Teses / dissertações sobre o tema "Structure de blocs courbe"

Le Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) s'intéresse à la simulation d'écoulements fluides en régime supersonique et hypersonique dans le cadre de la rentrée atmosphérique. Pour ce faire, un code de simulation numérique dédié y est développé. Pour répondre à des contraintes fortes, ce code ne prend en entrée que des maillages hexaédriques structurés par blocs. Ce type de maillage est compliqué à générer, c'est le plus souvent réalisé à la main via l'utilisation de logiciels interactifs dédiés. Pour des géométries industrielles complexes, la génération d'un maillage est très couteuse en temps. A l'heure actuelle, la génération automatique de maillages hexaédriques est un sujet de recherche ouvert et complexe.Dans le cadre de ces travaux de thèse, nous proposons une méthode permettant de générer des maillages structurés par blocs courbes de domaines fluides autour de géométries dédiées pour les problématiques visées. Cette méthode a d'abord été prototypée dans le cadre de domaines 2D, puis étendue au cas 3D. Ici, la méthode est présentée dans le cas général, en dimension n. Elle se découpe en plusieurs étapes qui sont les suivantes.Dans un premier temps, une structure de blocs linéaire est obtenue par extrusion d'une première discrétisation de la paroi. Ces travaux sont une extension des travaux proposés par Ruiz-Girones et al.. Une fois cette structure de blocs linéaire obtenue, nous proposons deux manières distinctes de courber les blocs afin d'améliorer la représentation de la géométrie, et de limiter le lissage sur le maillage final. La première est à travers d'un processus de lissage de maillage à topologie fixe à l'aide d'un problème d'optimisation, auquel un terme de pénalité est ajouté pour aligner certaines arêtes du maillage aux interfaces. Dans notre processus, nous appliquons cette méthode de lissage à la structure de blocs pour l'aligner sur la surface du véhicule. Cette méthode étant pour l'instant trop couteuse en temps de calcul dans le cas 3D, nous proposons une seconde manière de courber les blocs, à travers une représentation à l'aide de courbes polynomiales de Béziers. Nous appliquons cette fois des opérations géométriques et locales afin d'aligner les blocs à la géométrie.Enfin, en partant du principe que les blocs sont représentés à l'aide de courbes de Bézier, nous générons un maillage final sur ces blocs courbes sous différentes contraintes. Finalement, nous évaluons la qualité des maillages générés à travers des critères purement géométriques, en étudiant l'impact des différents paramètres de notre méthode sur le maillage final. Nous évaluons également les maillages générés par la simulation d'écoulements fluides sur ces maillages, avec la comparaison à des données expérimentales, analytiques, ainsi qu'à des calculs de référence
The French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA) studies Computational Fluid Dynamics (CFD) in the case of supersonic and hypersonic flows. To do so, a dedicated code is developed. To deal with strong constraints, this code only performs on block-structured meshes. This specific type of mesh is complicated to generate, and this generation is usually handled by hand using dedicated interactive software. In the case of industrial complex geometries, the mesh generation is highly time-consuming. Currently, automatic hexahedral mesh generation is a complex open research field.In this thesis work, we propose a method to generate block-structured hexahedral meshes on curved blocks of the fluid domain around vehicles, dedicated for the problems of interest. This method is first proposed in 2D and then extended to 3D. Here, it is presented in the generic nD case. This method is composed of several steps. First, a linear block structure is extruded from a first vehicle surface discretization. This work is an extension of the previous work of Ruiz-Girones et al.. Once this linear block structure is generated, we propose two different methods to curve the block structure to improve the vehicle surface representation and limit the smoothing on the final mesh. The first method is through an algorithm of mesh adaptation at fixed topology by solving an optimization problem to which a penalty term is added to align certain mesh edges to an implicit interface. Our global approach uses this method to align the block structure to the vehicle surface. This method remains time-consuming in 3D, so we proposed a second method to curve our block structure through polynomial Bézier curves. Considering our blocks as Bézier blocks, we apply geometric and local operations to align the high-order block structure to the vehicle surface. Then, considering we curved the block structure using Bézier elements, we generate a mesh on the curved blocks under constraints. Finally, the generated mesh quality is evaluated in two ways. The first one is through purely geometrical criteria analysis. The second one is through numerical simulations of flows around vehicles on our meshes, comparing the simulation results to experimental data, analytical results, and reference simulations

Cette thèse a pour objet l'étude du comportement d'un nouveau système de galerie de protection contre les chutes de blocs appelé Pare-blocs Structurellement Dissipant (PSD). L'innovation majeure, par rapport aux solutions classiques, est de dissiper l'énergie d'impact directement dans la dalle en béton armé ou dans des appuis fusibles, et non plus dans une couche de matériau amortissant. Les phénomènes dynamiques ayant lieu lors de l'impact d'un bloc sur la dalle sont analysés au moyen d'expérimentations sur une structure PSD à l'échelle î 1/3. Les efforts de percussion appliqués à la dalle, durant la phase de contact avec le bloc, sont estimés ainsi que les différents transferts et dissipations d'énergie. Les résultats ont permis de valider le principe de fonctionnement et de réparation des PSD et font apparaître que la dalle est endommagée par trois mécanismes majeurs: le poinçonnement, la mise en flexion et la déstructuration de surface de la zone impactée. Les principales grandeurs expérimentales sont retrouvées à l'aide de simulations numériques des essais avec un code éléments finis. Un modèle mécanique simplifié "masses ressorts amortisseur" est également développé dans le but de concevoir des méthodes de dimensionnement applicables en bureau d'études. Les perspectives de ce travail sont d'aboutir à l'établissement de recommandations sur la conception et la réalisation des pare-blocs structurellement dissipant
This thesis studies the behaviour of a new concept for a protection gallery under rock fall, called Structurally Dissipating Rock-shed (SDR). The main innovation, compared to conventional solutions, is to dissipate the impact energy directly into the reinforced concrete slab or into fuse supports, and no longer in a cushion layer. The dynamic phenomena, taking place during the impact of a block onto the slab, are analyzed by means of experiments on a 1/3 scale SDR structure. The percussion loads applied to the slab, during the contact phase with the block, are assessed as weIl as the various energy transfers and dissipations. The results allowed to validate the operating and repair principles of the SDR and revealed that the slab is damaged by three main mechanisms: the punching, the bending and the breaking clown at surface level of the impacted zone. The principal experimental values are found by numerical simulations of the tests with a finite elements tool. A simplified mechanical model "masses-springs-damping" is also developed with the aim of implementing design methods for engineering offices. The prospects for this work are to succeed in establishing design and construction recommendations for structurally dissipating rock-sheds

O trabalho tem por objetivo apresentar procedimentos de projeto e execução de obras de pavimentos permeáveis visando sua aplicação prática como medidas compensatórias de drenagem urbana com a finalidade de retenção e amortecimento de picos de enchentes em cidades densamente urbanizadas. Os procedimentos propostos se baseiam na experiência adquirida para a implementação de dois tipos de pavimentos permeáveis; um com revestimento constituído de blocos intertravados de concreto e outro com revestimento de concreto asfáltico poroso, conhecido como camada porosa de atrito. Para subsidiar o trabalho uma pista experimental foi construída como área de estacionamento nas dependências do Centro Tecnológico de Hidráulica CTH na Universidade de São Paulo onde foi realizado o experimento. O local do estacionamento atua como um reservatório subsuperficial de águas pluviais sendo que sua estrutura, constituída de agregados granulares, abriga no interior de seus vazios a água infiltrada pelas camadas do pavimento. Recomenda-se, após os estudos, que os procedimentos e seqüências de atividades de projeto e execução de obras de pavimentos permeáveis sejam contemplados pelo poder público e privado como solução alternativa em diferentes empreendimentos urbanos como grandes áreas públicas ou particulares, estacionamentos, parques, quadras esportivas, passeios, calçamentos e ruas de pouca solicitação de tráfego entre outros.
The present work intents to show design and built procedures, of porous pavements; by paying attention on its practical appliances as compensatory option in urban drainage with purpose to retaining rainfall water by storage, reducing downstream flooding in cities with great urban density. The procedures here proposed are based in the know how acquired for the construction of two kinds of porous pavements: one built with interlocked concrete blocks and the other built with porous asphalt. In order to aid the present work, an experimental field was built as parking area inside the propriety of CTH Centro Tecnologico de Hidraulica in State University of Sao Paulo where the tests and experiments were made. The parking area is a reservoir structure where rain water is stored inside courses of aggregates. The storage volume is in the void space between particles of material that comes by infiltration trough the pavement layer. The commendation, after the studies, is that procedures and activities of design and build of porous pavements could be observed by government and private sector as alternative solution in many kinds of urban projects such as large public and private lots, parking areas sport fields side walks and streets, with low capacity of traffic loads, and so forth.

Les alphabets structuraux sont des collections de motifs structuraux répétés dans les structures de protéines. Durant ma thèse, j'ai utilisé l'un d'eux, les blocs protéiques (BPs), pour diverses applications comme la prédiction, la comparaison et l'analyse de structures de protéines. J'ai d'abord étudié les variations structurales observées au sein de structures ayant des séquences protéiques identiques et au cours de simulations de dynamique moléculaire. Les résultats de ces analyses ont été synthétisés sous la forme de matrices de substitution et ont montré des similitudes surprenantes avec les précédentes matrices établies pour les protéines homologues ou les ensembles RMN. La méthode kPRED qui permet de prédire le squelette des protéines sous forme de BPs a été amélioré en prenant en compte les structures locales voisines. La nouvelle version privilégie aussi les informations provenant des protéines homologues lorsqu'elles sont disponibles, atteignant une précision moyenne de 66,3% sur un jeu de données test. J'ai aussi étendu la portée de la base de données PENTAdb pour couvrir l'ensemble des structures de la PDB. Je montre que l'effet de cette augmentation de 950% dans le contenu de PENTAdb améliore notre compréhension de la relation séquence-structure au niveau d'un pentapeptide. J'ai également utilisé PB-ALIGN, un outil de comparaison rapide et efficace de structures des protéines, pour comparer toutes les structures protéiques dans la PDB entre elles et pour étudier les similitudes structurales. J'ai généré une grande collection de données d'alignement et j'explore son usage pour l'annotation fonctionnelle et l'identification de possibles relations évolutives
Structural motifs found in protein structures. They help in approximating protein structure as a 1D string with minimal loss of structural information. Here I have employed a widely used structural alphabet called Protein Blocks (PB) for various applications like predicting, comparing and analyzing protein structures. PBs were used to study the structural variations in proteins with identical primary structure and also during the course of molecular dynamics (MD) simulations. The results from these analyses were summarized in the form of substitution matrices and showed striking similarities to previously established matrices for homologous proteins and NMR ensembles. I improved kPRED, a knowledge-based prediction of protein backbone in terms of PBs, by taking into consideration the neighboring local structures. The new version of the algorithm also privileges structural information from homologous proteins when available reaching an average accuracy of 66.3% on a benchmark dataset. The scope of the PENTAdb database has been expanded to cover the entire protein structure space in an automated manner. I show that the effect of this 950% increase in the contents of PENTAdb improves our understanding of the sequence-structure relationship at the pentapeptide level. I also used PB-ALIGN, a fast and efficient protein structure comparison tool, to compare all protein structures in PDB in an all-vs-all manner and to investigate PB-based structural similarities. This generated a huge collection of alignment data and I discuss its use for functional annotation and identification of possible evolutionary relationships

L'etude microstructurale de trois series de melanges binaires de diblocs styrene-isoprene de compositions et de masse molaires moyennes en nombre differentes a ete realisee. Ces melanges ont ete elabores a partir d'un dibloc asymetrique long et de trois differents diblocs symetriques courts, tous les quatres ayant ete synthetises par polymerisation anionique. Le diagramme de phase a temperature ambiante de ces trois series de melanges a ete etabli experimentalement par diffusion des rayons x aux petits angles et par microscopie electronique en transmission. Le resultat le plus important est que la microstructure de ces melanges n'est pas controlee uniquement par leur fraction volumique en styrene, comme c'est le cas pour les diblocs purs, mais elle depend egalement du rapport entre les masses molaires des deux diblocs. Nous avons cherche l'origine physique de cette modification des plages de stabilites des differentes microstructures (effet cotensioactif). Des etudes fines par saxs ont permis d'etablir que les diblocs courts localises a l'interface controlent la structure de celle-ci (l'aire d'interface occupee par jonction). Il en decoule une organisation particuliere des chaines a l'interieur des microdomaines qui s'avere etre celle predite par un modele theorique du a birshtein, zhulina et lyatskaya. Ce modele nous a permis d'interpreter le diagramme de phase experimental. Nous avons egalement etudie l'influence de la temperature sur la microstructure de certains melanges. En plus de la transition ordre-desordre attendue, ces melanges subissent differentes transitions thermoreversibles ordre-ordre. Ces melanges modeles presentant des relations composition/microstructure particulieres, l'influence de cette derniere sur les proprietes viscoelastiques a pu etre etablie clairement. Enfin, les connaissances acquises sur ces systemes modeles nous ont permis d'interpreter le comportement microstructural particulier d'un copolymere a blocs industriel de structure chimique complexe

