. The range of the phenomena being studied is very extensive, going from the study of vibrating cylinders in the flow as is the case in the nuclear industry, to vibrating structures in turbulent flows, through the free surface phenomena in reservoirs. However, the complexity of the phenomena studied is reflected by the cost of the prohibitive calculations, which leads us to look for models with the computation time would be more realistic. In this thesis, we will present different models of fluid-structure interaction and we will put forward the model adopted in our study. Reducing the model as well as the optimization of the structures will be introduced into a coupling setting. By introducing uncertainties, the reliability study as well as an optimization based reliability approach will be proposed. The different methodologies adopted will be validated numerically and experimentally compared; Le domaine de l'interaction fluide-structure regroupe l'étude de tous les phénomènes présentant le couplage du mouvement d'une structure avec celui d'un fluide. La gamme des phénomènes étudiés est très étendue, allant de l'étude de cylindres vibrants dans des écoulements comme c'est le cas dans l'industrie nucléaire, à des structures vibrantes dans des écoulements turbulents, en passant par des phénomènes de surface libre dans des réservoirs. Cependant, la complexité des phénomènes étudiés se répercute par des coûts de calculs prohibitifs, ce qui nous amène à rechercher des modèles réduits dont le temps de calcul serait plus réaliste. Dans cette thèse, on va présenter les différents modèles d'interaction fluide-structure et on va mettre en avant le modèle adopté dans notre étude. La réduction du modèle ainsi que l'optimisation des structures vont être introduites dans un contexte de couplage. En introduisant les incertitudes, l'étude fiabiliste de même qu'une approche d'optimisation basée fiabilité vont être proposées. Les différentes méthodologies adoptées vont être validées numériquement et comparées expérimentalement

International audience; All the linear functionals c0 and c1 associated to the Δ-coherent pairs (c0,c1), have been given by Area et al. (2000). From these linear functionals c0 and c1 are introduced bilinear functionals aλ(p,q)=c0(pq)+λc1(ΔpΔq), ∀p,q∈P, but only for the Δ-coherent pairs (c0,c1) having a support Ω=]0,+∞[. Five kinds of Δ-coherent pairs given by Area et al. are concerned. They imply Charlier polynomials or Meixner polynomials, and they depend on a set of parameters. This paper is devoted to the study of the positivity of aλ(p,p) in order to obtain Markov–Bernstein inequalitiesc1((Δp)2)≤M2nc0(p2),∀p∈Pn.The Markov–Bernstein constant Mnis equal to 1μ1,n√ where μ1,n is the smallest zero of a polynomial of degree n satisfying a three term recurrence relation. The five kinds of three term recurrence relation are obtained. The behavior of μ1,n is studied for a part of the variation of the parameters which characterize the Δ-coherent pairs.

In the present work, the dynamic behavior of a gear system with uncertain parameters is studied. One of the principal hypotheses in the use of methods for taking into account uncertainties is that the model is deterministic, that is to say that parameters used in the model have a defined and fixed value. Furthermore, the knowledge of variation response of a gear system involving damping coefficients, mesh stiffness, friction coefficient, assembly defect, manufacturing defect or the input blades in the case of wind turbine is essential. In the first part, we investigate the dynamic response of a gear system with uncertain parameters modeled as random variables. A Monte Carlo simulation, a perturbation method and a polynomial chaos method are carried out. In the second part, two approaches are used to analyze the dynamic behavior of a wind turbine gear system : the probabilistic approach and the interval analysis method. The objective is to compare the two approaches to define their advantages and disadvantages in terms of precision and computation time., Dans le cadre de la présente thèse, on a procédé à l’étude du comportement dynamique d’un système d’engrenage comportant des paramètres incertains. Une des principales hypothèses faite dans l’utilisation des méthodes de prise en compte des incertitudes, est que le modèle est déterministe, c’est-à-dire que les paramètres utilisés dans le modèle ont une valeur définie et invariante. Par ailleurs, la connaissance du domaine de variation de la réponse dynamique du système dues aux incertitudes qui découle des coefficients d’amortissement, des raideurs d’engrènement, la présence de frottement entre les pièces, les défauts de montage et de fabrication ou l’inertie des pales dans le cas d’éolienne est essentielle. Pour cela, dans la première partie, on s’applique à décrire la réponse dynamique d’une transmission par engrenage comportant des paramètres modélisés par des variables aléatoires. Pour ce faire, nous utilisons la simulation de Monte Carlo, la méthode de perturbation et la méthode de projection sur un chaos polynomial. Dans la seconde partie,deux approches sont utilisées pour analyser le comportement dynamique d’un système d’engrenage d’éolienne : l’approche probabiliste et l’approche ensembliste basée sur la méthode d’analyse par intervalles. L'objectif consiste à comparer les deux approches pour connaitre leurs avantages et inconvénients en termes de précision et temps de calcul.

