▼ Cette thèse se consacre à la modélisation mathématique du trafic routier à l'aide des lois de conservation hyperboliques. Nous nous intéressons plus particulièrement à l’application des modèles macroscopiques en milieu urbain. Les zones urbaines sont désormais régulièrement confrontées à des niveaux de congestion record et à des épisodes de pollution atmosphérique causés par le trafic routier. L’objectif de cette thèse est alors de développer des modèles de trafic qui représentent de manière réaliste l’évolution des véhicules en milieu urbain. Dans un premier temps, nous considérons le modèle Aw-Rascle-Zhang avec relaxation. Nous construisons une suite de solutions approchées à l'aide de la méthode de suivi des fronts (wave-front tracking en anglais) couplée à une méthode de décomposition temporelle (splitting en anglais) en référentiel Lagrangien. Pour chaque valeur du paramètre de relaxation, nous montrons que cette suite converge vers une solution faible et entropique du système pour une donnée initiale à variation bornée. Par la suite, nous calculons une borne supérieure sur la décroissance des ondes positives. Nous démontrons que les solutions du système convergent vers une solution faible du modèle Lighthill-Whitham-Richards (LWR), c'est à dire vers la solution de la loi de conservation scalaire, lorsque le paramètre de relaxation tend vers zéro. Nous concluons par une discussion sur le caractère entropique de cette solution faible du modèle LWR. Dans un second temps, nous proposons un nouveau modèle macroscopique de trafic routier qui préserve le caractère borné de l'accélération des véhicules. Notre modèle couple une Équation aux Dérivées Partielles (EDP), la loi de conservation scalaire, à plusieurs Équations aux Dérivées Ordinaires (EDO), décrivant la trajectoire de véhicules accélérant à taux constant. Ces véhicules sont traités dans le modèle comme des goulots d'étranglement mobiles. Nous proposons la construction de solutions approchées avec un algorithme de suivi des fronts d'ondes et prouvons l'existence et l'unicité de la solution pour le problème de Cauchy associé à une donnée initiale constante par morceaux. Nous produisons ensuite des simulations numériques de notre modèle dans différentes situations urbaines, allant de la résolution du problème de Riemann à la simulation d'un axe urbain comportant plusieurs feux de signalisation. Enfin nous comparons ces simulations aux solutions du modèle LWR appliqué aux mêmes situations. Pour terminer, nous proposons un nouveau modèle macroscopique de trafic routier avec des stockages tampon (buffers en anglais) aux intersections afin de résoudre le modèle LWR sur des réseaux routiers. Ce modèle utilise des buffers de dimension finie, qui garantissent la propagation de la congestion au sein du réseau. Il comporte également des fonctions de répartition de véhicules aux jonctions qui sont dépendantes du temps, et peuvent dès lors être contrôlées au cours du temps. La dynamique du trafic est d'abord établie à l'aide des lois de conservation hyperboliques,… Advisors/Committee Members: Goatin, Paola (thesis director).

▼ 

L’analyse de sensibilité (AS) concerne la quantification des changements dans la solution d’un système d’équations aux dérivées partielles (EDP) dus aux varia- tions des paramètres d’entrée du modèle. Les techniques standard d’AS pour les EDP, comme la méthode d’équation de sensibilité continue, requirent de dériver la variable d’état. Cependant, dans le cas d’équations hyperboliques l’état peut présenter des dis- continuités, qui donc génèrent des Dirac dans la sensibilité. Le but de ce travail est de modifier les équations de sensibilité pour obtenir un syst‘eme valable même dans le cas discontinu et obtenir des sensibilités qui ne présentent pas de Dirac. Ceci est motivé par plusieurs raisons : d’abord, un Dirac ne peut pas être saisi numériquement, ce qui pourvoit une solution incorrecte de la sensibilité au voisinage de la discontinuité ; deuxièmement, les pics dans la solution numérique des équations de sensibilité non cor- rigées rendent ces sensibilités inutilisables pour certaines applications. Par conséquent, nous ajoutons un terme de correction aux équations de sensibilité. Nous faisons cela pour une hiérarchie de modèles de complexité croissante : de l’équation de Burgers non visqueuse au système d’Euler quasi-1D. Nous montrons l’influence de ce terme de correction sur un problème d’optimisation et sur un de quantification d’incertitude.

Sensitivity analysis (SA) concerns the quantification of changes in Partial Differential Equations (PDEs) solution due to perturbations in the model input. Stan- dard SA techniques for PDEs, such as the continuous sensitivity equation method, rely on the differentiation of the state variable. However, if the governing equations are hyperbolic PDEs, the state can exhibit discontinuities yielding Dirac delta functions in the sensitivity. We aim at modifying the sensitivity equations to obtain a solution without delta functions. This is motivated by several reasons: firstly, a Dirac delta function cannot be seized numerically, leading to an incorrect solution for the sensi- tivity in the neighbourhood of the state discontinuity; secondly, the spikes appearing in the numerical solution of the original sensitivity equations make such sensitivities unusable for some applications. Therefore, we add a correction term to the sensitivity equations. We do this for a hierarchy of models of increasing complexity: starting from the inviscid Burgers’ equation, to the quasi 1D Euler system. We show the influence of such correction term on an optimization algorithm and on an uncertainty quantification problem.

Advisors/Committee Members: Chalons, Christophe (thesis director), Duvigneau, Régis (thesis director).

▼ Les dynamiques des systèmes modélisés par des équations aux dérivées partielles (EDPs) en dimension infinie sont largement liées aux réseaux physiques. La synthèse de la commande et l'analyse de la stabilité de ces systèmes sont étudiées dans cette thèse. Les systèmes singulièrement perturbés, contenant des échelles de temps multiples sont naturels dans les systèmes physiques avec des petits paramètres parasitaires, généralement de petites constantes de temps, les masses, les inductances, les moments d'inertie. La théorie des perturbations singulières a été introduite pour le contrôle à la fin des années 1960, son assimilation dans la théorie du contrôle s'est rapidement développée et est devenue un outil majeur pour l'analyse et la synthèse de la commande des systèmes. Les perturbations singulières sont une façon de négliger la transition rapide, en la considérant dans une échelle de temps rapide séparée. Ce travail de thèse se concentre sur les systèmes hyperboliques linéaires avec des échelles de temps multiples modélisées par un petit paramètre de perturbation. Tout d'abord, nous étudions une classe de systèmes hyperboliques linéaires singulièrement perturbés. Comme le système contient deux échelles de temps, en mettant le paramètre de la perturbation à zéro, deux sous-systèmes, le système réduit et la couche limite, sont formellement calculés. La stabilité du système complet de lois de conservation implique la stabilité des deux sous-systèmes. En revanche un contre-exemple est utilisé pour illustrer que la stabilité des deux sous-systèmes ne suffit pas à garantir la stabilité du système complet. Cela montre une grande différence avec ce qui est bien connu pour les systèmes linéaires en dimension finie modélisés par des équations aux dérivées ordinaires (EDO). De plus, sous certaines conditions, l'approximation de Tikhonov est obtenue pour tels systèmes par la méthode de Lyapunov. Plus précisément, la solution de la dynamique lente du système complet est approchée par la solution du système réduit lorsque le paramètre de la perturbation est suffisamment petit. Deuxièmement, le théorème de Tikhonov est établi pour les systèmes hyperboliques linéaires singulièrement perturbés de lois d'équilibre où les vitesses de transport et les termes sources sont à la fois dépendant du paramètre de la perturbation ainsi que les conditions aux bords. Sous des hypothèses sur la continuité de ces termes et sous la condition de la stabilité, l'estimation de l'erreur entre la dynamique lente du système complet et le système réduit est obtenue en fonction de l'ordre du paramètre de la perturbation. Troisièmement, nous considérons des systèmes EDO-EDP couplés singulièrement perturbés. La stabilité des deux sous-systèmes implique la stabilité du système complet où le paramètre de la perturbation est introduit dans la dynamique de l'EDP. D'autre part, cela n'est pas valable pour le système où le paramètre de la perturbation est présent dans l'EDO. Le théorème Tikhonov pour ces systèmes EDO-EDP couplés est prouvé par la technique de… Advisors/Committee Members: Prieur, Christophe (thesis director), Girard, Antoine (thesis director).

