Thèses sur le sujet « Couches Rouges »

La production de l’huile de palme génère plusieurs déchets dont les coques de noix de palmistes (CNP). Face à l’épuisement des ressources naturelles, utilisables en technique routière, la valorisation des déchets agricoles comme les coques de noix de palmiste constitue une solution alternative d’avenir pour les pays producteurs du palmier à huile. Cette thèse étudie l’utilisation des coques de noix de palmiste comme agrégat grossier dans la formulation des composites, proposables comme matériaux de couches d’assises des chaussées à faible trafic. La première partie du manuscrit traite de l’élaboration des mélanges des coques de noix de palmiste et de la terre de barre (terre latéritique abondante dans le sud du Bénin) pour une utilisation en couche de fondation. Les proportions volumiques de chaque composite sont déterminées par la loi parabolique de Fuller-Thompson. Au laboratoire, les essais géotechniques sur le sol latéritique et sur les composites ont montré que l’ajout de 61% des CNP à la terre de barre augmente l’indice CBR de 76% à 95% de l’optimum Proctor Modifié. L’ajout de 15% de sable lagunaire dans la formulation a permis de réduire la plasticité de 29%. Ainsi, le composite (39 % de sol latéritique + 61 % de CNP) avec un indice CBR égal à 30 et le composite (45 % de sol latéritique, 40 % de CNP et 15 % de sable de lagune) avec un indice CBR égal à 41 sont utilisables en couche de fondation des routes à faible trafic. La deuxième partie est consacrée au remplacement dans un béton bitumineux semi grenu 0/10 utilisable en couche de roulement des gros granulats classiques par les coques de noix de palmiste. Les différentes compositions granulaires sont obtenues par le modèle d’empilement compressible de De Larrard. La tenue à l’eau, étudiée à travers l’essai de Duriez montre que les CNP peuvent remplacer les granulats grossiers dans les enrobés des chaussées à faible trafic. La valorisation des coques de noix de palmistes en technique routière, constitue une grosse solution technico- économique dans le désenclavement des milieux ruraux des pays tropicaux et surtout pour le transport des produits des zones de production vers celles de transformation et de consommation
The production of palm oil generates several wastes including palm kernel shells (PKS). Facing the depletion of natural resources that can be used in pavement construction, the recovery of agricultural waste such as palm kernel shells is an alternative solution for the future for oil palm producing countries. This thesis studies the use of palm kernel shells as coarse aggregate in the formulation of composites materials. The latter can be used as subbase course materials for low-traffic pavements. The first part of the manuscript deals with the production of mixtures of palm kernel shells and lateritic soil (lateritic soil abundant in the south of Benin) for use as a foundation layer. Parabolic law of Fuller-Thompson is utilized to determine the volume proportions of each composite. In the laboratory, geotechnical experiments on lateritic soil and on composites have shown that the addition of 61% PKS increases the CBR index from 76% to 95% of the Modified Proctor optimum. The addition of 15% lagoon sand in the formulation decreases the plasticity by 29%. Thus, the composites with a CBR index of 30 (39% lateritic soil + 61% PKS) and 41 (45% lateritic soil, 40% PKS and 15% lagoon sand) can be used in the foundation layer for low traffic roads. The second part focuses on the substitution of the traditional coarse aggregates by palm kernel shells in a semi-grained bituminous concrete 0/10. This type of asphalt is usable in surface wearing course. The different granular compositions are obtained by the compressible stacking model of De Larrard. The moisture resistance, studied through the Duriez test, shows that PKS can be a good alternative of coarse aggregates in lightly trafficked pavement mixes. The valorization of palm kernel shells in transportation technology is a major technical and economical solution to provide a better access to the rural areas in tropical countries. Especially, it can be useful for the transport of products from production areas to those of processing and consumption

Le réseau routier du futur ne sera pas simplement un système de transport pour les utilisateurs et les biens, mais aussi une technologie pour la récupération d'énergie, profitant des surfaces existantes. Cette thèse traite de la formulation d'une couche semitransparente pour les routes solaires. La nouvelle surface est un matériau composite constitué de granulats de verre lié entre eux par une colle polyuréthane. A l’heure actuelle il n'existe aucune préconisation pour l’emploi de liant polyuréthane sur les couches de surface. Pour cette raison, 4 colles polyuréthanes sont caractérisé en termes de cinétique de polymérisation et de propriétés viscoélastiques. La recherche se focalise ensuite sur la formulation de la couche semi-transparente en se basant sur trois méthodes/techniques: la compacité de l’empilement granulaire, le plan d’expérience et la technique de l’enduit superficiel. L'objectif est l'optimisation à la fois optique et mécanique du matériau, dans la perspective d'une application à l’echelle 1. La dernière étape est la compréhennsion du vieillissement de la colle par le rayonnement solaire au moyen des techniques FTIR, DSC et rhéomètre rotationnel. La formulation de la couche semi-transparente est une étape importante vers la réalisation de la "route hybride", un système dédié à la récupération d'énergie né de l'union d'une route photovoltaïque avec un milieu poreux capable d'extraire de l'énergie temrique au moyen d'un fluide caloporteur
The road network of the future will be not only a transportation system for people and goods, but also a technology able to harvest energy from the Sun exploiting existing surfaces. This manuscript deals with the mixdesign of a semi-transparent layer for solar roads. The novel surface is a composite material given by recycled glass aggregates bonded together using the polyurethane. At present, there are no specifications or guidelines for the use of the polyurethane in solar roads. In the light of this, the polyurethane is characterized in terms of curing kinetic and viscoelastic behavior performing the DSR and the DMA. The research also focuses on the mix-design of the semi-transparent layer based on three methods/techniques: the packing density, the fraction factorial design and the surface dressing. The objective is to optimize the optical and mechanical performance of the mixture, in the prospective of a full scale application. Finally, the aging of the polyurethane because of the UV exposition is investigated by means of the FTIR, the DSC and the rotational rheometer test. The mix-design of the semi-transparent layer is an important step towards the manufacture of the “hybrid road”, a road energy harvesting system obtained by the union between a concrete porous medium used as solar collector with a photovoltaic road

La gestion de quantités importantes de sédiments issus des opérations de dragage de barrage et curage de rivières est un défi économique et environnemental majeur. Une alternative écologique au stockage ou au rejet en mer est à envisager afin de valoriser cette grande quantité de matière première potentielle. Ces matériaux peuvent intéresser la filière du génie civil et plus particulièrement les travaux routiers. Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à la valorisation des sédiments de dragage du barrage de Kherrata et de l’oued de la Soummam. Dans un premier temps nous avons caractérisé d'un point de vu physique, minéralogique et mécanique les deux sédiments étudiés. Cette caractérisation a révélé que pour valoriser les sédiments il est nécessaire d'améliorer leurs propriétés mécaniques. Pour ce faire nous avons choisi de les traiter à l'aide de liants hydrauliques (chaux éteinte et ciment). Une étude paramétrique non exhaustive a été réalisée en faisant varier le pourcentage de liants dans les sédiments. Nous nous sommes également intéressés à l'influence des correcteurs granulométriques sur le comportement mécanique. Les traitements, à la chaux ou aux ciments permettent d'améliorer les résistances mécaniques. Toutefois, le traitement au ciment à l'avantage d'être plus intéressant en termes de dosage incorporé et durée du traitement. Du point de vue de la durabilité le traitement au ciment des sédiments est plus approprié et permet d'obtenir un matériau en conformité avec le GTR pour être utilisé en couche de forme de chaussée
Management of large volume of sediment from the dam and river dredging is important economic and environmental challenge. An ecological alternative of storage or disposal at sea must be considered in order to develop this raw material. These sediments are interesting in civil engineering particularly for the roadworks sector. In this thesis we focused on dredging materials of Kherrata and Wadi Soummam.We studied the physical characteristic, mineralogical and mechanical of sediments. This characterization showed that it is necessary to improve their mechanical properties if we hope to used sediments on roadworks. For that we have chosen to realized an hydraulic treatement with binder (hydrated lime and cement). A non-exhaustive parametric study was conducted by varying percentage of binder in sediment. We are also interested to the influence of particle size correctors on the mechanical behavior. The treatment with lime or cement can improve the mechanical caracteristic. However, cement treatment offers the advantage to be more interesting in terms of incorporated dosage and length of treatment. From the durability point of view cement treatment of our sediment is more appropriate and provides a final material to be used in subgrade layer in accordance with the GTR reglementation

