Introduction : les fractures des parois de l’orbite, sont fréquentes en traumatologie maxillo-faciale. Nous avons développé et validé un modèle 3D en éléments finis (FEM) d’étude de l’orbite humaine, ensuite utilisé en simulation traumatologique.Matériel et méthodes : Un état des lieux des connaissances concernant les fractures des parois de l’orbite est proposé en première partie. Une observation clinique d’un patient ayant subi un second traumatisme après avoir bénéficié d’une reconstruction du plancher orbitaire par un implant en titane est rapporté. Un modèle 3D en éléments finis de l’orbite est créé, afin d’analyser le comportement de l’orbite, de son contenu et d’une éventuelle reconstruction par implant titane simplifié, en cas de récidive traumatique. Il est ensuite amélioré sur les bases d’une étude sur sujets anatomiques. Résultats : Les implants préformés en titane ont fait leur preuve, mais ont une morbidité propre. Leur déformation en cas de récidive traumatique peut être délétère pour le contenu orbitaire et la vision du patient. Cette déformation est reproductible expérimentalement. L’analyse en éléments finis de traumatisme orbitaires est possible ses avantages et limites sont discutées.Discussion : La précision des voies d’abords et les progrès dans les matériaux utilisés en chirurgie maxillo-faciale permettent d’éviter la plupart des complications iatrogènes. Néanmoins, le devenir des implants utilisés n’est pas toujours pris en compte dans a décision chirurgicale, notamment en cas de récidive traumatique. Les modèles d’études 3D en éléments finis constituent ici un outil de choix. / Introduction: Fractures of the middle third of the face, especially those affecting the orbit, are common in maxillofacial traumas. We developed and validated a 3D finite element model (FEM) of the human orbit, then used for trauma simulations.Material and methods: A review of existing knowledge concerning the fractures of the walls of the orbit was provided, on the basis of a systematic review of the existing literature. A clinical observation of a patient who had suffered a second trauma after benefiting from a reconstruction of the orbital floor with a titanium mesh implant (TMI) was reported. The resulting deformation of the implant, which threatened the orbital content (including the eyeball), was analysed and counterbalanced with the indications of TMI. A 3D FEM of the orbit was created, in order to investigate the behaviour of the orbit, its contents and a simplified TMI, if a traumatic recurrence should occur. It is then improved on the basis of an anatomical studyResults: preformed titanium implants have proved their worth, but also have their own morbidity. In case of traumatic recurrence, their deformity may be deleterious to the orbital content and the patient’s vision. This deformation can also be reproduced experimentally. Advantages and limits of Finite element analysis of orbital trauma are discussed.Discussion: Progress in maxillofacial surgery make it possible to avoid most iatrogenic complications. Nevertheless, the long-term evolution of the implants used is not always taken into account in surgical decisions, especially in the perspective of traumatic recurrence. 3D FEMs have proved to be a major tool here.