L’introduction de copolymères à blocs dans des systèmes thermodurcissable en tant qu’agent renforçant se développe. La capacité du copolymère à blocs à nanostructurer ce type de matrice permet d’atteindre de bonnes propriétés mécaniques. Mais la difficulté réside justement dans l’obtention de ces nanostructures qui résultent de la miscibilité des blocs vis-à-vis du réseau en croissance. En effet afin d’éviter toute macroséparation de phases, le plus souvent néfaste pour les propriétés mécaniques, il est indispensable qu’un des blocs reste miscible dans le système tout au long de la réticulation afin de stabiliser la structure formée. Le problème est qu’un polymère est généralement miscible dans un nombre très restreint de système obligeant ainsi à adapter les copolymères à chaque matrice utilisée. L’objectif principal de cette thèse a été de déterminer la composition d’un copolymère à bloc capable de nanostructurer, dans un premier temps, des systèmes époxydes de polarité différente (DGEBA-DDS et DGEBA-MCDEA). Pour cela nous avons réaliser une étude de miscibilité visant à identifier un homopolymère restant miscible avec ces systèmes durant toute la réaction : le poly(dimethylacrylamide) s’est avéré un bon candidat et a été associé à des motifs méthacrylate de méthyle au sein d’un copolymère statistique. Le bloc stabilisant identifié, des copolymères à blocs de type ABA et AB ont été synthétisés. Leur comportement a d’abord été étudié dans les précurseurs des réseaux époxydes, en particulier la localisation de la transition ordre-désordre des mélanges obtenus et l’influence de la composition des copolymères utilisés sur celle-ci. Nous nous sommes ensuite intéressés à l’organisation des mélanges avant et après réaction (TEM et SAXS) mais aussi à l’évolution de la structuration au cours de la polymérisation (SAXS). Enfin le pouvoir renforçant des copolymères de type ABA a été évalué et révèle une amélioration de la ténacité des systèmes réticulés sans modification notable de la température de transition vitreuse
Introduction of block copolymers as reinforcing agents in thermoset is increasing. The block copolymer ability to nanostructure this kind of matrix allows to obtain good mechanical properties. But the difficulty is to obtain such nanostructure which depends on miscibility of each block versus the growing network. Indeed, in order to avoid any kind of macrophase separation wich could deteriorate mechanical properties, one block must remain miscible in the system up to the end of the reaction to stabilize the formed structure. Since a polymer is generally miscible with only few systems, so, each block copolymer has to be adapted to each specific matrix. The main aim of this work has been to determine the composition of a block copolymer able to nanostructure epoxy networks with different polarities: DGEBA-DDS and DGEBA-MCDEA. In order to identify an homopolymer which could remain miscible with these two matrixes up to the end of the reaction, we realised a miscibility study and we showed that the poly(dimethylacrylamide) is an excellent candidate: as a result we associated it with MMA units to form a random copolymer. Having identified the stabilizing block, ABA and AB block copolymers have been synthesized. Their behaviour in the epoxy precursors and in particular the localisation of the order-disorder transition in the obtained blends, have been studied: this latter property appeared to be influenced by the blend composition. We were also interested in blends organization before and after the reaction (analyses performed by TEM and SAXS), and in its evolution during the polymerization (monitored by SAXS). Finally, the reinforcement effect of ABA block copolymers has been evaluated. A toughness improvement of the epoxy networks, without significant increase of the glass transition temperature, has been observed

Dans le contexte de l'approche géométrique des systèmes linéaires, une première partie du mémoire est consacrée à l'étude de la caractérisation algébrique de la structure spatiale liée à la commandabilité. Une paramétrisation nouvelle des sous-espaces de commandabilité est donnée dans la base initiale du système, évitant par la même le recours classique au calcul d'une forme canonique. Cette paramétrisation est alors exploitée pour établir une méthode permettant d'engendrer directement par placement de directions propres un sous-espace de commandabilité du système. La seconde partie du mémoire concerne le problème du découplage par blocs des systèmes linéaires. Les résultats classiques de l'approche géometrique sont tout d'abord présentés puis transcrits selon les techniques de placement de directions propres. Une nouvelle approche de résolution du decouplage par blocs est ensuite proposée par la mise au point d'une méthode de construction de familles compatibles de sous-espaces de commandabilité.

Nous nous intéressons aux polymères en étoile à nombre de bras contrôlé de natures différentes. Ces composés associent les propriétés des copolymères à blocs à une structure ramifiée. Reutenauer et al. (Macromolecules, 34, 755, 2001) ont décrit la synthèse de polymères A2B à partir de dérivés du 1, 1 -diphényléthylène : le I-[4-(tert-butyldiméthylsiloxy)méthylphényll- 1 -phényléthylène (DPECH2OSi). Dans le THF, suivant une réaction de double-addition élimination concertée, deux polystyrènes w-carbanioniques avec contre-ion lithium (PSLi) ou potassium attaquent la double liaison et le groupe tert-butyldiméthylsiloxy. Le troisième bras est obtenu à partir du carbanion diphényléthylènyle résultant PS2-. Nous avons constaté que la réaction des PSLi sur le DPECH2OSi dans un mélange de toluène/THF (v/v>37%) aboutit à la formation de PS3- portant un carbanion diphényléthylényllithium en son centre. Le mécanisme implique des réactions en cascade avec additions sur la double liaison des PSLI et substitutions nucléophiles des groupes siloxy par les PSLI et les diphényléthylényllithiums résultant des additions. Ces substitutions nucléophiles par des organolithiens sont exceptionnelles. Le basculement d'un mécanisme à l'autre est essentiellement déterminé par le rapport toluène/THF du solvant de réaction et semble lié à la nature des paires d'ions. Les réactions des PSLI sur un nouveau dérivé du DPECH2OSi, le 1-(méthoxyméthyl)phényl-1phényléthylène, se déroulent suivant les mêmes mécanismes. La structure de ces dérivés est donc importante dans ce type de réactions. Néanmoins une faible proportion de produits secondaires se forment, dûes à une réactivité importante des groupes méthoxy. Les réactions des PSLI sur un autre dérivé, le 1,1-bis(4-méthoxyméthylphényl)éthylène, mènent à un mélange de polymères en étoile. En conclusion nous avons préparé, à partir des mêmes réactifs DPECH2OSi et PSLi, des polymères A2B ou A3B, parfaitement définis, en modifiant uniquement la polarité du milieu.

Dans un premier temps ce travail décrit la variabilité spatiale des assemblages de macrofaune dans les champs de blocs intertidaux. La distribution des organismes à petite échelle (dm) a tout d'abord été étudiée. Les résultats ont révélé une structure hiérarchique du peuplement, en trois communautés et huit sous-communautés. La variabilité verticale du peuplement le long du gradient hypsométrique a ensuite été abordée. L'étagement de la faune se montre nuancé, tributaire de l'agencement des blocs, qui détermine la présence de refuges élargissant la distribution intertidale des espèces. Ensuite, la variabilité spatiale à l'échelle régionale (100 km) est forte au regard des abondances et des biomasses. Les structures trophiques en termes d'abondance montrent une variabilité hypsométrique et inter-sites. Elles sont directement liées aux variations environnementales. Les structures trophiques en termes de richesse spécifique sont en revanche stables pour un même niveau hypsométrique. Elles révèlent la présence d'un pool d'espèces régional commun, qui se distribue en meta-communauté dans les différents sites. La dynamique du peuplement a été examinée en un site, sur deux ans. La structure des assemblages montre une variabilité temporelle stochastique, sans saisonnalité. Par ailleurs, l'arrivée de débris de macroalgues dans le site dynamise tous les niveaux trophiques mais sans modifier la structure fonctionnelle globale. Ce dernier semble donc être adapté à l'utilisation et au recyclage des détritus algaux. Des études expérimentales ont enfin été réalisées, pour observer les conséquences de la perturbation de l'habitat par retournement des blocs. La fraction mobile de l'assemblage faunistique se montre résistante aux perturbations expérimentées. En revanche, la fraction sessile est fortement atteinte en abondance et, très probablement, en composition
The spatial variability of macrofaunal community in boulder fields was described. The distribution of organisms at a small scale (dmø) was first analysed. Results revealed a hierarchical structure in the community, which was organised in three sub-communities and eight microcommunities. Vertical variability of the community was then observed along the hypsometric gradient. The well-known intertidal zonation of the fauna was blurred, depending on the boulder arrangements, which determined quantity and quality of shelter for organisms. Spatial variability was studied at regional scale (100 km). Three sites were compared. Results showed a great variability of the abundance and biomass values. Trophic structures expressed in terms of abundance showed a vertical (hypsometric) and horizontal (inter-sites) variability. They directly depended on environmental variations. Trophic structures expressed in terms of species richness showed a vertical variability, but were stable between sites at the same hypsometric level. They revealed the existence of a common regional pool of species, structured as a regional metacommunity. Secondly, community dynamics were studied for two years at one site. Results show a stochastic variability of the abundance, biomass and species richness. Moreover, arrivals of macroalgal debris on the shore enhanced the ecological parameters of each trophic level, but the global trophic structure was not changed. Intertidal macrofaunal communities are adapted to use algal debris as a trophic resource, and then may have a major role in recycling this important primary production in temperate waters. Finally, experimental studies were carried out to assess the impact of habitat disturbance on the macrofaunal community. The mobile part of the community seemed resistant to the experimental disturbance. However the sessile part, which encompassed ascidians, bryozoans and sponges, was impacted

Cette thèse aborde le domaine de la protection passive contre les chutes de blocs rocheux. L'objectif est d'étudier un ouvrage composite dissipatif de protection : l'ouvrage sandwich. Il est composé d'une dalle en béton armé qui a pour rôle de répartir l'effort d'impact sur une deuxième couche composée de grave insérée dans des chaussettes de géotextile extensible contenues dans des colonnes de pneus de voitures usagés. Une campagne expérimentale de lâchers de blocs à l'échelle de l'ouvrage est réalisée dans le but de mesurer les efforts transmis par l'ouvrage pour des énergies cinétiques allant jusqu'à 90 kJ. L'ouvrage sandwich est bien adapté pour des énergies de 50 à 100 kJ. Pour des énergies supérieures, le double sandwich (superposition de 2 sandwichs simples) paraît mieux adapté pour diminuer l'intensité de la force transmise en améliorant l'effet de dissipation par une meilleure répartition de la charge d'impact. En parallèle, des simulations numériques grâce à la méthode des éléments discrets, et plus particulièrement le code SDEC, sont menées. Une procédure de calage des paramètres locaux est proposée pour simuler le comportement de l'ouvrage sandwich sous impact. Les paramètres élastiques et plastiques sont calés à partir d'essais quasi-statiques triaxiaux ou de compression simple. De plus, une loi de transfert de moment est ajoutée pour augmenter le frottement entre les grains ou pour modéliser la flexion de la dalle en béton armé ce qui permet de représenter le comportement de l'ouvrage pour une gamme d'énergie allant jusqu'à 45 kJ.

La thérapie photodynamique (PDT), une thérapie basée sur l'irradiation de molécules photosensibilisatrices pour générer un stress oxydant, est déjà utilisée comme traitement de certaines pathologies. Très souvent, les photosensibilisateurs utilisés sont des molécules fortement hydrophobes qui s'agrègent en milieux aqueux. De ce fait, utilisées seules, elles nécessitent d'être injectées à des concentrations élevées, entraînant un risque de photosensibilisation générale. Pour diminuer cet effet secondaire et rendre le traitement plus efficace, il est possible d'encapsuler ces molécules. Des travaux précédant au sein du laboratoire des IRMCP ont permis le développement de vecteurs à base de copolymères à blocs pour l'encapsulation d'un photosensibilisateur, le phéophorbide-a. Ces travaux ont montré une efficacité de certains de ces vecteurs en conditions PDT sur des cultures cellulaires et ont ouvert des questions sur les processus de réponse cellulaire. L'objectif de ce doctorat était de développer des outils permettant de mieux comprendre les mécanismes ayant lieu lors de l'utilisation de nanovecteurs à base de copolymères à blocs encapsulant du phéophorbide-a et lors de l'irradiation lumineuse du photosensibilisateur. Les nanovecteurs étudiés étaient des micelles formulées à base de trois copolymères différents, le PEO-PCL, le PEO-PLA et le PEO-PS. Pour simplifier le système étudié, nous avons choisi d'utiliser des modèles de membranes pour simuler la cible biologique, des liposomes (ou vésicules lipidiques). En utilisant les propriétés de fluorescence du phéophorbide-a, nous avons pu obtenir les constantes d'affinité du photosensibilisateur pour les micelles et pour les vésicules lipidiques, puis évaluer le passage du phéophorbide-a des micelles vers les vésicules. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés aux phénomènes en jeu lors de l'irradiation du photosensibilisateur. Nous avons pu estimer la production relative d'oxygène singulet en fonction du type de micelles utilisé. En suivant la fuite d'une sonde fluorescente contenue dans les liposomes, permettant ainsi de remonter à leur perméabilité, il a été possible mesurer les effets de la production d'oxygène singulet sur l'intégrité de la membrane des liposomes. De manière complémentaire, nous avons suivi l'oxydation des lipides constituant les liposomes durant l'irradiation du phéophorbide-a par spectrométrie de masse. Ces résultats combinés nous ont permis de voir quels étaient les paramètres influençant l'efficacité des micelles encapsulant un photosensibilisateur après irradiation et d'établir un classement de ceux ayant le plus d'effets sur l'intégrité de membranes modèles parmi ceux étudiés
Photodynamic therapy (PDT), a therapy based on the irradiation of photosensitizing molecules to generate an oxidative stress, is already used as a treatment of some pathologies. The photosensitizers used are often highly hydrophobic molecules that aggregate in aqueous medium. Therefore, used by themselves, they require to be injected at high concentrations, leading to a risk of global photosensitization. To reduce this secondary effect and increase the effectiveness of the treatment, it is possible to encapsulate those molecules. Previous work in the IMRCP laboratory has led to the development of block copolymer-based carriers to encapsulate a photosensitizer, pheophorbide-a. This work has showed superior efficiency of some type of carriers compared to others under PDT conditions on cell culture. The aim of this project was to develop tools to better understand the mechanisms occurring when using block copolymers-based nanocarriers encapsulating pheophorbide-a and during the irradiation of the photosensitizer. The nanocarriers studied were block copolymer-based micelles made of PEO-PCL, PEO-PLA and PEO-PS. To simplify the system studied, we chose to use liposomes as membrane models to simulate the biological target. Using the fluorescence properties of pheophorbide-a, we were able to obtain the affinity constants of the photosensitizer for the micelles and the lipid vesicles, and then evaluate the transfer of pheophorbide-a from the micelles to the vesicles. Following that, we investigated the phenomena occurring during the irradiation of the photosensitizer. We were able to estimate the relative production of singlet oxygen depending on the type of micelles used. By monitoring the leakage of a fluorescent probe contained in the liposomes, allowing us to evaluate their permeability, it was possible to measure the effects of singlet oxygen production on the integrity of the liposome membrane. Complementarily, we followed the oxidation of the lipids of the liposomes during the irradiation of pheophorbide-a by mass spectrometry. These results combined together allowed us to see what were the parameters influencing the PDT efficiency of micelles encapsulating a photosensitizer. We managed to classify those with the greatest effect on the integrity of model membranes among those studied

