Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Le travail présenté ici avait pour but le développement d'un schéma de type Galerkin discontinu (GD) d'ordre élevé pour la résolution des équations de la dynamique des gaz écrites dans un formalisme Lagrangien total, sur des maillages bi-dimensionnels totalement déstructurés. À cette fin, une méthode progressive a été utilisée afin d'étudier étape par étape les difficultés numériques inhérentes à la discrétisation Galerkin discontinue ainsi qu'aux équations de la dynamique des gaz Lagrangienne. Par conséquent, nous avons développé dans un premier temps des schémas de type Galerkin discontinu jusqu'à l'ordre trois pour la résolution des lois de conservation scalaires mono-dimensionnelles et bi-dimensionnelles sur des maillages déstructurés. La particularité principale de la discrétisation GD présentée est l'utilisation des bases polynomiales de Taylor. Ces dernières permettent, dans le cadre de maillages bi-dimensionnels déstructurés, une prise en compte globale et unifiée des différentes géométries. Une procédure de limitation hiérarchique, basée aux noeuds et préservant les extrema réguliers a été mise en place, ainsi qu'une forme générale des flux numériques assurant une stabilité globale L_2 de la solution. Ensuite, nous avons tâché d'appliquer la discrétisation Galerkin discontinue développée aux systèmes mono-dimensionnels de lois de conservation comme celui de l'acoustique, de Saint-Venant et de la dynamique des gaz Lagrangienne. Nous avons noté au cours de cette étude que l'application directe de la limitation mise en place dans le cadre des lois de conservation scalaires, aux variables physiques des systèmes mono-dimensionnels étudiés provoquait l'apparition d'oscillations parasites. En conséquence, une procédure de limitation basée sur les variables caractéristiques a été développée. Dans le cas de la dynamique des gaz, les flux numériques ont été construits afin que le système satisfasse une inégalité entropique globale. Fort de l'expérience acquise, nous avons appliqué la discrétisation GD mise en place aux équations bi-dimensionnelles de la dynamique des gaz, écrites dans un formalisme Lagrangien total. Dans ce cadre, le domaine de référence est fixe. Cependant, il est nécessaire de suivre l'évolution temporelle de la matrice jacobienne associée à la transformation Lagrange-Euler de l'écoulement, à savoir le tenseur gradient de déformation. Dans le travail présent, la transformation résultant de l'écoulement est discrétisée de manière continue à l'aide d'une base Éléments Finis. Cela permet une approximation du tenseur gradient de déformation vérifiant l'identité essentielle de Piola. La discrétisation des lois de conservation physiques sur le volume spécifique, le moment et l'énergie totale repose sur une méthode Galerkin discontinu. Le schéma est construit de sorte à satisfaire de manière exacte la loi de conservation géométrique (GCL). Dans le cas du schéma d'ordre trois, le champ de vitesse étant quadratique, la géométrie doit pouvoir se courber. Pour ce faire, des courbes de Bézier sont utilisées pour la paramétrisation des bords des cellules du maillage. Nous illustrons la robustesse et la précision des schémas mis en place à l'aide d'un grand nombre de cas tests pertinents, ainsi que par une étude de taux de convergence. / The intent of the present work was the development of a high-order discontinuous Galerkin scheme for solving the gas dynamics equations written under total Lagrangian form on two-dimensional unstructured grids. To achieve this goal, a progressive approach has been used to study the inherent numerical difficulties step by step. Thus, discontinuous Galerkin schemes up to the third order of accuracy have firstly been implemented for the one-dimensional and two-dimensional scalar conservation laws on unstructured grids. The main feature of the presented DG scheme lies on the use of a polynomial Taylor basis. This particular choice allows in the two-dimensional case to take into general unstructured grids account in a unified framework. In this frame, a vertex-based hierarchical limitation which preserves smooth extrema has been implemented. A generic form of numerical fluxes ensuring the global stability of our semi-discrete discretization in the $L_2$ norm has also been designed. Then, this DG discretization has been applied to the one-dimensional system ofconservation laws such as the acoustic system, the shallow-water one and the gas dynamics equations system written in the Lagrangian form. Noticing that the application of the limiting procedure, developed for scalar equations, to the physical variables leads to spurious oscillations, we have described a limiting procedure based on the characteristic variables. In the case of the one-dimensional gas dynamics case, numerical fluxes have been designed so that our semi-discrete DG scheme satisfies a global entropy inequality. Finally, we have applied all the knowledge gathered to the case