Les écoulements sur parois rugueuses apparaissent dans de nombreuses situations environnementales ou industrielles, notamment dans l'aéronautique. Par rapport au cas idéal d'une paroi lisse, une augmentation de traînée et du flux de chaleur pariétal, susceptible de dégrader les performances d'un système (aile, machine tournante...), est induite par les rugosités. La prise en compte des effets des rugosités est ainsi souhaitable dans tout processus de conception. Plusieurs approches permettent de modéliser les effets de ces rugosités. Dans le cadre de cette étude, on considère la Méthode par Eléments Discrets Rugueux (DERM). Celle-ci, dont l'objectif est représenter de manière moyennée l'influence d'une paroi rugueuse sur un écoulement, est obtenue en appliquant une moyenne de volume et d'ensemble aux équations de Navier-Stokes. De nouveaux termes, notamment de traînée des rugosités et de tensions turbulentes et dispersives, apparaissent alors dans les équations. Cette étude consiste donc à proposer des pistes de fermeture pour ces termes. Pour ce faire, une campagne de mesures par LDV est réalisée afin de caractériser un écoulement de couche limite turbulente sur paroi rugueuse. Un accent particulier est accordé à l'obtention de mesures au plus près des rugosités, notamment dans leurs sillages, là où la littérature est pauvre en données. Une base de données numérique d'écoulements de canal turbulents sur paroi rugueuse est également constituée à l'aide de simulations RANS réalisées sur des rugosités résolues. Les résultats numériques sont confrontés aux mesures afin de s'assurer qu'ils sont bien représentatifs de l'écoulement réel. Ils sont enfin analysés afin de mettre en lumière le comportement des termes de l'approche DERM et de construire des modèles de fermeture
Turbulent flows over rough walls can be found in various environmental and engineering situations. Focusing on aeronautical applications, unwanted rough surfaces are likely to decrease the overall efficiency of a system, skin friction, and heat transfer coefficients being generally increased compared to ideal smooth-wall situations. A careful account of the aerodynamic effects induced by surface roughness is therefore important in a design process, and several prediction strategies may be considered. The Discrete Element Roughness Method (DERM) is considered in the present study. This approach aims at resolving the averaged roughness effects and is derived by ensemble- and volume-averaging the Navier–Stokes equations, yielding three unknown terms in the momentum equation: the Reynolds stress and dispersive stress tensors and the average drag force acting on the roughness elements. The present work aims at proposing guidance for their modelling. First, a LDV measurement campaign was conducted to investigate turbulent boundary layer flows over rough surfaces. Measurements were especially performed within the roughness wake regions, that are not extensively investigated in the literature. Second, RANS simulations of turbulent channel flows over resolved rough surfaces were performed. The numerical results were then compared to the experimental data to assess the validity of the RANS simulations. Finally, these numerical results were analysed to highlight the behavior of the specific DERM terms and propose guidance for their modeling

Ce memoire a pour objet la generalisation de la reflectivite infra-rouge dans la caracterisation des semiconducteurs iii-v en l'ameliorant par un traitement informatique des fichiers de mesures et par l'utilisation des techniques de minimisation dans l'ajustement des spectres. Une methode de calcul a ete proposee pour faire les conversions frequence plasma-densite de porteurs et temps de relaxation-mobilite dans le cas du gasb de type n. Afin de proceder au traitement des donnees experimentales, une procedure est mise en uvre pour transferer les fichiers de mesures du spectrometre vers un ordinateur puissant sun 3/160 sous format ascii. La methode a ete ensuite appliquee a la caracterisation des composes binaires, ternaires et quaternaires, echantillons massifs et couches epitaxiees sur substrats conducteur et semi-isolant; determination de la densite et de la mobilite de porteurs libres ainsi que la determination des parametres des phonons dans le cas des composes ternaires et quaternaires. Les resultats obtenus pour un certain nombre d'echantillons sont presentes et compares a ceux donnes par les mesures de hall et dans la litterature

Dans le bassin de Franceville (Gabon), les sédiments détritiques non-métamorphosés d’âge Paléoprotérozoïque (2,15 Ga) des formations FA et FB ont fait l’objet d’une étude faciologique, pétrographique et géochimique. L’objectif était de déterminer l’origine de ces matériaux clastiques et des minéralisations uranifères associées, mais aussi d’en retracer l’histoire diagénétique à travers l’évolution des paléoconditions rédox et des fluides qui les ont percolés.La pétrographie des faciès montre que la minéralogie et la texture initiales de ces sédiments ont été fortement modifiées au cours de la diagenèse précoce. Au toît de la formation FA, les quartz-arénites faiblement granoclassées ont été très tôt cimentées par du quartz, s’opposant ainsi à l’action ultérieure de la diagenèse d’enfouissement. Dans les arènes arkosiques, la séquence paragénétique liée aux ciments authigènes suggère que les interactions fluides-roches ont été polyphasées et que les éléments chimiques nécessaires à leur précipitation trouvent leur origine dans l’altération de minéraux détritiques. Pour un ensemble lithologique donné, les effets de la diagenèse varient peu d’un faciès à l’autre, ce qui indique un fort contrôle des paramètres initiaux tels que la minéralogie, la texture et la composition du fluide poral. Par conséquent, ces faciès sédimentaires nous informent directement sur les propriétés hydrologiques qui régnaient dans le bassin sédimentaire, et sur la nature de la diagenèse précoce qui les a affectés.Les données pétrographiques et géochimiques montrent que la précipitation de l’hématite en lits ferrugineux a débuté juste après le dépôt des sédiments, dont l’altération des minéraux primaires a libéré le fer, plus tard redistribué durant la diagenèse. Ainsi, la mise en évidence d’une corrélation positive entre les valeurs de "delta" 56Fe et les rapports Fe/Mg mesurés sur échantillon total suggère que le fer se répartit entre deux pôles que sont l’hématite authigène et les silicates porteur du fer. En revanche, l’absence de relation entre les rapports Fe3+/FeT et les compositions isotopiques du fer démontre que des oxydes riches en isotopes lourds du fer préexistaient dans les sédiments lorsque la diagenèse précoce a débuté. Le fer présent initialement à l’état réduit dans des faciès sédimentaires verts s’est progressivement oxydé au cours de la diagenèse, processus à l’origine de la formation des lits ferrugineux.Dans la formation FA du Bassin de Franceville, les gisements uranifères résultent de la libération de l’uranium contenu à l’origine dans les grès oxydés des dépôts fluviatiles inférieurs puis de sa migration et de son piégeage dans les grès réduits et les mudstones silteux des formations de deltas de marée supérieures, où il s’est concentré par un mécanisme de type roll-front.L’analyse des éléments chimiques majeurs et traces des formations FA et FB indique que leurs matériaux constitutifs trouvent leur source dans des roches ignées felsiques. Tandis que les diagrammes de terres rares normalisés aux chondrites, les anomalies négatives en Eu et les rapports GdN/YbN plaident plus précisément en faveur des roches archéennes et paléoprotérozoïques. Enfin, des diagrammes discrimants et des rapports en éléments majeurs et traces montrent que, si la plupart des grès de la formation FA se sont déposés sur une marge passive, les mudstones et les grès fins des formations FA et FB ont sédimenté sur une marge continentale active en relation avec la tectonique paléoprotérozoïque de la Ceinture orogénique du Centre-Ouest de l’Afrique
The FA and FB Formations clastic sediments have been subjected to detailed facies, petrographic, and geochemical analyses in relation to diagenesis, fluid flow, paleo-redox conditions, provenance, and uranium mineralization during the evolution of the unmetamorphosed Paleoproterozoic (ca 2.15 Ga) Franceville Basin, Gabon. Lithofacies analyses in combination with petrographic studies indicate that the original mineralogical and textural properties of the sediments have been greatly modified during diagenesis. The moderately sorted quartz arenite at the top of FA underwent early quartz cementation; thus preventing it from subsequent burial diagenetic processes. The inferred paragenetic sequence of authigenic cements in the arkosic arenites suggest a multiphase of fluid-rock interactions with most of the ions needed for their precipitations likely sourced during alteration of detrital precursors. The observed slight variations in the diagenetic pathways in different lithofacies associations are closely related to primary mineralogy, texture, and nature of pore fluid. This relationship suggests that depositional facies can provide an insight into the diagenetic pathways and hydrologic properties of sediments in sedimentary basins. Petrographic features coupled with whole rock geochemical and iron isotope analyses suggest that hematite precipitation in the red beds started after sediment deposition with the iron internally derived by alteration of iron-bearing minerals and redistributed during late diagenesis. Positive correlation between Fe/Mg ratio and "delta" 56Fe values of bulk samples suggests mixing relationship with end members being authigenic hematite and iron-bearing silicates. The lack of relationship between Fe3+/FeT ratios and iron isotope compositions suggest that the isotopically heavy iron oxide was already present in the sediments during early diagenesis, and was incorporated into green (reduced) facies that likely replaced red facies during diagenesis or burial. Uranium released from the lower, fluvial oxidized sandstones and added to the reduced sandstones and silty mudstones in the upper tidal-deltaic sediments potentially resulted in a uranium mineralization of a roll-front type in the FA Formation of the Franceville Basin. Major and trace element geochemical data for the FA and FB formation are consistent with sediments derived exclusively from felsic igneous source. Chondrite-normalized patterns with high LREE/HREE ratios, negative Eu anomalies, and GdN/YbN ratios favour mixture of Archean and Post-Archean felsic sources. Discriminant diagrams and elemental ratios of major and trace elements suggest deposition of most of the FA sandstone in a passive margin, while the mudstones and fine-grained sandstones of FA and FB were deposited in an active continental margin during Paleoproterozoic tectonic regimes of the West Central African Belt

