Les enfants sont des usagers de la route au même titre que les adultes. D’après l’Observatoire National Interministériel de la Sécurité Routière (ONISR), il y a eu en 2010 sur les routes françaises 67288 accidents corporels dont 3992 tués à 30 jours. Parmi les tués, on compte 130 enfants de moins de 14 ans dont 30 enfants piétons. La protection des enfants est donc un enjeu majeur. Afin d’améliorer la protection des enfants, il est nécessaire de comprendre les mécanismes lésionnels mis en jeu lors d’un accident piéton. Pour atteindre cet objectif, différents modèles, physiques ou numériques ont été développés ces dernières années. Cette étude a fait le choix de se focaliser sur l’utilisation du numérique pour approfondir la connaissance concernant le comportement de l’enfant victime d’un accident piéton car elle offre la possibilité de ne pas être contrainte d’un point de vue éthique et législatif mais également de multiplier les conditions d’essais possibles. L’objectif de cette Thèse est de traiter la problématique de l’enfant piéton et de sa protection en particulier en évaluant l’influence du design d’un véhicule sur les blessures à la tête d’une enfant piéton impacté. Dans un premier temps, un critère de blessure à la tête spécifique à l’enfant a été développé par reconstruction d’accident réels et permet de prédire la gravité des lésions (AIS). Dans un second temps, un outil numérique capable réaliser une étude paramétrique simulant des accidents piétons a été développé. L’influence du design d’un véhicule sur le bilan lésionnel à la tête d’un enfant piéton a ainsi été étudiée. / Children are road users in the same way as adults. According to the National Interministerial Observatory of Road Safety (ONISR), there were in 2010 on the French roads 67288 accidents of which 3992 killed in 30 days. Among those killed, there are 130 children under 14, including 30 children pedestrians. The protection of children is therefore a burning issue.In order to improve the protection of children, it is necessary to understand the mechanisms of injury involved in a pedestrian accident. To achieve this goal, different models, physical or numerical have been developed in recent years. This study has chosen to focus on the use of numerical models to deepen knowledge about the behavior of the child victim of a pedestrian accident because it offers the possibility of not being constrained from an ethical point of view and but also to multiply the conditions of possible tests.The objective of this Thesis is to treat the problem of the pedestrian child and its protection in particular by evaluating the influence of the design of a vehicle on the injuries to the head of an impacted pedestrian child. As a first step, a child-specific head injury criterion was developed by reconstructing actual accidents and predicting the severity of injury (AIS). In a second step, a numerical tool able to realize a parametric study simulating pedestrian accidents was developed. The influence of the design of a vehicle on the lesions at the head of a pedestrian child has been studied.

Les tubes métalliques de précision sont largement utilisés pour des applications biomédicales. De tels tubes sont fabriqués par étirage à froid car ce procédé garanti le meilleur aspect de surface, le plus grand contrôle des dimensions du tube et le contrôle des propriétés mécaniques. L'objet de cette étude est de modéliser le procédé d'étirage de tube sur mandrin afin d'en améliorer la compréhension et de construire un outil permettant l'optimisation du procédé et de prédire la rupture des tubes en étirage. La construction du modèle élément finis s'appuie sur la réalisation d'essais expérimentaux afin de caractériser les propriétés mécaniques des matériaux et le frottement entre le tube et les outils d'étirage (mandrin, filière). Le comportement mécanique des alliages est caractérisé par des essais de traction sur tube, des essais de traction sur des éprouvettes découpées dans différentes orientations dans un tube déplié et des essais de gonflement de tube. Pour ces derniers, une machine et un outillage de gonflement de tubes ont été développés spécifiquement. Par le biais de ces essais différents aspects ont été étudiés : la viscoplasticité, l'anisotropie plastique, l'hétérogénéité des propriétés dans l'épaisseur du tube, la thermomécanique. Les coefficients de frottements ont été identifiés par analyse inverse sur des essais d'étirage instrumentés par des cellules d'effort. Des essais d'étirage ont été spécifiquement conçus en modifiant la géométrie du mandrin afin de conduire à la rupture des tubes lors de l'étirage. L'objectif de tels essais étant d'identifier la limite de formabilité des tubes. L'approche choisie pour prédire de la rupture a été d'utiliser des critères de ruptures qui pouvaient être calibrés sur des essais de traction uniquement. Les critères ont été calculés au cours de la simulation numérique de l'étirage sur mandrin et ils ont été évalués par rapport à leur capacité à prédire les réductions de