of the two-dimensional gas dynamics equation written under total Lagrangian form. In this framework, the computational grid is fixed, however one has to follow the time evolution of the Jacobian matrix associated to the Lagrange-Euler flow map, namely the gradient deformation tensor. In the present work, the flow map is discretized by means of continuous mapping, using a finite element basis. This provides an approximation of the deformation gradient tensor which satisfies the important Piola identity. The discretization of the physical conservation laws for specific volume, momentum and total energy relies on a discontinuous Galerkin method. The scheme is built to satisfying exactly the Geometric Conservation Law (GCL). In the case of the third-order scheme, the velocity field being quadratic we allow the geometry to curve. To do so, a Bezier representation is employed to define the mesh edges. We illustrate the robustness and the accuracy of the implemented schemes using several relevant test cases and performing rate convergences analysis.

Section Restricti is one of the last sections of the genus Aspergillus that hasn't been revised in the modern taxonomic era. All species are osmophilic, have simple morphology and they are mainly important because of the food, feed and seed spoilage, some of them also have negative influence to the indoor air. The section consists of seven species according to the last taxonomic revision from 2008 based only on molecular data. It currently consists of six asexual and one homothalic species. 126 isolates from the section coming from four continents were studied in this thesis, including ex-type strains. Revision of the section was carried out combining molecular phylogenetic analysis and conventional taxonomic methods. Modern methods of species delimitation based on multispecies coalescent model were used for the phylogenetic reconstruction. From the conventional methods analysis of morphology (macro- and micromorphology including scanning electron microscopy) and physiology (ability of growing in osmotic gradient and several different temperatures) was performed. Apart from the seven known species, eight new undescribed species were discovered. Majority of the new species belongs to the Aspergillus penicillioides species complex. Key words: Aspergillus restrictus, osmophilic fungi, species...

Latitudinal gradient of diversity is typically being explained by the three main hypotheses: The Resources Limitation Hypothesis, The Speciation Rate Hypothesis and The Niche Conservatism Hypothesis. In my study I tested basic assumptions of these hypotheses using native and non-native vascular plants obtained from the new database GloNAF (Global Naturalized Alien Flora). I tested an effect of precipitation, NPP, temperature and historical velocity (difference in temperature and precipitation between the Last Glacial Maximum and present) on species richness. Given that the distribution of non-native species is among continents irregular (we can divide them into two groups - Australia with Europe and North America and South America with Africa and Asia), I tested the abovementioned relationships at both - global and continental scale. Species richness of native species increased with NPP, precipitation and temperature and decreased with the difference in temperature. The global distribution of non-native plants increased with precipitation and temperature velocity and decreases with temperature and precipitation velocity, although the results varied for particular continents. Unlike other studies the number of non-native species didn't correlate with the number of native plant species. Concurrently...

Besides spatial heterogeneity, an important component of diversity of the protist communities is also the variation in species assemblages through time (temporal turnover). Spatial and temporal variation in patterns of distribution and abundance of lentic microphytobenthos assemblages is often large and occurs at relatively small spatial scale. Desmids (Zygnematophyceae) often constitute a characteristic part of the microphytobenthos of peat bogs. Despite their important role in primary production and fact that they are useful indicators of ecosystem uniqueness, investigations of their seasonality and spatial distribution are scarce. In my thesis I have investigated if desmid epipelic communities are driven rather by neutral or niche-based processes, and I also focused on the factors affecting their diversity, seasonal dynamics and spatial patterns at the local spatial scale. The study was conducted at the two different types of biotopes - minerotrophic lowland peat bogs (Doksy region) and ombrotrophic raised bogs (Jizera Mountains region). Seasonal changes in species composition and diversity of assemblages were not evident. This may be affected by a monopolization effect and also that local abundance of species was positively correlated with population persistence, which suggests that high local...