Nous considérons la résolution de très grands systèmes linéaires creux à l'aide d'une méthode de factorisation directe appelée méthode multifrontale. Bien que numériquement robustes et faciles à utiliser (elles ne nécessitent que des informations algébriques : la matrice d'entrée A et le second membre b, même si elles peuvent exploiter des stratégies de prétraitement basées sur des informations géométriques), les méthodes directes sont très coûteuses en termes de mémoire et d'opérations, ce qui limite leur applicabilité à des problèmes de taille raisonnable (quelques millions d'équations). Cette étude se concentre sur l'exploitation des approximations de rang-faible dans la méthode multifrontale, pour réduire sa consommation mémoire et son volume d'opérations, dans des environnements séquentiel et à mémoire distribuée, sur une large classe de problèmes. D'abord, nous examinons les formats rang-faible qui ont déjà été développé pour représenter efficacement les matrices denses et qui ont été utilisées pour concevoir des solveur rapides pour les équations aux dérivées partielles, les équations intégrales et les problèmes aux valeurs propres. Ces formats sont hiérarchiques (les formats H et HSS sont les plus répandus) et il a été prouvé, en théorie et en pratique, qu'ils permettent de réduire substantiellement les besoins en mémoire et opération des calculs d'algèbre linéaire. Cependant, de nombreuses contraintes structurelles sont imposées sur les problèmes visés, ce qui peut limiter leur efficacité et leur applicabilité aux solveurs multifrontaux généraux. Nous proposons un format plat appelé Block Rang-Faible (BRF) basé sur un découpage naturel de la matrice en blocs et expliquons pourquoi il fournit toute la flexibilité nécéssaire à son utilisation dans un solveur multifrontal général, en terme de pivotage numérique et de parallélisme. Nous comparons le format BRF avec les autres et montrons que le format BRF ne compromet que peu les améliorations en mémoire et opération obtenues grâce aux approximations rang-faible. Une étude de stabilité montre que les approximations sont bien contrôlées par un paramètre numérique explicite appelé le seuil rang-faible, ce qui est critique dans l'optique de résoudre des systèmes linéaires creux avec précision. Ensuite, nous expliquons comment les factorisations exploitant le format BRF peuvent être efficacement implémentées dans les solveurs multifrontaux. Nous proposons plusieurs algorithmes de factorisation BRF, ce qui permet d'atteindre différents objectifs. Les algorithmes proposés ont été implémentés dans le solveur multifrontal MUMPS. Nous présentons tout d'abord des expériences effectuées avec des équations aux dérivées partielles standardes pour analyser les principales propriétés des algorithms BRF et montrer le potentiel et la flexibilité de l'approche ; une comparaison avec un code basé sur le format HSS est également fournie. Ensuite, nous expérimentons le format BRF sur des problèmes variés et de grande taille (jusqu'à une centaine de millions d'inconnues), provenant de nombreuses applications industrielles. Pour finir, nous illustrons l'utilisation de notre approche en tant que préconditionneur pour la méthode du Gradient Conjugué.

Les emissions des obligations convertibles ne cessent de croitre chaque annee, denotant le large interet que le titre procure, aussi bien aux emetteurs qu'aux investisseurs. Pourtant, si leurs avantages sont largement connus et discutes dans la litterature, leur appreciation semble poser un probleme encore complexe. Nous avons recherche a ameliorer l'evaluation des titres de maniere a ce que le decalage existant entre les prix issus du modele et ceux reellement observes soit minimum. Deux approches ont traditionnellement pu etre developpees. Nous avons retenu une methode d'evaluation globale sans proceder a la dissociation du titre en ses differentes composantes. En effet, la presence de clauses de remboursement anticipe necessite la recherche de composantes supplementaires, pour lesquelles il n'existe pas de solutions analytiques, remettant en cause l'usage d'une approche dissociee. La methodologie developpee, realisee en temps discret, permet une mise en oeuvre pratique tres aisee qui s'accompagne d'une grande rigueur theorique. Le modele que nous avons propose requiert deux taux d'interet. Le premier doit permettre l'evaluation des flux verses hors risque de defaillance de l'emetteur. L'application d'une methode purement empirique representee par les reseaux de neurones ou un modele d'equilibre comme celui de vasicek nous ont permis d'obtenir de tres bons resultats sur un echantillon d'obligations du secteur prive. Le second, quant a lui, integre ce risque de defaillance. Nous avons retenu un modele developpe par longstaff et schwartz qui paraissait etre le plus proche de la realite du marche. Les tests que nous avons realises ont pu montrer que les decalages existants sont tres faibles comparativement a ceux obtenus par d'autres auteurs. Des recherches futures amelioreraient la modelisation si nous approfondissions l'appreciation des taux d'interet pour diminuer encore l'erreur d'estimation, si nous recherchions l'integration de certaines imperfections,. . .

La multiplication des sources d'information et le développement de nouvelles technologies ont engendré des bases données complexes, souvent caractérisées par un nombre de variables relativement élevé par rapport aux individus. En particulier, dans les études environnementales sur la pollution de l'air intérieur, la collecte des informations sur les individus se fait au regard de plusieurs thématiques, engendrant ainsi des données de grande dimension avec une structure multi-blocs définie par les thématiques. L'objectif de ce travail a été de développer des méthodes de classification adaptées à ces jeux de données de grande dimension et structurées en blocs de variables. La première partie de ce travail présente un état de l'art des méthodes de classification en général et dans le cas de la grande dimension. Dans la deuxième partie, trois nouvelles approches de classification d'individus décrits par des variables structurées en blocs ont été proposées. La méthode 2S-SOM (Soft Subspace-Self Organizing Map), une approche de type subspace clustering basée sur une modification de la fonction de coût de l'algorithme des cartes topologiques à travers un double système de poids adaptatifs défini sur les blocs et sur les variables. Nous proposons ensuite des approches CSOM (Consensus SOM) et Rv-CSOM de recherche de consensus de cartes auto-organisées basées sur un système de poids déterminés à partir des partitions initiales. Enfin, la troisième partie présente une application de ces méthodes sur le jeu de données réelles de la campagne nationale logement (CNL) menée par l'OQAI afin de définir une typologie des logements au regard des thématiques : qualité de l'air intérieur, structure du bâtiment, composition des ménages et habitudes des occupants
The multiplication of information source and the development of news technologies generates complex databases, often characterized by relatively high number of variables compared to individuals. In particular, in the environmental studies on the indoor air quality, the information's collection is done according to several thematic, yielding column partitioned or multi-block data set. However, in case of high dimensional data, classical clustering algorithms are not efficient to find clusters which may exist in subspaces of the original space. The goal of this work is to develop clustering algorithms adapted to high dimensional data sets with multi-block structure. The first part of the work shows the state of art on clustering methods. In the second part, three new methods of clustering: the subspace clustering method 2S-SOM (Soft Subspace-Self Organizing Map)is based on a modified cost function of the Self Organizing Maps method across a double system of weights on the blocks and the variables. Then we propose two approaches to find the consensus of self-organized maps CSOM (Consensus SOM) and Rv-CSOM based on weights determined from initial partitions. The last part presents an application of these methods on the OQAI data to determine a typology of dwellings relatively to the following topics: indoor air quality, dwellings structure, household characteristics and habits of the inhabitants

Afin d’étudier l’effet de la structuration des copolymères à blocs sur leurs propriétés viscoélastiques et de proposer de nouvelles solutions de formulations autoadhésives, des copolymères di- et triblocs composés majoritairement de poly(acrylate de n-butyle) (PnBA) et de bloc(s) de polystyrène ont été synthétisés par polymérisation radicalaire contrôlée. Nous avons montré que la ségrégation des blocs est difficile à obtenir de part la faible valeur du paramètre d’interaction de Flory-Huggins du couple PS/PnBA. Néanmoins, quand celle-ci est effective, différentes morphologies ont pu être observées (bicontinues, cylindriques, sphériques) et dont la nature est dépendante de la masse moléculaire, de la composition et de la polymolécularité (Ip). De plus, nous avons observé que la morphologie a une influence importante sur le comportement viscoélastique de ces matériaux. En particulier, nous avons pu démontrer qu’il existe des valeurs limites en termes de masses et d’Ip afin que le comportement viscoélastique de ces matériaux soit adéquat pour leur utilisation dans des formulations autoadhésives. Ces limites étant difficiles à mettre en oeuvre industriellement, nous avons proposé des solutions originales pour palier à ces difficultés (substitution du PS par du PMMA, ajout d’homopolymère de PnBA). De plus, l’étude d’une série homologue d’homopolymères de PnBA a permis la modélisation de leurs propriétés rhéologiques et de celles des copolymères à blocs. Finalement, les propriétés d’adhérence de formulations fabriquées à partir de ces copolymères ont été analysées et comparées à celles d’une formulation commerciale en corrélation avec leurs propriétés viscoélastiques
In this work, we studied the effect of nanostructure of block copolymers on their rheological behaviour and proposed new solutions for self-adhesive formulations. Thereby, we synthesized by controlled radical polymerization di- and triblock soft copolymers composed of poly(n-butyl acrylate) (PnBA) and polystyrene. The segregation of these materials is very difficult to obtain due to the low value of the PnBA/PS Flory-Huggins interaction parameter. However, when the segregation is effective, bicontinuous, cylindrical and spherical morphologies are observed depending on the molecular mass, the composition and the polydispersity index (PDI). Moreover, these morphologies greatly influence the viscoelastic behaviour of these materials. In particular, we demonstrate the existence of limit values concerning the molecular mass and the PDI of these materials in obtaining appropriate viscoelastic properties for applications in self-adhesives formulations. Given that, these limits are very difficult to achieve in an industrial context, we propose alternate solutions such as substituting the PS blocks by poly(methyl methacrylate) or adding PnBA homopolymers. In order to model the rheological behaviour of these block copolymers, a series of analogous PnBA homopolymers were prepared and studied. Finally, the adherence properties of block copolymers based formulations are analyzed and compared with those of a commercial formulation with respect to their viscoelastic properties

L'extrusion est un procédé de mise en forme très répandu dans des industries variées telles que la plasturgie, la métallurgie, les céramiques, ou encore l'industrie agroalimentaire. Les matériaux doivent cependant être soumis à des niveaux de pression et de contrainte élevés pour être extrudés à des débits suffisants.
La présente thèse a pour objectif de mieux connaître l'influence des paramètres de pression et contrainte sur les propriétés des polymères et la stabilité de leurs écoulements, et ce en relation avec leur structure mésoscopique.
Les effets de la pression ont été étudiés sur quatre polyéthylènes (PE) de structures différentes. D'abord, les conditions expérimentales précises ont été définies pour isoler les effets de la pression des effets de la température et pour différencier les écoulements stables ou instables. Nos résultats montrent que les effets de la pression sont les mêmes en cisaillement et en élongation, sauf pour l'un des PE où ils sont 30% supérieurs en cisaillement. En outre, c'est un critère de contrainte critique qui caractérise l'apparitions des instabilités viscoélastiques quelle que soit la pression moyenne.
Dans la deuxième partie de cette thèse, trois copolymères de la famille des SEBS montrant une séparation de phase aux échelles nanoscopiques ont été considérés. L'étude des défauts macroscopiques d'extrusion, et de la propagation de fissures surfaciques, de ces copolymères à blocs a permis d'identifier l'origine du défaut dit de « refente d'extrudat » ainsi qu'un nouveau régime d'extrusion : le « pelage continu ». Ces défauts ont été mis en relation avec la structure mésoscopique par des essais de diffusion de rayons-X aux petits angles.

Ce travail presente la mise en oeuvre d'un diffractometre de laboratoire a optique parallele et de methodes d'analyse microstructurale par diffraction des rayons x adaptees aux materiaux ceramiques nanometriques. Nous avons etudie les aberrations instrumentales du montage ainsi que leurs effets sur la precision angulaire et en intensite et propose differentes methodes de correction. Une etude complete des erreurs de statistique d'echantillon a revele les problemes poses par les faibles dimension et divergence equatoriale du faisceau incident. La fonction de resolution instrumentale a ete decrite a l'aide de cinq aberrations physiques et geometriques : les dimension et divergence equatoriales du faisceau incident, la resolution spatiale du detecteur, la dispersion spectrale et la transparence de l'echantillon. Le profil instrumental quant a lui a ete parfaitement modelise par une technique de simulation par suivi de rayons qui prend en compte tous les rayons emis par la source et atteignant le detecteur. Cette methode permet d'accommoder parfaitement la dissymetrie des raies due a la divergence axiale des rayons. La resolution angulaire est proche du dixieme de degre. L'analyse fine des profils de raies, associee a l'utilisation de la methode de rietveld et de methodes de regularisation, nous a permis : - de determiner la morphologie et la distribution en taille de particules nanometriques d'aerogel d'oxyde de titane anatase en fonction de la temperature de calcination des poudres ; - de mettre en evidence des differences de comportement vis a vis de la cristallisation de deux precurseurs sol-gels de la zircone, en etudiant notamment l'evolution des microdeformations et de la tetragonalite du reseau cristallin avec la dimension des grains ; - de mesurer les contraintes residuelles dans un materiau composite particulaire de spinelle-zircone.

La multiplication des sources d'information et le développement de nouvelles technologies ont engendré des bases données complexes, souvent caractérisées par un nombre de variables relativement élevé par rapport aux individus. En particulier, dans les études environnementales sur la pollution de l'air intérieur, la collecte des informations sur les individus se fait au regard de plusieurs thématiques, engendrant ainsi des données de grande dimension avec une structure multi-blocs définie par les thématiques. L'objectif de ce travail a été de développer des méthodes de classification adaptées à ces jeux de données de grande dimension et structurées en blocs de variables. La première partie de ce travail présente un état de l'art des méthodes de classification en général et dans le cas de la grande dimension. Dans la deuxième partie, trois nouvelles approches de classification d'individus décrits par des variables structurées en blocs ont été proposées. La méthode 2S-SOM (Soft Subspace-Self Organizing Map), une approche de type subspace clustering basée sur une modification de la fonction de coût de l'algorithme des cartes topologiques à travers un double système de poids adaptatifs défini sur les blocs et sur les variables. Nous proposons ensuite des approches CSOM (Consensus SOM) et Rv-CSOM de recherche de consensus de cartes auto-organisées basées sur un système de poids déterminés à partir des partitions initiales. Enfin, la troisième partie présente une application de ces méthodes sur le jeu de données réelles de la campagne nationale logement (CNL) menée par l'OQAI afin de définir une typologie des logements au regard des thématiques : qualité de l'air intérieur, structure du bâtiment, composition des ménages et habitudes des occupants.

