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In addition to conventional turbomachinery problems, both the behavior and performances of steam turbines are highly dependent on the vapour thermodynamic state and the presence of a liquid phase. EDF, the main French electricity producer, is interested in further developing its' modelling capabilities and expertise in this area to allow for operational studies and long-term planning. This PhD thesis explores the modelling of wetness formation and growth in a steam turbine and an analysis of the coupling between the liquid phase and the main flow unsteadiness. To this end, the work in this thesis took the following approach. Wetness was accounted for using a homogeneous model coupled with transport equations to take into account the effects of non-equilibrium phenomena, such as the growth of the liquid phase and nucleation. The real gas attributes of the problem demanded adapted numerical methods. Before their implementation in the 3D elsA solver, the accuracy of the chosen models was tested using a developed one-dimensional nozzle code. In this manner, various condensation models were considered, including both polydispersed and monodispersed behaviours of the steam. Finally, unsteady coupling effects were observed from several perspectives (1D, 1D − 3D, 3D), demonstrating the ability of the method of moments to sustain unsteady phenomena which were not apparent in a simple monodispersed model., Le bon fonctionnement et les performances des turbines à vapeur sont liés à l'état de la vapeur et notamment au taux d'humidité qu'elle contient. EDF souhaite pouvoir maîtriser les phénomènes spécifiques à ces problématiques afin d'améliorer l'utilisation et l'évolution de ses turbines. Le sujet de recherche concerne la modélisation de la formation de l'humidité dans un corps de turbine et l'étude des couplages entre la phase liquide et les instationnarités. Dans ce contexte, la démarche adoptée est la suivante : la présence d'humidité est prise en compte à l'aide d'un modèle homogène, couplé à des modèles de condensation permettant de prendre en compte les phénomènes hors-équilibre thermodynamique : le grossissement et la nucléation des gouttes d'eau dans la vapeur. Pour mener à bien les calculs, des méthodes numériques adaptées aux gaz réels ont été utilisées et testées à l'aide d'un code monodimensionnel avant d'être intégrées dans le code 3D elsA. Deux types de modèles de condensation ont été mis en œuvre, considérant ou non la polydispersion des gouttes dans la vapeur. Les couplages instationnaires entre la condensation et l'écoulement principal ont été étudiés à différents niveaux d'observations (1D, 1D − 3D, 3D). Il a été montré que la méthode des moments apporte une richesse supplémentaire par rapport à un modèle mono-dispersé, et permet de mieux capter les couplages instationnaires entre l'humidité et le champ principal.

Exact self-similar solutions of gas dynamics equations with nonlinear heat conduction for semi-infinite slabs of perfect gases are used for studying the stability of flows in inertial confinement fusion. Both the similarity solutions and their linear perturbations are computed with a multidomain Chebyshev pseudo-spectral method, allowing us to account for, without any other approximation, compressibility and unsteadiness. Following previous results (Clarisse et al., 2008; Lombard, 2008) representative of the early ablation of a target by a nonuniform laser flux (electronic conduction, subsonic heat front downstream of a quasi-perfect shock front), we explore here other configurations. For this early ablation phase, but for a nonuniform incident X-radiation (radiative conduction), we study a compressible and a weakly compressible flow. In both cases, we recover the behaviours obtained for compressible flows with electronic heat conduction with a maximal instability for a zero wavenumber. Besides, the spectral method is extended to compute similarity solutions taking into account the supersonic heat wave ahead of the shock front. Based on an analysis of the reduced equations singularities (infinitely stiff front), this method allows us to describe the supersonic heat wave regime proper to the initial irradiation of the target and to recover the ablative solutions which were obtained under a negligible fore-running heat wave approximation., Les solutions exactes autosemblables de l'hydrodynamique, avec conduction thermique non-linéaire, pour des gaz parfaits en milieu semi-infini, constituent une approche possible pour l'étude de la stabilité d'écoulements en fusion par confinement inertiel. Ces solutions et leurs perturbations linéaires, calculées 'a l'aide d'une méthode spectrale de Chebyshev multidomaine, permettent de rendre compte, sans autre approximation, du caractère compressible et instationnaire de ces écoulements. Suite aux résultats (Clarisse et al., 2008; Lombard, 2008) représentatifs de l'ablation précoce d'une cible par un flux laser non-uniforme (conduction électronique, front thermique subsonique précédé d'un choc quasi-parfait), nous explorons ici d'autres configurations. Pour cette même phase d'ablation, mais avec un rayonnement X incident non-uniforme (conduction radiative), nous traitons un écoulement compressible et un autre faiblement compressible. Dans les deux cas, nous retrouvons les comportements des écoulements compressibles obtenus en conduction électronique avec une instabilité maximale pour un nombre d'onde nul. D'autre part, la méthode spectrale est étendue au calcul de solutions autosemblables en tenant compte de l'onde thermique supersonique en amont du choc. Basée sur une analyse des singularités des équations réduites (front infiniment raide), cette méthode permet d'accéder au régime d'onde thermique supersonique propre à l'irradiation initiale d'une cible et de retrouver les solutions ablatives calculées antérieurement dans l'approximation de précurseur thermique négligeable.

