Les travaux présentés dans ce manuscrit proposent plusieurs contributions dans le développement de modèles algorithmiques du cerveau et de ses pathologies. Le point commun entre tous ces travaux est un modèle dit de "seconde génération", spécifique à la géométrie du patient et capable de simuler le comportement mécanique du cerveau. La première partie de cette thèse présente l'utilisation de ce modèle pour l'estimation des déformations du cerveau au cours de deux opérations : l'électrostimulation pour le traitement de la maladie de Parkinson et la résection de tumeur. Dans le premier cas, le pouvoir prédictif du modèle est utilisé pour simuler les déplacements du cerveau à partir des données disponibles avant l'opération. Dans le second, le modèle est utilisé conjointement avec de l'imagerie par résonance magnétique per-opératoire pour estimer les déplacements observés dans les images. Dans la deuxième partie, nous abordons une classe de modèles faisant intervenir les pathologies cérébrales. Ainsi nous proposons un nouveau modèle 3D d'hydrocéphalie consécutive à une hémorragie méningée. Ce modèle permet d'introduire sous la forme d'un couplage entre modèles scalaires et volumiques une composante temporelle dynamique nécessaire en simulation de chirurgie. Ensuite, nous nous intéressons à la modélisation de la croissance du glioblastome. L'évolution de la densité de cellules tumorales dans le parenchyme est simulée par une équation de réaction-diffusion anisotrope prenant en compte la direction des fibres. Enfin, une nouvelle relation d'équilibre est introduite pour modéliser le couplage entre la densité de cellules tumorales et le modèle mécanique.

Les ouvrages type merlons, construits pour se prémunir contre les chutes de blocs rocheux, sont dimensionnés en pratique au moyen de méthodes empiriques. Afin d'optimiser la géométrie de ces constructions leur modélisation a été entreprise. La méthode aux éléments discrets est utilisée en raison des fortes restructurations du remblai constitutif pouvant intervenir durant un impact. A partir d'un état de l'art, les caractéristiques mécaniques du remblai sont évaluées. La calibration des paramètres quasi-statiques du matériau modèle est alors réalisée par simulations d'essais triaxiaux. Les paramètres gérant le comportement dynamique sont calibrés à leur tour par simulations d'impacts à énergies modérées. Le remblai modèle obtenu est validé par la modélisation d'essais d'impacts expérimentaux dont la gamme d'énergies correspond à celle rencontrée pour les merlons. Il est alors utilisé pour simuler des impacts sur merlons. Plusieurs tailles d'ouvrages sont étudiées, répondant chacune à des gammes d'énergies différentes. Une analyse paramétrique portant sur divers aspects du bloc et de l'ouvrage est réalisée. Elle permet de définir les variables principales gérant le phénomène d'impact. La variation couplée de ces dernières est réalisée afin d'établir leur influence sur la capacité du merlon à contenir le bloc.

On s'intéresse à l'impact de l'utilisation de nouvelles technologies d'identification et de capture de données et en particulier de la technologie RFID sur les performances des chaînes logistiques.

