Les changements climatiques constituent l’un des enjeux majeurs du XXIe siècle qui posent des défis considérables à l’ensemble de la communauté internationale et plus particulièrement aux États du Sud. Au-delà des bouleversements physiques qu’ils induisent, les impacts des changements climatiques sur l’homme et notamment les déplacements de personnes qu’ils sont susceptibles de déclencher soulèvent de nombreuses interrogations juridiques. Malgré l’ampleur des flux de personnes et la grande vulnérabilité de ces dernières, il n’existe en droit international aucune reconnaissance statutaire expresse des personnes déplacées en raison des impacts des changements climatiques. À défaut d’une protection juridique spécifique, compte tenu de la nature transversale et multidimensionnelle de la problématique, il a été nécessaire de questionner les régimes de protection déjà existants. Au carrefour de plusieurs branches du droit international notamment du droit international des réfugiés, du droit international humanitaire moderne, du droit international de l’environnement et des droits de l’homme, la protection internationale des personnes déplacées en raison des changements climatiques peine toutefois à être garantie pleinement. Le caractère partiel et souvent fragmenté de la protection existante nous oblige alors à rechercher des pistes pour combler les lacunes juridiques identifiées. Les déplacements dus aux changements climatiques représentent l’essence même de tous les problèmes éthiques et juridiques que pose le phénomène des changements climatiques. Phénomène global imputable principalement aux activités industrielles d’un groupe restreint d’États, ils affectent un large groupe d’États extrêmement démunis face à leurs conséquences néfastes, compte tenu notamment de leur faible capacité d’adaptation et niveau de développement économique. Confrontée à de nombreux obstacles juridiques, cette recherche de responsabilité se révèle laborieuse. Une réflexion prospective portant sur l’élaboration d’une protection internationale spécifique s’est imposée par conséquent. / Climate change is one of the major issues of the 21st century which poses significant challenges to the international community as a whole particularly to the Southern States. Beyond the physical disruption that climate change causes, its impacts on man – most notably the displacement of population that it will likely trigger − raise several legal issues. Despite the significant importance of the flow of highly vulnerable persons, there is currently no statutory recognition of persons displaced by climate change by the international law. Considering the multidimensional and cross-cutting nature of the issue, and in the absence of a special legal protection, it was essential to question the different existing protection regimes. At the crossroad of several branches of international law, notably, refugee law, disaster response law, environmental law and human rights law, the international protection of climate displaced persons is difficult to be fully guaranteed. The partial and fragmented character of the protection obligates us to search for ways to overcome the identified legal shortcomings. Indeed, the displacements induced by climate change represent the very essence of all the legal and ethical problems that climate change poses. Though this global phenomenon is primarily attributable to the industrial activities of a small group of States, its adverse effects are taken on large group of States who remain extremely helpless in this situation due to their notably low adaptive capacity and level of economic development. The quest of international liability proves to be laborious in the face of the many legal impediments that are currently in place. Consequently, prospective thoughts related to the formulation of a specific international protection are necessary.

