Pour dimensionner les liaisons entre pales et disques des roues de turbines, plusieurs méthodologies sont utilisées selon qu’elles s’appliquent en pré-dimensionnement, en dimensionnement et optimisation, ou en suivi de fabrication. Dans tous les cas, elles ont pour objectif de vérifier que les fonctions des attaches pales – disques sont assurées pour la combinaison de variables d’entrée étudiée. Ce mémoire de thèse propose des modèles et des outils pour différents niveaux d’étude. Au niveau « expertise », trois sujets ont été traités : l’évaluation de la probabilité de montage des pales, le calcul de durée de vie en fluage des filets d’interpale, et l’estimation de la durée de vie en fatigue oligocyclique. Au niveau « intermédiaire », une chaîne de calcul automatisée des attaches pales – disques a été développée en s’appuyant sur les observations précédentes. Au niveau « global », des plans d’expériences lancés sur la chaîne de calcul ont permis d’obtenir une base de données exploitée pour construire des métamodèles. Ceux-ci ont été finalement intégrés dans une maquette d’outil d’aide à la décision exploitable en pré-dimensionnement et en suivi de fabrication / In most turbine engines, blades are mounted on discs by mechanical attachments called "fir-tree links". These interfaces transmit loads up to 50,000 N at temperatures between 550 and 750°C. Their resistance to various stresses must be ensured throughout the engine life in service. They should also allow the blades installation and removal during the various maintenance operations. To design and size these attachments, several methodologies are used. They are characterized by various levels of relevance, time and implementation costs. In all cases, their objective is to verify that the functions of the blade – disc link will be insured for the current combination of input variables. These thesis works have sought to propose models and tools for different levels of study. At the “expertise” level, which corresponds to the detailed study of potential link failures, three subjects were treated: blade mounting probability evaluation, disc teeth creep life calculation, low cycle fatigue life assessment of the links. For the "intermediate" level, an automated calculation chain was developed based on previous observations. At the "global" level, designs of experiments launched on the previous built calculation chain have furnished a database used next to build metamodels. These surrogate models were finally integrated into a decision support tool, dedicated to early design and production monitoring. For each case, industrial applications have been processed in order to evaluate the proposed methodologies

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-02-26T12:36:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO versão digital - MARIA LUIZA DUARTE - 2015 - DISQUE 100 E PROTEÇÃO SOCIAL.pdf: 2870434 bytes, checksum: 426c291d9c8b764cb3aa28d3b22d4d90 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T12:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO versão digital - MARIA LUIZA DUARTE - 2015 - DISQUE 100 E PROTEÇÃO SOCIAL.pdf: 2870434 bytes, checksum: 426c291d9c8b764cb3aa28d3b22d4d90 (MD5) Previous issue date: 2015-05-07 / O Disque 100 é um serviço nacional de recebimento de denúncias e tem como objetivo interromper a situação revelada, proteger a vítima e responsabilizar as/os autores/as da violência. O serviço está fundamentado no arcabouço legal de proteção às crianças e adolescentes no Brasil e nas produções científicas dos principais pesquisadores na área de violência contra essa população no país. A pesquisa foi desenvolvida no município de Olinda e o objetivo foi analisar a contribuição do Disque 100 para a efetividade da proteção social de crianças e adolescentes vítimas de violência no município. O estudo foi orientado pelo método materialista-histórico-dialético e a teoria social de Marx. Para tratamento dos dados, utilizou-se a análise de conteúdo sistematizado por Laurence Bardin. A violência é entendida enquanto fenômeno presente na história do ser humano, mas a pesquisa deteve-se ao processo de agravamento da violência nas relações sociais que se estabelecem no modo de produção capitalista no século XX e início do XXI. O Disque 100 é entendido como parte da política de proteção social de crianças e adolescentes vítimas de violência. As primeiras iniciativas de políticas de proteção social para infância uniram a cultura política brasileira, autoritária, clientelista, populista e a necessidade de ofertar algum nível de proteção social, ainda que marcado pelo controle, punição e assistencialismo à população infanto-juvenil pobre. A política era destinada àqueles que se encontravam em situação irregular, os “menores”, objeto da ação da família, igreja, Estado e sociedade em geral. Com o fim da Ditadura Militar, em 1985, o Brasil foi alvo da efervescência dos movimentos sociais. Dentre suas ações, surgiram organizações e grupos de lutas pelos direitos de crianças e adolescentes, influenciados pelos preceitos do Sistema Internacional de Direitos Humanos. Deste processo, são conquistados os artigos 227, 228 e 229 da Constituição Federal, o Estatuto da Criança e do Adolescente e um conjunto de leis e políticas que moldam a proteção social destinada à infância e adolescência na década de 1990 e na primeira década do século XXI, numa profunda alteração de seus paradigmas. Apesar dos avanços legislativos, as elites e governantes brasileiros consentiram com a submissão do país às determinações do Consenso de Washington, que, entre outras características, exigiu a diminuição do Estado nas políticas sociais. No contexto atual, de consolidação do Estado neoliberal, a violência permanece em ascensão, configurando uma endemia na vida de crianças e adolescentes, e são desenvolvidas experiências de enfrentamento ao problema, dentre elas o Disque 100. Foram realizadas revisão da literatura acerca das principais categorias pertinentes; análise de relatórios estatísticos produzidos pelo Disque 100 e de 38 formulários de denúncias de Olinda; além de entrevista semiestruturada com os principais operadores locais da denúncia. Ao final da pesquisa, identificamos que o serviço depende da rede de atendimento disponível no município para efetivar a proteção social e vem se constituindo como espaço de grito e de questionamento da violência estrutural e