Vertigo (V), dizziness (D) and unsteadiness (U) are common symptoms traditionally considered to result from different kinds of vestibular and non-vestibular dysfunctions. The prevalence of each symptom and how they relate to each other and to migraine, agoraphobia, motion sickness susceptibility (MSS), vaso-vagal episodes (VVE) and anxiety-depression (AD) was the object of this population-based study in north-eastern France. A self-administered questionnaire was returned by 2987 adults (age span 18-86 years, 1471 women). The 1-year prevalence for V was 48.3%, for U 39.1% and for D 35.6%. The VDU symptoms were correlated with each other, occurred mostly (69.4%) in various combinations rather than in isolation, less than once per month, and 90% of episodes lasted < or = 2 minutes and occurred < 1/month. The three symptoms were similar in terms of female predominance, temporary profile of the episodes and their link to falls and nausea. Symptom associations including I and symptom episodes of >1 hour increased the risk of falls. The number of drugs taken increased VDU even when controlling for age. Each VDU symptom was correlated with each co-morbidity. The risk factors were for agoraphobia: AD>female gender>VDU; for MSS: female gender>AD>migraine. Logistic regressions controlling for each vestibular symptom showed that V correlated with each co-morbidity, suggesting that V is a symptom as unspecific as the other two and that the three symptoms represent a spectrum resulting from a range of mechanisms or disorders, Le vertige (V), l'étourdissement (E) et l'instabilité (I) sont des symptômes fréquents, traditionnellement considérés comme ayant des étiologies vestibulaires et extra-vestibulaires différentes. La prévalence de chaque symptôme et la manière dont ils sont liés entre eux ainsi qu'avec la migraine, l'agoraphobie, la susceptibilité au mal des transports (SMT), le malaise vagal (MV), l'anxiété/dépression (AD) et la prise de médicaments, ont été l'objet de cette étude. Un questionnaire auto-administré a été complété par 2897 adultes de la population lorraine, âgés de 18 à 86 ans, dont 1471 femmes. La prévalence sur un an du V était de 48,3%, celle de l'I de 39,1% et celle de l'E de 35,6%. Les VEI étaient corrélés entre eux et apparaissaient en général en diverses combinaisons (69,4%) ; 90% des épisodes de VEI avaient une durée inférieure ou égale à 2 mn et une fréquence < 1/mois. Les trois symptômes étaient similaires concernant leur prédominance féminine, le profil temporaire des épisodes et le lien avec les chutes et les nausées. Les VEI augmentaient avec le nombre de médicaments indépendamment de l'âge. Chaque VEI était corrélé avec chaque co-morbidité. Les facteurs de risque étaient pour l'agoraphobie : AD>sexe féminin>VEI, pour la SMT : sexe féminin > AD > migraine. En ajustant sur les trois VEI entre eux, le V reste un facteur de risque significatif pour chaque co-morbidité, suggérant que le V est un symptôme aussi peu spécifique que les deux autres et que les VEI représentent un spectre de symptômes résultant de diverses causes

An interaction between an oblique shock wave and a fully developed turbulent boundary layer on a flat plate, at Mach number 2.3, has been studied experimentally.This kind of interaction, for strong enough shock waves, induces separation and reattachment of the boundary layer, and is characterized by a strong unsteadiness at low frequencies. The origin of this low frequency motions is not well known. It has been partly characterized experimentally in previous studies, and common features have been observed between the present interaction, others configurations (compression ramps, blunt fins, etc...) and subsonic separation, suggesting that the governing mechanisms of the unsteadiness are of same nature.In this work, Particle Image Velocimetry (PIV) has been used in order to describe the spatial organization of this interaction. A strong statistical link has been shown between the low frequency unsteadiness of the separation shock and the successive contractions/dilatations of the detached bubble. The proposed interpretation is that the large scale movements of the separation shock is linked to the low frequency pulsations of the recirculating bubble, associated with an intermittent fluid realimentation.An aerodynamic model is proposed and determines the main parameters which influence the time scale of the phenomenon. In particular, this model gives the typical frequency for the unsteady reflected shock. This model has been applied for several experimental configurations, for Mach numbers from 0 to 5, and shows a good agreement with measurements.; Une interaction entre une onde de choc oblique et une couche limite turbulente sur plaque plane, à un nombre de Mach de 2.3 a été étudiée