Les mécanismes qui mènent à la morphologie actuelle des Andes de Neuquén, dans le sud des Andes centrales (Argentine), sont mal compris. Dans ce travail, nous avons étudié les marqueurs morphotectoniques de la déformation au front de l'orogène qui montrent que le régime tectonique régional est compressif au Plio-Quaternaire. La partie méridionale des Andes de Neuquén constitue un prisme orogénique critique alors que la partie septentrionale implique plutôt la réactivation de blocs crustaux isolés dans l'avant-pays. Par ailleurs, le soulèvement dans l'avant-pays d'une large province crustale loin du front orogénique habituellement considéré à ces latitudes, traduit l'élargissement de l'orogène. Certaines structures extensives contemporaines de la compression s'expliquent par des glissements gravitaires similaires à ceux observés sur les marges passives. Les soulèvements crustaux et les couches sédimentaires ductiles contrôlent au premier ordre le processus. Des modèles numériques et une solution analytique montrent que l'incision fluviatile et la sédimentation favorisent ou inhibent l'initiation du processus.

Ce travail propose d'analyser et de modéliser le fonctionnement biophysique et décisionnel d'un système prairial irrigué par gravité. Il est appliqué aux prairies plurispécifiques de Crau. Le système étudié est découpé en deux sous-systèmes : le sous-système biophysique sol-plante-lame d'eau et le sous-système technique, décrit par les processus décisionnels des agriculteurs. L'approche systémique, nous a conduits à décomposer le système biophysique en compartiments interagissant entre eux et passant par une succession d'états. Cette approche structure les expérimentations et la modélisation numérique. Nous montrons que la prairie plurispécifique est sensible en quantité et en qualité aux déficits hydrique courts et modérés et que l'irrigation peut être pilotée à partir du potentiel matriciel et de la fraction d'eau du sol transpirable par la culture. Les données expérimentales permettent d'améliorer et calibrer un modèle de lame d'eau basé sur une loi d'infiltration prédictive et un modèle de culture basé sur une approche des traits fonctionnels. La qualité de prédiction, obtenue par validation croisée, est satisfaisante par rapport à l'utilisation souhaitée du modèle, les effets du vent et de la plurispécificité sur le rendement ayant été intégrés. Un modèle conceptuel des décisions est construit à partir d'une enquête sur le fonctionnement du système de production en adaptant le concept de ‘modèle d'action' aux systèmes gravitaires et aux prairies. Le couplage de ces modèles complètera ce travail afin d'élaborer un outil d'aide à la conception de systèmes de culture plus efficients en termes d'usage de l'eau.

Depuis plusieurs décennies, l'estimation de l'aléa sismique d'un site ou d'une région - basée sur l'analyse sismologique et tectonique - peut être confortée par des données de paléosismicité fournies par des enregistrements sédimentaires récents à actuels. Ces derniers concernent essentiellement soit des (paléo-)lacs, soit des bassins marins semi-fermés à proximité, ou sur, de grands accidents actifs. L'étude de ces sédiments est réalisée à partir d'affleurements ou de sondages, ces derniers étant parfois couplés à de l'imagerie sismique à haute résolution. S'appuyant sur l'expérience acquise par le Laboratoire sur la Mer de Marmara (Faille Nord- Anatolienne) et la Frontière de Plaque sud-Caraïbe (Faille de Boconó), le travail réalisé ici était destiné à : 1) apporter une contribution méthodologique à l'interprétation de certaines strates en terme de paléoséisme, 2) discriminer l'information paléoenvironnementale (climat, anthropisation) de l'information paléosismique, 3) contribuer à la connaissance des systèmes tectono-sédimentaires à une échelle plus régionale. Deux sites principaux ont été analysés en bordure de l'Arc Egéen : le Lac de Shkodra (confins Albanie/Monténégro) et le Golfe de Corinthe (Grèce). S'y ajoute une étude préliminaire en sismiqueréflexion à haute résolution du Golfe de Cariaco (Vénézuela nord-oriental). Les sites de Shkodra et Corinthe ont été choisis dans le but d'étudier et de comparer deux environnements sédimentaires soumis à une sismicité historique notable (magnitude avoisinant 7, 2 à 3 événements majeurs par siècle), mais très différentes de par les profondeurs, les types de dépôt, et les taux d'accumulation. Les durées