Les glissements de terrain sont un des principaux facteurs d’érosion des chaînes de montagne. L’étude des facteurs de déclenchement et des paramètres contrôlant l’évolution des instabilités gravitaires est donc un enjeu très important dans la compréhension des processus de dénudation des reliefs et dans la prévention du risque naturel associé. De nombreuses instabilités gravitaires affectent la Chaîne Côtière de l’île du Nord de Nouvelle-Zélande. L’analyse détaillée du complexe glissé de Waitawhiti, situé au cœur du synclinal de Tawhero, a permis de mettre en évidence un mécanisme de glissement original dans ce domaine émergé de marge active. Les glissements du complexe sont bordés en bas de pente par des vallées profondément incisées, dont la direction est perpendiculaire à la direction de mouvement des glissements. Trois zones d’échappement de fluides, mettant en évidence la migration vers la surface de gaz thermogéniques, ont été découvertes dans la région. Ces fluides peuvent se trouver confinés à la base de niveaux silteux peu perméables, et ainsi entrer en régime de surpression. De telles surpressions réduisent de façon critique la résistance au cisaillement de ces niveaux peu perméables et facilitent alors le glissement de la couverture sus-jacente. De plus, les fortes incisions fluviatiles érodent les butoirs distaux et éliminent ainsi toute force résistant au mouvement en bas de pente des glissements.Des modélisations analogiques ont montré que la combinaison de surpressions de fluide et d’incision favorise le déclenchement de glissements, même le long de faibles pentes basales. Des failles normales se forment le long des flancs de la vallée, et se propagent ensuite de façon rétrogressive vers le haut de pente. L’étendue de la déformation augmente avec l’augmentation de la pression de fluide et/ou de l’angle de base. Nous avons également développé un modèle analytique de glissement afin de détailler les forces mises en jeu et l’impact de la pression de fluide sur l’évolution des glissements en l’absence d’un butoir distal. Les résultats analytiques montrent, à l’instar des modèles expérimentaux, que le mouvement peut être initié dans ce cas lorsque de faibles pressions sont appliquées à la base de la couverture potentiellement mobile. La longueur de glissement augmente quand la pression de fluide augmente.L’incision fluviatile conduisant à la mise à l’affleurement de niveaux soumis à des surpressions de fluide et dont la résistance au cisaillement est réduite, et à l’absence de résistance en bas de pente, est identifiée ici comme un facteur important de déclenchement d’instabilités gravitaires de grande ampleur. / Landsliding is a major erosional factor in mountain ranges. The study of the triggering factors and of the parameters controlling the evolution of gravitational instabilities is therefore an important stake in the understanding of the processes leading to the denudation of reliefs and in the prevention of the associated natural hazard. Multiple gravitational instabilities affect the Coastal Ranges of the North Island of New Zealand. The detailed analysis of the Waitawhiti sliding complex, located in the core of the Tawhero syncline, permits to reveal an original sliding mechanism in this emerged active margin setting.In this complex, the landslides are bounded downslope by deep-incised valleys having directions perpendicular to the sliding directions. Three gas seeps, evidencing upward migration of thermogenic gases to the surface have been discovered in the area. These fluids might be confined at the base of low-permeability siltstone layers, and be overpressured. Such fluid overpressure critically decrease the shear strength of these low-permeability layers and facilitate sliding of the overlying cover. Furthermore, deep fluvial incisions erode downslope buttresses, therefore removing any force resisting sliding at the base of the slope.Analogue modelling show that combined fluid overpressure and incision promote sliding, even on low-angle basal slopes. Normal faults form on the valley flanks, and propagate retrogressively upslope. The extent of the deformation increases with increasing fluid pressure and/or basal slope angle. We have also developed an analytical model of gravity sliding in order to detail the forces in presence and the influence of fluid pressure on the evolution of landslides in the absence of any downslope buttress. The analytical results show, as observed in the experimental models, that sliding might be triggered in this case where low pressures are applied at the base of the potentially mobile cover. The sliding-sheet length increases with increasing fluid pressure.Fluvial incision, leading to the exposure of mechanically weak layers subjected to fluid overpressure and to the removal of the force resisting sliding at the base of the slope, is identified in this study as an important triggering factor for large-scale gravitational instabilities.

