Ce travail de thèse présente l'étude expérimentale de l'instabilité de Kelvin-Helmholtz entre un gaz et une huile visqueuse en écoulement parallèle en cellule de Hele-Shaw. Le fort cisaillement entraîne la déstabilisation de l'interface et l'apparition d'ondes propagatives. L'étude expérimentale du seuil de l'instabilité montre une origine inertielle alors que la vitesse de phase linéaire est purement visqueuse. Une analyse bi-dimensionnelle associant la dissipation visqueuse aux parois et les effets inertiels (théorie non visqueuse de Kelvin-Helmholtz) confirme ces résultats expérimentaux. Par ailleurs, la bifurcation de l'état stable à l'état instable est de nature sous-critique. Les différents paramètres de l'instabilité comme le seuil, la vitesse de phase ou la longueur d'onde augmentent fortement avec l'épaisseur de la cellule. Notre écoulement étant ouvert, l'étude est ensuite complétée par la détermination, à la fois expérimentale et théorique, d'une transition convectif/absolu non-linéaire. Ensuite une caractérisation de la dynamique d'évolution des ondes dans le régime non-linéaire est menée à travers une équation complexe d'ordre cinq de Ginzburg-Landau dont l'ensemble des coefficients est déterminé expérimentalement et confronté avantangeusement à la théorie. À partir de cette étude, une instabilité secondaire du type Eckhaus-Benjamin-Feir est mise en évidence. Enfin l'analyse précise de la forme des ondes non-linéaires saturées et surtout de leur mode d'interaction permet de relever des similarités avec des solitons issus d'une équation de Korteweg de Vries. L'étude de l'asymétrie atypique amont--aval des ondes est aussi initiée par la réalisation d'une expérience annexe de dynamique de mouillage du ménisque.

Cette thèse a pour objet l'analyse et la discrétisation numérique des équations tridimensionnelles de l'électromagnétisme. Ces travaux débutent par l'étude de ces équations dans un domaine b orné multiplement connexe. Un théorème d'existence général a été établi, en proposant une nouvelle approche du problème, en le reformulant à l'aide d'un opérateur approprié, tenant compte des omplexités géométriques du domaine. Dans la suite, après avoir donnée un résultat de régularité, on propose une approximation numérique de la solution par une méthode spectrale. La méthode est, d'une part, analysée numériquement dans le cas d'une décomposition conforme du domaine, et d'autre, implantée dans le cadre d'un code 3D. Des tests numériques illustrant les prévisions théoriques sont exposés et comparés à ceux obtenus par une méthode d'éléments finis de type P1 qu'on présentera sommairement. En outre, les quatre premières valeurs propres du problème discret sont calculées et comparées à celui du spectre exact. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude d'une décomposition de domaine par une méthode spectrale avec joints pour le problème de Maxwell. Il est utile de souligner que les paramètres physiques sont considérés dans cette partie comme pouvant être hétérogènes. On applique cette méthode à un problème type présenté. Ce dernier permet d'unifier deux approches qui habituellement sont distinguées: le problème d'évolution de Maxwell, et le problème de Maxwell en régime harmonique. Des estimations d'erreurs sont démontrées, elles reposent sur un lemme, qui est une variante du second lemme de Strang, permettant de décomposer l'erreur en la somme de trois erreurs principales: l'erreur sur la meilleure approximation, l'erreur de consistance et l'erreur d'intégration numérique. Cette dernière étant obtenue de ma ière classique, les deux autres erreurs ont nécessité une recherche plus approfondie, notamment, la définition d'opérateurs discrets et un Lemme d'augmentation de degré pour l'erreur sur la meilleure approximation. Enfin des courbes d'erreurs et des tests numériques sont exposés validant un code de calcul tridimensionnel développé pour l'approximation de la solution du problème type (pour des paramètres physiques homogènes et hétérogènes).