section et d'épaisseur maximales. Enfin, des méthodes analytiques de calcul d'effort d'étirage ont été développées et comparées à la modélisation éléments finis. / Precision metallic tubes are widely used for biomedical applications. The requirements of such tubes in term of surface quality, precise dimensions and mechanical properties can be achieved by cold tube drawing only. The purpose of this study is to model the mandrel tube drawing in order improve the process understanding and to build a tool both for process optimisation and for failure prediction during drawing. Building the finite element modelling requires to perform a series of experimental tests in order to characterise the material mechanical behaviour and the friction between the tube and the forming tools (mandrel, die). The materials mechanical behaviour is characterized by means of tube tensile tests, tensile tests of oriented samples cut in different directions from flattened tubes and tube bulge test. For the latter, a tube bulge test device was specifically designed. Different aspects were covered by these tests: viscoplasticity, plastic anisotropy, materials properties heterogeneity in the tube thickness, thermomechanics. Friction coefficients were identified by inverse analysis on instrumented tube drawing tests. A specific drawing test was designed in order to identify the tube fracture during drawing by modifying the mandrel geometry. The goal of such test was to identify the tube formability limit. Among the different techniques available to predict tube failure, the approach of failure criterion was chosen. Different failure criteria that could be calibrated on tensile test were selected. Failure criteria were computed during the simulation of the mandrel tube drawing and they were evaluated in term of predictability of the maximum section and thickness reductions before fracture. Finally, analytical methods that enable to compute the drawing force were developed and compared with the finite element modelling.

Que ce soit dans le domaine de la recherche ou en clinique, l’évaluation des amplitudes de mouvement est une étape très importante qui nécessite l’utilisation de systèmes de mesure de bonnes qualités métrologiques. En clinique, le goniomètre universel reste l’instrument le plus utilisé pour évaluer l’amplitude articulaire de mouvement (AAM) de l’épaule malgré le fait qu’il ne dispose pas d’une bonne validité de critère et sa fidélité (intra et inter-évaluateurs) est modérée voire faible comme le montre certaines études. L’autre instrument très utilisé en clinique est l’inclinomètre qui donne de meilleurs résultats de fidélités intra et inter-évaluateurs que le goniomètre, mais n’est pas adapté pour évaluer certains mouvements de l’épaule. L’utilisation de méthodes empiriques comme l’estimation visuelle d’AAM ne repose sur aucune base scientifique pour donner des mesures d’angle fiables et précises. Les méthodes de mesure les plus précises ne se retrouvent malheureusement que dans les laboratoires de recherche. Il faut dire que le contexte clinique n’est pas adapté pour recevoir de tels dispositifs très onéreux, complexes d’utilisation et nécessitant beaucoup de temps de manipulation. Les recherches sur l’amélioration des systèmes de mesure déjà existants ou sur la création de nouvelles méthodes de mesure d’AAM sont plus que jamais d’actualité. Ce mémoire entre dans ce contexte de mise en œuvre de nouveaux systèmes de mesure de hautes précisions, simples d’utilisation et d’une grande accessibilité. La nouvelle méthode que nous avons présentée se base sur des photographies numériques de patrons de points. L’objectif premier de l’étude était de déterminer la validité de critère de la méthode photo par rapport à une mesure étalon. Les résultats ont démontré que cette nouvelle méthode photo possède une bonne validité de critère, comparable à celle obtenue avec une centrale inertielle et bien mieux que celle d’une application inclinomètre. À la lumière de ces résultats, la méthode photo pourrait très bien être un substitut aux centrales inertielles dans la mesure d’AAM, car ces dernières restent onéreuses et complexes d’utilisation. L’objectif de la deuxième phase de l’étude était de déterminer la fidélité de la mesure de la méthode de photographie numérique de patrons de points et de l’inclinomètre numérique en conditions cliniques auprès de patients atteints de tendinopathie de la coiffe des rotateurs. Suite à l’analyse des résultats, il apparaît que la méthode photo possède une bonne fidélité qui lui permet de bien évaluer les amplitudes de mouvement au niveau de l’épaule. L’inclinomètre quant à lui semble donner de bons résultats de fidélité que pour certains mouvements de l’épaule (abduction et flexion). Bien que la nouvelle méthode basée sur la photographie de patrons de points ait démontré une bonne validité de critère et une bonne fidélité, son devenir et sa place dans le domaine de l’évaluation de l’AAM repose sur l’accueil qui lui sera réservé par les cliniciens et les chercheurs.

