Littérature scientifique sur le sujet « Double échelle »

La dernière récession économique a suscité l'apparition d'une nouvelle forme de convention collective : la convention collective à « double échelle ». Son existence pose cependant de nombreux problèmes juridiques, notamment en ce qui a trait à l'obligation de représentation juste et égale du syndicat accrédité. L'auteur s'interroge sur la validité juridique des différentes formes de convention collective à double échelle, eu égard à cette obligation. On doit distinguer les conventions à double échelle temporaire, des conventions qui instaurent de tel système sur une base permanente. Alors que les premières sont plus facilement justifiables, les secondes apparaissent bien aller à l'encontre de l'obligation légale. Dans un tel cas de contravention à la loi, on peut également s'interroger sur les divers recours qui s'offrent au salarié victime d'une telle discrimination systématique.

Résumé. Des étudiant·es qui fabriquent et construisent, dansent ou plantent des arbres. Autant de scènes inaccoutumées dans une faculté universitaire et qui pourtant se sont multipliées ces dernières années au sein de LOCI. Alors, à quoi rime tout ce remue-ménage ? Cet article vise modestement à mieux faire connaître et à encourager ce que notre Faculté a pris l'habitude de désigner comme enseignement à échelle 1/1. Les doubles pages qui suivent présentent trois activités d'enseignement à échelle 1/1, respectivement sur les sites de Bruxelles, Louvain-la-Neuve et Tournai. Abstract. Students who fabricate and construct, dance or plant trees. As many unexpected activities in the context of a university faculty, which have nevertheless proliferated in recent years at LOCI. What is behind this movement? This article aims to inform and encourage what our faculty has come to call 1/1-scale teaching. The following double-page spreads present 3 teaching activities at scale 1/1, respectively on the sites of Brussels, Louvain-la-Neuve and Tournai.

Les tests psychométriques sont appliqués à divers usages et pour différentes clientèles. Ils sont utilisés pour circonscrire la « personnalité » du répondant en obtenant un score sur chacune de quelques échelles descriptives, pour estimer l’aptitude d’une personne en vue d’une tâche et d’un rendement ciblés, pour repérer le risque de tentative suicidaire ou de commission d’un crime, etc. Ces tests, la plupart basés sur une échelle de mesure supposée quantitative, se caractérisent techniquement par leur fidélité, leur validité et leur appareil normatif, c’est-à-dire la norme ou les normes qui permettent au testeur de formuler un jugement comparatif à partir du score obtenu par la personne évaluée. C’est de la précision de ces normes, c’est-à-dire les seuils psychométriques ou seuils centiles, que traite le présent essai et donc, corrélativement, d’un aspect non négligeable de la valeur du jugement porté.

RÉSUMÉ Le film Métropolis de Fritz Lang occupe une place exceptionnelle dans l'histoire du cinéma. Sorti une première fois en Allemagne en 1927, le film est relancé commercialement en 1984 après plus d'un demi-siècle. Métropolis est alors largement diffusé aux Etats-Unis et de par le monde dans une version adaptée au « goût du jour » (couleurs, trame sonore avec musique rock, promotion à vaste échelle, etc.). Après avoir défini les déterminations menant au succès ou à l'échec dans l'industrie du cinéma, l'auteur décrit les deux types de réception dont a fait l'objet ce « classique du cinéma » dans sa double « carrière ».

La croissance du nombre de familles à double revenu invite à repenser conjointement les rapports entre sexes et catégories occupationnelles, en vue d'affiner, notamment, les interprétations de la stratification sociale et de la localisation résidentielle en milieu urbain. Un indice d'asymétrie, calculé sur une échelle des occupations hiérarchisée selon les critères d'autorité, de complexité cognitive et de routinisation, permet de mesurer les variations temporelles et spatiales de l'écart entre les occupations des conjoints dans l'agglomération de Montréal. L'asymétrie apparaît plus prononcée dans les occupations fondées sur l'autorité et dans les quartiers centraux. Ces deux tendances s'amenuisent toutefois entre 1971 et 1981. Les résultats supportent l'hypothèse de Simon Langlois quant à la présence de deux genres de vie distincts dans les familles à double revenu.

