Depuis plusieurs années, l'IRSN mène en parallèle des programmes de recherche expérimentaux et numériques sur les incendies en milieu confiné et ventilé mécaniquement. Plusieurs essais ont montré que dans certaines configurations, le niveau d'oxygène du local en feu décroît et se stabilise de telle manière que le débit massique de combustible s'adapte au niveau de ventilation du local. Cette situation peut conduire à la consommation de la totalité de combustible disponible initialement, mais à un débit massique très faible comparé à celui du même foyer en atmosphère libre. Il en résulte une durée de feu 2 à 3 fois supérieure à celle obtenue en milieu ouvert ce qui est susceptible de remettre en cause le dimensionnement d'éléments de sectorisation tels que des portes coupe-feu. L'objectif du travail de thèse est de déterminer une modélisation de l'évolution de la puissance du foyer jusqu'à son extinction. Les effets de la viciation de l'air ambiant par les produits de la combustion sur le débit massique de combustible (MLR) sont les principaux processus pris en compte dans le modèle. Ainsi, une approche théorique, basé sur le bilan énergétique à la surface de combustible, permettant de prédire le débit massique de combustible ainsi que de reformuler la corrélation de Peatross et Beyler, a été proposée. Le principal avantage de cette approche est de pouvoir quantifier l'évolution des composantes convectives et radiatives du flux thermique issus de la flamme vers le bac de combustible, en fonction de la viciation de l'air. Celle-ci a été validée avec le code CFD " ISIS ", développé par l'IRSN sur des résultats obtenus lors du programme expérimental PRISME, réalisé à l'IRSN. La comparaison des résultats a révélé que cette approche est en bon accord avec les données expérimentales. En parallèle à ce travail, des essais expérimentaux à échelle réduite ont été réalisés sur des feux d'heptane au laboratoire LCD (CNRS - Institut PPRIME), le principal but étant d'étudier les phénomènes prépondérants liés au confinement du local et au régime de la sous-ventilation. Ces données expérimentales ont servi à valider les approches théoriques développées durant la thèse pour prédire le MLR en milieu confiné. Une méthode expérimentale originale a été mise en oeuvre pour découpler les mesures des flux thermiques reçus à la surface du bac d'heptane sous l'effet d'un rayonnement externe. Ces essais ont également permis d'étudier l'influence de la ventilation et de la taille du foyer sur la dégradation de combustible. Cette étude ouvre certaines perspectives de recherche. Pour estimer la durée du feu, le phénomène d'extinction de la flamme doit être traité de façon plus détaillée en tenant compte de la chimie se déroulant dans la flamme. Du point de vue de l'expérience, l'étude d'autres combustibles liquides (alcènes, cétones,...) et solides, dont les essais sont plus difficilement reproductibles, serait nécessaire afin d'étendre les résultats de cette étude.

Ce travail présente des résultats expérimentaux obtenus dans une cavité différentiellement chauffée de 4 m de hauteur. Dans cette étude, des cartographies de température (microthermocouples) et de vitesse (LDV 2D et PIV standard) ont été établies pour des écoulements de convection naturelle turbulente à grands nombres de Rayleigh (4,0×1010 ≤ RaH ≤ 1,2×1011) tout en respectant l'approximation de Boussinesq. L'exploitation des résultats expérimentaux a, entre autre, permis de caractériser la stratification thermique au centre de la cavité ainsi que son évolution en fonction du nombre de Rayleigh pour différentes émissivités des parois passives. En outre, cette caractérisation a permis de connaitre les répartitions des flux échangés à la paroi, la typologie des écoulements au voisinage des parois actives et dans le plan vertical médian, ainsi que le cheminement du fluide dans la partie haute de la cavité. Ces résultats sont ensuite comparés à ceux obtenus dans d'autres cavités différentiellement chauffées de moindres dimensions étudiées antérieurement au laboratoire. L'ensemble de ces résultats montre une grande cohérence et nous permet de déterminer des lois d'évolution de la vitesse maximale atteinte dans la cavité et du transfert de chaleur aux parois en fonction du nombre de Rayleigh en régime laminaire et turbulent. En parallèle, une étude numérique 2D a été réalisée. Son objectif est d'étudier l'influence du rayonnement de surface ou volumique sur la structure de l'écoulement et sur les modes de transfert de chaleur. A cette fin, un module de transferts radiatifs a été implanté dans un code Volumes Finis de convection naturelle turbulente existant. La modélisation de la turbulence est réalisée par une approche LES avec un modèle de diffusivité de sous maille adapté à la convection naturelle. La partie rayonnement est traitée à l'aide d'un modèle de gaz gris par bande, associé à une méthode aux ordonnées discrètes. Une analyse de l'influence du rayonnement de parois et/ou de gaz sur les écoulements turbulents de convection naturelle est réalisée pour un nombre de Rayleigh de 1,21011.

