La convection dans le manteau terrestre est la principale force motrice du mouvement des plaques tectoniques. Alors que les parties inférieures du manteau supérieur se déforment de manière ductile, les plaques tectoniques sont rhéologiquement plus rigides que l'asthénosphère sous-jacente. Pour comprendre le couplage entre la convection profonde et les plaques tectoniques à la surface de la Terre, il est essentiel de comprendre les mécanismes de déformation visqueuse et frictionnelle du manteau lithosphérique. Mais à ce jour, la rhéologie du manteau supérieur juste au-dessous de la discontinuité de Mohorovicic est encore mal comprise. De plus, les premiers stades de la déformation viscoplastique à des températures intermédiaires (600-1000 ° C) pertinentes pour le manteau lithosphérique, ne sont ni bien documentés ni quantifiés. Dans le passé, la plupart des expériences de déformation étaient effectuées à des températures très élevées (> 1200 ° C). Pour fournir des valeurs mécaniques précises pour le manteau lithosphérique, nous avons besoin de données mécaniques mais aussi de la caractérisation de la microstructure associée pour comprendre la physique des mécanismes en jeu lors de la déformation permanente des roches riches en olivine. Dans cette thèse, nous avons réalisé des expériences de déformation en compression axiale à l'aide d'une presse Paterson (Géosciences Montpellier, Université de Montpellier, France) à haute pression et température (300 MPa, 1000-12000 ° C) et en torsion (‘rotary shear frictional testing machine’ au laboratoire de mécanique des roches, université de Durham, Royaume-Uni) à pression et température ambiantes. Les échantillons ont été caractérisés par microscopie électronique à balayage, diffraction d’ d'électrons rétrodiffusés et microscopie électronique en transmission. Après un chapitre d'introduction où l'état de l'art est détaillé et un chapitre consacré aux méthodes expérimentales et analytiques utilisées dans les projets scientifiques, la thèse s'organise en trois chapitres, chacun correspondant à trois articles scientifiques: le premier est publié (1) Évolution de la contrainte et des microstructures associées au fluage transitoire de l'olivine à 1000-1200 °C (Phys. Earth Planet. Int., doi: 10.1016/ j.pepi.2018.03.002. (https: //hal.archives- ouvertes.fr/hal-01746122) et les deux autres sont en préparation, (2) Densité de disclinaisons dans l'olivine polycristalline déformée expérimentalement à 1000 ° C et 1200 ° C (3) Déformation par cisaillement de l'olivine nano- et micro-cristalline. Le premier projet du chapitre III a montré que le durcissement mécanique observé ne peut pas provenir d'une simple augmentation de la densité de dislocations (e.g., la forêt) et que d'autres mécanismes doivent être mis en œuvre pour compenser les limites de glissements des dislocations. Dans le chapitre IV, les densités de dislocation géométriquement nécessaires (GND, défauts de translation) et les disclinaisons (défauts de rotation) sont quantifiées sur une série de roches déformées à différentes températures, déformations finies et niveaux de contrainte, mais aucune corrélation n'a été identifiée entre la densité de disclinaisons, et la contrainte, la déformation finie, ou la densité de GND. Le rôle des disclinaisons serait donc limité à la migration aux joints de grains, ce qui peut être suffisant pour débloquer les dislocations dans l'agrégat d'olivine polycristalline. Au chapitre V, les expériences de torsion ont confirmé l'effet négligeable de la taille du grain (olivine de 0,7 à 70 µm) sur la diminution drastique du coefficient de frottement, mais la caractérisation des échantillons n’a pas permis d'élucider le mécanisme principal de déformation. Cette thèse a permis de mieux caractériser la transition fragile-ductile d'une roche de type dunite à grains fins soumise à une déformation permanente aux températures du manteau sommitale. / Convection in Earth’s mantle is the major driving force behind the movement of tectonic plates. While the lower parts of the upper mantle deform in a ductile way, the plates themselves are rheologically more rigid than the asthenosphere beneath. To understand how convection yields tectonic plates, it is vital to quantify the viscous and frictional strength of the lithospheric mantle. Yet to date, the rheology of the uppermost mantle just below the Mohorovicic discontinuity is still poorly understood. Furthermore, the early stages of visco-plastic deformation at intermediate temperatures (600 – 1000 °C) relevant of the lithospheric mantle are not well documented or quantified. In the past, most deformation experiments were performed at high temperatures (> 1200 °C). To provide accurate mechanical values for the lithospheric mantle, we need mechanical data but also a characterization of the associated microstructure to understand the deformation mechanisms at play during permanent deformation of olivine-rich rocks. In this thesis, I have performed deformation experiments in axial compression using a Paterson press (at Géosciences Montpellier, University of Montpellier, France) at high pressure and temperature (300 MPa, 1000 -12000 °C) and in torsion using a low to high velocity rotary shear frictional