doméstica, fortalecendo o reconhecimento desta como problema social que demanda medidas diversas e urgentes por parte do Estado. / Dial 100 is a national denouncement service aiming to stop perpetrators of violence and protect victims. The service is based on the legal framework for protection of children and teens in Brazil and on scientific productions by the leading researchers in the area of violence against children and adolescents in the country. The locus of the research was the city of Olinda and the objective was to analyze the contribution of Dial 100 for the effectiveness of social protection of children and adolescents who are victims of violence in that city. The study was guided by the materialistic, historical and dialectical method and the social theory of Marx. The data collected was analyzed using Laurence Bardin’s method. Violence is understood as a phenomenon always present in the history of man, but the research focused on the process of worsening violence in social relations that are established in the capitalistic mode of production in the 20th century and early 21st century. Dial 100 is understood to be part of the social protection policy of child and adolescent victims of violence. The first initiatives of social protection policies for children mixed the Brazilian political culture, authoritarian, clientelist, populist and the need to offer some level of social protection, although marked by control, punishment and a paternalistic welfare system for poor children and adolescents. The policies were intended for those in an irregular situation, the "minors", who should be controlled by family, church, state and society in general. With the end of the military dictatorship in 1985, Brazil was the target of effervescent social movements, organizations and groups fighting for the rights of children and teenagers, influenced by the precepts of the international human rights system. In this process, articles 227, 228 and 229 of the Federal Constitution, the Statute of Children and Adolescents and a set of laws and policies have shaped the social protection intended for children and adolescents in the 1990s and the first decade of the 21st century, a radical change of paradigms. Despite legislative advances, the Brazilian elites and rulers consent to the submission of the country to the Washington Consensus determinations, which, among other features, requires the reduction of State influence in social policies. In the current context of consolidation of the neoliberal state, violence remains on the rise, setting an endemic disease in the lives of children and adolescents. New experiences are developed to cope with the problem, among them Dial 100. A literature review was performed on the main relevant categories; statistical reports produced by Dial 100 and 38 complaint forms were used, as well as semi-structured interviews with key local operators of the denouncement service. At the end of the research it was identified that the service depends on the social safety net available in the city to carry out the social protection and has becoming a space for questioning and discussing structural and domestic violence, strengthening the recognition of these as a social problem that requires strong measures.

Cette thèse explore la formation, l’évolution et la structure des galaxies spirales à l’aide de simulations, en mettant l’accent sur le disque. Elle s'appuie sur nos simulations hydrodynamiques à N-corps mettant en scène une fusion majeure entre deux galaxies à disque à haut redshift, chacune en possession d’un halo de gaz chaud. Les disques des progéniteurs sont détruits par la fusion, et un disque étendu se forme dans la galaxie ainsi obtenue à partir d’étoiles nouvellement formées, la formation stellaire étant alimentée par le halo de gaz. A la fin de la simulation, la nouvelle galaxie montre toutes les propriétés d’une galaxie spirale, prouvant pour la première fois avec des simulations comment une galaxie de type tardif peut être créée par une fusion majeure.Dans cette thèse sont analysées plusieurs propriétés des galaxies ainsi obtenues, comme la migration stellaire, la rotation angulaire de la barre, et les profils radiaux de densité surfacique. Ce dernier point en particulier constitue une partie importante de mon travail, le fit de ces profils permettant d'obtenir les grandeurs caractéristiques du disque. Nos disques montrent en effet un profil de type II (troncature vers le bas) dont il est possible d'extraire les longueurs d'échelle et le rayon de troncature. Le but est notamment de chercher ce qui module les valeurs de ces paramètres (ceux-ci étant très différents d'une simulation à l'autre), ainsi que les phénomènes à l'origine de ce profil spécifique. Enfin, certains disques de type III (troncature du profil vers le haut) obtenus pour des simulations de galaxies isolées sont présentés et analysés, afin de comprendre leur provenance. / This thesis explores the formation, evolution and structure of spiral galaxies using simulations, with an emphasis on the disc component. It is based on our N-body/SPH simulations involving a major merger between two disc galaxies at high redshift, both in possession of a hot gaseous halo. The discs of the progenitors are destroyed by the merger, and a well-extended disc forms in the remnant galaxy from newly born stars, star formation being fuelled by the gaseous halo. By the end of the simulation, the remnant galaxy shows all the properties of a spiral galaxy, proving for the first time in simulations how a late-type galaxy can be created from a major merger.In this thesis, several properties of the remnant galaxy are analysed, such as the stellar migration, the bar pattern speed, and the surface density radial profiles. This last point in particular represents a significant part of my work, using fits of the profiles to obtain the characteristic parameters of the disc. Our discs show a type II profile (downbending truncation), so that we can derive their scalelengths and truncation radius. The goal is to understand what determines the values of these parameters (which are very different from one simulation to another), as well as the origin of this specific profile. Finally, some type III discs (upbending truncation) obtained for simulations of isolated galaxies are presented and analysed, in order to investigate their formation mechanism.