Résumé La base de données relationnelle permet, grâce à sa flexibilité, des manipulations fines qui préservent le caractère spécifique des données. Elle constitue, pour les historiens du social qui croient que les courbes et les tableaux statistiques n' expliquent pas tout, une alternative indispensable. Son degré d'efficacité, comme instrument de l'histoire, tient toutefois à la façon dont l'historien structure les données qui l'alimentent. Par là, l'utilisation de la base de données relationnelle exige une réflexion préalable très précise de la part du chercheur quant aux rapports qu'il établit entre ses sources, les problématiques qu'il tente de résoudre et sa propre vision de l'histoire. Cet article donne un exemple de ces rapports, à partir d'une base de données relationnelle mettant en oeuvre une série de contrats de mariage et de testaments du XVIe siècle.

Le Sentiment Communautaire Virtuel, qui décrit la force des liens entre les membres d’une communauté virtuelle, est un concept relativement nouveau dont peu est réellement connu. L’objectif de cette recherche est double. D’abord, une échelle de mesure en français est proposée. Celle-ci repose sur le travail de Koh et Kim (2003). Ensuite, son influence sur la fidélité à l’entreprise est explorée. À partir d’une collecte de données de 342 membres, les résultats montrent que le sentiment communautaire virtuel favorise directement la fidélité. Toutefois, il affaiblit les liens entre la qualité de la relation client et la fidélité.

Propagation des fissures microscopiques, est représentée par des variables d’endommagement. L’évolution de la variable d’endommagement est généralement formulée sur la base d’observations expérimentales. De nombreux modèles phénoménologiques d’endommagement ont été proposés dans la littérature. L’objet de cette thèse est de développer une nouvelle procédure pour obtenir des lois d’évolution macroscopique d’endommagement,dans lesquelles l’évolution de l’endommagement est entièrement déduite de l’analyse de la microstructure. Nous utilisons une homogénéisation basée sur des développements asymptotiques pour décrire le comportement global à partir de la description explicite d’un volume élémentaire microfissuré.Nous considérons d’une part un critère quasi-fragile (indépendant du temps) puis un critère sous-critique(dépendant du temps) pour décrire la propagation des microfissures. De plus, le frottement entre les lèvres des microfissures est pris en compte. Une analyse énergétique est proposée, conduisant à une loi d’évolution d’endommagement qui intègre une dégradation de la rigidité, un adoucissement du comportement du matériau, des effets de taille et d’unilatéralité, mettant en avant un comportement différent à la rupture en contact avec et sans frottement. L’information sur les micro-fissures est contenue dans les coefficients homogénéisés et dans la loi d’évolution de l’endommagement. Les coefficients homogénéisés décrivent la réponse globale en présence de micro-fissures (éventuellement statiques), tels qu’ils sont calculées avec la(quasi-) solution microscopique statique. La loi d’endommagement contient l’information sur l’évolution des micro-fissures, résultant de l’équilibre énergétique dans le temps pendant la propagation microscopique.La loi homogénéisée est formulée en incrément de contrainte. Les coefficients homogénéisés sont calculées numériquement pour des longueurs de fissures et des orientations différentes. Cela permet la construction complète des lois macroscopiques. Une première analyse concerne le comportement local macroscopique, pour des trajets de chargement complexes, afin de comprendre le comportement prédit par le modèle à deux échelles et l’influence des paramètres micro structuraux, comme par exemple le coefficient de frottement. Ensuite, la mise en œuvre en éléments finis des équations macroscopiques est effectuée et des simulations pour différents essais de compression sont réalisées. Les résultats des simulations numériques sont comparés avec les résultats expérimentaux obtenus en utilisant un nouvel appareil triaxial récemment mis au point au Laboratoire 3SR à Grenoble (France)
In continuum damage models, the degradation of the elastic moduli, as the results of microscopic crackgrowth, is represented through damage variables. The evolution of damage variable is generally postulatedbased on the results of the experimental observations. Many such phenomenological damage modelshave been proposed in the literature. The purpose of this contribution is to develop a new procedurein order to obtain macroscopic damage evolution laws, in which the damage evolution is completelydeduced from micro-structural analysis. We use homogenization based on two-scale asymptotic developmentsto describe the overall behaviour starting from explicit description of elementary volumes withmicro-cracks. We consider quasi-brittle (time independent) and sub-critical (time dependent) criteria formicro-cracks propagation. Additionally, frictional contact is assumed on the crack faces. An appropriatemicro-mechanical energy analysis is proposed, leading to a damage evolution law that incorporates stiffnessdegradation, material softening, size effect, and unilaterality, different fracture behaviour in contactwithout and with friction. The information about micro-cracks is contained in the homogenized coefficientsand in the damage evolution law. The homogenized coefficients describe the overall response inthe presence of (possibly static) micro-cracks, as they are computed with the (quasi-) static microscopicsolution. The damage law contains the information about the evolution of micro-cracks, as a result ofthe energy balance in time during the microscopic propagation. The homogenized law is obtained in therate form. Effective coefficients are numerically computed for different crack lengths and orientations.This allows for the complete construction of the macroscopic laws. A first analysis concerns the localmacroscopic behaviour, for complex loading paths, in order to understand the behaviour predicted bythe two-scale model and the influence of micro structural parameters, like for example friction coefficient.Next, the FEM implementation of the macroscopic equations is performed and simulations for variouscompression tests are conducted. The results of the numerical simulations are compared with the experimentalresults obtained using a new true-triaxial apparatus recently developed at the Laboratory 3SRin Grenoble (France)