▼ La simulation numérique adaptative d'écoulements présentant des phénomènes multi-échelles s'effectue généralement au moyen d'une hiérarchie de modèles différents selon l'échelle mise en jeu et le niveau de précision requis. Ce type de modélisation numérique entraîne des problèmes de couplage multi-échelles complexes. Cette thèse est ainsi dédiée au développement, à l'analyse et à la mise en œuvre de méthodes performantes permettant de résoudre des problèmes de couplage en espace de modèles décrits par des systèmes d'équations aux dérivées partielles hyperboliques.Dans une première partie, nous développons et analysons une méthode numérique dédiée au couplage interfacial des équations d'Euler mono-dimensionnelles. Chacun des systèmes de lois de conservation est muni d'une loi de pression distincte et l'interface de couplage séparant ces modèles est supposée fixe et infiniment mince. Les conditions de transmission sont modélisées par un terme source mesure localisé à l'interface de couplage. Le poids associé à cette mesure modélise les pertes de conservation à l'interface (typiquement des pertes de charge) et sa définition permet l'application de plusieurs stratégies de couplage. Notre méthode d'approximation repose sur les techniques d'approximation par relaxation de type Suliciu. La résolution exacte du problème de Riemann pour le système relaxé nous permet de définir un schéma numérique équilibre pour le modèle de couplage. Ce schéma préserve certaines solutions stationnaires du modèle de couplage et est applicable pour des lois de pression générales. L'implémentation de notre méthode permet de mener des expériences numériques illustrant les propriétés de notre schéma. Par exemple, nous montrons qu'il est possible de contrôler l'écoulement à l'interface de couplage en calculant des poids solutions de problèmes d'optimisation sous contraintes.La deuxième partie de cette thèse est dédiée au développement de deux schémas numériques d'ordre arbitrairement élevé en espace pour l'approximation des solutions stationnaires du problème mixte associé au modèle de Jin et Xin. Nos schémas d'approximation reposent sur la méthode de Galerkin discontinue. L’approximation des solutions du problème mixte par notre premier schéma fait intervenir uniquement des erreurs de discrétisation tandis que notre deuxième schéma est constitué à la fois d'erreurs de modélisation et de discrétisation. L'erreur de modélisation provient du remplacement, dans certaines régions spatiales, de la résolution du modèle de relaxation par celle de l'équation scalaire équilibre associée. Sous l'hypothèse d'une interface de couplage éventuellement caractéristique, la résolution du problème de Riemann associé au modèle couplé nous permet de construire un schéma numérique d'ordre arbitrairement élevé prenant en compte l'éventuelle existence de couches limites à l'interface de couplage. Enfin, la mise en œuvre de ces méthodes nous permet d'analyser quantitativement et qualitativement les erreurs de modélisation et de discrétisation commises lors de… Advisors/Committee Members: Coquel, Frédéric (thesis director), Godlewski, Edwige (thesis director).

▼ 

Nous étudions plusieurs aspects d'équations aux dérivées partielles multi-échelles. Pour trois exemples, la présence de multiples échelles, spatiales ou temporelles, motive un travail de modélisation mathématique ou constitue un enjeu de discrétisation. La première partie est consacrée à la construction et l'étude d'un système multicouche de type Saint-Venant pour décrire un fluide à surface libre (océan). Son obtention s'appuie sur l'analyse des échelles spatiales, précisément l'hypothèse « eau peu profonde ». Nous justifions nos équations à partir du modèle primitif et montrons un résultat d'existence locale de solution. Puis nous proposons un schéma volumes finis et des simulations numériques. Nous étudions ensuite un problème hyperbolique de relaxation, inspiré de la théorie cinétique des gaz. Nous construisons un schéma numérique via une stratégie préservant l'asymptotique : nous montrons sa convergence pour toute valeur du paramètre de relaxation, ainsi que sa consistance avec le problème à l'équilibre local. Des estimations d'erreurs sont établies et des simulations numériques sont présentées. Enfin, nous étudions un problème d'écoulement sanguin dans une artère avec stent, modélisé par un système de Stokes dans un domaine contenant une petite rugosité périodique (géométrie double échelle). Pour éviter une discrétisation coûteuse du domaine rugueux (l'artère stentée), nous formulons un ansatz de développement de la solution type Chapman-Enskog, et obtenons une loi de paroi implicite sur le bord du domaine lisse (artère seule). Nous montrons des estimations d'erreurs et des simulations numériques

This work is concerned with different aspects of multiscale partial differential equations. For three problems, we address questions of modelling and discretization thanks to the observation of the multiplicity of scales, time or space. We propose in the first part a model of approximation of a fluid with a free surface (ocean). The derivation of our multilayer shallow water type model is based on the analysis of the different space scales generally observed in geophysical flows, precisely the 'shallow water' assumption. We obtain an existence and uniqueness result of local in time solution and propose a finite volume scheme and numerical simulations. Next we study a hyperbolic relaxation problem, motivated by the kinetic theory of gaz. Adopting an Asymptotic Preserving strategy of discretization, we build and analyze a numerical scheme. The convergence is proved for any value of the relaxation parameter, as well as the consistency with the equilibrium problem, thanks to error estimates. We present some numerical simulations. The last part deals with a blood flow model in a stented artery. We consider a Stokes problem in a multiscale space domain, that is a macroscopic box (the artery) containing a microscopic roughness (the stent). To avoid expensive simulations when discretizing the whole rough domain, we perform a Chapman-Enskog type expansion of the solution and derive an implicit wall law on the boundary of the…

Advisors/Committee Members: Filbet, Francis (thesis director), Noble, Pascal (thesis director).

▼ 

Ce manuscrit porte sur la modélisation et la simulation numérique d’écoulements diphasiques compressibles. Dans ce contexte, les méthodes d’interfaces diffuses sont aujourd’hui bien acceptées. Cependant, un progrès est encore attendu en ce qui concerne la précision de la capture numérique de ces interfaces. Une nouvelle méthode est développée et permet de réduire significativement cette zone de capture. Cette méthode se place dans le contexte des méthodes numériques de type “MUSCL”, très employées dans les codes de production, et sur maillages non-structurés. Ces interfaces pouvant être le lieu où une transition de phase s’opère, celle-ci est considérée au travers d’un processus de relaxation des énergies libres de Gibbs. Un nouveau solveur de relaxation à thermodynamique rapide est développé et s’avère précis, rapide et robuste y compris lors du passage vers les limites monophasiques. En outre, par rapport aux applications industrielles envisagées, une extension de la thermodynamique des phases et du mélange est nécessaire. Une nouvelle équation d’état est développée en conséquence. La formulation est convexe et est basée sur l’équation d’état “Noble-Abel-Stiffened-Gas”. Enfin, sur un autre plan la dispersion de fluides non-miscibles sous l’effet de la gravité est également abordée. Cette problématique fait apparaître de larges échelles de temps et d’espace et motive le développement d’un nouveau modèle multi-fluide de type “shallow water bi-couche”. Sa résolution numérique est également traitée

This manuscript addresses the theoretical modeling and numerical simulation of compressible two-phase flows. In this context, diffuse interface methods are now well-accepted but progress is still needed at the level of numerical accuracy regarding their capture. A new method is developed in this research work, that allows significant sharpening. This method can be placed in the framework of MUSCL-type schemes, widely used in production codes and on unstructured grids. Phase transition is addressed as well through a relaxation process relying on Gibbs free energies. A new instantaneous relaxation solver is developed and happens to be accurate, fast and robust. Moreover, in view of the intended industrial applications, an extension of the thermodynamics of the phases and of the mixture is necessary. A new equation of state is consequently developed. The formulation is convex and based on the “Noble-Abel-Stiffened-Gas” equation of state. In another context, the dispersion of non-miscible fluids under gravity effects is considered as well. This problematic involves large time and space scales and has motivated the development of a new multi-fluid model for “two-layer shallow water” flows. Its numerical resolution is treated as well

Advisors/Committee Members: Saurel, Richard (thesis director).