Des mesures de reponse spectrale dans la gamme (0,4 ev a 2 ev) ont ete effectuees sur des homojonctions gasb#n/gasb#p, ga#1##xin#xsb#n/ga#1##xin#xsb#p, ga#1##xal#xsb#p/ga#1##xal#xsb#n deposees sur un substrat de gasb et des hetero-structures ternaires ga#1##xin#xsb#p/gasb#n et quaternaires avec effet fenetre gasb#p/ga#1##xin#xas#1##ysb#y#n/gasb#n. Des modeles theoriques sur le calcul du rendement quantique de ces dispositifs sont proposes. En s'appuyant sur les resultats de la simulation et en accordant les spectres experimentaux aux spectres theoriques, on determine les valeurs des parametres photoelectriques (longueurs de diffusion, les vitesses de recombinaison en surface. . . ) intervenant dans le rendement quantique

Cette thèse conclut 3 années d'études doctorales sur le "dépôt de couches atomiques (ALD) de nitrure de bore (BN)". Le but de ce travail a été d'adapter la voie des céramiques dérivées de polymères (PDC) à la technique ALD pour la croissance de films minces de h-BN et l'élaboration de nanostructures fonctionnelles. Tout d'abord, un nouveau procédé d'ALD sans ammoniac en deux étapes, comprenant une croissance par ALD à basse température (80 °C) de polyborazine (PBN) à partir de 2,4,6-trichloroborazine et d'hexaméthyldisilazane suivi un traitement thermique à haute température sous atmosphère contrôlée a été développé. Ainsi, des films minces uniformes et homogènes de BN ont pu être déposés sur divers substrats. Le caractère autolimité des réactions mises en jeu ainsi que l'homogénéité des films sur des supports très structurés ont été vérifiés. De ce fait des nanostructures fonctionnelles BN ont été réalisées à partir de substrats ou de templates de dimensionnalité variée. Leurs applications en tant que revêtements protecteurs et comme filtres et éponges absorbantes pour purifier les eaux polluées par des hydrocarbures ont en particulier été étudiées. Enfin, un deuxième procédé ALD basse température (85-150°C) utilisant le tri(isopropylamino)borane et la méthylamine comme précurseurs a été préalablement étudié afin de confirmer l'adaptabilité de la voie PDC et la technique ALD. Des films minces de BN ont été obtenus sur des substrats plans et il a été prouvé que les vapeurs de tri(isopropylamino)borane peuvent infiltrer des fibres de polyacrylonitrile électrofilées.Ce travail a été entièrement réalisé à l'Université de Lyon et a reçu le soutien financier du China Scholarship Council (CSC) pour la bourse de doctorat ainsi que de l'Agence Nationale de la Recherche (projet n° ANR-16-CE08-0021-01)
This thesis achieves 3 years of PhD studies on “Atomic layer deposition (ALD) of boron nitride (BN)”. The aim of this PhD work is to adapt the polymer derived ceramics (PDCs) route to the ALD technique for h-BN thin film growth and elaboration of functional nanostructures. A novel two-step ammonia-free ALD process, which includes ALD deposition of polyborazine at low temperature (80 °C) from 2,4,6-trichloroborazine and hexamethyldisilazane followed by post heat treatment under controlled atmosphere, has been established. Conformal and homogeneous BN thin films have been deposited onto various substrates. The self-limitation of the reactions on flat substrates and the conformality of the films on structured substrates have been verified. Functional BN nanostructures have thus been fabricated using substrates or templates with different dimensionalities. In particular, their applications as protective coatings as well as filter and absorber to purify polluted water from organic/oil hav e been investigated. Finally, a second low temperature (85-150 °C) ALD process using tri(isopropylamine)borane and methylamine as precursors has preliminary been studied in order to confirm the adaptability of PDCs route to ALD technique. BN thin films have been grown onto flat substrate and it has been proven that tri(isopropylamino)borane vapor can infiltrate into electrospun polyacrylonitrile fibers.This work was carried out at University of Lyon and financially supported by the National Research Agency (project n° ANR-16-CE08-0021-01)

Le biofilm épilithique (anciennement périphyton), agrégat phototrophe d’organismes se développant sur le fond des cours d’eau, joue un rôle essentiel dans le fonctionnement des hydroécosystèmes fluviaux comme la Garonne. Pour améliorer la modélisation à l’échelle du tronçon de rivière de ces systèmes, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques locales de l’écoulement notamment pour la prédiction de l’évolution de la biomasse. Les méthodes expérimentales actuelles ne permettent pas d’accéder aux grandeurs hydrodynamiques locales proches du fond rugueux, dans la zone dite de ’canopée’. Le travail présenté ici vise donc à compléter ces résultats par des simulations numériques directes, avec une méthode de frontières immergées, d’écoulements turbulents de couche limite hydrauliquement rugueuse formée d’hémisphères. L’objectif est double : il s’agit d’une part de mettre en relation les motifs de colonisation et la croissance du biofilm observés expérimentalement aux caractéristiques locales de l’écoulement, et d’autre part, de quantifier les flux d’espèces chimiques entre la canopée et la pleine eau et ce, en fonction du type d’arrangement des obstacles formant le fond, du confinement et du nombre de Reynolds rugueux. Après avoir validé la méthode numérique sur des cas proches de ceux rencontrés dans les expériences, et vérifié que les grandeurs hydrodynamiques moyennes et turbulentes dans la pleine eau sont en bon accord avec les résultats expérimentaux, plusieurs campagnes de simulations ont été réalisées pour deux types d’arrangements du fond (aligné et décalé), plusieurs confinements et une gamme de nombre de Reynolds rugueux représentatifs des écoulements en rivière. Ce travail a pu mettre en évidence que le biofilm colonise préférentiellement les zones de faible cisaillement local et un critère de colonisation a été déterminé. Des simulations avec transfert d’espèce chimique ont été réalisées pour différentes valeurs du nombre de Schmidt et ont permis de quantifier les flux d’échange en fonction de ce paramètre.