testing machine (Rock Mechanics Laboratory, Durham University, UK) at room pressure and temperatures. The recovered samples were characterized using scanning electron microscopy, electron backscatter diffraction and transmission electron microscopy. After an introduction chapter where the state-of-the-art is detailed, and a chapter focusing on experimental and analytical methods used during scientific projects, the thesis is organized as three subsequent chapters, each of them corresponding to three scientific articles: one is published (1) Stress evolution and associated microstructure during transient creep of olivine at 1000-1200 °C (Phys. Earth Planet. Int., doi: 10.1016/j.pepi.2018.03.002.); and the two others are in preparation, (2) Disclination density in polycrystalline olivine experimentally deformed at 1000 °C and 1200 °C; and (3) Shear deformation of nano- and micro-crystalline olivine at seismic slip rates. Chapter III has shown that the observed mechanical hardening can not come from a simple increase in dislocation density (e.g., entanglement) and that other mechanisms must be at play to compensate for the limitations of dislocation slip. For the first time, in chapter IV the densities of geometrically necessary dislocations (GND, translational defects) and disclinations (rotational defects) are quantified on a series of rocks deformed at different temperatures, finite strains and stress levels. No correlation has been identified between disclination density and stress, strain or GND. The role of the disclinations will therefore be limited to migration at grain boundaries, which may be sufficient to unblock dislocations in the polycrystalline olivine aggregate. In chapter V, torsion experiments confirmed the negligible effect of grain size (olivine from 0.07 to 70 μm) on the drastic decrease of the coefficient of friction, but the characterization of the samples did permit to shed light on the main mechanism of deformation. Thanks to an experimental approach and up-to-date material characterization, this thesis permitted better characterization of the brittle-ductile transition of a fine-grained dunite-type rock subjected to permanent deformation at uppermost mantle temperatures.

L'objectif des travaux présentés dans cette thèse est de développer des méthodes d'élaboration et de caractérisation de matériaux piézoélectriques en vue de leur intégration dans des capteurs acoustiques pour des applications en milieu hostile. Les aspects mesures en hautes températures et sous irradiation étant d'un grand intérêt pour nos partenaires du CEA.Dans ce contexte, l'étude et la réalisation de capteurs acoustiques fonctionnant à haute température offre une grande diversité d'applications possibles. Ce travail inclut la recherche de matériaux piézoélectriques adéquats, leurs technologies de mise en œuvre ainsi que le mode de couplage du transducteur sur une paroi métallique ou céramique. En plus des techniques traditionnelles de brasure, une autre voie de technologie est envisagée à travers l'utilisation de la sérigraphie. Des bancs de test spécifiques ont été développés dans le but de déterminer les caractéristiques intrinsèques des matériaux, et les performances obtenues après leur intégration comme éléments sensibles d'un système de mesure. La sérigraphie comme méthode transfert de matière offre des avantages indéniables en termes de facilité d'utilisation, de rapidité de prototypage et de reproductibilité. De l'encre piézoélectrique a été élaborer à partir de poudre de piézoélectrique, de verre de frittage et de véhicule organique ESL400. Cette encre a été déposée par sérigraphie. L'empilement technologique réalisé est composé de deux électrodes d'Argent-Palladium et de plusieurs couches d'encre piézoélectrique. Dans un premier temps, un dépôt d'empilement de Plomb Zirconate Titanate (PZT) entre deux électrodes d'argent palladium sur substrat alumine a permis de réaliser une grande quantité de tests sur les différentes potentialités d'optimisations. Les couches ont été caractérisées de manière systématique en mesurant le coefficient piézoélectrique d33, la permittivité relative et les pertes diélectriques par mesure direct. Le facteur de couplage kt et la constante de fréquence ont été déterminé par ajustement de la courbe d'impédance à partir de modèles. Ces modèles ont été développés afin de remonter de manière indirecte à différents paramètres complétant les mesures directes. Les couches épaisses de PZT ont présenté des potentialités d'utilisation jusqu'à 200°C.Enfin, des poudres de matériaux piézoélectriques de base bismuth ont été synthétisées et incorporées à des encres pour des dépôts par sérigraphie. Le titanate de bismuth (BIT) non dopé ou dopé niobium n'a pas permis de mettre en évidence un important caractère piézoélectrique macroscopique à cause des difficulté de polarisation. D'un autre côté, le sodium bismuth titanate (NBT) présente une grande potentialité dans le cadre de future étude. En effet sous forme de couche épaisse il présente un d33 de 9pC.N-1 et une courbe d'impédance qui ne révèle pas de réelle évolution même à des températures de l'ordre de 350°C. / The goal of the work presented in this thesis is to develop methods