▼ 

Les méthodes hybrides Moments/PDF sont bien adaptées pour la description des écoulements diphasiques turbulents, polydispersés, hors équilibre thermodynamique. Ces méthodes permettent d'avoir une description assez fine de la polydispersion, de la convection et des termes sources non-linéaires. Cependant, les approximations issues de telles simulations sont bruitées ce qui, dans certaines situations, occasionne un biais. L'approche alternative étudiée dans ce travail consiste à coupler une description Eulerienne des moments avec une description stochastique Lagrangienne à l'intérieur de la phase dispersée, permettant de réduire l'erreur statistique et d'éliminer le biais. La mise en oeuvre de cette méthode nécessite le développement de schémas numériques robustes. Les approches proposées sont basées sur l'utilisation simultanée des techniques de relaxation et de décentrement, et permettent d'obtenir des approximations stables des solutions instationnaires du système d'équations aux dérivées partielles, avec des données peu régulières provenant du couplage avec le modèle stochastique. Une comparaison des résultats de la méthode hybride Moments-Moments/PDF avec ceux issus de la méthode hybride "classique'' est présentée en termes d'analyse des erreurs numériques sur un cas de jet co-courant gaz-particules.

Hybrid Moments/PDF methods have shown to be well suitable for the description of polydispersed turbulent two-phase flows in non-equilibrium which are encountered in some industrial situations involving chemical reactions, combustion or sprays. hey allow to obtain a fine enough physical description of the polydispersity, non-linear source terms and convection phenomena. However, their approximations are noised with the statistical error, which in several situations may be a source of a bias. An alternative hybrid Moments-Moments/PDF approach examined in this work consists in coupling the Moments and the PDF descriptions, within the description of the dispersed phase itself. This hybrid method could reduce the statistical error and remove the bias. However, such a coupling is not straightforward in practice and requires the development of accurate and stable numerical schemes. The approaches introduced in this work rely on the combined use of the upwinding and relaxation-type techniques. They allow to obtain stable unsteady approximations for a system of partial differential equations containing non-smooth external data which are provided by the PDF part of the model. A comparison of the results obtained using the present method with those of the ``classical'' hybrid approach is presented in terms of the numerical errors for a case of a co-current gas-particle wall jet.

Advisors/Committee Members: Hérard, Jean-Marc (thesis director).

▼ 

Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le contexte des systèmes de particules. Nous considérons différents systèmes physiques, décrits de manière continue, et dont la dynamique est modélisée par des équations aux dérivées partielles décrivant l’évolution temporelle de certaines quantités macroscopiques ou microscopiques, selon l’échelle de description envisagée. Dans une première partie, nous nous intéressons à une équation de type coagulation-fragmentation cinétique. Nous obtenons un résultat d’existence globale en temps, dans le cadre des solutions renormalisées de DiPerna-Lions, pour toute donnée initiale vérifiant les estimations naturelles et possédant une norme L1 et une norme Lp (p > 1) finies. La deuxième partie traite de méthodes de moments. L’objectif de ces méthodes est d’approcher un modèle cinétique par un nombre fini d’équations portant sur des quantités dépendant uniquement de la variable d’espace, et la question est de savoir comment fermer le système obtenu pour obtenir une bonne approximation de la solution du modèle cinétique. Dans un cadre linéaire, nous obtenons une méthode de fermeture explicite conduisant à un résultat de convergence rapide. Enfin, dans une troisième partie, nous travaillons sur la modélisation du trafic routier avec prise en compte de la congestion à l’aide d’un système hyperbolique avec contraintes, issu de la dynamique des gaz sans pression. En modifiant convenablement ce système, nous parvenons à modéliser des phénomènes de trafic routier "multi-voies", comme l’accélération, et la création de zones de vide. Un résultat d’existence et de stabilité des solutions de ce modèle modifié est démontré.

The context of this thesis is particle systems. We deal with different physical systems, described continuously, whose dynamics are modeled by partial differential equations. These equations follow the evolution in time of macroscopic or microscopic quantities, according to scale description. In the first part, we consider a kinetic model for coagulation-fragmentation. We obtain a global existence result, using the notion of DiPerna-Lions renormalized solutions, for initial data satisfying the natural physical bounds, and assumptions of finite L1 and Lp norm (for some p > 1). The second part deals with methods of moments. The aim of these methods is to approximate a kinetic model by a finite number of equations whose unknowns depend only on the space variable. The question is : how to close this system to get a good approximation of the solution of the kinetic model ? In a linear setting, we obtain an explicit method with linear closure relations, which leads to a fast convergence result. In the last part, we work on modeling of traffic jam taking into account the congestion, using a hyperbolic system with constraints, which occurs in the dynamics of a pressureless gas. By suitably modifying this system, we can model "multi-lane" phenomena, like acceleration, and creation of vacuum. An existence and stability result is proved on this new model.

Advisors/Committee Members: Berthelin, Florent (thesis director), Jabin, Pierre-Emmanuel (thesis director).

▼ 

Dans ce travail, on étudie la modélisation d'écoulement à trois phases non miscibles. L'application visée est l'explosion vapeur, qui risque de se produire lorsqu'un constituant liquide (S) (métal liquide à haute température) rentre en contact avec un constituant relativement froid, qui est en général de l'eau présente sous forme liquide (L) et vapeur (V). Les principaux transferts ayant lieu sont de type dynamique (vitesse-pression) et thermodynamique (échanges de chaleur et de masse). Plus précisément, les transferts de chaleur apparaissent entre les phases S, L et V, tandis que le transfert de masse ne peut survenir qu'entre les phases L et V du constituant eau. Les applications de type explosion vapeur (EV) génèrent des ondes de choc se propageant au sein du milieu et allant impacter des structures. Il est essentiel de noter que les temps de simulation réels, et les échelles de temps, sont courts. Il s'agit donc de simuler un modèle d'EDP avec lois de fermeture, qui permette de traiter des écoulements fortement instationnaires à trois phases immiscibles, avec génération d'ondes de choc et forts transferts thermiques et de masse, et qui soit conforme au second principe de la thermodynamique. Une fois le modèle d'EDP fermé donné, l'attention est portée sur la méthode numérique d'approximation de ce modèle. Une stratégie à pas fractionnaires est mise en place, afin de permettre de traiter un à un les différents effets de relaxation inclus dans le modèle. Différents cas tests numériques ont été réalisés, afin de s'assurer des propriétés des schémas considérés, et valider la cohérence des résultats numériques avec le comportement physique attendu de l'écoulement simulé

This PhD work consists of modeling a three-phase flow: liquid (L), gas (V) for the same component (water) and solid (S) for a second component (high temperature metal). Such a mix is characterized by the risk of occurrence of vapour explosion, where major transfers happen: in this bi-component environment dynamic transfers are important (speed / pressure) and thermodynamic exchanges (heat and mass transfers) also are at stake. More specifically, heat transfers occur between phases S, L and V, while the mass transfer can only occur between the phases L and V. The vapour explosion type applications (EV) generate shock waves propagating within the medium and can impact the structures. Finally, it is essential to note that the actual simulation time, and different time scales are short. The mission is, therefore, to compute an EDP model with closure laws, capable of dealing with strongly unsteady three-phase non-miscible flows, with generation of shock waves and high thermal and mass transfer, and consistent with the second principle of thermodynamics. The second step is to propose a Finite Volume numerical method adapted to the approximation of this model, and in the presence of shock waves. Numerical test cases are given in order to verify the properties of the considered schemes, attention is paid to the consistency between the numerical results and…

Advisors/Committee Members: Hérard, Jean-Marc (thesis director).

▼ A evolução tecnológica, a globalização e a mudança de comportamento por parte dos consumidores são fatores que nos dias de hoje aumentam a competitividade entre empresas. Com a exigência do mercado para que sejam desenvolvidas estratégias para conquistar e manter clientes o mundo empresarial viu-se confrontado com a dificuldade de uma eficiente integração da informação no seu seio. Posto isto, abriu-se uma nova dimensão entre a tecnologia e informação, resultando na adoção dos sistemas de Enterprise Resource Planning (ERP). O presente trabalho, desenvolvido em contexto fabril na Unidade Industrial do Grupo Amorim, Amorim Distribuição, emergiu precisamente na implementação de um novo sistema de informação. O objetivo deste trabalho passa por apoiar a implementação de um sistema de informação e perceber a sua importância para as organizações, identificando os benefícios obtidos ao recorrer a esta solução. Pretende-se ainda analisar as dificuldades que podem surgir durante o processo e apontar diferentes formas de as superar. Advisors/Committee Members: Moura, Ana Pinto de (advisor).

