L'étude des relations Soleil--Terre requiert fréquemment l'analyse de données multivariées, qui dépendent de plusieurs variables (le temps, l'espace, ...). Pour caractériser les processus physiques, nous proposons d'utiliser des méthodes statistiques multivariées (la SVD, l'ICA, ...). De telles méthodes permettent de projeter les données sur un nombre restreint de modes qui en captent les traits de comportement saillants et auxquels il faudra ensuite donner une interprétation physique. Nous les appliquons à deux exemples ; (1) le champ géomagnétique, mesuré en différents endroits du globe, et (2) les processus d'accélération de la couronne solaire observés par le radiohéliographe de Nançay. À partir de modes purement statistiques, nous montrons qu'il est possible de mettre en évidence des processus physiquement connus et de mieux isoler des perturbations très faibles telles que les soubresauts géomagnétiques.

Le laminage à chaud des aciers représente une des étapes les plus critiques dans l'obtention de produits finis ayant une bonne qualité de surface. L'augmentation de la productivité ajoutée à l'accroissement des besoins du client induit des règles de plus en plus sévères pour les trains à bandes. L'aspect de surface d'une bande est un enjeu très important en termes de coûts d'opération du laminoir et de limitation de productivité. Parmi tous les défauts de surface, le plus défavorable provient de la couche d'oxyde (calamine) formée à la surface de l'acier pendant le laminage à chaud, à l'entrée du finisseur (dernière partie du laminoir): la calamine secondaire dont le comportement mécanique est toujours mal connu. La calamine secondaire peut être fissurée sous les contraintes imposées par les passes successives de laminage, et peut être incrustée dans son substrat en acier; ce défaut est appelé "défaut de calamine incrustée". De plus, l'extrusion du métal sous-jacent dans les fissures de calamine engendre d'importantes modifications locales des conditions de frottement et de transfert thermique. En conséquence, une description précise des mécanismes de déformation de la calamine est nécessaire pour définir au mieux les conditions aux limites sous emprise, et mieux comprendre les mécanismes de défauts d'incrustation. Notre objectif scientifique est donc de réaliser un modèle physique et numérique réaliste, capable de simuler l'écoulement de la calamine dans une emprise de laminage, et en particulier son endommagement. Après la présentation du procédé industriel et du contexte de l'étude, les propriétés physiques et mécaniques des calamines dans le finisseur sont mises en évidences. Le logiciel éléments finis Forge2® sélectionné pour cette étude pour simuler le comportement de la calamine dans une cage de finisseur est présenté. Les développements numériques réalisés pour simuler les différents types d'endommagement de la calamine (fissure, décohésion, glissement, extrusion) sont décrits. Trois tests mécaniques ont été sélectionnés pour reproduire les sollicitations subies par la couche d'oxyde en entrée d'emprise et pouvant conduire à sa fissuration: le test de flexion 4 points, le test de traction et le bipoinçonnement. Une étude numérique est réalisée en parallèle. Avec ces trois essais mécaniques, réalisés à chaud, la description mécanique d'une cage de laminage est suffisamment complète pour simuler le procédé industriel dans de bonnes conditions.

Les filtres à particules (FAP) utilisés dans les véhicules de PSA Peugeot-Citroën sont constitués d'un assemblage de modules (dits segments) de nids d'abeilles en carbure de silicium. Ces structures sont soumises à de forts gradients thermiques lors de la phase de régénération (décolmatage) par combustion des suies. En fonction de la sévérité de la régénération, les filtres sont susceptibles de présenter un endommagement mécanique qui se manifeste sous la forme de fissures, pouvant compromettre, dans certains cas extrêmes, l'efficacité de la filtration. Ce travail a eu pour but principal de développer des modélisations thermomécaniques, expérimentales et numériques, du phénomène de régénération. Les propriétés thermomécaniques des structures cellulaires constituant les FAP ont été caractérisées expérimentalement et un matériau anisotrope homogène équivalent aux nids d'abeilles a été défini, en vue de la réalisation de calculs par éléments finis. L'analyse des nombreuses mesures de températures réalisées lors d'essais de régénération sévère sur banc moteur a permis d'identifier l'évolution temporelle du champ thermique provoquée par la combustion des suies. Les instants d'apparition des fissures ont été déterminés par émission acoustique. Les lieux et les moments de fissuration ont pu être associés à la présence locale de forts gradients thermiques. Un banc d'essai simplifié à chauffage par effet Joule a été conçu dans le but de reproduire sur un segment isolé les chargements thermiques rencontrés lors des essais sur banc moteur. A partir des mesures de températures réalisées, les champs thermiques ont été reconstitués et les champs de contraintes associés calculés par éléments finis. La corrélation de ces champs avec les lieux et les instants de fissuration relevés expérimentalement a permis de proposer un critère simple d'amorçage des fissures, extrapolable aux essais sévères sur banc moteur.

