Dans le cadre de ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à deux pathologies fémoro-acétabulaires dont la pathogénie semble liée aux « conditions biomécaniques » locales. La première partie de cette thèse était consacrée à l’analyse de l’influence de l’anatomie osseuse sur l’apparition de l’ostéonécrose aseptique de la tête fémorale. Nous avons réalisé des analyses analytique de l’anatomie des patients souffrant d’ONA (notre hypothèse était que nous retrouverions un profil anatomique particulier chez les patients souffrant d’ONA par rapport à la population générale.Nos résultats démontrent que les patients souffrant d’ONA présentent fréquemment une anatomie particulière. Notre modèle en éléments finis de la hanche de dix patients souffrant d’ONAi, a permis de valider notre hypothèse puisqu’il existe un recouvrement quasi-parfait, entre la zone de nécrose osseuse et celle supportant les contraintes fémoro-acétabulaires. L’hypothèse selon laquelle une pathogénie mécanique puisse être responsable du développement l’ostéonécrose aseptique de la tête fémorale est vérifiée par nos travaux.Dans la seconde partie de cette thèse nous avons décrit le rôle mécanique du LA par une évaluation multimodale combinant analyse cinématique,de contraintes fémoro-labrales et enfin analyse en éléments finis. Les résultats de ces études ont permis de constater que le LA se déforme lors du mouvement reflétant une transmission de contraintes fémoro-labrales lors du mouvement d’abduction. Ces contraintes ont pu être enregistrées à l’aide de capteurs piezo-resistifs, elles augmentent lors du mouvement d’abduction. Ces éléments ont été confirmés par notre modèle en éléments finis. / As parts of this thesis we focused on two femoro-acetabular diseases whose pathogenesis appears to be related to "biomechanical local conditions". The first part of this thesis was devoted to analyze the influence of bony anatomy on the development of aseptic osteonecrosis of the femoral head. We thus aimed to analyze ONA patients’ anatomy in a matched-controlled fashioned study. Our results demonstrate that patients with ONA often present a particular anatomy. A finite element model of ten iONA hips validated our hypothesis since we found an overlap between bone necrosis area and femoro-acetabular strains bearing area. The assumption that a mechanical pathogenesis may be responsible for ONA development has been confirmed by our results.If the relationship between bony anatomy and bone disease is quite intuitive, acetabular labrum involvement (AL) in the regulation of femoro-acetabular mechanical conditions is unclear. The mechanical role of the AL is widely controversial, though some authors attributed, AL, a key role in hip joint’s mechanics, others advocated its complete resection in case of painful traumatic tears. We tried to demonstrate AL’s mechanical role in a multimodal analysis combining kinematic, strains and finite element analysis. The AL deforms during abduction movement reflecting femoro-labral strains’ transmission. Those strains have been recorded using piezo-resistive sensors, they increase during adduction to abduction movement. These elements were confirmed by our finite element model: labral resection changed the Femoro-acetabular strains to the detriment of cartilage surfaces.

Lors de la dernière décennie, l’hydrure de magnésium est apparu comme le candidat le plus intéressant pour le stockage solide de l’hydrogène à grande échelle. La présente étude s’est intéressée au gonflement irréversible de composites à base d’hydrure de magnésium durant les cycles d’hydruration/déshydruration ainsi qu’à l’évolution de leurs propriétés mécaniques.Les expériences de dilatométrie in-situ et les caractérisations microstructurales (MEB,granulométrie), menées sur des échantillons de MgH₂co-broyés avec des additifs devanadium ou Ti-V-Cr ont montré que la coalescence des particules nanométriques favorise la formation de larges agglomérats qui induisent une augmentation de la porosité et qui expliquent le gonflement irréversible des composites.Les tests de nano-indentation ont montré une augmentation du module de Young de plus de 30 % après 10 cycles d’hydruration/déshydruration. Les mesures de la dureté Vickers sur des pastilles de MgH2 sans additif ont permis d’estimer sa dureté en fonction de la densité relative. Ainsi la dureté d’une pastille qui aurait une densité proche de la densitéthéorique (95 %) a été extrapolée à 0.58 GPa. / The last decade the magnesium hydride stood out as the most attractive candidatefor solid storage of hydrogen at large scale. The main subject of this study is thephenomenon of irreversible swelling of the composites based on magnesium hydride, duringthe hydriding/dehydriding cycles as well as the evolution of their mechanical properties.In-situ dilatometry measurements and the microstructural characterizations (SEM,granulometry) were performed on magnesium hydride samples co-milled with vanadium orTi-V-Cr additive. The results reveal that the coalescence of nanometric particles tends tocreate large agglomerates, which induce an increase in porosity, and explain the progressiveswelling of composites.The nanoindentation tests performed on compacted pellets show an enhancement ofabout 30 % of the Young modulus after 10 cycles. From the Vickers hardness measured oncompacted powders, the hardness of a highly densified magnesium hydride wasextrapolated to 0.58 GPa, which shows that the magnesium hydride is harder thanmagnesium.

