Cette thèse est consacrée à la conception et à l'amélioration de composants pixelisés bidimensionnels compatibles avec des technologies de fabrication à bas cout sortant du champ de réalisation des optiques traditionnelles. Comme ces composants introduisent des phénomènes de diffraction, notre but est de quantifier et de réduire ces effets afin d'améliorer la qualité des images qu'ils formeront par rapport aux géométries périodiques habituelles. Pour cela, nous cassons la périodicité des centres des cellules des modulateurs spatiaux de lumière (SLM) classiques ce qui permet de mieux répartir angulairement l'énergie diffractée en dehors de l'image directe souhaitée. Ce résultat est toutefois obtenu au prix d'une dégradation de cette dernière, dégradation que nous évaluons par son rapport de Strehl. Nous introduisons une adaptation aux SLM de la notion de structure de Voronoi et nous montrons leur supériorité par rapport aux SLM classiques : ils sont donc à privilégier pour la réalisation de composants actifs. Nous déterminons des cas optimaux pour lesquels les pics de diffraction dus aux parois et à la pixellisation, c'est-à-dire à l'approximation de la fonction de phase à implémenter sur le SLM par une fonction constante par morceaux, sont remplacés par un pur halo de diffraction. Les prototypes réalisés permettent de valider les résultats obtenus et de montrer la faisabilité technique du procédé de remplissage retenu malgré certaines limites que nous mettons en évidence. Enfin, nous élargissons le potentiel des composants pixelisés à des applications autres que l'ophtalmique en montrant qu'ils peuvent améliorer les performances d'un objectif photographique.

Dans cette thèse, nous proposons une méthode pour la visualisation d'ensembles chevauchant et de basé sur les diagrammes d'Euler. Les diagrammes d'Euler sont probablement les plus intuitifs pour représenter de manière schématique les ensembles qui partagent des éléments. Cette métaphore visuelle est ainsi un outil puissant en termes de visualisation d'information. Cependant, la génération automatique de ces diagrammes présente encore de nombreux problèmes difficiles. Premièrement, tous les clustering chevauchants ne peuvent pas être dessinées avec les diagrammes d'Euler classiques. Deuxièmement, la plupart des algorithmes existants permettent uniquement de représenter les diagrammes de dimensions modestes. Troisièmement, les besoins des applications réelles requièrent un processus plus fiable et plus rapide.Dans cette thèse, nous décrivons une version étendue des diagrammes d'Euler. Cette extension permet de modéliser l'ensemble des instances de la classe des clustering chevauchants. Nous proposons ensuite un algorithme automatique de génération de cette extension des diagrammes d'Euler. Enfin, nous présentons une implémentation logicielle et des expérimentations de ce nouvel algorithme. / In this thesis, we propose a method for the visualisation of overlapping sets and of fuzzy graph clusterings based on Euler diagrams.Euler diagrams are probably the most intuitive and most used method to depict sets in which elements can be shared. Such a powerful visualisation metaphor could be an invaluable visualisation tool, but the automatic generation of Euler diagrams still presents many challenging problems. First, not all instances can be drawn using standard Euler diagrams. Second, most existing algorithms focus on diagrams of modest dimensions while real-world applications typically features much larger data. Third, the generation process must be reliable and reasonably fast.In this thesis, we describe an extended version of Euler diagrams that can be produced for every input instance. We then propose an automatic procedure for the generation of such diagrams that specifically target large input instances. Finally, we present a software implementation of this method and we describe some output examples generated on real-world data.