Le frittage micro-ondes est connu pour être une technique de frittage prometteuse. En effet, ce procédé présente comme avantages une réduction de la durée des traitements thermiques et un gain énergétique important par rapport aux procédés conventionnels. D'année en année, le frittage dans un environnement micro-ondes est étudié par un nombre croissant de chercheurs. Cependant, les raisons de l’effet bénéfique de ce type de frittage ne sont pas clairement identifiées.Dans ce contexte, l’objectif de ce travail a été de vérifier l’influence d’un champ électromagnétique à la fréquence de 2,45 GHz sur la densification de matériaux céramiques. Cet objectif passe donc par une étude comparative du frittage dans une enceinte micro-ondes et dans un four conventionnel. Cependant, la présence du champ électromagnétique dans un four micro-ondes ne permet pas l’utilisation des méthodes conventionnelles pour suivre le frittage. Ainsi, pour comparer les résultats, un dispositif expérimental original contenant un dilatomètre sans contact de haute résolution a été spécifiquement développé. Ce dispositif, permet aussi un suivi de la distribution de température à la surface de la pièce.Pour des cycles thermiques identiques, obtenus en frittage conventionnel et par micro-ondes, l’évolution de la densification de matériaux aux propriétés différentes a été comparée. Ces matériaux sont : l’alumine pure et dopée par 800ppm d’oxyde de magnésium, l’oxyde de zinc et l’hydroxyapatite silicatée. Pour chacun de ces matériaux, le couplage avec les micro-ondes et la répartition du chauffage à la surface de l’échantillon sont aussi discutés. Un effet bénéfique des micro-ondes sur l’évolution de la densification a été mis en évidence pour l’alumine avec ajout de MgO et de manière plus prononcée pour l’oxyde de zinc. / Microwave sintering is known to be a promising sintering technology. Indeed, this method has advantages such as reducing the duration of heat treatment and a significant energy saving compared with conventional processes. Year after year, sintering in a microwave environment is studied by a growing number of researchers. However, the reasons for the beneficial effect of this type of sintering are not clearly identified.In this context, the objective of this work was to verify the influence of an electromagnetic field at a frequency of 2.45 GHz on the densification of ceramic materials. This objective therefore involves a comparative study of sintering in a microwave chamber and in a conventional oven. However, the presence of electromagnetic field in a microwave oven does not allow the use of conventional methods to monitor the sintering. Thus, to compare the results, an experimental system containing a high resolution contactless dilatometer has been specifically developed. This system also allows monitoring of the temperature distribution on the sample surface.For identical thermal cycles, obtained by conventional and microwave sintering, the densification evolution of materials with different properties was compared. These materials are: pure alumina and doped with 800ppm magnesium oxide, zinc oxide and silicon-substituted hydroxyapatite. For each material, the coupling with the microwaves and the temperature distribution on the surface sample are also discussed. A beneficial effect of microwaves on the evolution of densification has been identified for alumina with addition of MgO and more pronounced for zinc oxide.