Dans l'industrie du pétrole et du gaz, on a estimé que plus de 500 millions de dollars US sont<br />perdus tous les ans, en raison des instabilités de puits (Chen, Tan et Haberfield, 2000, [7]).<br />Afin de limiter les problèmes d'instabilités relatifs à des excavations souterraines la prévision<br />de l'évolution des contraintes et des déformations à proximité de l'ouverture est essentielle.<br />Les essais sur des cylindres creux à parois épaisses sont un moyen facile, économique et<br />réaliste pour mieux comprendre les mécanismes de rupture de puits pétroliers. La première<br />partie de la présente recherche consistait à créer et développer un dispositif expérimental pour<br />réaliser des essais sur cylindres creux à parois épaisses sous deux conditions distinctes :<br />1) Essais sans fluide interstitiel (pour modéliser l'ouverture souterraine pendant et après le<br />creusement).<br />2) Essais avec écoulement radial convergent de fluide interstitiel (pour modéliser le puit<br />de pétrole pendant sa phase de production).<br />C'est un des avantages de ce dispositif expérimental puisque dans la majorité des cas,<br />cette possibilité d'écoulement radial n'existe pas dans les études rapportées dans la<br />littérature .La seconde partie de cette recherche est une campagne d'essais expérimentaux réalisée sur le<br />matériau artificiel appelé CPIR09. Son comportement est similaire à certain grès très poreux<br />qui constituent des réservoirs pétroliers.<br />Le mode de rupture observé dans les essais est une paire de plans de rupture radiaux<br />diamétralement opposés, parallèles à l'axe du trou et perpendiculaires à la paroi interne) qui<br />correspond à un mécanisme compactant. Les mesures montrent que les valeurs de la<br />perméabilité globale diminuent avec l'augmentation de pression externe. L'écoulement radial<br />convergent de fluide interstitiel n'a pas effet sur la forme de la rupture mais cet écoulement<br />enlève des particules de matière fracturée, ce qui crée une érosion à l'intérieure des bandes de<br />localisation. L'écoulement radial convergent de fluide interstitiel (en raison du différentiel de<br />pression interstitielle) peut légèrement diminuer la résistance des échantillons.

L'assemblage vissé est une solution largement utilisée dans la conception des systèmes mécaniques et l'essentiel des filetages intérieurs est obtenu par un procédé de taraudage. Le taraudage par déformation est une alternative au taraudage par coupe. La technique de taraudage par déformation permet la réalisation de filets par mise en forme de la matière sans copeau. Les caractéristiques des filets formés diffèrent donc de celles des filets obtenus par coupe. L'étude traite du procédé de taraudage par déformation appliqué aux aciers prétraités ainsi que des qualités des trous filets produits. La formation du filet est un point clé de l'étude du procédé. Il s'agit d'un écoulement plastique tridimensionnel. La mise en forme du filet s'accompagne d'un écrouissage de la matière qui a des conséquences sur l'usure des tarauds. Une analyse des champs de déplacement, de déformation et de contrainte est proposée. Les paramètres matériau taraudé, matériau d'outil et fluide modifient très sensiblement l'écoulement plastique. Les filets formés en tant que produit possèdent des qualités géométriques supérieures à celles des filets issus d'une opération de taraudage par coupe. D'autre part, la résistance mécanique en traction quasi-statique de filet formé dans un acier à bas carbone s'avère aussi plus élevé, du fait du renforcement de la matière par écrouissage.

LA PROBLEMATIQUE D'INNOVATION EN PME A FAIT EMERGER UN GRAND NOMBRE DE METHODES ET OUTILS DE CONCEPTION. ON CONSTATE QUE CES OUTILS SONT PEU UTILISES. DE PLUS DEVANT LE NOMBRE IMPORTANT DE CES OUTILS ET METHODES, COMMENT CHOISIR LE PLUS APPROPRIE ? NOUS NOMMONS JUSTE NECESSAIRE METHODOLOGIQUE L'OBJECTIF QUE NOUS POURSUIVONS C'EST A DIRE LA RECHERCHE D'UNE JUSTE ADAPTATION DES METHODES ET OUTILS A UTILISER EN FONCTION DES BESOINS ET DU CONTEXTE. POUR INTEGRER LE JUSTE NECESSAIRE METHODOLOGIQUE DANS LES PROCESSUS D'INNOVATION, NOUS POSONS L'HYPOTHESE QUE LA MODELISATION DES PROCESSUS DOIT CONTRIBUER DE MANIERE SIGNIFICATIVE A L'APPLICATION EFFECTIVE DES METHODES NECESSAIRES DANS LES PROJETS. LES PERSPECTIVES DE CETTE RECHERCHE DEFINISSENT LES BASES POUR LA REALISATION D'UN NOUVEL OUTIL PERMETTANT DE REALISER LE JUSTE NECESSAIRE METHODOLOGIQUE. CET OUTIL S'APPUIE SUR UNE MODELISATION SPECIFIQUE DES PROCESSUS D'INNOVATION, DES OUTILS ET DES METHODES A UTILISERS PROJETS. LES PERSPECTIVES DE CETTE RECHERCHE DEFINISSENT LES BASES POUR LA REALISATION D'UN NOUVEL OUTIL PERMETTANT DE REALISER LE JUSTE NECESSAIRE METHODOLOGIQUE. CET OUTIL S'APPUIE SUR UNE MODELISATION SPECIFIQUE DES PROCESSUS D'INNOVATION, DES OUTILS ET DES METHODES A UTILISER.