Le but de cette thèse est de proposer une représentation réaliste de la surface de la mer pour mieux simuler les grandeurs de télédétection au-dessus par le modèle de double échelle de l'Université Catholique de Louvain. Nous utilisons d'abord une méthode ''bulk'' pour calculer le flux de quantité de mouvement entre l'air et la mer. Cette méthode offre une bonne description spectrale des vagues dans la partie non couverte par du déferlement. Elle améliore, en réalité, la sensibilité des simulations sur la vitesse du vent et sur la stabilité atmosphérique qui se révèle importante à prendre en compte pour l'inversion du flux de quantité de mouvement à partir des mesures radiométriques. Ensuite, nous proposons un modèle permettant de tenir compte de la diffusion électromagnétique par les zones de déferlement. Ce modèle est unificateur car il utilise plusieurs approches existant déjà avant de les généraliser pour décrire de façon cohérente l'effet des fortes rugosités et de la couche d'écume, qui existent au sein des zones de déferlement, sur les simulations des mesures actives et passives
The aim of this thesis is to propose a realistic representation of the sea surface to improve simulations of remote sensing measurements above it using the double scale model of the University Catholique de Louvain. We use at first the ''bulk'' method to evaluate the momentum flux between air and sea. This method allows us to obtain a good distribution of the spectral density of waves in the regions that do not contain breaking waves, and improves the sensitivities of active and passive UCL simulations on wind speed and atmospheric stability. We showed that atmospheric stability must be taken into account in any algorithm for deducing the momentum flux using sea surface brightness temperatures. Then, we propose a model that takes into account the electromagnetic scattering by breaking zones. This model uses several approaches which exist in the literature. These approaches are generalised and gathered to obtain a unique model that estimates correctly the effects of ripples and foam coverage, composing any breaking zone, on both active and passive simulations