Ce travail porte sur l'étude d'amortisseurs non-linéaires pour les roues aubagées de turbomachines. Les problèmes vibratoires sont de première importance pour les motoristes aéronautiques puisqu'ils sont à l'origine des phénomènes de fatigue et des risques de défaillance associés. L'usage de technologies d'amortissement est donc assez répandu et, parmi celles-ci, les dispositifs non-linéaires de type frottement tiennent une place importante. Ici, on s'intéresse à l'étude de frotteurs circulaires, appelés joncs, pour l'amortissement des structures monoblocs tournantes.<br /><br />Des méthodologies numériques ont été développées dans cet objectif; il s'agit principalement de méthodes d'analyse non-linéaire dans le domaine fréquentiel adaptées aux structures à symétrie cyclique telles que celles qui nous intéressent. La modélisation des interfaces de contact et son influence sur ces méthodes sont aussi abordées. En outre, une approche modale, permettant l'étude des paramètres modaux (fréquence propre et taux d'amortissement) d'un système non-linéaire en fonction de son énergie (ou de son niveau vibratoire) est proposée. Cette méthode présente plusieurs avantages parmi lesquels la possibilité de quantifier, de façon directe, l'efficacité d'un dispositif d'amortissement non-linéaire ou encore la possibilité de traiter plusieurs types de problèmes (réponses libres ou forcées) de façon unifiée.<br /><br />Ces méthodes sont ensuite appliquées à l'étude de deux types de dispositif d'amortissement. En premier lieu, l'amortissement par joncs de friction des structures monoblocs est étudié d'un point de vue numérique sur des structures industrielles. La phénoménologie du système non-linéaire est décrite en détails ce qui permet d'évaluer les performances de cette technologie ainsi que ses limites. Ensuite, l'étude d'une solution d'amortissement par pompage énergétique est proposée. Le principe du pompage énergétique consiste à utiliser un absorbeur de vibration de faible masse et de caractéristique fortement non-linéaire pour l'amortissement d'une structure principale (généralement linéaire). Ici, l'usage d'un absorbeur à caractéristique hystérétique est envisagé. Sur un système simple, les phénomènes de pompage énergétique - c'est à dire un transfert irréversible et unilatéral de l'énergie vibratoire du système principal vers l'absorbeur - sont étudiés à l'aide de méthodes numériques adaptées.<br /><br />En parallèle des problématiques liées à l'amortissement, nous nous sommes intéressés à la modélisation et l'analyse dynamique des ensembles multi-étages de roues aubagées. Bien que récente, cette problématique est aujourd'hui majeure pour la conception des turbomachines et les méthodes existantes d'analyse en dynamique s'avèrent mal adaptées au problème. Une méthode innovante et efficace de modélisation en symétrie cyclique multi-étage est ici proposée; elle permet de modéliser un ensemble de structures cycliques par un secteur élémentaire de chaque étage et les analyses peuvent se faire par harmoniques spatiales. Une application non-linéaire de cette méthode est aussi proposée.<br /><br />Enfin, les premiers résultats d'une étude expérimentale de caractérisation de l'amortissement par joncs de friction sont présentés. Le banc d'essais, sa conception et les choix technologiques sont présentés en détails. Suivent les premiers résultats expérimentaux obtenus lors de la phase de déverminage ainsi qu'une comparaison avec les prédictions de simulations numériques.

La correction du facteur de puissance a été récemment introduite dans les convertisseurs pour remplacer le filtrage passif en amont des convertisseurs et pour répondre aux nouvelles normes en vigueur. La correction de facteur de puissance dite mono-étage a succédé à celle en deux étages qui est caractérisée par un coût et un volume élevés. Cette étude vise deux types d'applications. Les applications à faible puissance (300 W) sous une tension d'alimentation de 230 Veff et une tension de 54 V en sortie. Pour des raisons de coût et de volume, les structures asymétriques Flyback et Sepic sont des solutions répondant au cahier des charges et qui restent incontournables. U ressort également de cette étude, que si les contraintes du convertisseur à résonance série fonctionnant en conduction discontinue sont acceptables, alors ce dernier peut aussi répondre au cahier de charge. Le second type d'applications visées par cette étude concerne la moyenne puissance (3 kW) avec une tension de 150 V en sortie. Dans ce cadre, seules les structures symétriques à résonance à commutateur de courant ou à onduleur de tension sont susceptibles de répondre au cahier des charges. Pour la seconde catégorie, et en vue d'une généralisation, une discussion sur la nature du circuit résonant est faite pour étudier le prélèvement sinusoïdal. En évaluant les avantages et les inconvénients de chaque structure, deux convertisseurs ont été retenus et les prototypes réalisés ont montré un bon facteur de puissance et le respect de la norme en vigueur (EN 61000-3-2).

