La conception et la réalisation des tests de qualification des engins propulsés nécessitent une connaissance du comportement mécanique des matériaux utilisés pour leur fabrication. Dans ce cadre, une large gamme de vitesses de sollicitation est à considérer, intégrant de nombreuses situations de service des propergols solides. La connaissance de leur comportement doit permettre de prédire les risques associés à une sollicitation imprévue (conditions de transport difficiles, chute). La méthodologie usuelle consiste en la caractérisation des matériaux par un ensemble d’essais de traction uniaxiale, d’essais de DMA et d’essais de traction sous pression pour identifier les paramètres du modèle numérique (HRVM). Cependant, il a été indiqué que la méthodologie usuelle ne permettait pas la réalisation de simulations numériques satisfaisantes lorsque la vitesse de déformation est supérieure à 50 s−1. Ce travail de thèse propose des nouvelles techniques de caractérisation expérimentale permettant de compléter les résultats existants pour une gamme de vitesse de l’ordre de 100 s−1. Des essais originaux assurant des modes de sollicitations dynamiques et homogènes ont été mis au point et validés. Par exemple, un montage expérimental de traction uni-axiale rapide a été conçu pour la caractérisation d’un élastomère composite à matrice p − BHT hautement chargé de particules rigides (une distribution de CaCO3 et une autre d’aluminium). Parmi les autres essais développés, un essai de cisaillement hétérogène d’impact sur tranche a été adapté, cet essai permet d’apprécier l’état d’endommagement dans le matériau pendant et suite à l’impact. Les paramètres de comportement quantifiés dans la gamme de vitesse de déformation prospectée ont été intégrés à la bibliothèque des paramètres existante. Les premières simulations numériques intégrant ces nouveaux paramètres ont permis d’étendre l’utilisation du modèle de comportement utilisé par Ariane Group. / The design and qualification tests of rocket motors require knowledge of the mechanical behavior of the materialsused to manufacture them. In this aim, a large range of strain rates have to be considered, this range integratemany solid propellant service situations. Knowledge of their behaviour should make it possible to predict the risksassociated with unexpected stress on propelled vehicles (difficult transport conditions, falls). The usual methodologyuses both numerical and experimental approaches. This methology is based on several uniaxial tesile tests, DMA andtensile tests under pressure to identify the parameters of the constitutive law (HRVM). However, it was indicatedthat the usual method did not allow satisfactory numerical predictions to be performed when the strain rate isgreater than 50 s−1. This PhD work proposes new experimental characterization techniques to complement existingresults for a range of strain rates of about 100 s−1. Original tests ensuring dynamic and homogeneous loadingshave been developed. A dynamic tensile test has been designed to characterize composites elastomers highly filled(CaCO3 and aluminum). A heterogeneous dynamic shear test of edge-on impact has been also adapted, this testmakes it possible to assess the state of damage in the material during and after the impact. The material parametersquantified with new mechanical tests have been integrated into the existing parameter library. The firsts numericalsimulations using these new parameters have made it possible to extend the practice of numerical model used byAriane Group.

L’augmentation des infections causées par des pathogènes résistants aux médicaments est devenue un problème de santé majeur dans le monde entier qui impose le développement de nouvelles stratégies destinées à empêcher la formation de biofilms et à éliminer les bactéries. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse a été la préparation de nanostructures complexes pour contrôler l’adhérence des cellules à des surfaces et inactiver les bactéries pathogènes. Ainsi, nous proposons différentes approches qui consistent en l’utilisation de : i) une couche micro-structurée de polystyrène polymérisé à l’aide d’un plasma (pPS), ii) la thérapie photodynamique à base de nanoparticules hybrides activées par un rayon laser dans le proche infrarouge (NIR) et iii) des nanoparticules de carbone fonctionnalisées par l’ampicilline, comme solutions possibles pour éliminer les bactéries. / The increase of infections by multi-drug resistant pathogens has become an important worldwide healthcare issue that requires the development of new strategies to prevent biofilm formation and to kill bacteria. In this context, the aim of this thesis was the design of complex nano-structures to control cells adhesion to surfaces and to inactivate pathogenic bacteria. To this end, we propose different strategies relying on the use of i) micro-structured plasma polymerized styrene (pPS) films, ii) particle-based photodynamic therapy combined with a pulsed laser in the near infrared (NIR) region and iii) ampicillin-functionalized, fluorescent carbon dots (CDs) as possible solutions for bacterial killing. Firstly, we performed a detail characterization of pPS films used as substrates to study the behavior of biological systems.