of preparation and characterization of piezoelectric materials for inclusion in acoustic sensors for applications in hostile environments. Measurements aspects in high temperatures and under radiation are of great interest to our partners of the CEA.In this context, the study and the realization of acoustic sensors operating at high temperature provide a wide range of possible application. This work includes research of optimal piezoelectric material, their technologies of implementation as well as the pairing mode of the transducer on a metallic or ceramic wall. In addition to the traditional techniques of solder, another technological way is envisaged through the use of screen printing. Specific test devices have been developed in order to determine the intrinsic characteristics to the materials, and the performances after their integration as sensitive elements of a measurement system. This screen printing as method of material transfer offers undeniable advantages in terms of use, a rapid prototyping and good reproducibility. Piezoelectric ink was developed from piezoelectric powder, glass sintering and organic vehicle ESL400. This ink has been made by screen printing. The realized technology stack consists of two electrodes of silver-Palladium and multilayered piezoelectric ink. As a first step, a deposit of stacking of Lead Zirconate Titanate (PZT) between two electrodes of silver palladium on alumina substrate allowed a lot of tests on the various optimizations potentialities. Layers have been characterized in a systematic way by measuring piezoelectric coefficient d33, relative permittivity and dielectric loss as a direct measurement. The coupling factor kt and frequency constant was determined by fit of the impedance curve from models. These models have been developed to indirectly determine different parameters from the direct measurement. Thick layers of PZT showed potential to be used up to 200 ° C.Finally, piezoelectric materials based on bismuth powders have been synthesized and incorporated in inks for screen printing deposits. Bismuth Titanate (BIT) niobium doped or undoped did not highlight significant macroscopic piezoelectric character because of the polarization difficulties. On the other hand, Sodium Bismuth Titanate (NBT) presents a great potential for future study. In fact in the form of thick layer it presents d33 of 9pC.N-1 and an impedance curve that does not reveal evolution even at temperatures in the range of 350 ° C.

Cette thèse a pour objectif d’explorer les courbes de fusion, les structures et les diagrammes de phases de H2O et NH3 à haute pression et haute température. Malgré la multitude d’études sur ces composés, des incertitudes importantes existent sur leur diagramme de phase. Dans ce travail, de nouvelles approches expérimentales ont permis d’obtenir par diffraction des rayons X et par diffusion Raman, de nouvelles données concernant les diagrammes de phase, la fusion et la stabilité chimique de NH3 et H2O dans une large gamme P-T (P<70 GPa, T<3000 K). Pour NH3, nos travaux ont permis d’établir la courbe de fusion jusqu’à 40 GPa et 2300 K. La température de fusion croît de façon monotone avec la pression, en désaccord avec une étude précédente mais conforme avec des prédictions théoriques. Nous observons une décomposition chimique de NH3 en N2 et H2 à haute température dont l’importance varie avec la pression. L’exploration du diagramme de phase a permis de contraindre la position du point triple NH3-III/superionique/fluide. Nous présentons aussi les premières données sur l’évolution de la structure et de la densité du liquide NH3 à pression variable à 800 K. Pour H2O, nous avons déterminé la courbe de fusion jusqu’à 45 GPa et 1500 K. Nous constatons une rupture de pente vers 15 GPa et une température de fusion plus élevée que prévue par l’extrapolation des données basse pression, en meilleur accord avec la « limite haute » des courbes de fusion de la littérature. Nous observons par ailleurs des indices d’une transition de phase au-delà de 25 GPa et 1000 K vers une phase cubique centrée différente de la phase VII. La possibilité que cette phase soit superionique est discutée. / The objective of this thesis is to explore melting curves, structures and phase diagrams of H2O and NH3 at high pressure and high temperature. Despite the several studies on these compounds, there are significant uncertainties in their phase diagrams. In this work, new experimental approaches of X-ray diffraction and Raman scattering resulted in new data on phase diagrams, melting and chemical stability of NH3 and H2O in a wide range of P-T (P<70 GPa, T<3000 K). For NH3, we have determined the melting curve up to 40 GPa and 2300 K. The melting temperature increases monotonically with pressure, contrary to a previous study but in accordance with theoretical predictions. We observe a chemical decomposition of NH3 into N2 and H2 at high temperature, the importance of this decomposition varies with pressure. Exploration of the phase diagram made it possible to constrain the position of the triple point NH3-III/superionic/fluid. We also present the first data on the evolution of the structure and density of NH3 liquid with variable pressure at 800 K. For H2O, we have determined the melting curve up to 45 GPa and 1500 K. We note a slope failure towards 15 GPa and a higher melting temperature than predicted by the extrapolation of the low pressure data, in better agreement with the "upper limit" of the melting curves of the literature. In addition, we observe indications of a phase transition beyond 25 GPa and 1000 K towards a cubic phase centred that is different of phase VII. The possibility of this phase being superionic is discussed.