Les travaux présentés concernent le domaine de la conception intégrée de produits mécaniques en grande série. La démarche de conception - fabrication concerne la reconception de produits dans le but d'en améliorer les performances. Le contexte général de cette étude se situe d'une part en pleine évolution des relations entre donneurs d'ordres et sous traitants dont une conséquence est notamment le transfert de la partie conception vers les sous traitants et d'autre part dans une évolution industrielle du métier de la forge, du secteur automobile en particulier, vers des produits forgés de hautes qualités dimensionnelles type "net shape". Notre analyse de la conception des pièces en mise en forme montre que les potentialités offertes par les procédés de mise en forme ne sont pas suffisamment exploitées aujourd'hui. La principale raison est le manque d'intégration des connaissances de fabrication dans la conception. Ces constatations nous ont conduit à mettre en place une approche de conception intégrée recouvrant les activités de conception, de fabrication et de contrôle de la fonctionnalité des produits. Cette approche se veut inductive car, selon nous, il est indispensable de baser ces travaux sur l'application afin de prendre en compte toutes ses spécificités. L'approche décrite peut être résumée en trois phases principales: analyse des activités existantes, identification et acquisition des connaissances et des compétences complémentaires nécessaires à l'amélioration des produits, structuration et capitalisation des connaissances. L'application de l'approche aux pignons forgés de différentiel nous a permis de proposer une géométrie d'engrenage originale et propre aux engrenages forgés. Nous avons également mis en évidence par cette approche, la nécessité de développer un dimensionnement mécanique particulier. Nous avons conduit des expertises, dont les détails sont présentés dans le tome 2 classé confidentiel, afin d'obtenir les connaissances complémentaires nécessaires pour l'amélioration de la conception des pignons coniques. La démarche de conception que nous avons mise en place a été appliquée sur deux cas industriels de conception complète de différentiels. Les résultats d'essais d'engrènement ont permis de quantifier les améliorations obtenues au niveau de la géométrie nominale. Des essais de résistance mécanique sur banc d'essai permettront de valider l'ensemble de notre démarche.

Cette thèse a pour but de modéliser un critère de perte de ductilité. Pour cela, ce travail a été fait en trois étapes. Dans un premier temps, le comportement à l'échelle locale (qui est celle d'un grain ou d'un monocristal) est modélisé par une loi micromécanique écrite dans le cadre des grandes déformations. L'écrouissage étant quant à lui pris en compte par une matrice dont la variable interne est la densité de dislocations moyenne par système de glissement. Cette modélisation est apte à reproduire le comportement de monocristaux de ferrite ou d'alliage fer-silicium pour des trajets simples et complexes. Dans un deuxième temps la transition d'échelles entre le comportement local et celui d'un agrégat polycristallin est réalisée grâce au schéma autochérent au sens de Hill. A cette étape il es montré que la modélisation adoptée est capable de prédire le comportement pour des aciers monophasés, biphasés et monphasés contenant des précipités pour des trajets simples et complexes. De plus, le modèle donne aussi de bons résultats dans le calcul de coefficient de Lankford et des surfaces de charge ainsi que pour la prédiction de l'évolution des textures. La troisème étape consiste à introduire un critère de perte de ductilité basé sur la perte d'ellipticité du module tangent élastoplasique, c'est le critère de Rice. Ce critère est ensuite utilisé pour tracer des courbes limite de formage et il est montré que de bons résultats sont obtenus.