Le PbZr₁₋ₓTiₓO₃ (PZT) est une pérovskite mixte possédant de nombreuses propriétés, dont certaines sont déjà utilisées dans l’industrie, ce qui en fait un matériau encore très étudié à l’heure actuelle, malgré la toxicité du plomb et de ses oxydes. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la spectroscopie d’absorption IR de ce composé, tant au niveau expérimental que théorique. Nous avons donc réalisé des modélisations, via le code de calcul CRYSTAL basé sur les méthodes de Combinaison Linéaire d’Orbitales Atomiques et de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (LCAO-DFT) périodique, afin d’aider à l’interprétation des spectres expérimentaux réalisés sur la ligne AILES du synchrotron SOLEIL. Dans ce but, nous avons commencé par modéliser les composés de base du PZT : le PbTiO₃ (PT) et le PbZrO₃ (PZ). Nos résultats reproduisant très bien les données de la littérature sur ces deux composés, nous avons pu faire une analyse fine de leur spectre d’absorption IR. D’autre part, leur modélisation nous a permis de déterminer des paramètres de calcul transférables (base et fonctionnelle notamment) et de les appliquer sur le PZT en utilisant la méthode de la supermaille, couplée à une analyse statistique. Les résultats obtenus sont prometteurs pour l’interprétation, car tout à fait comparables aux spectres expérimentaux. Afin de nous rapprocher au mieux du cristal réel de PT, nous nous sommes intéressés à la modélisation de couches ultraminces et de lacunes d’oxygène, dans le but de voir leur effet sur le spectre d’absorption IR du PT
PbZr₁₋ₓTiₓO₃ (PZT) is a complex perovskite that has many properties, some of which are already used industrially. Thus, in spite of the toxicity of lead and its oxides, this material is still under extensive investigation. In this thesis, we are interested of both experimental and theoretical IR absorption spectroscopy of this compound. To do so, we used the CRYSTAL code, based on the Linear Combination of Atomic Orbitals method and periodic Density Functional Theory (LCAO-DFT) in order to facilitate the interpretation of experimental spectra, recorded on the AILES beamline of synchrotron SOLEIL. In this goal, we first studied the two building blocks of PZT: PbTiO₃ (PT) and PbZrO₃ (PZ). Our results are in very good agreement with what has already been done in the literature. We, thus, could carry out a precise interpretation of their absorbance spectra. Moreover, transferable parameters (in particular the basis set and the functional) have been determined and used to study PZT. The supercell method, coupled with a statistical analysis, provided promising results, comparable with experimental data and, thus, helpful for their interpretation. In order to make a step towards the real PT crystal, we started the simulation of ultrathin films and oxygen vacancies to investigate their effects on the IR absorption spectrum

Cette thèse a été motivée par le nouveau contexte ubiquitaire des réseaux ambiants sans-fil. Les protocoles Internet ont été conçus il y a 30 ans sans prendre en considération l'usage nomade des réseaux et ne répondent pas aux nouvelles contraintes de la mobilité. Notre but a été de concevoir des mécanismes pour rendre la mobilité transparente aux applications et utilisateurs. Une partie de notre travail a été axé sur l'amélioration du délai du handoff au niveau physique 802.11 à quelques dizaines de millisecondes. Le déplacement des hôtes et le changement de réseau demandent souvent une reconfiguration des plusieurs paramètres au niveau IP. Dans le cas d'une mobilité locale, l'approche que nous avons choisi est de permettre aux hôtes de garder inchangées leurs adresses et de mettre en place des routes d'hôte dans le domaine local. Au contraire, pour la mobilité globale, le routage optimal à travers l'Internet nous oblige de concevoir une solution dans laquelle les hôtes mobiles changent leurs adresses IP, en conformité avec le réseau ou ils s'y trouvent. Notre solution est basée sur le principe général « de bout en bout » dans laquelle les deux hôtes impliquées dans une connexion sont les seuls à assurer le transfert de cette connexion aux nouveaux points d'attachement. Elle utilise l'interception des appels de la bibliothèque socket et des requêtes DNS ainsi que la translation locale d'adresses pour virtualiser les adresses IP réelles dans des identificateurs d'hôte stables présentés aux niveaux supérieurs.

La conception d’un système de ventilation mécanique dans un tunnel nécessite de recenser tous les phénomènes physiques mis en jeu dans le mouvement de l’air dans le tunnel. Et ceci afin d’établir les capacités de ventilation nécessaires au regard d’objectifs règlementaires. On peut compter parmi ces phénomènes les effets atmosphériques, et notamment l’effet du vent, susceptible de générer des surpressions ou dépressions à proximité des ouvertures d’un tunnel et par conséquent d’induire ou de modifier un courant d’air établi à l’intérieur de celui-ci. Le présent travail entend contribuer à une meilleure compréhension ainsi qu’à une meilleure prise en compte de l’écoulement atmosphérique extérieur dans les études de ventilation de tunnel.Modélisations expérimentale et numérique ont été mises en œuvre pour cela. Des essais en soufflerie ont été menés dans la soufflerie atmosphérique de l’École Centrale de Lyon et ont fait appel à différentes techniques (PIV, anémométrie à fils chauds, micromanomètre) pour mesurer les caractéristiques moyennes et turbulentes de l’écoulement atmosphérique au voisinage d’un tunnel. Et nous avons également employé les approches numériques moyenne (RANS) et filtrée (LES) pour simuler l’écoulement atmosphérique autour d’un tunnel.La représentation de l’écoulement atmosphérique, instationnaire et turbulent, en entrée d’un domaine de calcul LES pose des difficultés. Nous avons, au cours de ce travail, implémenté un générateur synthétique de conditions amont dans le code de calcul FLUENT et, à l’appui des résultats expérimentaux, établi le paramétrage optimal d’une simulation LES de couche limite atmosphérique pleinement rugueuse.Deux configurations de tunnel ont ensuite été étudiées par voies numérique et expérimentale. Dans une première série d’essais, le champ de pression sur la tête d’un tunnel assimilée à la section frontale d’une cavité parallélépipédique a été étudié. Les comparaisons entre les différentes approches ont mis en évidence l’influence de la géométrie du tunnel et du bâti environnant, ainsi que la meilleure performance de l’approche LES dans la caractérisation de l’écoulement turbulent. Et dans une deuxième série d’essais, nous nous sommes rapprochés d’une configuration réelle et avons instrumenté une maquette de tête de tunnel ouverte dans lequel nous pouvions créer un courant d’air dirigé vers l’intérieur ou l’extérieur de l’ouvrage. Les résultats ont montré une interaction importante entre la couche limite atmosphérique et le jet pariétal tridimensionnel issu du tunnel
The design of a mechanical ventilation system in a tunnel requires to identify all the physical phenomena involved in the movement of the air in the tunnel. That is in order to establish the necessary ventilation capacities with regard to regulatory objectives. Atmospheric effects feature among the mechanisms likely to generate overpressures or depressions near the openings of a tunnel and consequently to induce or to modify the airflow established inside. This research work intends to contribute to a better understanding as well as a better consideration of the external atmospheric effects in tunnel ventilation studies.Experimental and numerical modeling have been completed. Wind tunnel tests were carried out in the atmospheric wind tunnel of the École Centrale de Lyon and used different techniques (PIV, hot wire anemometry, micromanometer) to measure the mean and turbulent statistics of the atmospheric flow in the vicinity of a tunnel. Time averaged (RANS) and filtered (LES) turbulence models were also used to simulate the atmospheric flow around a tunnel.The suitable representation of the unsteady turbulent atmospheric flow at the inlet of an LES computational domain remains an issue. During this work, we implemented a synthetic turbulence generator in the CFD code Fluent and, through comparison with experimental data, derived the optimal setup for the simulation of a fully rough atmospheric boundary layer.Thereafter, two tunnel configurations were studied by numerical and experimental means. In a first series of tests, the pressure field at the front section of a rectangular cavity was studied. The comparisons between the different approaches highlighted the influence of the geometry of the tunnel and the arrangement of the surrounding urban-like environment, as well as a better performance of the LES model in the description the turbulent flow. And in a second series of tests, we got closer to a realistic configuration and instrumented an open tunnel in which we could create an airflow directed towards the outside or the inside of the structure. The results showed a significant interaction between the atmospheric boundary layer and the three-dimensional wall jet from the tunnel

L'étude concerne les couches limites turbulentes dans le cas d'écoulements à surface libre sur fond rugueux homogène. Afin de réaliser cette étude, deux dispositifs de mesure PIV par stéréoscopie (PIV 2D-3C) ont été mis en place avec comme double objectif de fournir les lignes directrices au design d'un système stéréoscopique PIV in situ et d'étudier l'influence de la faible submersion des éléments rugueux sur la structure universelle de la couche limite sur fond rugueux, i.e. pour des submersions h/D comprises entre 0,33 et 0,66 (avec h la hauteur des rugosités et D la hauteur d'eau). Pour le premier objectif, le dispositif de mesure a permis un accès optique facilité par un point de vue incliné des caméras à la zone proche des rugosités dans des conditions naturelles d'écoulement (turbidité et éclairement naturels). Les mesures de vitesse ont été faites dans un canal hydraulique de petite dimension (12 m x 0,5 m x 0,25 m) rempli d'hémisphères positionnées en quinconce. Une étude paramétrique de l'influence de l'inclinaison des caméras ainsi que de la turbidité de l'eau sur la qualité des mesures de vitesse a été entreprise suivie par une nouvelle méthodologie basée sur l'analyse de l'intensité lumineuse dans le système. Il a été montré que l'écoulement est correctement résolu jusqu'à une turbidité d'environ 25 NTU avec un angle d'inclinaison par rapport au plan vertical de mesure de 25°. Pour le second objectif, les investigations expérimentales ont été réalisées dans une veine hydraulique de plus grande dimension (26 m x 1,10 m x 0,50 m), dont le fond rugueux est constitué par des cubes en PVC de 2 cm de côté comme dans l'étude de Florens et al. (2013). Les résultats mettent en évidence que l'étendue de la sous-couche rugueuse augmente avec la submersion pour finalement occuper toute la colonne d'eau dans le cas de la plus faible submersion (h/D=0,66). Malgré cela, une loi logarithmique est tout de même observée, et ce, quelle que soit la submersion étudiée.