▼ 

Un réseau de cellules est un graphe orienté dont chaque sommet (aussi appelé cellule) représente un ensemble de variables et dont les arcs symbolisent les interactions entre ces variables. Les réseaux de cellules jouent un rôle important dans la modélisation de phénomènes neurologiques, de systèmes économiques ou biologiques, etc.. Soit G un graphe orienté possédant N sommets, on dit qu'une application f=(f_1,...,f_N) de X=X_1×...×X_N dans X (où X_j=R^dj) est admissible, si pour tout sommet j, f_j(x) dépend de x_i seulement si i->j est un arc de G. Dans cette thèse nous montrons que si G est fortement connecté et auto-dépendant, génériquement par rapport à f appartenant à l'ensemble des applications admissibles de classe C¹, le système dynamique engendré par l'équation différentielle x'(t)=f(x(t)) vérifie la propriété de Kupka-Smale, c'est-à-dire tous les éléments critiques (points d'équilibre et orbites périodiques) sont hyperboliques et les variétés stable et instable des éléments critiques s'intersectent transversalement. Ainsi, pour un ensemble dense d'applications admissibles, le système dynamique est au moins localement stable par perturbation (admissible ou non). Nous considérons également l'ensemble des applications « dissipatives » f de classe C¹ dont la différentielle Df(x) est une matrice de Jacobi cyclique positive en tout point x. De telles applications définissent un système coopératif. Nous montrons que le système dynamique engendré par l'équation x'(t)=f(x(t)) vérifie génériquement la propriété de Morse-Smale par rapport à de telles applications f, c'est-à-dire le système vérifie la propriété de Kupka-Smale, les éléments critiques sont en nombre fini et l'ensemble des points non-errants est égal à l'ensemble des éléments critiques. Cette propriété entraîne la stabilité structurelle du système dynamique. Finalement, dans cette thèse nous étudions aussi des réseaux de cellules satisfaisant des contraintes de symétrie locale. Pour de tels systèmes, nous montrons tout d'abord des résultats génériques d'observation à symétrie près, de synchronisation et de décalage de phase. Nous utilisons ces résultats pour montrer la généricité de l'hyperbolicité des points d'équilibre ainsi qu'un lemme d'injectivité pour les trajectoires. Les résultats de généricité de cette thèse sont obtenus à l'aide de théorèmes de transversalité de type Sard-Smale.

A coupled cell network consists in a directed graph, with each node (also called cell) representing a set of variables and with each arrow representing the interaction between these variables. Coupled cell networks play an important role in the modeling of phenomena in neurology, economics or biology, etc.. Let G be a directed graph with N nodes. A mapping f=(f_1,...,f_N) of X=X_1×...×X_N to X (where X_j=R^dj) is admissible, if for each node j, f_j(x) depends on x_i only if i->j is an arrow of G. In this thesis, we show that if the graph G is strongly connected and self-dependant, generically with respect to f in the class of admissible C¹-functions, the dynamical…

Advisors/Committee Members: Raugel, Geneviève (thesis director).

▼ 

Le modèle multi-fluide permet de décrire par une approche Eulérienne les sprays polydispersés et apparaît donc comme une méthode indiquée pour les applications de combustion diphasique. Sa pertinence pour la simulation à l’échelle d’applications industrielles est évaluée dans ce travail, par sa mise en oeuvre dans des configurations bi-dimensionnelle et tri-dimensionnelle plus représentatives de ce type de simulations. Cette évaluation couple une étude de faisabilité en terme de coût de calcul avec une analyse de la précision obtenue, par des comparaisons avec les résultats de méthodes de références pour la description des sprays. Afin de définir une telle référence, une hiérarchisation des modèles de spray est proposée dans ce travail, soulignant les niveaux de modélisation associée aux diverses méthodes. Une première configuration d’écoulements tourbillonnaires est utilisée pour caractériser la méthode multi-fluide. L’étude de la structure mathématique du système de lois de conservation permet d’analyser la formation de singularités et de fournir les outils permettant d’évaluer leur impact sur la modélisation. Cette étude permet également de dériver un schéma numérique robuste et efficace pour des configurations bi- et tri-dimensionnelle. La description des dynamiques de gouttes conditionnées par la taille est évaluée dans ces configurations tourbillonnaires au moyen de comparaisons quantitatives, sur des champs instantanés, où le multi-fluide est confronté à une méthode Lagrangienne, ainsi qu’à des résultats expérimentaux. Afin d’évaluer le comportement de la méthode multi-fluide dans des configurations plus représentatives des problématiques industrielles, le solveur MUSES3D est développé, permettant, entre autres, une évaluation fine des méthodes de résolution des sprays. Une implémentation originale de la méthode multi-fluide, conciliant généricité et efficacité pour le calcul parallèle, est réalisée. Le couplage de ce solveur avec le code ASPHODELE, développé au CORIA, permet d’effectuer une évaluation opérationnelle des approches Euler/Lagrange et Euler/Euler pour la description des écoulements diphasiques à inclusions dispersées. Finalement, le comportement de la méthode multi-fluide dans des jets bi-dimensionnels et dans une turbulence homogène isotrope tri-dimensionnelle permet de montrer sa précision pour la description de la dynamique de sprays évaporant dans des configurations plus complexes. La résolution de la polydispersion du spray permet de décrire précisément la fraction massique de combustible en phase vapeur, un élément clé pour les applications de combustion. De plus, l’efficacité du calcul parallèle par décomposition de domaine avec la méthode multi-fluide permet d’envisager son utilisation à l’échelle d’applications industrielles.

The multi-fluid model, providing a Eulerian description of polydisperse sprays, appears as an interesting method for two-phase combustion applications. Its relevance as a numerical tool for industrial device simulations is evaluated in this work. This evaluation…

Advisors/Committee Members: Massot, Marc (thesis director), Laurent, Frédérique (thesis director).

▼ 

Com modificações nas cadeias agroalimentares proporcionadas pela crescente demanda de produtos diferenciados, os alimentos orgânicos ganham cada vez mais destaque entre os consumidores. O crescente número de consumidores resultou ao interesse das grandes empresas em atuar na comercialização de produtos orgânicos. Com novos mercados emergindo, o setor produtivo também sofre alterações para suprir a demanda. O aumento da escala produtiva e modificações na diversificação das unidades de produção são questões comuns na agricultura. A agricultura familiar quando ofertante de produtos orgânicos pode sofrer alterações em seus sistemas produtivos quando se vincula a diferentes canais de comercialização. Neste sentido, a presente pesquisa teve o objetivo de analisar a influência das relações de agricultores com o mercado nos sistemas produtivos orgânicos de hortaliças em termos de diversificação e/ou especialização de cultivos e direcionamento da produção. Para realização da análise foram relacionados os produtores vinculados a quatro associações e duas cooperativas, que comercializam seus produtos nas redes de supermercados e na feira dos agricultores ecológicos (FAE) em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil. O levantamento dos dados ocorreu por meio de pesquisa de campo com 49 agricultores pertencentes a estas associações e cooperativas, localizadas na região da Serra Gaúcha Os resultados possibilitaram caracterizar as unidades de produção compreendendo os aspectos familiares presentes no ambiente rural, bem como utilização da área, fatores técnicos e tecnológicos, que são utilizados de forma que promovam o sustento da família e preservem os recursos naturais. As relações dos produtores com o mercado possibilitaram distinguir três tipificações: relações de comercialização com os supermercados (RCS); relações de comercialização com as feiras (RCF); e relações de comercialização com os supermercados e com as feiras (RCSF). Possibilitou-se verificar uma tendência de maior diversificação para unidades de produção vinculadas à tipificação RCF, bem como, observar uma tendência de especialização das unidades de produção vinculadas à tipificação RCS. Até o momento as tipificações RCF e RCSF, necessitaram aumentar a quantidade produzida e a diversificação com mais frequência, e a tipificação RCS demonstra maior estimulo e capacidade para aumentar a quantidade produzida e a diversificação de produtos no futuro. A possibilidade de expansão de produção da agricultura familiar orgânica encontra-se vinculada a capacidade de produção da família, sendo que a quantidade a ser produzida dependerá da disponibilidade de área e do trabalho de seus integrantes, estando às relações com o mercado influenciando quais serão os cultivos da unidade de produção.

With changes in agri-food chains offered by the growing demand for differentiated products, organic foods are becoming more prominent among consumers. The growing number of consumers resulted to the interests of large companies to act in the marketing of organic products. With new emerging…

Advisors/Committee Members: Schultz, Glauco, Souza, Marcelino de.