Dans le cadre du projet collaboratif FUI "HyPlate", cette étude apporte une contribution originale dans la compréhension des mécanismes impliqués lors de l'assemblage d'une pile à combustible de type PEMFC, à l'aide de la mesure ou de la prédiction des déformations et des contraintes mécaniques dans le cœur de pile ou MEA. Basée sur une analyse multi-échelle, une approche duale expérimentale et prédictive a été menée, comprenant le développement non seulement de nouvelles méthodes de mesures expérimentales mais également un modèle numérique 3D, basé sur la méthode des éléments finis. Le couplage des différents résultats expérimentaux et simulés a permis de déterminer, dans un premier temps, le niveau de contraintes (ou de déformations) dans les différents composants du stack en fonction des conditions d'assemblage, et d'analyser, dans un second temps, l'influence de différents paramètres, tels que les propriétés des matériaux des plaques bipolaires, le nombre de cellules et leur position. Il a notamment été montré que la distribution des déformations dans le cœur de pile diminuait avec le nombre de cellules et au centre du stack. Des modifications sur le système de serrage de la pile ont alors été proposées afin d'améliorer l'homogénéité de l'état mécanique global. Des mesures de force in-situ ont alors permis de valider certaines propositions et d'analyser l'influence de deux modes de serrage, en contrainte ou déformation imposée, sur la performance électrochimique de la pile. / Within the context of the FUI project "HyPlate", this thesis bring an original contribution in the understanding of the mechanisms implied during the assembly of a Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), through the measurements and the predictions of the mechanical stresses and strains in the fuel cell core, also known as the MEA. Based on a multi-scale analysis, a double approach experimental and predictive was followed, including not only the development of new experimental measurement methods but also a 3D numerical model, based on the finite element method. The results gathered from these two studies allowed us to determine, in a first step, the stress (or strain) level within the different stack components according to the assembly conditions, and to analyze, in a second step, the influence of different parameters such as the bipolar plate mechanical properties, the number of cells and their position. It was notably shown that the MEA strain distribution decreased with the number of cells and at the center of the stack. Some modifications of the clamping system were proposed in order to enhance the global mechanical state homogeneity. In situ measurements of the clamping force allowed us to validate some propositions made and to analyze the influence of two clamping modes, implying a constant stress or strain, on the electrochemical performance of the fuel cell.