Le besoin d’accès aux énantiomères purs a largement augmenté depuis les années 90. Les procédés ayant recours à la cristallisation sont souvent moins cher mais tout aussi efficace que les autres procédés. Deux études ont été réalisées dans cette thèse : -La première concerne l’amélioration d’un procédé déjà établi. En effet, l’efficacité de la Cristallisation Préférentielle (PC) de conglomérat est connue. Néanmoins, son application à des solutions solides images l’une de l’autre dans un miroir est plus complexe. Est présenté le premier exemple de PC réalisée sur un système à solution solide complète démixant à basse température : le sel d’hydrogénomaléate de baclofène (un API). De plus, il s’agit de la première preuve expérimentale d’un tel équilibre de phases et de PC de solutions solides dont les résultats sont comparables à la cristallisation préférentielle traditionnelle. -Le second sujet ne traite pas directement de la séparation d’énantiomère mais de prometteuses discriminations chirales ont été obtenues. Le diagramme d’équilibre de phases entre les compositions racémiques de deux couples d’atropoisomères a été étudié. Deux résultats en lien avec la discrimination chirale ont été établis : le premier est la possibilité de déracémiser un composé A initialement non-discriminé (composé racémique) à l’intérieur de la matrice d’un composé B discriminé (conglomérat). Le second est l’observation d’un nouveau type de chiralité : Chiralité Induite par Dissymmétrie de Distribution (CIDD). / The need for access to pure enantiomers has largely increased since the nineties. Processes using crystallization are often cheaper and as efficient as other processes. Thus, the improvement of existing techniques and the need for new processes are attractive for scientist and industry. Two studies have been performed in this thesis:The first one concerns the improvement of an existing technique. Indeed, conglomerate Preferential Crystallization efficiency is well known. Nonetheless, its application to mirror image partial solid solutions is more difficult. Here is presented the first example of PC performed on a complete solid solution at high temperature which shows a solid solutions demixion at low temperature: the baclofen hydrogenomaleate salt (an API). Moreover, it is the first experimental observation of such phase equilibria and PC of mirror image solid solutions whose results are comparable to classical PC. -The second topic did not involve directly enantiomer separation but promising chiral discriminations have been obtained. The phase diagram between the racemic composition of two couples of atropisomers has been defined. Beside multiples equilibria observed, two results concerning the chiral discrimination can be highlighted: the first one is the possibility to deracemize a compound A initially not discriminated (racemic compound) inside the matrix of a compound B (which forms a stable conglomerate). The second is the observation of a new kind of chirality: Chirality Induced by Dissymmetric Distribution (CIDD).

Les systèmes informatiques envahissent de plus en plus notre quotidien, en allant de la plus simple application de lecture des fichiers audio, à la plus critique comme les voitures et les avions. Dans les systèmes critiques, la validation par vérification formelle s'impose. Cette thèse s'inscrit dans ce cadre et tend à doter le langage UML, langage de modélisation standard de facto, d'une sémantique formelle pour des finalités de vérification. En premier lieu, nous avons analysé et révisé le fondement théorique des principales approches de formalisation et de vérification issues de la littérature et se focalisant sur le langage UML, ses profils et les concepts des réseaux de Petri (RdPs). En deuxième lieu, nous avons proposé une nouvelle approche hiérarchique de formalisation des diagrammes globaux d'interactions (IOD). En se basant sur ce point, nous avons développé des formalismes temporels et temporisés des diagrammes de Timing UML2 (TD), appliqués par des exemples d'illustration. Ensuite, nous avons conçu une approche de vérification sur les approches développées, s'intéressant aux Systèmes Temps Réel (STRs), utilisant l'extension temporelle du langage des contraintes objets OCL/Temps Réel (OCL TR), le profil UML MARTE et la logique temporelle temporisée (TCTL), exploitée d'une technique de vérification automatique après la transformation du modèle (Model Checking). Enfin, nous avons appliqué les formalismes proposés sur une étude de cas, afin de garantir leurs efficacités logique et temporelle. / The computer systems have increasingly invaded our daily lives from the simplest application as audio files reading to the most critical one as cars and airplanes. For critical systems, the validation by the formal verification is required. This Thesis concerns this area of research and aims to ensure the betterment of UML language, which is the de facto standard, with formal semantics for verification finality. For the first part, we have analyzed and revised the theoretical foundations the existing formal verification methods used UML, their profiles and the basic concepts of the Petri nets (PNs). For the second part, we have created a novel hierarchical approach to formalize the Interaction Overview Diagrams (IOD). Based on this idea, we have developed temporal formalisms based on the UML2 Timing Diagrams (TD), applied by illustration examples. Then, we have proposed a Formal Verification approach based on last formalisms which are interested in Real Time Systems (RTS) and employ the temporal extension of the Object Constraints language (OCL/Real Time) (OCL TR), the UML MARTE profile and the timed computation Tree logic (TCTL), given by the Model Checking technique after the model's transformation. Finally, we have applied all the proposed formalisms through a case study, in order to ensure its logical and temporal efficiency.

