Inscrite dans le cadre du projet européen Coke Oven Operating Limits, cette thèse porte sur la modélisation thermomécanique d'un piédroit de cokerie. Le piédroit est une maçonnerie alvéolaire, chauffée par des gaz à haute température (supérieure à 1200°C). Pendant la cuisson du charbon dans les fours à coke, celui-ci se pyrolyse en coke provoquant une poussée sur les panneresses du piédroit. Ce projet a pour objectif de déterminer la pression maximale supportée par ces structures. Afin de répondre à cette problématique, un nouveau modèle thermomécanique de piédroit a été développé. Ce travail prend en compte à la fois le comportement non-linéaire de la maçonnerie, mais également les interactions avec l'environnement extérieur. La modélisation de la structure maçonnée est basée sur une approche macroscopique où les briques et le mortier sont remplacés par un matériau homogène équivalent, et ce pour différents états de joints. La non-linéarité du comportement est reproduite grâce à un critère d'ouverture qui permet de passer d'un état de joint à un autre. Les propriétés homogénéisées sont identifiées selon une approche énergétique couplée à un algorithme d'identification inverse. Plusieurs simulations numériques d’essais issus de la littérature ont permis de valider cette approche. Les paramètres régissant le comportement mécanique et thermique des matériaux sont déterminés expérimentalement ainsi que la tenue de l'interface brique/mortier. Les conditions aux limites du modèle sont établies à l'aide d'une instrumentation thermomécanique sur site industriel. Les simulations thermomécaniques du piédroit permettent de localiser des phénomènes de dégradation observés dans les faits. / This study lies within the framework of European project called Coke Oven Operating Limits. This thesis deals with the thermomechanical modelling of a coke oven heating wall. The heating wall is an alveolar masonry, heated thanks to gas at high temperature (superior to 1200°C). During coking time in coke ovens, there is a pyrolysis of coal to coke which implies a coke swelling pressure on chamber wall. The aim of this project is to determine the maximal lateral pressure allowed by these structures. In order to answer to this problem, a new thermomechanical model of heating wall was built. This work takes into account both non-linear masonry behaviour and interactions between the heating wall and its components. Structure modelling is based on a macroscopic approach where bricks and joints are replaced by a homogeneous equivalent medium for different joint states. The non-linearity behaviour is then reproduced thanks to a transition criterion which allows to go from one state to another one. Effective properties are determined with an energetic approach and an algorithm of inverse identification. Several numerical simulations were performed and compared with experimental tests extracted from literature to validate this approach. Material thermomechanical properties were identified experimentally, likewise masonry brick/mortar interface behaviour. Boundary conditions and loads were established from thermomechanical instrumentation of an in situ heating wall. Thermomechanical simulations of the heating wall allow to locate damages in good agreement with plants observations.

L'impact de la dynamique des gaz sur la chaine d’air s'est imposé fortement en raison du contenu de la dynamique dans les nouveaux cycles de test automobile tels que le WLTC. Cela rend les modèles 0D actuels moins fiables car ils reposent sur plusieurs positions sur les cartographies mesurées sur des points de fonctionnements stationnaires. En outre, les phénomènes d'onde et les effets inertiels des gaz sont intrinsèquement négligés. Une méthodologie pour reproduire efficacement les effets d'ondes le long des conduites de moteurs à combustion interne a été présentée dans ce travail. L'idée est basée sur la combinaison des modèles à paramètres concentrés et les modèles quasi-unidimensionnels. Cette combinaison donne la possibilité de prendre les effets d'inertie de la dynamique des gaz tout en évitant le coût lourd de calcul de l'approche de modélisation 1D. La première partie s'est intéressée aux schémas numériques à une dimension, dans le but de les évaluer par rapport aux temps de calcul, d’exactitude et de définir une bonne référence pour davantage validations numériques pour les modèles réduits. Le modèle « quasi-Propagatory » était le meilleur candidat pour modéliser les ondes avec moins de puissance de calcul. Pour avoir une propre estimation de la pression de suralimentation, on s'est intéressé plus particulièrement au compresseur. Un modèle physique a été présenté on se basant sur les travaux de Martin et al. [55]. Finalement, les développements sont validés expérimentalement sur tous les points de fonctionnement du moteur. / Gas dynamics impact on air system dynamics and hence on combustion products, i.e. emissions, has imposed itself strongly due to the dynamics content in new test drive cycles such as the WLTC. This makes current real-time 0D models less reliable as they rely on stationary measured look up tables. In addition, wave phenomena and gas inertial effects are inherently neglected. This makes the estimation of the flow into and from the cylinder inaccurate. A methodology to efficiently reproduce wave effects along the internal combustion engine ducts was presented in this work. The idea relies on combining both lumped parameter and quasi-one-dimensional models. This combination gives the possibility to take inertial effects of gas dynamics while avoiding the heavy computational cost of the 1D modeling approach. The first part investigated one-dimensional numerical schemes, with the aim of evaluating them with respect to real-time applications and defining a good reference for further numerical validations for the low order models. The Quasi-Propagatory model was the best candidate to model waves with less computational power. To have a proper boost pressure estimation, more focus was on the compressor. A physics based model was presented based on [55]. Results have also shown a better interpretation and extrapolation ability. Finally, the developments have been validated experimentally using the complete engine operation map.