De nombreux procédés industriels utilisent ou génèrent des sources chaudes : fours, traitement de surface, soudage…Les dégagements de chaleur s’accompagnent généralement d’une dispersion de polluants dans l’atelier. Ainsi, la caractérisation des panaches de convection naturelle des sources thermiques est nécessaire au dimensionnement des installations de ventilation (hotte ou ventilation générale par déplacement d’air) pour l’assainissement des ambiances de travail. L’I.N.R.S a mis au point une méthode expérimentale pour caractériser en vraie grandeur le panache de sources thermiques de géométrie simple. Un banc d’essais a été réalisé et instrumenté à cet effet. Il est constitué d’une cellule aéraulique dont les dimensions sont 4,2 m x 4,8 m x 5,6 m équipé d’une centrale de traitement d’air et d’un système de ventilation permettant un déplacement vertical des flux d’air. La cellule est équipée d’un robot de déplacement tridimensionnel permettant le positionnement de sondes de température et de vitesses en tout point du volume. Les expérimentations menées étudient l’influence de la géométrie de la source sur les lois de développement de panache à partir de mesures de champs de température et de vitesse. Pour une même puissance thermique convectée, la géométrie des sources sera variée pour identifier son affluence sur le développement du panache. Une source cylindrique composée de cinq éléments d’aires identiques (4 cylindres identiques superposés et un disque supérieur) régulés indépendamment en température permettra de mener des études paramétriques sur des sources tridimensionnelles. De manière similaire une source rectangulaire modulable sera utilisée. / Many industrial processes use or generate hot sources: furnaces, surface treatment, welding... the releases of heat are generally accompanied by a dispersion of pollutants in the workshop. Thus, the characterization of the plumes of natural convection of the thermal sources is necessary to the dimensioning of the installations of ventilation (exhaust system localised or general ventilation by air volume displacement) for the cleansing of environments of work. I.N.R.S developed an experimental method to characterize in real-scale the plume of thermal sources of simple geometry. A test bench was realised and instrumented for this purpose. It consists of an aeraulic cell whose dimensions are 4,2 m x 4,8 m x 5,6 m equipped with a power station of treatment of air and with a system of ventilation allowing a vertical displacement of flows of air. The cell is equipped with a robot of three-dimensional displacement allowing the positioning of speed and temperature sensors in any point of volume. The carried out experiments study the influence of the geometry of the source on the laws of development of plume starting from measurements of fields of temperature and speed. For the same convective thermal power, the geometry of the sources will be varied to identify its multitude on the development of the plume. A cylindrical source made up of five elements of identical surfaces (4 superimposed identical cylinders and a higher disc) controlled independently in temperature will make it possible to undertake parametric studies on three-dimensional sources. In a similar way a flexible rectangular source will be used.

La stimulation cérébrale profonde est un traitement chirurgical impliquant l'implantation permanante d'électrodes dans le cerveau, afin de stimuler une zone spécifique. La stimulation électrique continue de certaines structures cérébrales traite des symptomes de troubles neurologiques moteurs ou affectifs. Le succès de l'opération repose sur la précision du placement de l'électrode dont le but est de maximiser les bénéfices thérapeutiques, et de minimiser les effets secondaires. Pour cela, une phase de plannification pre-opératoire détermine les coordonnées de la cible à stimuler, ainsi que la trajectoire de l'électrode pour y arriver, à l'aide d'une combinaison d'images médicales du patient et d'outils numériques. Cependant, la déformation intra-opératoire du cerveau, appelée brain shift, peut rendre la plannification invalide. Les contributions de cette thèse s'appuient sur un modèle biomécanique du brain shift qui comprend un modèle de déformation mécanique, ainsi qu'une modélisation de la fuite de liquide cérébro-spinal. Nous présentons un outil pré-opératoire, basé sur notre modèle, afin de fournir au chirurgien une information sur les risques de déformation, qu'il utilise pour sélectionner une trajectoire sécurisée pour le patient, même en cas de brain shift. Dans un deuxième temps, nous proposons une méthode de recalage intra-opératoire basée sur notre modèle biomécanique, afin de calculer la nouvelle position des structures anatomiques. Enfin, grâce à un modèle d'insertion de l'électrode et de son interaction avec les tissus cérébraux, nous reproduisons le protocole opératoire afin de calculer la déflexion de l'électrode due au brain shift. / Deep brain stimulation is a neurosurgical treatment involving the permanent implantation of electrodes in the brain, to stimulate a specific deep structure. Electrical stimulation