L'étude de la composition chimique et de la cinématique des étoiles de la Voie Lactée est essentielle afin de comprendre comment les grandes structures de notre Galaxie se sont formées. Les étoiles de faible masse gardent en mémoire dans leur atmosphère la composition chimique du milieu interstellaire dans lequel elles sont nées, et leur cinématique est essentielle afin de caractériser les différentes populations stellaires. Dans cette thèse, nous étudions le disque galactique, composante majeure de notre Galaxie. Dans le cadre de la mission spatiale Gaia, nous avons développé une procédure automatique de mesure d'abondances chimiques, GAUGUIN, utilisée dans le cadre du Gaia-ESO Survey GES (abondances chimiques d'éléments alpha et du pic du fer pour 10000 étoiles) et du projet AMBRE (abondances de lithium pour 7300 étoiles). GAUGUIN va être intégré au pipeline d'analyse des spectres RVS de Gaia. Nous avons étudié l'évolution des dispersions des vitesses dans le disque galactique en fonction du [Mg/Fe], utilisé comme proxy de l'âge. A partir de 6800 étoiles de GES, nous avons détecté la présence d'étoiles du disque épais cinématiquement froides mais avec des valeurs élevées du rapport [Mg/Fe], donc possiblement âgées. Dans le contexte d'un milieu turbulent, nous discutons la présence de ces étoiles dans le cadre des différents modèles de formation du disque galactique. Nous avons également montré que l'abondance du lithium dans le disque montre une croissance avec la métallicité sur le domaine -1<[M/H]<+0 dex et décroît pour les métallicités super-solaires. Enfin, le disque mince et le disque épais seraient caractérisés par des évolutions chimiques différentes en abondance de lithium. / Studying both the chemical composition and kinematics of Milky Way stars is essential to understand how big structures of our Galaxy are formed. Indeed, low-mass stars retain in their photosphere the chemical composition of the interstellar medium is which they were born. Additionally, the kinematics are essential to characterize stellar populations. In this thesis, we focus on the galactic disc, a major component of the Milky Way. In the context of the Gaia mission, we have developed an automatic procedure GAUGUIN, devoted to deriving chemical abundances. We first applied our method to the Gaia-ESO Survey (GES) data to derive alpha and iron-peak chemical abundances for 10000 stars. We then derived lithium abundances for 7300 stars from the AMBRE project. GAUGUIN is well adapted to massive spectroscopic surveys, both in terms of computation time and accuracy. GAUGUIN will be soon integrated into the RVS DPAC analysis pipeline of the Gaia mission. We studied the velocity dispersions in the galactic disc as a function of the [Mg/Fe] ratio, used as an age proxy. Thanks to 6800 GES stars, we detected thick disc stars with cool kinematics and high [Mg/Fe] ratio, so presumably old. In the generally turbulent context of the primitive galactic disc, this thesis places these results in the framework of the different disc formation and evolution scenarios. We also showed that the lithium abundance in the galactic disc increases as a function of the metallicity in the domain -1<[M/H]+0 dex and decreases at super-solar metallicities. Finally, the thin and the thick discs could be characterized by different lithium abundance evolutions.

