Les circulations hydrothermales sont le vecteur d'échanges thermiques et chimiques d'importance majeure entre la géosphère et l'hydrosphère. Un grand nombre de concentrations métalliques et minérales sont liées à ces transferts et les modèles métallogéniques évoquent très souvent des directions de paléo-écoulements entre différents réservoirs géologiques. Cependant l'hydrodynamique des systèmes hydrothermaux reste mal connue et les directions d'écoulement sont peu contraintes par les données de terrain. Mes travaux de thèse sur le gisement à F, Ba et Fe de Chaillac ont montré que les textures des formations hydrothermales permettent d'obtenir une information locale sur les directions des paléoécoulements. A partir de cette observation, mes recherches ont été orientées suivant trois axes complémentaires. (i) La modélisation de la croissance cristalline d'un monocristal dans un fluide en écoulement : plusieurs modèles ont été développés, le plus performant consiste à résoudre numériquement les équations de Navier Stokes et l'équation de transport autour d'un cristal polyédrique (hexagonal). Dans ce modèle simple de croissance cristalline les cinétiques de surface sont négligées devant les cinétiques de diffusion volumique. Les flux chimiques simulés sur la face amont sont supérieurs aux flux de la face avale et leur rapport augmente avec la vitesse de circulation du fluide. (ii) La croissance expérimentale de monocristal d'alun dans un fluide en écoulement a permis de vérifier que la croissance est plus rapide pour les faces amonts que pour les faces avales, le rapport des flux augmente avec la vitesse mais diffère significativement du modèle numérique. L'hypothèse d'une croissance sans influence des processus de surface conduit à surestimer le rapport des flux. (iii) Les études de terrain sur des gisements hydrothermaux ont été menées, en exploitant les modèles développés afin d'évaluer in situ l'hydrodynamique des paléoécoulements. Les premières études ont consisté à tracer les directions d'écoulement des paléochamps hydrothermaux à partir des fabriques magnétiques. Dans les formations riches en magnétite, les résultats suggèrent que la forme allongée des grains marque le sens de l'écoulement comme le modèle et les expériences l'ont prédit. Les fabriques magnétiques mesurées dans les formations carbonatées, et riche en goethite laissent penser que la croissance cristalline est organisée suivant les lignes de courant. Ce dernier résultat rend nécessaire le développement de nouveaux modèles dans lesquels la croissance de plusieurs cristaux doit être considérée dans la porosité de la roche. Enfin, l'utilisation de la variation des rapports des flux en fonction de la vitesse d'écoulement a été utilisée pour estimer des vitesses dans une tourmalinite formée au contact d'un sill leucogranitique. Les rapports des bandes de croissances permettent d'estimer une vitesse minimum d'écoulement locale et instantanée de l'ordre de 10-3 m/s, ce qui est bien supérieur aux vitesses couramment proposée dans la littérature, celles-ci étant calculées à partir de modèles macroscopiques donnant des vitesses moyennées en temps et en espace.