Nous nous intéressons dans cette thèse à l'étude de la symétrie des maillages 3D. Généralement, celle-ci est définie comme une symétrie orthogonale par rapport à un plan. Cependant, cette caractérisation n'est pleinement pertinente que dans le cas de structures bilatérales "droites". Dans notre cas d'application, les déformations scoliotiques de la surface du dos, l'analyse des asymétries est alors très imprécise. Nous proposons donc de généraliser la notion de symétrie de maillage 3D en définissant une symétrie orthogonale par rapport à une surface quelconque non plane. Après avoir étudié les limites de la symétrie plane, nous proposons une nouvelle méthode calculant une surface de symétrie d'un maillage 3D. Cet algorithme itératif se fonde sur la décomposition de la structure étudiée en un ensemble de bandes adaptatives, définies orthogonalement à une courbe de symétrie puis sur le calcul de plans de symétrie locaux pour chacune de ces bandes. Ces derniers sont alors interpolés afin d'obtenir la surface de symétrie. Un intérêt particulier est porté à la robustesse de l'algorithme, qui doit pouvoir s'adapter aux différentes déformations du maillage. Nous proposons ensuite une méthode permettant, à partir de la surface de symétrie, de calculer une carte d'asymétrie courbe et normalisée. Enfin, nous présentons une application de nos contributions dans le cadre de l'étude des déformations induites par la scoliose. Nous montrons alors que l'étude de la surface de symétrie du dos permet de catégoriser les différents types de scoliose et de construire un modèle 3D de la colonne vertébrale, sans avoir recours à de l'imagerie irradiante
In this thesis we are interested in the study of the symmetry of 3D meshes. Usually, this is defined as an orthogonal symmetry with respect to a plane. However, this characterisation is only fully relevant in case of "straight" bilateral structures. For our case about scoliotic deformations of the back surface, the analysis of asymmetries is very imprecise.Therefore we propose to generalise the notion of 3D mesh symmetry by defining an orthogonal symmetry with respect to any non-planar surface.After having studied the limits of plane symmetry, we suggest a new method to calculate a surface of symmetry for a 3D mesh. This iterative algorithm is based on the decomposition of the studied structure into a set of adaptive bands, defined orthogonally to a symmetry curve, and then on the calculation of local symmetry planes for each of these bands. These bands are later interpolated to obtain the surface of symmetry. A particular focus is put into the robustness of the algorithm, which must be able to adapt to the various possible deformations of the mesh.We then propose a method able to compute a curved and standardised asymmetry map from the surface of symmetry.Lastly, we present an application of our contributions for the study of scoliosis-induced deformities.We then show that the study of the surface of symmetry of the back makes it possible to categorise the different types of scoliosis and build a 3D model of the spine, without resorting to radiative imaging

Dans l'analyse du comportement dynamique d'un câble, les études qui traitent de l'analyse des forces hydrodynamiques locales en corrélation avec celle des vitesses sont peu courantes. C'est pourquoi, nous présentons ici une approche expérimentale de l'influence d'un écoulement incident uniforme sur une structure curviligne de forte courbure, de diamètre d=0,022 m, à défaut d'avoir pu entreprendre une analyse similaire au voisinage d'un modèle réduit de câble. Les caractéristiques de l'écoulement amont de vitesse moyenne U sont données pour un nombre de Reynolds compris entre 2000 et 8000. Dans une première étape, nous traitons de l'analyse locale d'un tronçon rectiligne du modèle étudié ; ce tronçon est place perpendiculairement à l'écoulement incident uniforme, loin de toute paroi ou surface libre. Dans une deuxième étape nous abordons l'analyse de l'écoulement au voisinage du modèle, puis celle des efforts locaux induits exercés sur des éléments instrumentés de la structure. D'une part, nous montrons que les variations du coefficient CN de trainée normale, en comparaison avec les valeurs usuelles CNO relatives aux cylindres rectilignes fixes, dépendent des oscillations de l'élément sensible considéré, et de l'angle que fait cet élément avec la direction principale de l'écoulement incident. D'autre part, nous montrons toute l'importance d'un paramètre de sillage W#R* qu'il y a à prendre en compte dans les calculs des coefficients hydrodynamiques (CN et le nombre de Strouhal ST), ceci en vue d'une meilleure compréhension des interactions hydrodynamiques possibles entre le sillage et le modèle étudié

Les matériaux les plus répandus dans le domaine du photovoltaïque (PV) organique à base de polymères sont le poly(3-hexylthiophène) régiorégulier (rr-P3HT) et le [6,6]-phenyl-C61-butyric acide methyl ester (PCBM). La couche active est une hétérojonction en volume (BHJ) de nanodomaines interpénétrés accepteur d'électron (le PCBM) et donneur d'électron (le P3HT). Le contrôle de la morphologie de la couche active et de sa stabilité est un défi majeur pour le développement des cellules organiques et est au centre de ce travail de thèse.Dans un premier temps, nous avons cherché à contrôler la morphologie du mélange P3HT:PCBM via l'utilisation de compatibilisants. Deux familles de copolymères à blocs rigide et souple ont été étudiées. Elles ont en commun leur bloc rigide à base de P3HT et diffèrent par leur bloc souple. Pourla première famille, le bloc souple poly-butylacrylate est greffé de C60, ce qui lui confère une affinité chimique avec les domaines de PCBM, et la seconde famille a un bloc souple poly(4-vinylpiridine) (P4VP) non greffé en C60. De par son affinité chimique avec le C60, le PCBM se localisera préférentiellement au voisinage des domaines P4VP.Dans un deuxième temps, nous avons exploité les propriétés d'auto-assemblages des copolymères à blocs afin de les étudier en tant que matériaux photo-actifs. Nous avons cherché à appréhender l'influence de la nature du bloc flexible let de a taille des blocs souple et rigide sur l'organisation des copolymères ainsi que sur les propriétés de transport de charge et sur les performances PV.

Les sols argileux peuvent présenter des variations importantes de volume lors d’un changement hydrique, tel une période de sécheresse. Ce phénomène de retrait-gonflement des sols argileux est à l’origine de nombreux préjudices aux bâtis ce qui le situe, après les inondations, au second rang des aléas naturels français en matière de coût des dommages : 5 milliard d’euros entre 1988 et 2007. Les maisons individuelles sont les plus touchées par ce phénomène qui provoque un tassement différentiel du bâti à l’origine de sa dégradation (fissures dans les éléments de maçonnerie non armée en particulier). L’objectif de cette thèse est d’étudier la vulnérabilité des bâtis vis-à-vis de l’aléa retrait-gonflement à travers une analyse de l’interaction sol-structure. Ce travail s’est porté sur les trois grands volets suivants : 1 - le comportement hydromécanique des sols argileux, 2 - l’interaction sol-structure, 3 - l’évaluation des dommages structuraux. Le comportement hydromécanique des sols argileux a été modélisé par le concept de surface d’état et intégré dans un modèle d’interaction sol-structure inspiré du modèle de Winkler, avec des approches de plus en plus complexes : cas unidimensionnel tout d’abord, 2D ensuite en assimilant la structure à une poutre, puis en 3D en représentant la structure par une plaque. Ces modèles d’interaction sol-structure permettent de calculer la déflexion relative d’un bâti, en fonction d’une valeur de succion imposée et des propriétés mécaniques ou hydromécaniques de la structure et du sol d’assise. La déflexion relative du bâti est alors comparée à des valeurs seuils afin d’évaluer le dommage.La dernière partie de cette thèse consiste en une étude de faisabilité pour le développement de courbes de vulnérabilités adaptées à la problématique du retrait gonflement. Ces courbes représentent la moyenne des dommages d’un type de bâti conçu sur un type de sol gonflant pour une valeur de succion imposée. Ces courbes ont été développées à partir d’une typologie des sols gonflants et d’une typologie des bâtis issue des bases de données des maisons sinistrées. La moyenne des dommages est calculée par la méthode de Monte-Carlo, en prenant en compte la variabilité des paramètres du bâti
Clayey soils can present large volumetric deformations in response of water content change. This phenomenon of shrinkage and swelling of clayey soils is recognized as a costly natural hazard throughout the world. In France, this cost is reported between 1988 and 2007 to 5 million Euros, ranking in second class of the French natural hazards in terms of cost of damage after the floods. The individual masonry buildings with shallow foundations are the most affected by this phenomenon that causes a differential settlement of the building leading to cracks in facades and structural elements, especially in unreinforced masonry elements.The objective of this thesis was to study the vulnerability of the building, against the shrink-swell hazard through an analysis of soil-structure interaction. This work was focused on three major points: - Hydro-mechanical behavior of clay soils - Soil-structure interaction - Evaluation of structural damage.The hydro-mechanical behavior of clay soils was considered by the concept of state surface and integrated into a soil-structure interaction model, based on the Winkler model, with increasingly complex approaches: 1D, 2D and 3D by modeling the building behavior respectively by a spring system, the beam element and the plate element. These models of soil-structure interaction are able to calculate the relative deflection of the building, according to the values of imposed suction, mechanical properties of the structure and hydro-mechanical properties of the soil. The relative deflection of the building is then compared to threshold values of the classical damage categories to assess the building damage.Finally a feasibility study was conducted on the development of vulnerability curves adapted to the problem of shrinkage – swelling of clayey soils. These curves represent the average of structural damage versus suction, for each type of building. These curves were developed based on a classification of expansive soils and a building typology outcome from databases of affected buildings. The average damage is calculated by the Monte-Carlo method, taking into account the variability of the building parameters

Les sols argileux peuvent présenter des variations importantes de volume lors d'un changement hydrique, tel une période de sécheresse. Ce phénomène de retrait-gonflement des sols argileux est à l'origine de nombreux préjudices aux bâtis ce qui le situe, après les inondations, au second rang des aléas naturels français en matière de coût des dommages : 5 milliard d'euros entre 1988 et 2007. Les maisons individuelles sont les plus touchées par ce phénomène qui provoque un tassement différentiel du bâti à l'origine de sa dégradation (fissures dans les éléments de maçonnerie non armée en particulier). L'objectif de cette thèse est d'étudier la vulnérabilité des bâtis vis-à-vis de l'aléa retrait-gonflement à travers une analyse de l'interaction sol-structure. Ce travail s'est porté sur les trois grands volets suivants : le comportement hydromécanique des sols argileux, l'interaction sol-structure et l'évaluation des dommages structuraux. Le comportement hydromécanique des sols argileux a été modélisé par le concept de surface d'état et intégré dans un modèle d'interaction sol-structure inspiré du modèle de Winkler, avec des approches de plus en plus complexes : cas unidimensionnel tout d'abord, 2D ensuite en assimilant la structure à une poutre, puis en 3D en représentant la structure par une plaque. Ces modèles d'interaction sol-structure permettent de calculer la déflexion relative d'un bâti, en fonction d'une valeur de succion imposée et des propriétés mécaniques ou hydromécaniques de la structure et du sol d'assise. La déflexion relative du bâti est alors comparée à des valeurs seuils afin d'évaluer le dommage. La dernière partie de cette thèse consiste en une étude de faisabilité pour le développement de courbes de vulnérabilités adaptées à la problématique du retrait gonflement. Ces courbes représentent la moyenne des dommages d'un type de bâti conçu sur un type de sol gonflant pour une valeur de succion imposée. Ces courbes ont été développées à partir d'une typologie des sols gonflants et d'une typologie des bâtis issue des bases de données des maisons sinistrées. La moyenne des dommages est calculée par la méthode de Monte-Carlo, en prenant en compte la variabilité des paramètres du bâti.

Les activités humaines, de loisir et professionnelles, vont en s'intensifiant sur les zones rocheuses intertidales. Le piétinement associé à ces activités, le remaniement des blocs pour rechercher des espèces consommables, ne sont pas sans incidence sur les biocénoses des milieux rocheux. Les conséquences de ces activités sur la structure et la dynamique des roches du médiolittoral et des champs de blocs de bas d'estran en particulier, nécessitent d'être caractérisées. A travers l'identification des espèces et descripteurs qui répondent le plus aux perturbations "piétinement des platiers rocheux" et "retournement des blocs par les pêcheurs à pied", des indicateurs écologiques simplifiés peuvent être dégagés et faciliter, à terme, le diagnostic de l'état de conservation de ces habitats. Les processus écologiques de dégradation et de déstructuration des biocénoses sous l'effet du piétinement passent par des interactions entre espèces très complexes. Les résultats d'expérimentations in situ soulignent des phénomènes de seuils très marqués, liés en particulier à la protection jouée par les algues brunes structurantes sur les autres espèces. L'étude du retournement des blocs par les pêcheurs à pied met en évidence une phase de mortalité presque totale des organismes fixés ou peu mobiles des blocs et une faible résilience de l'habitat. Le choix de stations de référence appropriées et l'utilisation des espèces et descripteurs les plus sensibles au retournement des blocs ont permis la création de deux indicateurs de perturbation. Déclinés à deux échelles spatiales différentes, ils sont applicables en routine par les scientifiques et les gestionnaires d'aires marines protégées.