▼ 

Ce travail présente quelques résultats sur les systèmes de particules en interaction pour l'interprétation probabiliste des équations aux dérivées partielles, avec des applications à des questions de dynamique moléculaire et de chimie quantique. On présente notamment une méthode particulaire permettant d'analyser le processus de la force biaisante adaptative, utilisé en dynamique moléculaire pour le calcul de différences d'énergies libres. On étudie également la sensibilité de dynamiques stochastiques par rapport à un paramètre, en vue du calcul des forces dans l'approximation de Born-Oppenheimer pour rechercher l'état quantique fondamental de molécules. Enfin, on présente un schéma numérique basé sur un système de particules pour résoudre des lois de conservation scalaires, avec un terme de diffusion anormale se traduisant par une dynamique de sauts sur les particules

This work presents some results on stochastically interacting particle systems and probabilistic interpretations of partial differential equations with applications to molecular dynamics and quantum chemistry. We present a particle method allowing to analyze the adaptive biasing force process, used in molecular dynamics for the computation of free energy differences. We also study the sensitivity of stochastic dynamics with respect to some parameter, aiming at the computation of forces in the Born-Oppenheimer approximation for determining the fundamental quantum state of molecules. Finally, we present a numerical scheme based on a particle system for the resolution of scalar conservation laws with an anomalous diffusion term, corresponding to a jump dynamics on the particles

Advisors/Committee Members: Jourdain, Benjamin (thesis director), Lelièvre, Tony (thesis director).

▼ O presente estudo tem por objetivo geral identificar os critérios utilizados na tomada de decisão do orientador em aceitar ou não um candidato a orientando e analisar as possíveis relações dessa decisão com a sua produção acadêmica e a evasão de seus orientados. Para o cumprimento desses objetivos buscou-se identificar e analisar os critérios de seleção de candidatos para os programas de mestrado e de doutorado em um Programa de Pós-Graduação, no caso do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN, e mais especificamente, procurou-se estudar semelhanças e diferenças desses critérios entre os orientadores; verificar se existe correlação entre os critérios de seleção e as características (perfil) do orientador; identificar o processo de seleção utilizado pelos orientadores e apontar quais as possíveis motivações que levam à evasão segundo a visão desses orientadores. Para responder a tais desafios, como ponto de partida da pesquisa, foi elaborado um modelo conceitual da pesquisa, que serviu de base para a elaboração do roteiro de entrevistas com questões abertas para a identificação dos critérios de seleção utilizados por um grupo pequeno e com um perfil pré-definido de orientadores. Na sequência, a partir das respostas obtidas nas entrevistas, a pesquisa foi ampliada para todos os orientadores do programa de pós-graduação do IPEN mediante a aplicação de uma pesquisa online por meio do aplicativo Google Docs para coleta de dados. Em seguida, esses dados foram analisados e reorganizados segundo um modelo operacional de pesquisa que orientaria a análise através da Modelagem de Equações Estruturais (MEE) com o uso do software SmartPLS, cujo objetivo é identificar a existência ou não de correlação entre os critérios adotados pelos orientadores e sua produção acadêmica e a Evasão dos orientados, para isso nos apoiamos em nossos estudos em: Bazerman e Moore (2010); Hair Jr. et al (2009); Hansmann e Ringle (2004); Martins (1997); Ringle, C.; Silva e Bido (2014); Sousa (2007); Sousa e Yu (2014); Torres (2014); Yu (2011). A metodologia da pesquisa acima descrita pode ser definida como um estudo exploratório que combina aspectos qualitativos e quantitativos. Como conclusão da pesquisa, constatou-se que existem critérios tanto subjetivos como objetivos de escolha dos orientadores, que estão associados à produção acadêmica, esses se apresentam com média intensidade, e que os orientadores que valorizam mais os critérios subjetivos na seleção dos orientandos estão associados a uma maior produção acadêmica do que aqueles que valorizam mais os critérios objetivos. Dentre os critérios subjetivos, destacou-se o critério da disponibilidade enquanto dentre os critérios objetivos destacou-se a experiência. Com relação à evasão não foi possível neste estudo associar os critérios de seleção a esta variável dependente. Os resultados aqui apresentados sugerem que os critérios de escolha por um orientador de Pós-Graduação podem estar associados à produção acadêmica desse orientador. Por outro lado, vale destacar que esses resultados… Advisors/Committee Members: Willy Hoppe de Sousa, Diogenes de Souza Bido, Alda Roberta Torres.

▼ 

Dans ce travail, nous avons développé une méthode en imagerie par résonance magnétique (IRM) pour différencier les macrophages pro et anti inflammatoires selon leur capacité d’endocytose d’agents de contraste nanoparticulaires. La méthode d’IRM a été validée in vitro dans des macrophages RAW différentiellement polarisés en utilisant des nanoparticules d’oxyde de fer (USPIO) et des liposomes de gadolinium, ainsi que des mesures de vitesses de relaxation et de susceptibilité magnétique. La différence d’endocytose entre les macrophages pro et anti inflammatoires, détectée en IRM, a été confirmée en microscopie confocale, cytométrie en flux et réaction en chaîne par polymérase. Ensuite, nous avons réalisé des IRM rehaussées aux USPIO dans un modèle de fibrose hépatique induit par CCl4 chez la souris. Nous avons utilisé des séquences en écho de gradient multi-échos et temps d’echo ultracourt pour mesurer le signal, ainsi que les vitesses de relaxation R1, R2 et R2* dans des groupes de souris ayant un foie sain, une fibrogénèse hépatique ou une régression de fibrose. Nous avons observé que la captation des USPIO a été significativement plus importante dans les macrophages pendant la fibrogénèse que dans les deux autres groupes. Les résultats in vivo ont été confirmés en histologie après coloration de Perls et en microscopie confocale avec des USPIO bimodaux. En conclusion, nous avons développé une méthode non invasive en IRM afin d’évaluer la captation d’agents de contraste particulaires par les macrophages hépatiques, ce qui pourrait être utile pour surveiller la dynamique de la fibrose hépatique et évaluer une réponse thérapeutique.

In this work, we developed an MR imaging method to differentiate between pro- and anti-inflammatory macrophages based on their differential nanoparticle endocytic capacity. The MR imaging method was validated in vitro in differentially polarized RAW macrophages with relaxometry and susceptibility mapping using ultrasmall iron oxide particles (USPIO) and gadolinium-liposomes. The differences in endocytic activity between pro- and anti-inflammatory macrophages, detected with MR imaging, were confirmed with confocal microscopy, flow cytometry and reverse transcriptase polymerase chain reaction. Afterwards, we performed USPIO enhanced MR imaging in vivo in a model of CCl4 liver fibrosis in mice. Using multi-echo gradient echo and ultrashort echo time sequences, we performed signal intensity, R1, R2 and R2* measurements before and after injection of USPIO in groups of mice with healthy liver, with hepatic fibrogenesis and fibrosis regression. We observed significantly higher USPIO uptake within liver macrophages during fibrogenesis than in healthy livers and in livers with fibrosis regression. The in vivo results were confirmed at histopathology with Perls staining and confocal microscopy of bimodal USPIO. In conclusion, we provide a noninvasive MR imaging method to assess the liver macrophage uptake of nanoparticles, which might be useful to monitor the dynamics of liver fibrosis and assess…

Advisors/Committee Members: Van Beers, Bernard (thesis director), Garteiser, Philippe (thesis director).

▼ 

L’objectif principal de cette thèse concerne l’étude, la conception et la mise en œuvre numérique de schémas volumes finis associés aux solveurs de type Godunov. On s’intéresse à des systèmes hyperboliques de lois de conservation non linéaires, avec une attention particulière sur les équations d’Euler et les équations MHD idéale. Tout d’abord, nous dérivons un solveur de Riemann simple et véritablement multidimensionnelle, pouvant s’appliquer à tout système de lois de conservation. Ce solveur peut être considéré comme une généralisation 2D de l’approche HLL. Les ingrédients de base de la dérivation sont : la consistance avec la formulation intégrale et une utilisation adéquate des relations de Rankine-Hugoniot. Au final nous obtenons des expressions assez simples et applicables dans les contextes des maillages structurés et non structurés. Dans un second temps, nous nous intéressons à la préservation, au niveau discret, de la contrainte de divergence nulle du champ magnétique pour les équations de la MHD idéale. Deux stratégies sont évaluées et nous montrons comment le solveur de Riemann multidimensionnelle peut être utilisé pour obtenir des simulations robustes à divergence numérique nulle. Deux autres points sont abordés dans cette thèse : la méthode de relaxation pour un système Euler-Poisson pour des écoulements gravitationnels en astrophysique, la formulation volumes finis en coordonnées curvilignes. Tout au long de la thèse, les choix numériques sont validés à travers de nombreux résultats numériques.

