II se forme du frasil dans près de 60 % des grands bassins de l'hémisphère nord, pour des périodes variant de quelques jours à plusieurs mois. Le frasil et les glaces qu'il produit, endommagent les infrastructures submergées, menacent la sécurité civile et modifient considérablement la morphologie des rivières. Les interrelations que partage la dynamique glacielle avec la géomorphologie fluviale et le transport des sédiments sont encore mal comprises, entre autres parce qu'elles s'insèrent dans un champ d'études dépourvu de cadre d'analyse. Ce mémoire s'intéresse à l'étude des liens entre la dynamique du frasil et la géomorphologie fluviale. II s'organise autour de deux chapitres-articles. Le premier article propose un modèle conceptuel d'intégration des dynamiques glacielle et fluviale. La « trinité » conceptuelle de Leeder s'impose comme cadre structurel, car elle illustre efficacement les interactions entre les composantes de la dynamique fluviale. Une « trinité » analogue a été développée pour la dynamique glacielle. Le modèle proposé contient six composantes dépendantes et leurs interrelations. Ce modèle est un premier outil d'analyse pour comprendre la complexité des dynamiques physiques sous-jacentes aux rivières froides. Le second article s'intéresse à la chronologie des ajustements morphologiques d'une fosse à frasil selon l'accumulation de frasil sous couvert de glace et le degré d'obstruction du chenal par cette accumulation. Les fosses à frasil présentent une morphologie « anormalement profonde » résultant d'interrelations non documentées entre la dynamique glacielle et la dynamique fluviale. La fosse à l'étude est située à 14.1 km de l'embouchure de la rivière Mitis, Bas-Saint-Laurent. Les objectifs spécifiques de l'étude sont de trois ordres: documenter les processus qui mènent à l'accumulation de frasil; cartographier l'évolution mensuelle du couvert de glace, de l'accumulation sous-glacielle de frasil et l'évolution du lit; documenter en continu la déformation du lit au cours de l'hiver. Les premières observations de frasil dans le système fluvial de la rivière Mitis sont associées à une température de l'eau de 0.8 °C, à un abaissement de la température atmosphérique et à d'importantes précipitations neigeuses. L'étude identifie une relation étroite entre la progression du couvert de glace et le gradient de pente du chenal. À l'échelle de la fosse-à-frasil, l'analyse des levés géophysiques et manuels dévoile une géométrie hydraulique sous-glacielle modelée par d'épaisses accumulations de frasil aux formes irrégulières qui occupent jusqu'à 70 % de la section transversale et atteignent une épaisseur de 6.25 mètres. Un système de bornes autonome munies d'accéléromètres, enregistrant la temporalité et la spatialité des déformations du lit, a été développé. L'utilisation de ces bornes sédimentaires dynamiques (DBR), révèle une relation claire entre la déformation du lit et la progression du couvert de glace sur la fosse-à-frasil. Dans les cours d'eau de taille moyenne, l'accumulation suspendue de frasil constitue une composante morphologique imposante qui dépasse le qualificatif de simple accumulation ponctuelle de glace.

L'effet mécanique des forces de succion, forces exercées par un fluide qui se déplace dans un milieu poreux, a été étudié dans le cadre de la fracturation hydraulique des roches de la croûte terrestre. Cet effet a été étudié par des méthodes analytiques issues de la mécanique des milieux continus, et par des simulations numériques. Ces forces de succion sont des forces de frottement causées par des gradients de pression fluide dans les milieux poreux. Différents modes de fracturation (bandes de cisaillement localisées, fractures en mode I) causés par une augmentation localisée de la pression fluide dans la croûte ont été reproduits dans un milieu poro-élastique grâce à plusieurs codes numériques spécialement développés à cet effet. La valeur de la pression fluide lors de la nucléation de la fracturation est aussi prédite à l'aide d'une nouvelle solution analytique. <br />Dans la solution analytique, une cavité elliptique dans un solide poreux est remplie avec un fluide à une pression non-hydrostatique. On considère aussi que le milieu poreux est soumis à un champ de contrainte externe. Puisque la pression du fluide dans la cavité est différente de la pression de pore dans la roche; le couplage poro-élastique est pris en compte dans le calcul des déformations. A partir de la théorie de Griffith qui donne une condition pour la propagation d'une fracture, et en utilisant la solution analytique obtenue, une équation généralisée a été obtenue pour la contrainte effective dans le milieu. Cette nouvelle loi décrit la fracturation dans un milieu poreux saturé avec un fluide, et dans lequel la distribution de pression fluide n'est pas homogène.

L'3He est un liquide de Fermi modèle, isotrope, pur, de température de Fermi accessible, et dont les interactions sont aisément contrôlées en faisant varier la pression du liquide. Ce manuscrit présente des mesures précises de susceptibilité magnétique nucléaire par RMN continue de l'3He liquide en fonction de la température et de la pression. Les principaux efforts expérimentaux sont portés sur la thermométrie, la mesure de la pression de l'3He in situ pour étendre les mesures jusqu'à la pression de solidification, ainsi qu'une caractérisation soigneuse du spectromètre RMN. <br /><br />Nos mesures remettent en cause d'environ 5% les résultats de référence pour la température de Fermi effective en fonction des interactions. L'extraction du paramètre de Landau F0a dépend aussi de la masse effective déterminée par des mesures de chaleur spécifique, et par conséquent de l'échelle de température. La ré-analyse des mesures de chaleur spécifique dans l'échelle PLTS-2000 implique une augmentation de la masse effective de 4,5%. F0a est donc déterminé dans ce manuscrit pour deux échelles de température (PLTS-2000 et Greywall). Contrairement aux résultats antérieurs, la dépendance en densité de F0a ne montre pas de saturation vers les hautes pressions.

Thèse de doctorat : Sciences, Mécanique énergétique, genie civil, acoustique : Ecole centrale de Lyon : 2003. / 82 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Mécanique et Energétique : Reims : 2004. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 173-175.

Thèse de doctorat : Sciences, Mécanique : Ecole centrale de Lyon : 2003. / Titre provenant de l'écran-titre. 82 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Dynamique des fluides : Toulouse, INPT : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 120 réf.. Index.

Thèse de doctorat : sciences. Mécanique des fluides et thermique : Ecully, Ecole centrale de Lyon : 2005. / 70 réf.

Thèse de doctorat : sciences. Mécanique des fluides et thermique : Ecully, Ecole centrale de Lyon : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. 70 réf.

Thèse de doctorat : Sciences. Acoustique : Ecole centrale de Lyon : 2003. / 117 réf.