Les travaux de recherche présentés dans cette thèse sont consacrés à l’étude de la stabilité dans divers problèmes inverses associés à l’équation de Schrödinger magnétique. Dans la première partie, on s’intéresse à un problème inverse concernant l’équation de Schrödinger autonome posée dans un domaine cylindrique non borné, avec potentiel magnétique périodique. On démontre à l’aide d’une construction de solutions particulières, dites solutions de type "optique géométrique", que le champ magnétique induit par le potentiel périodique est déterminé de façon stable à partir une infinité d’observations latérales de la solution, contenues dans l’opérateur de Dirichlet-Neumann. La deuxième partie de la thèse porte sur le même type de problèmes inverses mais associés à l’équation de Schrödinger magnétique non autonome. Dans un premier temps, on montre l’existence d’une unique solution régulière de cette équation dans un domaine borné ou non. Ensuite, on s’intéresse au problème inverse de la détermination simultanée des potentiels magnétique et électrique dans un domaine borné, à partir d’un nombre fini d’observations latérales de la solution. Enfin, on prouve que dans un domaine cylindrique infini, le potentiel magnétique peut être reconstruit de façon Lipschitz stable à partir d’un nombre fini d’observations de type Neumann. / This thesis, is devoted to the study of inverse problems related to the Schrödinger equation. The first partof the thesis is devoted to study the boundary inverse problem of determining the alignedmagnetic field appearing in the magnetic Schrödinger equation in a periodic quantum cylindricalwaveguide. From the Dirichlet-to-Neumann map of the magnetic Schrödinger equation,we prove a Hölder stability estimate with respect to the Dirichlet-to-Neumann map, by meansof the geometrical optics solutions of the magnetic Schrödinger equation.The second part of this thesis deals with the inverse problem of determining the magnetic field and the electricpotential appearing in the magnetic Schrödinger equation, from the knowledge of a finitenumber of lateral observations of the solution.

Les besoins industriels en simulation numérique de milieux granulaires sont de plus en plus conséquents pour des systèmes de grande dimension. Le cas d'interactions entre grains de type contact unilatéral avec frottement présente des difficultés supplémentaires pour de telles simulations. Dans ce mémoire une approche par décomposition de domaine est proposée. Les méthodes de sous structuration ont été initialement développées pour des milieux continus généralement discrétisés en mécanique des solides en éléments finis. La plateforme LMGC90 (Logiciel de Mécanique Gérant le Contact en Fortran 90) constitue le cadre d'implantation d'algorithmes dédiés. Ainsi des algorithmes de décomposition de domaine, reposant sur les méthodes LArge Time Increment  et Gauss Seidel Non Linéaire, adaptés à un système de type granulaire sont définis, implantés et comparés.Pour exploiter le potentiel en calcul parallèle des méthodes ci-dessus, les procédures d'échange de message par MPI (Message Passing Interface) sont ajoutées au code. Ensuite,  l'amélioration de l'extensibilité des approches multidomaines par l'ajout d'une échelle macroscopique est testée.  Enfin, dans la perspective d'un dialogue entre modèles discret (échelle microscopique) et continu (échelle macroscopique), une version enrichie de la méthode GSNL-DD (Gauss Seidel Non Linéaire en Décomposition de domaine) est proposée. L'accélération de convergence attendue est ensuite étudiée théoriquement sur des exemples de taille réduite, avant quelques tests sur échantillons plus conséquents. / Industrial demand for numerical simulation of granular media is increasing for large systems. The case of interactions between grains such as unilateral contact with friction involves additional difficulties to these simulations. This study investigates a domain decomposition approach. The sub-structuration methods were originally developed for continuous media usually discretized by finite elements for solid mechanics. The LMGC90 platform (software to manage contact with distinct elements) provides a framework for the implementation of algorithms. Thus, domain decomposition algorithms, based on the LArge Time INcrement and Non Linear Gauss Seidel methods, ans suited to a granular problem are defined, implemented and compared. To exploit the potential for parallel computing of the aforementioned methods, the exchanging messages with MPI (Message Passing Interface) is added to the code. Then, the improvement of the scalability of multi-domain approaches through the addition of a macroscopic scale is tested. Finally, in order to implement a dialogue between the discrete (microscopic scale) and continuous (macroscopic scale) models, an enhanced version of the NLGS-DD method (Non Linear Gauss Seidel with domain decomposition) is proposed. The expected acceleration of the convergence is studied theoretically on reduced-size samples, prior to performing some tests on larger samples.