Depuis plusieurs années, le domaine des télécommunications et des nouvelles technologies connaît un véritable essor. On assiste aujourd'hui à un engouement sans précédent du grand public pour les applications de communication multimédia (données, voix, photos, vidéos) et la demande est de plus en plus forte pour un transfert à haut débit entre des équipements communicants mobiles et à encombrement réduit. De plus, que le mode d'utilisation soit nomade ou sédentaire, les technologies radio sans fils (Bluetooth, WiFi, GPRS, UMTS, WiMax) connaissent un grand succès. Pour répondre à ces besoins croissants de communication sans fils à haut débit, les futures générations d'équipements vont faire appel à des antennes de plus en plus performantes. Celles-ci devront fonctionner sur plusieurs bandes de fréquences ou sur une large bande. Mais elles devront aussi, pour des raisons pratiques et esthétiques, être intégrées aux systèmes radio, ce qui requiert la mise au point de structures compactes, discrètes et n'ayant pas de problèmes de compatibilité électromagnétique avec les circuits électroniques environnants. Pour répondre à ces différents objectifs, nous avons axé notre recherche sur les antennes tridimensionnelles qui offrent un grand nombre de degrés de liberté. Mais ces structures sont souvent complexes car elles comportent de nombreux paramètres. Afin de mieux les appréhender, nous proposons dans cette thèse d'élaborer une démarche de conception de ces antennes. Ainsi, nous commençons par l'étude systématique d'une antenne canonique constituée d'un dipôle placé à proximité d'une cavité métallique rectangulaire. L'effet des différents paramètres est analysé afin de mettre en évidence l'importance relative de chacun d'entre eux et de proposer ainsi une démarche de conception pour optimiser la bande passante et le rayonnement de l'antenne. Dans un deuxième temps, nous présentons la conception d'une antenne tridimensionnelle compacte, large bande et directive, l'antenne "sonde en F et triangle", qui offre l'avantage de présenter un diagramme de rayonnement stable en fréquence. Puis, fort de l'expérience acquise sur l'antenne dipôle, nous procédons de nouveau à une étude de l'influence sur l'impédance des différents paramètres de cette antenne complexe. Celle-ci permet d'élaborer une méthodologie de conception simple, rapide, efficace et générale. Nous pouvons ainsi optimiser l'antenne "sonde en F et triangle" et atteindre une bande passante en adaptation comprise entre 3.1 et 6.1 GHz. Le diagramme de rayonnement de cette antenne est stable sur la bande passante et le gain moyen de cette antenne est de 6 dB. Une caractérisation dans le domaine temporel est ensuite proposée afin de connaître le comportement de l'antenne dans une communication UWB. Enfin, l'antenne "sonde en F et triangle" est mise en cavité afin d'étudier ses propriétés lors de l'intégration dans un système radio. Des analogies et différences entre cette antenne complexe et le système {dipôle et cavité} sont également mises en évidence.

Cette thèse propose des techniques de compression vidéo robuste dans un contexte de codage multi-terminal. Nous proposons des schémas de codage par descriptions multiples basés sur des filtres temporels dyadiques et 3-bandes appliqués sur des séquences sous-échantillonnées. Nous commençons par présenter plusieurs méthodes pour construire des descriptions corrélées à partir de ces bancs de filtres. Puis, pour augmenter leur robustesse et leur stabilité au cours du temps, nous proposons d'introduire un codec Wyner-Ziv au sein de ces schémas redondants : les trames qui en principe ne sont pas transmises dans une description sont ici codées en Wyner-Ziv. Pour réduire la redondance, nous proposons d'appliquer un filtrage temporel compensé en mouvement sur les trames codées en Wyner-Ziv pour ne transmettre que les sous-bandes de basses fréquences. Ensuite, nous proposons un schéma de codage par descriptions multiples avec information adjacente basé sur une quantification scalaire à descriptions multiples (MDSQ). Dans un premier temps, les indices générés par la MDSQ sont codés séparément par un codeur de Slepian-Wolf et décodés séparément à l'aide d'une information adjacente qui sert également à la reconstruction des coefficients. Dans un deuxième temps, un décodage croisé est proposé pour décoder conjointement les indices et ainsi profiter de la redondance entre les descriptions. Enfin, nous proposons d'améliorer la robustesse en codage vidéo distribué tout en conservant de bonnes performances débit-distorsion en structurant la séquence d'origine en groupes d'images, chacun contenant une trame clé et une trame codée en Wyner-Ziv. Pour chaque trame, deux descriptions sont générées par un quantificateur scalaire à descriptions multiples. Cette technique permet d'obtenir deux descriptions équilibrées contenant chacune une information partielle sur chaque trame dans la vidéo d'origine. Au décodeur central, le décodage itératif de deux descriptions avec information adjacente est utilisé. Nous étudions alors l'influence du décodage croisé et du taux de redondance sur les performances.