La côte ouest irlandaise située dans les comtés de Clare et Galway est depuis récemment affectée par une augmentation de la fréquence des inondations et une montée du niveau marin. L'impact de ces changements climatiques se fait particulièrement ressentir au niveau des aquifères karstiques côtiers de ces régions, tel que le bassin karstique de Bell Harbour (~50 km²) sélectionné dans le cadre de ce projet: le positionnement d'un biseau salé dans cet aquifère est clairement dû à l'interaction entre sa recharge liée aux événements pluvieux et la forte influence de la marée. Des données (niveaux d'eau et conductivités spécifiques) ont été collectées à l'aide de sondes, à deux sources côtières, six forages, trois lacs et au milieu de la baie durant des périodes prolongées. Trois types d'environnement hydrodynamiques (conduits, fissures et matrices) ont été définis pour chacun des six forages en comparant deux méthodes qui se sont avérées cohérentes entre-elles. Les variations des conductivités spécifiques combinées à la chimie des eaux des six forages et de lacs ont permis d'évaluer l'étendue du biseau salé dans l'aquifère en fonction de la recharge de l'aquifère et des cycles de marée haute/basse et vives eaux/basses eaux: l'étendue du biseau salé dépend des propriétés hydrodynamiques de l'aquifère mais aussi de l'influence relative de la recharge et de la marée sur les niveaux piézométriques, induisant chacun des comportements opposés. Ainsi, la compétition entre la recharge et la marée contrôle l'intrusion d'eau de mer dans l'aquifère, ce qui explique les changements spatio-temporels du biseau salé dans l'aquifère. Les fortes amplitudes de marée semblent être le moteur des brèves intrusions salines dans l'aquifère proche de la rive alors que la position du niveau piézométrique semble influencer l'intensité de cette augmentation de la salinité. La recharge karstique de la région est suffisamment importante tout au long de l'année pour que le biseau salé ne s'étende pas plus loin qu'un kilomètre de la rive. La diminution des précipitations durant l'été (~10 %) ainsi que l'augmentation du niveau marin prévues pour les prochaines décennies, contribueront certainement à une intrusion plus importante du biseau salé dans l'aquifère. / Low-lying coastal areas in the west of Ireland, such as the Galway and Clare coasts, have seen recent increases in flooding frequencies coupled with overall increases in sea level. The impacts of these changes are most strongly felt in coastal karst catchments and this study focuses on one such area, the Bell Harbour catchment (~50 km²), where there is a clear interaction between rainfall inputs and tidal influences, to create a terrestrial salt water wedge. Data (specific conductivity and water levels) have been collected at two coastal springs, six boreholes, three lakes, and from discrete locations in the middle of the bay, using dedicated loggers over extended periods. Two approaches that provided consistent results were used to explain the different hydrodynamic behaviours identified in the boreholes (conduits, fissures and matrix flows). Specific conductivity variations and water chemistry measured inland allowed for assessment of the spatial extent of the saltwater wedge into the aquifer as a function of both karst recharge and tidal movements at high/low and neap/spring tidal cycles. The extent of the saltwater wedge depends on the intrinsic properties of the aquifer but also on the relative influence of the recharge and the tide on groundwater levels, which induce opposite behaviours. This dynamic between recharge and the tide thus controls the seawater inputs, hence explaining temporal and spatial changes in the saltwater wedge in this coastal karst aquifer. Strong tidal amplitudes seems to be the motor of sudden saltwater intrusion observed in the aquifer near the shore while the relative elevation of the groundwater appears to influence the intensity of the salinity increase. The magnitude of annual recharge in the area is high enough to limit saltwater intrusion to no more than about one kilometre inland from the shore. Given the anticipated decreases in summer precipitation (~10 percent), coupled with anticipated sea level rises, the extent of the saltwater wedge into the aquifer is likely to increase in coming decades.