Ce travail de thèse de doctorat vise à l’élaboration de surfaces poreuses hiérarchiquement structurées à partir de copolymères aux structures bien définies ainsi qu’à l’étude de leurs propriétés. La chimie des polymères, en constante évolution, a permis dans ce travail de thèse la synthèse de copolymères diblocs de natures diverses par des techniques de polymérisation radicalaire contrôlée tout aussi variées. En effet, la polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (NMP), par transfert d’atome (ATRP), par transfert réversible d’addition/fragmentation (RAFT) et par le Cu(0) ont été utilisées pour la synthèse de copolymères diblocs associant un bloc de poly(styrène) à divers blocs d’acrylates ou de 4-vinylpyridine. Intimement associée à un procédé d’élaboration basé sur l’évaporation de solvant, nommé figure de souffle (trad. Breath Figure), la synthèse de ces copolymères a permis l’élaboration de surfaces poreuses hiérarchiquement structurées aux échelles du micro et nanomètre. Les différentes phases ont conféré à ces matériaux des propriétés particulières d’adhésion, de mouillabilité ou encore de bioactivité. Ces recherches doctorales ont bénéficié de la double compétence du laboratoire en chimie et en physico-chimie des polymères. En effet, des techniques de microscopie (optique, à force atomique ou électronique), de diffusion de rayonnement (neutrons et rayon-X aux petits angles) ainsi que des tests de pégosité et de mouillabilité ont permis l’étude de la structuration des films ainsi que l’étude de leurs propriétés de surface
The present studies aim at designing hierarchically structured porous surface from copolymers with well defined structures. As a science in constant evolution, polymer chemistry, enable the synthesis of diblock copolymers with different natures by the mean of various radical controlled polymerization techniques. Indeed, radical controlled polymerization with nitroxyde (NMP), by atom transfer (ATRP), by reversible addition/fragmentation transfer (RAFT) or by Cu(0) were used for the synthesis of diblock copolymers based on polystyrene and different acrylates or 4-vinylpyridine blocks. The intimately association between a fast solvent evaporation process named the Breath Figure and the synthesis of the copolymers enable the production of hierarchically structured materials from micro to nanoscale. The nature of the different blocks confers adhesion, wettability or bioactivity properties to these materials. These researches benefit from the chemistry and physico-chemistry laboratory competences. Indeed, microscopy techniques (optical, atomic force and electronic), scattering (small angle neutron or X-ray) as well as tack or wettability measurements enable the complete characterization of films structuration and point up their properties

Pour répondre à la demande sociétale et aux contraintes environnementales, la création de Technosols à partir de déchets organiques et minéraux est une alternative à l'importation de sols agricoles fertiles au profit des espaces urbanisés. Si le rôle de la matière organique (MO) et des organismes est reconnu sur la fertilité des sols naturels, il reste peu connu en ce qui concerne les Technosols. Ce travail de thèse s'intéresse en particulier à l'influence du taux de MO et des interactions avec les vers de terre et les plantes sur les propriétés physiques et hydriques des Technosols construits. Les matériaux utilisés pour construire nos Technosols sont le compost de déchets verts et des remblais d'horizons profonds excavés. Dans une première expérience, nous avons testé l'influence du taux de MO sur les propriétés hydrostructurales des Technosols, en réalisant 6 mélanges contenant des proportions volumiques croissantes de compost (de 0 à 50%). Les courbes de retrait et de rétention montrent que les propriétés hydrostructurales des Technosols sont similaires à celles de sols naturels et proches de celles de sols argileux, alors que nos Technosols n'en contiennent qu'une très faible quantité (2%). L'augmentation de la quantité de matière organique s'accompagne d'effets positifs sur la micro et la macro porosité, ainsi que sur l'eau disponible pour les plantes.Dans un deuxième temps, ces différents mélanges ont été incubés en chambre de culture avec ou sans vers de terre (Aporrectodea caliginosa) et avec ou sans plantes (Lolium perenne). Après 5 mois d'expérience, nous avons mesurés les propriétés hydrostructurales, l'agrégation, et la distribution du carbone dans chaque fraction. La présence de plantes et/ou vers explique 19% de la variance des propriétés hydrostructurales du sol, et la dose de compost influe à 14%. L‘interaction entre organismes et compost explique davantage la variance (40%) que les effets de ces facteurs isolés. Le compost et les plantes jouent un rôle positif sur l'eau disponible en agissant à la fois sur la macroporosité et sur la microporosité, alors que les vers jouent un rôle positif uniquement sur cette dernière. Par ailleurs, la proportion d'agrégats >3mm est plus importante dans les traitements sans organisme (témoin) et avec des vers de terre, tandis que la proportion d'agrégats <3mm est plus importante en présence de plantes, indépendamment de la présence de vers de terre. Les organismes ont un effet plus fort sur la stabilité structurale (77%) que le compost (4%). Tous ont un effet positif sur la quantité de Corg dans les différentes fractions d'agrégats. Enfin, la minéralisation du Corg augmente en présence de vers ou de compost, mais diminue en présence de plantes. Nos résultats démontrent l'intérêt de valoriser des matériaux urbains tels que les horizons profonds excavés et le compost de déchets verts pour construire des Technosols. Une synthèse des résultats nous permet de conseiller une teneur volumique en compost comprise entre 20 et 30% pour obtenir des propriétés structurales intéressantes, sans trop alourdir le coût induit par le compost et maximiser les volumes d'horizons excavés ainsi utilisés. Constatant l'effet positif des vers de terre, des plantes et des interactions plantes-vers de terre sur la porosité, la stabilité structurale et le stockage de carbone, il semble opportun de favoriser la présence des organismes
Constructed Technosols are mixtures of technogenic materials used to create a new soil dedicated to growing plants. Constructed Technosols provide an opportunity to recycle and optimally use urban waste, and are an alternative to the use of agricultural soils for producing urban soils. This work is assessing in particular the influence of the OM levels and interactions with earthworms and plants on the physical properties of Constructed Technosols. The materials used to build our Technosols are compost and excavated deep horizons. In a first experiment, we tested the influence of OM rates on hydrostructural properties of Technosols, realizing 6 Mixtures of increasing volume proportions of compost (0 to 50%). The shrinkage and retention curves show that the hydrostructural properties of Technosols are similar to those of natural soils. Increasing the amount of organic material is accompanied with a positive effect on micro and macro porosity, as well as on the water available for plants.Secondly, these mixtures were incubated in a growth chamber with or without earthworms (Aporrectodea caliginosa) and with or without plants (Lolium perenne). After 5 month of experiment, we measured hydrostructural properties, aggregation, and distribution of carbon in each fraction. The presence of plants and / or earthworms explains 19% of the variance of hydrostructural properties of the soil, and compost dose affects 14%. The interaction between organisms and compost further explains the variance (40%) than the effects of these individual factors. Compost and plants play a positive role in the available water by acting on both macroporosity and microporosity, while earthworms play a positive role only on the latter. Furthermore, the proportion of aggregates >3 mm is more important in the treatments control and earthworms, while the proportion of aggregates <3mm is greater in the presence of plants, regardless of the presence of earthworms. Organisms have a stronger effect on the structural stability (77%) than compost (4%). All have a positive effect on the amount of Corg in the different fractions of aggregates. Finally, mineralization of Corg increases in the presence of worms or compost, but decreases in the presence of plants. Our results demonstrate the interest of enhancing urban materials such as excavated deep horizons and compost to build Technosols. A summary of the results allows us to recommend a volume content of compost between 20 and 30% for a good structure, without increasing much the cost induced by compost. Noting the positive effect of earthworms, plants and earthworms/plants interactions on porosity, structural stability and carbon storage, it seems appropriate to favor the presence of organisms

La structure lithosphérique profonde a été étudiée dans deux zones de convergence : la zone de subduction de la mer Egée et la zone de collision en Iran. Pour obtenir des contraintes sur la structure lithosphérique, nous avons analysé des ondes de surface enregistrées sur des réseaux temporaires large-bande installés dans ces zones. Dans la mer Egée, les quatre coupes de vitesse des ondes S obtenues montrent une anomalie de vitesse rapide associée au slab subductant. Une anomalie de vitesse lente de 4% est observée dans la partie nord de la région, à 100-150 km de profondeur. La position de cette anomalie correspond à une zone de déformation rapide en surface, qui semble être liée à des processus profonds dans le manteau. Dans la deuxième zone d'étude, nous avons constaté des vitesses lentes et une lithosphère amincie sous l'Iran central. Ces résultats peuvent être expliqués par une remontée de l'asthénosphère et l'érosion thermique de la lithosphère dans cette région

Le cadre général de ce travail concerne la modélisation du comportement mécanique sous impact de merlons de protection contre les chutes de blocs rocheux. Les ouvrages ciblés sont à technologie cellulaire, et sont composés de gabions à enveloppe grillagée remplis de matériaux granulaires (pierres concassées ou mélange de sable et de déchiquetas de pneus). L'absence de recommandations relatives au dimensionnement de ce type de structure de protection a conduit à la mise en place du projet ANR REMPARe couplant expérimentations in situ et modélisations numériques. Dans le cadre de ce projet, une méthode numérique innovante couplant les approches discrète et continue a été développée. Localement, la méthode des éléments discrets est employée pour conserver la précision de modélisation dans les zones fortement sollicitées proches de l'impact. Le remblai technique aval, peu sollicité, a été discrétisé par une méthode continue aux différences finies. La jonction entre ces deux zones fait l'objet d'un couplage basé sur des critères de conservation d'énergie et de condition cinématique en déplacement. Un modèle de comportement pour les gabions a été proposé et calibré à partir d'essais expérimentaux réalisés à l'échelle de la cellule. Des simulations d'impacts sur un merlon de protection prototype ont été menées puis validées par comparaison avec les mesures issues des expérimentations en vraie grandeur. Afin d'améliorer la compréhension des mécanismes engendrés, l'étude paramétrique portant sur les propriétés des matériaux et les caractéristiques d'impact a permis d'évaluer leur influence sur le mécanisme d'impact.

La connaissance des propriétés physico-chimiques des solutions de polymères utilisées en récupération assistée des hydrocarbures (RAH) est essentielle pour une bonne efficience du procédé. Ces travaux avaient pour but de conforter et enrichir un modèle de viscosité universelle dépendant du paramètre de recouvrement C[η] qui permet de prendre en compte l'occupation du milieu par les chaînes macromoléculaires (concentration d'enchevêtrement critique, C*, régimes dilué et semi-dilué). Les effets des microstructures, de la taille et de la composition des polymères ont été étudiés via la synthèse d'une librairie d'échantillons par polymérisation radicalaire contrôlée (RADT/MADIX) : polyacrylamides, copolymères statistiques et asymétriques acrylamide-acrylate de sodium, polyacrylamides post-hydrolysés. Chaque polymère a été caractérisé par chromatographie d'exclusion stérique et par rhéologie capillaire dont les protocoles et techniques ont été optimisées. Les effets de la microstructure sur les propriétés physico-chimiques dimensionnelles, rhéologiques et complexantes ont été déterminés. Mes travaux de thèse doivent répondre aux deux questions principales suivantes : Quel est l'effet de la microstructure et de la dispersité du polymère sur le modèle ? Quelle(s) est (sont) la(les) limite(s) du modèle en termes d'application ? Mes travaux incluent donc l'élaboration de polymères modèles couvrant une large gamme de masses molaires (de quelques dizaines de milliers à plusieurs millions de g/mol). Les polymères modèles sont de structures variées allant d'homopolymères aux copolymères statistiques et à blocs. Après leur caractérisation complète (composition chimique et structure), les propriétés rhéologiques des solutions sont étudiées. Pour cela, mes travaux comprennent le développement, au sein du laboratoire et spécifiquement pour cette étude, d'un rhéomètre capillaire. Les résultats expérimentaux sont alors comparés au modèle établi pour les polymères industriels pour accroître le potentiel du modèle
The knowledge of the physico-chemical properties of polymer solutions for enhanced oil recovery (EOR) is crucial to optimize the process. The purpose of this work was to consolidate and complete an universal viscosity model depending on C[η] parameter. The later allows taking into account the degree of interpenetration of polymer chains (critical concentration, C*, diluted and semi-diluted solutions). Various polymer parameters have been studied as the effects of microstructures, polymer size (molar mass and dispersity) as well as chemical composition. A library of polymer models was elaborated by controlled radical polymerization (RADT/MADIX). Series of polyacrylamides, statistical and asymmetric copolymers of acrylamide-sodium acrylate and post-hydrolyzed polyacrylamides were synthesized and characterized by steric exclusion chromatography and capillary rheology and the analytical protocols and techniques were optimized. The effects of the microstructure onto dimensional, rheological and complexation physico-chemical properties were determined

La théorie de la relativité générale décrit l'effet de la gravitation en termes de géométrie des espaces-temps. La courbure des variétés lorentzienne est liée à l'énergie et l'évolution de la matière (ou du vide) par les équations d'Einstein, un système d'équations différentielles non-linéaires. Dans les années 1950, l'existence locale de solutions des équations d'Einstein a été établie. Motivé par ce résultat, j'étudie l'évolution ainsi que la régularité des espaces-temps. Il est démontré que certaines estimations d'énergie peuvent être contrôlées par des limites unilatérales portant uniquement sur la géométrie. Les estimations de l'énergie Bel-Robinson, par exemple, sont indispensables pour le calcul des critères d'effondrement pour les solutions des équations d'Einstein. Comme un important espace-temps, des modèles astrophysiques avec des sources de fluides parfaits sont considérés. Une théorie d'existence de solutions à symétrie sphérique pour l'équations Einstein-Euler est présenté et on identifie une classe de données initiales non-piégées qui conduit à la formation dynamique de surfaces piégées. Pour permettre des ondes de choc, des solutions à variation bornée sont considérées. Dans ce cadre de là et dans d'autres domaines de la relativité générale, il est crucial de comprendre si et comment la régularité des métriques influe sur la géométrie des espaces-temps. Je propose aussi quelques résultats généraux sur les métriques riemanniennes continues et sur l'algèbre des fonctions généralisées. Cette thèse montre donc que l'espace-temps de faible régularité présentent un large éventail de phénomènes intéressants au cours de leur évolution
The general theory of relativity describes the effect of gravitation in terms of the geometry of spacetimes. The curvature of Lorentzian manifolds is related to the energy and momentum of matter (or vacuum) by the Einstein equations, a system of nonlinear partial differential equations. In the 1950s the initial value formulation and local existence of solutions to the Einstein equations were established. As of yet the global structure of spacetimes is much less understood. Motivated by this I investigate the evolution as well as the regularity of spacetimes. I show that certain energy estimates can be controlled by one-sided bounds on the geometry only. Estimates of the Bel-Robinson energy, for example, play a crucial role in the derivation of breakdown criteria for solutions of the vacuum Einstein equations. As an important astrophysical model spacetimes with perfect fluid sources are considered. An existence theory for spherically symmetric solutions to the Einstein-Euler equations is presented, and, above all, I identify for the first time a class of untrapped initial data that leads to the dynamical formation of trapped surfaces. To allow for shock waves, solutions are regarded to be of bounded variation. The distributional framework is essential here and in other areas of general relativity, and it is crucial to understand if and how the regularity of metrics influences the geometry of spacetimes. I account for this by deriving some general results on continuous Riemannian metrics and algebras of generalized functions. This thesis thus illustrates that spacetimes of low regularity exhibit a wide range of interesting phenomena during their evolution