Nos travaux concernent la mise en oeuvre d’une méthode multiéchelle pour faciliter la simulation numérique de structures complexes, appliquée à la modélisation de composants aéronautiques (notamment pour les pièces tournantes de turboréacteur et des structures composites stratifiées). Ces développements sont basés autour de la méthode Arlequin qui permet d’enrichir des modélisations numériques, à l’aide de patchs, autour de zones d’intérêt où des phénomènes complexes se produisent. Cette méthode est mise en oeuvre dans un cadre général permettant la superposition de maillages incompatibles au sein du code de calcul Z-set{Zébulon, en utilisant une formulation optimale des opérateurs de couplage. La précision et la robustesse de cette approche ont été évaluées sur différents problèmes numériques. Afin d’accroître les performances de la méthode Arlequin, un solveur spécifique basé sur les techniques de décomposition de domaine a été développé pour bénéficier des capacités de calcul offertes par les machines à architectures parallèles. Ces performances ont été évaluées sur différents cas tests académiques et quasi-industriels. Enfin, ces développements ont été appliqué à la simulation de problèmes de structures composites stratifiées. / Our work concerns the implementation of a method for convenient multiscale numerical simulation of complex structures, applied to the modeling of aircraft components (including rotating parts made of jet engine from laminate composite structures). These developments are based on the Arlequin method which allows to enrich numerical modeling, using patches around areas of interest where complex phenomena occur. This method is implemented in a general framework in order to link made of incompatible meshes in the Z-set{Zébulon finite element code, using an optimal formulation of the coupling operators. The accuracy and robustness of this approach were evaluated on various numerical problems. To increase the performance of the Arlequin method, a specific solver based on domain decomposition techniques has been developed to take advantage of computing capabilities offered by parallel machine architectures. Its performance has been evaluated on different numerical assessments from academic to industrial tests. Finally, these developments have been applied to the simulation of problems made of laminate composite structures.

Résumé Les processus hydrothermaux affectent l'ensemble des domaines océaniques et contrôlent efficacement leur régime thermique. Cependant, les études de flux de chaleur à l'échelle globale conduisent à des interprétations parfois en contradiction avec les études locales. Il est donc essentiel de comparer les effets de l'hydrothermalisme dans différents contextes régionaux. Dans cette optique, nous avons étudié le rôle de l'hydrothermalisme sur le régime thermique d'un domaine océanique jeune (en Atlantique) et d'une marge continentale jeune (Sud Baléares). Pour cela, nous avons quantifié les transferts et pertes de chaleur et de matière en utilisant des traceurs thermiques (mesures du flux de chaleur) et des traceurs chimiques (analyse des fluides interstitiels). Le domaine océanique jeune se situe dans l'océan Atlantique sur le premier segment au sud de la faille transformante Oceanographer. Les faibles valeurs du flux de chaleur indiquent que les circulations hydrothermales, induites par les nombreux affleurements, extraient d'importantes quantités de chaleur de la croûte. La composition de l'eau interstitielle est similaire à l'eau de mer, indiquant un temps de résidence faible de l'eau dans le socle. Nous avons identifié que la rugosité du plancher océanique est un des paramètres majeurs qui contrôlent l'efficacité de ces circulations de fluides. Ce relief à petite échelle a été comparé à d'autres régions où l'efficacité des processus hydrothermaux avait préalablement été discutée. Nous en avons déduis une relation empirique qui relie la fraction du flux de chaleur à ce relief. Sur la marge Sud des Baléares, les processus hydrothermaux semblent plus restreints car leur impact thermique est plus local. Sur la pente continentale, des contrastes importants du flux de chaleur ont été mis en évidence. Ils suggèrent des circulations hydrothermales controlées par la présence