Le présent manuscrit contribue à l’étude des écoulements liquides dans des milieux poreux artificiels, plus spécifiquement dans les cas où la matrice poreuse présente des gradients de perméabilité importants, par exemple dans un milieu stratifié ou fracturé. Nous étudions l’influence de tels milieux poreux hétérogènes sur différents types d’écoulements. Ce travail est principalement expérimental, mettant en oeuvre une technique optique non-intrusive appelée effet Christiansen. Cette méthode permet de déterminer quantitativement des distributions soit de température, soit de concentration au sein d’un milieu poreux. Trois problèmes physiques sont étudiés: tout d’abord le problème de Horton-Rodgers-Lapwood qui est l’équivalent du très connu problème de Rayleigh-Bénard mais pour un milieu poreux, ensuite les phénomènes de dispersion hydrodynamique que l’on rencontre dans des écoulements multiphasiques. Cette dispersion hydrodynamique est essentiellement envisagée comme un processus macroscopique de diffusion, renforcé par rapport à la diffusion moléculaire que l’on rencontre en milieu fluide libre. Enfin, le troisième problème englobe les écoulements capillaires en milieux poreux en environnement de pesanteur réduite. Dans le cas d’écoulements immiscibles multiphasiques, il faut prendre en considération l’effet de la tension superficielle aux interfaces. Comme les effets capillaires sont partiellement masqués par les effets de pesanteur durant des expériences au sol, une étude précise des effets de mouillage dans ces écoulements en milieu poreux nécessite de les découpler au maximum des autres effets physiques. Un programme de recherche en microgravité a été réalisé, et un nouveau modèle mathématique qui prend en compte l’influence des forces capillaires a été élaboré dans le cadre d’une collaboration entre le Service de Chimie-Physique et le Prof. N.N. Smirnov du Département de Mécanique et de Mathématique de l’Université d’Etat de Moscou. La structure de ce travail part du Chapitre 1, qui présente essentiellement les milieux poreux et leurs spécificités. Ce dernier introduit le formalisme et les concepts nécessaires au traitement des trois problèmes de recherche envisagés. Le Chapitre 2 présente ensuite une étude bibliographique du problème de Horton-Rodgers-Lapwood et des phénomènes de dispersion hydrodynamique en milieux poreux. Le Chapitre 3 est consacré à l’effet Christiansen. Le Chapitre 4 présente les dispositifs de laboratoire mis au point, ainsi qu’une compilation des résultats expérimentaux obtenus. Les problèmes d’écoulements capillaires sont exposés au Chapitre 5, étant donné que la technique expérimentale est différente de celle basée sur l’effet Christiansen. Ce Chapitre compare le nouveau modèle mathématique aux résultats des expériences menées en microgravité durant de nombreuses campagnes de vols paraboliques. Le Chapitre 6 referme ce travail par ses conclusions et perspectives.

L'âge, les facteurs de risque vasculaire, l'inactivité physique sont connus comme facteurs de risque des syndromes démentiels.Le sommeil joue un rôle majeur dans la physiologie cérébrale. Le syndrome d'apnée du sommeil (SAS) est une pathologie fréquente chez les sujets âgés, surtout chez ceux souffrant de pathologie démentielle. Les études chez les patients atteints d'hypertension, et/ou de fibrillation atriale montrent une prévalence 2 à 3 fois plus élevée de SAS. Le cerveau et sa vascularisation forment un ensemble avec le coeur et les poumons qui fournissent l'apport en énergie et en oxygène. Une dynamique harmonieuse entre ces trois organes est nécessaire au fonctionnement physiologique du cerveau et un dysfonctionnement de cet ensemble pourrait engendrer une altération cognitive. Ce travail a pour but d'analyser les liens entre l'altération du débit vasculaire de la macro-circulation témoin de l'activité cardiaque, la pulsatilité du liquide céphalospinal reflétant l'hydrodynamique cérébrale, les paramètres respiratoires en lien avec les apnées du sommeil, et le statut cognitif du sujet âgé. En nous basant sur les résultats des bilans clinique, biologique, neuropsychologique, de l'imagerie par résonnance magnétique (morphologie et flux), des holters tensionnel et rythmique dans une population de 95 patients âgés cognitivement altérés, nous avons analysé les relations entre les paramètres concernant le cerveau, le coeur et les poumons. Cette approche révèle une relation entre ces trois systèmes et la cognition. La découverte d'une prévalence de plus de 70% de SAS dans cette population associée à d’autres résultats inattendus devrait faire l'objet de travaux ultérieurs / Age, vascular disorders, and lack of physical activity are known risk factors for dementia syndromes. Sleep has an important role in cerebral physiology. Sleep apnea syndrome (SAS) is common in elderly patients, especially in those with dementia. It was reported that the prevalence of SAS is 2 to 3 times higher in patients with arterial hypertension and/or atrial fibrillation. The brain and its vascular system cannot be considered separately from the heart and the lungs, which provide energy and oxygen supply. Cognitive alterations do not reflect the function of the brain only, and balanced dynamics between all these organs is necessary to maintain neurological functions. Therefore, the aim of this dissertation was to analyze the impact of altered cerebral blood flow in macrocirculation reflecting cardiac activity, pulsatility of the cerebrospinal fluid reflecting cerebral hydrodynamics, and SAS reflecting respiratory function on the cognitive status of elderly patients. Based on a clinical examination, geriatric and neuropsychological assessment, blood tests, structural magnetic resonance imaging, phase-contrast magnetic resonance imaging, 24-hour ambulatory blood pressure measurement, and 24-hour electrocardiogram in the population of 95 elderly patients aged 75 years and older, and suffering from neurodegenerative diseases, we analyzed the correlations between the neurological, cardiac, and respiratory parameters. This approach allowed an identification of associations between the abnormalities in these 3 systems and cognitive function. An unexpected finding, among some other abnormalities, was the prevalence of SAS exceeding 70%, which will be the subject of future research