respectives des enregistrements sont de 10 000 ans (Shkodra) et 20 000 ans (Corinthe). En complément d'analyses visant à caractériser l'évolution de la nature et de la texture des sédiments, l'utilisation des propriétés magnétiques (en particulier l'Anisotropie de Susceptibilité Magnétique) a été développée. Cette approche permet de caractériser les changements de processus de dépôt notamment les remaniements (turbidite, homogénite). Nos résultats confortent l'intérêt de cet outil tout en définissant des limitations à son utilisation. Pour chaque site, la recherche de traces sédimentaires associées aux séismes historiques a précédé une possible extrapolation sur le Quaternaire récent. Le site de Shkodra n'a pas livré d'enregistrement paléosismique probant, mais présente un signal climatique marqué depuis plus de 7000 ans. Pour le site de Corinthe, la fréquence des niveaux associables aux séismes est compatible avec les données historiques régionales, l'export de sédiments vers le fond du bassin par mouvement gravitaire semblant accru au cours de la période lacustre. Nous avons également discuté de l'impact de la dernière transgression sur la dynamique de sédimentation. Enfin, le site de Cariaco montre peu de phénomènes co-sismiques visibles à l'échelle de l'imagerie réalisée. Les données acquises nous permettent néanmoins de définir les failles présentes dans le Golfe et de proposer une première chronologie de remplissage, sous contrôle eustatique.

Le couplage du procédé essorage séchage présente de multiples avantages : l’apport thermique pouvant aider les filtrations difficiles, le mouvement rotatif de l’essoreuse homogénéisant le champ électromagnétique et donc le chauffage. Nous avons retenu le modèle d’écoulement diphasique en milieu poreux le plus général et le plus complet, il s’agit du modèle de Darcy généralisé. Cependant, nous avons modifié la formulation du modèle proposée par Wakeman et Vince (1986). La formulation en pression que nous proposons respecte la cinétique de drainage et permet d’introduire deux paramètres importants dont l’un deux est la résistance hydraulique du média filtrant. Afin de vérifier la validité du modèle proposé, nous avons fait des essais expérimentaux sur une colonne de billes de verre en drainage gravitaire et sur une essoreuse instrumentée. Les cinétiques de drainage simulées et expérimentales sont en bon accord. Nous pouvons donc déterminer les cinétiques d’essorage et ainsi nous pouvons savoir à quel moment il est judicieux de démarrer le chauffage micro-ondes pour terminer la déshydratation. / Abstract

Depuis les années 1990, on assiste à un retour à la lenteur dans les centres-villes où la tendance n'est plus la construction de voies routières rapides mais la mise en service de transports en commun en site propre de surface. Dans ce contexte, nous mobilisons le concept d'accessibilité gravitaire pour comprendre cette évolution récente. <br /><br />Sur un plan théorique, la thèse vise ainsi à démontrer la cohérence de ce type d'indicateur avec le calcul traditionnel de surplus pour l'intégrer dans une analyse coûts-avantages en complément des gains de temps, habituellement utilisés. Sur un plan empirique, la thèse permet d'évaluer, sur l'aire d'étude de Strasbourg, l'impact de la mise en place d'une politique de transport favorable aux transports en commun sur le niveau d'accessibilité des automobilistes et usagers des transports en commun. Elle repose ainsi sur une modélisation associant un SIG et un modèle à quatre étapes. <br /><br />Outre une méthodologie standard pouvant être appliquée à d'autres agglomérations, la thèse fournit des résultats intéressants tant en termes d'évaluation de politiques urbaine et de transport que de prospective. La voiture particulière reste, malgré l'amélioration du réseau de transports en commun, le mode le plus performant à l'échelle du territoire. Les transports en commun sont, quant à eux plus performants pour accéder au centre-ville même si les ambitions de réduction des inégalités territoriales ne sont que partiellement atteintes. Des scénarii prospectifs mis en place pour réduire le différentiel d'accessibilité entre ces deux modes (introduction d'un péage urbain ou d'une taxe automobile, limitation des vitesses sur voies rapides et amélioration des fréquences des bus et tramways), l'amélioration des temps de parcours en transports en commun présente les meilleurs résultats.