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'objectif de réduction de la consommation en kérosène des avions passant par une plus grande efficacité des systèmes, la distribution électrique devient un moyen privilégié pour satisfaire les besoins. Dans ce cadre, la notion d'avion « plus électrique » implique de revoir les systèmes de distribution et d'étudier, notamment, le passage en haute tension continue (HVDC). Une description générale des systèmes embarqués sur les avions civils est donnée dans ce manuscrit ainsi qu'une description des avantages et inconvénients des différents vecteurs énergétiques permettant de mieux situer les gains envisageables lors du passage à l'électrification des systèmes. Cependant, la mise en place de la distribution HVDC peut entraîner de nouveaux problèmes, notamment de qualité et/ou d'instabilité. Afin de palier ces problèmes, une architecture est proposée dans laquelle les équipements sont reliés entre eux par des coeurs de distribution eux-mêmes liés par des organes de transferts de puissances pouvant maîtriser ces transferts : on parle alors de réseau maillé. Pour pouvoir réaliser ces transferts, deux types d'équipements électroniques de puissance sont proposés : le DCPFC (Direct Current Power Flow Controler) et le MAPFC (Mixed function for Actuation and Power Flow Control). Ces équipements imposent une gestion énergétique spécifique : il faut déterminer les modes de fonctionnement des équipements ainsi que les références des puissances à transférer. Pour cela, une modélisation du réseau sous forme de graphe est effectuée, ceci se traduisant par un algorithme générique permettant de déterminer les équations structurelles du réseau ainsi que deux algorithmes servant à contrôler des grandeurs distinctes : Les grandeurs discrètes sont contrôlées par un système expert détenant un ensemble de règles de fonctionnement ; Les grandeurs continues sont gérées par un algorithme de recherche de flot dans un graphe. Après la mise en place en simulation de l'ensemble du réseau maillé, un banc d'essai expérimental valide les principes décrits théoriquement et permet l'étude de différentes gestions énergétiques (tout autant qu'il permet de tester un équipement seul ou le réseau dans une configuration non-maillée). Finalement, une exploitation des concepts sur un réseau répondant aux normes aéronautiques est développée. Ceci posant notamment des problèmes aux niveaux de la conception des équipements mais également sur l'architecture actuelle des réseaux électriques (connexion du neutre des générateurs, protection des personnes, compatibilité électromagnétique, etc.). / As the aircraft fuel consumption needs more efficient systems, electrical distribution becomes a favoured way in satisfying those needs. In this context, the “more electrical aircraft” notion implies to deeply refund distribution means. High Voltage Direct Current - HVDC - distribution helps in going this way. A general description of civil aircraft embedded systems is given in this document. Advantages and drawbacks of energetic vectors are described too, allowing a better comprehension of possible improvements due to system electrification. Therefore, the HVDC deployment can lead to new problems, particularly in quality and stability domains. In order to take into account these problems, we propose a new distribution architecture in which equipments are interconnected through power distribution centres, which ones are interconnected through power flow controller equipments. This new architecture is described as a meshed distribution network. Two kinds of equipment are proposed to control the electrical power flow: DCPFC - for Direct Current Power Flow Controller - and MAPFC - Mixed function for Actuation Power Flow Control. As a result, a specific power management is needed. Equipment operating modes and power to transfer references have to be determined. In a first step, a graph based modelling of the electrical network is done, resulting in a generic algorithm which permits to determine network structural equations. In a second step, two algorithms control the network: - Discrete quantities are regulated by an expert system based on a rule set; - Continuous quantities are managed through a flow research algorithm based on the graph modelling; The validation of these concepts is realised through electrical simulations of the whole meshed network. Then, an experimental test bench validates the theoretical principles and allows the operation of equipments and meshed network in multiple configurations. Finally, concepts are extrapolated in an electrical network respecting aeronautic constraints. Those constraints are highlighted at equipment level and network level.