Chaque année, prés de 50 millions de m3 de sédiments sont extraits des ports et des cours d'eau français. Dans le Nord-Pas de Calais, région ayant connu un important essor industriel au XXe siècle, une proportion importante des boues draguées présente des teneurs en métaux lourds et/ou en matière organique élevées. Les filières d'élimination classiques telles que l'épandage ou le stockage n'étant pas ou peu adaptées aux matériaux fortement pollués, des procédés de traitement ont été mis au point. Une fois traités, il est possible d'envisager la valorisation des sédiments dans les matériaux du Génie Civil.

L'objet de ce travail de thèse concerne la valorisation de sédiments fluviaux, pollués et traités par le procédé Novosol®, développé par la société Solvay, dans le domaine de la construction routière. Une première étape de caractérisation physico-chimique et géotechnique des sédiments traités Novosol® (STN) a établi la faisabilité de leur valorisation en couche de forme. Il a également été mis en évidence qu'ils présentaient une réactivité hydrique et pouzzolanique. L'influence de la nature du liant sur le traitement des STN a ensuite été abordée. D'après les résultats des essais mis en œuvre (aptitude au traitement, gonflement, portance, résistance en compression et en traction Brésilienne), 2 des 5 liants testés se distinguent particulièrement et présentent un niveau de performance de classe 3 selon le Guide du Traitement des Sols. Il s'agit du Roc Sol et la chaux vive.

Enfin, une étude complémentaire a montré qu'il était également possible de valoriser les STN en remblais autocompactant. Cependant, cette voie nécessiterait d'être approfondie.

Cette thèse exploite les données globales du radar à ouverture synthétique (SAR) Sentinel-1 (S-1) pour l'étude des rouleaux de la couche limite atmosphérique marine (MABL). Un modèle basé sur l'apprentissage en profondeur a été développé pour identifier automatiquement les rouleaux à partir des images massives S-1 WV. L'évaluation prouve que des rouleaux plus nombreux et plus clairs sont visibles à un angle d'incidence plus grand avec une limitation à des vitesses de vent très basses et lorsque la direction du vent est perpendiculaire à l'antenne SAR. Au delà de cela, les énormes données conduisent à un nouveau résultat qui, en moyenne et à toutes les vitesses de vent, les rouleaux MABL induisent des variations de vent de surface de ~ 8% (± 3,5%) le débit moyen, dépassant rarement 20%. Les statistiques mondiales ont confirmé dans des études antérieures que jusqu'à 90% des rouleaux identifiés se produisent dans des conditions quasi neutres à légèrement instables. La longueur d'onde et l'orientation du roulis sont extraites avec des résultats d'organisation multi-échelles et de contraste directionnel entre les latitudes basses et moyennes. La distribution systématique de l'orientation des rouleaux par rapport au vent de surface des tropiques aux extra-tropiques rappelle l'importance de la force de Coriolis horizontale sur les rouleaux. Malgré l'importance de ces faits saillants pour les études sur l'atmosphère et l'océan, il est très probable que les données SAR S-1 WV presque globales soient étendues aux rouleaux, aux cellules convectives et à d'autres processus air-mer clés. Les résultats devraient être comparés, expliqués et complétés dans un proche avenir par des études théoriques et numériques approfondies
This thesis exploits the global Sentinel-1 (S-1) wave mode (WV) synthetic aperture radar (SAR) data for marine atmospheric boundary layer (MABL) roll studies. A deep learning- based model was developed to automatically identify rolls from the massive S-1 WV images. Valuation evidences that more and clearer rolls are visible at the larger incidence angle with limitation in very low wind speeds and when wind direction being perpendicular to the SAR antenna looking. Beyond this, the huge data leads to a new result that, on average and across all wind speeds, MABL rolls induce surface wind variations of ~8% (±3.5%) the mean flow, seldom exceeding 20%. Global statistics confirmed with previous studies that up to 90% of the identified rolls occur in near neutral to slightly unstable conditions. Roll wavelength and orientation are extracted with findings of multi-scale organization and directional contrast between low- and mid-latitudes. The systematical distribution of roll orientation with respect to the surface wind from tropics to extratropics recalls the importance of horizontal Coriolis force on rolls. Despite the significance of these highlights for both atmosphere and ocean studies, it is highly expected to extend the nearly global S- 1 WV SAR data for rolls, convective cells and other key air-sea processes. Results should be compared, explained, and complemented in the near future with in-depth theoretical and numerical studies

La communication dans les réseaux de véhicules (VANET) est une composante importante des systèmes de transport intelligent (ITS) permettant à un véhicule de communiquer avec d'autres, même s'ils ne sont pas dans le même voisinage. L'utilisation des communications dans ce genre de réseau permet d'améliorer la sécurité routière ainsi que le confort du conducteur et des passagers. Cependant, les VANET sont caractérisés par la forte mobilité des nœuds, la forte dynamique et la spécificité de la topologie. Ces propriétés offrent des challenges importants tels l'accès au canal et le routage des informations. Dans cette thèse, nous traitons la communication dans les réseaux de véhicules pour que celle-ci soit appliquée à la pré-visibilité de route. Nous commençons par l'étude de l'adéquation de la norme IEEE 802. 11 aux VANET, et ce, afin de prototyper nos solutions avec cette norme. En parallèle, nous étudions l'équité dans une chaîne d'émetteurs. Ensuite, nous analysons les solutions de routage dans les VANET, où nous présentons une nouvelle taxonomie orientée usage. Par la suite, nous proposons une nouvelle approche de routage dans les VANET, dans laquelle les véhicules communiquent à travers des conditions au lieu d'utiliser un adressage classique. La connaissance de l'environnement routier permet d'optimiser les communications en adaptant les conditions de retransmissions, à travers l'existence d'une structure stable. Pour cet usage, nous proposons un algorithme de détection de cette structure, représentée par un convoi. Enfin, nous intégrons nos solutions dans nos deux plateformes : embarquée et sous un simulateur de réseaux
The communication in vehicular ad hoc network (VANET) is an important component of the Intelligent Transportation System (ITS) allowing a vehicle to communicate with others, even if they are not in the same neighbourhood. The use of communications in this type of network allows to improve the road safety as well as comfort of the driver and passengers. However, VANET behaves fundamentally different from the traditional ad hoc network, that it is characterized for high mobility and rapidly changing topology. Thus, the important challenges appear such the access to the channel and information routing. In this thesis, we deal with communication in vehicular network so that this one is applied to roads foreseeing. We start by studying the adequacy of IEEE 802. 11 standard in VANET, in order to prototype our solutions with this standard. In parallel, we study the fairness in chain of senders. Then, we analyse the routing solutions in VANET, where we propose a new taxonomy of routing protocols based on the use-cases; applications requirement and road environnement are taken into account. After, we propose a new approach of routing in VANET, in which vehicles communicate through conditions instead of to use an addressing. The knowledge of road environment allows to optimize communications by adapting the conditions of retransmissions, through the existence of a stable structure. For this usage, we propose an algorithm of detection of this structure, represented by a convoy. Finally, we implement these solutions in our two platforms: embedded and with the network simulator