de nombreux monts volcaniques. Cependant, la chimie des fluides reste proche de celle de l’eau de mer et ne permet pas de confirmer ces observations. En revanche, les processus hydrothermaux sont limités dans le bassin par les épais dépôts de sédiments. La chimie des fluides indique la présence de saumures résiduelles et leur simple diffusion vers la surface. Les valeurs du flux de chaleur sont perturbées par les contrastes de conductivité thermique induits par la présence de diapirs de sel ou du socle. Dans les deux zones d’étude, les circulations de fluides sont liées à la présence de structures basaltiques fracturées dont la perméabilité est supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle des sédiments alentours. La rugosité initiale du plancher océanique et le taux de sédimentation contrôlent la tranche d’âge durant laquelle la croûte reste connectée à l’océan. En revanche, les circulations sont rapidement inhibées sur les marges par les apports importants de sédiments venant du continent proche. Cette conclusion est contrebalancée par d’autres événements pouvant survenir sur les marges telles que le volcanisme ou la tectonique active. / Hydrothermal processes affect all oceanic domains therby controlling their thermal regime. At global scale, heat flow studies may lead to different interpretations than local studies. Comparing hydrothermal effects in different local contexts is essential to overcome this scale- issues. To do so, we studied the hydrothermal impact on the thermal regimes of a young oceanic domain (Atlantic Ocean) and a young margin (South Balearic). We quantified heat and matter transfers and heat losses with heat flow measurements and pore water chemical analyses. The young oceanic domain is situated on the first segment south of Oceanographer transform fault in the Atlantic Ocean. The low heat flow values indicate that hydrothermal circulations, conveyed by numerous outcrops, extract a lot of crustal heat. The composition of water in pores is similar to that of seawater. This points to a short residence time of water in the basement. We identified that the ruggedness of the seabed is one of the key parameters that control the fluid circulation efficiency. This small scale relief was compared to others regions where hydrothermal processes have already been debated. We deduced an empirical relation which links the fraction of the conductive heat flow to this relief. On the Southern Balearic margin, hydrothermal processes appear to be more limited because of their more local thermal impact. On the continental slope, great heat flow contrasts are highlighted. They suggest that hydrothermal circulation is controlled by numerous volcanic mounts. On one hand, pore fluid chemistry remains close to seawater composition and does not allow confirming these observations. On the other hand, hydrothermal processes in the basin are limited by thick sediment deposits and pore fluid chemistry indicates residual brines and their diffusion towards the surface. Heat flow values along the Southern Balearic margins are perturbed by thermal conductivity contrasts induced by salt diapirs or basement topography. In both study areas, fluid circulations are linked to fractured basaltic structures with a much larger permeability than the surrounding sediments. The seabed’s initial ruggedness and the sedimentation rate control the age range during which the crust is connected to ocean. Nevertheless, fluid circulations cease quickly due to important sediment flows from the nearby continent. This conclusion is partially offset by other events that may occur on the margins such as volcanism or active tectonic.

Cette thèse s’intéresse à la simulation acoustique de problèmes de grandes tailles. La parallélisation des méthodes numériques d’acoustique est le sujet principal de cette étude. Le manuscrit est composé de trois parties : lancé de rayon, méthodes de décomposition de domaines et algorithmes asynchrones. / This thesis studies numerical methods for large-scale acoustic problems. The parallelization of the numerical acoustic methods is the main focus. The manuscript is composed of three parts: ray-tracing, optimized interface conditions for domain decomposition methods and asynchronous iterative algorithms.