L'objectif principal du travail réalisé au cours de la thèse consistera à proposer une démarche théorique rigoureuse visant à intégrer les éléments microstructuraux et les gradients de déformation dans une approche micromécanique. La thèse comportera deux volets : - Dans une première partie, on s'attachera à établir un cadre théorique rigoureux permettant d'intégrer les effets du gradient de la déformation et les longueurs caractéristiques de la microstructure sur le comportement effectif des matériaux composites - L'approche par développement asymptotique conduit à la résolution d'une succession problèmes d'élasticité tridimensionnelle posée sur une cellule élémentaire du milieu périodique. La résolution de ces problèmes d'élasticité, et par conséquent la détermination des propriétés effectives du composite, nécessite la mise en œuvre d'une méthode de résolution numérique. Dans cette seconde partie du travail, il s'agira de proposer une méthode de résolution basée sur la transformée de Fourier rapide (Méthode FFT) / The main objective of the thesis is to provide a rigorous theoretical approach to integrating the microstructural effects and deformation gradients in a micromechanical approach. The thesis has two components:- In the first part, we will focus on establishing a rigorous theoretical framework for integrating the effects of the deformation gradient and the characteristic lengths of the microstructure on the effective behavior of composite materials - The asymptotic expansion approach leads to the resolution of a series of three-dimensional elasticity problems posed on a unit cell of the periodic medium. Solving these problems of elasticity, and therefore the determination of the effective properties of the composite, requires the implementation of a numerical method. In this second part of the work, it will propose a resolution method based on fast Fourier transform (FFT method)

L'irradiation peut modifier les propriétés mécaniques des aciers inoxydables austénitiques. Une diminution de la ténacité à la rupture des aciers en fonction de la dose est observée. La rupture ductile due à la croissance et la coalescence des cavités est toujours un mécanisme dominant dans les aciers irradiés jusqu'à 10 dpa. Des cavités peuvent être crées de manière différente : nucléées à partir des inclusions ou des précipités d'irradiation, ou créées directement par irradiation. Cette thèse a pour objectif d'étudier la rupture ductile des aciers irradiés due à la croissance et la coalescence des cavités intragranulaires. Basée sur la plasticité cristalline, des simulations en éléments finis sont effectuées sur les cellules unitaires pour étudier l'effet de l'orientation cristallographique et de la triaxialité de contraintes sur la croissance et la coalescence des cavités. L'effet de l'écrouissage post-irradiation sur la croissance et la coalescence des cavités est étudié avec un modèle de la plasticité cristalline prenant compte des défauts d'irradiation. En outre, un modèle élastomère-visco-plastique en grandes transformations est proposé pour décrire la croissance des cavités dans le monocristal. Le modèle est appliqué à la simulation de l'endommagement ductile dans le monocristal et le polycristal. Des cavités peuvent avoir des tailles différentes et la taille peut avoir une influence sur la ténacité à la rupture des aciers. Afin d'étudier cet effet, un modèle micromorphe de plasticité cristalline est proposé et appliqué à la simulation de la croissance et la coalescence des cavités intragranulaires de différentes tailles ainsi qu'aux phénomènes de localisation dans les monocristaux. / Irradiation causes drastic modifications of mechanical properties of austenitic stainless steels and a decrease in the fracture toughness with irradiation has been observed. Ductile fracture due to void growth and coalescence remains one dominant fracture mechanism for doses in the range of 0-10 dupa. Voids may have different origins : nucleated at inclusions or irradiation-induced precipitates during mechanical loading, or produced directly by irradiation. The present work is to investigate ductile fracture of irradiated steels due to growth and coalescence of intragranulaire voids. Based on continuum crystal plasticity theory, FE simulations are performed on unit cells for studying effects of lattice orientation and stress triaxiality on void growth and coalescence. The influence of post-irradiation hardening/softening on void growth ans coalescence is evaluated with a physically based crystal plasticity model. Besides, an elastoviscoplastic model at finite strains is proposed to describe void growth up to coalescence in single crystals, and is assessed based unit cell simulations. The model is then applied to simulate ductile damage in single crystals ans polycrystals. As voids in irradiated steels may have different origins, they may have different sizes, which potentially have an influence on ductile fracture process and fracture toughness of irradiated steels. In order to assess the size effect, a micromorphic crystal plasticity model is proposed and applied to simulate growth and coalescence of intragranular voids of different sizes.