La vérification des programmes est indispensable pour maintenir un certain niveau de qualité et de fiabilité. Le test est à ce jour le moyen de vérification des logiciels le plus utilisé dans l¤industrie. La programmation par contraintes est vue comme un moyen efficace pour automatiser la génération de données de test. Dans cette thèse nous proposons une modélisation par contraintes de la sémantique du bytecode Java, ainsi qu¤une méthode, basée sur cette modélisation, pour générer automatiquement des données de test. Notre modèle à contraintes de la sémantique d¤un programme en bytecode Java permet de faire des déductions efficaces, y compris en présence de structures de données complexes ou d¤héritage. En particulier, l¤utilisation de variables de type permet de prendre en compte l¤héritage et les appels de méthodes polymorphes. Notre méthode de génération de données de test exploite le modèle à contraintes pour couvrir des instructions particulières du programme sous test. Elle se base sur un parcours en arrière du graphe de flot de contrôle pour énumérer des chemins menant aux instructions cibles. Elle est en particulier adaptée à la couverture d¤instructions non couvertes par les autres méthodes de génération de données de test. Enfin cette méthode est mise en application dans un prototype, JAUT (Java Automatic Unit Testing). Les expériences montrent que le prototype permet d¤augmenter la couverture des instructions obtenue avec les autres outils disponibles.

Les aciers THLE ont la particularité de posséder à la fois une bonne ductilité et de hautes caractéristiques mécaniques. Ceci les rend particulièrement adaptés pour l'industrie automobile, dont les principales exigences sont l'allègement du véhicule et la sécurité des passagers. Toutefois, il est bien connu que l'augmentation des caractéristiques mécaniques accroît la susceptibilité à la fragilisation par l'hydrogène. Ce travail de thèse est consacré à l'étude de la susceptibilité vis-à-vis de la fragilisation par l'hydrogène de quatre aciers THLE : un DP, un TRIP, un CP et le BAS 100, un acier enrichi en vanadium et chrome. Un acier aux propriétés mécaniques plus modestes, dénommé HE (Haute Elasticité) a servi de référence. Les caractéristiques de transport de l'hydrogène dans ces aciers ont été étudiées, grâce à des essais de perméation électrochimique avec chargement en milieu acide, éventuellement additionné d'un promoteur d'hydrogénation (l'arsenic). Comme observé sur d'autres aciers, il faut souligner l'absence de conditions d'entrée stationnaires, dont il faut tenir compte dans l'évaluation des caractéristiques de diffusion. La diffusivité à température ambiante est apparue élevée pour tous les aciers, et une corrélation a été établie entre la microstructure et la diffusivité de l'hydrogène dans le matériau : plus la microstructure est fine et complexe, moins la diffusivité est élevée. De plus, l'évaluation des concentrations subsurfaciques sur les courbes en présence d'arsenic a révélé des valeurs relativement élevées pour les trois aciers aux caractéristiques mécaniques les plus élevées (TRIP 800, CP 800 et BAS 100). Ces valeurs sont conformes avec les teneurs en hydrogène diffusible mesurées par dosage juste après la perméation. Les dosages d'hydrogène résiduel, réalisés par désorption thermique sous vide après perméation, ont par ailleurs indiqué que le piégeage profond dans ces aciers était peu important, même après chargement sous polarisation et en présence d'arsenic. Ceci peut s'expliquer par des structures très bien élaborées, très fines et comportant peu de défauts. Des essais de traction ont montré qu'une hydrogénation sévère (en présence d'un promoteur) était nécessaire pour obtenir une fragilisation notable des aciers THLE. Hormis les cas extrêmes de dégradation spontanée par HIC (cloquage, fissuration), la fragilisation est imputable à l'hydrogène diffusible ou faiblement piégé car les teneurs en hydrogène piégé profondément restent négligeables. Dans les conditions industrielles, en décapage acide HCl en présence d'inhibiteurs, les résultats de perméation, de dosage et de traction s'accordent à montrer l'absence de fragilisation sur ce type d'acier. Les inhibiteurs testés semblent jouer un rôle de barrière physique, par adsorption sur le métal nu, limitant ainsi tant l'entrée d'hydrogène que la corrosion.