Le Système de Surveillance International (SSI), destiné à vérifier l'application du Traité d'Interdiction Complète des Essais Nucléaire (TICE), est constitué de quatre réseaux de stations : sismologiques, hydroacoustiques, radionucléides et microbarométriques. Ces dernières enregistrent en continu les ondes infrasonores dans la bande de fréquence 0.02-4 Hz. Ces ondes se propagent dans l'atmosphère sur de longues distances à travers les guides résultant de la stratification naturelle des propriétés atmosphériques (température, densité, vents, ...) et représentent une source d'information pour comprendre la dynamique atmosphérique jusque dans la basse thermosphère. L'objectif de cette thèse est d'analyser dans quelle mesure les observations infrasonores peuvent être assimilées dans les modèles atmosphériques.Nous commençons par décrire l'atmosphère et ses mécanismes de circulation ainsi que les différentes techniques d'observations utilisées pour le développement des modèles atmosphériques. L'analyse descriptive de l'interaction des ondes infrasonores avec l'atmosphère permet de mettre en évidence l'intérêt des mesures infrasonores par rapport aux méthodes de mesures conventionnelles. Afin de rendre compte de ce potentiel nous développons un algorithme d'inversion afin d'estimer des paramètres atmosphériques dont le problème direct est traité par une méthode de tracé de rayons. Le développement des formes perturbatives des équations des rayons pour des perturbations du milieu de propagation, et plus particulièrement des paramètres de vents, est décrit en détail. Nous formulons et analysons le problème inverse au travers de différents cas d'études synthétiques visant à mettre en évidence les conditions d'applications de l'algorithme.Les résultats obtenus témoignent de la pertinence de notre approche et montre que l'apport des observations infrasonores peut-être significatif au niveau des altitudes de réfraction de l'énergie acoustique, c'est-à-dire à environ 50 km et entre 100 et 120 km d'altitude. / The International Monitoring System (IMS) designed to monitor compliance with the Comprehensive Nuclear Test-Ban Treaty (CTBT) uses four complementary verification methods : seismic, hydroacoustic, radionucleide and microbarometric stations spanning the entire globe. Microbarometric stations record continuously infrasonic waves in the frequency band 0.02-4 Hz. These waves propagate at long-ranges through atmospheric ducts resulting from the natural stratification of atmospheric properties (temperature, density, winds, ...) and represent a valuable information to understand atmospheric dynamic until the lower thermosphere. In this thesis, we seek to determine the possible contribution of infrasound observations for improving current atmospheric specifications.We describe the atmospheric media and its circulation mechanisms as well as the conventional observations used in the development of atmospheric models. A description of the interaction between infrasonic waves and the atmosphere help to understand the interest of microbarometric measurement compared with conventional observations. To highlight this potential we develop an inverse algorithm in order to estimate atmospheric parameters from infrasonic observations. The forward problem is handled by a ray-tracing algorithm. First-order perturbation equation resulting from perturbation of atmospheric properties, and especially wind parameters, are developped and numerically validated. We then analyse the inverse problem through several numerical experiments in order to show the capabilities and limitations of our algorithm.Results show the suitability of our approach and indicate that infrasonic observations can significantly improve current atmospheric specification at the altitudes of acoustic energy refraction, i.e. around 50 km and between 100 and 120 km.