La théorie du champ moyen relativiste s'est imposée depuis quelques années comme l'une des plus prometteuses pour la description des noyaux atomiques. Néanmoins, de nombreuses approximations sont faites dans cette approche, qui ne sont pas toutes contrôlées de façon rigoureuse. Aussi avons-nous préféré développer un formalisme un peu différent, qui repose sur une paramétrisation des potentiels nucléaires, et qui présente de nombreux avantages (simplicité, fiabilité, liens avec la théorie des groupes de spineurs, etc.). Cette approche a permis de mettre en lumière, pour la première fois, la non-univocité du potentiel spin-orbite (y compris dans le cas non-relativiste), et l'influence de la masse effective sur les propriétés à un corps des noyaux atomiques. Notre but étant également d'obtenir un hamiltonien réellement performant pour tous les cas rencontrés habituellement en structure du noyau, l'accent a été mis sur la détermination la plus rigoureuse possible des meilleurs paramètres possibles des potentiels, faite au moyen d'une minimisation multi-dimensionnelle dans l'espace des paramètres, et les résultats montrent une excellente stabilité. Dans les noyaux sphériques, la description des propriétés à une particule (notamment la position des niveaux individuels) est souvent meilleure que dans toutes les approches concurrentes. Dans les noyaux déformés, il semble que l'approche relativiste soit la clef de la compréhension profonde du concept d'inertie pour les noyaux atomiques. Quelques applications supplémentaires ont été explorées : notamment, il est apparu que la structure en couches des états nucléaires présentait de larges "gaps" pour des déformations octupolaires correspondant à une symétrie tétrahédrale. Ces gaps sont une caractéristique constante des noyaux, des plus légers jusqu'aux éléments super-lourds. Nos premiers calculs suggèrent ainsi que ces derniers pourraient se stabiliser dans une forme tétraédrale plutôt que sphérique.

Les nids des insectes sociaux fascinent car, aussi complexes et structurés qu'ils puissent être, ils sont construits de façon auto-organisée par des insectes qui peuvent être de plusieurs ordres de grandeur plus petits que la structure. Nous abordons ici l'étude des mécanismes de comportement individuel impliqués dans ces processus de morphogenèse à travers l'exemple de l'agrégation de cadavres par une colonie de fourmis Messor Sancta. Nous proposons un modèle de marche aléatoire non réciproque faisant émerger un suivi des structures, appuyé sur des observations individuelles et dont nous étudions les propriétés statistiques. Nous modélisons également l'interaction entre les actes de construction et un écoulement d'air de faible vitesse comme un exemple des couplages écoulement-constructions supposés responsables de l'adaptation des nids aux conditions environnementales.

Cette thèse porte sur la résolution théorique et numérique des équations de Maxwell dans le domaine temporel ou fréquentiel. Dans une première partie, on démontre l'existence et l'unicité mathématique de la solution du problème d'évolution. On s'intéresse également au comportement asymptotique en temps de cette solution lorsque le second membre des équations est sinusoïdal en temps. L'approche utilisée fait appel à la théorie des systèmes hyperboliques linéaires du premier ordre, au théorème de Hille-Yosida, aux principes d'amplitude-limite et d'absorption-limite, ainsi qu'à des théorèmes de traces (dans le cas du problème aux limites). Dans un second temps, on développe une approximation par éléments finis discontinus du problème fréquentiel, basée sur une décomposition de la matrice des flux en partie positive et négative (méthode de flux-splitting). Cette approche autorise l'utilisation de maillages totalement déstructurés. Une étude d'erreur lorsque le pas h du maillage tend vers zéro est proposée. Un algorithme itératif de résolution du problème discret, basé sur une décomposition de domaine sans recouvrement, est ensuite décrit. On démontre sa convergence vers l'unique solution discrète. L'implémentation sur un ordinateur à architecture massivement parallèle (IPSC 860) a été réalisée. Enfin, on construit une équation intégrale adaptée à la méthode, pour la résolution des problèmes en domaine non borné. Des expériences numériques sont décrites dans le cas d'éléments finis de type P0 (approximation constante par élément).