Nous avons évalué la réponse des plantes de sous-bois à l’exclusion expérimentale du cerf de Virginie dans des forêts du sud du Québec, après environ 30 ans de densités élevées. Dans six érablières, un exclos et un témoin ont été établis en 1998 sous couvert forestier et de même en 2003 sous trouée. Nous avons évalué les impacts du cerf sur la richesse spécifique, l’abondance et la biomasse de différents groupes de plantes. Aucune différence significative entre les traitements n’a été observée pour ces différentes variables après huit ans sous couvert végétal ou trois ans sous trouée, à l’exception de l’abondance totale et des semis. Toutefois, les Trillium erectum étaient devenus plus grands et se reproduisaient davantage dans les exclos que les témoins sous couvert forestier. Dans l’ensemble, les plantes n'ont pas répondu suite à l’exclusion du cerf, peut-être en raison de la faible luminosité en sous-bois. / We examined the response of understory plants to deer exclusion in maple-dominated forests of southern Québec following nearly 30 years of deer overabundance. Six maple forests were selected for the study and at each site one deer exclosure and one control were established in 1998. One exclosure and one control at each of the same sites were established in 2003 under recent gap openings. We investigated deer impacts on the richness, abundance, and aboveground biomass of different plant groups. None of these variables differed significantly between treatments over the years under both forest cover and gaps, except for tree seedlings and total plant abundance under gaps. Trillium erectum recovered partially as individuals were taller and reproduced more frequently in deer exclosures under forest cover. Overall, our results suggest that plant groups did not recover from deer exclusion, likely because of low light levels that prevail in maple-dominated forests.

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Ce travail de thèse, réalisé dans le cadre d’une collaboration avec la société Hispano-Suiza (groupe SAFRAN) porte sur la modélisation et l’analyse des vibrations et surcharges dynamiques sur les engrènements d’un réducteur aéronautique multi-étage constitué de plusieurs cascades d’engrènements situés dans des plans décalés. Une modélisation originale est proposée qui repose sur le couplage entre la résolution des équations du mouvement et la prise en compte des conditions de contact instantanées sur l’ensemble de tous les engrènements. Le modèle gère les phases relatives entre engrènements ainsi que l’influence des modifications de corrections de forme des dentures. En s’appuyant sur de nombreux exemples d’application, il est montré que des corrections de profil linéaires et symétriques adaptées permettent d’abaisser très sensiblement le niveau de surcharges dynamiques sur une plage de vitesse de rotation importante. Il est également confirmé que les efforts dynamiques sur les engrènements sont fortement corrélés aux amplitudes des variations temporelles des erreurs de transmission locales pour un fonctionnement quasi-statique sous charge. Considérant différentes architectures de transmissions, des optimisations conduites grâce à un algorithme génétique montrent que les paramètres optimaux de corrections de profil sont à choisir au voisinage d’une ‘courbe maîtresse modifiée’, initialement définie pour un seul engrènement et dont les propriétés semblent pouvoir être extrapolées à des systèmes avec plusieurs engrènements simultanés. Les résultats de simulations prouvent que l’ensemble des corrections sélectionnées sur les courbes maîtresses modifiées améliorent sensiblement le comportement dynamique des systèmes d’engrenages multi-étages. En revanche, pour des systèmes soumis à des niveaux de charge différents, des corrections optimales courtes semblent plus adaptées en termes de dynamique de l’engrènement tandis que des corrections optimales longues semblent plus efficaces en ce qui concerne le niveau de contraintes en pied de dents. / This research work, conducted in cooperation with Hispano-Suiza (SAFRAN group), is focused on the modelling and analysis of vibrations and dynamic loads in aeronautical multi-mesh gears comprising several spatial gear arrangements (idler gears, several pinions on one shaft). An original model is presented which relies on the simultaneous solution of the equations of motion and the instant contact conditions for all the tooth contacts and all the meshes. The phasing between the various meshes along with tooth shape modifications are integrated in the simulations. Based on a number of simulation results, it is shown that linear symmetric profile modifications can substantially reduce dynamic tooth loads over of broad range of speeds. It is also confirmed that dynamic mesh forces are strongly correlated with the time-variations amplitudes of local quasi-static transmission errors under load. Considering several gear arrangements, tooth profile optimisations have been performed using a genetic algorithm which indicate that optimum reliefs always lie in the vicinity of the so-called ‘modified Master Curve’ initially defined for a single pinion-gear pair. This finding suggests that the concept of Master Curve can probably be extended to more complex gear systems. The simulation results prove that all the optimal profile modifications on the Master Curve improve the dynamic tooth loading conditions in multi-mesh gears. However, for systems submitted to several load levels, short optimal reliefs seem preferable whereas long optimal reliefs are more effective in terms of root stresses.

