La perturbation d’un système peut donner lieu à de la propagation d’onde. Une façon classique d’appréhender ce phénomène est de rechercher les modes propres de vibration du milieu. Mathématiquement, trouver ces modes consiste à rechercher les valeurs et fonctions propres de l’opérateur de propagation. Cependant, d’un point de vue numérique, l’opération peut s’avérer coûteuse car les matrices peuvent avoir de très grandes tailles. En outre, dans la plupart des applications, des incertitudes sont inévitablement associées à notre modèle. La question se pose alors de savoir s’il faut attribuer d’importantes ressources de calcul pour une simulation dont la précision du résultat n’est pas assurée. Nous proposons dans cette thèse une démarche qui permet à la fois de mieux comprendre l’influence des incertitudes sur la propagation et de réduire considérablement les coûts de calcul pour la propagation des infrasons dans l’atmosphère. L’idée principale est que tous les modes n’ont pas la même importance et souvent, seule une poignée d’entre eux suffit à décrire le phénomène sans perte notable de précision. Ces modes s’avèrent être ceux qui sont les plus sensibles aux perturbations atmosphériques. Plus précisément, l’analyse de sensibilité permet d’identifier les structures de l’atmosphère les plus influentes, les groupes de modes qui leur sont associés et les parties du signal infrasonore qui leur correspondent. Ces groupes de modes peuvent être spécifiquement ciblés dans un calcul de spectre au moyen de techniques de projection sur des sous-espace de Krylov, ce qui implique un gain important en coût de calcul. Cette méthode de réduction de modèle peut être appliquée dans un cadre statistique et l’estimation de l’espérance et de la variance du résultat s’effectue là aussi sans perte notable de précision et avec un coût réduit. / The perturbation of a system can give rise to wave propagation. A classical approach to understand this phenomenon is to look for natural modes of vibration of the medium. Mathematically, finding these modes requires to seek the eigenvalues and eigenfunctions of the propagation operator. However, from a numerical point of view, the operation can be costly because the matrices can be of very large size. Furthermore, in most applications, uncertainties are inevitably associated with our model. The question then arises as to whether we should allocate significant computational resources for simulation while the accuracy of the result is not guaranteed. We propose in this thesis an approach that allows both a better understanding of the influence of uncertainties on the propagation and a significant decrease of computational costs for infrasound propagation in the atmosphere. The main idea is that all modes do not have the same importance and only a few of them is often sufficient to account for the phenomenon without a significant loss of accuracy. These modes appear to be those which are most sensitive to atmospheric disturbances. Specifically, a sensitivity analysis is used to identify the most influential structures of the atmosphere, the associated groups of modes and their associated parts of the infrasound signal. These groups of modes can be specifically targeted in a spectrum calculation with the projection of the operator onto Krylov subspaces, that allows a significant decrease of the computational cost. This method of model reduction can be applied in a statistical framework as well and estimations of the expectation and the variance of the results are carried out without a significant loss of accuracy and still with a low cost.

De Lents Semencements est une thèse de création en arts visuels. Conformément au principe du doctorat SACRe (Science, Arts, Création, Recherche), la thèse se compose d’œuvres, dont certaines seront présentées en exposition lors de la soutenance, et d’un écrit qui retrace et problématise le parcours.Le mémoire présenté ici se compose de quatre carnets de dimensions différentes, d’une notice d’exposition et d’un support numérique. Numérotés de 1 à 4, les carnets peuvent être lus de manière aléatoire. Les fichiers numériques sont des vidéos auxquelles les carnets renvoient.La recherche porte sur la notion de contrôle : le contrôle, la maîtrise, l’obsession de maîtrise, que les hommes et la science entendent avoir sur les phénomènes naturels, dont la manipulation du monde.Précisément, on s’est attaché à capturer et cultiver les substances qui forment ce qui est défini dans une acception large comme l’atmosphère (ou les atmosphères), que celles-ci soient physiques (l’air qui nous entoure, les nuages) ou, par glissement pour la démarche présentée dans le dernier carnet, psychologiques : on dira par licence artistique, al/chimiques.Les œuvres qu’on découvrira dans ces carnets, et les recherches qui y ont conduit, se sont d’abord inspirées très précisément des processus scientifiques qui ont été observés dans un laboratoire de physique du CNRS , le laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (UMR 7636, ESPCI Paris). Le questionnement ou l’un des questionnements de la thèse, outre la thématique du contrôle, scientifique comme matériau d’artiste. Cette thèse fait apparaître que la démarche esthétique dévie et éventuellement détourne – voire pervertit - les finalités du laboratoire. Le protocole scientifique a alors été utilisé comme métaphore ou procès poétique, associé à une forme d’enquête épistémologique, notamment sur la réception de la science par le public (attractivité, confiance, et incompréhension – donc foi et crédulité).Les quatre carnets décrivent chronologiquement l’évolution de la recherche doctorale. Le premier prend la mesure d’un travail en laboratoire. Le deuxième rassemble une série de travaux qui concernent tous les efforts de contrôle et de représentations de l’atmosphère au sens physique – en l’occurrence il s’agit de travailler avec les nuages. Le troisième est une installation en forme de volière une performance réalisée avec des mouches, dans le cadre d’une exposition s’articulant autour de l’épigénétique. Le quatrième carnet reflète la tentation d’échapper à la rigueur de la science pour explorer les possibilités de réception confiantes du public, autour d’un protocole consistant à mesurer ou sembler mesurer, les composantes chimiques d’une atmosphère psychologique. / De Lents Semencements (« Slow Seedings ») is a thesis in visual arts creation. In accordance with the principals laid out by the SACRe doctoral programme (Science, Arts, Creation, Research), the thesis is comprised of a number of pieces, some of which will be exhibited during the viva, as well as a written component that retraces and questions the process.The thesis presented here is made up of four notebooks of varying dimensions, an explanatory notice concerning the exhibition and a digital file of work. Numbered 1 to 4, the notebooks can be read in random order. The digital files contain videos to which the notebooks refer.This research is based on the notion of control: control, mastery, the obsession with dominion, for which men and science contend over natural phenomena, including the manipulation of the world.Thus, we have tried to capture and cultivate the substances which make up that which, in its broadest sense, is called the atmosphere (or atmospheres), be they physical (the air which surrounds us, or clouds) or psychological, a shift in the meaning adopted in the approach of the final notebook. By creative licence, the latter substances are referred to as al-chemical.The pieces presented in the notebooks, and the research that led to them, were first of all inspired precisely by scientific methods observed in a physics laboratory of the CNRS, the laboratory of Physics and Mechanics of Heterogeneous Environments (UMR 7636, ESPCI Paris). This thesis reveals that the aesthetic process deviates and sometimes diverts (even perverts) the goals of the laboratory. Scientific protocol was thus used as a metaphor or a poetic process associated with a sort of epistemological survey, especially regarding the public’s reception of science (attractiveness, confidence and incomprehension; in short, faith and gullibility).The four notebooks describe the evolution of the doctoral research in chronological order. The first takes stock of work in the laboratory. The second gathers together a series of projects all relating to efforts to control and represent the atmosphere in a physical way – in this instance the work has to do with clouds. The third is an installation in the form of an aviary, a performance realised with flies, as part of an exhibition surrounding questions of epigenetics. The fourth notebook reflects the temptation to escape scientific rigour in order to explore the possibilities of a confident reception by the public, centred on a protocol that consists in measuring the chemical components of a psychological atmosphere.