Au Sahel, le bois-énergie, sous une forme brute ou sous forme de charbon, est la première source énergétique des populations rurales et urbaines. La demande croissante des grandes villes fait peser sur les ressources forestières avoisinantes une pression de plus en plus forte, pouvant remettre en cause leur durabilité. Dans ce contexte, la question de l'organisation spatiale des bassins d'approvisionnement des villes sahéliennes, est un enjeu majeur pour la définition de politiques de gestion à long terme des ressources ligneuses. La modélisation spatiale de l'aire d'approvisionnement de Bamako (Mali), utilisée comme un processus heuristique, permet de mettre en évidence les déterminants de la localisation et de l'intensité des prélèvements. Il apparaît que le facteur principal d'explication des flux de bois réside dans l'organisation des ventes de bois en milieu rural. La présence d'une foire hebdomadaire ou d'un marché rural du bois-énergie est un facteur d'attractivité plus important que la distance à Bamako. Cette caractéristique de l'échange est négligée dans la plupart des modèles de localisation existants qui, en majorité, s'attachent au seul coût du transport. Le modèle ainsi élaboré, par sa capacité de prédiction des flux et de mesure des potentiels, offre également un intérêt pratique pour la planification d'actions, équitables et efficaces, visant à rendre l'approvisionnement de Bamako plus durable.

Sur les dernières décennies, progresse sur la compréhension de la sismicité de clustering dans le temps, taille et l'espace ont été chassés par deux approches parallèles. De l'on étudie la main sur la mécanique des failles dans un milieu élastique soutiennent pour la contrainte statique de déclenchement à dominent dans le champ proche, c'est à dire à une distance de moins de 10 longueur de faute. De l'autre part, les propriétés de champ moyen du déclenchement sont reproduits en utilisant des effets en cascade dans modèles de processus point. Dans cette étude, nous essayons de concilier ces approches en soulignant l'importance de la faille de style sur les propriétés moyennes de la sismicité. En commençant par l'étude du taux de sismicité déclenchée par la Ville Muzaffarabad, au Cachemire, 2005 Mw = 7.6, Ms = 7,7 tremblement de terre, qui apparaît comme supérieure à la moyenne dans l'analyse des séquences répliques dans la ceinture de collision Inde-Asie, nous décidons de la productivité évènement grève de glissement sont en moyenne 4 fois plus petit que la poussée des failles de productivité. En utilisant le catalogue sismique global, nous étendre ce résultat comme tous les paramètres de la loi d'Omori (P, K, α, N (t)) étant dépendant failles styles. Dans le K ETAS modèle solide, N et de faibles valeurs de α sont entraînés par branchement ratio élevé (n). Comme conséquences de la relative n haute - La valeur la poussée des événements, il prédit aussi une faible p - La valeur pour l'événement de la poussée que comparer à bordereau de grève et des manifestations normales de la PN> PS S> PT que nous observons. Dans l'état de taux et cadre de la friction cela implique un changement dans les habitudes hétérogénéité stress. Nous ne résolvent pas tout changement dans le taux robustes foreshocks, p ' - La valeur, alors que notre analyse nous permettra d'étendre B ˚ droit aths dans le temps, d'espace et mécanisme focal. Pour des failles inverses, l'ampleur différence et la distance entre le choc principal de la plus grande réplique sont un peu moins que pour les défauts de glissement de grève. La distribution des intervalles de temps entre mainshocks et leurs le plus grand répliques est conforme au droit d'Omori, mais avec un taux un peu plus rapide de la carie que pour les répliques en général. Ceci implique que la plus grande réplique est plus susceptible de survient plus tôt que plus tard dans une séquence donnée de répliques. Par ailleurs, cette constatation plaide en faveur allant au-delà du modèle de point de branchement, avec des implications pour les prévisions à court terme. Aussi nous résoudre la dépendance univoque de p - La valeur du droit à l'ampleur Omori choc principal pour la réplique dans les 10 jours après la survenance choc principal, cette dépendance étant perdus lors de l'utilisation des séquences en cascade complète. Nous trouvons ce seuil correspond également le temps à un changement dans les schémas de diffusion, tous ces changements se synchroniser avec l'apparition de la plus grande réplique. En conséquence, nos résultats convergent vers le rôle clé du secondaire répliques sur la mécanique de la taille, le temps et l'espace modèle de processus en cascade.