of some brain structures treat symptoms of motor or affective neurological disorders. The success of the operation relies on the electrode placement precision, which the goal is to maximize the therapeutic outcomes, and minimize the adverse effects. To do that, a pre-operative planning step determine the target coordinates to stimulate, as well as the electrode trajectory to reach it, thanks to a combination of medical images of the patient and numerical tools. However, intra-operative brain deformation, called brain shift, might invalidate the planning. The contributions of this thesis rely on a biomechanical model of brain shift which comprises a mechanical model for deformation, as well as a model of cephalo-spinal fluid leak. We present a pre-operative tool, based on our model, in order to provide to the surgeon an information on the deformation risks, that he could use to select a safe trajectory for the patient, even in the case of brain shift. Moreover, we propose a intra-operative registration method based on our biomechanical model, in order to compute the new location of anatomical structures. Finally, thanks to a model of insertion of the electrode and its interaction with brain tissue, we reproduce the operating protocol in order to compute the electrode curvature due to brain shift.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ces présents travaux de recherche portent sur le développement de nouveaux capteurs de déplacements à fibre optique monomode a modulation d'intensité causée par la présence de désalignements entre les fibres. À partir d'un fondement théorique rigoureux, des nouveaux principes de fonctionnement de capteurs sont développes. Des modèles analytiques d'efficacité de couplage optique entre faisceaux gaussiens sont utilisés. Un modèle basé sur une expression plus juste du mode de propagation fondamental de la fibre monomode et sur le phénomène de propagation d'un champ optique dans l'air libre est aussi développé à l'aide de la méthode de l'intégrale de recouvrement. Les performances expérimentales de deux capteurs sont évaluées et des directives de conception sont proposées. Ces capteurs sont caractérisés par un comportement linéaire, des possibilités de mesure multidimensionnelle, des performances adaptables a différentes applications et l'évitement des désavantages classiques des capteurs à modulation d'intensité. Une étude principalement théorique de quelques autres solutions est également réalisée. / The present research work relates to the development of novel fiber optic displacement sensors based on intensity modulation caused by the presence of misalignments between single-mode fibers. Starting from a rigorous theoretical base, working principles of new sensors are developed. Analytical models for the optical coupling efficiency of gaussian beams are used. A model based on a better expression of the fundamental propagation mode of single-mode fibers and on the optical field propagation phenomenon is developed using the overlap integral method. The experimental performances of two sensors are evaluated and design guidelines are proposed. These sensors are characterized by a linear behavior, possibilities of multidimensional measurement, adaptable performances to various applications and the avoidance of the classical drawbacks of intensity modulation based fiber optic sensors. A mainly theoretical study of other sensors is also achieved.

Les industries pétrolières et gazières sont tenues de respecter les lois et réglementations en matière de protection de l'environnement en raison de l'inquiétude croissante du public concernant les risques environnementaux ces dernières années. Les puits de pétrole et de gaz doivent être bouchés et abandonnés lorsqu'ils ont atteint la fin de leur cycle de vie utile afin de prévenir les catastrophes environnementales. Il est donc essentiel de réaliser un certain nombre d'interventions pour ces puits, connues sous le nom de bouchage et abandon (P&A). Pour atteindre la partie annulaire du puits, les segments de cuvelage doivent être retirés. Ensuite, les zones défectueuses doivent être nettoyées et des barrières de bouchons de ciment doivent être insérées dans l'annulaire. Avant d'installer le bouchon de ciment, la zone cible doit être nettoyée à l'intérieur et à l'extérieur du cuvelage pour éviter la contamination du ciment et garantir la haute qualité du bouchon de ciment. Le nettoyage par jet, dans lequel un liquide dense est injecté dans la zone cible pour éliminer un fluide indésirable de densité inférieure, est l'une des techniques de nettoyage efficaces utilisées dans les processus de P&A. Habituellement, les liquides sont miscibles. L'efficacité de nettoyage du jet est influencée par un certain nombre de forces et de facteurs, notamment les effets de la contrainte seuil (viscoplasticité), l'inertie, la flottabilité, la viscosité et la miscibilité. Le comportement des jets miscibles flottants est extrêmement complexe et dépend de plusieurs facteurs, notamment les facteurs géométriques, les caractéristiques de l'écoulement et les caractéristiques physiques et rhéologiques des fluides. Compte