Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Entwicklung eines bisher fehlenden rechnerischen Bemessungsverfahrens für die Sprengverdichtung von annähernd wassergesättigten, granularen Lockergesteinen. Gestützt auf experimentelle Erkenntnisse aus Modellversuchen mit Einzelsprengungen wird eine neue Hypothese zum Mechanismus von Verdichtungssprengungen aufgestellt. Ausgehend von den Erhaltungsgleichungen der mit dem Konzept der Volumenfraktionen erweiterten Theorie poröser Medien wird mit Hilfe einer deduktiven konstitutiven Analyse eine allgemeine, konsistente Theorie zum Verhalten von Lockergesteinen unter der Belastung von Sprengungen formuliert und durch Einbeziehen der Theorie der Hypoplastizität sowie weiterer induktiver konstitutiver Gleichungen in eine geschlossene, spezielle Theorie überführt. Die Anwendung der allgemeinen Theorie auf den Fall einer quasieindimensionalen Bewegung führt auf eine spezielle Nahfeldtheorie, deren numerische Lösung in guter Übereinstimmung mit den erzielten experimentellen Ergebnissen steht. Durch systematische Berechnungen wird der Einfluss von geotechnischen und sprengtechnischen Eingangsgrößen auf die Wirksamkeit von Einzelsprengungen in Böden untersucht und ein verbessertes Verfahren zur Dimensionierung von Verdichtungssprengungen wird vorgeschlagen.

The aim of this thesis was to investigate the impact of a direct oxygen injection as a potential remediation strategy for contaminated aquifers on a bench scale. The mass transfer between a multi-component trapped gas phase and a mobile water phase was studied. Column experiments with dynamically compressed sediments and a direct gas injection of pure oxygen gas were performed. In addition, a new developed kinetic multi-component model was used to describe the experiments. The amount of gas that could be captured in the pore space during direct oxygen injection and the time needed for a complete dissolution of the trapped gas phase were determined. Varying influences of different gases already dissolved in the mobile water phase on the dissolution process of a trapped oxygen gas phase were described for different flow regimes and confirmed by the model results. Finally, on the basis of the experimental and model results obtained in this thesis, predictions for an application of a direct oxygen injection in the field were discussed.

An lehmigen Modelldeichen mit beliebig variierbaren Hochwasserbelastungen wurde ein Monitoring mit einer hochauflösenden Seismik durchgeführt. Der Vergleich von Deichmessungen während des ungefluteten Zustandes mit Messungen bei hohen Wasserständen und starker Durchfeuchtung der Deiche zeigt einen starken Einfluss auf das seismische Wellenfeld mittels deutlicher Dämpfung der Signale in Bereichen des Deichkörpers mit hoher Durchfeuchtung und einer Abnahme der P-Wellengeschwindigkeiten mit zunehmender Durchfeuchtung des Deiches. Es konnte gezeigt werden, dass Dichte, Kompressions- und Schermodul einen Hauptteil der deutlichen Abnahme der P-Wellengeschwindigkeit mit zunehmendem Wassergehalt bewirken. Mit Laufzeit-Tomographien bei unterschiedlichen Hochwasserbelastungen lassen sich die verschiedenen Durchfeuchtungszustände der Modelldeiche nachvollziehen.

To get an improved understanding and knowledge of the processes and phenomena during the late phase of a core melt down accident the FOREVER-experiments (Failure of Reactor Vessel Retention) are currently underway. These experiments are simulating the lower head of a reactor pressure vessel under the load of a melt pool with internal heat sources. The geometrical scale of the experiments is 1:10 compared to a common Light Water Reactor. During the first series of experiments the Creep behaviour of the vessel is investigated. Due to the multi-axial creep deformation of the three-dimensional vessel with a non-uniform temperature field these experiments are on the one hand an excellent possibility to validate numerical creep models which are developed on the basis of uniaxial creep tests. On the other hand the results of pre-test calculations can be used for an optimized experimental procedure. Therefore a Finite Element model is developed on the basis of the multi-purpose commercial code ANSYS/Multiphysics®. Using the Computational Fluid Dynamic module the temperature field within the vessel wall is evaluated. The transient structural mechanical calculations are performed applying a creep model which is able to take into account great temperature, stress and strain variations within the model domain. The new numerical approach avoids the use of a single creep law with constants evaluated for a limited stress and temperature range. Instead of this a three-dimensional array is developed where the creep strain rate is evaluated according to the actual total strain, temperature and equivalent stress for each element. Performing post-test calculations for the FOREVER-C2 experiment it was found that the assessment of the experimental data and of the numerical results has to be done very carefully. A slight temperature increase during the creep deformation stage of the experiment for example could explain the creep behaviour which appears to be tertiary because of the accelerating creep strain rate. Taking into account both - experimental and numerical results - gives a good opportunity to improve the simulation and understanding of real accident scenarios.

Ce mémoire présente différents aspects du programme expérimental WA89 consacré à la spectroscopie des hadrons charmés et étranges et charmés, en utilisant un faisceau d'hypérons, et le spectromètre Oméga du hall ouest au CERN. Après avoir abordé des éléments de la physique du charme, les méthodes utilisées pour identifier, en ligne (trigger) et hors ligne (filtre d'événements) les particules Λ0 issus de la désintégration du charme sont détaillées. L'identification des mésons Ds dans les données est ensuite exposé ainsi qu'une estimation de la section efficace de production des mésons étranges et charmés.

