Méthodes level-set et de pénalisation pour l'optimisation et le contrôle d'écoulements, .

Nd’ordre : 3828
THESE
PRESENTEE A
L’UNIVERSITE DE BORDEAUX
ECOLE DOCTORALE DE MATHEMATIQUES ET INFORMATIQUE
Par Frederic CHANTALAT
POUR OBTENIR LE GRADE DE
DOCTEUR
SPECIALITE : MATHEMATIQUES APPLIQUEES, CALCUL SCIENTIFIQUE
METHODES LEVEL-SET ET DE PENALISATION
^POUR L’OPTIMISATION ET LE CONTROLE
D’ECOULEMENTS
Soutenue le : 15 Juillet 2009.
Apres avis de :
Mr. Emmanuel CREUSE Professeur des Universites Universite de Lille Rapporteur
Mr. Eyal ARIAN Associate Technical Fellow Entreprise Boeing Rapporteur
Devant la commisson d’examen formee de :
Mme Elisabeth FOURNIER Ingenieur de Recherche Entreprise Renault Presidente
Mr. Eyal ARIAN Associate Technical Fellow Entreprise Boeing Examinateur
Mr. Ch-Henri BRUNEAU Professeur des Universites Universite de Bordeaux Examinateur
Mr. Emmanuel CREUSE Pr des Universites Ue de Lille Examinateur
Mr. Angelo IOLLO Professeur dessites Universite de Bordeaux Examinateur
Mr. Iraj MORTAZAVI Ma^ tre de Conferences Universite de Bordeaux RapporteurREMERCIEMENTS
A l’heure ou s’acheve la redaction de ce memoire, phase du travail scienti-
que qui, je dois l’avouer, ne me compte pas parmi ses plus inconditionnels
adeptes, j’eprouve enn un certain plaisir a ecrire quelques lignes. Sans doute
cela est-il du^ au fait que, bien que l’exercice des remerciements soit l’usage,
il ne rev^et aucun caractere contraignant ni formel. Je pro te donc de cet
espace de liberte pour exprimer ma sincere reconnaissance envers toutes les
personnes qui ont contribue a rendre cette experience de la these enrichis-
sante et formatrice, tant au niveau intellectuel qu’au niveau humain.
En premier lieu, l’expression de ma profonde gratitude est naturellement
dirigee vers mes co-directeurs de these, Angelo IOLLO et Charles-Henri BRU-
NEAU, sans qui ce travail n’aurait jamais pu aboutir, ni m^eme prendre nais-
sance a de nombreux points de vue. Tous deux ont sans aucune equivoque
contribue a eveiller mon gou^t pour les mathematiques appliquees et en par-
ticulier pour la recherche des les annees MATMECA, la relation avec Angelo
remontant a un projet de n d’etudes en or qui m’a permis de faire mes pre-
miers pas dans le monde de l’aerodynamique. La vision concrete qu’ils ont de
leur discipline m’a reellement encourage, car tout a fait conforme a l’idee que
je me fais de la science. Ils ont par ailleurs manifeste un soutien sans faille,
ici notamment Charles-Henri, lorsqu’il a fallu surmonter des problemes ad-
ministratifs qui auraient pu tout mettre a l’eau au milieu du projet. Je ne
peux enn que m’incliner devant leur extr^e^e^e^e^e^e^e^eme patience (la faute de
syntaxe est de rigueur) a mon egard et leur disponibilite, car en depit de
leurs emplois du temps surcharges, j’ai systematiquement trouve au moins
un bureau ouvert lorsqu’il s’agissait repondre aux nombreuses questions que
je me posais. Je les remercie de leur conance, de la motivation qu’ils ont su
m’insuer dans les moments plus compliques, et surtout des e orts entrepris
pour me faire prendre de la distance par rapport aux dicultes rencontrees
... Ils n’y sont probablement pas totalement parvenu, la faute a un sujet
quelque peu recalcitrant, mais ce recul sera certainement necessaire pour la
suite, au dela m^eme des considerations scientiques. Un seul maigre regret
subsistera dans ces 3 annees : ne jamais avoir pu trouver les Pyramides de
Gizeh... (comprenne qui pourra ! ! !)
Emmanuel CREUSE et Eyal ARIAN m’ont fait l’honneur de consacrer
un temps precieux a la lecture de ce memoire, d’autant plus precieux que larevision a du^ s’e ectuer dans des delais tres brefs et pour le second avec les
contraintes liees a la ma^trise d’une langue etrangere. Je tiens a les remercier
vivement de l’inter^et qu’ils ont pu porter a cette etude et aux perspectives
qu’elle pourra o rir.
Je souhaite egalement chaleureusement remercier Elisabeth FOURNIER,
en tant que presidente du jury, et egalement Patrick GILLIERON de Renault,
non seulement pour leur examen attentif de ce manuscrit, mais aussi pour les
eclairages avises et les informations rapides qu’ils ont pu fournir pour demar-
rer le contro^le par jets pulses. Leur reactivite et leur expertise industrielle,
essentielles a mon gou^t, n’ont fait que donner plus de valeur a ce travail.
Etant egalement intervenu dans cette collaboration avec le milieu automo-
bile, je ne veux surtout pas oublier Iraj MORTAZAVI, qui a manifeste tout
au long de ma scolarite universitaire une bienveillance remarquable. Outre
son appui scien