International audience; The heterogeneous Helmholtz equation is used in Geophysics to model the propagation of a time harmonic wave through the Earth. Processing seismic data (inversion , migration...) involves many solutions of the Helmholtz equation, so that an efficient numerical algorithm is required. It turns out that obtaining numerical approximations of waves becomes very demanding at high frequencies because of the pollution effect. In the case of homogeneous media, high order methods can reduce the pollution effect significantly , enabling the approximation of high frequency waves. However, they fail to handle fine-scale heterogeneities and can not be directly applied to heterogeneous media. In this paper, we show that if the propagation medium is properly approximated using a multiscale strategy, high order methods are able to capture subcell variations of the medium. Furthermore, focusing on a one-dimensional model problem enables us to prove frequency explicit asymptotic error estimates, showing the superiority of high order methods. Numerical experiments validate our approach and comfort our theoretical results.

Laminar flame speed is one of the key parameters for understanding reactivity, diffusivity and exothermicity of fuels. It is also useful to validate both the kinetic chemical mechanisms as well as turbulent models. Although laminar flame speeds of many types of fuels have been investigated over many decades using various combustion methodologies, accurate measurements of laminar flame speeds of multicomponent liquid fuels in high-pressure and high-temperature conditions similar to the operating conditions encountered in aircraft/automobile combustion engines are still required. In this current study, a high-pressure combustion chamber was specifically developed to measure the laminar flame speed of multicomponent liquid fuels such as kerosene and second generation of biofuels. The architecture of the burner is based on a preheated premixed Bunsen flame burner operated in elevated pressure and temperature conditions. The optical diagnostics used to measure the laminar flame speed are based on the detection of the flame contour by using OH* chemiluminescence, OH- and acetone/aromatic- Planar laser induced fluorescence (PLIF). The laminar flame speed of gaseous CH4/air and acetone/air premixed laminar flames were first measured for validating the experimental setup and the measurement methodologies. Then, the laminar flame speeds of kerosene or surrogate fuels (neat kerosene compounds, LUCHE surrogate kerosene and Jet A-1) were investigated and compared with simulation results using detailed kinetic mechanisms over a large range of conditions including pressure, temperature and equivalence ratio. The last part of the thesis was devoted to study the effect of oxygenated compounds contained in the second generation of biofuels on the laminar flame speeds. After measuring the laminar flame speeds of various oxygenated components present in partially hydro-processed lignocellulosic biomass pyrolysis oils, the effect of these oxygenates on the flame speeds of these fuels were quantitatively investigated, La vitesse de flamme laminaire représente une grandeur physique clé à mesurer car elle permet d'obtenir des données fondamentales sur la réactivité, la diffusivité et l'exothermicité du carburant. Elle est également un des paramètres utilisés pour le développement et la validation des mécanismes réactionnels détaillés ainsi que pour la modélisation de la combustion turbulente. Bien que cette grandeur physique ait fait l'objet de nombreuses études expérimentales depuis plusieurs décennies, sa méconnaissance sur des carburants multi-composant dans des conditions haute-pression et haute-température similaires à celles existantes dans les chambres de combustion reste un sujet d'actualité pour les industriels des secteurs automobile et aéronautique. Au cours de cette thèse, un brûleur de configuration bec Bunsen fonctionnant avec un prémélange gazeux combustible/air a été conçu pour produire une flamme laminaire à pression élevée tout en permettant la mesure par voie optique de la vitesse de flamme laminaire de carburants multi-composant (kérosène, biocarburants de seconde génération...). La mesure est basée sur la détection du contour de flamme par diverses diagnostics optiques comme la chimiluminescence OH*, la PLIF-OH et la PLIF-acétone/aromatique. En premier lieu, les mélanges de carburants purs gazeux (CH4) ou liquide (acétone) avec de l'air ont été étudiés pour valider le brûleur expérimental et la méthodologie de mesure de la vitesse de flamme laminaire par voie optique. Les évolutions de la vitesse de flamme laminaire pour des carburants de type kérosène (composants purs, surrogate LUCHE et Jet A-1) en fonction de la pression, température de préchauffage et richesse ont été ensuite étudiées et comparées avec des simulations numériques utilisant un mécanisme réactionnel détaillé. La dernière partie de la thèse est consacrée à l'étude de l'influence des composés oxygénés présents dans un biocarburant de seconde génération de type d'essence sur la vitesse de flamme laminaire. Après avoir mesuré la vitesse de flamme laminaire de différentes molécules oxygénées, les effets d'addition de ces composés oxygénés dans le carburant ont été quantifiés