L’évaporation d’une solution saline en milieu poreux intervient dans diverses situations comme lors de l’injection de dioxyde de carbone dans des aquifères salins ou dans des processus de dégradation des monuments ou de la végétation. Un aspect clé est la cristallisation des sels dissous à la surface ou au sein du milieu poreux résultant de l’évaporation de la solution. Dans la première partie de ce manuscrit, nous étudions le séchage d’un milieu poreux modèle initialement saturé par une solution aqueuse de chlorure de sodium pour différentes tailles moyennes de pores et différents flux d’évaporation. Ceci nous permet d’obtenir une caractérisation des cristaux formés en surface (efflorescence) en fonction de ces paramètres. Nous nous intéressons ensuite tout particulièrement au cas où l’efflorescence forme une croûte d’apparence compacte. Un aspect intrigant est que cette croûte ne bloque pas complètement l’évaporation. Le taux d’évaporation est réduit d’un ordre de grandeur environ. Une modélisation de la croissance de la croûte est développée pour expliquer ce phénomène. Dans une deuxième partie du manuscrit, nous nous intéressons au phénomène relié à la croissance d’un efflorescence “rampante” à la surface d’un substrat solide, dans notre cas la surface externe d’un tube capillaire droit dont une extrémité est plongée dans une solution de chlorure de sodium. Les lois de croissance de ce phénomène sont caractérisées à partir du suivi temporel par double pesée de la masse d’eau évaporée et de la masse de sel qui précipite ainsi que de la géométrie de l’enveloppe externe de la couche de sel recouvrant progressivement le capillaire. Ici encore, l’analyse du phénomène de croissance est confortée par une modélisation numérique simple. Un aspect important de ce travail est le recours à des techniques de visualisations modernes (microtomographie à rayons X, microscopie électronique à balayage, scanner de surface à lumière structurée) pour obtenir autant d’informations que possible sur la structure des efflorescences et les mécanismes de croissance mis en jeu dans ces expériences. / Evaporation of saline solution in porous media occurs in various situations such as injection of carbon dioxide in saline aquifers or in degradation processes on monuments or on vegetation. A key aspect is the crystallization of dissolved salts on the surface or in the porous medium resulting from the evaporation of the solution. In the first part of this manuscript, we study the drying of model porous media model initially saturated with an aqueous solution of sodium chloride, for different average pore sizes and different evaporation fluxes. This allows us to obtain a characterization of the salt crystals formed on the surface (efflorescence) depending on these parameters. We are particularly interested in the case when the efflorescence forms an apparently compact crust. An intriguing aspect is that the crust does not completely block the evaporation. The evaporation rate is in fact reduced by an order of ten. To explain this phenomenon, a model of the growth of the crust is developed. In a second part of the manuscript, we are interested in the growth of a salt efflorescence by “creeping” on a solid substrate, here the outer surface of a straight capillary tube, with one end immersed in a sodium chloride solution. The growth laws of this phenomenon are characterized by weighing both the mass of water evaporated and the mass of salt that precipitates, as well as recording the geometry of the outer casing of the salt layer gradually covering the capillary. Again, the analysis of this growth phenomenon is supported by a simple numerical model. An important aspect of this work is the use of up-todate visuablisation techniques (such as X-ray micro-tomography, scanning electron microscopy and structuredlight surface scanning) to get as much as possible additional information on the efflorescence structure and growth mechanism at play in these experiments.