La présente étude traite de l’éco-conception d’une pièce structurale, de type poutre tubulaire, en stratifié bio-composite à base de fibres de lin. A cette pièce à concevoir est associé un cas de charge mécanique combinant flexion et torsion et une tenue face aux produits détergents-décontaminant utilisés en environnement médical. Cette étude a pour objectif de montrer la faisabilité d’employer comme architecture de renfort, une mèche de lin pour la réalisation de la pièce. Ce renfort a la particularité d’être constitué de fibres alignées dont la cohésion est assurée par la présence d’un liant par opposition aux fils constituées de fibres retordues. Tout d’abord, pour établir un cahier des charges de fabrication à partir de ceux déjà en vigueur, le comportement mécanique du bio-composite à l’échelle du pli, puis à celui du stratifié et enfin à l’échelle de la poutre stratifié a été modélisé et des critères de conception et de dimensionnement portant sur la rigidité en flexion et en torsion ont été développés de façon analytique. Associée à cette approche et au choix du renfort, le procédé d’enroulement filamentaire a été retenu pour la mise en oeuvre de la pièce. Afin de montrer la compatibilité de la mèche en entrée et le procédé sélectionné, une étude du comportement en traction de la mèche visant à étudier l’effet des paramètres du procédé sur les propriétés mécaniques de la mèche a été réalisée. Cette deuxième phase a été poursuivie par la réalisation de prototypes, suivant le cahier des charges de fabrication établit, qui ont ensuite été analysés en termes de qualité et de performances mécaniques. La corrélation entre ces résultats et ceux obtenus par l’étape de dimensionnement a permis de valider l’approche. Enfin, dans le but d’intégrer l’interaction avec l’environnement opératoire dans le dimensionnement de la pièce, une étude de la durabilité a été réalisée. Celle-ci permet d’établir des stratégies de dimensionnement pour répondre à l’application. / This study aims at eco-designing a structural part, of a hollow beam type, using a laminated flax fibre based bio-composite. The part needs to satisfy a given bending and torsion load case and show compatibility with the cleaning products used in the medical environment. The objective of the study is to investigate the potential of using a flax tow as the reinforcement input for the manufacturing of the beam. The particularity of the reinforcement is that it consists of an assembly of aligned flax fibres held together by a binder as opposed to spun yarns. First, in order to establish the required manufacturing specifications, the mechanical behaviour of the bio-composite at the ply scale, at the laminated and finally at the laminated beam scale was modelled. From this modelling, design and dimensioning criteria based on bending and torsional stiffness were developed analytically. Combining this approach with the choice of the reinforcement, the wet-filament winding process was chosen to manufacture the part. Thus, the tensile behaviour of the flax tow was studied in relation to the process parameters to demonstrate their compatibility. This second phase was followed by the manufacturing of prototypes according the established specifications which were then analysed in terms of quality and mechanical performance. The correlation between experimental results and the model predictions was used to validate the dimensioning approach. Finally and in order to incorporate the interaction of the part with the environment, a durability study was conducted. The latter allows to put forward different dimensioning strategies to meet the required specification.

L’estimation des déformations différées, en particulier dans le cas des Béton à Hautes Performances (BHP) destinés aux ouvrages d’art, est primordiale pour prédire les flèches, les redistributions des contraintes dans les structures hyperstatiques et les pertes de précontrainte dans des éléments en béton précontraint. L’expérience montre néanmoins une dispersion certaine des valeurs de déformations instantanées et différées mesurées et des écarts non négligeables avec les valeurs calculées selon les règlements de dimensionnement.L’objectif de ce travail de thèse est de s’intéresser à un paramètre non pris en compte dans les règlements qui pourrait être à l’origine des imprécisions de leurs prédictions : le gravillon. Le programme expérimental s’articulera autour d’une étude comparative des comportements mécaniques instantanés et différés sans charge, retrait, et sous charge, fluage, de six BHP de même formulation de base (rapport E/L, volume de pâte), se différenciant principalement par le type de gravillon. A partir de cette base de données complétée par des analyses mécaniques et physico-chimiques sur les granulats, des paramètres influents liés au type de gravillon incorporé ont été détectés. Des comparaisons avec les estimations des modèles actuels tels que l'Eurocode 2 ont également été réalisées et ont montré des différences notables avec les valeurs expérimentales.Des analyses microstructurales ont été menées afin d'identifier l'état de la microstructure et du réseau poreux des matériaux, plus particulièrement à l'interface pâte-granulat (Interfacial Transition Zone ITZ). L'étude de l’ensemble des résultats a permis d’établir des corrélations entre le comportement mécanique et les analyses microstructurales. Une synthèse des données récoltées durant ce travail de recherche montre que le gravillon a une