Laser diagnostics have been proven to be an indispensable tool to analyze the flow and combustion phenomena by allowing non-intrusive measurements of the velocity field, concentration and temperature. Spontaneous Raman Scattering (SRS) is one of the few methods providing simultaneously in-situ temperature and multi-species concentrations. Measurement in turbulent flames by SRS is still challenging due to the emission background and the requirement of single-shot measurements with high spatial and temporal resolutions. The originality of the present approach consists in use of a large aperture Pockels cell based electro-optical shutter (PCS), that allows removing unpolarised background flame emission and compatible with a 1D measurement. A significant reduction of flame emission was observed and consequently signal to noise ratio was enhanced. The ability of SRS in terms of thermometric single-shot method was demonstrated successfully in premixed laminar flames and sooty laminar diffusion flames. The measured temperature in burnt gases and those calculated by adiabatic flame modelling was within 1 %. Thermometric Raman analysis for low temperatures demonstrates the reliability of measurements, with a better accuracy for 02 compared to N2. Subsequently, the ability of SRS technique to simultaneously measure instantaneous concentrations of N2, 02 and CO was demonstrated. The ability to measure single-shot scalar values accurately is assessed by comparing different CCD detectors with the PCS. The results obtained from the BI-CCD and the BI-EMCCD concerning temperature, temperature gradient and high density were in good agreement with the COSILAB calculation for 1D laminar adiabatic flame. The BI-EMCCD observed to be the most sensitive in detecting low concentration elements like CO. Finally, SRS technique was applied to a turbulent sooting jet flame, illustrating the potentiel of this technique to build an important database for flame modelling, Les diagnostics lasers ont prouvé leur potentiel pour l'analyse des écoulements et des phénomènes de combustion par la mesure de champs de vitesses, de concentration d'espèces et de température. La diffusion Raman spontanée (DRS) est une des rares méthodes permettant de mesurer la température et la concentration de manière in-situ avec la possibilité de sonder plusieurs espèces simultanément. L'analyse des flammes turbulentes par DRS est difficile en raison de la nécessité de mesures mono-coup avec de fortes résolutions spatiales et temporelles et de la présence de lumière parasite. L'originalité de notre nouveau dispositif de mesure réside dans l'utilisation d'un obturateur électro-optique à base de cellule de Pockels (OCP), permettant d'éliminer les lumières non polarisées de fond de flamme, compatible avec une mesure 1D. Une réduction significative de l'émission de flamme et une amélioration du rapport signal sur bruit des espèces Raman actives ont été obtenues. La capacité de la DRS en tant que méthode de thermométrie mono-coup a été testée avec succès dans le cas d'une flamme de prémélange et de diffusion laminaire fuligineuse. L'écart relatif entre les températures moyennes mesurées dans les gaz brûlés et celles données par la modélisation de flamme est inférieur à 1 %. L'analyse de la thermométrie Raman à basse température a montré qu'une meilleure précision était obtenue avec la modélisation de 02 comparée à celle N2. Par la suite, le potentiel de la DRS à fournir des mesures simultanées de concentrations instantanées de N2, 02 et CO dans les flammes a été validé. Une évaluation des performances de différents détecteurs CCD accompagnés de l'OCP a également été réalisée. Les résultats obtenus avec la BI-CCD et la BI-EMCCD pour la température, le gradient de température et la forte densité sont en bon accord avec les calculs laminaires 1D de flamme adiabatique fournis par COSILAB. La BI-EMCCD a montré qu'elle est le détecteur le plus sensible pour la détection des espèces à faibles concentrations comme le CO. Enfin, des mesures par DRS ont été obtenues dans une flamme-jet de diffusion turbulente, en présence des suies illustrant le potentiel de cette technique pour construire une base de données importante pour la modélisation numérique des flammes