Cette étude traite du rôle de la télévision satellitaire dans l'éducation culturelle comme espace de l'éducation informelle en Syrie. Notre analyse a porté sur les contenus culturels diffusés pendant une semaine sur quatre chaînes des plus regardées (Al-jazeera, Al-manar, LBC, et la chaîne satellitaire de la Télévision Arabe Syrienne) par le téléspectateur syrien. La méthodologie adoptée est celle de l'analyse de contenu permettant, en prenant en compte le contexte culturel et politico-médiatique syrien, de cerner l'orientation éditoriale et la politique de chaque chaîne en matière de l'éducation culturelle. L'analyse d'un ensemble d'émissions télévisuelles éducatives-culturelles classées en deux catégories : directe et semi-directe, a permis de distinguer et de comparer quatre cultures différentes présentant en majorité des dimensions religieuse, politique, patriotique et sociale. Ce travail consacré à l'analyse des contenus culturels véhiculés par la télévision satellitaire regardée en Syrie, pourrait à ce jour refléter l'éducation culturelle telle qu'elle est relatée dans une sphère médiatique arabe en pleine mutation où plusieurs cultures se concurrencent et tentent de s'imposer.

Ce travail de thèse a porté sur l'étude de structures à cascade quantique dans le régime de l'effet Hall quantique. Deux types d'hétérostructures semi-conductrices ont été étudiés : une structure émettrice térahertz et une structure détectrice moyen infrarouge. Dans le premier cas, une mise en évidence claire de l'émission cyclotron a pu être démontrée grâce à la quantification de Landau résultant de l'application d'un champ magnétique perpendiculaire aux couches d'une structure à multi-puits quantiques. Cette étude a permis de réaliser un composant électroluminescent accordable en champ magnétique et émettant directement par la surface. Le mécanisme de diffusion responsable de cette émission est l'interaction électron-électron, un mécanisme de type Auger à Ncorps. Le champ magnétique sert dans ce cas de paramètre extérieur pour créer de nouveaux états électroniques permettant d'observer de l'émission lumineuse non-conventionnelle. L'étude d'un détecteur à cascade quantique à 8 m a été réalisée dans l'obscurité et sous illumination. Les chemins électroniques ont pu être identifiés dans les deux cas. Un modèle de photocourant ainsi que le calcul du temps de vie en fonction du champ magnétique de l'interaction électron-impuretés ionisées ont été développés. Ils ont permis d'identifier les améliorations à réaliser pour la mise en oeuvre de futures caméras basées sur des détecteurs à cascade quantique : importance de la place des impuretés ionisées dans la région active et rôle crucial du dessin de la cascade. Le champ magnétique a montré dans cette deuxième étude son formidable pouvoir d'outil spectroscopique.

Le système INRA d'alimentation des Ruminants a été conçu pour ajuster les rations au potentiel génétique de production des animaux, essentiellement dans un souci d'amélioration de la productivité. Aujourd'hui, les enjeux des filières et de la nutrition animale se sont diversifiés. Ils incluent des objectifs de performance, mais aussi d'efficacité, de qualité des produits, et de réduction des rejets animaux, dans le respect du bien-être et de la santé des animaux. La prédiction de ces réponses multiples passe par une connaissance de la quantité et de la nature des nutriments mis à disposition de l'organisme. Les objectifs étaient d'établir des modèles empiriques de prédiction de 1) l'apparition nette en veine porte (ANP) et 2) l'émission nette splanchnique (ENS) des nutriments énergétiques. Des méthodes de méta-analyses ont été appliquées sur les données de la base FLORA qui est une compilation exhaustive des publications traitant des flux splanchniques de nutriments chez les ruminants. Pour des ingestions jusqu'à 30 g MS/j/kg PV et des rations comprenant en moyenne moins de 70% de concentrés, des modèles stables ont été obtenus. Les modèles ont permis de prédire l'ANP des acides gras volatils (AGV) totaux et du béta-hydroxybutyrate (BHBA) à partir des quantités de matière organique fermentescible dans le rumen (MOF), le profil en AGV à partir de la nature de la MOF, l'ANP des acides aminés (AA) totaux à partir des protéines digérées dans l'intestin et de prédire l'ANP du lactate et du glucose à partir des quantités d'amidon digéré dans le rumen et l'intestin grêle respectivement. L'ENS des différents AGV et des AA a été prédite à partir de leur ANP. L'ENS du lactate peut être prédite à partir de son ANP et de l'ANP du propionate ou du bilan énergétique des animaux, l'ENS du BHBA à partir de la MOF ingérée et du bilan énergétique des animaux. Enfin, l'ENS du glucose a été prédite à partir de la fourniture hépatique en ses différents précurseurs.