Le bulbe Galactique, est cruciale pour comprendre les processus physiques responsables de la formationde la galaxie. L'étude spectroscopique des étoiles vieilles de faible masse permettre de caractériser endétail la chimie et la cinématique du bulbe. Dans cette thèse, nous avons utilisé des données provenantdu Gaia-ESO survey pour mener une étude détaillée du système du disque ainsi que du bulbeGalactique. La distribution de métallicité du bulbe est bimodale. La population riche en métaux montreune cinématique typique de la barre. Elle présente une caractéristique de double RC et recouvre laséquence du disque mince à haute métallicité dans le plan [Mg/Fe] vs. [Fe/H]. Nous associons cesétoiles avec celles de la barre formée à la suite de l'évolution séculaire du disque mince primordial.D'autre part, la population pauvre en métaux présente une cinématique chaude et ne participe pas à laforme en X du bulbe. Ces étoiles semblent imiter la distribution de celles du disque épais dans le plan[Mg/Fe] vs. [Fe/H]. Quand nous comparons la position en métallicité du genou de cette distribution,qui se trouve à [Fe/H]=-0.37+/-0.09 dex, elle est plus élevée de 0.6 dex par rapport au disque épais. Unmodèle d'évolution chimique permet de bien ajuster cette distribution pour les étoiles du bulbe ensupposant un épisode de formation stellaire rapide (<1 Gyr) et intense. L'origine du bulbe pauvre enmétaux reste encore relativement incomprise, mais divers projets futurs devraient permettre de faire ladistinction entre les processus violents ou ceux liés à une évolution séculaire qui ont pu contribuer à saformation / The Galactic bulge, as a massive and old Galactic component, is key to understand the physicalprocesses responsibles for the formation of the Galaxy. The spectroscopic study of long lived low massstars represents an opportunity to characterize the detailed chemical and kinematical patterns of theeventual mix of stellar populations building up the bulge. In this thesis we made use of data comingfrom the Gaia-ESO survey to conduct a detailed analysis of the disk system as well as bulge stellarpopulations. The bulge metallicity distribution function is bimodal. The metal-rich population exhibitsbar-like kinematics, displays the double RC feature and overlaps the metal-rich end of the thin disksequence in the [Mg/Fe] vs. [Fe/H] plane. We associate these stars with the bar X-shape bulge formedas the product of secular evolution of the early thin disk. On the other hand, the metal-poor populationpresents isotropic hot kinematics and does not participate in the X-shaped bulge. When compared to thethick disk, bulge stars seem to mimic their distribution in the [Mg/Fe] vs. [Fe/H] plane. Whencomparing the metallicity position of the so called ``knee'', that of the bulge is found to be at [Fe/H]=-0.37+/-0.09 dex, being 0.6 dex higher than that of the thick disk. A chemical evolution model suitablyfits the whole bulge sequence by assuming a fast (<1 Gyr) intense burst of star formation taking place atearly epochs. The origin of the metal-poor bulge still remains unconstrained, but further research shouldallow to distinguish between violent processes or secular evolution for its origin

La conception de turboréacteurs présente de plus en plus de défis. Le respect de l'environnement, naturel et sonore, est devenu un enjeu majeur pour les motoristes car il devient un argument de vente important et une condition sine qua non afin de valider les futures normes en aviation. Dans ce contexte, il est devenu nécessaire d'étudier et de prédire les différentes sources de bruit d'un turboréacteur pour les inclure dans sa conception. Parmi ces différentes sources de bruit, celle de la chambre de combustion est méconnue et devient une source de bruit aval de plus en plus importante dans les phases d'approche et de croisière où le bruit de jet a été significativement réduit. Nous pourrons aussi nous intéresser aux modes de conduit générés par les interactions rotor-stator des différents étages de compresseurs et de turbines en amont et aval de la chambre de combustion respectivement. L'effet de masquage étant réduit par la diminution du nombre d'étages de turbines, il est donc nécessaire d'évaluer la transmission et la réflexion des ondes acoustiques (responsables du bruit direct) mais aussi entropiques et de vorticité (responsables du bruit indirect) issues de la combustion ainsi que des modes de conduit à travers les étages de turbines d'un turboréacteur. L'objectif, dans le cadre de la Chaire de recherche en acoustique appliquée à l'aviation en collaboration avec Pratt & Whitney Canada, est de développer un modèle de pertes par transmission valide autant pour les basses fréquences (chambre de combustion) que pour des fréquences plus élevées (interactions rotor-stator). Différents niveaux de modélisation sont utilisés à partir de disques actifs ou semi-actifs. Ces théories sont utilisées pour les très basses fréquences en considérant que l'espace inter-aubes et la corde du profil sont faibles devant la longueur d'onde. Les théories plus complexes prennent en compte une corde non négligeable et donc des fréquences plus élevées. Parmi les modèles existants dans la littérature, nous avons choisi de sélectionner deux modèles en particulier. Tout d'abord un modèle de disque actif pour prendre en compte la déviation de l'écoulement par les aubes puis un modèle de grille d'aubes pour prendre en compte la corde et l'espace inter-aubes. L'objectif est de coupler ces deux modèles afin de prendre en compte tous les effets intervenant dans la transmission des ondes à travers les étages de turbines d'un turboréacteur.

