Le travail de la thèse porte sur l’analyse d’une activité de conception expérimentale réalisée par des élèves de 1ère S à l’aide d’un EIAH (Environnement Informatique pour l’Apprentissage Humain). Il vise à comprendre les rapports au savoir et à la démarche expérimentale établis par l’élève et l’enseignant face à ce type d’activité.Il s’agit de rendre compte des connaissances mobilisées par les élèves et de mesurer l’influence des supports proposés par un EIAH nommé LabBook. Il s’agit également de décrire la manière dont l’enseignant prend en charge les difficultés rencontrées par les élèves.A ce propos, une ingénierie didactique a été modélisée dans le cadre de la Théorie des situations didactiques (Brousseau, 1986). Cette ingénierie est ancrée dans la thématique de la « génétique » et plus précisément dans « l’expression du patrimoine génétique », domaine pour lequel on constate de nombreuses difficultés chez les élèves. Les analyses portent sur les productions des élèves, leurs réponses aux questionnaires (pré-test et post-test) et les interactions enseignant-élève produites tout au long du travail dans la situation.Ce travail a permis de mettre en valeur le rôle de l’élaboration des protocoles expérimentaux dans la modification du système des connaissances des élèves et de l’évolution de leurs connaissances relatives à la notion de gène et l’expression de l’information génétique. Les supports d’étayages implémentés dans LabBook offrent un potentiel aux élèves pour la mise en œuvre de la conception expérimentale. D’ailleurs, divers supports d’étayage ont été mis en place par les enseignants afin de prendre en charge les difficultés rencontrées par les élèves. L’étude de ces supports d’étayages permet d’élaborer des recommandations en vue de faire évoluer la plateforme LabBook et palier aux difficultés d’apprentissage des élèves. / The thesis work involves an analysis of the experimental design activity carried out by students of junior year of high school in sciences using a TEL environment (Technology Enhanced Learning). It aims at understanding how they relate to knowledge and to the experimental approach established by both student and teacher.The thesis gives an account of how the students mobilizes their knowledge and it measures the influence of learning supports proposed by a TEL named LabBook. It also focuses on how the teacher deals with the difficulties encountered by students.Regarding that matter, a didactic engineering was already modelled as part of the Theory of didactical situations (Brousseau, 1986). This engineering focuses on the thematic of "genetic" and more specifically on "the expression of the genetic heritage" - a problematic area for most students. The analyses deal with the students’ productions, their answers to questionnaires (pre-test and post-test) and the teacher-student interactions produced throughout the work in the situation.This work highlighted the role of experimental design in changing the students' knowledge system and the evolution of their knowledge about the gene concept and expression of genetic information. The scaffolds implemented in the LabBook platform offer the students a potential for the implementation of experimental design. Teachers themselves dealt with the difficulties encountered by their students by implementing various aids. The study of these scaffolds allows the development of useful recommendations to improve the LabBook platform so as to help students overcome their learning difficulties.

Les résines époxy renforcées par des nodules thermoplastiques sont largement utilisées dans les matériaux composites à matrice organique de l’industrie aéronautique. Dans le cas particulier des stratifiés, les résines époxy déterminent la résistance du milieu inter-laminaire au délaminage. Ce processus de décohésion macroscopique apparaît classiquement lors d’un impact dynamique et compromet fortement l’intégrité des structures composites légères. Pourtant, les modèles cohésifs actuels ne sont pas prévus pour la simulation du délaminage sous sollicitation rapide. Notamment, l’influence présumée de la dynamique sur la rupture du milieu inter-laminaire riche en résine époxy n’est pas prise en compte. Par conséquent, cette recherche consiste à caractériser l’initiation et la propagation de fissure dans une résine époxy sous chargement dynamique. Dans cet objectif, des éprouvettes entaillées sont fabriquées à partir de la résine époxy Hexply RM21 spécifique du domaine aéronautique. Un protocole expérimental est développé et validé afin d’estimer les ténacités d’initiation et de propagation d’une éprouvette chargée en flexion 3-points par un vérin hydraulique. Les essais réalisés démontrent que la ténacité dynamique augmente fortement avec la vitesse de propagation de fissure, à l’inverse de la ténacité d’initiation qui diminue avec la vitesse d’impact. Ces évolutions sont cohérentes avec les micrographies réalisées post-mortem qui présentent une augmentation des mécanismes de rupture. Finalement, une loi cohésive est définie et identifiée pour prendre en compte l’influence de la dynamique sur l’initiation et la propagation d’une fissure dans la résine époxy étudiée. / Epoxy resins toughened with embedded thermoplastic particles are classically used in the aeronautical composites manufacturing. As matrix into laminated composites, epoxy resins determine the delamination resistance of the interlaminar field. The delamination process is a large decohesion that often occurs during impact loadings and it critically compromises the integrity of the light weight composite structures. However, most of the cohesive zone models are not intended to simulate delamination under high rate loadings. In particular, these models do not consider the expected effects of loading rate on fracture behaviour of the resin-rich interlaminar field. Therefore, this research aims at characterizing crack initiation and propagation in epoxy resins under dynamic loadings. For that purpose, we manufacture notched specimens made of pure Hexply RM21 epoxy resin which is mainly used in aeronautics. An experimental procedure is developed and validated in order to estimate initiation and propagation fracture toughness on a 3-points bending test associated to a servo-hydraulic testing machine. Experimental results demonstrate that the dynamic fracture toughness highly increases with the crack propagation speed while the initiation toughness decreases with the impact velocity. These evolutions are consistent with post-mortem micrographic observations that show intensifying fracture mechanisms. Finally, a cohesive law is defined and identified to take into account the dynamic dependency of crack initiation and propagation in the considered epoxy resin.