Une paroi compliante est une paroi suffisamment flexible pour se déformer sous l'action des efforts exercés par un écoulement. Il est maintenant avéré que, en présence d'une paroi compliante, la stabilité d'un écoulement peut être considérablement modifiée par rapport au cas où la paroi est rigide. En particulier, la déstabilisation des ondes de Tollmien-Schlichting peut être retardée. Cette étude traite de la stabilité linéaire de deux configurations d'écoulements en présence de parois courbes compliantes : l'écoulement dans un canal courbe et l'écoulement de Taylor-Couette. Ces deux écoulements sont soumis à un mécanisme d'instabilité centrifuge entraînant l'apparition de paires de tourbillons contrarotatifs. Les parois compliantes sont modélisées comme des coques flexibles reliées à une base rigide par un ensemble de ressorts et d'amortisseurs en adaptant un modèle classiquement utilisé pour des parois planes. En complément de l'étude de stabilité linéaire à travers la résolution numérique d'un problème aux valeurs propres, une analyse asymptotique de la stabilité de l'écoulement en canal courbe est menée dans la limite des perturbations transverses de grande longueur d'onde. Les résultats montrent que seules des parois très flexibles ont une influence sur la stabilité des tourbillons. Cette influence est déstabilisante et joue essentiellement sur les perturbations de grande longueur d'onde. La flexibilité des parois autorise le développement de quatre modes hydroélastiques dont l'instabilité peut précéder l'apparition de l'instabilité centrifuge. De plus, des échanges entre les modes hydroélastiques et centrifuges stables sont observés
A compliant wall is a wall that is flexible enough to be deformed by the stress created by a flow. It is now proven that the stability of a flow over a compliant wall can be considerably modified compared with the rigid-wall case. In particular, the destabilization of Tollmien-Schlichting waves, responsible for the transition to turbulence when the flow is only weakly perturbed, can be delayed. In this study, the linear stability of two flow configurations containing curved compliant walls, a curved channel flow and a Taylor-Couette flow, has been investigated. Both flows are exposed to a centrifugal instability mechanism which promotes the apparition of contra-rotative vortices. At the moment there are very few studies concerning the influence of compliant walls on the centrifugal instabilité mechanisms. The compliant walls are modelled as thin cylindrical shells supported by a rigid outer frame through arrays of springs and dampers; this is often referred to as Kramer-type coating. In addition to the numéral resolution of an eigenvalue problem, an asymptotical study of the flow stability in the curved channel has been performed for the case of large-wavelength transverse perturbations. Results show that only very flexible walls have an influence on the flow stability, mainly by destabilizing the large-wavelength perturbations. The generation of four hydroelastic modes is allowed by wall compliance where these instabilities can precede the centrifugal one. Additionally, exchanges between stable hydroelastic and centrifugal modes have been observed

La plupart des composés organiques ont un atome de carbone tétravalent, où tous les électrons de valence sont utilisés pour former des liaisons covalentes. En parallèle, la chimie des composés divalents ayant un carbone(II) s’est développée après l’isolement de carbènes stables par Bertrand en 1985. Auparavant, en 1961, Ramirez a rapporté l’isolement de l’hexaphénylcarbodiphosphorane, que l’on peut considérer comme un composé présentant un carbone(0) avec ses deux doublets libres, lui permettant de coordiner jusqu’à deux acides de Lewis. A partir de 2006, les propriétés électroniques de ces ligands ont été étudiées au travers d’études théoriques par Frenking ; ce qui a permis à Bertrand et Fürstner d’isoler et d’ajouter des nouveaux membres à cette famille. Cette classe de ligand est aujourd’hui connue sous le nom de “carbônes”, avec comme formule générale CL2 (L = PR3 ou carbène).Cette famille n’a jamais été utilisée dans le domaine de la catalyse. C’est pourquoi nous avons, décidé d’etudier les propriétés électroniques de ce ces composés au travers de la catalyse à l’or, afin de les comparer aux NHC, phosphines, et phosphites. Récemment, nous avons utilisé ces composés pour générer des complexes donneur accepteur avec du GaCl3, et de corréler leurs différentes caractéristiques géometriques à leurs propriétés électroniques en utilisant les règles de Gutmann sur des adduits acide/base de Lewis. De plus, nous avons isolé des “dimères” ioniques dont la formation peut être expliquée par les propriétés intrinsèques des ligands. Nous avons ainsi démontré par ces deux approches que les “carbônes” sont de meilleurs donneurs que les NHC
Most organic compounds which are stable in the condensed phase contain tetravalent carbon atoms, where all four valence electrons are being engaged in chemical bonds. On the other hand, the chemistry of divalent carbon(II) was only recognized after the isolation of a stable persistent carbene by Bertrand and co-workers in 1985. Such products display one s-type lone pair orbital and are thus good ligands. Earlier on, concern was also paid to a new family of compounds, first reported in 1961 by Ramirez and co-workers. They can be considered as divalent carbon(0) derivatives with two lone pairs at the central carbon, with a possibility of double coordination of two Lewis acids to this carbon. This feature was proposed by Kaska in 1973, and verified later by the isolation of di-metalated adducts. From 2006, these compounds were the centre of extensive theoretical investigations by Frenking, which led to the isolation of new members of this family by Fürstner and Bertrand. This family is now referred to as “carbones”, of general formula CL2 (L =PR3 or carbene).“Carbones” are still virtually unused in catalysis. Thus, we have decided to study these derivatives, especially in the field of gold catalysis, and to compare them with well-known ligands such as NHCs, phosphines and phosphites. Recently, we were able to synthesize their corresponding GaCl3 complexes and to rationalize their electronic properties through Gutmann’s rules for Lewis acid/Lewis base adducts. In addition, we obtained some ionic “dimers” and we explained their formation on the basis of ligand’s electronic properties. We have shown through these two approaches that carbones are far better donors than NHCs

Les activités humaines, de loisir et professionnelles, vont en s’intensifiant sur les zones rocheuses intertidales. Le piétinement associé à ces activités, le remaniement des blocs pour rechercher des espèces consommables, ne sont pas sans incidence sur les biocénoses des milieux rocheux. Les conséquences de ces activités sur la structure et la dynamique des roches du médiolittoral et des champs de blocs de bas d’estran en particulier, nécessitent d'être caractérisées. A travers l’identification des espèces et descripteurs qui répondent le plus aux perturbations "piétinement des platiers rocheux" et "retournement des blocs par les pêcheurs à pied", des indicateurs écologiques simplifiés peuvent être dégagés et faciliter, à terme, le diagnostic de l’état de conservation de ces habitats. Les processus écologiques de dégradation et de déstructuration des biocénoses sous l'effet du piétinement passent par des interactions entre espèces très complexes. Les résultats d’expérimentations in situ soulignent des phénomènes de seuils très marqués, liés en particulier à la protection jouée par les algues brunes structurantes sur les autres espèces. L'étude du retournement des blocs par les pêcheurs à pied met en évidence une phase de mortalité presque totale des organismes fixés ou peu mobiles des blocs et une faible résilience de l’habitat. Le choix de stations de référence appropriées et l’utilisation des espèces et descripteurs les plus sensibles au retournement des blocs ont permis la création de deux indicateurs de perturbation. Déclinés à deux échelles spatiales différentes, ils sont applicables en routine par les scientifiques et les gestionnaires d’aires marines protégées
Recreational and professional activities are intensifying on the rocky intertidal. The overturning of boulders and the trampling associated with human activities, have consequences on the structure and dynamic of rocky intertidal communities. Through the identification of species and descriptors that respond more to the disturbances “trampling of mediolittoral rock platforms” and “the overturning of low eulittoral boulders by hand-fishermen”, SMART indicators (Simple, Measurable, Achievable, Realistic, and Time limited indicator) can be created for the assessment of the conservation status of these habitats. The effects of trampling were tested with control approach. Experiments in situ underlined very complex interactions between species during the ecological processes of degradation of biocenoses. High thresholds of disturbance were also observed. They were particularly related to the protection played by structuring brown algae on other species. The study of boulder’s overturning highlighted a step of almost total mortality of fixed or low mobile organisms that live on upper or lower surfaces of boulders. Results also showed a low resilience of the habitat. The use of appropriate reference situations and of the most sensitive species to the boulder’s overturning, led to the creation of two ecological indicators. Declined to two different spatial scales, they may be applied routinely by scientists and managers of marine protected areas

Le travail s'intéresse aux effets d'un pré-écrouissage cyclique axial ou en torsion sur le comportement cyclique et la durée de vie en fatigue sous sollicitation axiale à température ambiante d'un acier inoxydable austénitique 304L. Les essais cycliques séquentiels à amplitude de déformation croissante ou décroissante montrent que la courbe cyclique du 304L est non-unique. Cette caractéristique est liée à la persistance de l'état microstructural généré pendant les cycles d'amplitude de déformation maximale de la première séquence. En augmentant le nombre des séquences, l'acier 304L montre une tendance vers une courbe cyclique asymptotique, l'écrouissage semble se stabiliser. Des essais de fatigue sous chargement axial ont été réalisés sur des éprouvettes vierges ou pré-écrouies en traction-compression ou en torsion. Les durées de vie ont été sensiblement réduites pour les éprouvettes pré-écrouies. Ce phénomène est lié à la formation de structures de dislocations denses héritées de la phase de pré-écrouissage. Cependant, l'augmentation de l'amplitude de déformation en fatigue réduit l'effet du pré-écrouissage.

Le concept de niche a été défini par Hutchinson comme un espace multidimensionnel de variables environnementales où l'espèce survie. Au cours de ce travail, je me suis intéressée à différentes limites conceptuelles et opérationnelles du concept de niche. En m'appuyant sur le cas de l'adaptation à la salinité chez le genre Artemia – branchiopode extrêmophile – nous nous sommes intéressés : (i) aux mécanismes à l'origine du maintien du polymorphisme génétique d'une large population clonale, qui m'a permis de m'interroger sur l'échelle utile à l'application du concept de niche ; (ii) à l'impact de la flore bactérienne sur l'adaptation de l'artémie aux faibles salinités, qui m'a permis d'évaluer plus globalement l'impact que les interactions biotiques peuvent avoir dans le contexte multidimensionnel de la niche ; (iii) aux effets de la plasticité et de la qualité d'habitat sur l'adaptation de l'artémie aux fortes salinités, qui pose des questions opérationnelles sur l'évaluation de l'influence de ces facteurs sur la niche. Le travail détaillé dans ce manuscrit s'appuie sur des méthodologies variées et a apporté des éléments de réponses aux problématiques posées. Tout d'abord, nous avons pu montrer que la diversité génétique d'une large population clonale était structurée par des déterminants environnementaux tels que la salinité ou la température. Ce travail a aussi montré que dans le cas d'une population asexuée, le concept de niche pouvait s'appliquer à un groupe d'individu génétiquement proche et pouvant (selon le mode de reproduction) appartenir à une lignée commune. Ensuite, nous avons montré que la niche de la flore intestinale de l'artémie facilite la digestion des algues, mais contraint leur tolérance aux faibles salinités. Il faut alors envisager que les interactions biotiques peuvent avoir différents effets (parfois même contradictoires) sur les différents axes de la niche de l'espèce focale. Enfin, nous avons apporté des solutions méthodologiques pour évaluer séparément l'impact de la plasticité et de la qualité d'habitat sur l'adaptation des artémies aux fortes salinités. Au final, nous avons apporté des solutions conceptuelles et/ou opérationnelles permettant de solidifier le concept de niche qui est une notion clé en écologie évolutive
Hutchinson defined the niche concept as the multidimensional space of environmental variables where the specie survives. During this work, I focused on several conceptual and operational limits of this concept. Basing our work on the adaptation to salinity of the genus Artemia – an extremophile branchipod – we studied: (i) mechanisms involved in the polymorphism maintenance in a large clonal population, which asked the question of the scaling in the use of the niche concept; (ii) impact of the gut microbiota on the adaptation to low salinities, which asked the question on the impact of biotic interactions on the niche; (iii) the effects of habitat quality and phenotypic plasticity on the tolerance to high salinities, which asked operational questions on the evaluation of theses factors and there impact on the niche. The work detailed in this manuscript is based on a large variety of methodologies and helped providing elements of answers to solve the problematic. First, we showed that the important diversity found in the large clonal population was structured by environmental variables such as salinity and temperature. Therefore, in the case of a large asexual population, the niche concept can apply to a group of genetically close individual that might share (depending on the reproduction mode) common ancestry. Then, we showed that the niche of the gut microbiota, associated with Artemia for algae digestion, constrained their host tolerance to low salinities. Thus, biotic interactions may have different effects (even conflicting sometimes) on the different axes of their host niche. Finally, we provided some methodological solutions to evaluate separately the impact of plasticity and habitat quality on the adaptation of Artemia to high salinities. In the end, we provided conceptual and/or operational solutions that strengthen the evolutionary ecology key concept of the niche