L'étude sur le terrain de l'infiltration des eaux de pluie, de leur cheminement à travers le sol, ou, à l'inverse, de l'assèchement du sol par évaporation constitue un point de rencontre de diverses branches du vaste domaine des sciences des eaux. Le point commun de tous ces domaines de recherche est de faire appel à la connaissance du comportement d'un fluide mis en présence d'un milieu solide poreux, et ne remplissant pas totalement ses interstices, qui restent en partie occupés par une phase gazeuse. Il s'agit là d'une branche très particulière de l'hydraulique, la dynamique des écoulements en milieux poreux non saturés, qui constitue le support théorique sur lequel s'appuient les études en question. Ce champ d'étude a fait, et fait toujours l'objet de travaux de laboratoire, qui aboutissent à des résultats fort complexes, comme nous aurons l'occasion de le noter. Le passage du laboratoire au terrain entraine cependant de nouvelles complications. Parmi les techniques utilisées sur le terrain, la tensiométrie est déjà ancienne, et sa pratique bien connue. Mais elle n'apporte pas la totalité des renseignements nécessaires, et doit être complétée par la mesure des teneurs en eau. A cet égard, les procédés gravimétriques exigent un lourd travail matériel et sont notoirement imprécises. La découverte des méthodes radioactives et de leur utilisation dans les conditions du chantier, par la commodité des mesures qu'elles permettent et surtout par leur caractère non destructif, a fait franchir aux études d'infiltration "in situ" une étape capitale, leur donnant un développement qu'elles n'auraient sans doute pas connu sans la mise en oeuvre de ce nouveau moyen de mesure. Mais il convient de souligner qu'il s'agit d'un domaine d'étude relativement récent qui en est encore à rechercher ses méthodes d'approche, et qui n'a pas définitivement réussi à assimiler et adapter les concepts et connaissances théoriques. En effet, l'hétérogénéité du sol en place, et le caractère aléatoire des conditions initiales et aux limites représente une difficulté considérable. Pour notre part, nous avons conduit cette étude avec le souci de ne rien modifier aux conditions naturelles, en excluant toute intervention artificielle, telle que l'arrosage, la submersion du terrain, ou le rabattement forcé de la nappe par pompage. Ces méthodes d'étude n'en présentent pas moins l'intérêt de rendre le chercheur maître, dans une certaine mesure, des conditions aux limites, et par là de simplifier les phénomènes, qui peuvent ainsi se prêter à une interprétation plus aisée. Le point de vue que nous avons adopté contraint à aborder les processus naturels dans toute leur complexité, et limite par conséquent les possibilités d'interprétation et de confrontation des résultats avec les données théoriques. Nous pensons cependant avoir tiré bon parti des mesures effectuées, compte tenu des moyens mis en oeuvre et de la complexité du site choisi. On notera cependant que le but recherché a été davantage de mettre au point une méthode d'interprétation des phénomènes naturels, et de vérifier son adéquation d'après les résultats de nos mesures, que d'obtenir des renseignements exploitables sur le site expérimental.

Un grand nombre de systèmes physiques sont le siège d'interactions à longue portée : systèmes auto gravitants, plasmas, interactions entre vortex... et partagent de ce fait certaines propriétés. Dans cette thèse, un autre type de système expérimental est envisagé : des atomes froids ; dans ce cas, ce sont les échanges de photons qui peuvent induire des interactions effectives à longue portée. La dynamique de ces systèmes à longue portée est décrite sur une certaine échelle de temps par une équation de type Vlasov, ou Vlasov-Fokker-Planck. Le but de cette thèse est d'étudier le comportement hors équilibre de plusieurs systèmes de particules comportant en général des interactions à longue portée, d'un point de vue théorique, numérique et expérimental. Dans une première partie, nous étudions dans le cadre de l'équation de Vlasov la dynamique d'un système de particules au voisinage d'un état stationnaire inhomogène. Nous montrons que si un amortissement de type Landau apparaît aux temps courts, une relaxation vers un état stationnaire en loi de puissance domine toujours aux temps longs. Nous testons et validons ensuite nos prédictions par des simulations numériques du modèle HMF (archétype des systèmes à longue portée). Nous nous intéressons ensuite aux oscillations de respiration et du centre de masse d'un système de particules en interaction. En supposant une invariance de la forme de la distribution des particules, nous obtenons deux équations qui décrivent approximativement l'évolution de ces modes pour une grande gamme de systèmes (longue/courte portée, avec/sans thermostat, ...). Pour finir, nous présentons l'utilisation des résultats précédemment obtenus pour explorer un régime d'instabilité dans un piège magnéto-optique, et la possible existence de l'analogue d'un régime auto-gravitant 1d.