Ce mémoire a pour but d'étudier les propriétés des solutions à l'équation aux valeurs propres de l'opérateur de Laplace sur le disque lorsque les valeurs propres tendent vers l'in ni. En particulier, on s'intéresse au taux de croissance des normes ponctuelle et L1. Soit D le disque unitaire et @D sa frontière (le cercle unitaire). On s'inté- resse aux solutions de l'équation aux valeurs propres f = f avec soit des conditions frontières de Dirichlet (fj@D = 0), soit des conditions frontières de Neumann ( @f @nj@D = 0 ; notons que sur le disque, la dérivée normale est simplement la dérivée par rapport à la variable radiale : @ @n = @ @r ). Les fonctions propres correspondantes sont données par : f (r; ) = fn;m(r; ) = Jn(kn;mr)(Acos(n ) + B sin(n )) (Dirichlet) fN (r; ) = fN n;m(r; ) = Jn(k0 n;mr)(Acos(n ) + B sin(n )) (Neumann) où Jn est la fonction de Bessel de premier type d'ordre n, kn;m est son m- ième zéro et k0 n;m est le m-ième zéro de sa dérivée (ici on dénote les fonctions propres pour le problème de Dirichlet par f et celles pour le problème de Neumann par fN). Dans ce cas, on obtient que le spectre SpD( ) du laplacien sur D, c'est-à-dire l'ensemble de ses valeurs propres, est donné par : SpD( ) = f : f = fg = fk2 n;m : n = 0; 1; 2; : : :m = 1; 2; : : :g (Dirichlet) SpN D( ) = f : fN = fNg = fk0 n;m 2 : n = 0; 1; 2; : : :m = 1; 2; : : :g (Neumann) En n, on impose que nos fonctions propres soient normalisées par rapport à la norme L2 sur D, c'est-à-dire : R D F2 da = 1 (à partir de maintenant on utilise F pour noter les fonctions propres normalisées et f pour les fonctions propres quelconques). Sous ces conditions, on s'intéresse à déterminer le taux de croissance de la norme L1 des fonctions propres normalisées, notée jjF jj1, selon . Il est vi important de mentionner que la norme L1 d'une fonction sur un domaine correspond au maximum de sa valeur absolue sur le domaine. Notons que dépend de deux paramètres, m et n et que la dépendance entre et la norme L1 dépendra du rapport entre leurs taux de croissance. L'étude du comportement de la norme L1 est étroitement liée à l'étude de l'ensemble E(D) qui est l'ensemble des points d'accumulation de log(jjF jj1)= log : Notre principal résultat sera de montrer que [7=36; 1=4] E(B2) [1=18; 1=4]: Le mémoire est organisé comme suit. L'introdution et les résultats principaux sont présentés au chapitre 1. Au chapitre 2, on rappelle quelques faits biens connus concernant les fonctions propres du laplacien sur le disque et sur les fonctions de Bessel. Au chapitre 3, on prouve des résultats concernant la croissance de la norme ponctuelle des fonctions propres. On montre notamment que, si m=n ! 0, alors pour tout point donné (r; ) du disque, la valeur de F (r; ) décroit exponentiellement lorsque ! 1. Au chapitre 4, on montre plusieurs résultats sur la croissance de la norme L1. Le probl ème avec conditions frontières de Neumann est discuté au chapitre 5 et on présente quelques résultats numériques au chapitre 6. Une brève discussion et un sommaire de notre travail se trouve au chapitre 7. / The goal of this master's thesis is to explore the properties of the solutions of the eigenvalue problem for the Laplace operator on a disk as the eigenvalues go to in nity. More speci cally, we study the growth rate of the pointwise and the L1 norms of the eigenfunctions. Let D be the unit disk and @D be its boundary (the unit circle). We study the solutions of the eigenvalue problem f = f with either Dirichlet boundary condition (fj@D = 0) or Neumann boundary condition ( @f @nj@D = 0; note that for the disk the normal derivative is simply the derivative with respect to the radial variable: @ @n = @ @r ). The corresponding eigenfunctions are given by: f (r; ) = fn;m(r; ) = Jn(kn;mr)(Acos(n ) + B sin(n )) (Dirichlet) fN (r; ) = fN n;m(r; ) = Jn(k0 n;mr)(Acos(n ) + B sin(n )) (Neumann) where Jn is the nth order Bessel function of the rst type, kn;m is its mth zero and k0 n;m is the mth zero of its derivative (here we denote the eigenfunctions for the Dirichlet problem by f and those for the Neumann problem by fN). The spectrum of the Laplacian on D, SpD( ), that is the set of its eigenvalues, is given by: SpD( ) = f : f = fg = fk2 n;m : n = 0; 1; 2; : : :m = 1; 2; : : :g (Dirichlet) SpN D( ) = f : fN = fNg = fk0 n;m 2 : n = 0; 1; 2; : : :m = 1; 2; : : :g (Neumann) Finally, we normalize the L2 norm of the eigenfunctions on