Le syndrome de double zone de convergence intertropicale (ITCZ) est un biais systématique dont souffrent la majorité des modèles de circulation générale (GCM). Les causes de ce comportement problématique ne sont toujours pas élucidées. Le but de la thèse est d'apporter des éléments de réponses à ce sujet et de suggérer des pistes d'amélioration des GCMs. Le travail de thèse a mis en évidence l'importance des rétroactions couplées océan-atmosphère et dynamique-thermodynamique dans la structure de l'ITCZ. Dans un premier temps, les mécanismes à l'origine de l'émergence de régimes de précipitations distincts en réponse à différents forçages en température de surface de la mer (SST) ont été analysés, dans les GCMs atmosphériques ARPEGE-Climat et LMDz, en configuration aquaplanète. La transition du régime double à deux ITCZ vers le régime simple à une seule ITCZ a été plus particulièrement analysée. Dans les deux modèles, cette transition est forcée par la convergence des vents de basses couches associée aux changements de gradients méridiens de température de couche limite. Les rétroactions sèches et humides modulent la transition en favorisant ou en s'opposant au forçage par les SST. Les rétroactions dynamiques sèches sont associées l'advection horizontale d'air froid subtropical. Les rétroactions humides, présentes uniquement dans LMDz, sont associées à la convection et incluent le refroidissement stratosphérique et celui de la couche limite dû aux courants convectifs descendants. Les processus humides sont déterminants pour la structure de l'ITCZ par leur influence sur le profil vertical de chauffage diabatique et sur les rétroactions convection-humidité, deux grandeurs très sensibles au schéma de convection et, en particulier, à l'entraînement latéral convectif. Une analyse de l'influence de l'entraînement latéral convectif sur l'ITCZ est effectuée en utilisant le GCM CNRM-CM5 dans une hiérarchie de modèles (couplé océan-atmosphère, atmosphérique et aquaplanète) et montre que la sensibilité de l'ITCZ à ce paramètre est robuste dans les différentes configurations. L'augmentation de l'entraînement convectif réduit considérablement la double ITCZ. Ce changement de structure de l'ITCZ est associé à un changement de la circulation tropicale résultant de rétroactions entre convection et dynamique de grande échelle. En plus de la dynamique verticale, la SST et les rétroactions couplées sont déterminantes pour la structure de l'ITCZ. Les études de sensibilité à l'entraînement latéral convectif montrent que les rétroactions couplées amplifient le biais de double ITCZ. L'analyse multi-modèle des GCMs CMIP5 montre que les processus thermodynamiques associés à la SST sont en grande partie responsables du problème de double ITCZ dans les simulations couplées
The spurious double intertropical convergence zone (ITCZ) is a systematic bias affecting state-of-the-art coupled general circulation models (GCM); there is still no consensus on its causes. The goal of this thesis is to shed some light on this outstanding problem toward the improvement of climate model performances. This work emphasizes the roles of coupled ocean-atmosphere and dynamics-thermodynamics feedbacks in the ITCZ structure. The first step was to study the response of the atmospheric GCMs ARPEGE-climat and LMDz in aquaplanet configuration, to a range of SST latitudinal distributions. The purpose was to investigate the existence of multiple precipitation regimes, explore their characteristics and untangle the mechanisms at play in regime transition. The transition from the double regime with two ITCZs to the single regime with only one ITCZ at the equator was analyzed. In both models, the transition between these regimes is mainly driven by changes in the low-level convergence that are forced by the atmospheric boundary layer temperature gradients. Model-dependent, dry and moist feedbacks intervene to reinforce or weaken the effect of the temperature forcing. Dry dynamical feedbacks are mainly driven by horizontal advection of cold subtropical air. Moist thermodynamics which are only active in LMDz; they act as negative feedbacks on low-level convergence and are associated with cooling in the stratospheric cold top and in the boundary layer by convective downdrafts. Moist processes play a crucial role in the ITCZ structure through their influence on the vertical profile of convective heating and modulation of moisture-convection feedbacks, two variables that are very sensitive to the convection scheme and, in particular, to lateral convective entrainment. The influence of lateral convective entrainment on the ITCZ structure is analyzed through a hierarchy of model configurations (coupled ocean-atmosphere, atmospheric and aquaplanet) using the CNRM-CM5 GCM. The sensitivity of the ITCZ structure to this parameter is robust across our hierarchy of models. In response to an increased entrainment rate, the realistic simulations exhibit a weakening of the southern side of the double ITCZ over the southeastern Pacific. The change in ITCZ configuration is associated with a more realistic representation of the tropical circulation driven by feedbacks between large-scale dynamics and deep convection. Together with vertical dynamics, SST and associated coupled feedbacks drive the ITCZ location. Sensitivity experiments to lateral entrainment show that ocean-atmosphere feedbacks amplify the double ITCZ bias. A multi-model analysis using CMIP5 GCMs show that the double ITCZ bias has become small in atmosphere-only simulations, and that coupled atmosphere-ocean feedbacks account for a large part of this bias in coupled simulations