La présente étude s’inscrit dans le cadre d’une évaluation des risques liés d’une part au stockage des déchets nucléaires et d’autre part à la production des semi-conducteurs. L’ojectif est d’obtenir des paramètres fondamentaux sur les propriétés explosives des mélanges hydrogène-protoxyde d’azote et silane-protoxyde d’azote. Pour le système hydrogène-protoxyde d’azote, les temps caractéristiques de réaction derrière une onde de choc réfléchie, les vitesses fondamentales de flamme et les largeurs des cellules de détonation ont été mesurées expérimentalement sur une large gamme de composition et de condition. Un mécanisme cinétique détaillé a été développé et validé sur les données de la présente étude et de la littérature. Des mécanismes cinétiques réduits ont été obtenus par une méthode de réduction automatique et inclus dans un code de simulation numérique bi-dimensionnelle d’onde de détonation. Pour le système silane-protoxyde d’azote, l’évolution temporelle des atomes d’oxygène derrière une onde de choc réfléchie et les vitesses fondamentales de flammes ont été étudiées expérimentalement. Une étude préliminaire d’analyse des produits solides de combustion formés en bombe sphérique a également été réalisée. Un mécanisme cinétique réduit de la littérature a été modifié afin de reproduire les profils des atomes d’oxygène. / The present study is part of a risk assessment related, on one hand, to the storage of nuclear wastes, and on the other hand, to the production of semi-conductors. The aim is to obtain fondamental parameters on the explosive properties of hydrogen-nitrous oxide and silane-nitrous oxide mixtures. For the hydrogen-nitrous oxide system, caracteristic times of reaction behind reflected shock waves, laminar flame speeds and detonation cell widths were measured experimentally over a wide range of composition and condition. A detailed kinetic mechanism has been developed and validated against the data of the present study and of literature. Reduced kinetic mechanisms have been obtained using an automatic method of reduction and included in a two-dimensional numerical simulation code of detonation wave. For the silane-nitrous oxide system, the time profiles of oxygen atoms behind reflected shock waves and laminar flame speeds were studied experimentally. A preliminary analytical study of solid combustion products formed in a spherical bomb was also performed. A reduced kinetic mechanism of the literature was modified to reproduce the profiles of oxygen atoms.

Dans une perspective de report modal, la performance adaptative est un facteur important du développement des systèmes de transports collectifs. Il est donc fondamental de disposer d’outils permettant d’évaluer leur vulnérabilité à des perturbations et le rôle de certaines actions comme l’information des voyageurs. Le modèle PERTURB et la plate-forme de simulation, développés dans le cadre de cette recherche ont ainsi pour objet de mesurer la vulnérabilité structurelle et fonctionnelle des transports en commun ainsi que le rôle de l’information des voyageurs dans la régulation de situations perturbées. Trois champs théoriques sont mobilisés : théorie de systèmes, théorie des graphes et systèmes multi-agents. Les simulations sont réalisées sur un terrain d’étude (Ile-de-France) et des systèmes de transport théoriques. Elles permettent d’effectuer des préconisations en matière d’Aménagement des transports et d’information des voyageurs mais suscitent également de nouvelles interrogations. Comment intégrer l’information des voyageurs dans l’optimisation du traitement des situations perturbées ? Comment concilier une transparence de l’information et éviter des reports trop massifs de flux de voyageurs ? / IIn a perspective of modal transfer, adaptative performance is an important factor in the development of public transport systems. Tools are therefore necessary to allow estimation of their vulnerability to perturbations, as well as that of the role played by specific actions like passengers’ information. The PERTURB model and the simulation platform developed in this research aim to measure the structural and functional vulnerability of public transport, as well as the role played by passengers’ information in the regulation of disrupted situations. This study explores three theoretical fields : systems’ theory, graphs theory and multi-agents systems. Simulations are used in a field study (the region of Ile-de-France) and in theoretical transportation systems. These simulations allow us not only to formulate recommendations, regarding transport planning and passengers’ information, but they also rise new issues. How can passengers’ information be integrated in order to get the optimal management of disrupted situations ? Is it possible to deliver clear information while avoiding excessive transfer of passengers’ flow at the same time ?