Dans cette thèse nous étudions le mouvement de solides rigides dans un fluide parfait incompressible. Dans la première partie nous étudions le cas des fluides potentiels. Le problème modèle est le mouvement d'un disque dans un demi-plan où nous étudions les chocs entre le disque et la paroi. Ce problème est relié à l'étude de problèmes de Neumann qui dépendent de la trajectoire du disque. Nous généralisons nos résultats aux cas de plusieurs solides. Nous montrons que les équations se réduisent à un système d'équations différentielles sur une variété de dimension finie. La dernière partie est consacrée à l'étude du problème général. Nous utilisons les résultats développés dans les parties précédentes pour transformer le système d'équations aux dérivées partielles du problème en un système d'équations différentielles ordinaires sur une variété de dimension infinie. Nous obtenons ainsi existence et unicité locale de la solution. / In this thesis we study the motion of rigid bodies in an incompressible perfect fluid. In the first part we study the potential fluids. The model problem is the motion of a disc in a half plan where we study the shocks between the disc and the wall. This problem is linked to the study of Neumann problems which depend on the trajectory of the disc. We generalize our results to the case of several bodies. We prove that the equations reduce to a system of ordinary differential equations on a finite dimensional manifold. The second part is devoted to the study of general case. We use the results developed in the previous part to transform the system of partial differential equations into a system of ordinary differential equations on a infinite dimensional manifold. So we obtain the local existence and uniqueness of the solution.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Dynamique des fluides : Toulouse, INPT : 2006. / Texte en anglais ou en français. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 213 réf.

L’objectif industriel de cette thèse est d’étudier l’impact de l’environnement moyennes et hautes fréquences sur les lanceurs de missiles et de fusées. Ce champ acoustique est aléatoire et large bande et génère des vibrations à l’intérieur des lanceurs, qui peuvent détériorer les structures et les équipements fragiles, notamment les composants électroniques des équipements embarqués (premiers modes de vibration à 200-500 Hz, situés dans la zone des moyennes fréquences des lanceurs). Il est nécessaire de réaliser un modèle numérique du lanceur, afin de déterminer les niveaux de vibrations se propageant dans les structures internes des lanceurs sur l’ensemble du spectre fréquentiel. Dans le domaine des moyennes fréquences, les méthodes par éléments-finis ou énergétiques — comme la SEA (Analyse Energtique Statistique) — ne sont ni efficaces ni précises. Une nouvelle méthode est alors introduite : la méthode SEA-like. Cette méthode est déterministe et énergétique - pour prendre en compte le caractère aléatoire de l’excitation et les incertitudes des paramètres de la structure - mais s’appuie également sur des analyses basses fréquences, comme l’analyse modale ou par élément fini. Cette méthode est donc valable sur des domaines fréquentielles o`u la méthode SEA ne peut plus être utilisée. Dans une première partie, un système couplé plaque-cavité soumis à une excitation rain-on-theroof est étudié. Ce système a été modélisé avec trois méthodes : la méthode SEA-like basée sur une méthode par couplage modal - qui permet l’étude des échanges énergétiques en interaction fluide-structure dans le domaine des moyennes fréquences - la méthode SEA - qui permet de valider le modèle SEA-like dans le domaine des hautes fréquences, - et enfin une méthode SEA-like basée sur une modélisation par éléments-finis du système couplé et qui permet la validation dans le domaine des moyennes fréquences. Dans une deuxième partie, la méthode SEA-like est étendue à des cas de charges aéroacoustiques. En effet, deux types d’excitations sont fréquemment rencontrées dans le domaine de l’aérospatial et notamment dans l’étude des lanceurs : l’excitation par bruit diffus, qui intervient lors de la première phase de décollage du lanceur et une excitation par couche limite turbulente, qui intervient lors du vol atmosphérique. Ces excitations sont appliqués au système couplé plaque-cavité et modélisés avec la méthode SEA-like. Pour ce faire, les différentes excitations aéroacoustiques sont assimilées à des excitations delta-corrélées équivalentes. Les caractéristiques de l’excitation apparaissent alors dans le vecteur de puissance injectée et la modélisation SEA-like du système proprement dit est indépendante du type d’excitation. La méthode SEA-like est ainsi directement généralisable à différentes excitations. Ces modèles sont validés par comparaison avec des modèles connus d’excitations aéroacoustiques. / The objective of this work is the analysis of spatial launchers behaviour in the mid-high frequency domain. The acoustical excitation of such system is random and broadband. Vibrations propagating inside the spatial system can damage embedded electronic components, which first modes are located in the 200-500 Hz frequency range, i.e. the mid-frequency range of spatial launchers. A numerical modeling of spatial systems must be calculated, in order to predict vibrations inside the systems and avoid such damages. The Finite Element Method (FEM) and the Statistical Energy Analysis (SEA) are not accurate or efficient enough in the mid-frequency domain. A new method is thus introduced : the SEA-like method. This method is determinist and energetic — the random excitation and the uncertainties on the geometric description of the system are considered. This method is based on low-frequency modeling, as modal analysis or FEM. Unlike SEA, SEA-like can be used for mid-frequency analysis. First, a panel-cavity coupled system with rain-on-the-roof excitation is considered. This system is modeled with an SEA-like method based on a modal coupling analysis, with an SEA-like method based on FEM (for mid-frequency validation) and with SEA (for high-frequency validation). The modal coupling analysis of the coupled system leads to an analysis of fluid-structure interaction in the mid-frequency domain. The random acoustical field is then considered. Two aerodynamic loads are studied : diffuse field, which is present during lift-off of the launcher, and turbulent boundary layer excitation, which is present during the aerodynamic flight. Modeling of aerodynamic loads with SEA-like is performed by introducing equivalent delta-correlated excitations. Considering the SEA-like equation, the information on the excitation is located in the injected power vector. The modeling of the system becomes independent of the excitation. One SEA-like modeling can thus be applied to several aerodynamic loads.