expérimentalement.Ces interactions, pour des ondes de choc assez fortes, engendrent le décollement et le recollement de la couche limite, et sont le siège d'instationnarités basses fréquences dont les origines sont mal connues. Ces instationnarités ont été caractérisées expérimentalement en partie dans des travaux précédents, et des similarités entre l'interaction étudiée ici et d'autres configurations d'interactions ainsi qu'avec les décollements de couche limite subsonique ont été mis en évidence, suggérant que les mécanismes responsables des instationnarités sont de même nature.Pour ces travaux, la Vélocimétrie par Imagerie de Particules (PIV) a été utilisée afin de décrire spatialement l'organisation longitudinale et transversale de cette interaction. L'exploitation des mesures a mis en évidence un lien statistique fort entre les mouvements basses fréquences du choc réfléchi et les contractions/dilatations successives du bulbe décollé. L'interprétation proposée est que les grands mouvements du choc sont liés aux pulsations basses fréquences du décollement, associées à sa réalimentation intermittente en air frais.Un modèle aérodynamique en a été déduit et permet de préciser les principaux paramètres contrôlant l'échelle de temps du phénomène. En particulier, il permet de déterminer la fréquence des battements du choc. Ce modèle a été appliqué aux interactions sur plaques planes ainsi que pour d'autres configurations expérimentales, pour un éventail de nombres de Mach allant de M=0 à 5, et montre un bon accord avec les mesures.

An interaction between an oblique shock wave and a fully developed turbulent boundary layer on a flat plate, at Mach number 2.3, has been studied experimentally.This kind of interaction, for strong enough shock waves, induces separation and reattachment of the boundary layer, and is characterized by a strong unsteadiness at low frequencies. The origin of this low frequency motions is not well known. It has been partly characterized experimentally in previous studies, and common features have been observed between the present interaction, others configurations (compression ramps, blunt fins, etc...) and subsonic separation, suggesting that the governing mechanisms of the unsteadiness are of same nature.In this work, Particle Image Velocimetry (PIV) has been used in order to describe the spatial organization of this interaction. A strong statistical link has been shown between the low frequency unsteadiness of the separation shock and the successive contractions/dilatations of the detached bubble. The proposed interpretation is that the large scale movements of the separation shock is linked to the low frequency pulsations of the recirculating bubble, associated with an intermittent fluid realimentation.An aerodynamic model is proposed and determines the main parameters which influence the time scale of the phenomenon. In particular, this model gives the typical frequency for the unsteady reflected shock. This model has been applied for several experimental configurations, for Mach numbers from 0 to 5, and shows a good agreement with measurements., Une interaction entre une onde de choc oblique et une couche limite turbulente sur plaque plane, à un nombre de Mach de 2.3 a été étudiée expérimentalement.Ces interactions, pour des ondes de choc assez fortes, engendrent le décollement et le recollement de la couche limite, et sont le siège d'instationnarités basses fréquences dont les origines sont mal connues. Ces instationnarités ont été caractérisées expérimentalement en partie dans des travaux précédents, et des similarités entre l'interaction étudiée ici et d'autres configurations d'interactions ainsi qu'avec les décollements de couche limite subsonique ont été mis en évidence, suggérant que les mécanismes responsables des instationnarités sont de même nature.Pour ces travaux, la Vélocimétrie par Imagerie de Particules (PIV) a été utilisée afin de décrire spatialement l'organisation longitudinale et transversale de cette interaction. L'exploitation des mesures a mis en évidence un lien statistique fort entre les mouvements basses fréquences du choc réfléchi et les contractions/dilatations successives du bulbe décollé. L'interprétation proposée est que les grands mouvements du choc sont liés aux pulsations basses fréquences du décollement, associées à sa réalimentation intermittente en air frais.Un modèle aérodynamique en a été déduit et permet de préciser les principaux paramètres contrôlant l'échelle de temps du phénomène. En particulier, il permet de déterminer la fréquence des battements du choc. Ce modèle a été appliqué aux interactions sur plaques planes ainsi que pour d'autres configurations expérimentales, pour un éventail de nombres de Mach allant de M=0 à 5, et montre un bon accord avec les mesures.