L'approche multi-échelle FEMxDEM est une méthode numérique innovante pour les problèmes géotechniques impliquant des matériaux granulaires. La méthode des éléments finis (FEM) et la méthode des éléments discrets (DEM) sont simultanément appliquées à résoudre, respectivement, le problème structurel à la macro-échelle et la microstructure du matériau à la micro-échelle. L'avantage d'utiliser une telle configuration à double échelle est de permettre d'étudier un problème d'ingénierie sans la nécessité de lois de comportement standard, capturant ainsi l'essence des propriétés des matériaux. Le lien entre les échelles est obtenu par homogénéisation numérique, de sorte que la loi de comportement continu numérique et la matrice tangente correspondante sont obtenues directement à partir de la réponse discrète de la microstructure.En règle générale, l'approche FEMxDEM présente quelques inconvénients; la vitesse de convergence et la robustesse de la méthode ne sont pas aussi efficaces que dans les modèles FEM classiques. De plus, le coût de calcul de l'intégration de la micro-échelle et la dépendance du maillage typique de la macro-échelle, rendent l'approche multi-échelle FEMxDEM discutable pour des utilisations pratiques. Le but de ce travail est de se concentrer sur ces questions théoriques et numériques avec l'objectif de rendre l'approche multi-échelle FEMxDEM robuste et applicable à des configurations à l'échelle réelle. Une variété d'opérateurs est proposée afin d'améliorer la convergence et la solidité de la méthode dans un cadre quasi-Newton. L'indépendance de l’intégration des différents points de Gauss et les caractéristiques d’intensivité sur les d'éléments sont exploités par l'utilisation d’une parallélisation en utilisant un paradigme OpenMP. Au niveau macro, une relation constitutive second gradient est mise en œuvre afin d'enrichir la relation de Cauchy de premier gradient apportant indépendance du maillage au modèle.Les améliorations susmentionnées rendent l'approche FEMxDEM compétitive avec les modèles FEM classiques en termes de coût de calcul permettant ainsi d'effectuer des simulations multi-échelle FEMxDEM robustes et indépendantes du maillage, depuis l'échelle du laboratoire (par exemple essaie biaxiale test) jusqu’à celle du problème à l'échelle de l'ingénierie (par exemple, excavation d’une galerie).Mots clés:Double échelle, homogénéisation numérique, loi constitutive numérique, élasto-plasticité, second gradient, matériaux microstructurés, grande déformation, éléments finis, éléments discrets, méthode de Newton, parallélisation, unicité
The multi-scale FEMxDEM approach is an innovative numerical method for geotechnical problems involving granular materials. The Finite Element Method (FEM) and the Discrete Element Method (DEM) are simultaneously applied to solve, respectively, the structural problem at the macro-scale and the material microstructure at the micro-scale. The advantage of using such a double scale configuration is that it allows to study an engineering problem without the need of standard constitutive laws, thus capturing the essence of the material properties. The link between scales is obtained via numerical homogenization, so that, the continuum numerical constitutive law and the corresponding tangent matrix are obtained directly from the discrete response of the microstructure.Typically, the FEMxDEM approach presents some drawbacks; the convergence velocity and robustness of the method are not as efficient as in classical FEM models. Furthermore, the computational cost of the microscale integration and the typical mesh-dependency at the macro-scale, make the multi-scale FEMxDEM approach questionable for practical uses. The aim of this work is to focus on these theoretical and numerical issues with the objective of making the multiscale FEMxDEM approach robust and applicable to real-scale configurations. A variety of operators is proposed in order to improve the convergence and robustness of the method in a quasi-Newton framework. The independence of the Gauss point integrations and the element intensive characteristics of the code are exploited by the use of parallelization using an OpenMP paradigm. At the macro level, a second gradient constitutive relation is implemented in order to enrich the first gradient Cauchy relation bringing mesh-independency to the model.The aforementioned improvements makes the FEMxDEM approach competitive with classical FEM models in terms of computational cost thus allowing to perform robust and mesh-independent multi-scale FEMxDEM simulations, from the laboratory scale (e.g. biaxial test) to the engineering-scale problem, (e.g. gallery excavation).Keywords:Double scale, numerical homogenization, numerical constitutive law, elasto-plasticity, second gradient, microstructured materials, large strain, finite elements, discrete elements, Newton method, parallelization, uniqueness

La thèse porte sur la calibration d'un modèle biomathématique multi-échelle expliquant le phénomène de sélection des follicules ovariens à partir du niveau cellulaire. Le modèle EDP consiste en un système hyperbolique quasi linéaire de grande taille gouvernant l'évolution des fonctions de densité cellulaire pour une cohorte de follicules (en pratique, une vingtaine).Les équations sont couplées de manière non locale par l'intermédiaire de termes de contrôle faisant intervenir les moments de la solution, intégrée à l'échelle mésoscopique et macroscopique. Trois chapitres de la thèse présentent, sous forme d'articles publiés, la méthode développée pour simuler numériquement ce modèle. Elle est conçue pour être implémentée sur une architecture parallèle. Les EDP sont discrétisées avec un schéma Volumes Finis sur un maillage adaptatif piloté par une analyse multirésolution. Le modèle présente des discontinuités de flux aux interfaces entre les différents états cellulaires, qui nécessitent la mise en ½uvre d'un couplage spécifique, compatible avec le schéma d'ordre élevé et le raffinement de maillage.Un chapitre de la thèse est dévolu à la méthode de calibration, qui consiste à traduire les connaissances biologiques en contraintes sur les paramètres et sur les sorties du modèle. Le caractère multi-échelle est là encore crucial. Les paramètres interviennent au niveau microscopique dans les équations gouvernant l'évolution des densités de cellules au sein de chaque follicule, alors que les données biologiques quantitatives sont disponibles aux niveaux mésoscopique et macroscopique
The thesis focuses on the numerical simulation of a biomathematical, multiscale model explaining the phenomenon of selection within the population of ovarian follicles, and grounded on a cellular basis. The PDE model consists of a large dimension hyperbolic quasilinear system governing the evolution of cell density functions for a cohort of follicles (around twenty in practice).The equations are coupled in a nonlocal way by control terms involving moments of the solution, defined on either the mesoscopic or macroscopic scale.Three chapters of the thesis, presented in the form of articles, develop the method used to simulate the model numerically. The numerical code is implemented on a parallel architecture. PDEs are discretized with a Finite Volume scheme on an adaptive mesh driven by a multiresolution analysis. Flux discontinuities, at the interfaces between different cellular states, require a specific treatment to be compatible with the high order numerical scheme and mesh refinement.A chapter of the thesis is devoted to the calibration method, which translates the biological knowledge into constraints on the parameters and model outputs. The multiscale character is crucial, since parameters are used at the microscopic level in the equations governing the evolution of the density of cells within each follicle, whereas quantitative biological data are rather available at the mesoscopic and macroscopic levels.The last chapter of the thesis focuses on the analysis of computational performances of the parallel code, based on statistical methods inspired from the field of uncertainty quantification