En France, en 2005, le taux de pauvreté s'élevait à 9,6 % de la population active selon la définition de la pauvreté relative de l'Insee, soit 2,6 millions d'actifs pauvres. Le taux de pauvreté renseigne bien sur une proportion d'actifs pauvres à un moment donné, mais n'informe pas sur les mouvements d'entrées dans la pauvreté et de sorties de la pauvreté de la population active. Les outils de l'analyse démographique permettent une analyse longitudinale de ces phénomènes. Dans le cadre de ce travail, nous répondrons aux deux questions suivantes : - parmi les actifs ayant vécu, au cours d'une même période, l'entrée dans la pauvreté, quelle est la proportion de ceux qui sortent de la pauvreté ? - parmi les actifs ayant vécu, au cours d'une même période, la sortie de la pauvreté, quelle est la proportion de ceux qui retournent dans la pauvreté ? La définition de la pauvreté relative mesure en réalité un changement de position du ménage sur l'échelle des revenus et non une modification effective du niveau de vie. Dans ce cas, la définition de la pauvreté absolue que nous proposons paraît donc plus adaptée pour une étude longitudinale de la pauvreté. Parmi les actifs pauvres, 7 sur 10 travaillent. Bien que l'emploi protège de la pauvreté, il n'est pas une protection suffisante. La situation familiale est aussi un facteur à prendre en compte. Finalement, les risques de sortie de la pauvreté et les risques d'entrée dans la pauvreté dépendent des caractéristiques individuelles de la personne active mais se modifient également lorsque la personne active connaît un changement favorable ou défavorable de sa situation sur le marché du travail ou de sa situation familiale.

A l'heure actuelle, de nombreux projets d'utilisation de drones s'intéressent à la capacité des véhicules à alterner des phases de vols lentes et des phases de vol rapides. Cela permet entre autre, de traiter une plus grande diversité de missions que celles pouvant être accomplies par des avions conventionnels (approche de bâtiments, évolution en milieu urbain, prises de vue). Cette thèse s'intéresse à la commande de ce type de vecteur, avec l'application au VERTIGO, drone de type VTOL a rotors contrarotatifs et volets déflecteurs de flux. Sur la base d'une campagne en soufflerie, un modèle dynamique et cinématique a été développé. Les modèles obtenus ont permis d'étudier et de piloter l'engin sur un large domaine de vol (du vol stationnaire au vol d'avancement rapide). L'observation du comportement dynamique a conduit au choix de deux structures de pilotages pour couvrir toute l'enveloppe de vol ; une structure de pilotage à gains statiques auto séquencés de type retour d'´états longitudinaux et latéraux pour le vol d'avancement ; et une structure hiérarchique axe par axe pour le vol stationnaire et pseudo stationnaire, proche de ce qui peut être utilisé pour le pilotage des hélicoptères. Des outils d'analyse de robustesse (tel que la μ-analyse) sont utilisés pour prouver la stabilité de la boucle fermée tout au long des trajectoires en vol d'avancement. Un simulateur non linéaire a été développé pour implémenter les lois, analyser le comportement de l'engin durant la phase de transition et a permis une étude sur la génération de trajectoire optimale. Les algorithmes de pilotages ont ´et´e implant´es sur le calculateur embarqué et une campagne d'essais en vol indoor est également présentée.

La plupart des procédés de synthèse conduisent à des mélanges de produits et l'analyse de ces mélanges est une étape essentielle en chimie. Deux aspects importants en sont le dosage d'un composé d'intéret et son extraction du mélange. Les chimistes ont à leur disposition de nombreuses méthodes d'analyse dont le critère de reconnaissance est une propriété physicochimique. Ici les espèces constituant le mélange sont décrites comme des espèces réactives, caractérisées par leurs propriétés cinétiques. Le but de la thèse était de développer des méthodes théoriques de dosage et d'extracion, réalisables expérimentalement, permettant de singulariser, au sein d'un mélange, un système chimique caractérisé par ses propriétés dynamiques. Les systèmes considérés sont des réseaux de réactions chimiques linéaires et des réactions chimiques non linéaires. Leur dynamique est décrite à une échelle macroscopique. L'originalité de ce travail théorique est de mettre en évidence des phénomènes de résonance déterministe dans l'espace des constantes cinétiques, pour les systèmes simples, ou dans l'espace de paramètres dynamiques choisis, pour les réseaux. Dans cette approche, contrairement à la résonance déterministe classique, la fréquence de l'excitation est fixe et les paramètres dynamiques varient.