Les matériaux vitreux sont de bons candidats pour répondre à des applications à haute température, comme par exemple des joints de scellement pour piles à combustibles ou des revêtements de protection. Ils restent toutefois des matériaux fragiles susceptibles de se fissurer sous sollicitations thermiques ou mécaniques. Des études ont montré qu’ils présentent la capacité de s'auto-réparer sans intervention extérieure, par mécanisme de cicatrisation autonome. Cette dernière est obtenue par ajout d'un agent de cicatrisation (particules actives) à la matrice vitreuse. Lors de l'apparition d'une fissure, les particules métalliques s'oxydent au contact de l'atmosphère à haute température pour former des oxydes fluides qui s’écoulent dans la fissure et forment un nouveau verre par réaction avec la matrice. Nos travaux ont eu pour objectif de comprendre le fonctionnement et les mécanismes de cicatrisation dans la gamme de température 500-800°C, à partir de particules génératrices des oxydes V2O5 et B2O3. Les influences des paramètres environnementaux et de la composition chimique du système sur la capacité de cicatrisation, ont été étudiées in situ par microscopie environnementale à haute température. Afin de répondre à des applications dans le domaine aéronautique, nous avons fait évoluer le système vers de plus hautes températures. La capacité de cicatrisation de nouveaux composites plus réfractaires a été étudiée dans la gamme 1000-1200°C. La mise en œuvre de matériaux auto-cicatrisants en couches minces permet d'envisager des applications en tant que revêtement. Nous avons ainsi montré la faisabilité de dépôts de ces matériaux par la technique d'ablation laser pulsée. / Glassy materials are good candidates for high temperature applications, such as sealant for solid oxide fuel cells (SOFC) or protective coatings. To overcome cracking of the glass when subjected to thermal cycles, self-healing has been shown to be a promising solution. The self-healing property is defined as the capacity of a material to recover its mechanical integrity and initial properties after destructive actions of external environment or under internal stresses. An autonomous self-healing of cracks can be achieved using a healing agent (active particles) incorporated into the glass matrix. When a crack occurs, the active particles will oxidize by contact with the atmosphere at high temperature to form fluid oxides capable to fill the crack and to form a new glass after reaction with the glass matrix. Our aim intended to understand the self-healing mechanism in the temperature range of 500-800°C, using particles leading to the formation of the V2O5 and B2O3 oxides. Influence of environmental parameters and chemical composition of the system on the self-healing capability has been investigated using high temperature environmental microscopy (HT-ESEM).In order to access to aeronautical applications, we studied the capacity of more refractory composites to produce crack healing at higher temperature (>1000°C). The elaboration of such self-healing materials as thin layers would enable their application as protective coating. The last part of our work aimed at studying the deposition of glass and active particles by pulsed laser deposition.