This thesis focuses on the process aspect of the first two steps in the synthesis of non-isocyanates polyurethanes (NIPUs) from vegetable oils, i.e. epoxidation and carbonation reaction. This process adds value to both vegetable oil and CO₂. A kinetic model by using performic acid formed in-situ is built for epoxidation of oleic acid and cottonseed oil, by coupling the mass balance and energy balance. This model is potentially transferable to other oils with similar structure as the reactivity of each type of fatty acid is determined. For the carbonation reaction, a kinetic study is carried out, and the solubility and the CO₂ mass transfer coefficient in the liquid phase is measured under non-ideal condition using the Peng-Robinson equation of state.; Ce travail de thèse porte sur l'étude d'un procédé d'époxydation et de carbonatation par CO₂ des huiles végétales ce qui permet de valoriser à la fois les huiles et le CO₂ .Un modèle cinétique passant par la formation in situ de l'acide performique est construit pour l'époxydation de l'acide oléique et de l'huile de coton, en couplant les bilans de matière et d'énergie. Une stratégie permettant de réduire le nombre de paramètre à estimer est adoptée. Ce modèle est potentiellement transposable aux autres huiles ayant une structure similaire, car la réactivité de chaque type d'acide gras est déterminée. Pour la réaction de carbonatation, une étude cinétique est réalisée, et la solubilité et le coefficient de transfert de matière du CO₂ dans la phase liquide sont mesurés en tenant compte de la non idéalité des conditions à l'aide de l'équation d'état de Peng-Robinson. L'utilisation du carbonate obtenu est enfin examinée dans la synthèse de polyuréthanes sans isocyanates (NIPUs).

Understanding the phenomenology associated with heterogeneous mixtures of gases is one of the mort persistent challenges in turbulent mixing. Contrary to what has been thought, it was previously found that viscosity variations have a non-negligible impact on mixing and should be taken into account. In this study, we carry out a comparison between Constant Viscosity Flows (CVF) and Variable Viscosity Flows (VVF), in a round jet. The disparity in the birth and growth of turbulence was highlighted using traditional and conditional statistics. The computation of the entrainment ratio allowed us to conclude that, while a classical entrainment phenomenon is observed for the CVF configuration, the VVF case exhibits a detrainment process. Increasing the Reynolds number leads to a delayed apparition of the latter and of the viscous effects. Thus, a better understanding of the heterogeneous fluid mixing phenomenology is necessary to improve the efficiency of existing combustion systems.; Comprendre la phénoménologie du mélange turbulent de fluides hétérogènes reste à ce jour l'un des défis majeurs dans le domaine de la turbulence. Contrairement à une croyance répandue, la viscosité a une influence non négligeable sur le mélange. Dans cette étude, nous comparons un jet rond à viscosité constante (CVF) avec un jet à viscosité variable (VVF). Les différences dans la naissance et la croissance de la turbulence sont mises en lumière via l'utilisation de statistiques classiques et conditionnées. Le calcul du coefficient d'entraînement nous permet de montrer que, si un processus d'entraînement classique est à l'oeuvre dans le cas CVF, le mélange est assuré par le detrainment dans le cas VVF. Augmenter le nombre de Reynolds conduit à une apparition plus tardive de ce dernier, ainsi que des effets visqueux en général. Ainsi, une meilleure compréhension du mélange à viscosité variable est nécessaire pour, par exemple, améliorer l'efficacité des systèmes de combustion existants.