Du fait de ses propriétés intéressantes, le domaine de fréquence térahertz (THz) du spectre électromagnétique peut avoir de nombreuses applications technologiques, de l'imagerie à la spectroscopie en passant par les télécommunications. Toutefois, les contraintes technologiques empêchant l'émission et la détection efficaces de ces ondes par des systèmes conventionnels ont valu à cette partie du spectre électromagnétique le nom de gap THz. Au cours des deux dernières décennies, plusieurs solutions novatrices sont apparues. Parmi elles, l'utilisation de transistors à effet de champ s'est imposée comme une solution originale, bon marché, avec un fort potentiel d'intégration. Le mécanisme identifié fait intervenir l'interaction entre les ondes THz et des ondes de courant (dites ondes plasma) dans le canal du transistor. Le canal du transistor agit tel une cavité pour ces ondes plasma. Le dispositif peut alors se comporter de manière résonante ou non-résonante en fonction de divers paramètres. Dans ce manuscrit, nous étudions numériquement ces différents régimes à l'aide de modèles hydrodynamiques. Les modèles utilisés élargissent les phénomènes pris en compte dans de précédentes études théoriques. Les résultats portent sur la détection d'ondes THz par des transistors et dans une moindre mesure sur leur émission. Dans le régime non-résonant, nous étudions dans quelle mesure la plage de linéarité de détection peut être étendue. Dans le régime résonant, nous montrons l'existence de nouvelles fréquences de résonance, permettant d'élargir le spectre d'intérêt de ces détecteurs. / Due to its interesting properties, the electromagnetic THz frequency range may lead to numerous technological applications, ranging from imaging to spectroscopy or even communications. However, technological constraints prevented the efficient emission and detection of such waves with conventional electronics, leading to the idea of the terahertz gap. In the last decades, multiple novel solutions to resolve this gap have been proposed. Amongst these, one may find the use of simple field effect transistors as the most promising one. Their production benefits from currently available CMOS technology thus drastically decreasing the fabrication cost of such a device while allowing it to be easily integrated within electronic circuits. The mechanism behind the emission and detection is the interaction between THz electromagnetic radiations and current oscillations, that is plasma waves, in the transistor's channel. This channel forms a cavity for plasma oscillations, hence, the device may act either resonantly or non-resonantly, depending on various parameters. This thesis deals with the numerical simulation of the transistor in different regimes using hydrodynamical models. These models account for multiple phenomena that have been considered in previous theoretical studies. Some theoretical results on both the emission and detection of THz radiation are presented. In the non-resonant case, we study how one can increase the linear regime of detection. In the resonant case, we show the existence of unexpected resonance frequencies, enlarging the detection spectrum of such detectors.