L'objectif principal de cette thèse a été de développer des nouveaux outils mathématiques pour l'étude des phénomènes stochastiques en biologique moléculaire. Les modèles mathématiques pour la dynamique stochastique des réseaux de réactions biochimiques sont basés sur les processus de Markov à sauts. On propose des approximations hybrides pour les processus de Markov à sauts multi-échelles. En utilisant comme argument heuristique un développement limité du générateur du processus à sauts (procédé connu en chimie et en physique sous le nom de développement de Kramers-Moyal) nous identifions plusieurs types d'asymptotiques hybrides : processus déterministes par morceaux et diffusions hybrides. Le développement de Kramers-Moyal permet d'obtenir de manière systématique des modèles hybrides, qui sont simulés par la suite avec des algorithmes adaptés. Les approximations déterministes par morceaux sont étudiées avec des méthodes mathématiques rigoureuses. On montre la convergence faible du processus de Markov à sauts vers deux types de processus déterministes par morceaux : avec et sans sauts dans les variables continues. Les approximations hybrides peuvent être simplifiées davantage en utilisant des méthodes de moyennisation. On propose aussi quelques résultats dans cette direction.

Les travaux de recherche exposés dans cette thèse sont consacrés à la mise au point d'une chaîne opérationnelle de copiage direct d'objet de formes complexes permettant, à partir de la numérisation 3D de l'objet par un capteur laser plan, d'obtenir une copie par usinage à 5 axes. Dans l'optique de réalisation d'une copie conforme du point de vue qualité géométrique visuelle nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'étape de préparation du nuage de points en vue de l'usinage en 5 axes positionné. Nous proposons une nouvelle approche de découpage automatique du nuage de points en paquets basée sur la minimisation de la longueur des lignes de recouvrements entre paquets. Le découpage proposé s'appuie sur le Nous démontrons au travers d'applications diverses la faisabilité de la démarche développée ainsi que sa pertinence pour des applications de prototypage rapide.

La simulation informatique est un outil incontournable dans les sciences exp��rimentales. La puissance de calcul croissante des ordinateurs associ��e au parall��lisme et aux avanc��es dans la mod��lisation math��matique des ph��nom��nes physiques permet de r��aliser virtuellement des exp��riences de plus en plus complexes. De plus, l'��mergence de la programmation GPU a consid��rablement accru la qualit�� et la rapidit�� de l'affichage. Ceci a permis de d��mocratiser la visualisation sous forme graphique des r��sultats de simulation. La visualisation scientifique peut ��tre passive : l'utilisateur peut suivre l'��volution de la simulation ou bien observer ses r��sultats apr��s que le calcul soit termin��. Elle peut aussi ��tre interactive lorsque le chercheur peut agir sur la simulation alors qu'elle se d��roule. Cr��er de telles applications complexes n'est cependant pas �� la port��e de tout scientifique non informaticien. La programmation par composants est, depuis des ann��es, mise en avant comme une solution �� ce probl��me. Elle consiste �� construire des applications en interconnectant des programmes ex��cutant des t��ches ��l��mentaires. Ce m��moire pr��sente un mod��le de composants et une m��thode de composition d'applications de visualisation scientifique interactive. Elle s'int��resse, en particulier, �� la conciliation de deux contraintes majeures dans la coordination de ces applications : la performance et la coh��rence.

Les procédés de fabrication par enlèvement de copeaux sont incontournables pour obtenir des pièces complexes dans des tolérances serrées et de petites ou moyennes séries sans lourds investissements en outillages spécifiques. La productivité de l’usinage traditionnel reste relativement faible par rapport à d’autres procédés de fabrication. Le développement de techniques d’usinage à grande vitesse a permis d’améliorer cette productivité, mais les opérations à grande vitesse sont sensibles à des phénomènes d’instabilité vibratoires. Cette thèse de doctorat a pour but d’étudier, de développer et de valider des techniques de simulation numérique de l’usinage permettant de rechercher les conditions de coupe stables vis-à-vis des vibrations autoexcitées. Sa première partie synthétise l’étude bibliographique des méthodes de simulation de l’usinage. Elle met en évidence plusieurs familles de méthodes permettant de prédire la stabilité de l’usinage. Les méthodes de linéarisation qui permettent d’obtenir des diagrammes de stabilité de l’opération sont étudiées en détail pour servir de base de comparaison aux autres développements. La deuxième partie présente le développement d’un logiciel permettant d’effectuer la simulation dynamique de plusieurs types d’opérations de fraisage (fraisage en bout et en roulant). Ce logiciel permet d’obtenir l’évolution temporelle des efforts de coupe, des vibrations au cours de l’usinage et reconstitue l’état de surface de la pièce. Il permet également d’obtenir des diagrammes de stabilité basés sur des critères technologiques (effort de coupe maximum ou rugosité après usinage par exemple). Le développement de ce logiciel a nécessité la création d’algorithmes originaux permettant d’obtenir les paramètres d’entrée modélisant les efforts de coupe à partir de mesures expérimentales. La dernière partie compare les résultats obtenus par notre logiciel à deux sources de validations : des résultats issus de références bibliographiques et des essais expérimentaux menés dans le cadre de cette thèse. La validité de notre simulateur a pu être prouvée pour les cas de figures envisagés.