This dissertation in Fine Arts questioned about the undetected of our creations, in space, in time or physically and is an invitation to observe what is easily missed, that touches and goes through us, without our noticing. It is a study on subtle power and how it influences certain movements, plastic, poetic and scientific practices. The first part will focus on metaphors surrounding the thread and the acrobat, they become the model to reflect upon the potential of the unnoticeable and to consider an active form of disorientation. On the one hand, structure made of thread and wefts of fabric allow us to think the value of empty spaces since it is these gaps that are responsible for the suppleness, the resistance or the opacity of the fabric. Then the interstice, the interval or the in-between become essential. On the other hand, the tightrope walker is the one acting on the rope. He is in a risky position, struggling with disequilibrium, doubts, hesitations and he needs to renew his attention after each step according to his physical feelings and atmospheric conditions. The metaphors of the tightrope walker creates an imaginary scenario of our own disorientations in front of what evades us, at the edge of our space, rhythm, vision or listening, which is not easily perceptible. The second part points out elements in our environment which make us become tightrope walkers by inducing unsteadiness and disorientation. What are the physical, physiological, psychological or social conditions for disequilibrium ? What can be accommodated at the limit of our space, at the edge of our vision and in the depth of our hearing ? How certain actions broaden our vision towards the unnoticeable of our environment and to reveal its potential ?; Ce travail doctoral en arts plastiques interroge les enjeux du non perçu de nos constructions spatiales, temporelles ou physiques et propose d’observer ce qui nous échappe, mais que nous vivons, ce qui nous touche ou nous traverse sans que nous le sentions. Il s’agit d’une étude du pouvoir discret de la contrepartie et de la manière dont certains gestes, certaines pratiques plastiques, poétiques, scientifiques la mettent en jeu. Une première séquence est consacrée aux métaphores du fil et du funambule, ils deviennent les modèles à partir desquels il est possible de penser les potentialités de l’inaperçu et d’envisager une forme de désorientation active. D’une part, la structure faite de fils de chaîne et de fils de trame du tissu permet de penser la valeur opératoire du vide. Cela, parce que c’est l’espace entre les fils de chaîne et les fils de trame qui induit la qualité de souplesse, de résistance ou d’opacité du tissu. C’est alors que l’interstice, l’intervalle ou l’entre-deux devient décisif. D’autre part, le funambule est celui qui agit sur le fil. Il adopte une posture risquée, éprise de déséquilibres, de doutes, d’hésitations, d’une attention qui doit être renouvelée à chaque pas au gré de ses sensations physiques et des conditions atmosphériques. Alors, les métaphores du fil et du funambule créent la scène imaginaire de nos propres désorientations face à ce qui se dérobe, face à ce qui, aux marges de nos espaces, de nos rythmes, de notre écoute ou de notre vision, ne se laisse pas facilement saisir. Une deuxième séquence s’efforce de pointer ce qui, dans notre environnement, fait de nous des funambules, ce qui nous déséquilibre ou nous désoriente. Quelles sont nos conditions physiques, physiologiques, psychologiques ou sociales du déséquilibre ? Qu’est-ce qui se loge au seuil de nos espaces, à la lisière de notre vision, au fond de notre écoute ? Comment certains gestes, certaines pratiques ouvrent notre regard à l’inaperçu de notre environnement et en révèlent les potentialités ?