influence non négligeable sur les comportements mécaniques instantané et différé à travers différents paramètres de degré d'influence variable / The prediction of the time-dependent deformations, particularly in the case of high performance concrete (HPC) envisioned for bridges is essential for predicting the deflections, the stress distribution in statically indeterminate structures and the loss of pre-stressing force in elements of pre-stressed concrete. However, the experience shows a certain dispersion of values of instantaneous and delayed deformations measured and some significant differences with the values calculated using the building codes.The objective of the present thesis work focuses on the coarse aggregate parameter which is not taken into account in building codes, which could causes the inaccuracies of their predictions. The experimental program includes a comparative study of the mechanical behaviours (instantaneous and delayed), shrinkage, creep, of six HPC with the same basic formulation (water cement ratio, volume of paste), differing principally in the type of coarse aggregate. From this database and thanks to the mechanical and physicochemical analyses of the aggregates, some influent parameters related to the type of the coarse aggregate were detected. The comparisons with estimations of standard models such as Eurocode 2 were also performed and showed significant differences with the experimental values.Micro-structural analyses were carried out in order to identify the state of the microstructure and the porosity of materials, more particularly at the interface between the cement paste and the coarse aggregate (Interfacial Transition Zones ITZ). The study of the results made it possible to establish correlations between the mechanical behaviour and the micro-structural analyses. A synthesis of the data collected during this research work shows that the coarse aggregate has a considerable influence on the mechanical behaviours (instantaneous and delayed) through various parameters from variable degree of influence

L'objectif du projet COMPTINN (COMPosites Tièdes INNovants) est d'obtenir des matériaux composites pouvant être utilisés sur de longues durées, à des températures comprises entre 150°C et 400°C, pour des applications structurales de l'aéronautique civile. Les travaux de thèse s'inscrivent dans un objectif de développement de matériaux thermostructuraux mis au point par un procédé industrialisable pour la production de pièces en série, respectueux de l'environnement et économiquement viable. Les procédés d'élaboration choisis sont ceux utilisés pour la mise en œuvre des CMO (Composites à Matrice Organique) thermodurcissables en moule fermé et par voie liquide. Les procédés les plus conventionnels ont été sélectionnés : l'injection par transfert de résine (RTM : Resin Transfer Molding) et l'infusion de résine sous vide (LRI : Liquid Resin Infusion). Les constituants des composites sont d'une part une matrice vitrocéramique, issue d'une résine dérivée d'un système géopolymérique, et d'autre part des renforts 2D et 3D en fibres de carbone. La viscosité d'une résine est la propriété principale qui conditionne sa mise en œuvre par les procédés d'élaboration par la voie liquide. La résine utilisée étant une suspension dont la viscosité est relativement élevée, la faisabilité de l'élaboration de composites par RTM ou LRI est a priori délicate. Une attention particulière a donc été portée à la rhéologie de la résine. Les résultats de cette étude ont permis d'optimiser d'importants paramètres procédés. L'étude s'est ensuite dirigée vers l'élaboration et la caractérisation des composites. L'impact du procédé de mise en œuvre sur la microstructure et sur les propriétés thermomécaniques des composites a été évalué. L'influence d'autres paramètres procédés, tels que le taux de dilution de la résine, la direction d'imprégnation du renfort et le différentiel de pression, a été étudiée. / This research work is part of the collaborative project COMPTINN (Innovative composite materials for intermediate temperature applications). This project aims at enabling the manufacturing of competitive structural composites able to bear up continuous thermal exposure, such as in aircraft parts located close to engines. A new class of glass-ceramic matrices for structural composites was developed to reach this goal. These new matrices come from an inorganic thermosetting polymer derived from a geopolymeric system. Prepreg process is currently used to manufacture composites but these composites would be more competitive if they are produced by an easy and cost effective process technology. Liquid molding (LRI or RTM) seems to be a convenient solution. Two kinds of reinforcements were considered: a layup of several two-dimensional woven fabric plies and a three-dimensional preform.The rheological behaviour of the considered inorganic polymer was firstly investigated. The best conditions were identified to obtain the lowest viscosity of the resin in order to help the production of structural composite parts by liquid molding.Then, the research work investigates how changes in the manufacturing process impact the mechanical properties of the composites. A microstructural characterization helps to link the mechanical behavior to the processing route. The effects of varying several processing parameters have been studied such as the dilution rate of the resin, the impregnation direction or the pressure differential.