Notre recherche de doctorant aborde l’architecture royale en Mésopotamie à la fin du bronze ancien et au bronze moyen (de l’époque de la IIIème dynastie d’Ur : 2112- 2004 av. J.-C. à l’époque paléo-babylonienne : 2004-1595 av. J.-C.). C’est durant cette partie de l’âge du Bronze que les activités de construction de grands bâtiments publics ont été les plus importantes et qu’elles sont les mieux documentées par les fouilles archéologiques La thèse comporte deux volumes (texte et figures). Le volume du texte se compose de trois parties : la première et la deuxième concernent l’analyse architecturale des palais de la Mésopotamie du Sud et du Nord. Dans la dernière partie, on a proposé une étude comparative entre les palais mésopotamiens construits de la période d’Ur III à l’époque paléo-babylonienne. Des comparaisons sont aussi faites entre ces derniers palais et ceux appartenant à la même région de l’âge du bronze. On a aussi proposé d’autres études comparatives entre les palais mésopotamiens et ceux relevant des civilisations voisines, ainsi qu’entre ces palais et les grandes maisons de la même région. / Our doctoral research discusses royal architecture in Mesopotamia from the end of the Early Bronze Age through the Middle Bronze Age (from the time of the Third Dynasty of Ur: 2112-2004 BC through the Old Babylonian period: 2004-1595 BC). Activities surrounding the construction of large public buildings reached their height during this part of the Bronze Age and the most complete records from archeological excavations date from this period.The thesis consists of two volumes (text and figures). The text volume is divided into three sections: the first and second sections give an architectural analysis of the palaces of North and South Mesopotamia. In the last section, we offer a comparative study of Mesopotamian palaces built at the time of Ur III and those built during the Old Babylonian period. We also compare these Old Babylonian palaces to those of the same region during other periods of the Bronze Age. Finally, we compare Mesopotamian palaces to those of neighboring civilizations and to the large houses of the same region.

Les conceptions récentes de turbomachines ont tendance à évoluer vers des liaisons entre étages de plus en plus souples et des niveaux d'amortissement faibles, donnant lieu à des configurations où les modes sont susceptibles de présenter des niveaux de couplages inter-étages forts. En général, les ensembles disques aubes multi-étagés n'ont aucune propriété de symétrie cyclique d'ensemble et l'analyse doit porter sur un modèle de la structure complète donnant lieu à des calculs très coûteux. Pour palier ce problème, une méthode récente appelée symétrie cyclique multi-étages peut être utilisée pour réduire le coût des calculs des rotors composés de plusieurs étages, même lorsque les étages ont un nombre différent de secteurs. Cette approche profite de la symétrie cyclique inhérente à chaque étage et utilise une hypothèse spécifique qui aboutit à des sous-problèmes découplés pour chaque ordre de Fourier spatial. La méthodologie proposée vise à étudier l'effet des incertitudes sur le comportement dynamique des rotors en utilisant l'approche de symétrie cyclique multi-étages et l'expansion en Chaos Polynomial. Les incertitudes peuvent découler de l'usure des aubes, des changements de température ou des tolérances de fabrication. En première approche, seules les incertitudes provenant de l'usure uniforme de l'ensemble des aubes sont étudiées. Celles-ci peuvent être modélisées en considérant une variation globale des propriétés du matériau de l'ensemble des aubes d'un étage particulier. L'approche de symétrie cyclique multi-étages peut alors être utilisée car l'hypothèse de secteurs identiques est respectée. La positivité des matrices aléatoires concernées est assurée par l'utilisation d'une loi gamma très adaptée à la physique du problème impliquant le choix des polynômes de Laguerre comme base pour le chaos polynomial. Dans un premier temps des exemples numériques représentatifs de différents types de turbomachines sont introduits dans le but d'évaluer la robustesse de la méthode de symétrie cyclique multi-étages. Ensuite, les résultats de l'analyse modale aléatoire et de la réponse aléatoire obtenus par le chaos polynomial sont validés par comparaison avec des simulations de Monte-Carlo. En plus des résultats classiquement rencontrés pour les fréquences et réponses forcées, les incertitudes considérées mettent en évidence des variations sur les déformées modales qui évoluent entre différentes familles de modes dans les zones de forte densité modale. Ces variations entraînent des modifications sensibles sur la dynamique globale de la structure analysée et doivent être considérées dans le cadre des conceptions robustes.

