La conception et le dimensionnement des structures stratifiées sont aujourd'hui globalement maîtrisés grâce à la théorie classique des stratifiés. Cependant, les problèmes de délaminage près des bords libres et des jonctions posent encore de nombreuses difficultés. En effet, dans ces zones, la discontinuité des propriétés mécaniques entre les plis d'orientation différente engendre des contraintes tridimensionnelles aux interfaces interlaminaires.L'objectif de ce travail est d'étudier expérimentalement les effets de bords et de mettre en évidence les paramètres susceptibles de les influencer. Pour cela la démarche a consisté à définir un protocole de mesure par corrélation d'images des champs cinématiques, à l'échelle des plis (échelle mésoscopique), sur le bord libre d'éprouvettes stratifiées sollicitées en traction.Trois matériaux de propriétés mécaniques et de microstructures différentes ont été étudiés ainsi que deux géométries d'éprouvettes : planes et avec sauts de plis. Des calculs par éléments finis ont permis de choisir la séquence [(15/-15)2]s pour laquelle les effets de bords sont les plus importants.Cette étude a permis de montrer l'existence de gradients de déplacements et de pics de déformations de cisaillement au voisinage des interfaces interlaminaires dont l'intensité dépend des gradients de propriétés mécaniques, de l'épaisseur de l'interface interlaminaire, et de la présence d'une discontinuité géométrique. D'autre part, les observations montrent l'apparition de fissures aux interfaces fibre / matrice à l'échelle microscopique le long des interfaces interlaminaires qui se traduisent à l'échelle mésoscopique par une évolution non linéaire du cisaillement

Ce travail présente des résultats expérimentaux obtenus dans une cavité différentiellement chauffée de 4 m de hauteur. Dans cette étude, des cartographies de température (microthermocouples) et de vitesse (LDV 2D et PIV standard) ont été établies pour des écoulements de convection naturelle turbulente à grands nombres de Rayleigh (4,0×1010 ≤ RaH ≤ 1,2×1011) tout en respectant l'approximation de Boussinesq. L'exploitation des résultats expérimentaux a, entre autre, permis de caractériser la stratification thermique au centre de la cavité ainsi que son évolution en fonction du nombre de Rayleigh pour différentes émissivités des parois passives. En outre, cette caractérisation a permis de connaitre les répartitions des flux échangés à la paroi, la typologie des écoulements au voisinage des parois actives et dans le plan vertical médian, ainsi que le cheminement du fluide dans la partie haute de la cavité. Ces résultats sont ensuite comparés à ceux obtenus dans d'autres cavités différentiellement chauffées de moindres dimensions étudiées antérieurement au laboratoire. L'ensemble de ces résultats montre une grande cohérence et nous permet de déterminer des lois d'évolution de la vitesse maximale atteinte dans la cavité et du transfert de chaleur aux parois en fonction du nombre de Rayleigh en régime laminaire et turbulent. En parallèle, une étude numérique 2D a été réalisée. Son objectif est d'étudier l'influence du rayonnement de surface ou volumique sur la structure de l'écoulement et sur les modes de transfert de chaleur. A cette fin, un module de transferts radiatifs a été implanté dans un code Volumes Finis de convection naturelle turbulente existant. La modélisation de la turbulence est réalisée par une approche LES avec un modèle de diffusivité de sous maille adapté à la convection naturelle. La partie rayonnement est traitée à l'aide d'un modèle de gaz gris par bande, associé à une méthode aux ordonnées discrètes. Une analyse de l'influence du rayonnement de parois et/ou de gaz sur les écoulements turbulents de convection naturelle est réalisée pour un nombre de Rayleigh de 1,21011.