L’imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion est une modalité unique sensible aux mouvements microscopiques des molécules d’eau dans les tissus biologiques. Il est possible d’utiliser les caractéristiques de ce mouvement pour inférer la structure macroscopique des faisceaux de la matière blanche du cerveau. La technique, appelée tractographie, est devenue l’outil de choix pour étudier cette structure de façon non invasive. Par exemple, la tractographie est utilisée en planification neurochirurgicale et pour le suivi du développement de maladies neurodégénératives.Dans cette thèse, nous exposons certains des biais introduits lors de reconstructions par tractographie, et des méthodes sont proposées pour les réduire. D’abord, nous utilisons des connaissances anatomiques a priori pour orienter la reconstruction. Ainsi, nous montrons que l’information anatomique sur la nature des tissus permet d'estimer des faisceaux anatomiquement plausibles et de réduire les biais dans l’estimation de structures complexes de la matière blanche. Ensuite, nous utilisons des connnaissances microstructurelles a priori dans la reconstruction, afin de permettre à la tractographie de suivre le mouvement des molécules d’eau non seulement le long des faisceaux, mais aussi dans des milieux microstructurels spécifiques. La tractographie peut ainsi distinguer différents faisceaux, réduire les erreurs de reconstruction et permettre l’étude de la microstructure le long de la matière blanche. Somme toute, nous montrons que l’utilisation de connaissances anatomiques et microstructurelles a priori, en tractographie, augmente l’exactitude des reconstructions de la matière blanche du cerveau. / Diffusion-weighted magnetic resonance imaging is a unique imaging modality sensitive to the microscopic movement of water molecules in biological tissues. By characterizing the movement of water molecules, it is possible to infer the macroscopic neuronal pathways of the brain. The technique, so-called tractography, had become the tool of choice to study non-invasively the human brain's white matter in vivo. For instance, it has been used in neurosurgical intervention planning and in neurodegenerative diseases monitoring. In this thesis, we report biases from current tractography reconstruction and suggest methods to reduce them. We first use anatomical priors, derived from a high resolution T1-weighted image, to guide tractography. We show that knowledge of the nature of biological tissue helps tractography to reconstruct anatomically valid neuronal pathways, and reduces biases in the estimation of complex white matter regions. We then use microstructural priors, derived from the state-of-the-art diffusionweighted magnetic resonance imaging protocol, in the tractography reconstruction process. This allows tractography to follow the movement of water molecules not only along neuronal pathways, but also in a microstructurally specific environment. Thus, the tractography distinguishes more accurately neuronal pathways and reduces reconstruction errors. Moreover, it provides the mean to study white matter microstructure characteristics along neuronal pathways. Altogether, we show that anatomical and microstructural priors used during the tractography process improve brain’s white matter reconstruction.