tenu de l'utilisation de ces jets dans les opérations de P&A, l'objectif de cette recherche est de fournir une compréhension fondamentale des impacts des différents facteurs sur les jets miscibles flottants. En particulier, le processus est analysé expérimentalement, en injectant un fluide newtonien dans un fluide newtonien/non newtonien (représentant le matériau en place à laver/nettoyer), tout en tenant compte des effets d'un certain nombre de paramètres clés de l'écoulement, tels que la vitesse imposée, la différence de densité et les propriétés rhéologiques des fluides (en particulier les effets viscoplastiques). La recherche peut être utilisée pour décrire le comportement du jet, qui peut être représenté par des caractéristiques telles que la longueur de bifurcation ($L_b$), la longueur de transition ($L_t$), la longueur de déviation ($L_d$) et la trajectoire du jet, et pour mesurer les régimes d'écoulement. Dans le but de généraliser les résultats expérimentaux pour une utilisation dans les applications industrielles de P&A, l'impact des nombres sans dimension pertinents tels que le nombre de Reynolds ($R_e$), le nombre de Froude ($F_r$) et le rapport de viscosité ($m$) est étudié. Notre étude a révélé que $L_b$ et $L_d$ sont principalement influencés directement par $F_r$, avec un rôle également joué par $m$. De plus, une augmentation de $m$ a été trouvée pour stabiliser l'écoulement, conduisant à des valeurs de $L_t$ plus importantes. / Oil and gas wells must be plugged and abandoned when they have reached the end of their useful life cycles in order to prevent environmental catastrophes. Therefore, it is essential to carry out a number of remedies for these wells, known as plug and abandonment (P&A). To reach the annulus portion of the well, the casing pieces must be removed. Next, the defective regions must be washed, and cement plug barriers must be inserted into the annulus. Before installing the cement plug, the target area must be cleaned both inside and outside of the casing to prevent cement contamination and to guarantee the cement plug's high quality. Jet cleaning, in which a dense liquid is injected into the target area to remove an undesirable fluid with a lower density, is one of the effcient cleaning techniques used in P&A processes. Usually, the liquids are miscible. The cleansing effectiveness of the jet is influenced by a number of forces and factors, including yield stress (viscoplasticity) effects, inertia, buoyancy, viscous, and miscibility. The behavior of buoyant miscible jets is extremely complicated and depends on a number of factors, including geometrical factors, flow characteristics, and the physical and rheological characteristics of the fluids. Considering the use of these jets in P&A operations, the goal of this research is to provide a fundamental understanding of the impacts of different factors on buoyant miscible jets. In particular, the process is experimentally analyzed, by injecting a Newtonian fluid into a Newtonian/non-Newtonian fluid (representing the in-placed material to be washed/cleaned), while considering the effects a number of the flow key parameters, such as the imposed velocity, the density difference, and the fluid rheological properties (in particular viscoplastic effects). The research can be used to describe the behavior of the jet, which can be represented by characteristics such as bifurcation length ($L_b$), transtion length ($L_t$), deviation length ($L_d$), and the trajectory of the jet, and measure the flow regimes. For the purposes of generalizing the experimental findings for using in industrial P&A applications the impact of pertinent dimensionless numbers such as the Reynolds number ($Re$), the Froude number ($Fr$), and the viscosity ratio ($m$) are investigated. Our study revealed that $L_b$, and $L_d$ are primarily influenced directly by $Fr$, with $m$ also playing a role. Furthermore, an increase in $m$ was found to stabilize the flow, leading to larger $L_t$ values.

En utilisant une approche principalement expérimentale, cette thèse de doctorat étudie les écoulements de déplacement miscibles flottants dans les tuyaux à rotation axiale, un sujet fondamental de la mécanique des fluides qui est également motivé par le processus de cimentation dans les constructions de puits de pétrole et de gaz. Une partie du processus de cimentation consiste à pomper un fluide lourd dans un tuyau pour éliminer/déplacer un fluide léger in situ. Nous émettons l’hypothèse qu’une rotation axiale du tuyau peut être utilisée pour améliorer le processus de déplacement, bien que sans résultats expérimentaux en laboratoire pour soutenir cette croyance. Dans ce contexte, ce travail analyse systématiquement les effets d’une rotation axiale du tuyau sur les flux de déplacement miscibles flottants en présence de la différence de densité (flottabilité), de l’angle d’inclinaison du tuyau, de la vitesse d’écoulement imposée et de la contrainte de déformation plastique du fluide déplacé. Le chapitre 1 étudie les effets de la rotation axiale du tuyau sur nos écoulements flottants en l’absence de la vitesse d’écoulement imposée (c’est-à-dire une configuration d’écoulement d’échange). Les deux fluides considérés sont iso-visqueux et newtoniens, mais ils ont une petite différence de densité. Les angles d’inclinaison des tuyaux intermédiaires sont pris en compte. Comme les deux fluides s’interpénètrent, notre objectif est de quantifier les effets de la vitesse de rotation des tuyaux sur la dynamique du front d’interpénétration, pour lesquels plusieurs corrélations empiriques sont proposées. Il s’agit notamment des corrélations pour la vitesse du front, la longueur de propagation du front et le temps de propagation du front. Les deux derniers concernent la situation où l’interpénétration des fluides s’arrête finalement lorsque la vitesse de rotation du tuyau devient importante. Le chapitre 2 étend les résultats du flux d’échange flottant du chapitre 1 à une configuration de flux de déplacement où il existe un flux imposé. Les deux fluides sont newtoniens. Un front d’attaque et un front de fuite sont observés dans le flux de déplacement. Fait intéressant, le mouvement du front arrière est fortement affecté par la vitesse de rotation. Ici, l’accent est mis sur la quantification des effets de la vitesse de rotation du tuyau sur les vitesses frontales avant et arrière. Le signe de la vitesse du front de fuite aide à classer les régimes d’écoulement en régimes d’élimination inefficaces et efficaces, pour lesquels la transition peut être justifiée en utilisant un équilibre entre l’inertie imposée, la flottabilité et les forces de rotation. iii En considérant une contrainte de déformation plastique dans le fluide déplacé, le chapitre 3 ajoute un autre paramètre à notre système d’écoulement. Ici, le déplacement d’un fluide viscoplastique (un gel de Carbopol) par un fluide newtonien dans des tuyaux à rotation axiale est étudié. Les comportements d’écoulement en termes de dynamique du front et de schémas d’écoulement sont considérés. Les effets de la rotation des tuyaux sur les vitesses frontales avant et arrière sont quantifiés. Enfin, les déplacements viscoplastiques sont comparés qualitativement et quantitativement à leurs homologues newtoniens, montrant que la contrainte de déformation plastique a un effet négligeable sur la classification du régime. / Through a mainly experimental approach, this Ph.D. thesis studies buoyant miscible displacement flows in axially rotating pipes, a fundamental fluid mechanics topic that is also motivated by the cementing process in oil and gas well constructions. A part of the cementing process involves pumping a heavy fluid into a pipe to remove/displace an in-situ light fluid. It is believed that an axial rotation of the pipe can be used to enhance the displacement process, albeit without laboratory experimental results to support this belief. In this context, this work systematically analyzes the effects of an axial rotation of the pipe on buoyant miscible displacement flows in the presence of the density difference (buoyancy), the pipe inclination angle, the imposed flow velocity and the yield stress of the displaced fluid. Chapter 1 investigates the effects of the axial rotation of the pipe on buoyant flows in the absence of the imposed flow velocity (i.e. an exchange flow configuration). The two fluids considered are iso-viscous and Newtonian, but they have a small density difference. Intermediate pipe inclination angles are considered. As the two fluids interpenetrate, our focus is to quantify the effects of the pipe rotation speed on the interpenetration front dynamics, for which several empirical correlations are proposed. These include correlations for the front velocity, the front propagation length, and the front propagation time. The two latter concern the situation where the interpenetration of the fluids eventually stops as the pipe rotation speed becomes large. Chapter 2 extends the buoyant exchange flow results of Chapter 1 to a displacement flow configuration where there exists an imposed flow. The two fluids are Newtonian. A leading front and a trailing front are observed in the displacement flow. Interestingly, the motion of the trailing front is highly affected by the rotation speed. Here, the focus is on quantifying the effects of the pipe rotation speed on the leading and trailing front velocities. The sign of the trailing front velocity helps to classify the flow regimes into inefficient and efficient removal regimes. The transition of these two regimes can be justified using a balance among imposed inertia, buoyancy and rotational forces. By considering a yield stress in the displaced fluid, Chapter 3 adds another flow parameter to our flow system. Here, the displacement of a viscoplastic fluid (i.e. a Carbopol gel) by a Newtonian fluid in axially rotating pipes is studied. The flow behaviours in terms of the front v dynamics and flow patterns are considered. The effects of the pipe rotation on the leading and trailing front velocities are quantified. Finally, the viscoplastic displacements are qualitatively and quantitatively compared against their Newtonian counterparts, showing that the yield stress has a negligible effect on the regime classification.