D, namely: R D F2 da = 1 (here and further on we use the notation F for the normalized eigenfunctions and f for arbitrary eigenfunctions). Under these conditions, we study the growth rate of the L1 norm of the normalized eigenfunctions, jjF jj1, in relation to . It is important to mention that the L1 norm of a function on a given domain corresponds to the iv maximum of its absolute value on the domain. Note that depends on two parameters, m and n, and the relation between and the L1 norm depends on the regime at which m and n change as goes to in nity. Studying the behavior of the L1 norm is linked to the study of the set E(D) which is the set of accumulation points of log(jjF jj1)= log : One of our main results is that [7=36; 1=4] E(B2) [1=18; 1=4]: The thesis is organized as follows. Introduction and main results are presented in chapter 1. In chapter 2 we review some well-known facts regarding the eigenfunctions of the Laplacian on the disk and the properties of the Bessel functions. In chapter 3 we prove results on pointwise growth of eigenfunctions. In particular, we show that, if m=n ! 0, then, for any xed point (r; ) on D, the value of F (r; ) decreases exponentially as ! 1. In chapter 4 we study the growth of the L1 norm. Eigenfunctions of the Neumann problem are discussed in chapter 5. Some numerical results are presented in chapter 6. A discussion and a summary of our work could be found in chapter 7.

La gravitation joue un rôle important dans de nombreux domaines de l'astrophysique : elle assure notamment la cohésion et la stabilité des planètes, des étoiles et des disques. Elle est aussi motrice dans le processus d'effondrement de structure et conduit, dès lors qu'un moment cinétique initial est significatif, à la formation d'un disque.Ma thèse est consacrée à l'étude des disques de gaz, et plus particulièrement à la description du potentiel et du champ de gravité qu'ils génèrent dans l'espace et sur eux-mêmes (l'auto-gravitation). Bien que la force de Newton soit connue depuis longtemps, la détermination des interactions auto-gravitantes reste difficile, en particulier lorsque l'on s'écarte significativement de la sphéricité. La principale difficulté tient dans la divergence hyperbolique du Noyau de Green 1/(r'-r) et nécessite un traitement propre. L'approche théorique est intéressante car elle fournit de nouveaux outils (techniques numériques, formules approchées, etc...) qui peuvent aider à produire des solutions de référence et à améliorer les simulations numériques.Dans une première partie, nous introduisons le sujet, les notions et les bases essentielles. Le chapitre $1$ est consacré à une présentation succinte du contexte scientifique et aux motivations de notre travail. Dans le chapitre $2$, nous reproduisons dans ces grandes lignes le cheminement conduisant au développement multipolaire, à partir de l'équation de Poisson et de la formule intégrale de Newton. Il s'agit de l'une des méthodes les plus classiques permettant d'obtenir le potentiel gravitationnel d'un corps. Les deux systèmes de coordonnées les plus utilisées sont mis en avant : sphériques et cylindriques. A travers quelques exemples, nous montrons les limites de cette approche, en particulier dans le cas de l'auto-gravité des disques.Dans une deuxième partie, nous abordons le vif du sujet. Le chapitre $3$ présente l'approche basée sur les intégrales elliptiques que nous retrouverons dans l'ensemble du manuscrit (cas général d'abord, puis cas axi-symétrique). Dans le chapitre $4$, nous établissons un premier résultat concernant le noyau de Green dans des systèmes axi-symétriques et verticalement homogènes : une forme alternative et régulière du noyau, quelque soit le point de l'espace. Nous avons exploité cette nouvelle formule pour déduire une bonne approximation du potentiel des disques géométriquement minces, des anneaux et des systèmes faiblement étendus en rayon. Ceci fait l'objet du chapitre $5$.Dans une troisième partie, nous étudions les effets de bords sur la composante verticale du champ de gravité, $g_z$, causés par un disque mince axi-symétrique. Le chapitre $6$ est dédié à l'approximation de Paczynski \citep{pacz78}, qui permet traditionnellement d'exprimer le champ comme une fonction linéaire de la densité de surface locale. Cette approximation n'est en fait strictement valide que dans le cas du modèle du "plan infini", loin d'un disque réaliste. Près