The main objective of this thesis concerns the study, design and numerical implementation of finite volume schemes based on the so-Called Godunov-Type solvers for hyperbolic systems of nonlinear conservation laws, with special attention given to the Euler equations and ideal MHD equations. First, we derive a simple and genuinely two-Dimensional Riemann solver for general conservation laws that can be regarded as an actual 2D generalization of the HLL approach, relying heavily on the consistency with the integral formulation and on the proper use of Rankine-Hugoniot relations to yield expressions that are simple enough to be applied in the structured and unstructured contexts. Then, a comparison between two methods aiming to numerically maintain the divergence constraint of the magnetic field for the ideal MHD equations is performed and we show how the 2D Riemann solver can be employed to obtain robust divergence-Free simulations. Next, we derive a relaxation scheme that incorporates gravity source terms derived from a potential into the hydrodynamic equations, an important problem in astrophysics, and finally, we review the design of finite volume approximations in curvilinear coordinates, providing a fresher view on an alternative discretization approach. Throughout this thesis, numerous numerical results are shown.

Advisors/Committee Members: Nkonga, Boniface (thesis director), Guillard, Hervé (thesis director).

▼ 

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-02-09T15:05:18Z No. of bitstreams: 1 Elisandro J. de Vargas_.pdf: 2133593 bytes, checksum: d88e4cf367950643d13827d22a1c4888 (MD5)

Made available in DSpace on 2017-02-09T15:05:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elisandro J. de Vargas_.pdf: 2133593 bytes, checksum: d88e4cf367950643d13827d22a1c4888 (MD5) Previous issue date: 2016-12-22

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Sistemas de informação têm sido introduzidos progressivamente nos ambientes de manufatura. Isso advém da necessidade de captar dados, otimizar processos e gerar informações de maneira eficiente, inclusive em tempo real das operações produtivas, visando facilitar a tomada de decisão de gerentes e analistas. O Manufacturing Execution System (MES), denominado Sistema de Controle da Manufatura, pode auxiliar as empresas a captar dados e gerar informações, identificar e melhorar seus resultados. Entretanto, o simples acesso a um sistema de informação não garante vantagem. Portanto, para obter resultados consistentes é necessário alinhamento a jusante e a montante entre estratégias e táticas às práticas de produção com os sistemas de informação disponíveis no chão-de-fábrica. Neste sentido, esta pesquisa buscou responder ao problema de pesquisa como determinar o foco das funcionalidades que compõem os pilares de um MES para à satisfação dos objetivos estratégicos da manufatura?; sendo o MES representado pelos pilares e suas funcionalidades e estratégia da manufatura representada pelas prioridades de competência da manufatura. O objetivo geral consistiu em elaborar uma modelagem que possa distribuir importâncias entre as funcionalidades que compõem os pilares de um MES para aplicações industrias. O método de pesquisa utilizado foi a modelagem qualiquantitativa e as técnicas de coleta de dados foram entrevistas, aplicação da Analytic Hierarchy Process (AHP) e escala Likert, e grupo focal. A modelagem desenvolvida possibilita identificar um vetor de importância entre funcionalidades e um quadrante entre aplicação e melhoria destes vetores. Com isso, permite que as empresas que possuem ou buscam implantar sistemas MES e aplicadores de sistemas MES possam identificar quais elementos de medição e controle da manufatura mais representam os objetivos estratégicos da manufatura; além de contribuir ao avanço em pesquisas acerca de MES e estratégia da manufatura. Esta modelagem foi aplicada em duas empresas que datam o uso do MES de onze e oito anos, com produto e processos diferentes. Os resultados obtidos foram considerados consistentes e representativos à realidade das empresas.

Information systems have been progressively introduced in manufacturing environments. This is due to the need to capture data, optimize processes and generate information efficiently, including real-time production operations, to facilitate decision-making by managers and analysts. The Manufacturing Execution System (MES), called the Manufacturing Control System, can help…

Advisors/Committee Members: http://lattes.cnpq.br/0203545749226007, Sellitto, Miguel Afonso.

▼ 

L’objectif de ce travail est la prédiction numérique d’écoulements turbulents de fluides newtoniens et incompressibles à l’aide de modèles à viscosité turbulente. La présence des parois est la plupart du temps prise en compte par l’introduction des fonctions d’amortissement ou par des termes non-linéaires dans les équations du modèle, ce qui pénalise l’universalité du modèle. L’approche de relaxation elliptique permet d’éviter ces types de problèmes. Le modèle v² -f développé par Manceau et Hanjalic et basé sur la pondération elliptique a été utilisé dans cette thèse. En s’appuyant sur des procédures a priori et a posteriori, ce modèle a été comparé avec les modèles linéaire k-[epsilon] et non-linaire de Shih. Les tests a priori ont montré l’aptitude du modèle à relaxation elliptique à prédire les contraintes du tenseur de Reynolds. La comparaison des grandeurs moyennes et statistiques de l’écoulement, prédites avec les données de la DNS de la littérature pour une large gamme de nombre de Reynolds en canal, montre une bonne performance de ce modèle

The aim of this work is to predict numerically the turbulent flows of the newtonian and incompressible fluid using eddy viscosity models. The presence of walls is usually accounted for by introducing damping functions or non linear terms in the model equations. This approach does not favor its universality. The elliptic relaxation approach avoids these problems. The v² -f model developed by Manceau and Hanjalic and based on the elliptic blending was studied here. By using an a priori and a posteriori approaches, this model was compared with the linear k-[epsilon] and the non linear Shih models. The a priori tests demonstrate the capability of the elliptic relaxation model to predict the Reynolds stress tensor. The mean flow field and the turbulent statistics are compared to the existing DNS data of a turbulent channel flow for a wide range of Reynolds numbers. The model performance is shown to be satisfactory

Advisors/Committee Members: Mompean, Gilmar (thesis director), Naji, Hassan (thesis director).

▼ 

A dissertação aborda o estudo sobre as principais características observadas sob a perspectiva da gestão de custos em indústrias de manufatura discreta, em especial considerando uma possível integração dos Sistemas Enterprise Resource Planning (ERP) com os chamados Manufacturing Execution Systems (MES). Este estudo procurar elucidar acerca das iniciativas orientadas à redução de custos, especialmente aquelas aplicas em manufaturas do tipo discreta. Por meio do método de estudo múltiplo de casos foram coletados dados a respeito da implementação do MES e seus impactos sobre a redução de custos em três organizações, para que fossem debatidas as visões de diversos gestores, verificando se as hipóteses levantadas ao longo do projeto são confirmadas. Por fim, os resultados observados foram analisados e discutidos, e as conclusões apontam que o uso do sistema MES pode contribuir ou possui potencial para reduzir os custos e também para aumentar o controle da gestão. No entanto, foi possível observar também que a implantação de sistemas deve ser acompanhada de mudanças de processos e de cultura, que propiciem de fato a redução de custos nas empresas. Foram propostas novas possibilidades para que seja possível a continuidade de outros estudos neste sentido, de forma que as organizações possam explorar novas possibilidades, aperfeiçoando os sistemas ou desenvolvendo mudanças em seus processos.

The dissertation describes the study on major features achieved from the perspective of cost management within discrete manufacturing industries, especially considering a possible integration between Enterprise Resource Planning (ERP) systems with so-called Manufacturing Execution Systems (MES). This study seeks to enlighten a few initiatives on the subject concerned to cost reduction management belonged to the company, especially those applied among manufacturers whose type is settled as discrete. By using the multiple case study method, several data regarding MES implementation and also its impacts on cost decrease were gathered within three enterprises, and therefore used for debating some standpoints from several managers and verifying whether the assumptions made throughout the article are confirmed. Finally, the results obtained along this study were analyzed and discussed, and such findings lead to idea that MES system use can concur or has the potential to decrease costs and also enhance the management control. However, it was also possible to behold that systems implementation should be followed by a culture and processes changes as well, that surely provide cost cutting among companies. It was proposed some other improvement possibilities in order to make possible the development of new efforts in this regard, in a way that enterprises are able to explore new paths, enhancing the systems or even developing changes in their processes.