Les calcaires du Crétacé inférieur de la "Falaise de BLANCHE" affleurent sur une grande partie du territoire libanais. Ils apparaissent dans le paysage sous forme d'escarpements linéaires saillants constituant autant de points d'ancrage remarquables pour tout recalage stratigraphique. Toutefois, jusqu'à très récemment, cette unité était piètrement caractérisée : il lui manquait notamment une définition rigoureuse. Nous introduisons ici l'Étage régional Jezzinien, dont la localité-type est sise à Jezzine. Il s'agit également d'une unité stratigraphique particulière, une « unconformity-bounded unit", une unité qui, par définition, est encadrée par deux discontinuités. Le nouvel étage régional couvre deux séquences. Le canevas lithostratigraphique étant clairement redéfini, nous avons pu étudier les associations micropaléontologiques, constituées essentiellement de foraminifères benthiques et d'algues calcaires, associations dorénavant relativement bien contraintes du point de vue de leur âge. Typiquement sud-téthysiennes, elles facilitent les corrélations holostratigraphiques à haute résolution avec la région du Golfe persique, sur le côté oriental de la Plaque arabique. L'intervalle Jezzinien correspond ainsi à la partie supérieure de l'Étage Régional Kharaïbien (aussi connu comme unité réservoir "Thamama II" dans l'industrie pétrolière). À son tour, le Jezzinien est indirectement corrélé avec les unités stratigraphiques urgoniennes nord-téthysiennes où il correspond à un intervalle relativement court comprenant la limite des étages standards (internationaux) Barrémien et Bédoulien. Les associations macropaléontologiques reconnues dans le Jezzinien (échinides) et au-dessus de cette unité (ammonites) viennent à l'appui de notre datation micropaléontologique ou tout au moins ne la contredisent pas. / The "Falaise de Blanche" is a prominent cliff consisting mostly of Lower Cretaceous limestones that extends as linear outcrops over most of the Lebanese territory and provides geologists a remarkable reference for stratigraphic studies. However, until now, this unit was lacking a clear definition. We introduce herein the Jezzinian Regional Stage, the type-locality of which is at Jezzine. It is an unconformity-bounded unit and, per definition, it is framed by two discontinuities. The new regional stage implicitly spans two sequences. The lithostratigraphic framework having been properly redefined, we were able to investigate time-constrained micropaleontological assemblages consisting mostly of benthic foraminifers and calcareous algae. Typically Southern Tethysian, these assemblages contribute to high-resolution, holostratigraphic correlations with the Persian Gulf area on the eastern part of the Arabian Plate. The Jezzinian interval correlates with the upper part of the Kharaibian Regional Stage (also known as the "Thamama II" reservoir unit in the oil industry). The Jezzinian is also indirectly correlated with the Northern Tethysian Urgonian stratigraphic units where it corresponds to a rather short interval encompassing the standard Barremian - Bedoulian stage boundary.Locally the upper discontinuity is associated with a significant intra-Bedoulian hiatus. The macrofossil assemblages found in the Jezzinian (echinids) and above it (ammonites) support, or at least do not contradict, our micropaleontological dating.