Les arbres sont des organismes de grande longévité qui se développent dans un environnement variable. Au cours de leur formation, ils génèrent une tension appelée contrainte de maturation pour remplir des fonctions biomécaniques essentielles. Chez les angiospermes, les arbres adaptent leur état mécanique par la production de bois de tension avec de fortes contraintes de traction sur la face supérieure de la tige penchée. Malgré les recherches considérables dans ce domaine durant de nombreuses années, les connaissances actuelles sur le mécanisme de la génération active de contrainte dans le bois de tension sont encore incomplètes et doivent être améliorées. La première partie de cette étude était de faire progresser la compréhension de la composition et de l'organisation des polymères de la paroi cellulaire secondaire, ainsi que leur orientation au cours de la maturation de la paroi cellulaire du bois de tension. Les mesures effectuées sur la microscopie FTIR ont indiqué qu'avant même la formation de la couche G, il existait une structure d'hydrates de carbone ordonnée à un angle plus parallèle à l'axe de la fibre dans le bois de tension. Ces résultats étaient clairement différents du comportement du bois opposé. Dans le bois de tension, la lignine était plus fortement orientée dans la couche S2 que dans le bois opposé. Avec la formation de la couche S2 dans le bois opposé et de la couche G dans le bois de tension, les signaux d'orientation des hydrates de carbone amorphes tels que les hémicelluloses et les pectines sont différents entre le bois de tension et le bois qui lui est opposé. Pour les bois de tension, l'orientation de ces bandes est la même tout au long du processus de maturation de la paroi cellulaire, ce qui reflète probablement un dépôt continu de xyloglucane ou de xylane, avec une orientation différente de celle de la paroi S2 pendant tout le processus. La seconde partie de ce travail était d'améliorer les connaissances actuelles sur le comportement de la matrice par l'étude de la mésoporosité et de son évolution lors de la construction et de la maturation de la paroi cellulaire du bois de tension. Les résultats sur deux types de bois de tension suggèrent que la mésoporosité peut toujours être détectée près de la zone de cambium autant pour le bois de tension que pour le bois opposé. La forte porosité diminue progressivement avec la lignification dans la paroi cellulaire en développement, avec une exception pour le bois de tension à couche G. La porosité de type bouteille d'encre et l'augmentation de la taille médiane des pores sont observées dans les deux types de bois de tension, indiquant que les espèces de bois de tension avec et sans couches G peuvent partager le même mécanisme de génération de contrainte de traction. Cette étude contribue à une meilleure compréhension de la génération de contrainte de maturation dans les arbres et peut servir de base pour l'amélioration de la modélisation du comportement de la matrice au cours de la maturation de la paroi cellulaire
Trees are long-living organisms which develop in a variable environment. During their formation, they generate a tensile mechanical stress called maturation stress to fulfil essential biomechanical functions. In angiosperm species, trees adapt the mechanical state by producing tension wood with high tensile stresses on the upper side of the leaning stem. Despite considerable research in this field during a number of years, the current knowledge on the mechanism of the active stress generation in tension wood is still incomplete and needs improvement. The first part of this study was to advance the understanding on the composition and organisation of polymers within the secondary cell wall, as well as its orientation during the maturation of tension wood cell wall. Measurements performed on FTIR microscopy indicated that already before G-layer formation, a more ordered structure of carbohydrates at an angle more parallel to the fibre axis exists in tension wood. This was clearly different to the behaviour of opposite wood. In tension wood, the lignin was more highly oriented in the S2 layer than in opposite wood. With the formation of the S2 layer in opposite wood and the G-layer in tension wood, the orientation signals from the amorphous carbohydrates like hemicelluloses and pectins were different between opposite wood and tension wood. For tension wood, the orientation for these bands remains the same all along the cell wall maturation process, probably reflecting a continued deposition of xyloglucan or xylan, with an orientation different to that in the S2 wall, throughout the whole process. The second part of this study was to improve the current knowledge on the matrix behaviour by studying the mesoporosity and its evolution during the building and maturation of tension wood cell wall. Results on two kinds of tension wood suggested that mesoporosity can always be detected near cambium zone for both tension and opposite wood. The high porosity decreased gradually with the lignification in the developing cell wall, with an exception in tension wood with G-layer. The typical ink-bottle pore and the increase of median pore size are observed in both kinds of tension wood, indicating non-G-layer species may share the same mechanism of tensile stress generation as in tension wood with G-layer. This study aims to contribute to an increased understanding on the maturation stress generation in trees and may allow to improve the modelling of matrix behaviour during cell wall maturation

Les véhicules en roulement sont à l'origine du bruit routier. Pour un véhicule, on distingue plusieurs sources de bruit en fonction de leur origine physique, groupe propulseur, échappement, ... et bruit de roulement des pneumatiques. Le travail présenté développe l'étude de la génération des vibrations dans le pneumatique et de leur propagation dans la structure du pneumatique. Il peut servir à la réduction du bruit de roulement à la source. Lors de l'étude bibliographique (chapitre 1), on a choisi de s'intéresser plus particulièrement à deux questions : 1. Pourquoi le bruit de roulement augmente comme la vitesse du véhicule au carré, quelque soit le type de pneumatique ou de chaussée? 2. Pourquoi la seule fréquence caractéristique des pneumatiques est liée au motif des patins de gomme? Pourquoi n'entendons nous pas de fréquence de résonance? Pour répondre à cette question, nous avons tenté de développer des équations qui décrivent les vibrations du pneumatique (chapitre 2). En cherchant à résoudre ces équations, nous avons mis en évidence d'une part des termes d'excitation dont l'amplitude varie comme le carré de la vitesse du véhicule et d'autre part une condition d'amplification originale. On a confronté sommairement l'expression des sources d'excitation avec des expériences connues. On trouve une expression cohérente avec les mesures. On a cherché à interpréter physiquement la condition d'amplification. Elle semble porter uniquement sur le bruit dû au défilement du motif de la bande de roulement (chapitre 4). On s'est intéressé plus particulièrement à la prévision de ces amplifications par des moyens numériques. On a développé un modèle simplifié de pneumatique (chapitre 5), sur lequel on a testé des algorithmes de recherche des conditions d'amplification par la structure du pneumatique (chapitre 6).

Les géosynthétiques sont utilisés depuis les années 70 dans le renforcement des plateformes granulaires reposant sur des sols de faible portance pour des applications de routes non revêtues. La complexité des mécanismes développés et la diversité des produits de renforcement nécessitent encore d’étudier ces plateformes renforcées. Un essai au laboratoire permettant de tester des plateformes à échelle réelle a été développé. Une plateforme granulaire non revêtue reposant sur un sol de faible portance a été reproduite. Un protocole de mise en place de ce sol a été élaboré pour assurer son homogénéité et la répétabilité des essais. Une instrumentation spécifique a été développée pour collecter le maximum de mesures utiles pour l’interprétation du transfert de charge et du comportement des géogrilles utilisées. Trois types de géogrille ont été testées : une géogrille extrudée et deux géogrilles tricotées de rigidité différente. Après de nombreux essais de faisabilité, dix essais ont été effectués sous un chargement cyclique sur plaque circulaire, la plateforme testée a été placée dans un banc d’essai de 1,8 m de large, 1,9 m de long et 1,1 m de haut. Sur la base du même protocole de mise en œuvre, des essais de circulation avec un Simulateur Accélérateur de Traffic (SAT) ont été effectués. Ce simulateur a été spécifiquement conçu et construit pour cette application. Pour ces essais, la plateforme testée a été placée dans le banc d’essai allongé à 5 m. La plateforme a été soumise à deux types de sollicitations : un chargement cyclique sur plaque et un chargement de circulation. Des essais de répétabilité ont permis de vérifier le protocole mis en place. A partir des essais, plusieurs observations ont pu être faites sur le comportement des plateformes granulaires, le sol peu porteur, et sur l’efficacité du renforcement. De plus, ces essais ont permis de montrer que le chargement de circulation est beaucoup plus endommageant que le chargement sur plaque. Parallèlement à ces essais, un modèle numérique a été développé en se basant sur la méthode des différences finies avec le logiciel FLAC 3D. Cette modélisation a permis de prédire le comportement de la plateforme sous le premier chargement de plaque
Geosynthetics were used since 1970 in the base course reinforcement supported by soft subgrade in unpaved road application. The various factors and parameters influencing the dominant mechanism and its relative contribution on the platform improvement explain the need of more investigations in this topic. In this research work, large-scale laboratory test was developed to study the reinforcement contribution in the unpaved road improvement. Therefore, an unpaved platform was built of 600 mm of artificial subgrade supporting a base course layer. A detailed experimental Protocol was established regarding the soil preparation, the installation and the soils compaction procedure to reproduce the site conditions and insure the platform repeatability for each test. Three geosynthetics were tested first under a cyclic plate load test. Cyclic load was performed on the prepared platform, with a maximum load of 40 kN resulting in a maximum applied pressure of 560 kPa. The platform was subjected to 10,000 cycles with a frequency of 0.77 Hz. An advanced and complete soil instrumentation was provided in order to collect the maximum data needed for thorough analysis. Quality control tests were performed before each test to verify the soil layers homogeneity and properties. Two base course thicknesses were tested under this test condition, 350 and 220 mm. Once the developed protocol was confirmed under the circular plate load tests, further tests using the Simulator Accelerator of Traffic (SAT) were performed. Indeed, the laboratory prepared platform was placed in a larger box of 1.8 m in large, 5 m in length and 1.1 m in height. The prepared platform was subjected to two solicitations: a particular plate and traffic load. The Simulator Accelerator of Traffic was developed specially for this application. A machine that simulates the traffic load under an effective length of 2 m and a velocity of 4 km/h. The two areas were instrumented: the area under the circulation load, and the area under the plat load, located aside. In addition, a numerical model based on the differential element method using FLAC 3D was developed. The model simulated the circular plate load test with the same platform configuration under monotonic load. The results were compared to the first monotonic load applied on the rigid plate experimentally