The research direction we are focusing on in the thesis is applying dynamic machine learning models to salve supervised and unsupervised classification problems. We are living in a dynamic environment, where data is continuously changing and the need to obtain a fast and accurate solution to our problems has become a real necessity. The particular problems that we have decided te approach in the thesis are pedestrian recognition (a supervised classification problem) and clustering of gene expression data (an unsupervised classification. problem). The approached problems are representative for the two main types of classification and are very challenging, having a great importance in real life.The first research direction that we approach in the field of dynamic unsupervised classification is the problem of dynamic clustering of gene expression data. Gene expression represents the process by which the information from a gene is converted into functional gene products: proteins or RNA having different roles in the life of a cell. Modern microarray technology is nowadays used to experimentally detect the levels of expressions of thousand of genes, across different conditions and over time. Once the gene expression data has been gathered, the next step is to analyze it and extract useful biological information. One of the most popular algorithms dealing with the analysis of gene expression data is clustering, which involves partitioning a certain data set in groups, where the components of each group are similar to each other. In the case of gene expression data sets, each gene is represented by its expression values (features), at distinct points in time, under the monitored conditions. The process of gene clustering is at the foundation of genomic studies that aim to analyze the functions of genes because it is assumed that genes that are similar in their expression levels are also relatively similar in terms of biological function.The problem that we address within the dynamic unsupervised classification research direction is the dynamic clustering of gene expression data. In our case, the term dynamic indicates that the data set is not static, but it is subject to change. Still, as opposed to the incremental approaches from the literature, where the data set is enriched with new genes (instances) during the clustering process, our approaches tackle the cases when new features (expression levels for new points in time) are added to the genes already existing in the data set. To our best knowledge, there are no approaches in the literature that deal with the problem of dynamic clustering of gene expression data, defined as above. In this context we introduced three dynamic clustering algorithms which are able to handle new collected gene expression levels, by starting from a previous obtained partition, without the need to re-run the algorithm from scratch. Experimental evaluation shows that our method is faster and more accurate than applying the clustering algorithm from scratch on the feature extended data set...; La direction de recherche que nous abordons dans la thèse est l'application des modèles dynamiques d'apprentissage automatique pour résoudre les problèmes de classification supervisée et non supervisée. Les problèmes particuliers que nous avons décidé d'aborder dans la thèse sont la reconnaissance des piétons (un problème de classification supervisée) et le groupement des données d'expression génétique (un problème de classification non supervisée). Les problèmes abordés sont représentatifs pour les deux principaux types de classification et sont très difficiles, ayant une grande importance dans la vie réelle. La première direction de recherche que nous abordons dans le domaine de la classification non supervisée dynamique est le problème de la classification dynamique des données d'expression génétique. L'expression génétique représente le processus par lequel l'information d'un gène est convertie en produits de gènes fonctionnels : des protéines ou des ARN ayant différents rôles dans la vie d'une cellule. La technologie des micro-réseaux moderne est aujourd'hui utilisée pour détecter expérimentalement les niveaux d'expression de milliers de gènes, dans des conditions différentes et au fil du temps. Une fois que les données d'expression génétique ont été recueillies, l'étape suivante consiste à analyser et à extraire des informations biologiques utiles. L'un des algorithmes les plus populaires traitant de l'analyse des données d'expression génétique est le groupement, qui consiste à diviser un certain ensemble en groupes, où les composants de chaque groupe sont semblables les uns aux autres données. Dans le cas des ensembles de données d'expression génique, chaque gène est représenté par ses valeurs d'expression (caractéristiques), à des points distincts dans le temps, dans les conditions contrôlées. Le processus de regroupement des gènes est à la base des études génomiques qui visent à analyser les fonctions des gènes car il est supposé que les gènes qui sont similaires dans leurs niveaux d'expression sont également relativement similaires en termes de fonction biologique. Le problème que nous abordons dans le sens de la recherche de classification non supervisée dynamique est le regroupement dynamique des données d'expression génique. Dans notre cas, la dynamique à long terme indique que l'ensemble de données ne sont pas statiques, mais elle est sujette à changement. Pourtant, par opposition aux approches progressives de la littérature, où l'ensemble de données est enrichie avec de nouveaux gènes (instances) au cours du processus de regroupement, nos approches abordent les cas lorsque de nouvelles fonctionnalités (niveaux d'expression pour de nouveaux points dans le temps) sont ajoutés à la gènes déjà existants dans l'ensemble de données. À notre connaissance, il n'y a pas d'approches dans la littérature qui traitent le problème de la classification dynamique des données d'expression génétique, définis comme ci-dessus. Dans ce contexte, nous avons introduit trois algorithmes de groupement dynamiques que sont capables de gérer de nouveaux niveaux d'expression génique collectés, en partant d'une partition obtenue précédente, sans la nécessité de ré-exécuter l'algorithme à partir de zéro. L'évaluation expérimentale montre que notre méthode est plus rapide et plus précis que l'application de l'algorithme de classification à partir de zéro sur la fonctionnalité étendue ensemble de données...