Cette thèse a pour objet le développement d'un module d'utilisation des sols compatible avec le modèle NEMESIS, qui est un modèle économique détaillé de l'Union Européenne. Cette thèse a également pour objectif d'utiliser conjointement le modèle NEMESIS et le module d'allocation des sols pour analyser les effets de plusieurs politiques européennes et notamment leurs impacts sur l'économie et l'utilisation des sols. Le premier chapitre décrit d'une part la construction de la base de données d'utilisation des sols et d'autre part, explique le développement du module d'allocation des sols au niveau des États de l'Union Européenne, en utilisant des fonctions d'offre et de demande de terre agricole et un modèle d'expansion des terres urbaines. Le second chapitre traite, au travers de deux applications, du problème de la construction de scénarios en modélisation appliquée. Un premier scénario, construit suivant une approche dite tendancielle, est présenté de façon détaillée et analysé. Ce scénario sert également de référence pour les évaluations des politiques européennes. Une seconde application propose quatre scénarios élaborés suivant une approche dite " imaginative", c'est-à-dire en imaginant différentes possibilités d'évolution contrastée des principales variables motrices de la croissance économiques. Le troisième chapitre présente la construction et le fonctionnement d'une combinaison de différents modèles ou " chaîne de modèles ". Celle-ci sera utilisée pour l'évaluation économique et environnementale d'une politique de libéralisation de l'agriculture européenne avec ré-allocation des fonds aux contribuables ou à l'aide à la recherche et développement. Cette " chaîne de modèles " combinele modèle NEMESIS avec un modèle agricole détaillé (CAPRI), un modèle de gestion des forêts (EFISCEN )et un modèle détaillé d'allocation des sols (Dyna-CLUE). Enfin le dernier, et quatrième chapitre, présente, après la construction d'indicateurs sur l'utilisation des nutriments dans l'agriculture, l'évaluation des conséquences économiques de deux politiques européennes : d'une part, une politique de biodiversité caractérisée par l'augmentation des forêts protégées ou par une production agricole extensive et d'autre part une politique de soutien au développement des biocarburants au niveau européen.

La recherche en matière de sécurité automobile est en pleine expansion, notamment l'addition de radar anti-collision va permettre de mesurer la distance et la vitesse des obstacles.Notre étude porte sur un radar de type Duplex, constitué d'un réflectomètre "six-port". Le principe consiste à envoyer deux signaux hyperfréquences continus avec un faible écart fréquentiel. Par mélange des signaux reçus et émis, on trouve deux signaux Doppler approximativement de même fréquence mais avec une différence de phase. La mesure de celle-ci nous permet de déterminer la distance de l'obstacle. La vitesse relative sera calculée à partir de la fréquence Doppler d'un des signaux.Une simulation complète de notre système sous MATLAB est présentée. Cette simulation nous a permis d'étudier l'influence du rapport signal à bruit et de la phase de l'oscillateur local sur les performances du radar.Une validation expérimentale de cette étude à 2GHz, a été réalisée dans notre laboratoire par la mesure de la distance et de la vitesse d'une cible. Nous nous sommes également intéressés à la détection de la direction d'arrivée des signaux réfléchis par la cible. Nous présentons l'étude, la simulation et la mesure de celle-ci, ainsi que l'étude et la réalisation d'un réseau d'antennes patch. La détermination de cette direction d'arrivée a été faite en utilisant un réseau de circuits réflectomètres "five-port" ainsi que le réseau d'antennes patch, avec l'aide de l'algorithme MUSIC (Multiple Signal Classification). Finalement, nous étudions l'influence du bruit sur le système de détection de direction d'arrivée.

L'introduction de l'analyse modale dans le cadre de structures mécaniques non-linéaires semble paradoxale, car le domaine d'application des nombreuses méthodes regroupées sous ce terme, est limité aux systèmes qui peuvent être considérés comme linéaires. Cependant, l'obtention de bases modales par ces méthodes très répandues, est d'une très grande utilité dans le domaine de l'ingénierie à plusieurs égards : caractérisation dynamique des structures, prédiction des réponses, sous-structuration, recalage de modèles... La notion de mode de vibration a été étendue, dans les années 1960, à une certaine classe de systèmes non-linéaires. Les modes des systèmes linéaires sont alors un cas particulier des modes normaux non-linéaires définis comme des mouvements possédant des propriétés particulières et dont l'existence a été démontrée. Depuis, de nombreux développements, le plus souvent analytiques, ont été effectués dans l'étude des systèmes dynamiques à l'aide des modes normaux non-linéaires. Les structures réelles exhibent souvent des comportements non-linéaires et peuvent donc poser certains problèmes de modélisation et d'analyse. Il nous a semblé opportun de rechercher l'intérêt, les possibilités d'application et l'efficacité de méthodes basées sur des notions modales étendues au cas non-linéaire dans un contexte expérimental et industriel. Dans le cadre de ce travail, des méthodes de calcul des modes non-linéaires sont évaluées sur des modèles numériques de structures. Des techniques d'identification des modes non-linéaires dans le domaine fréquentiel sont proposées, appliquées à des cas expérimentaux puis industriels, sur lesquels auront été effectués des tests vibratoires adéquats. Nous montrons quelques possibilités dans le domaine de l'analyse expérimentale des structures vibrantes basée sur des notions modales non-linéaires.