Les systèmes électriques occupent de nos jours une place de plus en plus importante dans le domaine du transport aérien, ferroviaire et automobile. Ce progrès s'est accompagné de la miniaturisation des systèmes(convertisseurs) qui nécessitent un refroidissement très performant. Alors que les systèmes de refroidissement traditionnels atteignent leurs limites, une des solutions consiste à utiliser des boucles fluides diphasiques reposant sur le changement de phase liquide-vapeur du fluide de travail, en particulier les boucles diphasiques gravitaires. L'objectif de cette thèse est double: proposer un modèle détaillé de la boucle ainsi qu'un modèle réduit capable de calculer les variables en tout point de la boucle et en tout instant mais beaucoup moins gourmand en temps de calcul. Concernant tout d'abord le modèle détaillé, les équations de l'écoulement monodimensionnel et compressible du fluide à l'état monophasique et diphasique en régime transitoire sont résolues par la méthode d 'Euler explicite et par la méthode des volumes finis. Le mélange liquide-vapeur se comporte comme un mélange homogène, en équilibre mécanique et thermique. Les lois de fermeture du modèle sont déduites des lois d'état du type "Stiffened Gas". En ce qui concerne le modèle réduit, une extension de la méthode d'identification modale est proposée. La structure du modèle réduit est tout d'abord déterminée en effectuant la projection de Galerkine des équations de conservation continues. Ensuite les paramètres dumodèle réduit sont identifiés par la résolution d'un problème d'optimisation. Le modèle réduit ainsi construit est alors validé sur plusieurs cas présentant des dynamiques différentes. / Today, electrical systems are becoming increasingly important in the air, rail and automotive sectors.The immediate consequence of this progress is the miniaturization of systems (converters) requiring very important cooling means. Whereas conventional cooling solutions are reaching their limit, an alternative one can be sought in two-phase loops based on the liquid-vapor phase change of a working fluid, in particular two-phase loop thermosyphon. The objective of this thesis is twofold : to propose a detailed model of a two phase loop thermosyphon as well as a reduced model able to calculate the variables at any location of the loop at any time with a much smaller computing time. First, the equation of the transient one-dimensional compressible one-phase and two-phase fluid flow is solved using the explicit Euler method of order 1 and the finite volume method. The liquid-vapor mixture is modeled as a homogeneous mixture at mechanical and thermal equilibrium. The closure laws of the model are deduced from the "Stiffened Gas" state laws. For the reduced model, an extension of the modal identification method is proposed. The structure of the reduced model is first determined carrying out the Galerkin projection of the continuous conservation equations.Then the parameters of the model are identified by the resolution of an optimization problem. The reduced model thus constructed is then validated on several cases with different dynamics

Sur les dernières décennies, progresse sur la compréhension de la sismicité de clustering dans le temps, taille et l'espace ont été chassés par deux approches parallèles. De l'on étudie la main sur la mécanique des failles dans un milieu élastique soutiennent pour la contrainte statique de déclenchement à dominent dans le champ proche, c'est à dire à une distance de moins de 10 longueur de faute. De l'autre part, les propriétés de champ moyen du déclenchement sont reproduits en utilisant des effets en cascade dans modèles de processus point. Dans cette étude, nous essayons de concilier ces approches en soulignant l'importance de la faille de style sur les propriétés moyennes de la sismicité. En commençant par l'étude du taux de sismicité déclenchée par la Ville Muzaffarabad, au Cachemire, 2005 Mw = 7.6, Ms = 7,7 tremblement de terre, qui apparaît comme supérieure à la moyenne dans l'analyse des séquences répliques dans la ceinture de collision Inde-Asie, nous décidons de la productivité évènement grève de glissement sont en moyenne 4 fois plus petit que la poussée des failles de productivité. En utilisant le catalogue sismique global, nous étendre ce résultat comme tous les paramètres de la loi d'Omori (P, K, α, N (t)) étant dépendant failles styles. Dans le K ETAS modèle solide, N et de faibles valeurs de α sont entraînés par branchement ratio élevé (n). Comme conséquences de la relative n haute - La