L’eau constitue un des défis majeurs de notre époque quelque soit le continent, et à l’instar de nombreux pays de la rive sud de la méditerranée, le Maroc est particulièrement affecté par une pénurie d’eau. Il apparaît que pour pallier ce manque d’eau il est fait appel à la grande hydraulique (128 barrages au Maroc) pour alimenter, à partir des régions les plus arrosées, des bassins versants les plus propices ou des régions riches en eau souterraine, les villes principales ou des périmètres agricoles irrigués de grande surface. Néanmoins cette politique de grande hydraulique qui prévaut actuellement se heurte à plusieurs limites (durée limitée des réservoirs, nombres de sites propices, investissements) si bien qu’un des leviers prometteurs reste une gestion efficiente des ressources en eau. Cependant, pour bien les gérer il est essentiel de connaître la quantité d’eau disponible dans chaque bassin ainsi que ses différentes utilisations. Ce travail de thèse est une contribution à la connaissance de la ressource en eau sur un territoire clef. Le Moyen-Atlas, que l’on peut considérer comme le "château d’eau" du Maroc. Une démarche géographique est mise en place, tant au niveau de l’évaluation de la ressource que celle de l’utilisation, sur une des trois grandes unités hydrologiques qui draine le Moyen-Atlas : le bassin versant du Sebou à l’amont de la station hydrométrique d’Azzaba. Organisé en 4 parties ce travail, inscrit dans un cadre de coopération franco-marocain, démontre l’hétérogénéité des processus hydrologiques en relation avec un contexte géographique montagnard complexe. Tant l’analyse des phases hydrologiques que l’apport de la modélisation démontrent une contribution importante des eaux souterraines aux débits des cours d’eau mais également l’importance de sa redistribution à l’intérieur du bassin du Haut Sebou et vers les bassins contigus. D’autre part une enquête auprès des agriculteurs démontre les mutations agricoles en cours dans ce secteur du Moyen-Atlas et met en évidence les changements des modes de prélèvement d’eau dans l’hydrosystème : le système traditionnel de prélèvement au fil de l’eau étant de plus en plus concurrencé par des prélèvements à même la nappe par pompage / Water is one of the major issues of our time in all continents. Like many countries on the southern shore of the Mediterranean Sea, Morocco is particularly affected by water shortages. It seems that to overcome this lack of water, the country uses large hydro (128 dams in Morocco) to power, from the regions that receive the largest amounts of rain, or regions richest in groundwater, major cities and agricultural areas irrigated large area. However, this large and predominant hydraulic policy faces such several limitations (limited life of reservoirs, number of sites suitable, and investment) that promising levers remain efficient ways of managing water resources. However, to effectively manage this, it is essential to know the amount of water available in each basin and its different uses. This thesis is a contribution to the knowledge of water resources in a key area. The Middle Atlas can be considered the "water tower" of Morocco. A geographical approach is in place, both in terms of the resource assessment and use of one of three major hydrological units that drains the Middle Atlas: the watershed of the Sebou up stream of the hydrometric station Azzaba. set in 4 parts, this work- being of the Franco-Moroccan academic cooperation- demonstrates the heterogeneity of hydrological processes in relation to a complex mountainous geographical context. Both the analysis of hydrological phases and the contribution of modeling show a significant contribution of groundwater to stream flow, the importance of redistribution within the basin of the Upper Sebu and from adjacent basins. In this regard, research in the form of survey aimed at apopulation farmers shows agricultural changes forming in the Middle Atlas sector, and highlights the changes in water sampling modes in river systems, the traditional sampling system over water being increasingly challenged by levies same groundwater pumping.

Ces travaux portent sur la précipitation de boehmite AlOOH, qui est le précurseur de l’alumine γ – Al2O3, support catalytique utilisé dans de nombreux procédés de raffinage. Le contrôle de la porosité de ces particules est crucial afin de minimiser les limitations par transfert de matière et de chaleur et d’améliorer la performance des catalyseurs. La porosité de l’alumine provient en partie de l’étape de précipitation de boehmite. Elle est conservée du fait de la topotacticité de la transformation boehmite - alumine. La boehmite est obtenue par précipitation de sels d’aluminium. L’effet des paramètres physico-chimiques, tels que la température et le pH, sur les propriétés du matériau a été largement étudié dans la littérature. Cependant, peu d’études ont permis la mise en évidence des phénomènes régissant l’agrégation durant le procédé de précipitation. L’objectif de cette étude est de comprendre et de