du bord externe des disques où la gravité décroit, l'approximation de Paczynski s'avère assez imprécise (facteur $2$ typiquement), et ne donne pas de bons résultats et doit être corrigée. Toujours dans l'hypothèse d'une homogénéité verticale de la densité, nous avons construit une expression pour $g_z$ qui tient compte de ces effets de bords. Le chapitre $7$ est consacré à ce résultat.Dans une dernière partie, nous relâchons l'hypothèse de symétrie axiale (le disque est discrétisé en cellules cylindriques homogènes). Nous nous sommes inspirés du travail d'\cite{ansorg03} afin d'exprimer, via le théorème de Green, le potentiel d'une cellule cylindrique homogène par une intégrale de contour. Ce résultat s'applique directement aux simulations de disques, où ceux-ci sont découpés en cellules cylindriques, chacune ayant sa propre densité.Une conclusion et quelques perspectives sont données en fin de manuscrit. / Gravitation plays an important role in many fields in astrophysics: it appears in the cohesion and stability of bodies such as planets, stars, disks and galaxies. In the Universe, the formation of most astrophysical objects involves disk-like configurations by a main process: the gravitational collapse. The structure and the evolution of these disks (protoplanetary disks, circumplanetary disks...), are an important stage in the process of the formation of stars, planets or satellites. It is therefore fundamental to understand their physics and develop appropriate tools. I devoted my Ph.D. to the computation of the gravitational potential and field of astrophysical disks. Although Newton's force is known for long, the determination of self-gravitating interactions inside bodies remains a difficult task. Strong deviations to sphericity require more efforts. The main difficulty is to manage properly the hyperbolic divergence of the Green kernel $\frac{1}{|r-r'|}$. In this purpose, the theoretical approach is interesting as it can provide powerful formulae and new tools, which can also help to produce reference solutions. So, I have investigated new methods able to treat this question as rigorously as possible.In a first part, chapter $1$ is devoted to the scientifc context and motivations. In the chapter $2$ we derive the well known multipole expansion in spherical and cylindrical coordinates from the Poisson equation and Newton's equation. We show the limits of these two developments in the context of astrophysical disks. In chapter $3$, we discuss the formalism based on elliptic integrals, its advantages and drawbacks, and we describe two methods which use this approach in the special case of axisymmetrical disks.In the second part, chapter $4$ is about the discovery of an alternate formula for the Green kernel, which involves regilar function. To obtain this result, we assume that the disk is vertically homogeneous (i.e., the density varies only with the radius), and that it is axially symetric. In chapter $5$, by using this new expression, we build an approximation for the potential in the special case of geometrically thin disks and rings, and another one for systems which are radially confined.In the third part, chapter $6$ is devoted to the study of edge effects on the vertical component of the gravitational field caused by a thin disk. According to Paczynski's approximation, the field is a linear function of the surface density \cite{pacz78}. This approximation is strictly valid only in the infinite slab model, while we are interested in a realistic disk. Close to the outer edges, where gravity decreases, Paczynski's approximation fails and must be corrected. By assuming again a density varying with the radius only, we have derived a new expression for the vertical component of gravitational field, which properly accounts of the presence of the edge of the disk. This is the main subject of the chapter $7$. In the last part (chapter $8$), we generalize the work by \cite{ansorg03}, valid under axial symmetry only. Using a similar approach, we built an expression for the self-gravitating potential of cylindrical cells, which is not known in closed form yet. This expression is made of a single integral over the boundary of the cell. This result can be applied in hydrodynamical simulations, where disks are usually discretised into homogeneous cylindrical cells, each cell having its own density.A conclusion and a few perspectives end the thesis.