Advisors/Committee Members: Adriana Marotti de Mello, Clovis Armando Alvarenga Netto, Cesar Alexandre de Souza.

▼ This thesis explores methods, mathematical models and algorithms for managing cloud systems cost-effectively. Furthermore, this thesis analyses how to export and deliver this knowledge to society; in particular to the agribusiness field. The primary purpose is to assist decision-makers in their daily activity. The main results of this thesis highlight the future guidelines to build smart decision support systems combining HPC, OR and cloud platforms. The outcomes corroborate the benefits of applying parallel computing to decomposition methods to deal with stochastic models. Moreover, the results show the advantages of mixing cloud platforms and optimisation field offering optimisation as a service to the overall community. Furthermore, the results demonstrate that considering uncertainty and stochastic programming costs can be reduced in agribusiness supply chains. Besides, the results show that cloud DSS's improve the decision-making process, overcoming the current barriers. It presents a cloud application to assist pig farmers in the optimal replacement of sows. Advisors/Committee Members: [email protected] (authoremail), false (authoremailshow), Solsona Tehàs, Francesc (director), Pla Aragonés, Lluís Miquel (director).

▼ [ES] Una correcta coordinación entre la división celular y la diferenciación es imprescindible durante el desarrollo de los organismos. Para mantener dicha coordinación, la maquinaria del ciclo celular determina durante la fase G1 si una célula se diferencia o continua dividiéndose. Diversos componentes del ciclo celular activos en G1 son capaces de actuar directamente sobre factores implicados en diferenciación. Entre dichos componentes de ciclo celular destaca la ubiquitín E3 ligasa APC/CCdh1 por su papel emergente en la degradación de diversos factores de diferenciación. Caenorhabditis elegans constituye un sistema excelente para el estudio de los posibles papeles de APC/CCdh1/FZR-1 más allá del ciclo celular. Resultados previos de nuestro laboratorio demostraron que APC/CFZR-1 promueve para su degradación a la metiltransferasa de histonas (HMT) MES-4. En esta tesis, describimos que MES-3, una subunidad de otra HMT, el complejo Poycomb, también es diana de APC/CFZR-1. La incapacidad de la línea germinal para degradar MES-3 mediante la ruta descrita en esta tesis resulta en una caída drástica de los niveles de fertilidad en este nematodo. Hemos observado que dicha bajada en los niveles de fertilidad se contrarrestan en presencia de una versión de MES-4 que no se degrada vía APC/CFZR-1. Concluimos que la regulación post-traduccional y simultánea de MES-3 y MES-4 por parte de APC/CFZR-1 constituye un importante mecanismo para asegurar el mantenimiento de la funcionalidad de la línea germinal. Por otro lado, hemos explorado el papel de APC/CFZR-1 durante el desarrollo de C. elegans. Hemos obtenido el primer alelo completamente nulo de fzr-1 descrito hasta la fecha. APC/CFZR-1 participa en el desarrollo de la gónada somática, órgano encargado de sustentar a la línea germinal. Concretamente, APC/CFZR-1 es necesario para la producción de la Distal Tip Cell (DTC), un nicho celular que mantiene un reservorio de células germinales y lidera el desarrollo de la gónada. En ausencia de FZR-1, las células destinadas a convertirse en DTC, adquieren el destino celular “precursor de SS” propio de la célula hermana. En cambio, un alelo activo constitutivamente de fzr-1 genera la producción de extra DTCs. Ambos resultados sugieren que APC/CFZR-1 es parte de un balance durante la toma de decisión DTC-SS en la gónada somática. Advisors/Committee Members: Martín Pérez, José Antonio (advisor), Rey Iglesias, Francisco Justo del (advisor).

▼ L'actualisation (ou escompte) hyperbolique est la modélisation d'une incohérence temporelle engendrée par les préférences hyperboliques. Il s'agit d'un biais pour le présent ex ante qui est dû à une sous-estimation constante de la valeur de tous les évènements dans le long terme. Cette forme d'irrationalité mène à du regret ex post lorsque l'agent réalise son erreur de jugement. Ce mémoire a comme objectif d'étudier l'âge optimal de retraite et la consommation d'un individu ayant ces préférences, plus spécifiquement des préférences quasi-hyperboliques, en présence d'un système de retraite public. Il est également question des changements de décisions à travers le temps. Depuis un modèle intertemporel à trois périodes, l'individu économiquement irrationnel choisit son âge de départ à la retraite pour la 2e période et sa consommation pour chaque période. Les individus sont différenciés par leur productivité. Il est démontré qu'en 1ère période, l'individu à préférences quasi-hyperboliques souhaite prendre sa retraite plus tard que s'il était rationnel. En 2e période, son choix dépend du niveau d'irrationalité, mais sera divergeant de sa décision initiale. On observe un écart entre ces choix ex ante et ex post qui convergera vers 0 lorsque l'individu devient plus rationnel. La présence d'un système de retraite public permet de maximiser le bien-être social dans une société composée d'individus aux préférences hyperboliques, grâce à un système purement distributif et un taux de taxation qui augmente avec l'irrationalité de la population. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Économie comportementale, irrationalité, myopie, pension, préférences hyperboliques, retraite.

▼ L'actualisation (ou escompte) hyperbolique est la modélisation d'une incohérence temporelle engendrée par les préférences hyperboliques. Il s'agit d'un biais pour le présent ex ante qui est dû à une sous-estimation constante de la valeur de tous les évènements dans le long terme. Cette forme d'irrationalité mène à du regret ex post lorsque l'agent réalise son erreur de jugement. Ce mémoire a comme objectif d'étudier l'âge optimal de retraite et la consommation d'un individu ayant ces préférences, plus spécifiquement des préférences quasi-hyperboliques, en présence d'un système de retraite public. Il est également question des changements de décisions à travers le temps. Depuis un modèle intertemporel à trois périodes, l'individu économiquement irrationnel choisit son âge de départ à la retraite pour la 2e période et sa consommation pour chaque période. Les individus sont différenciés par leur productivité. Il est démontré qu'en 1ère période, l'individu à préférences quasi-hyperboliques souhaite prendre sa retraite plus tard que s'il était rationnel. En 2e période, son choix dépend du niveau d'irrationalité, mais sera divergeant de sa décision initiale. On observe un écart entre ces choix ex ante et ex post qui convergera vers 0 lorsque l'individu devient plus rationnel. La présence d'un système de retraite public permet de maximiser le bien-être social dans une société composée d'individus aux préférences hyperboliques, grâce à un système purement distributif et un taux de taxation qui augmente avec l'irrationalité de la population. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Économie comportementale, irrationalité, myopie, pension, préférences hyperboliques, retraite.

▼ 

Ce travail étudie les stratégies de contrôle des limites pour l'analyse de stabilité et la stabilisation d'un système hyperbolique de premier ordre couplé à des conditions limites dynamiques non linéaires. La modélisation d'un écoulement à l'intérieur d'un tube (phénomène de transport de fluide) avec une stratégie de contrôle des limites appliquée dans une installation expérimentale physique est considérée comme une étude de cas pour évaluer les stratégies proposées. Dans le contexte des systèmes de dimension finie, des outils de contrôle classiques sont appliqués pour traiter des systèmes hyperboliques de premier ordre ayant des conditions limites données par le couplage d'un modèle dynamique de colonne de chauffage et d'un modèle statique de ventilateur. Le problème de suivi de cette dynamique complexe est abordé de manière simple en considérant des approximations linéaires, des schémas de différences finies et une action intégrale conduisant à un système linéaire à temps discret augmenté avec une dimension dépendant de la taille d'échelon de la discrétisation dans l'espace. Par conséquent, pour la contrepartie dimensionnelle infinie, deux stratégies sont proposées pour résoudre le problème de contrôle de frontière des systèmes hyperboliques de premier ordre couplé à des conditions de frontière dynamique non linéaires. Le premier se rapproche de la dynamique du système hyperbolique de premier ordre par un retard pur. La stabilité convexe et les conditions de stabilisation des systèmes quadratiques non linéaires retardés d'entrée incertaine sont proposées sur la base de la théorie de la stabilité de Lyapunov-Krasovskii (LK) qui sont formulées en termes de contraintes de l'inégalité matricielle linéaire (LMI) avec des variables supplémentaires lâches (introduites par le lemme de Finsler ). Ainsi, des fonctions strictement de Lyapunov sont utilisées pour dériver une approche basée sur LMI pour la stabilité de la frontière régionale robuste et la stabilisation des systèmes hyperboliques de premier ordre avec une condition de frontière définie au moyen d'un système dynamique non linéaire quadratique. Les conditions de stabilité et de stabilisation proposées pour LMI sont évaluées en tenant compte de plusieurs exemples universitaires et de l'écoulement à l'intérieur d'une étude de cas.