Les données de la littérature concernant le vieillissement et le survieillissement des alliages plomb-calcium sont bien souvent incomplètes et contradictoires. Ceci est certainement lié aux difficultés expérimentales rencontrées pour observer les transformations et le fait que celles-ci sont nombreuses, entraînant une certaine confusion dans les travaux des auteurs. De plus, de faibles écarts dans les conditions d'élaboration et dans la composition des alliages peuvent avoir de l'importance sur leur comportement. Le présent travail, réalisé pour le CEA-DAM, nous a permis d'obtenir un ensemble de diagrammes TTT plus réalistes et plus justes que ceux donnés dans la littérature. Les moyens techniques mis en place (en particulier, la préservation de la chaîne du froid, condition indispensable pour garantir la répétabilité des résultats), nous ont permis d'étudier plus particulièrement les premières transformations et de mieux maîtriser les cinq étapes de vieillissement et de survieillissement. Nos travaux ont permis de déterminer clairement les cinétiques et les mécanismes des transformations. Ce travail constitue un approfondissement de la compréhension des phénomènes de vieillissement et de survieillissement de ces alliages.

Parmi les combustibles fossiles, le gaz naturel est le plus propre, en termes d'émissions de CO2, d'efficacité énergétique et de quantité de polluants atmosphériques émis. Le méthane est l'élément principal du gaz naturel; néanmoins, il contient des quantités considérables de gaz acides (CO2, H2S) qui peuvent entraîner la corrosion des équipements et des pipelines si de l'eau est présente. Les mercaptans sont d’autres composés soufrés présents dans le gaz naturel dont combustion peut produire du SO2 qui est un produit chimique indésirables causant des problèmes environnementaux. Les gaz acides et les mercaptans doivent être retirés du gaz naturel jusqu'à une norme acceptable. Le gaz naturel traité contient jusqu'à 2% de CO2, 2-4 ppm de H2S et 5-30 ppm de mercaptans. L'absorption chimique avec des solvants aqueuses comportant des alcanolamines [3] (comme la monoéthanolamine (MEA), la diéthanolamine (DEA), la méthyldiéthanolamine (MDEA)) est la méthode la plus bien malteuse pour séparer les gaz acides du gaz naturel. Les gaz acides réagissent selon une réaction acide base dans l'absorbeur pour former des espèces électrolytes. Les mercaptans et les hydrocarbures ne réagissent pas avec les molécules d'alcanolamines, et sont physiquement absorbés.Le modèle thermodynamique a une grande importance pour la conception du procédé de traitement des gaz acide, car il va permettre de déterminer l'Equilibre Liquide Vapeur et faire les bilans d’énergie. Des modèles thermodynamiques fiables peuvent permettre aux concepteurs non seulement de confirmer leurs limites réglementaires, mais aussi de minimiser la perte de composants précieux comme les hydrocarbures.Dans ce travail, un modèle thermodynamique a été développé pour prédire:•Les solubilités des alcanes (méthane, éthane, propane, n-butane, n-pentane, n-hexane), aromatiques (ethylbenzène, benzène, toluène) et mercaptans (MM, EM) dans une solution aqueuse d'alcanolamine• Les solubilités des gaz acides (CO2, H2S) dans des solutions aqueuses d'alcanolamine et d'autres propriétés cruciales telles que: la concentration d'électrolyte, la composition en phase vapeur (principalement le conteneur d'eau)• Les diagrammes de phase pour les systèmes multi-composants contenant du CO2-H2S-alcanolamine-eau-hydrocabon-mercaptan.Les paramètres du model ont été déterminés avec les données expérimentales disponibles dans la littérature et les nouvelles données mesurées. / Among fossil fuels, natural gas is the cleanest, in terms of CO2 emission, burn efficiency and amount of air pollutant. Methane is the prevailing element of natural gas; therefore, there are also a variety of impurities. In fact, it contains usually considerable amounts of acid gases (CO2, H2S) which can lead to corrosion