Dans le contexte économique et environnemental actuel, la prochaine génération de moteurs d’avion devra offrir opérabilité, compacité et hauts rendements. Les compresseurs demeurent une des pièces critiques de ces moteurs, et leur conception un challenge. À débit réduit, leur plage de fonctionnement est contrainte par la limite de pompage, phénomène hautement instable et dangereux. À ce jour, peu d’études expérimentales sur un compresseur en situation de pompage ont été réalisées, étant donné le danger inhérent pour les installations. Dans ce cadre, la simulation numérique peut apporter des informations sur le développement des instabilités aérodynamiques et aider à la prévision de la limite de pompage. L’objectif du travail présenté dans cette thèse est de mettre en place une méthode afin de simuler numériquement l’entrée en pompage et un cycle complet de l’instabilité avec le code elsA. Le cas test retenu est le compresseur de recherche axial multi-étage CREATE dessiné par Snecma, et étudié expérimentalement par le LMFA. Des études antérieures ont montré le rôle joué par les volumes entourant le compresseur ; l’originalité de cette étude réside donc dans l’inclusion des volumes du banc d’essai dans la simulation du compresseur. Une des difficultés inhérentes à la simulation de ces instabilités est leur temps caractéristique, qui représente plus d’une centaine de rotations de la machine. Le calcul a donc nécessité le recours à une approche massivement parallèle ; environ un million d’heures CPU ont été utilisées pour décrire le cycle. Enfin, compte tenu du retournement de l’écoulement dans le compresseur, les conditions aux limites ont été modifiées pour pouvoir s’adapter aux changements de sens de l’écoulement. La simulation a permis de décrire l’entrée en pompage et un cycle complet de l’instabilité. La comparaison avec les données expérimentales montre que les caractéristiques du cycle sont correctement prédites (phénomènes physiques précurseurs de l’instabilité, durée du cycle..). En parallèle, une étude acoustique a été menée afin de mettre en évidence les modes propres du banc d’essai. L’analyse de ces résultats a notamment montré le rôle de l’acoustique dans le déclenchement du pompage. Les différentes phases du cycle de pompage sont ensuite étudiées, et caractérisées (déclenchement, débit inversé, récupération et recompression). Ce travail a généré une base de données qui permet de mieux comprendre les instabilités qui se développent dans ce type de machine. À terme, ces résultats pourront être utilisés pour élaborer et valider des modélisations du phénomène de pompage moins coûteuses, pouvant intervenir dans un cycle de conception. / In order to deal with the current economical and environmental context, the next engine generation will need to offer great operability, compactness and high efficiency. In aircraft engines, the compressor remains one of the critical components, and its design is still a challenging task. At low massflow rate, their operability is bounded by the surge limit, surge being a highly unstable and dangerous phenomenon. Today, few experimental studies on compressor surge are available because of the inherent threat to the facility. In that context, numerical simulation can bring about information on the onset of aerodynamic instabilities and help to predict the surge limit. The work presented in this PhD thesis aims at setting up a method to perform the numerical simulation of surge inception and of an entire cycle of the instability with the CFD code elsA. The chosen test case is the axial multistage research compressor CREATE designed and built by Snecma, and experimentally studied at LMFA. Previous studies have pointed out the role of the volumes adjacent to the compressor ; the originality of this work is thus the inclusion of the volumes of the test-rig in the simulation of the compressor. One of the difficulties inherent to the simulation of those instabilities is their characteristic time of at least one hundred revolutions of the machine. Hence the computation has required a massively parallel approach and about one million CPU hours. Finally, given that the flow reverses during a surge cycle, the boundary conditions have been modified to be able to cope with the flow inversions. The simulation was able to capture surge inception and the entire cycle of the instability. The comparison with the experimental data showed that the main patterns of the cycle are correctly predicted (precursor phenomena of surge, duration of the cycle...). In the meantime, an acoustic study has been performed in order to isolate the eigenmodes of the test-rig. The analysis of the results pointed out the role of acoustic phenomena in surge inception. The different phases of the cycle are then studied and characterized (surge inception, reversed-flow phase, recovery and repressurization). This work has incremented a database that allows a better understanding of the instabilities that develop in this kind of machine. From now on, those results may help to elaborate and validate cheaper models of the surge phenomenon to be used in the design process.