Ce travail a pour objectif de développer et d'appliquer une méthode originale permettant de simuler l'écoulement dans un milieu poreux fracturé. Cette méthode repose sur une approche multicouches double continuum permettant de séparer le comportement des différents aquifères présents sur un site. La résolution des écoulements, basée sur la méthode des Eléments Finis de Crouzeix-Raviart, est associée à une méthode inverse (minimisation de type Quasi-Newton combinée à la méthode de l'état adjoint) et à une paramétrisation multi-échelle.La méthode est appliquée dans un premier temps sur l'aquifère fracturé du site expérimental de Poitiers. Les résultats montrent une bonne restitution du comportement de l'aquifère et aboutissent à des champs de transmissivité plus réguliers par rapport à ceux de l'approche simple continuum. L'application finale est réalisée sur le site de Cadarache (taille plus importante et données d'entrée moins denses). Le calage des deux aquifères présents sur le site est satisfaisant et montre que ceux-ci se comportent globalement de façon indépendante. Ce calage pourra être amélioré localement grâce à données de recharge plus fines.

Dans cette thèse, la modélisation de l’endommagement et de la rupture dynamique des matériaux quasi-fragiles est proposée en utilisant une approche double-échelle basée sur la méthode d’homogénéisation asymptotique. Des lois d’endommagement dynamique sont établies et des simulations numériques du comportement associé sont effectuées dans les cas de sollicitations correspondants aux trois modes classiques de la Mécanique de la Rupture. Le premier modèle d’endommagement dynamique est proposé pour le chargement en mode de cisaillement antiplan (mode III). La loi d’endommagement est déduite à partir d’un critère énergétique de type Griffith décrivant la propagation des microfissures, en utilisant la méthode de changement d’échelle basée sur des développements asymptotiques. Une étude locale de la réponse macroscopique prédite par ce nouveau modèle est faite pour mettre en évidence l’influence des paramètres, comme la taille de la microstructure et la vitesse de chargement, sur l’évolution de l’endommagement. Les résultats des simulations macroscopiques de rupture dynamique et les instabilités de branchement associées sont présentés et comparés à ceux des observations expérimentales. Le modèle est implémenté dans un code Éléments finis/Différences finies en utilisant le logiciel de calcul Matlab. Des simulations numériques de rupture rapide en mode d’ouverture (mode I) en utilisant une loi d’endommagement dynamique sont ensuite présentées. Le modèle utilisé pour ces simulations, est déduit à partir d’un critère microscopique de type Griffith en mode I en utilisant la méthode d’homogénéisation asymptotique. La loi d’endommagement obtenue est sensible à la vitesse de chargement qui influence le mode de rupture macroscopique. Des simulations numériques sont effectuées afin d’identifier les prédictions du modèle et les résultats obtenus sont comparés aux résultats expérimentaux. Différents tests, comme ceux de traction directe et de l’échantillon en forme de L pour les bétons, les essais d’impact sur des échantillons CCS en PMMA et le test d’impact de Kalthoff pour des roches calcaires sont reproduits numériquement. Ces simulations montrent que la vitesse de chargement détermine essentiellement la trajectoire de rupture macroscopique et la formation des branches associées, en accord avec les résultats expérimentaux. La loi a été implémentée dans le code d’éléments finis Abaqus/Explicit via une sub-routine VUMAT. Un troisième modèle d’endommagement est obtenu pour le mode de cisaillement plan (Mode II) par une démarche de modélisation double-échelle similaire à celle utilisée dans les deux premiers modèles, en tenant compte du contact unilatéral avec frottement sur les lèvres des microfissures. Une étude locale concernant l’effet du chargement de compression et du coefficient du frottement sur les fissures est faite. L’influence des paramètres comme la taille de la microstructure et la vitesse de déformation sur l’évolution de l’endommagement sont étudiés. Ces études sont complétées par des simulations des essais de rupture/frottement sur des échantillons en PMMA en utilisant le logiciel Abaqus/Explicit