in equipments and pipelines if water is present. Mercaptans are known as toxic molecules with undesirable odor, and fuel combustion of mercaptan molecules can produce SO2 which is undesirable chemical, they can cause environmental issues. Acid gases and mercaptans are needed to be removed from natural gas until acceptable standard. The treated natural gas contains as maximum as 2% of CO2, 2–4 ppm of H2S and 5–30 ppm of total mercaptans. Chemical absorption with alkanolamines [3] (such as monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), methyldiethanolamine (MDEA)) is the most well-established method to separate acid gas from natural gas. Acid gases react with alkanolamines in the absorber to form electrolyte species, mercaptans and hydrocarbons do not react with alkanolamines molecules, and they are physically absorbed by aqueous alkanolamine solution. Then the loaded solution can be regenerated by heating in the stripper.Thermodynamic model is of high importance for the conception of the process, as it is linked directly to the accurate determination of the Vapor-Liquid Equilibrium and energy balances. Reliable thermodynamic models can allow designers not only to confirm their regulatory limits, but also to minimize the loss of valuable hydrocarbons components.In this work a thermodynamic model has been developed to describe:• Alkane (methane, ethane, propane, n-butane, n-pentane, n-hexane), aromatic (ethylbenzene, benzene, toluene) and mercaptans (MM,EM) in aqueous alkanolamine solution• Acid gases (CO2,H2S) solubilities in aqueous alkanolamine solutions, and other crucial properties like: electrolyte concentration, vapor phase composition(mostly water contant)• The phase diagram for multi-component system containing CO2-H2S-alkanolamine-water-hydrocabon-mercaptan.The parameters of the model were determined with the experimental data available in the literature and the new measured data.

La connaissance des propriétés thermodynamiques et des diagrammes de phases des composés fluorés est indispensable pour le dimensionnement et l'optimisation des systèmes thermodynamiques. Les applications sont nombreuses : réfrigération, récupération de chaleur (ORC), pompe à chaleur, climatisation automobile. Du fait des contraintes environnementales (la F-gaz pour l'UE) liées au fait que les fluides actuellement utilisés doivent être inoffensifs vis-à-vis de la couche d'ozone mais aussi posséder un pouvoir de réchauffement climatique bas (GWP CO2=1, valeur de référence), les chimistes doivent développer de nouvelles molécules qui répondent à ce nouveau cahier des charges. Actuellement, ils ont mis au point des fluides de la famille des HFO dont le plus célèbre est le HFO1234yf. Son GWP est faible (4) tout comme celui de ses principaux isomères, le HFO1234ze et le HFO1234zd. Si le fluide pur ne convient, des mélanges (blends) doivent être élaborés. Si le fluide pur ne convient pas pour les applications souhaitées, des mélanges doivent être élaborés.L'objectif de cette thèse est d'étudier plusieurs HFOs en corps purs et en mélanges et de développer/comparer des modèles thermodynamiques permettant de prédire les diagrammes de phases et les densités de ces fluides. Ces modèles doivent pouvoir être transposables vers l'industrie. Le CTP dispose de plusieurs équipements permettant d'acquérir des données expérimentales. Le densimètre à tube vibrant sera utilisé pour acquérir des données de masse volumique, et une cellule d'équilibre entre phase (technique statique-analytique) pour acquérir des données d'équilibre liquide vapeur. Les équations d'état cubiques seront utilisées pour le traitement des données. Une nouvelle équation d'état plus précise pour la prédiction des masses volumiques sera présentée. Une comparaison en termes de description des diagrammes de phases et des propriétés volumétriques sera également effectuée. / The knowledge of the thermodynamic properties and phase diagrams of fluorinated compounds is essential