Les progrès récents en géologie, et en particulier en stratigraphie génétique, ont permis de mieux appréhender l'étude du remplissage sédimentaire des bassins sur des échelles de temps de quelques centaines de milliers à dizaines de millions d'années, et d'espace de l'ordre de la dizaine à la centaine de kilomètres. Le but de notre travail est la conception d'un modèle déterministe numérique permettant la simulation de ce remplissage sédimentaire. Trois types de modélisation sont actuellement développées : les modèles géométriques, diffusifs et particulaires. Parmi ces approches, nous avons retenu l'approche diffusive, seule approche permettant la simulation du remplissage des bassins sédimentaires aux échelles de temps et d'espace envisagées. Nous avons ainsi conçu un modèle diffusif, baptisé Dionisos (Diffusion Oriented - Normal and Inverse - Simulation Of Sedimentation). L'étude de lois utilisées en mécanique des fluides et de leurs enregistrements dans les sédiments sur de grandes échelles de temps et d'espace nous a permis de concevoir une équation de diffusion reliant le flux de sédiments, s'écoulant en chaque point du bassin, à la pente (énergie de l'écoulement de l'eau), au flux d'eau (capacité de transport de l'eau) et à un coefficient de diffusion (efficacité du transport). Afin de simuler le transport de plusieurs lithologies, nous avons de plus défini une couche superficielle d'altération au sein de laquelle s'effectue l'ensemble de ce transport. Les applications de ce modèle diffusif sur des cas théoriques et sur des cas réels ont montré que ce modèle restitue les implications des concepts de la stratigraphie génétique (partitionnement volumétrique et distorsion des unités génétiques) et les géométries sédimentaires observées. Le modèle est ainsi physiquement et géologiquement cohérent. Ces applications du modèle Dionisos ont de plus illustré différents retours possibles vers les informations géologiques, tant au niveau des cas théoriques (relation entre bathymétrie et sablosité, évolution de la pente du littoral, ... ) qu'au niveau des cas réels (affinement de la définition des bathymétries, ... ). Malgré ces résultats encourageants, il reste cependant différents points à tester, améliorer ou développer, tels que la prise en compte de la dérive littorale et des écoulements turbiditiques, ainsi que la production des carbonates. Ainsi, couplé avec des modèles tectoniques, le modèle Dionisos devrait permettre de mieux appréhender l'influence à diverses échelles des processus tectoniques sur la sédimentation.

De nombreuses techniques de résolution d'équations aux dérivées partielles sans maillage ont été développées dans la dernière décennie, proposant une alternative attrayante lorsque les éléments finis atteignent leurs limites. Notre travail se concentre sur l'étude de l'approximation diffuse, de ses applications au lissage et a la résolution des équations différentielles : les éléments diffus. Cependant, les solutions proposées s'appliquent aussi à d'autres méthodes et de nombreux résultats numériques illustrent chaque développement théorique. Dans un premier temps, nous étudions les techniques d'approximation sans maillage et les comparons à l'aide d'une méthode hybride. L'approximation myope est construite en modifiant le critère de construction des splines et montre ainsi la différence de nature entre moindres carres glissants et interpolateurs radiaux (krigeage, splines). Nous développons ensuite l'approximation diffuse Hermite dont l'application au calcul de la courbure des surfaces triangulées aboutit à une technique de haute résolution. Un algorithme de reverse engineering de modèle CAO s'appuie sur cette nouvelle technique et met en évidence son potentiel. L'intégration numérique est un ingrédient essentiel pour une méthode sans maillage. L'analyse du patch test nous conduit a la définition d'une technique robuste et assurant de bons rangs de convergence. Nous l'appliquons à l'approximation Hermite pour construire un modèle de poutre 3d pour le forage pétrolier. Un algorithme de contact roche-structure original est propose pour ce problème.