quantifier les paramètres de précipitation influençant l’agrégation de la boehmite au cours de sa synthèse. La précipitation de la boehmite a été réalisée dans deux types de dispositifs de précipitation. Le dispositif double-jets, utilisé à l’échelle industrielle, induit des conditions non-homogènes de sursaturation et de fraction volumique en particules, tant temporellement que spatialement. La deuxième méthode de précipitation de boehmite utilise des pré-mélangeurs (Hartridge-Roughton et Y), dans lequel le micro-mélange et la sursaturation initiale sont finement contrôlés. La sursaturation a été calculée au cours de la précipitation sur la base du modèle thermodynamique de Pitzer. Celle-ci est significativement plus importante dans le dispositif pré-mélangeur. L’effet des paramètres opératoires a été mis en évidence sur les propriétés texturales de la boehmite via des caractérisations ex situ (DRX, adsorption-désorption d’azote par méthode BET, cryo-MET). Les matériaux issus du dispositif double-jets présentent une porosité d’autant plus aérée que la sursaturation est faible, et il existe une valeur seuil de sursaturation au-delà de laquelle la porosité n’est plus impactée par ce paramètre, comme c’est le cas dans le dispositif pré-mélangeur. Dans ce cas, aucun autre paramètre opératoire n’affecte la texture du matériau. Ces résultats mettent en évidence des mécanismes d’agrégation dépendant directement de la sursaturation. Des techniques de caractérisation originales ont par ailleurs été mises en place afin de suivre la dynamique de l’agrégation. L’analyse par diffusion multiple de la lumière a permis de mettre en évidence des cinétiques d’agrégation différentes, directement corrélées à la porosité, et ce avant les étapes de filtration-lavage-séchage. Une analyse fine des états d’agrégation a été réalisée in situ par SAXS à rayonnement synchrotron. Cette étude a permis de proposer différents scénarii des mécanismes d’agrégation. Il apparaît que les fibres de boehmite s’agrègent de manière beaucoup plus aérée à faible sursaturation. Une porosité visée pourrait ainsi être obtenue par un contrôle fin de la sursaturation. Enfin, une première approche de modélisation par bilan de population a été développée afin de décrire les processus de formation des fibres et d’agrégation secondaire. / This work focuses on the precipitation of boehmite AlOOH, which is the precursor of alumina γ – Al2O3, used as catalyst support in many refining processes. The control of the porosity of these particles is crucial to minimize the limitation by mass and heat transfer, and improve catalysts performance. Alumina porosity mainly comes from precipitation step. It is conserved due to the topotacticity of boehmite – alumina transformation. Boehmite is obtained by precipitation of aluminum salts. The effect of physical and chemical parameters, such as temperature and pH, on the material properties has been extensively studied in the literature. However, few studies allowed the identification of the phenomena governing aggregation during the precipitation process. The objective of this study is to understand and quantify the precipitation parameters influencing boehmite aggregation, dynamically. The precipitation of boehmite was performed in two types of precipitators. The double-jet device, used at industrial scale, has non-homogeneous conditions of supersaturation and particle volume fraction, both temporally and spatially. The second boehmite precipitation method uses micro-mixers (Hartridge-Roughton and Y), wherein the micro-mixing and initial supersaturation are finely controlled. Supersaturation was calculated during the precipitation on the basis of Pitzer thermodynamic model. This one is significantly higher in the micro-mixing device. The effect of process parameters has been highlighted on boehmite textural properties via ex situ characterizations (XRD and nitrogen adsorption-desorption by BET method, cryo-TEM). Materials resulting from double-jet device develop loose porosity especially for low supersaturations. There is a supersaturation threshold value beyond which the porosity is fixed, as is the case in micro-mixer device. In this case, no other process parameter affects material texture. These results highlight aggregation mechanisms directly dependent on supersaturation. Original characterizations techniques have also been put in place to monitor aggregation dynamically. Multiple light scattering analysis allowed highlighting different aggregation kinetics, directly correlated to the porosity, before filtering, washing and drying steps. A detailed analysis of aggregations states was performed by synchrotron radiation SAXS in situ. This study allowed proposing different aggregation mechanisms scenarios. It appears that boehmite fibers aggregate in a much looser way at low supersaturation. Targeted porosity could thus be obtained by fine control of supersaturation. Finally, a first approach of population balance modeling has been developed to describe fibers formation and aggregation process.