De nombreux systèmes physiques peuvent être décrits par des modèles unidimensionnels (1D). C'est le cas de certains gaz d'atomes ultrafroids: dans les bonnes conditions leur dynamique a lieu suivant une seule dimension spatiale.<br />Je me suis intéressée à l'étude de quelques aspects des systèmes intégrables à 1D. D'abord je présente une étude de l'état fondamental d'un système de fermions 1D à 2 composants en interactions de contact répulsives. J'utilise l'ansatz de Bethe pour calculer le diagramme de phase du système homogène. Je prends ensuite en compte un piège harmonique et je montre que les atomes s'organisent en deux couches: une phase partiellement polarisée se trouve au centre du piège et une phase totalement polarisée aux bords.<br />Ensuite j'étudie des corrections dues aux effets de taille finie au gap du spectre d'excitations du modèle d'Hubbard 1D. J'obtiens deux termes correctifs aux résultats de la limite thermodynamique: un en loi de puissances inverses en la taille du système L, et un second exponentiel en L. Dans le régime de faible interaction ce deuxième terme peut être important.<br />Finalement j'étudie la réponse d'un système excité à la modulation temporelle de l'interaction entre atomes. Je considère le modèle de Lieb-Liniger et le modèle non-intégrable d'un gaz de fermions avec une impureté mobile. Je montre que le système non-intégrable est sensible à des excitations de fréquences de l'ordre de l'espacement moyen entre niveaux d'énergie, tandis que le système intégrable n'est excité que par des fréquences beaucoup plus grandes. Cet effet peut être utilisé comme test d'intégrabilité dans des systèmes mésoscopiques 1D et pourrait être observé expérimentalement.

Ce mémoire résume mes travaux dans 3 domaines reliés au "chaos quantique". J'y aborde tout d'abord les questions de répartition spatiale des fonctions propres de systèmes quantiques classiquement chaotiques. Dans une seconde partie, je résume mes travaux sur la distribution des résonances pour les systèmes de diffusion dont l'ensemble des trajectoires captées est fractal, et supporte une dynamique chaotique. Enfin, je mentionne des résultats obtenus sur les transformations chaotiques bruitées: l'étude du spectre, et de la relaxation vers l'équilibre de tels systèmes.

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Tout le contenu de ce mémoire est un travail en commun de l'auteur et de Xavier Buff.<br /><br />Pour theta nombre de Brjuno, soit r(theta) le rayon conforme du disque de Siegel de P_theta(z)=exp(i.2.pi.theta)z+z^2 et Phi(theta) la variante due à Yoccoz de la somme de Brjuno. Soit Upsilon(theta) = log r(theta) + Phi(theta). <br />Nous avons démontré précédemment que Upsilon possède un prolongement continu à R, et donné une formule explicite pour sa valeur aux rationnels.<br /><br />La conjecture de Marmi-Moussa-Yoccoz, toujours ouverte, est que la fonction Upsilon est 1/2-Höldérienne.<br /><br />Nous démontrons ici que l'exposant ne peut être amélioré : quel que soit l'intervalle I non vide, Upsilon n'est delta-Höldérienne sur I pour aucun delta>1/2. Sa variation sur I est également non bornée.<br />La preuve est basée sur un développement asymptotique en tout p/q de Upsilon(x_n) pour certaines suites de rationnels x_n tendant vers p/q.<br />L'étude d'un point parabolique et de ses perturbations se fait parfois par l'introduction d'un champ de vecteurs auquel la dynamique est comparée.<br />Nous introduisons un champ de vecteurs particulier qui permet d'une part de donner des estimations suffisamment fines pour effectuer le développement asymptotique de Upsilon(x_n) ; d'autre part de proposer une normalisation intéressante des coordonnées de Fatou d'un point parabolique, dont nous donnons quelques propriétés de base.<br />J'ai apporté un soin particulier à la rédaction de l'implosion parabolique, qu'il a fallu raffiner légèrement et adapter à notre champs de vecteurs.