valeur la poussée des événements, il prédit aussi une faible p - La valeur pour l'événement de la poussée que comparer à bordereau de grève et des manifestations normales de la PN> PS S> PT que nous observons. Dans l'état de taux et cadre de la friction cela implique un changement dans les habitudes hétérogénéité stress. Nous ne résolvent pas tout changement dans le taux robustes foreshocks, p ' - La valeur, alors que notre analyse nous permettra d'étendre B ˚ droit aths dans le temps, d'espace et mécanisme focal. Pour des failles inverses, l'ampleur différence et la distance entre le choc principal de la plus grande réplique sont un peu moins que pour les défauts de glissement de grève. La distribution des intervalles de temps entre mainshocks et leurs le plus grand répliques est conforme au droit d'Omori, mais avec un taux un peu plus rapide de la carie que pour les répliques en général. Ceci implique que la plus grande réplique est plus susceptible de survient plus tôt que plus tard dans une séquence donnée de répliques. Par ailleurs, cette constatation plaide en faveur allant au-delà du modèle de point de branchement, avec des implications pour les prévisions à court terme. Aussi nous résoudre la dépendance univoque de p - La valeur du droit à l'ampleur Omori choc principal pour la réplique dans les 10 jours après la survenance choc principal, cette dépendance étant perdus lors de l'utilisation des séquences en cascade complète. Nous trouvons ce seuil correspond également le temps à un changement dans les schémas de diffusion, tous ces changements se synchroniser avec l'apparition de la plus grande réplique. En conséquence, nos résultats convergent vers le rôle clé du secondaire répliques sur la mécanique de la taille, le temps et l'espace modèle de processus en cascade. / On the last decades, progresses on the understanding of clustering seismicity in time, size and space have been driven by two parallel approaches. From the one hand studies on the mechanics of faulting in an elastic medium argue for the static stress triggering to dominate in the near field, i.e within distance less than 10 fault length. From the other hand, mean field properties of the triggering are reproduced using cascading effects in point process models. In this study we try to reconcile these approaches by emphasizing the importance of faulting style on average properties of seismicity. Starting with the study of the seismicity rate triggered by the Muzaffarabad, Kashmir, 2005 Mw = 7.6, Ms = 7.7 earthquake, which appears as above the average when analysing the aftershocks sequences in the India-Asia collision belt, we resolve the strike slip event productivity to be on average 4 times smaller than the thrust faulting productivity. Using global earthquake catalog, we further extend this result as all the parameters of the Omori law (p, K, α, N (t)) being dependent on faulting styles. Within the ETAS model strong K, N and low α values are driven by high branching ratio (n). As consequences of the relative high n − value of the thrust events, it also predicts a lower p − value for thrust event as compare to strike slip and normal events as the pN > pS S > pT we observe. Within rate and state friction framework it implies a change in stress heterogeneity patterns. We do not resolve any robust changes in foreshocks rate, p′ − value, whereas our analysis allow us to extend B˚aths law in time, space and focal mechanism. For reverse faults, both the magnitude difference and the distance from the mainshock to the largest aftershock are somewhat less than for strike slip faults. The distribution of time intervals between mainshocks and their largest aftershocks is consistent with Omori's law but with a somewhat faster rate of decay than for aftershocks in general. This implies that the largest aftershock is more likely to occurs earlier than later in a given sequence of aftershocks. Moreover, this finding argues for going beyond the branching point model, with implications for short term forecasts. Also we resolve unambiguous dependency of p − value of Omori law to mainshock magnitude for the aftershock within 10 days after the mainshock occurrence, this dependency being lost when using complete cascade sequences. We find this time threshold also corresponds to a change in diffusion patterns, all these changes synchronize with the occurrence of the largest aftershock. Accordingly, our results converge toward the key role of the secondary aftershocks on the mechanics of size, time and space pattern of cascading processes.