for the design and optimization of thermodynamic systems. There are many applications: refrigeration, organic Rankine cycle (ORC), heat pump, and air conditioning systems. Due to the environmental constraints (F-gaz for the EU) related to the fact that the fluids being used must be harmless to the ozone layer, but also with a low global warming potential (GWP CO2 = 1 reference value), the chemists must develop new molecules responding to these constraints. Today, they have developed fluids called HFOs whose most famous is the HFO1234yf, with a low GWP (4), along with his isomers HFO1234ze and HFO1234zd. If the pure fluid is not suitable for the applications, blends should be developed instead. The objective of these theses is to study several HFOs, in pure compounds and mixtures and develop / compare thermodynamic models in order to predict the phase diagram and density of these fluids. These models should be transferable to industry. The CTP has several equipments to acquire experimental data. The vibrating-tube densimeter will be used to acquire density data, and equilibrium cell (static-analytic method) to acquire liquid-vapor equilibrium data. The cubic equations of state will be used for data treatment. A new equation of state more accurate for density prediction will be presented. A comparison in terms of phase diagrams and density prediction will be carried out.

Nous présentons dans ce travail de thèse des approches pour la spécification et la vérificationdes systèmes temporisés. La première partie concerne une méthode de spécification enutilisant les diagrammes états-transitions pour modéliser un système donné en partant d’unedescription textuelle. Cette méthode guide l’utilisateur pour le développement de la modélisation.Elle comporte plusieurs étapes et utilise des observateurs d’états et des événements afind’engendrer le diagramme états-transitions. Un outil qui implémente les différentes étapes de laméthode de spécification pour une application semi-automatique est présenté. La seconde partieconcerne une traduction des diagrammes états-transitions vers les réseaux de Petri colorés, cequi permet d’utiliser les méthodes de vérification. Nous prenons en considération dans cette traductionun ensemble important des éléments syntaxiques des diagrammes états-transitions, telsque la concurrence, la hiérarchie, etc. Un outil qui implémente la traduction pour un passageautomatique des diagrammes états-transitions vers les réseaux de Petri colorés est en cours de développement.La dernière partie concerne l’intégration des contraintes temporelles dans les deuxapproches précédentes. Nous définissons des annotations pour les diagrammes états-transitionsdont nous fournissons la syntaxe et la sémantique. Ces annotations seront ensuite utilisées dansla méthode de spécification et la traduction. Le but est de proposer des annotations faciles àcomprendre et à utiliser avec une syntaxe qui prend en compte des contraintes parmi les plusutilisées. / In order to specify and verify timed systems, we present in this thesis approaches using UMLstate machines and coloured Petri nets. Our first approach is a specification method that takesinto account a textual description of the system and generates the corresponding state machinediagram. This method helps a non-expert user to model a system in a structural way. We presenta tool that implements the specification method. Our second approach is the translation of UMLstate machine diagrams to coloured Petri nets diagrams. In this approach we take into account animportant set of UML state machine elements that allows the modelling of concurrent systems,etc. A tool that implements the approach and allows us to automate the translation is beingdeveloped. Finally, the last approach is the integration of time constraints in our specificationmethod and in our translation. We propose a set of annotations to model time in state machinediagrams, and we define the corresponding syntax and semantics.