Le problème d'allocation de ressources consiste à optimiser le coût global d'un système en répartissant selon diverses composantes une ressource contrainte par un budget. Chaque composante du système est régie par une loi reliant la ressource au coût qu'elle engendre. Cette description s'applique à de nombreux contextes dont les deux principaux évoqués ici sont issus du codage en communications numériques. Ainsi, les systèmes de codage de source par transformée ou de codage de canal à modulation multi-porteuses intègrent ce problème dans la recherche d'un point de fonctionnement optimal, s'adaptant bien à un formalisme commun. En communications numériques, différentes méthodes de résolution ont été élaborées au cours des quarante dernières années. Leur validité se limite souvent à des cas non-exhaustifs et leurs performances dépendent des caractéristiques des fonctions considérées. De plus, complexité et optimalité revêtent une importance particulière mais sont rarement optimisées de concert en raison des techniques de modélisation et des principes de recherche employés. Un des problèmes majeurs provient en particulier de l'existence de points dit "cachés" n'appartenant pas à l'enveloppe convexe du nuage global et souvent ignorés par les méthodes actuelles d'optimisation. Cette thèse propose d'aborder le problème d'allocation de ressources en communications numériques sous un angle nouveau et global. La reformulation complète du problème et de l'ensemble des concepts sous-jacents permet ainsi d'énoncer des critères propices à la description de quatre algorithmes novateurs.

La thèse présente les conclusions d'une étude sur les ajustements de la performance réalisée par des opérateurs dans le cadre des travaux de routine. Les résultats se présentent sous la forme d'une théorie et d'une méthode. Les ajustements sont les modifications apportées au flux naturel du travail pour éviter une situation considérée comme indésirable, pour compenser un manque temporaire de ressources, d'équipement, et de temps, ou pour établir ou maintenir le contrôle sur le fonctionnement d'un système socio-technique. La thèse décrit un certain nombre d'événements dans lesquels de tels ajustements ont eu lieu, et identifie les raisons des ajustements et leurs conséquences tant pour la sécurité que pour la productivité. L'identification de ces deux éléments dirige la recherche vers le développement d'une classification des ajustements en termes de conditions de travail, d'objectifs fondamentaux et d'effets observables. Cette classification peut être utilisée par toute personne intéressée par le maintien d'un juste équilibre entre la sécurité et la productivité, en indiquant les pratiques qui doivent être facilitées et améliorées, et celles qui devraient être réduites ou totalement évitées. La thèse s'appuie sur des données obtenues à partir de l'observation de diverses activités menées à bord de plates-formes de production de gaz naturel en mer du Nord. L'utilisation de la classification est décrite comme une méthode pour comprendre les ajustements de performances. Les recherches futures devrait aller dans le sens d'un affinage de la classification proposée ici, ainsi que dans le développement de méthodes pour appuyer la gestion des ajustements de performances.

L'objectif de ce travail de thèse est de prendre en compte à la fois l'hétérogénéité, l'anisotropie et des incertitudes dans la simulation 3D de la propagation d'ondes élastiques. Pour ce faire, dans un premier temps, on modélise le champ de propriétés mécaniques, ici le champ de tenseur d'élasticité, par un modèle de champ stochastique 3D des matrices définie-positives. La construction de ce modèle de champ est essentiellement fondée sur celle de Soize [2008]. Notre modèle conserve ainsi les propriétés principales du modèle de Soize comme le paramétrage minimal contrôlant l'amplitude de la fluctuation et la taille caractéristique de la variabilités patiale, le comportement local a priori arbitrairement anisotrope (anisotropie triclinique) et les propriétés mathématiques fondamentales. De plus, un nouveau paramètre est introduit dans ce modèle pour imposer un niveau d'anisotropie moyen souhaité. Dans un deuxième temps, on effectue des adaptations du code de calcul d'éléments finis spectraux, à savoir le code parallèle SPEC3D, afin d'une part de générer les réalisations du champ stochastique du tenseur d'élasticité et d'autre part de prendre en compte l'anisotropie dans la résolution numérique du problème élastodynamique. Des études paramétriques utilisant SPEC3D sont ensuite réalisées mettant en évidence les influences de l'anisotropie et des paramètres d'hétérogénéité sur la propagation d'ondes sismiques. En particulier, elles démontrent une dépendance directe entre la longueur de corrélation du champ de propriétés et le temps caractéristique d'apparition de la diffusion. Ce régime se manifeste par l'équipartition d'énergie entre les mouvements irrotationnels et rotationnels.