International audience; Vitamin D may be involved in ocular function in older adults, but there is no current consensus on a possible association between circulating concentrations of 25-hydroxyvitamin D (25OHD) and the occurrence of age-related macular degeneration (AMD). Our objective was to systematically review and quantitatively assess the association of circulating 25OHD concentration with AMD. A Medline search was conducted in November 2015, with no date limit, using the MeSH terms "Vitamin D" OR "Vitamin D deficiency" OR "Ergocalciferols" OR 'Cholecalciferol' combined with "Age-related macular degeneration" OR "Macular degeneration" OR "Retinal degeneration" OR "Macula lutea" OR "Retina". Fixed and random-effects meta-analyses were performed to compute (i) standard mean difference in 25OHD concentration between AMD and non-AMD patients; (ii) AMD risk according to circulating 25OHD concentration. Of the 243 retrieved studies, 11 observational studies-10 cross-sectional studies and 1 cohort study-met the selection criteria. The number of participants ranged from 65 to 17,045 (52-100% women), and the number with AMD ranged from 31 to 1440. Circulating 25OHD concentration was 15% lower in AMD compared with non-AMD on average. AMD was inversely associated with the highest 25OHD quintile compared with the lowest (summary odds ratio (OR)=0.83 [95%CI:0.71-0.97]), notably late AMD (summary OR=0.47 [95%CI:0.28-0.79]). Circulating 25OHD

The sequences of quasi-orthogonal polynomials of order r are defined for non-quasi-definite moment functionals. Properties concerning the existence of such sequences, and relations between a quasi-orthogonal polynomial of order r and a set of orthogonal polynomials are proved. Two determinantal expressions of quasi-orthogonal polynomials of order r are given. At last it is proved that three consecutive polynomials of a sequence of quasi-orthogonal polynomials of order r satisfy a three term recurrence relation.