Cet essai scientifique propose une lecture renouvelée des réformes contemporaines dans les sociétés salariales de. A l'épreuve du basculement vers la seconde modernité, les principes et fondements d'organisation de la société salariale entrent en tension avec la réalité du monde vécu. Si la vulgate européenne évoque souvent une forte résistance de la France au changement, le paysage social et économique français n'en évolue pas moins radicalement depuis la fin des années 70. Dans ce contexte, on ne peut parler d'" effondrement de la société salariale " : le déclin du salariat stable n'est pas celui de la société salariale et on assiste plutôt à ce que Robert Castel appelle un " effritement de la société salariale " avec un mouvement parallèle de " recomposition " porté par un chantier de réforme sans précédent. A la recherche d'une nouvelle cohérence, les nations misent sur l'Etat pour encourager les grandes administrations à intervenir par la réforme. Ce retour sur l'Etat amène les politiques publiques à devenir des vecteurs d'action et de changement social majeurs dans le monde contemporain. Partant de là, il est intéressant de traiter de la dimension transformatrice de certaines réformes françaises et cet essai se propose de le faire en matière d'Egalité de genre : il s'agira de démonter ces réformes entament les fondements de l'ordre social et participent à en transformer la nature. La mise en évidence de cette dimension transformatrice impose une posture de recherche particulière qui consiste à lire les récentes réformes sociales en matière de politiques familiales et de politiques d'emploi dans une perspective de refondation du régime d'Etat providence français. Il s'agit donc de raisonner en dehors de l'équation sociale fordiste et de prendre au sérieux l'hypothèse d'une " nouvelle équation sociale ", post fordiste, dans laquelle les réformes trouvent leur véritable sens. L'hypothèse de travail majeure de cet essai scientifique peut alors s'énoncer ainsi : bien que partiels, mal financés et peu stabilisés dans la pratique, certains dispositifs issus des grandes réformes contemporaines de l'Action publique peuvent être lus comme des dispositifs de type nouveau à caractère transformateur : nouveaux parce qu'ils sont co-produits dans des espaces novateurs qui articulent les logiques d'offre et d'usage ; transformateurs parce qu'ils remettent en cohérence les pratique sociales et le monde vécu avec leur univers de sens. Vecteurs de reconnaissance, supports de légitimité et de nouveaux équilibres sociaux, ces dispositifs de l'Action publique peuvent donc être analysés comme des voies de progression vers de nouveaux ordres à venir, plus proches de grands principes démocratiques, notamment en matière d'ordre de genre. Les réformes sociales contemporaines tendent, par la spécificité de leur mode de production, à se fonder sur des principes à même de bousculer l'ordre social traditionnel. Pour agir sur le social, l'intervention publique lance des programmes dont la logique d'offre s'écarte de la logique des besoins et les nombreux ajustements issus de ce décalage alimentent de nombreux processus d'innovation sociale (co-production, apprentissage social, nouvelles pratiques) qui tendent à miner les fondements de l'ordre du social. Notamment la base genrée et discriminatoire du régime "de temporalité" et de "citoyenneté sociale" antérieurs. La construction d'un nouveau paradigme sociétal, fondé sur une équation emploi/protection sociale plus égalitaire, plus solidaire et moins genrée peut en être l'enjeu à terme, même se terme reste lointain. Dans cette perspective, les nouveaux dispositifs français de l'Action publique issus de la Paje (les congés parentaux Clca et Colca) ) sont envisagés comme des suggestions pour les hommes et pour les femmes à disposer de leur force de travail dans le cadre d'un régime temporel de type nouveau. Prototypes d'outils au service d'un compromis salarial alternatif au compromis fordiste, ces