La méthode de localisation de source qui permet d’identifier anatomiquement les générateurs de l’activité électrique cérébrale reste encore actuelle difficile à mettre en place et à utiliser en routine clinique. Une des étapes de cette méthode consiste à repérer spatialement les électrodes EEG positionnées sur le cuir chevelu. Ce travail de Doctorat a consisté à mettre au point de nouveaux capteurs EEG compatibles et repérables en IRM et à automatiser ce processus pour le rendre plus fiable et plus facile d’utilisation. Pour ce faire, nous avons développé et breveté de nouveaux capteurs de signaux électrophysiologiques et nous avons implémenté un algorithme informatique de détection et de labellisation automatique en IRM. Ces dispositifs ont été testés cliniquement chez des sujets sains et des patients épileptiques en comparaison avec la numérisation électromagnétique qui est la technique de référence. Nous avons montré dans un premier temps, l’efficacité de notre méthode du point de vue de la précision, de la reproductibilité et des performances. Nous avons montré ensuite que notre méthode n’engendrait pas d’erreurs de localisation anatomique des générateurs électroneurophysiologiques (PES, PEV, EPIC). Ces études cliniques ont été validées par des enregistrements d’IRM fonctionnelle et par une comparaison avec les données de la littérature. Enfin, nous avons développé un outil de projection de la position des capteurs de surface sur le cortex de façon à identifier les structures anatomiques et aires de Brodmann associées aux capteurs EEG du système international 10/10. Notre méthode de détection et de labellisation automatique des capteurs EEG grâce à l’IRM (ALLES) permet donc de limiter l’intervention humaine et de simplifier la méthode de localisation de source puisque seuls les examens d’EEG et d’IRM deviennent nécessaires. / Spatial localization of scalp EEG electrodes is a major step in dipole source localization and it must be accurate, reproducible and practical. Several methods have been proposed in the last fifteen years. The most widely used method is currently electromagnetic digitization. In this work, we introduce a new automatic method for localizing and labeling EEG sensors using MRI (ALLES). First, we designed a new scalp EEG sensor which is MR compatible and localizable. Secondly, we validated this new technique on a head phantom and then in a clinical environment with normal volunteers and epileptic patients. To do this, we compare the reproducibility, accuracy and performances of our method with electromagnetic digitization. We also demonstrate that our method provides better reproducibility with a significant difference (p < 0.01). Concerning accuracy, both methods are equally accurate with no statistical differences. We have tested our method both on normal volunteers (SEP and VEP studies) and epileptic patients (Spikes studies). Source localizations were not influenced by ALLES and we observe results consistent with the literature. Finally, we develop a method which projects the surface positions of the sensors (10-10 system) onto the cortex. This tool is helpful for visual inspection of high resolution EEG traces and for electroclinical diagnostic. To conclude, automation makes our method (ALLES) very reproducible and easy to handle in a routine clinical environment. It offers the possibility of using MRI volume for both source localization and spatial localization of EEG sensors.

Les satellites sont mis en orbite en utilisant des lanceurs dont la conception est une des activités principales d’Airbus Defence and Space. Pour ce faire, se baser sur des expériences n’est pas facile : les souffleries ne permettent pas d’évaluer toutes les situations auxquelles un lanceur est confronté au cours de sa mission. La simulation numérique est donc essentielle pour l’industrie spatiale. Afin de disposer de simulations toujours plus fidèles, il est nécessaire d’utiliser des supercalculateurs de plus en plus puissants. Cependant, ces machines voient leur complexité augmenter et pour pouvoir exploiter leur plein potentiel, il est nécessaire d’adapter les codes existants. Désormais, il semble essentiel de passer par des couches d’abstraction afin d’assurer une bonne portabilité des performances. ADS a développé depuis plus de 20 ans le code FLUSEPA qui est utilisé pour le calcul de phénomènes instationnaires comme les calculs d’onde de souffle au décollage ou les séparations d’étages. Le solveur aérodynamique est basé sur une formulation volume fini et une technique d’intégration temporelle adaptative. Les corps en mouvement sont pris en compte via l’utilisation de plusieurs maillages qui sont combinés par intersections.Cette thèse porte sur la parallélisation du code FLUSEPA. Au début de la thèse, la seule version parallèle disponible était en mémoire partagée. Une première version parallèle en mémoire distribuée a d’abord été réalisée. Les gains en performance de cette version ont été évalués via l’utilisation de deux cas tests industriels. Un démonstrateur du solveur aérodynamique utilisant la programmation par tâche au dessus d’un runtime a aussi été réalisé. / There are different kinds of satellites that offer different services like communication, navigationor observation. They are put into orbit through the use of launchers whose design is oneof the main activities of Airbus Defence and Space. Relying on experiments is not easy : windtunnel cannot be used to evaluate every critical situation that a launcher will face during itsmission. Numerical simulation is therefore mandatory for spatial industry.In order to have more reliable simulations, more computational power is needed and supercomputersare used. Those supercomputers become more and more complex and this impliesto adapt existing codes to make them run efficiently. Nowadays, it seems important to rely onabstractions in order to ensure a good portability of performance. Airbus Defence and Spacedeveloped for more than 20 years the FLUSEPA code which is used to compute unsteady phenomenalike take-off blast wave or stage separation. The aerodynamic solver relies on a finitevolume formulation and an explicit temporal adaptive solver. Bodies in relative motion are takeninto account through the use of multiple meshes that are overlapped.This thesis is about the parallelization of the FLUSEPA code. At the start of the thesis,the only parallel version available was in shared memory through OpenMP. A first distributedmemory version was realized and relies on MPI and OpenMP. The performance improvementof this version was evaluated on two industrial test cases. A task-based demonstrator of theaerodynamic solver was also realized over a runtime system.