Introduction. Le contexte de ce travail est le développement d’un capteur visant à détecter des protéines pro-inflammatoires (interleukines : IL-6, IL-8) dans le fluide gingival après pose d’une prothèse unitaire fixée. La détection de ces protéines en faible concentration sera assurée par des phénomènes physiques. Or, ces protéines ne se fixent pas directement sur la surface du capteur et il devient nécessaire de fonctionnaliser la surface. Ce travail préliminaire porte sur la validation du protocole de fonctionnalisation de surface. Matériels et méthodes : Plusieurs stratégies de fonctionnalisation ont été explorées les unes après les autres. Dans un premier temps, l’utilisation des nanobâtonnets d’or ou GNRs utilisés comme capteur sans marquage. L’interaction entre les protéines modèles et les GNRs ont été caractérisé par UV-vis. Dans un second temps, le protocole de fonctionnalisation consiste à accrocher directement les anticorps monoclonaux sur des surfaces d’or ou par l’intermédiaire d’une monocouche auto-assemblée simple (PEG ou DSP) ou mixte (MAU /MOH). Ce protocole a été caractérisé par QCM, SPR et PM-IRRAS et RAMAN.Résultats et conclusions : Les résultats trouvés avec les GNRs sont encourageants et méritent d’être approfondis d’une part et d’autre part les travaux de fonctionnalisation sont plus concluants. Ils ont permis de valider un protocole de fonctionnalisation d’une surface or par une monocouche auto-assemblé mixte couplé au greffage d’anticorps. Ce procédé est plus efficace car la sélectivité et la sensibilité du capteur est plus importante. Ce biocapteur une fois conçu, permet un champ d’application très large en recherche fondamentale et clinique et peut être un nouvel outil diagnostique et pronostique au cabinet dentaire. Il constitue une alternative idéale au test d’ELISA. / Non communiqué

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Une étude numérique des suspensions diluées à base d'un fluide à matrice non newtonienne et de particules sphéroïdales rigides est réalisée. Un fluide de Carreau décrit la matrice non newtonienne. Le cas particulier des particules sphériques rigides est pris en compte. Ici, on simule un écoulement élongationnel uniaxial autour d'une sphère et on utilise l'homogénéisation numérique pour obtenir la viscosité apparente de la suspension diluée pour différents taux de déformation appliqués et différents exposants de dilution. Dans le régime newtonien, on obtient le fameux résultat d'Einstein pour la viscosité d'une suspension diluée de particules sphériques rigides. Dans le régime de la loi sur la puissance, on constate que la viscosité intrinsèque ne dépend que de l'exposant d'amincissement. En utilisant les résultats de la simulation, une modification du modèle de Carreau pour les suspensions diluées avec un fluide de matrice non newtonienne est proposée. Pour étudier l'influence de la forme des particules, une autre étude numérique est réalisée. En particulier, différents écoulements autour de particules sphéroïdales de différentes orientations sont simulés et une homogénéisation numérique est utilisée pour obtenir la viscosité intrinsèque de la suspension en fonction de la vitesse de déformation appliquée, de l'exposant d'amincissement et du rapport de forme. A partir des résultats, il est possible d'extraire les coefficients rhéologiques du modèle Lipscomb. Dans le régime newtonien, les résultats de simulation coïncident avec les prévisions de Lipscomb. Dans le régime de la loi de puissance, les coefficients rhéologiques dépendent fortement de l'exposant d'éclaircie. De plus, les résultats de la simulation indiquent que les coefficients rhéologiques dépendent en outre de l'orientation des particules en régime non linéaire. / A numerical study of dilute suspensions based on a non-Newtonian matrix fluid and rigid spheroidal particles is performed. A Carreau fluid describes the non-Newtonian matrix. The special case of rigid spherical particles is considered. Here, a uniaxial elongational flow around a sphere is simulated and numerical homogenization is used to obtain the bulk viscosity of the dilute suspension for different applied rates of deformation and different thinning exponents. In the Newtonian regime the well-known Einstein result for the viscosity of a dilute