Ce mémoire est une synthèse de mes activités postdoctorales au sein de l'expérience LHCb, en cours d'installation auprès du grand collisionneur de hadrons LHC au Cern, à Genève. Dans le chapitre 1, j'introduis les bases phénoménologiques nécessaires à l'étude de la physique des saveurs en montrant que cette dernière s'inscrit au coeur du modèle standard. Je rappelle les limitations de ce modèle. Puis j'explique comment la physique des saveurs en général, et plus particulièrement celle effectuée à LHCb, permet de rechercher de la nouvelle physique ou de la contraindre. Dans le chapitre 2, après une rapide présentation du détecteur LHCb, je présente le trigger de niveau zéro à muons, en développant deux aspects sur lesquels j'ai plus particulièrement travaillé: la résistance aux radiations des transmetteurs opto-électroniques et les performances physiques simulées du trigger. Le chapitre 3 synthétise les activités liées à l'étiquetage de la saveur des mésons B, activités dont je suis co-organisateur depuis mai 2005. Enfin au chapitre 4, après un rappel des progrès récents accomplis en physique des saveurs lourdes, je donne un aperçu des performances attendues de LHCb, pour quelques mesures clés. Je détaille notamment un aspect auquel j'ai pris part: la recherche de nouvelle physique dans les diagrammes pingouins b->s.

Ce mémoire d'HDR présente une synthèse des travaux que j'ai effectués depuis 7 ans pour la préparation de l'expérience D0 à Fermilab et l'analyse des données du collisionneur à hadrons Tevatron. Il présente deux thématiques principales : système de déclenchement et recherche de nouvelle physique, notamment la recherche de particules supersymétriques et du boson de Higgs du modèle standard.

Identifying the matter in the universe is one of the main challenges of modern cosmology and astrophysics. An important part of this matter seems to be made of non-baryonic particles. EDELWEISS is a direct dark matter search using cryogenic germanium bolometers in order to look for particles that interact very weakly with the ordinary matter, generically known as WIMPs. An important challenge for EDELWEISS is the radioactive background and one of the ways to identify it is to use a larger variety of target crystals. Sapphire is a light target which can be complementary to the germanium crystals already in use. Spectroscopic characterization studies have been performed using different sapphire samples in order to find the optimum doping concentration for good low temperature scintillation. Ti doped crystals with weak Ti concentrations have been used for systematic X ray excitation tests both at room temperature and down to 30 K. The tests have shown that the best Ti concentration for optimum room temperature scintillation is 100 ppm and 50 ppm at T = 45 K. All concentrations have been checked by optical absorption and fluorescence.<br />After having shown that sapphire had interesting characteristics for building heat-scintillation detectors, we have tested if using a sapphire detector was feasible within a dark matter search. During the first commissioning tests of EDELWEISS II, we have proved the compatibility between a sapphire heat-scintillation detector and the experimental setup.

Depuis le début du fonctionnement de HERA, la mesure de la luminosité est réalisée en détectant les photons de bremsstrahlung émis par les électrons dans la région d'interaction. En raison des nouvelles conditions de fonctionnement, un nouveau détecteur de photons pour le système de luminosité de H1 a été développé et installé dans le tunnel à 104 mètres du point d'interaction. L'objet de cette thèse est d'analyser les données enregistrées par le détecteur de photons et d'étudier les variations de la luminosité dans H1 au cours des prises de données. Les méthodes de calcul de l'échelle d'énergie et de l'acceptance présentées dans cette thèse permettent de déterminer ces grandeurs toutes les quatre minutes avec une précision de l'ordre de 0,5 pour mille pour l'échelle d'énergie et de l'ordre de 2 pour mille pour l'acceptance. La position et la largeur du faisceau sont également mesurées toutes les quatre minutes avec une précision de l'ordre de 0,01 mm pour la position et de l'ordre de 0,05 mm pour la largeur. Ces résultats permettent de calculer la luminosité instantanée toutes les quatre minutes avec une erreur de l'ordre de 6,5 à 9,5 pour mille. Ces résultats sont en cours de validation pour devenir la méthode standard dans H1.<br /><br />J'ai également étudié les événements Compton élastique. La diffusion Compton élastique est utilisée pour une mesure complémentaire de la luminosité car sa section efficace est connue avec une bonne précision et la signature des événements dans le détecteur H1 est facilement identifiable.

Depuis des siècles, les vernis apposés sur des œuvres anciennes sont constitués de résines naturelles. Ceux-ci se dégradent au cours du temps et modifient l'aspect visuel de l'œuvre. Les restaurateurs doivent donc alléger la couche de vernis à l'aide de solvants choisis selon la nature du vernis et n'altérant pas la couche picturale. L'identification des vernis est donc essentielle pour le choix solvant. Elle était, jusqu'ici obtenue par des analyses chimiques faites à partir de prélèvements. A l'aide de la fluorescence UV, nous avons développé une technique d'identification non-destructive des vernis, réalisable in-situ et donnant des résultats en temps réel. Cette méthode s'appuie sur la comparaison du spectre de fluorescence d'un vernis inconnu avec ceux d'une base de données de vernis de référence récents, vieillis artificiellement ou naturellement. Des exemples de reconnaissance des vernis sur plusieurs œuvres d'art du patrimoine sont présentés. Parallèlement, la séparation et l'identification des principaux fluorophores contenus au sein des résines ont été réalisées par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse utilisant l'ionisation par électrospray.