Environmental and social challenges concerning the combustion of fossil fuels for energy production (electricity, building and transport) require the development of new combustion processes, new burner technologies and alternative fuels (gasification of biomass, biofuels, ...). Laminar burning velocity is one of the fundamental parameters used to characterize premixed combustion for these new fuels. This speed is a reference for the validation and improvement of kinetic schemes and an input parameter to estimate the turbulent burning velocity of most turbulent combustion codes. But even if it has been studied over 100 years, the precise experimental measurement of this velocity is still complicated due to inherent limitations in experimental configurations used, especially for high pressure and temperature conditions. In this context, this thesis work focuses on the study, analysis and characterization of the different techniques used to determine the laminar burning velocity from spherically expanding flames and proposes a reflection on the minimization of all possible uncertainty sources. This approach is achieved with confined spherical flames which allow to obtain high temperature and pressure initial conditions. In the first part, the formalism of existing laminar flame speeds in spherical expanding configuration is reminded to define the factors of uncertainty related to the experimental measurement (local kinematic and global kinetic variables). In particular, the effects associated with the estimation of the burned gases thermodynamic state, radiation and differential diffusion are discussed. In the second part, several numerical and experimental devices used in this thesis are presented. A study on four different experimental setups is proposed to analyze and characterize the uncertainties in the measurements and processing. Finally, in the third part, a rigorous definition of the consumption speed is proposed and a new methodology to measure it is developed. A complete validation based on numerical results is presented. Then uncertainties related to radiation, differential diffusion and extrapolation to zero stretch rate of measured data are detailed. This last step introduces a non-negligible bias and a new methodology to exploit raw data by a direct comparison with DNS reproducing the experiments is proposed.; Les enjeux environnementaux et sociétaux de la combustion de combustibles fossiles pour la production d'énergie (électrique, chauffage ou transport), nécessitent le développement de nouveaux modes de combustion, de nouvelles technologies de brûleurs et de combustibles alternatifs (gazéification de la biomasse, biofuels, ...). La vitesse de combustion laminaire est un des paramètres fondamentaux utilisé pour caractériser la combustion pré-mélangée de ces nouveaux mélanges combustibles. Cette vitesse est une donnée de référence pour le processus de validation et d'amélioration des schémas cinétiques ainsi qu'un paramètre d'entrée pour estimer la vitesse de combustion turbulente de la plupart des codes de combustion turbulente. Mais bien qu'étudiée depuis plus de 100 ans, la détermination expérimentale précise de cette vitesse reste encore un défi de par les limitations inhérentes aux configurations expérimentales utilisées, en particulier pour les conditions de pression et de température élevées. Dans ce contexte, les objectifs de ces travaux de thèse concernent l'étude, l'analyse et la caractérisation des techniques de détermination de la vitesse de combustion laminaire à partir des flammes en expansion sphérique, en proposant une réflexion sur la minimisation de l'ensemble des sources d'incertitudes possibles sur la détermination de cette vitesse. Cette approche est réalisée pour la configuration de flamme en expansion sphérique, permettant des températures et pressions élevées et maitrisées.Dans une première partie, le formalisme des définitions des vitesses de flamme laminaire existantes dans cette configuration est rappelé afin de définir les facteurs d'incertitudes liés à la mesure expérimentale de ces vitesses (grandeurs cinématiques locales et cinétique globale). En particulier, les effets liés à l'estimation de l'état thermodynamique des gaz brûlés, du rayonnement et de la diffusion différentielle sont discutés. Dans une seconde partie, plusieurs dispositifs numériques et expérimentaux utilisés au cours de cette thèse et permettant l'étude de flammes sphériques en expansion sont présentés. Une étude utilisant quatre dispositifs expérimentaux différents est proposée afin d'analyser et caractériser les incertitudes inhérentes aux mesures et à leur traitement. Enfin dans une troisième partie, une définition rigoureuse de la vitesse de consommation est proposée et une nouvelle méthodologie pour la mesurer est développée. Une validation numérique complète est présentée. Puis les incertitudes liées aux rayonnement, à la diffusion différentielle et à l’extrapolation des données mesurées sont étudiées en détails. Cette dernière étape introduit un biais qui peut être conséquent, et une nouvelle méthodologie pour exploiter des mesures brutes est proposée par une comparaison directe avecdes simulations DNS reproduisant les expériences.

In this letter, we consider the nonnegative matrix factorization (NMF) problem and several NMF variants. Two approaches based on DC (difference of convex functions) programming and DCA (DC algorithm) are developed. The first approach follows the alternating framework that requires solving, at each iteration, two nonnegativity-constrained least squares subproblems for which DCA-based schemes are investigated. The convergence property of the proposed algorithm is carefully studied. We show that with suitable DC decompositions, our algorithm generates most of the standard methods for the NMF problem. The second approach directly applies DCA on the whole NMF problem. Two algorithms—one computing all variables and one deploying a variable selection strategy—are proposed. The proposed methods are then adapted to solve various NMF variants, including the nonnegative factorization, the smooth regularization NMF, the sparse regularization NMF, the multilayer NMF, the convex/convex-hull NMF, and the symmetric NMF. We also show that our algorithms include several existing methods for these NMF variants as special versions. The efficiency of the proposed approaches is empirically demonstrated on both real-world and synthetic data sets. It turns out that our algorithms compete favorably with five state-of-the-art alternating nonnegative least squares algorithms.

This paper concerns a single-group multicasting relay network comprising of multiple amplify-and-forward relays forwarding signal from a single source to multiple destinations. The source, relays and destinations are equipped by single antennas. In this scenario, we deal with the problem of maximizing the minimum Quality of Service (QoS) assessed by the Signal to Noise Ratio (SNR) of the destinations subject to power constraints. This problem is actually a nonconvex optimization one with nonconvex constraints, which can be reformulated as a DC (Difference of Convex functions) program with DC constraints. We will apply an extension of DC programming and DCA (DC Algorithms) for solving it. Numerical experiments are carried out on several networks simulated under realistic conditions.