Le succès ou l'échec commercial des systèmes complexes (e.g. avions de transport commercial) ne dépend pas que de la qualité technique intrinsèque du produit mais il est aussi notablement affectée par les différentes interactions avec les autres acteurs du milieu tels la concurrence, les utilisateurs finaux et les organismes de réglementation. Des produits qui manquent de performances, ont un coût trop élevé, ou sont considérées comme dangereux ou nuisibles seront inévitablement surmontés par des produits concurrents qui répondent mieux aux besoins des clients et de la société dans son ensemble. Dans cette thèse, nous cherchons à utiliser le cadre de la théorie des jeux afin d'intégrer directement l'effet de ces interactions dans un problème d'optimisation de conception qui vise à maximiser la rentabilité du concepteur du système. Cette approche permet aux concepteurs de prendre en considération les effets de l'incertitude venant d'une part des sources traditionnelles de variabilités (propriétés matériaux, tolérances géométriques, etc) ainsi que d'autres incertitudes de nature non technique reflétant par exemple l'incertitude du futur marché ou les interactions avec les autres parties prenantes (nouveaux produits concurrents, nouvelles règlementations, etc). Dans ce cadre nous développons également des techniques de modélisation utilisant des modèles causaux afin de comprendre la nature d'interactions complexes à partir des données observées. Enfin, nous examinons les effets complexes entre sureté de fonctionnement et conception en examinant l'histoire de la réglementation fédérale sur l'industrie du transport. Ces travaux ont mené à plusieurs résultats clés. D'abord, en considérant l'effet des interactions entre les différents acteurs, les concepteurs peuvent être amenés à faire des choix techniques très différents de ceux qu'ils auraient fait sans considérer ces interactions. Cela est illustré sur plusieurs études de cas avec des applications à la conception d'avions de transport commercial. Deuxièmement, nous avons développé une nouvelle méthode de construction de modèles causaux qui permet aux concepteurs d'évaluer le niveau de confiance dans leur compréhension des interactions entre les différents acteurs. Enfin, nous avons montré par une étude liens entre la réglementation et les améliorations de la sureté que la demande pour l'amélioration de la sureté ne répond pas toujours à une rationalité économique. En revanche la demande pour plus de sureté est fortement influencée par des facteurs tels que le niveau de responsabilité personnelle et la nature et ampleur des accidents potentiels. / The commercial success or failure of engineered systems has always been significantly affected by their interactions with competing designs, end users, and regulatory bodies. Designs which deliver too little performance, have too high a cost, or are deemed unsafe or harmful will inevitably be overcome by competing designs which better meet the needs of customers and society as a whole. Recent efforts to address these issues have led to techniques such as design for customers or design for market systems. In this dissertation, we seek to utilize a game theory framework in order to directly incorporate the effect of these interactions into a design optimization problem which seeks to maximize designer profitability. This approach allows designers to consider the effects of uncertainty both from traditional design variabilities as well as uncertain future market conditions and the effect of customers and competitors acting as dynamic decision makers. Additionally, we develop techniques for modeling and understanding the nature of these complex interactions from observed data by utilizing causal models. Finally, we examine the complex effects of safety on design by examining the history of federal regulation on the transportation industry. These efforts lead to several key findings; first, by considering the effect of interactions designers may choose vastly different design concepts than would otherwise be considered. This is demonstrated through several case studies with applications to the design of commercial transport aircraft. Secondly, we develop a novel method for selecting causal models which allows designers to gauge the level of confidence in their understanding of stakeholder interactions, including uncertainty in the impact of potential design changes. Finally, we demonstrate through our review of regulations and other safety improvements that the demand for safety improvement is not simply related to ratio of dollars spent to lives saved; instead the level of personal responsibility and the nature and scale of potential safety concerns are found to have causal influence on the demand for increased safety in the form of new regulations.