L'étude des turbomachines nécessite des compétences dans plusieurs domaines, comme l'aérodynamique, l'acoustique, les transferts de chaleur, les matériaux et la mécanique des solides. L'évolution conduisant à des machines plus performantes, stables, légères et moins coûteuses, passe invariablement par l'approfondissement des connaissances dans chacun de ces domaines. Ce travail a pour objectif d'améliorer la compréhension des phénomènes instationnaires liés au passage des sillages d'une roue amont dans les canaux interaubes d'une roue avale. Il s'agit d'étudier à l'aide d'un outil numérique, le rôle des principaux mécanismes instationnaires présents dans un écoulement de turbomachine soumis à des conditions périodiques du type sillage en amont. Ceci constitue une contribution à l'étude des interactions du type rotor-stator visant, au final, à pouvoir améliorer les performances des turbomachines par l'éventuelle mise à profit des effets des sillages. Une méthodologie permettant de simuler l'écoulement instationnaire résultant du passage de sillages dans les canaux interaubes des turbomachines a été développée et appliquée à deux configurations distinctes: une turbine axiale subsonique et un compresseur axial transsonique. Les résultats présentés indiquent que les principaux mécanismes régissant la déformation et l'amortissement des sillages tronçonnés par les roues en aval peuvent être expliqués par la cinématique du champ moyenne en temps. Le transport de masse instationnaire associé aux sillages est, quant à lui, une fonction de leur déficit de vitesse et du gradient de pression suivant le rayon dans le champ moyenne en temps. Enfin, l'interaction entre les sillages, les ondes de choc et les couches limites de l'écoulement peut modifier considérablement les pertes et le transfert d'énergie dans les machines
Nowadays turbomachinery studies require qualifications on several disciplines, like aerodynamic, acoustic, heat transfer, materials and structure. Evolution leading to high performance, stable, weightless machines needs invariably sharp investigation on each one of these domains. The main objective of this work is to improve understanding on unsteady phenomena related to wake passage through interblade channels of turbomachinery during its stable operating conditions. Numerical analysis was performed using an unsteady CFD tool with inlet wake-kind periodic conditions. It is a contribution to rotor-stator interaction study intending to ameliorate turbomachine performances by means of wake effects. A methodology allowing to evaluate average effects of unsteady flow produced by wakes has been developed in this thesis and then, applied to two different configurations: a subsonic axial turbine and a transonic axial compressor. Results presented here indicate that main mechanisms governing wake deformation and its decay can be explained by the kinematics of time averaged flow. Unsteady mass flow transport seems to be a function of wake velocity deficit and radial pressure gradients of time averaged flow. Finally, the developed analysis shows how wakes interaction with shock waves and boundary layers may considerably modify losses and energy transfer on turbomachinery flows

Cette thèse est consacrée à la modélisation mathématique et simulations numériques des écoulements sanguins dans des artères en présence d’une endoprothèse vasculaire de type stent. La présence de stent peut être considérée comme une perturbation locale d’un bord lisse d’écoulement, plus précisément les parois de l’artère sont assimilées à une surface fortement rugueuse. Nous nous sommes principalement intéressés au contrôle de la régularité H² sur un modèle simplifié permettant de prendre en compte l’effet de ces stents lorsque le flux sanguin est gouverné par une équation de Laplace (en lien avec la composante axiale de la vitesse d’écoulement) avec une condition aux limites de type Dirichlet, dans un domaine à bord rugueux (en fonction d’un petit paramètre ε). Dans une première partie, nous soulevons la question d’existence et d’unicité de la solution de ce modèle d’écoulement sanguin et nous traitons la régularité H² par des techniques d’analyse variationnelle. Une étude minutieuse permet de contrôler la régularité H² en O(ε−1). Le deuxième axe est dédié à l’étude de la régularité H² par des analyse asymptotiques multiéchelles. Nous montrons que la norme H² de la solution de ce modèle d’écoulement sanguin est singulière en O(ε−½ ). D’autre part, nous améliorons les ordres de convergence des résultats existants concernant la construction des approximations multiéchelles. Dans un troisième temps, nous présentons des estimations d’erreur et des résultats numériques. Ces résultats illustrent le bien fondé des estimations d’erreur sur le plan pratique. Nous montrons bien l’importance des méthodes asymptotiques qui se révèlent plus efficaces qu’un calcul direct
This thesis is devoted to mathematical modeling and numerical simulations of the blood-flows in arteries in the presence of a vascular prosthesis of type stent. The presence of stent can be considered as a local perturbation of a smooth edge of flow, more precisely the walls artery can be seen as a strongly rough surface.Weare mainly interested in controlling the H² regularity of a simplified model which takes into account the impact of these stents when the blood flow is controlled by a Laplace equation (in link with the axial component rateof flow) with a Dirichlet boundary condition, in a domain with a rough board (according to a small parameter ε). First, we raise the question of existence and unicity of the solution of this model of blood-flow and we study the H² regularity using variational analysis methods. By a detailed study, we control the H² regularity of order O(ε−1). The second part is devoted to the study of the regularity H² regularity using multi-scale analysis.We prove that the H² norm of the solution of this model is singular of order O(ε−½). Moreover, we improve the convergence rate of the existing results on the construction of the multi-scale approximation. Finally, we present an error estimation and numerical results. These numerical results illustrate the well-founded of the error estimates on a practical level. We show the importance of the asymptotic methods that seem to be more effective than a direct computation

La modélisation et la simulation numérique des interfaces sont au coeur de nombreuses applications en mécanique des fluides et des solides, telles que la biologie cellulaire (déformation des globules rouges dans le sang), l'ingénierie pétrolière et la sismique (modélisation de réservoirs, présence de failles, propagation des ondes), l'aérospatiale (problème de rupture, de chocs) ou encore le génie civil. Cette thèse porte sur l'approximation des problèmes d'interface et d'interphase en mécanique des fluides par la méthode NXFEM, qui permet de prendre en compte de façon précise une discontinuité non alignée avec le maillage. Nous nous sommes d'abord intéressés au développement de la méthode NXFEM pour des éléments finis non-conformes pour prendre en compte une interface séparant deux milieux. Nous avons proposé deux approches pour les équations de Darcy et de Stokes. La première consiste à modifier les fonctions de base de Crouzeix-Raviart sur les cellules coupées et la deuxième consiste à rajouter des termes de stabilisation sur les arêtes coupées. Les résultats théoriques obtenus ont été ensuite validés numériquement. Par la suite, nous avons étudié la modélisation asymptotique et l'approximation numérique des problèmes d'interphase, faisant apparaître une couche mince. Nous avons considéré d'abord les équations de Darcy en présence d'une faille et, en passant à la limite dans la formulation faible, nous avons obtenu un modèle asymptotique où la faille est décrite par une interface, avec des conditions de transmission adéquates. Pour ce problème limite, nous avons développé une méthode numérique basée sur NXFEM avec éléments finis conformes, consistante et stable. Des tests numériques, incluant une comparaison avec la littérature, ont été réalisés. La modélisation asymptotique a été étendue aux équations de Stokes, pour lesquelles nous avons justifié le modèle limite obtenu. Enfin, nous nous sommes intéressés à la modélisation de la membrane d'un globule rouge par un fluide non-newtonien viscoélastique de Giesekus, afin d'appréhender la rhéologie du sang. Pour un problème d'interphase composé de deux fluides newtoniens (l'extérieur et l'intérieur du globule) et d'un liquide de Giesekus (la membrane du globule), nous avons dérivé formellement le problème limite, dans lequel les équations dans la membrane sont remplacées par des conditions de transmission sur une interface
Numerical modelling and simulation of interfaces in fluid and solid mechanics are at the heart of many applications, such as cell biology (deformation of red blood cells), petroleum engineering and seismic (reservoir modelling, presence of faults, wave propagation), aerospace and civil engineering etc. This thesis focuses on the approximation of interface and interphase problems in fluid mechanics by means of the NXFEM method, which takes into account discontinuities on non-aligned meshes.We have first focused on the development of NXFEM for nonconforming finite elements in order to take into account the interface between two media. Two approaches have been proposed, for Darcy and Stokes equations. The first approach consists in modifying the basis functions of Crouzeix-Raviart on the cut cells and the second approach consists in adding some stabilization terms on each part of a cut edge. We have studied them from a theoretical and a numerical point of view. Then we have studied the asymptotic modelling and numerical approximation of interphase problems, involving a thin layer between two media. We have first considered the Darcy equations in the presence of a highly permeable fracture. By passing to the limit in the weak formulation, we have obtained an asymptotic model where the 2D fracture is described by an interface with adequate transmission conditions. A numerical method based on NXFEM with conforming finite elements has been developed for this limit problem, and its consistency and uniform stability have been proved. Numerical tests including a comparison with the literature have been presented. The asymptotic modelling has been finally extended to Stokes equations, for which we have justified the limit problem. Finally, we have considered the mechanical behaviour of red blood cells in order to better understand blood rheology. The last part of the thesis is devoted to the modelling of the membrane of a red blood cell by a non-Newtonian viscoelastic liquid, described by the Giesekus model. For an interphase problem composed of two Newtonian fluids (the exterior and the interior of the red blood cell) and a Giesekus liquid (the membrane), we formally derived the limit problem where the equations in the membrane are replaced by transmission conditions on an interface