Lors du dimensionnement des turbomachines, les motoristes sont tenus par la réglementation de démontrer l'intégrité des pièces tournantes (disques et compresseurs) par un essai de survitesse : la pièce ne doit pas éclater sous l'effet du chargement mécanique et thermique avant la vitesse imposée par la réglementation. Cette exigence permet de garantir une marge de s'ecurité d'au moins 20 % entre la vitesse d'éclatement et les conditions normales de fonctionnement. L'évolution réglementaire permettra à terme d'utiliser des prévisions numériques préalablement validées par des essais. Les simulations, réalisées à l'aide de calculs élastoplastiques par éléments finis en grandes déformations, surestiment à l'heure actuelle la vitesse d'éclatement pour des pièces réalisées en Udimet 720, un superalliage à base de Nickel. Une prévision plus fiable de la vitesse d'éclatement nécessite une connaissance détaillée du comportement elasto-visco-plastique et du type de rupture du matériau. La prévision de la vitesse d'éclatement d'un disque en rotation est obtenue par analyse limite. Les paramètres du matériau influents sur cette vitesse limite sont dégagés dans cette étude. En conditions normales de fonctionnement, la température moyenne des disques est proche de 500°C. A cette température, l'effet Portevin Le Chatelier (PLC) apparait lors d'essais de traction sur des éprouvettes en Udimet 720. La simulation de cet effet nécessite l'utilisation d'un modèle de comportement tenant compte du vieillissement dynamique. Ce modèe entraine généralement une localisation de la vitesse de déformation sous forme de bandes. Une analyse de localisation a été effectuée dans le but d'utiliser ce modèle pour des disques en rotation. Il est démontré dans cette thèse deux résultats principaux au sujet de la simulation de l'éclatement des disques en Udimet 720 : (i) à la température ambiante, la vitesse d'éclatement est principalement influencée par le choix du critère de plasticité et par la contrainte limite à la rupture. (ii) à haute température (500°C), l'effet PLC change la réponse globale des disques sans pour autant modifier significativement leur vitesse d'éclatement. Cette thèse constitue le thème 3 du projet de recherche concerté entre Turboméca, l'Onéra, Snecma et le Centre des Matériaux - Mines Paris - ParisTech intitulé "Durée De Vie". Ce projet est supporté financièrement par la DGA et la DPAC.

L'évaluation de la durabilité des modélisation probabiliste de la lixiviation structures nécessite de prendre en compte la variabilité des propriétés du matériau. La thèse présente deux aspects principaux : d'une part une campagne expérimentale visant à quantifier la variabilité d'indicateurs du comportement du béton ; d'autre part le développement d'une modélisation simple de la lixiviation des bétons afin de mettre en œuvre des méthodes probabilistes pour estimer la durée de vie de structures liées notamment au stockage des déchets radioactifs. La campagne expérimentale consiste à suivre deux chantiers et à quantifier la variabilité de ces indicateurs, étudier leur corrélation et caractériser la variabilité des champs aléatoires des grandeurs considérées (notamment vis-à-vis d'une longueur de corrélation). Afin de dépouiller des essais de lixiviation accélérée au nitrate d'ammonium en s'affranchissant des effets de la température, un outil d'analyse inverse basé sur la théorie des réseaux de neurones a été élaboré. Des outils numériques simples sont présentés afin d'étudier la propagation de la variabilité dans des problèmes de durabilité, de quantifier l'influence de celle-ci sur la durée de vie des structures et d'expliquer la variabilité des différents paramètres d'entrée du modèle numérique et des grandeurs physiques du matériau.