In this thesis, the modeling of dynamic damage and failure of quasi-materials is addressed using a two-scale approach based on the asymptotic homogenization method. Dynamic damage laws are obtained and numerical simulations of the associated behavior are performed for loadings corresponding to the classical three modes of Fracture Mechanics. The first dynamic model of damage is proposed for the anti-plane shear loading case (Mode III). The damage evolution law is deduced from the Griffith’s energy criterion governing the dynamic propagation of microcracks, by using the homogenization method based on asymptotic expansions. A study of the local macroscopic response predicted by the new model is conducted to highlight the influence of parameters, like the size of the microstructure and the loading rate, on the evolution of damage. Results of macroscopic simulations of dynamic failure and the associated branching instabilities are presented and compared with those reported by experimental observations. The model is implemented in a Finite-Elements/Finite-Differences code using the Matlab software environment. Numerical simulations of rapid failure in opening mode (Mode I) are using a dynamic damage law are presented subsequently. The model is deduced from a microscopic Griffith type criterion describing the dynamic mode I propagation of microcracks, using the asymptotic homogenization approach. The resulting damage law is sensitive to the rate of loading that determines the macroscopic failure mode. Numerical simulations are performed in order to identify the model predictions and the obtained numerical results are compared with the experimental ones. Different tests, like the compact tension and L-shape specimen tests for concrete, the compact compression test for the PMMA brittle polymer and the Kalthoff impact test for limestone rocks, are considered in the numerical simulations. These simulations show that the loading rate essentially determines the macroscopic crack trajectory and the associated branching patterns, in agreement with the experimental results. The law has been implemented in a finite element code Abaqus/Explicit via a VUMAT subroutine. A third model of damage is obtained for the in-plane shear mode (Mode II) through a similar double-scale approach by considering unilateral contact with friction conditions on the microcracks lips. A local study concerning the effects of normal compression and of the friction coefficient is carried out. The influence of the size of the microstructure and the rate of loading on damage evolution is analyzed at the local level. These studies are completed by structural failure simulations of PMMA specimens using the Abaqus/Explicit finite element software

L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes d’imprégnation en milieux fibreux à double échelle de pores. Comme tout procédé consistant en une injection de liquide dans une préforme fibreuse, le procédé RTM est susceptible de générer des défauts de type vide. Ces défauts peuvent provoquer un abattement des propriétés mécaniques finales. Afin de répondre à cette problématique de création de vides en cours d’infiltration, des dispositifs expérimentaux originaux ont été mis au point pour mesurer la saturation dans des milieux fibreux. Des capteurs ont été développés, basés sur les propriétés électriques des matériaux : la conductivité et la permittivité. Les résultats obtenus montrent une dépendance de la saturation vis-à-vis du nombre capillaire. Différents mécanismes de création et de transport des vides ont ainsi pu être analysés. Ces données ont ensuite été corrélées aux mesures de pression en fonction de la position. L’évolution de la pression capillaire a été prise en compte en fonction du nombre capillaire pour caractériser au mieux les infiltrations étudiées. L’ensemble des données obtenues sur la saturation et la pression sont combinées pour proposer une nouvelle analyse de la perméabilité des milieux fibreux à double échelle de pores. Deux notions de perméabilité sont validées, à savoir la perméabilité géométrique en tant que caractéristique intrinsèque de la préforme et la perméabilité relative comme caractéristique dépendante de la saturation
The objective of this thesis is to contribute to a better understanding of the mechanisms during the impregnation in a dual scale porous media. As any process consisting in an injection of liquid into a fiber preform, RTM process is prone to have void type defects. Those defects may lead to a reduction of the final mechanical properties. To address this problem of void creation during infiltration, original experimental devices have been designed to measure the saturation in fibrous media. Sensors have been developed based on the electrical properties of materials: conductivity and permittivity. The saturation results show a dependency with the capillary number. Different mechanisms for the creation and transport of voids have been highlighted. These data are then correlated with pressure measurements. The evolution of the capillary pressure as a function of the capillary number has been introduced to characterize properly the impregnations. The correlation of all the data concerning saturation and pressure allows us to propose a new analysis of the permeability in dual scale porous media. Two concepts of permeability are defined: the geometric permeability as an intrinsic characteristic of the preform and the relative permeability as a function of the saturation