Les conditions de fonctionnement rencontrées dans la problématique de nouvelles générations d'alternateurs automobiles avec des chargements variables et un environnement mécanique complexe déformable ont un effet non négligeable sur le comportement mécanique du roulement et par conséquent sur sa durée de vie. Il est proposé dans ce travail une approche permettant de prendre en compte ces paramètres dans l'estimation de la durée de vie des roulements. La répartition des efforts obtenue des considérations statiques sont utilisés dans un modèle dynamique simplifié permettant de déterminer de l'état de contrainte au cours du temps dû au passage de billes sur la piste de roulement. L'approche multi-échelle de Dang Van couplée à une loi de cumul d'endommagement a permis de déterminer le nombre de cycles avant l'apparition des premiers signes de fatigue. La dernière phase du travail concerne l'aspect expérimental qui a montré que le phénomène de fatigue n'est pas la seule cause de dégradation des roulements montés dans les alternateurs automobiles. / The operating conditions encountered in the new generations of automotive alternators with variable loads and a deformable complex mechanical environment have a significant effect on the mechanical behavior of the bearing and hence its fatigue lifetime. An approach that takes into account these parameters in the ball bearing fatigue lifetime has been proposed in this work. The load distribution obtained from static considerations are used in a simplified dynamic model in order to determine the time-dependent stress state due to ball rolling on the raceway. The Dang Van multiscale approach coupled with a damage law was applied to determine the number of cycles before the apparition of the first signs of fatigue. The last phase of work involves the experimental aspect that shows that the fatigue phenomenon is not the only cause of degradation of bearings mounted in automotive alternators.

La température est un paramètre crucial dans le fonctionnement du monde vivant, notamment de la machinerie moléculaire (les protéines) dont la stabilité et l’activité en dépendent sensiblement. Celles-ci sont souvent considérées comme étant équivalentes : si une protéine fonctionne, c’est qu’elle est stable, et vice-versa. Cependant, les protéines des organismes thermophiles, qui prolifèrent dans de températures élevées, sont stables à température ambiante, mais y présentent une faible activité. Cette dernière est optimale à la température de croissance de l’organisme hôte. Lorsqu’on parle de stabilité et d’activité protéique, la rigidité mécanique est souvent utilisée comme paramètre pertinent, offrant une explication simple et attractive à la fois pour la stabilité thermodynamique à haute température et au manque d’activité à des températures plus modérés. La réalité s’avère souvent plus complexe, et les mécanismes moléculaires reliant rigidité/flexibilité avec la stabilité et l’activité sont encore mal compris. Dans ce travail, nous abordons le problème au travers de trois systèmes. Nous avons examiné l’activation thermique des modes fonctionnels du domaine G de la protéine EF ainsi que les homologues mésophiles et thermophiles de la déshydrogénase Lactate/Malate. Par ailleurs, nous avons mis en évidence l’existence d’un paramètre unique (la moyenne des fluctuations atomiques) permettant d’expliquer la dynamique de la protéine lysozyme près de son point de fusion, et ce quelle que soit la nature de l’environnement autour de la protéine (qui décale le point de fusion). Nos conclusions se basent principalement sur une approche in silico où la dynamique moléculaire et des techniques d’échantillonnage améliorées sont utilisées et sont complémentées par des expériences de diffraction de neutrons / Temperature is one of the major factors governing life as demonstrated by the fine tuning of stability and activity of the molecular machinery, proteins in particular. The structural stability and activity of proteins have been often presented as equivalent. However, the thermophilic proteins are stable at ambient condition, but lack activity, the latter recovered only when the temperature increases to match that of the optimal growth condition for the hosting organism. In discussing the protein stability and activity, mechanical rigidity is often used as a relevant parameter, offering a simple and appealing explanation of both the extreme thermodynamic stability and the lack of activity at low temperature. The reality, however, illustrates