dispositifs publics ont peu de sens dans l'équation sociale fordiste ; en revanche, inscrits dans une nouvelle équation sociale, ils sont (dans leur principe) à même d'encourager la progression des droits humains fondamentaux, notamment celui d'égalité entre homme et femme. Ce qui se joue en France avec la Paje c'est non seulement la reconnaissance de l'investissement de la force de travail des individus dans toutes les sphères d'activités socialement utiles et celle de la valeur sociale d'autres activités que productives mais c'est aussi la légitimation sociale, financière et les supports légaux de leur exercice. A ce titre, la mise en forme de la Paje relève d'une logique transformatrice dans la mesure où elle rejoint les dimensions aujourd'hui considérées comme justes et indispensables aux valeurs de citoyenneté affichées par les droits fondamentaux dont se réclame le deuxième âge démocratique à savoir : droit des enfants à être élevés en famille, droit des femmes à vivre à égalité avec les hommes, droit à l'épanouissement personnel pour tous, droit à l'autonomie (l'autonomie signifiant ici que les normes ne s'imposent plus dans la mesure où les individus la co-produisent avant de s'y référer et de la mettre à l'épreuve de leurs propres aspirations). Outre la proposition d'une lecture renouvelée des réformes contemporaines dans les sociétés salariales de seconde modernité, l'ouvrage est une invitation argumentée et outillée vers un raisonnement constructiviste et relationnel en sociologie. Ce raisonnement est présenté comme le seul à même de rendre compte de la complexification et de l'accélération de la dynamique sociale contemporaine. Dans cette perspective, le déclin des Etats providence est moins à interpréter en terme de crise qu'en termes de transition vers un nouveau logiciel d'Etat social. Dans l'argumentation, une place privilégiée est accordée au développement de la co-construction des normes issue de l'encastrement croissant des conduites réflexives et de l'institutionnalisation des parcours de vie. Spécificité du mouvement démocratique contemporain, le développement de la co-construction des normes est ce qui semble aujourd'hui remettre en cohérence la société et sont univers de sens. Dans ce cadre analytique l'innovation sociale relève alors d'une approche " réformiste " du changement social : plus les normes et les institutions sont co-construites, plus le processus de mise en cohérence se développe et plus il alimente une logique transformatrice du social. Pour rendre compte de ce mouvement, un outil d'analyse ad hoc, de type constructiviste a été élaboré : la gouvernance biographique. La gouvernance biographique renvoie à l'encastrement croissant des conduites réflexives (dimension biographique) avec l'institutionnalisation des parcours de vie (dimensions normatives). Cet encastrement va produire quelque chose de plus qu'une simple complémentarité : les individus vont répondre aux injonctions contradictoires en agissant et en tordant l'offre généraliste de l'intervention sociale vers des logiques opportunistes plus proches de leurs besoins et, ce faisant, va provoquer en retour des processus d'ajustement féconds en matière de cohérence globale. La notion de gouvernance biographique est donc la cristallisation sémantique de " l'inscription croissante et tout au long de la vie de l'agir individuel dans des procédures sociales " et exprime le passage de " l'institutionnalisation du comportement à l'institutionnalisation de la réflexion". D'une façon générale on peut dire qu'un tel travail insiste sur l'intérêt que peut avoir une approche relationnelle et constructiviste du social, plus apte à rendre compte de la pluralité des dynamiques de changement à l'œuvre dans les mondes sociaux contemporains. L'objectif est d'ouvrir la voie à de nouvelles pistes de recherche, notamment celles qui consistent à reconnaître l'innovation sociale, à la lire comme telle et à mener les combats vers leur aboutissement.