Cette thèse, réalisée en partenariat avec deux industriels, a pour objectif de mettre au point une voie de valorisation matière des résines phénoplastes (bakélite) issues de gisement de déchets plastiques. En effet, ce type de résine (thermodurcissable) n’est pour l’instant pas valorisé en fin de vie et finit en enfouissement. Pour répondre aux attentes législatives (directive DEEE, mais aussi VHU dans l’automobile), qui imposent un quota de recyclage (réutilisation et valorisation matière) et de valorisation énergétique minimum pour les déchets en fin de vie, il parait important de développer des procédés de régénération de ces plastiques ainsi que de trouver des domaines d’application pour leur utilisation en tant que matière première secondaire.Enedis, dans le cadre du déploiement de ces nouveaux compteurs électriques, collecte les anciens compteurs et équipements installés et cherche une solution de recyclage adaptée. Une partie de ce gisement important de déchets est constituée de plastiques de tous types en mélange, et en particulier de bakélite. Le travail de cette thèse s’est concentré sur le traitement et la régénération de ce gisement.Dans un premier temps, un schéma de démantèlement et de tri de ce gisement varié a été mis en place. Il est basé sur une étude des matières présentes dans le gisement, en particulier plastiques. La présence d’additifs est également évaluée, en particulier celle de substances contrôlées comme les retardateurs de flamme halogénés, le cadmium, etc. L’objectif était d’optimiser le procédé de séparation des matières en vue d’obtenir des gisements de matières régénérées de pureté suffisante pour le réemploi, tout en limitant la présence d’additifs contrôlés pour respecter les concentrations maximales légales.Pour valoriser les résines phénoplastes issues de ce gisement, la voie envisagée consiste à réutiliser cette matière sous forme de charges incorporées au sein de matrices thermoplastiques (éventuellement régénérées). Pour ce faire, une étude de la transformation de la bakélite par broyage pour obtenir un produit de granulométrie très fine (micronisation) a été réalisée. La distribution granulométrique, la morphologie et son état physico-chimique de surface ont été évaluées en fonction des paramètres du procédé. Après incorporation à différents taux de charge dans des matrices thermoplastiques, les propriétés mécaniques en quasi-statique et dynamique des composites ont été évaluées. La fonctionnalisation des charges/matrices et l’incorporation d’agents compatibilisants ont permis d’améliorer la cohésion des interfaces. Une modélisation par homogénéisation a été réalisée pour rendre compte de l’influence des différentes variables sur la tenue mécanique des composites.Le comportement au feu des composites formulés a également été étudié. Du fait de la stabilité thermique élevée de la bakélite et du taux de char important formé lors de sa combustion, il est envisagé d’utiliser les charges phénoplastes comme donneur de carbone dans la formulation d’un système retardateur de flamme intumescent. Des additifs appropriés, comme une source d’acide et un agent gonflant, seront évalués pour la formulation du système. / The main goal of this PhD project, born from a partnership between EMA, APR2 and Enedis, was to develop a material recycling solution for phenolic molding compound (PMC, or Bakelite). Indeed, these types of thermoset material are hardly valorized and end up in landfill, mostly because of the lack of technically and economically viable solutions for recycling.Phenolic molding compound material are present in large amount in End of Life (EOL) electrical meter waste stream. Therefore, Enedis committed to find a valorisation scheme for these materials. This PhD work is aimed to develop a recycling process for PMC issued from this waste stream.Firstly, a dismantlement and sorting scheme was designed. It is based on the study of the waste stream material composition – in particular the plastic stream. The presence of regulated substances (such as halogenated flame retardant, etc.) in plastic formulations was assessed. The objective was to optimize the separation process to recover materials with a high degree of purity.The proposed recycling solution consists in using the PMC as a functional filler in a thermoplastic matrix. To do so, a comminution scheme was developed to reduce the size of the PMC part. The particle size distribution, morphology and surface chemistry of the obtained products were characterized. Quasi-static and dynamic mechanical properties of composite materials incorporating micronized PMC were determined. Various coupling schemes were studied in order to increase the adhesion between filler and matrix. The mechanical behaviour of the composite materials was also modelized using finite element methods.The fire behaviour of the composite material incorporating PMC filler was also studied. Because of the high thermal stability and high char yield of phenolic molding compound, its potential use as a carbon donor in intumescent flame retardant formulations was finally assessed.