Tremendous struggles of researchers in the field of aerodynamic design and aircraft production were made to improve wing airfoil by optimization techniques. The development of computational fluid dynamic (CFD) in computer simulation cuts the expense of aerodynamic experiment while provides convincing results to simulate complicated situation of aircraft. In our work, we chose a special and important part of aircraft, namely, the structure of wing.Reliability based optimization is one of the most appropriate methods for structural design under uncertainties. It struggles to seek for the best compromise between cost and safety while considering system uncertainties by incorporating reliability measures within the optimization. Despite the advantages of reliability based optimization, its application to practical engineering problem is still quite challenging. In our work, uncertainty analysis in numerical simulation is introduced and expressed by probability theory. Monte Carlo simulation as an effective method to propagate the uncertainties in the finite element model of structure is applied to simulate the complicate situations that may occur. To improve efficiency of Monte Carlo simulation in sampling process, Latin Hypercube sampling is performed. However, the huge database of sampling is difficult to provide explicit evaluation of reliability. Polynomial chaos expansion is presented and discussed. Kriging model as a surrogate model play an important role in the reliability analysis.Traditional methods of optimization have disadvantages in unacceptable time-complexity or natural drawbacks of premature convergence because of finding the nearest local optima of low quality. Simulated Annealing is a local search-based heuristic, Genetic Algorithm draws inspiration from the principles and mechanisms of natural selection, that makes us capable of escaping from being trapped into a local optimum. In reliability based design optimization, these two methods were performed as the procedure of optimization. The loop of reliability analysis is running in surrogate model., Les chercheurs dans le domaine de la conception aérodynamique et de la fabrication des avions ont fait beaucoup d'effort pour améliorer les performances des ailes par des techniques d'optimisation. Le développement de la mécanique des fluides numérique a permis de réduire les dépenses en soufflerie tout en fournissant des résultats convaincants pour simuler des situations compliquées des aéronefs. Dans cette thèse, il a été choisi une partie spéciale et importante de l'avion, à savoir, la structure de l'aile. L'optimisation basée sur la fiabilité est une méthode plus appropriée pour les structures sous incertitudes. Il se bat pour obtenir le meilleur compromis entre le coût et la sécurité tout en tenant compte des incertitudes du système en intégrant des mesures de fiabilité au sein de l'optimisation. Malgré les avantages de l'optimisation de la fiabilité en fonction, son application à un problème d'ingénierie pratique est encore assez difficile. Dans notre travail, l'analyse de l'incertitude dans la simulation numérique est introduite et exprimée par la théorie des probabilités. La simulation de Monte Carlo comme une méthode efficace pour propager les incertitudes dans le modèle d'éléments finis de la structure est ici appliquée pour simuler les situations compliquées qui peuvent se produire. Pour améliorer l'efficacité de la simulation Monte Carlo dans le processus d'échantillonnage, la méthode de l'Hypercube Latin est effectuée. Cependant, l'énorme base de données de l'échantillonnage rend difficile le fait de fournir une évaluation explicite de la fiabilité. L'expansion polynôme du chaos est présentée et discutée. Le modèle de Kriging comme un modèle de substitution joue un rôle important dans l'analyse de la fiabilité. Les méthodes traditionnelles d'optimisation ont des inconvénients à cause du temps de calcul trop long ou de tomber dans un minimum local causant une convergence prématurée. Le recuit simulé est une méthode heuristique basée sur une recherche locale, les Algorithmes Génétiques puisent leur inspiration dans les principes et les mécanismes de la sélection naturelle, qui nous rendent capables d'échapper aux pièges des optimums locaux. Dans l'optimisation de la conception de base de la fiabilité, ces deux méthodes ont été mises en place comme procédure d'optimisation. La boucle de l'analyse de fiabilité est testée sur le modèle de substitution.

We study flatness of two-input control-affine systems, defined on an n -dimensional state-space. We give a complete geometric characterization of systems that become static feedback linearizable after a one-fold prolongation of a suitably chosen control. They form a particular class of flat systems: they are of differential weight n + 3. We give normal forms compatible with the minimal flat outputs and provide a system of first order PDE׳s to be solved in order to find all minimal flat outputs. We illustrate our results by two examples: the induction motor and the polymerization reactor.

The paper investigates DC programming and DCA for both modeling discrete portfolio optimization under concave transaction costs as DC programs, and their solution. DC reformulations are established by using penalty techniques in DC programming. A suitable global optimization branch and bound technique is also developed where a DC relaxation technique is used for lower bounding. Numerical simulations are reported that show the efficiency of DCA and the globality of its computed solutions, compared to standard algorithms for nonconvex nonlinear integer programs.