Les théâtres d’opérations militaires s’organisent aujourd’hui sous la forme de coalitions. Les forces armées qui sont déployées possèdent des moyens technologiques (communication, routage) et créent des réseaux sans fil. Le mouvement de ces forces sur le terrain donne au réseau une topologie fortement dynamique. Il se caractérise comme un réseau sans fil mobile, plus communément appelé MANET (Mobile Ad hoc NETwork). Pour l’efficacité de la mission et des communications, il est intéressant d’interconnecter facilement les différents groupes participant à la coalition. Cependant, chaque membre de la coalition possède sa propre architecture et souhaite rester autonome, sans s’adapter aux autres. Comme les opérateurs ont pu le faire lors de la création de l’Internet avec le protocole BGP (Border Gateway Protocol), il est nécessaire de créer un protocole qui connecte tous ces groupes participant à la coalition. Ce protocole doit permettre de créer des connexions inter-groupes, supporter facilement les changements de topologies et appliquer des politiques de routage qui permettent d’indiquer des préférences de groupes à emprunter, par exemple. Dans cette thèse, nous allons dans un premier temps étudier la non-adaptabilité de BGP sur les réseaux MANET. Puis, nous étudierons les différentes propositions de la littérature. Ensuite, nous présenterons notre solution ITMAN (Inter Tactical Mobile Ad hoc Network) dans sa première version et les améliorations que nous avons pu y apporter. Enfin, nous terminerons ce manuscrit par les perspectives qui peuvent être menées suite à cette thèse. / Nowadays, military operations are organized as coalitions. The armed forces that are deployed have technological features (communication, routing) that create wireless networks. The mobility of these forces on the ground means that the network has a highly dynamic topology. This is a mobile wireless network, more commonly called MANET (Mobile Ad hoc NETwork). For mission and communication efficencies, interconnection between the various groups participating in the coalition is necessary. However, each member of the coalition has its own architecture and wants to keep independancy from the other groups technologies. This situation is similar as the Internet construction, where operators were able to interconnect their infrastructures with BGP (Border Gateway Protocol). It is important to create a protocol that can connect all the groups involved in the coalition. This protocol should allow inter-group connections, easily support topology changes and apply routing policies that specifies groups on the route preferences, for example. In this thesis, we first study the adaptability issues of BGP on MANET. Then, we study the proposals that have been made in the literature. Next, we present ITMAN (Inter Tactical Mobile Ad Hoc Network) in its first version and the improvements that have been made. Finally, we will conclude this manuscript with the perspectives that can be highlighted following this thesis.

Submitted by Maria Dulce (mdulce@ndc.uff.br) on 2014-01-27T18:20:37Z No. of bitstreams: 1 Vale, Alessandra-Dissert-2013.pdf: 1229612 bytes, checksum: e7d6119e394102b0cebc7af081bcaf7d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-27T18:20:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vale, Alessandra-Dissert-2013.pdf: 1229612 bytes, checksum: e7d6119e394102b0cebc7af081bcaf7d (MD5) Previous issue date: 2013 / A contenda de Apepi e Sequenenra encontra-se preservada em uma única versão: o Papiro Sallier I. Esse documento foi redigido durante a XIXª dinastia, tendo sido escrito no período de reinado do faraó Merenptah (c. 1213-1203 a.C.). Apesar de escrito no Reino Novo, o Conto de Apepi e Sequenenra aborda, ficcionalmente, um episódio de meados do século XVI a.C., envolvendo personagens históricos do final do Segundo Período Intermediário: o faraó hicso Apepi, da XVª dinastia, e o rei Sequenenra, da XVIIª dinastia tebana. Através dele é possível levantar alguns interessantes questionamentos, dentre os quais dois se destacam: (1) a disputa entre governantes – Apepi, hicso, e Sequenenra, egípcio; (2) e a oposição entre deuses, nesse caso especificamente Amon-Ra e Seth (Sutekh, para os hicsos), paralela à dos reis que lhes prestavam culto monolátrico / Lê conte de Apepi Sequenenra est conserve dans um seule version: lê Papyrus Sallier I. Ce document a été redige au cours de la Dix-Neuvième Dynastie, ayant été écrit durant lê règne de la pharaon Merenptah (c. 1213- avant J.C.). Bien que rédigé dans la Nouvel Empire, lê Conte de Apepi et Sequenenra, parle fictivement de um épisode de milieu du XVIe siècle, impliquant dês personnages historiques de la fin de la Dèuxieme Période Intermédiaire: lê pharaon hyksos Apepi, de la quinziéme dynastie, et le roy Sequenenra, de la dix-septième dynastie thébaine. Grace a lui, vous pouvez soulever quelques questions interessantes, dont deux se distinguite: (1), l’ opposition entre lês gouverneurs – Apepi, hyksos, et Sequenenra, égyptien; (2) et l’ opposition entre les dieux, dans ce cãs spécifiquement Amon-Ra et Seth (Sutekh, pour les Hyksos), parallèlement à dês róis qui les adoraient monolâtriement.