Ce travail porte sur la modélisation d'écoulements turbulents anisothermes dans des milieux macroporeux. Ce problème intéresse de nombreux domaines : échangeurs de chaleur, réacteurs nucléaires, canopées... Notre objectif est de modéliser des écoulements traversant une structure solide selon un approche multi-échelle. L'utilisation d'un opérateur de moyenne spatiale permet ainsi d'obtenir une description homogénéisée des écoulements, tandis que l'aspect turbulent est traité grâce à un opérateur de moyenne statistique. Au cours du processus de moyenne, une partie des informations sur l'état microscopique est perdue. Cela se traduit, à l'échelle macroscopique, par l'apparition de termes inconnus liés à la turbulence (contraintes de Reynolds) et à la présence de la matrice solide (dispersion). C'est sur ces termes de dispersion présents dans les équations macroscopiques de quantité de mouvement et de la température que porte notre travail. Nous proposons un modèle de dispersion thermique qui permet de prédire de façon satisfaisante l'évolution de la température moyenne du fluide pour des écoulements à l'équilibre hydraulique présentant de forts gradients de température ou de flux thermique à la paroi. De plus, un modèle macroscopique de température de paroi basé sur le modèle de température moyenne est dérivé. Il permet de prédire avec précision l'évolution de la température de paroi pour des écoulements hors équilibre thermique. Afin de pouvoir traiter aussi des cas hors équilibre hydraulique, un modèle macroscopique de turbulence est proposé. Une analyse physique détaillée des transferts énergétiques a montré que c'est l'énergie dispersive qui permet de caractériser le déséquilibre hydraulique. Un modèle de turbulence prenant en compte les déséquilibres d'énergie dispersive a donc été dérivé. Il permet de prédire de façon satisfaisante la dynamique d'établissement d'écoulements entrant dans des canaux et de fournir des conditions aux limites précises à la sortie des canaux. Enfin, nous proposons un modèle dynamique pour le tenseur de dispersion basé sur l'énergie dispersive et la dissipation associée
This works deals with the modelling if anisothermal turbulent flows in macroporous media. This topic concerns many practical applications such as heat exchangers, nuclear reactors, canopies... Our aim is to model flows through porous matrices by means of a multi-scale approach. A macroscopic description of the flows is obtained thanks to a spatial average operator, while a statistical average operator is used to handle turbulence. The successive application of both filters leads to a loss of information. Therefore, at macroscopic scale, unknown contributions linked to turbulence (Reynolds stresses) and the presence of the solid matrix (dispersion) appear. We focus on dispersion terms. We propose a thermal dispersion model for hydrodynamically established flows. Mean temperature predictions obtained with this model are very accurate for channel flows with strong temperature and wall heat flux gradients. We also derive a wall temperature model based the mean temperature model. It gives good macroscopic results for thermally developping flows. In order to be able to simulate hydrodynamically developping flows, a turbulence model is needed. A two-scale analysis of energy transfers within the flow shows that the dynamic behaviour of unbalanced flows can be described using the dispersive kinetic energy. A turbulence model that accounts for dispersive energy is derived. It predicts very well the dynamics of a flows near a channel inlet and provides accurate boundary conditions for exit flows. Finally, a dynamic model based on the dispersive energy and its dissipation rate is proposed for the dispersion tensor

Ce travail traite la problématique des bulles d’air contenues dans les pièces composites mises en œuvre par le procédé RTM. La modélisation des phénomènes de création, de compression et de transport de ce type de défauts est présentée. Notamment l’adoption d’un nouveau modèle de création des bulles d’air, de transport, et l’estimation des porosités à double échelle de pores ainsi que la saturation finale de la préforme sont données
This work covers the problematic of air bubbles entrapped during manufacturing composite parts via the RTM process. Modeling creation, compression, and transport of this type of defaults is presented here. Likewise, a new approach of air bubble’s creation, transport modeling, simulation of porosities at dual scale of pores, and estimation of the final saturation of the preform are given