Ce travail porte sur la caractérisation optique du silicium poreux et son application à la réalication de structures à modulation d'indice (superréseaux). Une première étude de la diffusion optique a montré l'homogénéité de ce matériau à l'échelle de la lumière, justifiant une description par un indice de réfraction moyen. Si la formation électrochimique du silicium poreux permet l'obtention de couches minces d'épaisseurs parfaitement définies, en revanche des fluctuations du front de dissolution entrainent une diffusion à l'interface silicium poreux/silicium cristallin. Cet effet a nécéssité de développer une analyse des mesures optiques dans le cas d'interfaces rugueuses. La détermination des constantes optiques a été réalisée par une mesure à basse température de la transmission par photoconduction dans le silicium cristallin et par ajustement des spectres de réflectivité des couches minces. D'une manière générale, alors que la dispersion de l'indice est assez faible, l'absorption du siliicum poreux se caractérise par une dépendance exponentielle sur une grande plage en énergie. Cette étude a permis la réliasation de structures à modulation d'indice telles que des réflecteurs de Bragg, des filtres Fabry-Perot ou des microcavités luminescentes. La mise en évidence de différences entre la formation des couches simples et enterrées a compliqué la caractérisation de ces structures. La très bonne qualité optique et le fort rendement quantique intrinsèque au silicium poreux de type P ont permis d'obtenir des microcavités luminescentes très efficaces. Enfin, en combinant l'holographie et la photochimie, un nouveau type de gravure en profondeur a été développé permettant d'obtenir des structures à modulation d'indice latérale de périodicité submicronique. La photodissolution localisée du matériau a été mise en évidence après et pendant la formation de la couche poreuse et ce pour tout type de silicium poreux y compris le macroporeux

La réalisation de dispositifs nanotechnologiques comportant des nanotubes de carbone (NTC) repose essentiellement sur l'intégration contrôlée des NTC sur substrat. Nous avons développé cette thématique en choisissant, plutôt que la manipulation de NTC synthétisés, l'approche de la croissance localisée de NTC par dépôt chimique catalytique en phase vapeur (CCVD) sous mélange de gaz H2-CH4. Nos travaux nous ont permis de synthétiser sélectivement des NTC à partir de sites catalytiques définis, sur des substrats de silicium. Notre étude a porté sur la synthèse de NTC à partir de dépôts de nanoparticules (NP) catalytiques de cobalt préparées selon trois voies distinctes : formation in situ de NP sur support oxyde par réduction sélective de la solution solide Mg0,95Co0,05O préparée par voie sol-gel ; NP de Co préformées par voie chimique, déposées directement sur un substrat SiO2/Si ; NP formées par le recuit de couche mince métallique Co également déposée sur substrat SiO2/Si. Nous avons démontré que la CCVD sous CH4 pur ou sous mélange H2-CH4, avec montée en température sous gaz inerte, aboutit à la formation de NTC dès 850°C, à partir de dépôts catalytiques non structurés. En particulier, le choix du système catalytique adéquat permet (1) de produire des films denses de NTC (environ 1 NTC/µm²) ; (2) de favoriser la formation de NTC mono- ou biparois, dont le diamètre est généralement compris entre 0,8 et 4 nm, et la longueur de l'ordre de quelques dizaines de µm. Des techniques de structuration ont été développées dans le but de localiser les dépôts de NP catalytiques. Le tamponnage (technique de lithographie molle) d'un précurseur catalytique liquide (sol ou suspension de NP Co) à l'aide d'un timbre apparaît comme une technique adéquate pour la production de motifs catalytiques micrométriques (1 - 100 µm). En revanche, la lithographie électronique associée au dépôt en couche mince (lift-off) demeure l'outil privilégié pour localiser des motifs catalytiques de dimensi ons nanométriques (jusqu'à 50 nm) par rapport aux structures prédéfinies du substrat de silicium. Nos travaux démontrent l'adéquation de la croissance localisée pour la production de motifs de NTC avec un certain contrôle de la densité surfacique des NTC, compatible avec la formation d'interconnexions entre motifs voisins. La dimension ultime des motifs produits varie entre 50 nm et 100 µm, selon la nature du catalyseur et de la technique de structuration employée. Notre étude ne met pas en évidence l'influence nette de l'organisation des motifs catalytiques sur l'orientation des NTC, qui reste majoritairement aléatoire à la surface des substrats SiO2/Si, et ce quelle que soit la nature du catalyseur mis en Suvre.

The High Atlas is an orogenic system resulting from the Cenozoic-Recent tectonic inversion of Triassic-Jurassic rift systems. Its present setting derives from a long and complex tectono-sedimentary evolution related to the Early Mesozoic opening of the Atlantic Ocean (pre-orogenic period) and, then, to the Cenozoic convergence between the African and European plates which led to a full tectonic inversion. The WSW-ENE trending chain is bounded by the North Atlas Fault to the north and the South Atlas Fault to the south, that represented the master faults of the rifted basins during the pre-orogenic period, then reactivated in inversion during the orogenic period. Early Jurassic syn-rift carbonate platforms, related to a marine ingression, were replaced in the Middle Jurassic-Late Cretaceous by post-rift fluvial and lacustrine environments. The related continental successions, regionally known as Couches Rouges, are not unanimously interpreted in the frame of the tectono-sedimentary evolution of the High Atlas. According to some authors they record localized early compressive-transpressive stages of deformation, others refer them to a period of tectonic quiescence. This study illustrates a revised stratigraphy, facies analyses and paleodrainage reconstruction of the Guettioua (Bathonian) and Jbel Sidal Formations (Barremian), that represents the fluvial units of the Couches Rouges, outcropping at the core of several syncline basins throughout the Central High Atlas. The aim is to understand if there was a tectonic forcing on the development of the Middle Jurassic – Lower Cretaceous fluvial systems. The sedimentological characters observed in the two fluvial formations suggest that they have been deposited by wide ephemeral fluvial systems, characterized by a high variable discharge. The reconstructed paleogeography, based on paleodrainage analysis, shows the fragmentation of the fluvial systems in several drainage basins, separated by local thresholds, uplifting during the sedimentation. Our reconstruction suggests that the post-rift fluvial systems were controlled by the presence of topographic highs in the area of the High Atlas of Marrakech, in the axial part of the chain and at its southern front, next to the South Atlas Fault. This conclusion, together with structural data and tectonic observations collected in some of the study areas, supports the idea that, from the Middle Jurassic, the Central High Atlas were affected by early compressive-transpressive stages of deformation.