La présente recherche a comme objectif de déterminer la dynamique spatio-temporelle de la formation des embâcles de glace dans un tronçon de la rivière Ouelle. Évènements récurrents dans la rivière Ouelle, les embâcles de glace empêchent le libre écoulement de l'eau et peuvent causer des inondations. En 2005, une telle inondation a causé pour plus de 500 000$ en dommages matériels dans la municipalité de Saint-Pacôme. Le tronçon de la rivière à l'étude a été divisé en trois secteurs géomorphologiquement distincts : linéaire à l'amont, à méandres à l'aval, et la transition entre les deux. Les cicatrices d'impact glaciel sur les arbres riverains de ces trois sections ont été répertoriées pour déterminer les localisations préférentielles des embâcles. Cette méthode s'est avérée déficiente pour l'identification de la dynamique temporelle de la formation d'embâcles. Ainsi, les années où des embâcles de glace se sont produits pour chacune des trois sections ont été déterminées par l'entremise de la dendrochronologie. Au total, 60 arbres, dont plus de 300 échantillons ont été récoltés, ont été utilisés pour dater les évènements d'embâcles. À partir de bases de données hydrologiques et météorologiques, des analyses en composantes principales ont été effectuées pour analyser la variabilité des conditions hydro-climatiques et créer de nouvelles variables reflétant le plus précisément possible cette variabilité. De ces variables et des années obtenues par la dendrochronologie, des régressions logistiques ont été effectuées pour déterminer quels facteurs climatiques et hydro-météorologiques sont clés lors de la formation des embâcles. Les résultats indiquent que plus l'on progresse vers l'aval, plus les embâcles de glace sont fréquents. Dans le segment linéaire, les analyses dendrochronologiques indiquent que les embâcles sont un phénomène relativement récent considérant l'année médiane de colonisation des arbres échantillonnés (1951) considérant le premier évènement d'embâcle détecté (2001). Les embâcles de la portion à méandres sont liés plus spécifiquement avec les années El Nino, et sont le fruit de redoux hivernaux ou encore de la crue printanière. L'âge médian des arbres, plus jeunes que ceux des deux autres portions de la rivière, limite l'identification des évènements antérieurs à 1986. Les résultats indiquent que les embâcles de la transition fluviale sont mis en place seulement lors de la crue printanière, plus particulièrement au mois d'avril. Il est à considérer que les embâcles se produisant à la crue printanière dans la transition migrent ensuite vers l'aval pour se reloger dans la portion à méandres. Il y a donc une distinction dans les conditions climatiques et hydrométéorologiques menant à la formation d'embâcles pour les deux sections géomorphologiquement distinctes de la rivière Ouelle. ______________________________________________________________________________

Thèse de doctorat : Sciences. Mécanique : Ecole centrale de Lyon : 2003. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 210 réf.

Thèse de doctorat : Sciences. Mécanique : Ecole centrale de Lyon : 2003. / 210 réf.

Thèse de doctorat : Génie civil : Lille 1 : 2002. / N° d'ordre (Lille) : 3168. Résumé et textes en français et en anglais. Bibliogr. p. 182-189.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Dynamique des fluides : Toulouse, INPT : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 117 réf.

Thèse de doctorat : Physique : Lyon, École normale supérieure (sciences) : 2006. / Bibliogr. p. [194]-196.

Thèse de doctorat : Génie civil, hydrosystèmes, géotechnique : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.