Cette thèse est consacrée à l'étude de l'influence d'une fine couche hétérogène sur le comportement élastique linéaire d'une structure tridimensionnelle.Deux types d'hétérogénéités sont pris en compte : des cavités et des inclusions élastiques. Une étude complémentaire, dans le cas d'inclusions de grande rigidité, a été réalisée en considérant un problème de conduction thermique.Une analyse formelle par la méthode des développements asymptotiques raccordés conduit à un problème d'interface qui caractérise le comportement macroscopique de la structure. Le comportement microscopique de la couche est lui déterminé sur une cellule de base. Le modèle asymptotique obtenu est ensuite implémenté dans un code éléments finis. Une étude numérique permet de valider les résultats de l'analyse asymptotique. / This thesis is devoted to the study of the influence of a thin heterogeneous layeron the linear elastic behavior of a three-dimensional structure. Two types of heterogeneties are considered : cavities and elastic inclusions. For inclusions of high rigidty a further study was performed in the case of a heat conduction problem.A formal analysis using the matched asymptotic expansions method leads to an interface problem which characterizes the macroscopic behavior of the structure. The microscopic behavior of the layer is determined in a basic cell.The asymptotic model obtained is then implemented in a finite element software.A numerical study is used to validate the results of the asymptotic analysis.

Vibrio cholerae acquiert les gènes de la toxine cholérique suite à l’infection par le phage CTXphi et devient par la suite une bactérie pathogène. L'infection se déroule en deux étapes : une interaction entre le pilus TCP et le domaine pIIIN2ctx, puis la formation du complexe TolAIIIV.c/pIIIN1ctx. Cette seconde étape est l’étape limitante de l’infection. L’objectif général de ma thèse a été d’étudier les forces motrices associées à cette étape.1) J’ai étudié les mécanismes moléculaires associés à la spécificité phage/bactérie en ciblant les interactions électrostatiques et le feuillet intermoléculaire par RMN et double hybride bactérien.2) J’ai résolu la structure de TolAIIIV.c libre par RMN. La comparaison des structures de cette protéine à l’état libre et liée ont permis de mettre en évidence un changement conformationnel et de proposer un mécanisme moléculaire d’ajustement induit. De plus, l’étude de la flexibilité de la protéine par RMN à haute pression (HP) a montré l’importance de la cavité interne de la protéine TolAIII pour favoriser l’ajustement induit lors de la formation du complexe TolAIIIV.c/pIIIN1CTX.3) J’ai vérifié si l’ajustement induit observé précédemment était lié à la présence de cette cavité d’une manière générale chez les protéines TolAIII. Une étude de dispersion de relaxation et de RMN à HP de la protéine TolAIIIE.c a permis de vérifier l’importance de cette cavité pour le mécanisme d’ajustement induit essentiel à cette famille de protéine. De plus, nous avons corrélée la flexibilité particulière de la protéine TolAIIIE.c à la présence d’une boucle qui lui confère une certaines flexibilité nécessaires pour interagir avec plusieurs partenaires. / Vibrio cholerae becomes a pathogen after CTXphi phage infection. The phagic infection is a wo step mechanism: first TCP pilus binds to pIIIN2ctx, then TolAIIIV.c binds to pIIIN1ctx. The second step is essential for the acquisition of genes of cholera toxins leading to cholera disease. The main goal of my thesis is to study the driving forces associated to the phage infection.First, I studied the molecular mechanism associated to phage/bacteria specificity targeting electrostatic bonds and hydrophobic interactions within the intermolecular sheet. These experiments use NMR and bacterial two hybrids methods. Our results show that electrostatic bonds are essential for