suspension of rigid spherical particles is obtained. In the power-law regime it is found that the intrinsic viscosity depends only on the thinning exponent. Utilizing the simulation results a modification of the Carreau model for dilute suspensions with a non-Newtonian matrix fluid is proposed. To investigate the influence of the particle shape another numerical study is performed. In particular, different flows around spheroidal particles with different orientations are simulated and numerical homogenization is used to obtain the intrinsic viscosity of the suspension as function of applied rate of deformation, thinning exponent and aspect ratio. From the results it is possible to extract the rheological coefficients of the Lipscomb model. In the Newtonian regime the simulation results coincide with Lipscomb’s predictions. In the power-law regime the rheological coefficients depend strongly on the thinning exponent. Furthermore, simulation results indicate that the rheological coefficients additionally depend on the particle orientation in the non-linear regime.

Thèse de doctorat : Mathématiques appliquées : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

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Les paramètres physiques à la base des fuites du fluide frigorigène HFC-134a dans les systèmes de climatisation automobile ne sont pas encore pleinement compris. Le but de ce travail de recherche est d'établir une méthode de mesures des débits de fuite de fluide frigorigène des systèmes de climatisation automobile ainsi que des composants de ces systèmes, et aussi de développer une approche générique de prévision de ces émissions. Dans la thèse, les fuites chroniques des différents composants des systèmes de climatisation automobile sont évaluées et hiérarchisées. Une méthode d'essais de laboratoire, basée sur la mesure de concentration dans un volume d'accumulation, est présentée pour déterminer les débits de fuite de systèmes et de composants. La précision de la mesure est aussi justifiée. Des mesures en régime permanent et pour plusieurs températures contrôlées sont effectuées afin de comparer le débit de fuite de l'ensemble du système et la somme des débits de fuite de tous les composants. Les simulations de la variation de température permettent de prédire les impacts des conditions climatiques annuelles quel que soit le climat. Les essais en régime dynamique sont également traités pour analyser la contribution du temps de fonctionnement du système aux émissions annuelles du système. Afin de vérifier la méthode d'essai en laboratoire, des opérations de récupération du fluide frigorigène ont été effectuées sur une quarantaine de véhicules avec une précision de +0 / -1 g. Sur la base des résultats des essais en laboratoire et de ceux obtenus sur la flotte de véhicules, un facteur de corrélation a été établi pour corréler les tests en laboratoire aux émissions mesurées sur le terrain. Les prévisions des émissions de tuyauteries flexibles utilisées dans les systèmes de climatisation automobile ont été développées en prenant en compte les effets de la température et de la pression. Les joints toriques typiques sont étudiés et deux modes de fuite: la perméation à travers des matériaux polymères et l'écoulement du gaz dans les micro-canaux sont distingués. Les performances d'étanchéité d'un joint torique radial sont étudiées en utilisant la méthode des éléments finis. Le comportement non-linéaire des déformations des polymères est pris en compte. L'analyse des facteurs principaux tels que la contrainte, la pression de contact maximale et le contact est basée sur les résultats de simulations numériques. Les deux modes de fuites permettent de comprendre les phénomènes clés des émissions et donc d'améliorer les performances d'étanchéité. En résumé, le débit de fuite d'un système de climatisation automobile est la somme des débits de fuite de toutes les sources de fuites. Ces sources sont de deux types: la perméabilité du gaz dans les polymères et l'écoulement du gaz dans les micro-canaux existant entre les joints et les parties métalliques des raccords. Pour chaque mode d'émission, une loi de comportement a été développée et les modèles prédictifs permettent de prévoir les débits de fuite avec un nombre limité de mesures.