Cette thèse a été réalisée en cotutelle entre l'Université Technique Nationale Ivan Pul'uj de Ternopil (TNTU, Ukraine) et l’Université Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, France). Les travaux ont été effectués au sein de l'Institut Pascal de l’Université Blaise Pascal - Clermont II, de l’IFMA et du CNRS, dans le thème scientifique Matériaux actifs et intelligents, modélisation multi-échelle de l'axe Mécanique, Matériaux et Structures, et au sein de l'Institut Français de Mécanique Avancée. La thèse présentée appartient au domaine scientifique de la mécanique de la rupture et la science des matériaux. L'objectif de la thèse est de développer la méthodologie analytique et expérimentale pour la durée de vie résiduelle des collecteurs du surchauffeur dans les centrales thermiques, en tenant compte des caractéristiques de fonctionnement de chargement thermomécanique. La prédiction de la durée de vie est une tâche cruciale pour un fonctionnement continu des éléments structuraux très chargés et fait partie d'un problème plus large, couvert dans la recherche de la résistance et la durabilité des éléments structurels à haute température dans les équipements d'énergie générateur. Le mémoire décrit l'influence de la température de fonctionnement sur la vitesse de propagation des fissures de fatigue et micromécanismes de rupture dans le matériau du collecteur de surchauffeur. / This thesis was performed under the cotutelle agreement between Ternopil Ivan Pul’uj National Technical University (TNTU, Ukraine) and Blaise Pascal University (Clermont Ferrand, France). The thesis was carried out within Pascal Institute of the Blaise Pascal University - Clermont II, the IFMA and the CNRS, in the Scientific Theme “Active and Smart Materials and Multiscale Modeling” of the Mechanics, Materials and Structures Department, and within the French Institute for Advanced Mechanics. The presented thesis belongs to the scientific field of fracture mechanics and material science. The aim of the thesis is to develop the analytical and experimental methodology for the residual lifetime estimation of the superheater collectors at thermal power stations (TPS), taking into account the operational features of thermomechanical loading. Prediction of lifetime is crucial task for continuous operation of heavy loaded structural elements and is a part of a broader problem, covered in the research of the strength and durability of high temperature structural elements in power-generating equipment. The thesis describes the influence of operating temperature on the fatigue crack growth rate and fracture micromechanisms in the material of the superheater collector.

La substitution de Si à Co dans les composés intermétalliques RCo5 induit des modifications importantes sur leurs propriétés structurales et magnétiques.<br />La limite de solubilité de Si dans RCo5 est dépendante de la température. Tous les composés RCo5-xSix étudiés ont une structure de type CaCu5 à haute température. Ils n'ont pas besoins des paires Co-Co pour stabiliser leur structure. Les atomes de Si sont localisés exclusivement sur le site cristallographique 3g dans tous les composés étudiés, quel que soit le taux de substitution ou la nature de la terre rare. Ce site a la particularité d'avoir un nombre maximal d'atomes R voisins. Le paramètre de maille c diminue avec l'augmentation du taux de substitution Si/Co.<br />Dans quelques composés avec terre rare lourds un changement de symétrie est observé : la symétrie diminué de hexagonale à orthorhombique avec la réduction de la température. Ce changement de symétrie est induit par un léger déplacement, selon la direction cristallographique [210]hexa, des atomes Co2c vers des positions plus proches des atomes R. Ce déplacement est relié à l'alignement particulier des moments magnétiques dans le plan (a, b).<br />La substitution Si/Co a une influence importante sur le magnétisme itinérant de Co et sur le magnétisme localisé de R. La température d'ordre et le moment magnétique de cobalt diminuent rapidement avec la substitution. Ces modifications sont induites par la réduction du champ d'échange et l'hybridation 3d(Co)-3p(Si). En combinant différents types de mesures magnétiques avec la diffraction des neutrons, des diagrammes de phases magnétiques des RCo5-xSix ont été élaborés.