Les blocs protéiques (BP) constituent un alphabet structural qui permettent une bonne approximation du squelette carbonnée des protéines et la compression de l'information 3D en 1D. Leur utilisation a permis d'appréhender sous un nouvel angle la structure des protéines. Cette thèse explore de nouvelles applications des BP pour l'analyse des structures des protéines, leur prédiction et la reconnaissance de leurs repliements. Dans un premier temps, nous utilisons les BP pour une caractérisation fine des régions variables dans les alignements structuraux de protéines homologues. Ces régions peuvent néanmoins présenter des similarités importantes en terme de conformation. Leur caractérisation a permis de les distinguer des régions dont les conformations sont différentes. Nous montrons aussi que les variations intrinsèques de certaines régions comme les boucles au sein d’une protéine ne sont pas corrélées aux différences de conformation observées dans les régions équivalentes entre protéines homologues. Dans une deuxième partie, nous analysons la relation séquence-structure à l'aide de BP par le biais d'une base de données de pentapeptides issus des structures des protéines. Celle-ci a servi de base pour la mise en place d'outils pour la prédiction du squelette carbonnée des protéines (PB-kPRED) et de sa plasticité (PB-SVindex). Nous exposons comment ces prédictions permettent la reconnaissance du repliement des protéines avec un certain succès et l'identification de probables points chauds structuraux et fonctionnels. En dernière partie, nous présentons un nouvel algorithme (FoRSA) pour la reconnaissance du repliement des protéines à l'aide des BP. Cet algorithme s'appuie sur le calcul de la probabilité conditionnelle qu'une séquence adopte un repliement donné et a été testé avec succès sur des protéines tirées de CASP10. Nous montrons que FoRSA peut être utilisé pour l'annotation structurale rapide de génomes entiers
Analysis of protein structures using structural alphabets has provided new insights into protein function and evolution. We have used a structural alphabet called proteins blocks (PBs) which efficiently approximates protein backbone and allows abstraction of 3D protein structures into 1D PB sequences. This thesis describes applications of PBs for protein structure analysis, prediction and fold recognition. First, PBs were used to provide a refined view of structurally variable regions (SVRs) in homologous proteins in terms of conformationally similar and dissimilar SVRs in which were compiled a database of structural alignments (DoSA). We also show that the inherent conformational variations in loop regions are not correlated to corresponding conformational differences in their homologues. Second, to further analyze sequence-structure relationships in terms of PBs and other structural features, we have set up a database of pentapeptides derived from protein structures. This served as a basis for the knowledge-based prediction of local protein structure in terms of PB sequences (PB-kPRED) and of local structure plasticity (PB-SVindex). We demonstrate the successful applications of PB-kPRED for fold recognition and explored possible identification of structural and functional hotspots in proteins using PB-SVindex. Finally, an algorithm for fold recognition using a structural alphabet (FoRSA) based on calculation of conditional probability of sequence-structure compatibility was developed. This new threading method has been successfully benchmarked on a test dataset from CASP10 targets. We further demonstrate the application of FoRSA for fast structural annotations of genomes

Le travail s’intéresse aux effets d’un pré-écrouissage cyclique axial ou en torsion sur le comportement cyclique et la durée de vie en fatigue sous sollicitation axiale à température ambiante d’un acier inoxydable austénitique 304L. Les essais cycliques séquentiels à amplitude de déformation croissante ou décroissante montrent que la courbe cyclique du 304L est non-unique. Cette caractéristique est liée à la persistance de l’état microstructural généré pendant les cycles d’amplitude de déformation maximale de la première séquence. En augmentant le nombre des séquences, l’acier 304L montre une tendance vers une courbe cyclique asymptotique, l’écrouissage semble se stabiliser. Des essais de fatigue sous chargement axial ont été réalisés sur des éprouvettes vierges ou pré-écrouies en traction-compression ou en torsion. Les durées de vie ont été sensiblement réduites pour les éprouvettes pré-écrouies. Ce phénomène est lié à la formation de structures de dislocations denses héritées de la phase de pré-écrouissage. Cependant, l’augmentation de l’amplitude de déformation en fatigue réduit l’effet du pré-écrouissage
This study investigates the effects of loading history on the cyclic stress-strain curve and fatigue behavior of 304L stainless steel at room temperature. Tension-compression tests were performed ont the same specimen under controlled strain, using several loading sequences of increasing or decreasing amplitude. The results showed that fatigue life is significantly reduced by the previous loading history. A previously developed method for determining the effect of prehardening was evaluated. Microstructural analyses were also performed; the microstructures after preloading and their evolution during the fatigue cycles were characterized by TEM. The results of these analyses improve our understanding of the macroscopic properties of 304L stainless steel and can help us identify the causes of failure and lifetime reduction

L’interface sol-structure est un aspect important des intéractions entre le sol et la structure car elle permet d’assurer en grande partie la stabilité de la structure concernée. Le comportement mécanique de l’interface joue un rôle significatif dans le dimensionnement des structures de génie civil et dans la prédiction de leur comportement dans le temps. L’interface entre le sol et la structure est une fine couche de sol en contact avec la structure, dans laquelle des contraintes et des déformations se développent. A notre connaissance, les travaux précédents de la littérature qui caractérisent le comportement mécanique de cette interface concernent principalement des sols types tels que sable et argile ou des matériaux naturels, en contact avec des matériaux structurels tels que le béton, le bois ou l’acier. Cependant, les sols naturels sont très complexes, en partie dû aux hétérogénéités qu’ils contiennent et à leur histoire géologique, et la réponse mécanique des sols type ne permet pas toujours de représenter celles des sols naturels, ni celle de sols intermédiaires. Le comportement mécanique de sols intermédiaires entre sable et argile a été largement étudié, cependant celui de l’interface entre ces sols et un matériau structurel n’est que peu représenté, alors que la réponse de l’interface soumise à un chargement mécanique est bien différente de celui du sol seul. De plus, à l’échelle de l’ingénieur, il y a clairement un manque d’informations sur le comportement de cette interface le long d’une fondation chargée dans ces sols intermédiaires, numériquement et expérimentalement, ceci étant en partie lié aux difficultés d’instrumentations in-situ le long des foundations. L’objectif de cette thèse est de caractériser le comportement mécanique de l’interface entre le sol et la structure pour des sols intermédiaires entre le sable et l’argile. Des mélanges artificiels de sable de silice et d’argile riche en kaolinite ont été choisis pour représenter les sols intermédiaires. La thèse est d’abord composée d’une campagne expérimentale d’essais de cisaillement direct d’interface en laboratoire, afin d’identifier le rôle de la fraction massique d’argile sur le comportement mécanique d’une interface sol-béton. Une attention particulière a été apportée sur le montage expérimental et sur la préparation optimisée des échantillons de sol. Les résultats ont ensuite été utilisés dans une campagne de modélisation à l’échelle de l’ingénieur, visant à réprésenter le comportement mécanique de l’interface autour d’un pieu chargé latéralement. Une nouvelle routine MATLAB en éléments finis a été implémentée pour modéliser le comportement de cette interface par des courbes p y. La caractérisation du comportement mécanique de l’interface sol structure pour des sols à fraction massique d’argile variable a permis de mieux mettre en lumière le rôle de la microstructure de l’interface, sur la stabilité des structures de génie civil
In geotechnical engineering, the soil-structure interface is an important aspect to take into account in soil structure interactions because it relates to the stability of the supported structure. In particular, the mechanical behaviour of the interface plays a key role in the design of civil engineering structures and their analysis over time. The interface is a thin zone of soil in contact with the structure where major stresses and strains develop in. To our knowledge, previous works on the characterization of the mechanical behaviour of the soil-structure interface mainly include typical soils (sand or clay) or natural soils, in contact with variable structural materials (concrete, steel, wood). However, natural soils are very complex, partly due to geological heterogeneities, and the mechanical response of typical soils do not always represent accurately intermediate soils between sand and clay. Previous studies on the mechanical behavior of those soils are significantly represented in the literature, especially in experimental research, however it is rather poorly documented on the interface between these soils and structural materials, whereas their response to mechanical loadings is different. Moreover, at the engineering scale, there is still a lack of understanding on how this interface behave along loaded pile within soils between sand and clay, numerically, and experimentally due to instrumentation restrictions along the pile. The objective of this thesis is to characterize the mechanical behaviour of the soil-structure interface for intermediate soils between sand and clay, both by experiments at the laboratory scale and by models at the engineering scale. Artificial mixtures of silica sand and kaolinite-rich clay are chosen to represent intermediate soils in this study. For this propose, the research is organized in a first and main experimental campaign that aims to investigate the effect of the clay content, from 0% (sand) to 100% (clay) on the mechanical behavior of a soil-concrete interface by a new interface direct shear device in the laboratory. A particular attention is given to the design of the setup, and to the investigation of four sample preparations to insure an optimize sample homogeneity. A second and numerical campaign is performed to input the results from the experimental campaign, to model the mechanical response of the interface between sand-clay soils and a lateral concrete loaded pile at the engineering scale. A new subroutine of a MATLAB finite element code is implemented to perform the numerical modelling of the interface’s response via the p-y curves. The characterization of the mechanical behaviour of the soil-structure interface at different clay and sand fractions allows to enlighten the role of soil microstructure at the soil-structure interface on the stability of civil engineering structures

Cette thèse a pour objectif principal de développer un outil numérique capable de prédire la ductilité des matériaux polycristallins. Cet outil est basé sur le couplage de l’approche multi-échelles autocohérente à deux critères d’instabilités plastiques : la théorie de bifurcation et l’approche d’imperfection initiale. Le schéma autocohérent est utilisé pour déterminer le comportement d’un agrégat polycristallin (supposé représentatif du matériau étudié) à partir du comportement des monocristaux constitutifs. Le comportement à l’échelle monocristalline est formulé dans le cadre des grandes déformations élastoplastiques. Deux différentes versions du critère de Schmid sont successivement utilisées pour modéliser l’écoulement plastique monocristallin : la version classique et une version régularisée. Pour intégrer numériquement les équations constitutives à l’échelle monocristalline, deux algorithmes ont été développés : un algorithme de type évolutif et un algorithme de type retour radial. Les équations gouvernant le schéma autocohérent ont été revisitées. Pour résoudre ces équations, un nouvel algorithme numérique a été proposé, qui est montré être plus efficace que les algorithmes existants communément basés sur la méthode du point fixe. De plus, une approche numérique robuste a été développée, qui permet de coupler le modèle autocohérent à l’approche d’imperfection initiale. La performance ainsi que la robustesse des différents algorithmes et schémas numériques développés ont été mis en évidence à travers plusieurs résultats de simulation. L’effet de plusieurs paramètres et choix de modélisation sur la prédiction de formabilité des tôles métalliques a été extensivement analysé
The main objective of this PhD thesis is to develop a numerical tool capable of predicting the ductility of polycrystalline materials. This tool is based on the coupling of the self-consistent multiscale approach with two plastic instability criteria: the bifurcation theory and the initial imperfection approach. The self-consistent scheme is used to derive the mechanical behavior of a polycrystalline aggregate (assumed to be representative of the studied material) from that of its microscopic constituents (the single crystals). The constitutive framework at the single crystal scale follows a finite strain rate-independent formulation. Two different versions of the Schmid law are successively used to model the plastic flow: the classical version and a regularized one. To solve the constitutive equations at the single crystal scale, two numerical algorithms have been developed: one is based on the usual return-mapping scheme and the other on the so-called ultimate scheme. The equations governing the self-consistent approach have been revisited. To solve these equations, a new numerical scheme has been developed, which is shown to be more efficient than the existing schemes commonly based on the fixed point method. Also, a robust numerical approach has been developed to couple the self-consistent model to the initial imperfection approach. The performance and the robustness of the different numerical schemes and algorithms developed have been highlighted through several simulation results. The impact of various parameters and modeling choices on the formability prediction of sheet metals has been extensively analyzed

Ce travail, stratigraphique, resulte de l'exploitation des donnees de terrain acquises lors des levers de cartes geologiques a 1/50 000 de la bordure sud du bassin parisien. Cinq profils decrits entre le blanc et la vallee de la loire permettent de proposer des datations pour les differents facies rencontres. A l'ouest de la region etudiee le callovien et l'oxfordien inferieur sont absents. Au centre le bathonien manque completement. A partir de saint-amand-montrond, le callovien apparait et devient complet a proximite de la vallee de la loire. Il existe donc une lacune dont le maximum d'extension est bathonien inferieur a oxfordien moyen, sur une plate-forme carbonatee bordee a l'est par le fosse de la loire et s'ouvrant a l'ouest sur l'atlantique en cours d'ouverture. Les variations de facies et d'epaisseurs avec apparition de facies particuliers (evaporites), sont lies a une tectonique synsedimentaire active au cours du bajocien et du bahtonien. De grands accidents de socle de direction armoricaine ont rejoue en blocs bascules, comme "l'accident sud du bassin de paris" responsable de la structure anticlinale maille-arpheuilles-chateauroux.