the complexity of the rigidity/flexibility trade off in ensuring stability and activity through intricate thermodynamic and molecular mechanisms. Here we investigate the problem by studying three study cases. These are used to relate the thermal effects on mechanical properties and the stability and activity of the proteins. For instance, we have probed the thermal activation of functional modes in EF G-domain and Lactate/Malate dehydrogenase mesophilic and thermophilic homologues and verified a “universal” scaling of atomistic fluctuation of the Lysozyme approaching the melting in different environmental conditions. Our conclusions largely rest on an in silico approach, where molecular dynamics and enhanced sampling techniques are utilized, and are often complemented with neutron scattering experiments

Au sein de cette dissertation, j'avance la thèse que la pensée quinienne systématise une épistémologie des sciences et que son système veut avant tout donner une réponse, partant d'un point de vue empirique unique,à ce que Quine estime être la question centrale de l'épistémologie, à savoir "comment construisons-nous notre théorie du monde?". / Doctorat en Philosophie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse porte sur l'étude de modèles de polymère en milieu aléatoire: on se concentre sur le cas d'un polymère dirigé en dimension d+1 qui interagit avec un défaut unidimensionnel. Les interactions sont possiblement non-homogènes, et sont représentées par des variables aléatoires. Une question importante est celle de l'influence du désordre sur le phénomène de localisation: on veut déterminer si la présence d'inhomogénéités modifie les propriétés critiques du système, et notamment les caractéristiques de la transition de phase (auquel cas le désodre est dit pertinent). En particulier, nous prouvons que dans le cas où le défaut est une marche aléatoire, le désordre est pertinent en dimension d≥3. Ensuite, nous étudions le modèle d'accrochage sur une ligne de défauts possédant des inhomogénéités corrélées spatialement. Il existe un critère non rigoureux (dû à Weinrib et Halperin), que l'on applique à notre modèle, et qui prédit si le désordre est pertinent ou non en fonction de l'exposant critique du système homogène, noté νpur, et de l'exposant de décroissance des corrélations. Si le désordre est gaussien et les corrélations sommables, nous montrons la validité du critère de Weinrib-Halperin: nous le prouvons dans la version hiérarchique du modèle, et aussi, de manière partielle, dans le cadre (standard) non-hiérarchique. Nous avons de plus obtenu un résultat surprenant: lorsque les corrélations sont suffisamment fortes, et en particulier si elles sont non-sommables (dans le cadre gaussien), il apparaît un régime où le désordre devient toujours pertinent, l'ordre de la transition de phase étant toujours plus grand que νpur. La prédiction de Weinrib-Halperin ne s'applique alors pas à notre modèle. / This thesis studies models of polymers in random environment: we focus on the case of a directed polymer in dimension d+1 that interacts with a one-dimensional defect. The interactions are possibly inhomogeneous, and are represented by random variables. We deal with the question of the influence of disorder on the localization phenomenon: we want to determine if the presence of inhomogeneities modifies the critical properties of the system, and especially the characteristics of the phase transition (in that case disorder is said to be pertinent). In particular, we prove that if the defect is a random walk, disorder is relevant in dimension d≥3. We then study the pinning model in random correlated environment. There is a non-rigourous criterion (due to Weinrib and Halperin), that we can apply to our model, and that predicts disorder relevance/irrelevance, according to the value of the critical exponent of the homogeneous system, denoted νpur, and of the correlation decay exponent. When disorder is Gaussian and correlations are summable, we show that the Weinrib-Halperin criterion is valid: we prove this in the hierarchical version of the model, and also, partially, in the non-hierachical (standard) framework. Moreover, we obtained a surprising result: when correlations are sufficiently strong, and in particular when they are non-summable (in the gaussian framework), a new regime in which disorder is always relevant appears, the order of the phase transition being always larger than νpur. The Weinrib-Halperin prediction therefore does not apply to our model.