L'actuelle augmentation des vitesses de déplacements, observée par les Enquêtes Globales des Transports en Île-de-France, constitue l'indicateur le plus significatif de la croissance de la mobilité urbaine. Cette accélération, générale et soutenue, ne réduit ni la durée des déplacements ni les écarts entre les vitesses des déplacements. Elle entraîne, en revanche, un allongement proportionnel de la portée des déplacements et une différenciation croissante des vitesses. Etroitement liée aux deux tendances majeures de l'urbanisation en cours - la motorisation et l'étalement urbain - l'évolution des vitesses de déplacement constitue un élément explicatif du développement urbain dans ses dimensions spatiale, économique et sociale. Fondé sur une analyse détaillée des caractéristiques de la croissance de la mobilité urbaine en Europe, ce travail de thèse s'intéresse aux possibilités d'intervention sur l'organisation de l'espace urbain offertes par le contrôle de la vitesse de déplacement. Il interroge d'abord les principes et les démarches des contrôles de vitesse mis en place par les pouvoirs publics. L'étude de la limitation réglementaire de la vitesse de circulation automobile montre que, même si l'actuel contrôle peut conduire à une baisse effective de la vitesse de circulation, il n'a pourtant que peu d'effets sur les vitesses de déplacement. La défaillance du contrôle public sur la vitesse de déplacement explique la faible capacité de la planification urbaine existante à orienter le développement de la ville contemporaine. Dans un contexte de relance de la planification urbaine en Europe, cette thèse tente de valoriser certaines expériences ayant explicitement appréhendé le contrôle de la vitesse de déplacement comme outil d'organisation de l'espace urbain. En soulignant les enjeux que le contrôle apporte pour la définition des objectifs et des problématiques de la planification territoriale, elle propose d'intégrer ce nouvel outil dans les dispositifs de gouvernance urbaine et met en avant des modalités d'insertion possibles.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Notre thèse se donne pour objectif d’analyser les facteurs de l’expression du déplacement, de la causativité et de la polarité locative dans une sous-classe de verbes du français, les verbes causatifs de déplacement à polarité initiale. Le corpus de nos verbes puisés dans les exemples des LADL est de 250 verbes environ. Nous partons du constat que les verbes de cette sous-classe ne peuvent être identifiés en dehors de constructions particulières et nous tentons de vérifier que la notion de déplacement qu’ils sont susceptibles de dénoter est, selon le cas, ou bien centrale par rapport au sémantisme du verbe, ou bien périphérique ou bien encore favorisée par le contexte immédiat. Nous tentons également de montrer que, ces verbes ne sont pas nécessairement causatifs ou de polarité initiale dans tous leurs emplois.Nous commençons par identifier les verbes causatifs de notre corpus en portant à jour leurs propriétés définitoires et nous émettons une première hypothèse sur leur statut de verbes de verbes de déplacement (centraux, périphériques, occasionnels, étant entendu que dans le type de construction retenu initialement ils sont toujours causatifs et de polarité initiale. Nous vérifions ensuite cette hypothèse fondée sur un seul emploi de nos verbes en analysant leurs autres emplois au regard des notions de déplacement, de causativité et de polarité initiale. Cette analyse s’appuie sur le principe qu’en général les verbes de déplacement centraux sont de vrais de déplacement en ce sens que leurs valeurs sémantiques / Our thesis aims to analyze the factors of the expression of displacement, causativity and locative polarity in a subclass of French verbs, the causative verbs of displacement at initial polarity. The corpus of our verbs, drawn from the LADL examples, is about 250 verbs. We start from the observation that the verbs of this subclass can not be identified outside of particular constructions and we try to verify that the notion of displacement that they are likely to denote is, as the case may be, or central with respect to semantism of the verb, either peripheral or even favored by the immediate context. We also try to show that, these verbs are not necessarily causative or of initial polarity in all their jobs.We begin by identifying the causative verbs of our corpus by updating their defining properties and we emit a first hypothesis on their status as verbs of displacement verbs (central, peripheral, occasional, it being understood that in the type of construction initially chosen they are always causative and of initial polarity, and then we test this hypothesis based on a single use of our verbs by analyzing their other jobs with respect to the notions of displacement, causativity and initial polarity. This analysis is based on the principle that in general the central displacement verbs are real displacement in the sense that their semantic values.