Des barres en acier à section ouverte sont, dans la majorité des cas, soumises à une combinaison d’effort normal et de flexion bi-axiale. Cependant, en raison de leur utilisation elles peuvent également être soumises à un moment de torsion. Même si les barres à section ouverte peuvent être soumises à des charges de torsion en pratique, l’Eurocode 3, ne définit pas comment la résistance de la barre peut être déterminée dans ces conditions. Ce pourquoi, l’objectif principal de cette thèse est de remplir cette lacune. Pour atteindre cet objectif, le comportement des barres métalliques soumises à une combinaison complexe de charges est étudié par voie théorique, expérimentale et numérique. Tout d’abord, la résistance plastique des barres est étudiée. En cas de torsion, il a été montré que les barres à section ouverte possèdent une réserve plastique importante qui ne peut pas être mise en évidence à l’aide d’une simple analyse élastique. Afin de tenir compte de l’effet bénéfique de la réserve plastique en torsion, une méthode d’analyse simplifiée est développée et validée par des analyses numériques. Ensuite, l’interaction plastique entre les efforts internes est étudiée. Des essais en laboratoire ont été réalisés afin de caractériser l’interaction entre l’effort tranchant et le moment de flexion. L’étude est ensuite étendue à l’aide de simulations numériques sur des cas d’interaction plus complexes incluant notamment des moments de torsion. Les essais accompagnés par l’étude numérique ont permis de mettre au point un modèle de résistance basé sur la méthode « Partial Internal Force Method » développée dans le passé. La dernière partie de la thèse concerne la résistance des barres à l’instabilité. Un modèle de résistance incluant l’effet de l’instabilité élasto-plastique est développé pour les barres métalliques en présence de torsion. Cette méthode est basée sur une extension des formules d’interaction proposées dans l’Eurocode. Afin de franchir certaines limitations liées à cette méthode, un deuxième modèle de résistance est développé pour les barres en I dans le format du « Overall Interaction Concept » / Structural steel members with open cross-section are, in the majority of cases, subject to a combination of axial forces and mono- or bi-axial bending. Nonetheless, owing to specific use they may be subject to torsion as well. Even if torsional loads are of practical interest for steel members of open section, the European standard for the design of steel structures, Eurocode 3, does not contain a generally accepted design method addressing the resistance of these members. Consequently, the main objective of this thesis is to close the lack in the current standard. So as to attain this objective the behaviour of members of open section subject to a complex load combination has been studied theoretically, experimentally and numerically. First, the plastic resistance of steel members has been analysed. It has been shown that members subject to torsion may possess a high plastic system reserve that cannot be predicted by simple elastic analysis. So as to account for the beneficial effect of the plastic reserve, a simplified analysis method has been developed and validated with numerical simulations. After this, the plastic interaction between all internal forces and moments has been studied. Several laboratory tests have been performed to characterise the interaction between bending moments and the shear force. The study is then extended to more complex interaction cases including torsion by means of numerical simulations. The laboratory test and the numerical simulations allowed the development of a precise resistance model based on the “Partial Internal Force Method” developed in the past. The last part of this thesis was dedicated to the member resistance including instability. A resistance model has been developed based on the Eurocode 3 interaction equations. So as to overcome some of the limitations linked to this method, a second design approach is developed based on the “Overall Interaction Concept”