[EN] Phononic crystals are artificial materials formed by a periodic arrangement of inclusions embedded into a host medium, where each of them can be solid or fluid. By controlling the geometry and the impedance contrast of its constituent materials, one can control the dispersive properties of waves, giving rise to a huge variety of interesting and fundamental phenomena in the context of wave propagation. When a propagating wave encounters a medium with different physical properties it can be transmitted and reflected in lossless media, but also absorbed if dissipation is taken into account. These fundamental phenomena have been classically explained in the context of homogeneous media, but it has been a subject of increasing interest in the context of periodic structures in recent years as well. This thesis is devoted to the study of different effects found in sonic and phononic crystals associated with transmission, reflection and absorption of waves, as well as the development of a technique for the characterization of its dispersive properties, described by the band structure. We start discussing the control of wave propagation in transmission in conservative systems. Specifically, our interest is to show how sonic crystals can modify the spatial dispersion of propagating waves leading to control the diffractive broadening of sound beams. Making use of the spatial dispersion curves extracted from the analysis of the band structure, we first predict zero and negative diffraction of waves at frequencies close to the band-edge, resulting in collimation and focusing of sound beams in and behind a 3D sonic crystal, and later demonstrate it through experimental measurements. The focusing efficiency of a 3D sonic crystal is limited due to the strong scattering inside the crystal, characteristic of the diffraction regime. To overcome this limitation we consider axisymmetric structures working in the long wavelength regime, as a gradient index lens. In this regime, the scattering is strongly reduced and, in an axisymmetric configuration, the symmetry matching with acoustic sources radiating sound beams increase its efficiency dramatically. Moreover, the homogenization theory can be used to model the structure as an effective medium with effective physical properties, allowing the study of the wave front profile in terms of refraction. We will show the model, design and characterization of an efficient focusing device based on these concepts. Consider now a periodic structure in which one of the parameters of the lattice, such as the lattice constant or the filling fraction, gradually changes along the propagation direction. Chirped crystals represent this concept and are used here to demonstrate a novel mechanism of sound wave enhancement based on a phenomenon known as "soft" reflection. The enhancement is related to a progressive slowing down of the wave as it propagates along the material, which is associated with the group velocity of the local dispersion relation at the planes of the crystal. A model based on the coupled mode theory is proposed to predict and interpret this effect. Two different phenomena are observed here when dealing with dissipation in periodic structures. On one hand, when considering the propagation of in-plane sound waves in a periodic array of absorbing layers, an anomalous decrease in the absorption, combined with a simultaneous increase of reflection and transmission at Bragg frequencies is observed, in contrast to the usual decrease of transmission, characteristic in conservative periodic systems at these frequencies. For a similar layered media, backed now by a rigid reflector, out-of-plane waves impinging the structure from a homogeneous medium will increase dramatically the interaction strength. In other words, the time delay of sound waves inside the periodic system will be considerably increased resulting in an enhanced absorption, for a broadband spectral range.
[ES] Los cristales fonónicos son materiales artificiales formados por una disposición periódica de inclusiones en un medio, pudiendo ambos ser de carácter sólido o fluido. Controlando la geometría y el contraste de impedancias entre los materiales constituyentes se pueden controlar las propiedades dispersivas de las ondas. Cuando una onda propagante se encuentra un medio con diferentes propiedades físicas puede ser transmitida y reflejada, en medios sin pérdidas, pero también absorbida, si la disipación es tenida en cuenta. La presente tesis está dedicada al estudio de diferentes efectos presentes en cristales sónicos y fonónicos relacionados con la transmisión, reflexión y absorción de ondas, así como el desarrollo de una técnica para la caracterización de sus propiedades dispersivas, descritas por la estructura de bandas. En primer lugar, se estudia el control de la propagación de ondas en transmisión en sistemas conservativos. Específicamente, nuestro interés se centra en mostrar cómo los cristales sónicos son capaces de modificar la dispersión espacial de las ondas propagantes, dando lugar al control del ensanchamiento de haces de sonido. Haciendo uso de las curvas de dispersión espacial extraídas del análisis de la estructura de bandas, se predice primero la difracción nula y negativa de ondas a frecuencias cercanas al borde de la banda, resultando en la colimación y focalización de haces acústicos en el interior y detrás de un cristal sónico 3D, y posteriormente se demuestra mediante medidas experimentales. La eficiencia de focalización de un cristal sónico 3D está limitada debido a las múltiples reflexiones existentes en el interior del cristal. Para superar esta limitación se consideran estructuras axisimétricas trabajando en el régimen de longitud de onda larga, como lentes de gradiente de índice. En este régimen, las reflexiones internas se reducen fuertemente y, en configuración axisimétrica, la adaptación de simetría con fuentes acústicas radiando haces de sonido incrementa la eficiencia drásticamente. Además, la teoría de homogenización puede ser empleada para modelar la estructura como un medio efectivo con propiedades físicas efectivas, permitiendo el estudio del frente de ondas en términos refractivos. Se mostrará el modelado, diseño y caracterización de un dispositivo de focalización eficiente basado en los conceptos anteriores. Considérese ahora una estructura periódica en la que uno de los parámetros de la red, sea el paso de red o el factor de llenado, cambia gradualmente a lo largo de la dirección de propagación. Los cristales chirp representan este concepto y son empleados aquí para demostrar un mecanismo novedoso de incremento de la intensidad de la onda sonora basado en un fenómeno conocido como reflexión "suave". Este incremento está relacionado con una ralentización progresiva de la onda conforme se propaga a través del material, asociado con la velocidad de grupo de la relación de dispersión local en los planos del cristal. Un modelo basado en la teoría de modos acoplados es propuesto para predecir e interpretar este efecto. Se observan dos fenómenos diferentes al considerar pérdidas en estructuras periódicas. Por un lado, si se considera la propagación de ondas sonoras en un array periódico de capas absorbentes, cuyo frente de ondas es paralelo a los planos del cristal, se produce una reducción anómala en la absorción combinada con un incremento simultáneo de la reflexión y transmisión a las frecuencias de Bragg, de forma contraria a la habitual reducción de la transmisión, característica de sistemas periódicos conservativos a estas frecuencias. En el caso de la misma estructura laminada en la que se cubre uno de sus lados mediante un reflector rígido, la incidencia de ondas sonoras desde un medio homogéneo, cuyo frente de ondas es perpendicular a los planos del cristal, produce un gran incremento de la fuerza de
[CAT] Els cristalls fonònics són materials artificials formats per una disposició d'inclusions en un medi, ambdós poden ser sòlids o fluids. Controlant la geometría i el contrast d'impedàncies dels seus materials constituents, és poden controlar les propietats dispersives de les ondes, permetent una gran varietatde fenòmens fonamentals interessants en el context de la propagació d'ones. Quan una ona propagant troba un medi amb pèrdues amb propietats físiques diferents es pot transmetre i reflectir, però també absorbida si la dissipació es té en compte. Aquests fenòmens fonamentals s'han explicat clàssicament en el context de medis homogenis, però també ha sigut un tema de creixent interés en el context d'estructures periòdiques en els últims anys. Aquesta tesi doctoral tracta de l'estudi de diferents efectes en cristalls fonònics i sònics lligats a la transmissió, reflexió i absorció d'ones, així com del desenvolupament d'una tècnica de caracterització de les propietats dispersives, descrites mitjançant la estructura de bandes. En primer lloc, s'estudia el control de la propagació ondulatori en transmissió en sistemes conservatius. Més específicament, el nostre interés és mostrar com els cristalls sonors poden modificar la dispersió espacial d'ones propagants donant lloc al control de l'amplària per difracció dels feixos sonors. Mitjançant les corbes dispersió espacial obtingudes de l'anàlisi de l'estructura de bandes, es prediu, en primer lloc, la difracció d'ones zero i negativa a freqüències próximes al final de banda. El resultat és la collimació i focalització de feixos sonors dins i darrere de cristalls de so. Després es mostra amb mesures experimentals. L'eficiència de focalització d'un cristall de so 3D està limitada per la gran dispersió d'ones dins del cristall, que és característic del règim difractiu. Per a superar aquesta limitació, estructures axisimètriques que treballen en el règim de llargues longituds d'ona, i es comporten com a lents de gradient d'índex. En aquest règim, la dispersió es redueix enormement i, en una configuració axisimètrica, a causa de l'acoblament de la simetría amb les fonts acústiques que radien feixos sonors, l'eficiència de radiació s'incrementa significativament. D'altra banda, la teoria d'homogeneïtzació es pot utilitzar per a modelar, dissenyar i caracteritzar un dispositiu eficient de focalització basat en aquests conceptes. Considerem ara una estructura periòdica en la qual un dels seus paràmetres de xarxa, com ara la constant de xarxa o el factor d'ompliment canvia gradualment al llarg de la direcció de propagació. Els cristalls chirped representen aquest concepte i s'utilitzen ací per a demostrar un mecanisme nou d'intensificació d'ones sonores basat en el fenòmen conegut com a reflexió "suau". La intensificació està relacionada amb la alentiment progressiva de l'ona conforme propaga al llarg del material, que està associada amb la velocitat de grup de la relació de dispersió local en els diferents plànols del cristall. Es proposa un model basat en la teoria de modes acoblats per a predir i interpretar este efecte. Dos fenòmens diferents cal destacar quan es tracta d'estructures periòdiques amb dissipació. Per un costat, al considerar la propagació d'ones sonores en el plànol en un array periòdic de capes absorbents, s'observa una disminució anòmala de l'absorció i es combina amb un augment simultani de reflexió i transmissió en les freqüències de Bragg que contrasta amb la usual disminució de transmissió, característica dels sistemes conservatius a eixes freqüències. Per a un medi similar de capes, amb un reflector rígid darrere, les ones fora del pla incidint l'estructura des de un medi homogeni, augmentaran considerablement la interacció. En altres paraules, el retràs temporal de les ones sonores dins del sistema periòdic augmentarà significativament produint un augmen
Cebrecos Ruiz, A. (2015). Transmission, reflection and absorption in Sonic and Phononic Crystals [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/56463
TESIS
Premiado

Dans les domaines de l’imagerie médicale et de la vision par ordinateur, la segmentation joue un rôle crucial dans le but d’extraire les composantes intéressantes d’une image ou d’une séquence d’images. Elle est à l’intermédiaire entre le traitement d’images de bas niveau et les applications cliniques et celles de la vision par ordinateur de haut niveau. Ces applications de haut niveau peuvent inclure le diagnostic, la planification de la thérapie, la détection et la reconnaissance d'objet, etc. Parmi les méthodes de segmentation existantes, les courbes géodésiques minimales possèdent des avantages théoriques et pratiques importants tels que le minimum global de l’énergie géodésique et la méthode bien connue de Fast Marching pour obtenir une solution numérique. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur les méthodes géodésiques basées sur l’équation aux dérivées partielles, l’équation Eikonale, afin d’étudier des méthodes précises, rapides et robustes, pour l’extraction de structures tubulaires et la segmentation d’image, en développant diverses métriques géodésiques locales pour des applications cliniques et la segmentation d’images en général
In the fields of medical imaging and computer vision, segmentation plays a crucial role with the goal of separating the interesting components from one image or a sequence of image frames. It bridges the gaps between the low-level image processing and high level clinical and computer vision applications. Among the existing segmentation methods, minimal geodesics have important theoretical and practical advantages such as the global minimum of the geodesic energy and the well-established fast marching method for numerical solution. In this thesis, we focus on the Eikonal partial differential equation based geodesic methods to investigate accurate, fast and robust tubular structure extraction and image segmentation methods, by developing various local geodesic metrics for types of clinical and segmentation tasks. This thesis aims to applying different geodesic metrics based on the Eikonal framework to solve different image segmentation problems especially for tubularity segmentation and region-based active contours models, by making use of more information from the image feature and prior clinical knowledges. The designed geodesic metrics basically take advantages of the geodesic orientation or anisotropy, the image feature consistency, the geodesic curvature and the geodesic asymmetry property to deal with various difficulties suffered by the classical minimal geodesic models and the active contours models. The main contributions of this thesis lie at the deep study of the various geodesic metrics and their applications in medical imaging and image segmentation. Experiments on medical images and nature images show the effectiveness of the presented contributions

Soft soil reinforcement by inclusion is a growing technique caracterized by a pile grid and a granular embankment introduced between the reinforced soil and the structure. Unlike traditionnal methods, the load is partially transferred to the pile heads by arching in the embankment. The application area of this research focuses on the shallow foundations case, in which the thickness of the embankment is small. The litterature review shows that only a few studies were dedicated to that case, and that fundamental questions remains concerning the load transfer in the embankment. Chosen method for this research consists in two-dimensionnal physical modelling, analysis of the conducted simulations, and development of an analytical model in order to predict the load transfer to the piles by arching in the embankment. The results of this PhD thesis provide original elements of evidence of the load transfer in the studied system, proposes an analytical model based on block division of the granular embankment by shear bands - which is in good agreement with experimental data - and lead to a better understanding of arching in soils.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
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La compréhension de la dynamique des réarrangements génomiques est importante en phylogénie. La phylogénie est l'étude de l'évolution des espèces. Un but majeur est d'établir les relations d'évolution au sein d'un groupe d'espèces, pour déterminer la topologie de l'arbre d'évolution formé par ce groupe et des ancêtres communs à certains sous-ensembles. Pour ce faire, il est naturellement très utile de disposer d'un moyen d'évaluer les distances évolutionnaires relatives entre des espèces, ou encore d'être capable d'inférer à un groupe d'espèces le génome d'un ancêtre commun à celles-ci. Ce travail de thèse, dans la lignée d'autres travaux, consiste à élaborer de tels moyens, ici dans des cas particuliers où les génomes possèdent des gènes en multiples copies, ce qui complique les choses. Plusieurs hypotèses explicatives de la présence de duplications ont été considérées, des formules de distance ainsi que des algorithmes de calcul de scénarios ont été élaborés, accompagnés de preuves de complexité.

Calculs ab initio sur le systeme hautement degenere cr h: mise en evidence d'un fort couplage entre etats ioniques et neutres et analyse des fonctions d'onde dans une description diabatique. Proposition d'une methode perturbative pour calcul des energies de dispersion entre un systeme versatil a (decrit dans une grande base) et un systeme quasi passif b (traite a l'approximation en coeur gele et caracterise par sa polarisabilite); calcul scf + ci de (a + b gele), du champ electrique exerce par a sur b, et de ses fluctuations, a l'aide d'un hamiltonien effectif; application a l'etude des courbes de potentiel des premiers etats excites des molecules diatomiques de ar avec na, k ou mg. Emploi de la theorie des pseudopotentiels et des potentiels modeles pour le calcul de potentiels impulsifs d'atomes inertes transferables a des systemes moleculaires; a partir de ces potentiels, calcul d'energies de dispersion applicable a la spectroscopie d'atomes alcalins en matiere de gaz rare

碩士
國立臺灣海洋大學
應用經濟研究所
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With the rapid growth of the global output of seafood products, the global seafood trade resulting increases every year, accompanied by a high degree of trade between countries correlation form trade blocks of seafood trade phenomenon. Firstly, through the annual seafood capture and aquaculture production and trade data of the production structure and long-term trade trends, indicating the development of Overview and Features seafood. Secondly, the use of cluster analysis showed the phenomenon of seafood trade block. Finally, gravity models used in the empirical analysis of trade of seafood products, verification of trade blocks, production and other relevant variables, and significant influence. Empirical results show that: (1) seafood products trade in 1970 that the formation of trade blocks and blocks of clear distinction between the Pacific Ocean and the European block after 1990. Over the years, the Pacific countries in trade flows within the block appear year by year growth trend, as the European growth rate of relatively small. (2) larger bilateral economic, trade flows higher; with population growth, producing countries will supply the domestic market as the first priority, allows reduction of trade flows; (3) The exporter of seafood produce higher yields, mean the export supply capacity is stronger, helps the growth of trade flows; (4) the greater the distance between the two countries trade, the trade cost of higher trade flows reduce.