La qualité des images en TEP est directement liée à l'algorithme de reconstruction utilisé. Les méthodes de reconstruction statistiques peuvent modéliser, via la matrice système, les différents phénomènes physiques qui détériorent la qualité des images. Notre approche consiste d'une part, à modéliser les différents phénomènes géométriques et physiques, au moyen de l'outil de simulation Monte-Carlo, et d'autre part, à exploiter les données dans un format "mode-liste" présentant de nombreux avantages, afin de les reconstruire à l'aide d'un algorithme de reconstruction 3D. Cette méthode, appelée SIMALIR, a été appliquée et étudiée sur la caméra MOSAIC(TM) de Philips, système TEP dédié au petit animal qui a fait l'objet d'une modélisation à l'aide de la plateforme GATE. Les principales performances du modèle simulé et particulièrement la distribution spatiale ont été testées et validées, afin de pouvoir les exploiter dans la modélisation de la matrice système. Les résultats précliniques et sur des objets tests ont montré que la méthode SIMALIR permet d'améliorer considérablement la qualité des images reconstruites par rapport aux programmes de reconstruction classiques.

Cette thèse présente une étude théorique des oscillations de courant et l'émission de lumière THz dans les super-réseaux de semi-conducteur polarisés soumis à une excitation optique pulsée. Ce travail a été fait en étroite collaboration avec des expérimentateurs. Ceci a permis de faire des comparaisons entre la théorie et l'expérience. Dans la dernière partie de cette thèse, nous poursuivons notre étude en incluant les effets sur les oscillations de courant d'un champ magnétique parallèle au champ électrique de polarisation. Nous modélisons par une approche quantique la dynamique des porteurs de charge dans les super-réseaux lors d'une excitation optique femtosecondes au moyen des états de Wannier-Stark et excitoniques. Tous les paramètres mis en jeu dans le phénomène des oscillations de courant sont discutés. De même, nous donnons les éléments nécessaires à l'optimisation de l'émission THz. L'excellent accord entre les calculs et les résultats expérimentaux donne crédit à notre modélisation. Finalement, nous incluons les effets sur l'amplitude du courant et de l'émission suite à l'application d'un champ magnétique intense appliqué parallèlement au champ de polarisation. Nous prédisons d'importantes modifications du spectre des oscillateurs, associées à la quantification additionnelle du quasi-continuum existant dans le plan perpendiculaire au champ électrique en l'absence du champ magnétique.

Nous avons développé une simulation de Monte Carlo rapide pour la tomographie à émission de positons (TEP) fondée sur le code SimSET modélisant la propagation des photons gammas dans le patient et le scanner basé sur un design en blocs. La validation de ce simulateur avec un code bien validé, GATE, et des données acquises sur un scanner TEP GE Discovery STE a montré qu'il modélise précisément les spectres en énergie (erreur inférieure à 4,6%), la résolution spatiale (6,1%), la fraction de diffusé (3,5%), la sensibilité aux coïncidences primaires (2,3%) et les taux de comptage (12,7%). Nous avons ensuite développé une correction de la diffusion incorporant l'énergie des photons détectés en mode liste en plus de la distribution spatiale des coïncidences diffusées. Notre approche est basée sur une reformulation de la fonction de vraisemblance contenant l'information en énergie donnant lieu à un algorithme de reconstruction EM contenant des termes de correction de la diffusion spatiaux et énergétiques. Nous avons aussi proposé une nouvelle méthode de normalisation du sinogramme diffusé utilisant l'information en énergie. Enfin, nous avons développé une méthode d'estimation des spectres primaires et diffusés détectés dans différents secteurs du scanner TEP. Nous avons évalué notre méthode spatio-spectrale de correction de la diffusion ainsi que la méthode spatiale traditionnelle dans des simulations de Monte Carlo réalistes. Ces résultats montrent que notre approche réduit les biais de quantification de 60% dans les régions froides dans les patients obèses, donnant lieu à des erreurs de quantification inférieures à 13% même dans les patients les plus larges en mode 3D (comparé à une erreur de 65% avec la méthode conventionnelle).

Les facteurs de réponse UV-visible sont des éléments clés utilisés en chimie analytique afin d'évaluer les proportions des différents constituants d'un mélange. Particulièrement prisés par le monde de l'industrie, ces facteurs sont le plus souvent difficiles à obtenir, surtout lorsque les composés mis en jeu sont des impuretés difficiles à isoler ou à synthétiser. Dans ce contexte, la chimie théorique, et plus particulièrement la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité Dépendant du Temps peut devenir un atout non négligeable, capable d'apporter des réponses en un minimum de temps. Afin de parvenir à ce type d'informations, une étude approfondie de la spectroscopie UV-visible est nécessaire. Cette étude met en lumière les capacités de la TD-DFT à simuler, non seulement la position des bandes d'absorption d'un spectre, mais également à être utilisée pour faire de la quantification de composés. À ce titre, plusieurs nouvelles fonctionnelles de la densité ont ici été développées afin de tenter d'améliorer la précision de la méthode, à la fois d'un point de vue structural, et d'un point de vue de la simulation de propriétés comme les énergies d'excitations. En somme, plusieurs modèles ont été éprouvés, dont certains développés, tous visant principalement à reproduire au mieux la structure parfois complexe des bandes d'absorption d'un spectre UV-visible. Non seulement centrée sur le processus d'absorption, cette étude s'étend également au processus de fluorescence, montrant et démontrant l'utilité de la chimie théorique en science et dans l'industrie.