Le travail de thèse présenté dans ce mémoire porte sur la mise en place d'une politique de gestion de stock adaptée à la grande diversité. Il propose d'intégrer les notions de niveaux d'information aux questions classiques de gestion et conception. Lorsque le contexte est celui d'une grande diversité, une solution permettant un bon compromis entre diversité offerte et délai d'obtention d'un produit fini est l'"assemblage à la commande". Nous proposons des méthodes d'aide à la mise en place de cette politique. En effet, quand le choix de stratégie de production a été effectué en faveur de cette politique, il faut répondre à la question suivante : comment la mettre en place en utilisant de manière adéquate l'information partielle disponible ? Cette dernière question soulève deux problèmes, le choix des produits semi-finis à pré-assembler et le dimensionnement des stocks ainsi définis. La grande diversité n'est pas sans impact sur la nature des informations disponibles. C'est pourquoi, notre travail permet la prise en compte de différents niveaux d'information qui peuvent être accessibles. Cette étude s'attache également à mettre en lumière et à quantifier l'avantage que constitue une connaissance plus précise de la demande des produits finis, dans un environnement d'assemblage à la commande. Pour cela, nous avons proposé : - une formalisation de l'information sur la demande en produits finis. Elle introduit une notion de hiérarchisation de l'information, - une démarche reposant sur le principe de maximisation de l'entropie qui permet la construction, à partir de l'information partielle disponible, d'une information sur la demande en produits finis, - des heuristiques permettant de choisir les produits semi-finis à stocker, - une démarche d'étude pour le dimensionnement d'exemples didactiques. Nous avons ainsi proposé des méthodes permettant de déterminer des solutions aux deux questions soulevées par la mise en place de l'assemblage à la commande. Les tests nous ont également permis d'illustrer la valeur de l'information.

La rupture de digues est un problème réel auquel sont confrontés les gestionnaires. Des cas de rupture sont régulièrement observés, en particulier dans les pays en voie de développement. Or, en dehors de simples inspections visuelles, les moyens de reconnaissance des ouvrages hydrauliques sont souvent lourds et coûteux à mettre en œuvre. Nous proposons par ce travail, une organisation de méthodes et de techniques originales et économiques pour aider le gestionnaire à mieux connaître ses ouvrages. Le mémoire est ainsi composé de trois parties couvrant la problématique générale et deux points forts de la méthode de diagnostic proposée : - la méthode de diagnostic : une approche de type AMDE est mise en œuvre, permettant l'analyse des scénarii de dégradation critiques pour un ouvrage-type. La nature des dégradations, leur criticité ainsi que l'échelle d'observation conditionnent les techniques retenues et l'organisation de la méthode, - l'estimation de la stabilité mécanique : il s'agit de mettre en œuvre des techniques pénétrométrique légères et économiques, afin d'estimer la stabilité mécanique d'un tronçon. Ces techniques sont complétées par des mesures de perméabilité in situ ; pour cela un perméamètre de faibles dimensions, adapté aux forages de 4 cm² est étudié et développé, - l'estimation in situ du potentiel de liquéfaction ainsi que de la résistance post-sismique : nous construisons une méthode dérivée de celle proposée par Robertson, à partir de la mesure de résistance de pointe et de la caractérisation du matériau in situ pour estimer le potentiel de liquéfaction d'un sol. Par ailleurs, nous nous intéressons à la résistance post-sismique des matériaux liquéfiables. Une série d'essais effectués sur un limon constitutif d'un ouvrage permettent l'établissement de deux critères de résistance post-sismique pour ce matériau. Quel que soit le critère retenu, l'ouvrage est susceptible de s'effondrer en cas de séisme de projet.