Il est communément accepté qu'une stratégie de maintenance préventive efficace est indispensable pour optimiser la durée de vie d'un ouvrage donné. La présent travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet ANR-EVADEOS (Évaluation non destructive des ouvrages pour la prévision des dégradations et l'optimisation de leur suivi) dont l'objectif est de fournir aux gestionnaires d'ouvrages en béton une stratégie de maintenance préventive vis-à-vis de la corrosion des armatures, en tenant compte des aspects physico-chimiques, ainsi que des contraintes et moyens techniques et financiers des gestionnaires. S'agissant d'une démarche préventive, l'utilisation de modèles de prévision des dégradations est nécessaire. L'objectif global de cette etude est d'orienter le gestionnaire d'ouvrage quant au choix du modèle le plus approprié pour sa structure compte tenu des données dont il dispose et de sa stratégie de maintenance souhaitée. Une synthèse des modèles existants a donc été menée. Cependant, cette étude se focalise par la suite sur les modèles simplifiés car ces derniers ont été conçus pour une utilisation en ingénierie et sont plus accessibles pour le gestionnaire d'ouvrage. La quantité de données disponibles est variable d'un ouvrage à l'autre, ce qui impose de faire des inspections lorsque les données sont insuffisantes pour alimenter les modèles prévisionnels. De plus, les modèles simplifiés ne fournissent que des informations en un point de la surface d'une structure mais ne permettent pas la description des dégradations sur l'ensemble d'une surface, chose essentielle dans une stratégie de maintenance. Enfin, les mécanismes de dégradations, les instruments de mesures et la prévision des modèles sont sujets à des incertitudes. La prise en compte de ces dernières est une démarche essentielle pour l'optimisation de la maintenance. Trois critères ont donc été proposées dans le présent travail de thèse pour le choix d'un modèle : (i) l'adéquation des moyens requis pour son utilisation avec les moyens du gestionnaire (ii) sa capacité à propager des incertitudes (iii) sa capacité à reproduire la corrélation spatiale des dégradations. Les résultats mettent en évidence que les moyens disponibles pour l'inspection ont une forte incidence sur le choix du modèle. D'autre part, l'importance des incertitudes a une influence sur la capacité des modèles à reproduire la corrélation spatiale des dégradations. Dans le travail réalisé, un maître d'ouvrage peut trouver une aide à la décision quant au choix du modèle le plus approprié pour sa structure, compte tenu de ses contraintes de gestions. / It is widely accepted that an efficient maintenance strategy is required to optimize life-cycle of a given structure. This thesis was carried out within the ANR-EVADEOS project, which aims to provide such preventive maintenance strategy for building managers, against RC-corrosion. Physicochemical phenomena as well as the management constraints and financial constraints are also taken into account. The prevision could be made using predictive models. The main objective of this work is to setup a decision tool for selecting appropriate model for a given structure with respect to data availability and management constraints. A synthesis of existing models was carried out, however, this study focused in the sequel on simplified models given that these latter are user-friendly for building managers. When available data is not sufficient to provide input parameters of the models, inspection should be carried out. On the other hand simplified models provide assessment of degradation at a given point of the structure but are not able to compute this assessment over all a surface of a structure. Finally, the degradation processes, the instruments used for inspection, and the computation of the models are all subjected to uncertainties. Taking into account these latter is of utter importance for enhancing maintenance strategy. Three criteria was identified for the selection of the models : (i) data availability and resources allocated for maintenance (ii) the ability of the model to transfer uncertainties, and (iii) to transfer spatial correlation. Results show that data availability has significant impact on the model selection. On the other hand when the magnitudes of uncertainties are larger, ability of the models to reproduce the spatial correlation of the degradations is reduced. The tool for models selection proposed in this work could be useful for building managers.

L'ambition de cette thèse est de contribuer à la caractérisation de la qualité des réparations des structures composites primaires en carbone par collage structural en s'appuyant pour cela sur la technique de la Thermographie InfraRouge (TIR). Le caractère ténu de la différence de comportement entre les parties constitutives de l'assemblage réparé (parent et patch en carbone-époxyde, adhésif époxyde) et donc la difficulté de capter la réponse thermique du joint collé constituent les enjeux principaux de ce travail. A cette fin, une procédure expérimentale de Contrôle Non Destructif (CND) a tout d'abord été spécifiquement mise au point pour cette étude, permettant une modélisation numérique physiquement cohérente du problème thermique ainsi qu'une bonne concordance avec les champs de température mesurés. Le travail propose par ailleurs une piste complémentaire visant à modifier les propriétés thermiques intrinsèques du joint à l'aide d'additifs dont la signature infrarouge permet d'identifier plus nettement des défauts de collage. / This PhD work intends to contribute to the characterization of structural bonded repair quality of primary composite structures using InfraRed Thermography (IRT). Generally, in this case, the parent structure and the repair patch are both made of carbon-epoxy and are linked together by an epoxy adhesive. Such repair configuration then leads to a weak property contrast between the parts of the repaired assembly. Therefore, the non-destructive analysis of the bonding quality remains difficult and represents the very challenging issue of this study. In this way, a new specific Non Destructive Testing (NDT) procedure has been firstly developed that allows physically consistent numerical model of the thermal problem and a good correlation with experimental data. Additionally, it is proposed to use relevant additives that modify the thermal properties of the glue joint in order to improve the detection of bond defects.