La commande publique et la contribution au développement durable relèvent a priori de deux logiques distinctes. D’un côté, les marchés publics ont pour fonction de répondre aux besoins des personnes publiques. De l’autre, la contribution au développement durable dépend traditionnellement d’actes juridiques non contractuels. Pourtant, les personnes publiques recourent de plus en plus aux contrats de la commande publique pour engager des politiques publiques de développement durable.La présente recherche identifie ce phénomène et démontre que ces contrats à objet de développement durable participent d’une modification de la fonction de la commande publique. Dès lors, ils deviennent des instruments de l’action environnementale et sociale des personnes publiques. Ce changement majeur de la fonction de l’achat public est renforcé par l’adoption des directives communautaires sur les marchés publics du 26 février 2014 et s’inscrit dans le cadre de la définition renouvelée du marché intérieur. Partant, la réussite d’une telle évolution implique nécessairement d’être accompagnée d’une réforme contentieuse afin de donner toute son efficience à cette ouverture de la commande publique aux politiques de développement durable. Plus encore, il sera démontré que cette régénération de la commande publique dépasse l’objet de développement durable et s’élargit à la mise en œuvre d’autres politiques publiques. L’ensemble du droit de la commande publique s’en trouve ainsi affecté / Public procurement and contribution to sustainability come, seemingly, from two distinct logics. On one hand, public markets function to meet the needs of public citizens. On the other hand, contribution to sustainability is traditionally dependent on legal, and not contractual, acts. However, public citizens increasingly use public procurement contracts to affect public policy on sustainability.This research identifies this phenomenon and shows that these contracts relating to sustainability are similar to a modification of the function of public procurement. Subsequently, they become instruments of environmental and social action for public citizens. This major change in the function of public buying is reinforced by the communal directives on public markets dated 26th of February 2014 and is recorded in the renewed definition of the domestic market. The success of this evolution necessarily implies a need for it to be accompanied by a legal reform in order for the complete efficiency of this opening up of public procurement to sustainability policies to be reached. Furthermore, this research will show that this regeneration of public procurement goes further than sustainability and reaches more widely into the sphere of other public policies. The whole body of public procurement law is as such affected

Les alliages d'aluminium ont été largement utilisés dans l'industrie automobile et maritimes en raison des avantages d'une faible densité, d'une bonne résistance à la corrosion. Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse s’intéressent à la mise en forme à chaud de tôles minces en alliage d’aluminium AA5383. L'objectif principal est de réduire le temps de formage sans sacrifier l'intégrité de la pièce. Tout d'abord, le comportement à la déformation à chaud de l'alliage AA5383 est caractérisé expérimentalement. Une campagne expérimentale comprenant d’essais de traction uniaxiale, de traction entaillées, de cisaillement et de gonflement libre est réalisée pour couvrir une plage importante de températures (623~723 K) et de vitesses de déformation (10-4~10-1 s-1). Ensuite, les modèles de matériau, tels qu'une règle de flux composite avec le critère de plasticité BBC2003 et le critère de dommage Mohr Coulomb Modifié, sont développés et mis en œuvre dans ABAQUS à l'aide du sous-programme utilisateur. Enfin, les simulations numériques des processus de formation de gaz sont effectuées et comparées aux résultats expérimentaux correspondants. / Aluminum alloys have been extensively used in the automotive and marine industry due to the advantages of low density, high strength to weight ratio and good corrosion resistance. Major challenge of their application lies in the ability to form deep-drawing shapes. Superplastic Forming is widely used to produce this type of parts. However, high forming cycle time due to the low forming strain rate limits their wide application. The present dissertation focuses on hot forming strategies to produce deep drawing parts from AA5383 aluminum thin sheets. The main objective is to reduce the forming time without sacrificing the part integrity. Firstly, the hot deformation behavior of the AA5383 alloy is experimentally characterized. An experimental campaign, including uniaxial tension, notched tension, shear and free bulging tests, is performed to cover an important range of temperatures (623~723 K) and strain rates (10-4~10-1 s-1). Then, the material models, such as a composite flow rule with the BBC2003 anisotropic yield criterion and the modified Mohr-Coulomb damage criterion, are developed and implemented in ABAQUS by using user subroutine. Finally, the numerical simulations of the gas forming processes are performed and compared with the corresponding experimental results.