Le procédé industriel d’extraction d'inuline consiste en une diffusion de longue durée et à température élevée. Ce procédé induit l’extraction des sucres mais également des impuretés. Les étapes de purification de jus deviennent alors plus complexes. Pour pallier à ces problèmes, il est essentiel de réduire la température de diffusion pour limiter l’extraction des impuretés. Récemment, la technique de champs électriques pulsés (CEP) a démonté ses avantages dans le domaine sucrier et également dans d’autres applications agro-alimentaires. L’objectif de ce travail de thèse est de d’optimiser et valider la faisabilité de cette techniques dans le cas de la chicorée. Une purification par filtration dynamique est envisagée et proposée pour remplacer la purification classique. Les résultats de l’extraction montrent qu’il est possible d’intensifier l’extraction de l’inuline par application de CEP. Le prétraitement des cossettes de chicorées à 600 V/cm et 50 ms, réduit de 20°C la température de diffusion (60°C au lieu de 80°C actuellement). Une économie d’énergie importante est réalisée (gain 90 kJ/kg chicory juice). La combinaison innovante d’un prétraitement électrique et un traitement thermique (chauffage ohmique) provoque une perméabilisation importante des cellules et permet de réaliser des diffusions « à froid ». Les analyses qualitatives de jus de diffusion classique et jus CEP montrent que la pureté des extraits CEP est plus élevée (87.2% vs 86.7%). Les essais de filtration sur membrane montrent que les performances de la filtration (pureté, flux, colmatage,…) dépendent énormément de l’origine de l’extrait. Le jus CEP contient moins d’impureté que le jus thermique, est donc plus facile à filtré. Cependant, col matage de membrane restent dans les deux cas important. Un module de filtration dynamique avec disque rotatif a été utilisé pour améliorer les performances de la filtration. Ce module a permit de réduire le colmatage des membranes, améliorer la pureté des extraits et atteindre des facteurs de réduction volumique important (10). / Industrial inulin extraction requires high temperature and long duration to ensure inulin productivity. In addition complex steps are necessary to purify extracted chicory juice and to obtain inulin with desirable purity. In order to avoid the extracting of inulin at high temperature, to obtain chicory juice with better quality and to purify chicory juice with more simple operation, pulsed electric fields (PEF) and membrane filtration were applied to this study : PEF was used to intensify inulin extraction from chicory roots. By pre-treatment of chicory slices at 600 V/cm, diffusion temperature at pilot scale can be decreased to 60oC from about 80oC (industrial extraction condition) to obtain comparable juice inulin concentration. Moreover, this moderate temperature diffusion brought out interesting energy savings compared to that of conventional diffusion. For the goal of extracting inulin at “cold” condition (for example 30oC) PEF induced combined electroporation/ohmic heating pretreatment was applied for chicory tissue denaturation. Better solute extraction was observed after effective damage of chicory tissue diffusivity.Juice extracted from PEF assisted diffusion (PEF juice) was confirmed had higher inulin purity and less impurity in comparison to juice from conventional thermal diffusion process. The juice was purified by membrane filtration in order to investigate a simple chicory juice purification method. Since it contains less impurity, dead-end filtration performance of PEF juice was significantly improved, with less membrane fouling and higher inulin purity in filtrate. However, permeate flux of membrane filtration was seriously restricted by the membrane fouling. In order to improve filtration flux, rotating disk module was introduced in this study for clarification and purification of chicory juice. Elevated shear rate of rotating disk (1500–2000 rpm) could effectively control or even eliminate membrane fouling and lead to satisfying carbohydrate transmission (98%) and desirable permeate flux even at high volume reduction ratio (10). In view of energy saving, optimization of RDM assisted chicory juice filtration was carried out and yielded optimal operation conditions to maximize average flux and minimize specific energy consumption.

L’objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles solutions matériaux moins sensibles à la fissuration par fatigue thermique induite en frottement, première cause de remplacement des disques de frein de véhicule « poids lourd ». Les performances en freinage doivent être équivalentes à celles obtenues avec le couple de matériaux actuels : disque de frein en fonte à graphite lamellaire- garniture en matériau de friction composite à matrice semi-métallique. L’étude repose sur une approche multidisciplinaire des phénomènes et des couplages induits en freinage. Elle comporte quatre parties : la première partie expose les principaux enjeux industriels et scientifiques du freinage des véhicules « poids lourds » ; la seconde développe une approche modèle-expérience originale pour caractériser les sollicitations de freinage conduisant à la dégradation de disques de frein échelle 1 en fonte à graphite lamellaire ; enfin les nouvelles solutions matériaux considérées sont évaluées suivant une étude tribologique (troisième partie) et en cyclage thermique (quatrième partie), développée en laboratoire / This PhD thesis was carried out with the aim of developing new materials for truck brake discs, so as to increase disc lifespans. Premature failure is the major problem encountered in the operation. Braking performances of new materials should be equivalent to those obtained with the current material couple: lamellar grey cast iron brake disc and commercial semi-metallic brake lining material. To do this, the study is divided in four parts: Firstly, major industrial and scientific aspects in braking are identified in literature and with investigations on truck brake discs used on road. Next, a coupled numerical-experimental approach enable us to characterize thermomechanical loadings induced by braking and leading to damage mechanisms of the lamellar grey cast iron disc. Finally, two aspects of new materials solutions are investigated in laboratory: tribological behaviour and thermal cycling behaviour