the complex formation.Second, I solved the solution structure of TolAIIIV.c using NMR. The comparison of the structures of free and bound states of TolAIIIV.c, shows an associate conformational change and lead us to propose a model for the molecular mechanism of the induced fit. Then the study of the TolAIII flexibility, using high pressure NMR shows the importance of TolAIII cavity to promote the induced fit during TolAIIIV.c/pIIIN1ctx complex formation.Finally, we wanted to show if the induced fit is correlated to the presence of cavity in TolAIII family. A study using NMR relaxation dispersion and high-pressure NMR experiments on TolAIIIE.c shows the importance of this cavity for the induced fit. The presence of a loop at the top of the N-terminal helix in TolAIIIE.c leads to the protein to have several conformations necessary to interact with many partners.

Les domaines protéiques sont des segments indépendants qui sont présents de façon récurrente dans plusieurs protéines. L'arrangement combinatoire de ces domaines est à l'origine de la diversité structurale et fonctionnelle des protéines. Plusieurs méthodes ont été développées pour permettre d'inférer la décomposition des protéines en domaines ainsi que la classification de ces domaines en familles. L'une de ces méthodes, MkDom2, permet l'inférence des familles de domaines de façon gloutonne. les familles sont inférées l'une après l'autre de façon a créer un découpage des protéines en arrangement de domaines et un classement de ces domaines en familles. MkDom2 est a l'origine de la base de données ProDom et est essentiel pour sa mise à jour. L'augmentation exponentielle du nombre de séquences analyser a rendue obsolète cette méthode qui nécessite désormais plusieurs années de calcul pour calculer ProDom. nous proposons un nouvel algorithme, MPI_MkDom2, permettant l'exploration simultanée de plusieurs familles de domaines sur une plate-forme de calcul distribué. MPI_MkDom2 est un algorithme distribué et asynchrone gérant l'équilibrage de charge pour une utilisation efficace de la plate-forme de calcul; il assure la création d'un découpage non-recouvrant de l'ensemble des protéines. Une mesure de proximité entre les classifications de domaines est définie afin d'évaluer l'effet du parallélisme sur le partitionnement produit. Nous proposons un second algorithme MPI_MkDom3. permettant le calcul simultanée d'une classification des domaines protéiques et des protéines en familles partageant le même arrangement en domaines. / Protein domains are recurring independent segment of proteins. The combinatorial arrangement of domains is at the root of the functional and structural diversity of proteins. Several methods have been developed to infer protein domain decomposition and domain family clustering from sequence information alone. MkDom2 is one of those methods. Mkdom2 infers domain families in a greedy fashion. Families are inferred one after the other in order to create a delineation of domains on proteins and a clustering of those domains in families. MkDom2 is instrumental in the building of the ProDom database. The exponential growth of the number of sequences to process as rendered MkDom2 obsolete, it would now take several years to compute a newrelease of ProDom. We present a nous algorithm, MPI_MkDom2, allowing computation of several families at once across a distributed computing platform. MPI_MkDom2 is an asynchronous distributed algorithm managing load balancing to ensure efficient platform usage; it ensures the creation of a non-overlapping partitioning of the whole protein set. A new proximity measure is defined to assess the effect of the parallel computation on the result. We also Propose a second algorithm, MPI_mkDom3, allowing the simultaneous computation of a clustering of protein domains as well as full protein sharing the same domain decomposition.