This work studies boundary control strategies for stability analysis and stabilization of first-order hyperbolic system coupled with nonlinear dynamic boundary conditions. The modeling of a flow inside a pipe (fluid transport phenomenon) with boundary control strategy applied in a physical experimental setup is considered as a case study to evaluate the proposed strategies. Firstly, in the context of finite dimension systems, classical control tools are applied to deal with first-order hyperbolic systems having boundary conditions given by the coupling of a heating column dynamical model and a ventilator static model. The tracking problem of this complex dynamics is addressed in a simple manner considering linear approximations, finite…

Advisors/Committee Members: Prieur, Christophe (thesis director).

▼ 

Dans une première partie de cette thèse, nous donnons des minorations universelles ne dépendant que de la dimension – explicites, de trois invariants globaux des quotients des espaces hyperboliques quaternioniques : leur rayon maximal, leur volume, ainsi que leur caractéristique d’Euler. Nous donnons également une majoration de leur constante de Margulis, montrant que celle-ci décroit au moins comme une puissance négative de la dimension. Dans une seconde partie, nous étudions un réseau remarquable des isométries du plan hyperbolique quaternionique, le groupe modulaire d’Hurwitz. Nous montrons en particulier qu’il est engendré par quatres éléments, et construisons un domaine fondamental pour le sous-groupe des isométries de ce réseau qui stabilisent un point à l’infini.

In the first part of this thesis, we derive explicit universal – that is, depending only on the dimension – lower bounds on three global invariants of quaternionic hyperbolic sapces : their maximal radius, their volume, and their Euler caracteristic. We also exhibit an upper bound on their Margulis constant, showing that this last quantity decreases at least like a negative power of the dimension. In the second part, we study a specific lattice of isometries of the quaternionic hyperbolic plane : the Hurwitz modular group. In particular, we show that this group is generated by four elements, and we construct a fundamental domain for the subgroup of isometries of this lattice stabilising a point on the boundary of the quaternionic hyperbolic plane.

Advisors/Committee Members: Bavard, Christophe (thesis director).

▼ Manufacturing Exective Systems (MES) has been developed for many years. Enterprises think that can improve the efficiency of production operations by implementation MES and then seek outsourced resources for implementation. Previously, case studies pointed out that each enterprise culture is different and faces varied problems in system implementation among them, people problem is the biggest especially. Theory of constraint creator Goldratt mentioned the goal of factory is to make money, the effective output can make companies continue to profitability, whether the effective output depends on the bottleneck, if the existing operating processes before the implementation of new system has not changed, it will not improve the performance of factory operations, and make it less competitive. After introducing the system into the factory, the senior manager can not feel the benefits after the introduction. The reason is that there is a new bottleneck. Therefore, this study explores the process by which a case company implement into the manufacturing execution system by using the theory of constraint tool to find out the system restrictions, to find out the main reasons for the situation, but these problems are not unsolvable, but because of conflicts and obstacles, still need to consider the hidden risks. In this study, past case information is provided to improve the case. The method of implementation is not perfect, but suitable. The research reference to the relevant literature, the inductive case company research results are as follows, to provide a reference for the future enterprise implement system: (A) Human error can only be reduced, but can not be avoided, mode of operation should be changed. (B) Outsourcing choose industry-experienced software vendors, after the ability to consider its own development. (C) Before the introduction of enterprises to establish internal MES system awareness, manufacturers should learn the relevant industry knowledge. (D) To formulate short-term and long-term measures to reduce the dependence on the old system. Advisors/Committee Members: Jen-Jsung Huang (chair), Pin-Yang Liu (committee member), William S. Chao (chair).

▼ Cette thèse étudie les chirurgies cosmétiques exceptionnelles le long des nœuds hyperboliques dans une 3-variété orientée. On utilise principalement l'homologie de Heegaard Floer, les invariant s de Casson, les résultats sur les chirurgies exceptionnelles puis les variétés de caractères dans PSL2(C). Nous y montrons certaines restrictions sur ces types de chirurgies. Pour les nœuds hyperboliques dans S3 on montre que la pente d'une telle chirurgie doit être ± 1 et que la variété obtenue est d'un type précis. À partir de cela on montre qu'il ne peut pas y avoir de chirurgies cosmétiques exceptionnelles le long de certaines familles de nœuds dans S3. Pour les nœuds hyperboliques dans une sphère d'homologie entière on donne une liste de résultats possibles. On prouve également que la 3-variété orientée obtenue à partir d'une chirurgie non-triviale sur un nœud non-trivial dans la sphère de Poincaré ne peut pas lui être homéomorphe en préservant l'orientation, comme conséquence on donne une réponse au problème du complément orientée d'un nœud dans Σ(2,3,5). Pour le cas plus général des sphères d'homologie rationnelles, on prouve que sous certaines conditions sur la variété des caractères dans PSL2(C), le nombre de pentes pouvant produire une chirurgie cosmétique dont la variété obtenue est une "petite variété de Seifert" est au plus deux. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : théorie des nœuds, 3-variétés, chirurgies de Dehn, nœuds hyperboliques.

▼ 

Le groupe de Cremona de rang 2 est le groupe des transformations birationnelles du plan projectif. Le but de cette thèse est d'étudier et de construire des espaces hyperboliques sur lesquels le groupe de Cremona agit et qui permettent de mettre en œuvre des méthodes provenant de la théorie géométrique des groupes. Il est connu depuis une dizaine d'année que le groupe de Cremona agit sur un espace hyperbolique H analogue au plan hyperbolique classique mais de dimension infinie. Dans un premier temps, nous montrons que le groupe de Cremona défini sur un corps quelconque n'est pas simple en le faisant agir sur cet espace hyperbolique. Ceci prolonge un résultat déjà connu dans le cas d'un corps de base algébriquement clos. Nous nous intéressons ensuite à un graphe construit par D. Wright sur lequel agit le groupe de Cremona. Nous montrons qu'il ne possède pas la propriété que nous souhaitions, à savoir qu'il n'est pas hyperbolique au sens de Gromov. Nous construisons également un domaine fondamental pour l'action du groupe de Cremona sur H via la méthode des cellules de Voronoï. Nous caractérisons les applications du groupe de Cremona qui correspondent à un domaine adjacent au domaine fondamental. Cela nous permet de prouver que le graphe de Wright est quasi-isométrique au graphe dual à ce pavage. Nous obtenons ainsi une manière de retrouver le graphe de Wright dans H. Nous montrons enfin qu'en modifiant ce graphe dual, nous obtenons un graphe hyperbolique au sens de Gromov. Dans une dernière partie, nous nous intéressons à une autre propriété naturelle qui est la propriété CAT(0). Nous construisons un complexe cubique CAT(0) de dimension infinie muni d'une action naturelle du groupe de Cremona.

The Cremona group of rank 2 is the group of birational transformations of the projective plane. The aim of this thesis is to study and build some hyperbolic spaces with a natural action of the Cremona group. We want these spaces to have good geometric properties in order to use methods coming from geometric group theory. It is known that the Cremona group acts on a hyperbolic space H which is similiar to the classical hyperbolic plane but in infinite dimension. First, using this action, we show that the Cremona group is not simple over any field. This extends previous results over an algrebraic closed field. Then we study the Wrigth's graph. We show that it doesn't have the property we are looking for, in the sense that it is not Gromov hyperbolic. We build a fundamental domain for the action of the Cremona group on H 8 via Voronoï's cells. We characterize birational tranformations that correspond to adjacent domains of the fundamental domain. This allows us to prove that the Wright's graph is quasi-isometric to the dual graph of this tessellation. It's give us a way of realizing the Wright's graph inside H. Finally, we show that by modifying the dual graph we obtain a Gromov hyperbolic graph. In the last part, we are interested in another classical property which is the CAT(0) property. We build an infinite dimensional CAT(0)…

Advisors/Committee Members: Lamy, Stéphane (thesis director).