Ce travail de thèse est consacré à l'étude des milieux granulaires humides. On étudie principalement le cas de faibles teneurs en eau. L'influence du phénomène de capillarité sur la rétention d'eau et sur le comportement mécanique du milieu est analysée. A chaque état d'équilibre, la distribution d'eau dans le milieu granulaire est obtenue en appliquant une succion homogène dans un volume élémentaire représentatif. La méthode multi-échelles utilisée se nourrit d'expérimentations/modélisation à l'échelle des interactions entre les grains, et produit des simulations en éléments discrets du comportement macroscopique qui sont comparées aux résultats d'expérimentation. A l'échelle des interactions capillaires, une étude expérimentale du pont liquide pilotée en succion permet la validation d'un modèle basé sur l'approximation toroïdale du profil du pont liquide. A l'échelle macroscopique, les courbes de rétention d'eau simulées sont proches des courbes de rétention d'eau expérimentales réalisées sur des milieux modèles composés de billes de verre. Enfin, le comportement mécanique macroscopique est simulé. On note une fragilisation du matériau en fonction de la succion dans le domaines des faibles teneurs en eau qui s'explique par une diminution de la densité des ponts liquides. La prise en compte d'une rugosité des grains permet une meilleure description de la transition entre un état humide et un état sec. L'analyse des contraintes montre la pertinence du tenseur des contraintes associé aux interactions attractives dans l'étude de l'évolution de la contrainte à la rupture (compression simple) et de la compressibilité (compression oedométrique) en fonction de la succion. / This work deals with study of humid granular media. Weak water percent media are mainly studied. The influence of capillarity on water retention and mechanical behaviour is analyzed. At each state of equilibrium, water distribution is obtained by applying a homogeneous suction in the entire elementary representative volume. The multi-scale approach used, is based on experimental/modelling at the local scale (interaction between grains) and produce discrete elements simulation of the macroscopic behaviour which are compared to experimental results. At the scale of the interactions, an experimental study of the liquid bridge piloted by suction validates a model based on the toroidal approximation of the liquid bridge shape. At the macroscopic scale, simulated water retention curves are near of experimental water retention curves made on a model sample composed of glass beads. Then, the mechanical behaviour is simulated. We notice a loss of cohesi on in function of suction because of a reduction of the liquid bridge density. The introduction of a roughness allows a best representation of the transition between the non saturation state and the dry state. The analysis of the stress reveal the pertinence of the stress tensor associated with attractives interactions in the evolution of rupture stress (simple compression) and compressibility (oedometric compression) in function of suction.

A la composition Mg-31 at.% Al, le système Magnésium-Aluminium présente un eutectique dont la microstructure est formée d'une matrice de phase métallique complexe gamma-Mg17Al12 et de fibres de Magnésium. Au cours de la thèse, une série d'alliages Mg-Al eutectiques et hypo-eutectiques a été élaborée par solidification afin d'obtenir des composites in situ à différentes fractions volumiques de phase complexe. Ces alliages constituent un type nouveau de composites à phases métalliques complexes. L'étude du comportement mécanique à l'ambiante révèle la possibilité d'une plasticité de ces composites même pour des fractions volumiques élevées de phase gamma-Mg17Al12, phase très dure mais fragile à l'état massif. A chaud (250°C-350°C), pour tous les composites, le comportement en compression est caractérisé par un pic de contrainte suivi d'un adoucissement prononcé. L'étude microstructurale suggère que, à l'ambiante, la déformation plastique est possible grâce à la microstructure à fine échelle de la phase métallique complexe gamma-Mg17Al12. A chaud, le comportement peut s'interpréter par des mécanismes de recristallisation dynamique et de glissements aux joints de grains. / For a 31 at.% Al content, the Mg-Al system shows a eutectic mixture formed by Mg fibers embedded in a matrix of a complex metallic phase, the gamma-Mg17Al12 phase. During the thesis, eutectic and hypoeutectic Mg-Al alloys have been prepared by solidification to obtain in situ composites with various volume fractions of complex phases. These alloys appear as a new kind of composites containing complex metallic phases. The mechanical behaviour at room temperature shows that plasticity is possible even for high volume fraction of the gamma-Mg17Al12 phase, a phase which is very hard but brittle at room temperature. At high temperature (250°C-350°C), for all composites, compression tests exhibit a stress peak followed by a pronounced softening. Microstructural studies suggest that the room temperature plasticity is related to the fine scale microstructure of the complex metallic phase gamma-Mg17Al12. At high temperature, the mechanical behavior results preferentially from dynamic recrystallisation and grain boundary sliding.