L’environnement maritime du littoral implique de nombreux processus complexes, mais le manque de données en haute résolution couvrant une large zone sur une longue période est souvent l’obstacle principal à des recherches plus approfondies. Le radar haute-fréquence (HF) est un moyen de faire de la télédétection afin d’obtenir pratiquement en temps réel de l’information sur la surface de la mer et sur une large zone. Ainsi l’étude de l’inversion des paramètres marins à partir de données issues de radars HF est réellement porteuse de sens. Cette thèse fait l’usage d’un jeu de données collectées durant 13 mois par deux réseaux de radar HF à commande de phase pour étudier les caractéristiques de signaux d’échos de la mer, étudier les données à traiter et les méthodes d’inversion, calculer les paramètres de la surface de la mer et évaluer la précision de l’inversion radar des paramètres de la houle.Cette thèse se réfère à l’onde de sol radar HF, dont les ondes radio interagissent avec l’océan du fait de la diffraction de résonance de Bragg. Nous passons en revue l’historique et les applications du radar HF. Nous rappelons les bases de la théorie des ondes électromagnétiques. Nous décrivons les principes d’inversion des courants de surface de la mer, direction du vent et paramètres de houles. La faisabilité de l’inversion de paramètres de houle est examinée. A partir de l’analyse théorique et des études statistiques de nombreux échantillons de données, cette thèse propose une série de méthodes sur le traitement du signal brut et le contrôle de qualité, ce qui inclut la détermination du niveau de bruit, le moyennage des données dans l’espace et le temps, l’identification correcte des pics spectraux, le seuil de largeur de pic, etc. Respectant les caractéristiques de différents processus physiques, les inversions de courant et de vent utilisent des spectres collectés toutes les 20 minutes ; l’inversion des paramètres de houle utilise des spectres moyennés sur 1 heure. Les statistiques des spectres utilisés pour le calcul des paramètres de houle sont présentées pour chacune des stations. Un ensemble de programme efficaces de calculs automatiques avec une complexité algorithme réduite sont développés pour réaliser le traitement et en tirer les paramètres marins.Les vitesses de courants radiales sont obtenues à partir d’une unique station radar. Les champs de vecteurs de courants sont obtenus en combinant chaque station. On montre une année de débit moyen dans la mer d’Iroise, ainsi que le calcul de la vorticité et de la divergence. On étudie un ensemble de données d’un mois du radar SeaSonde de Qingdao. Les schémas de débit moyen, ainsi que la vorticité et la divergence sur un mois sont présentés.La direction relative du vent par rapport à la direction de visée du radar est mesurée à travers le ratio des amplitudes des pics de Bragg. Différents modèles empiriques sont employés pour obtenir la vitesse relative du vent par inversion radar. Les résultats présentés sont en accord avec les estimations prédites par le modèle. Différents modèles de distribution directionnelle sont utilisés pour mesurer le facteur de diffusion pour la mer d’Iroise.Cette thèse se concentre sur l’étude des paramètres de houle. Les résultats sont validés à l’aide de bouées et de données du modèle de vagues (Wavewatch III). L’estimation montre que la précision de la fréquence de houle est très bonne, la précision sur la hauteur significative de houle est très raisonnable et la précision sur la direction absolue de la houle est faible. La cohérence des mesures par chacune des stations radars est vérifiée par comparaison entre les deux. L’utilisation conjointe des échantillons est également prise en charge pour réaliser l’inversion. L’utilisation de deux radars n’améliore pas seulement la précision, mais résout aussi l’ambiguïté de direction relative de houle à partir d’une unique station et donne la direction absolue de vague avec une certaine précision. / Nearshore marine environment contains many complex processes, but the lack of high-resolution data over a large area during a long time is often the primary obstacle to further research. High-frequency (HF) radar is a mean of remote sensing which obtains continuous near-real time sea surface information over a large area. Thus the study of inversion of marine parameters from HF radar data is very meaningful. Thisthesis makes use of a 13-month-long dataset collected by two phased array HF radar to investigate the characteristics of the sea echo signals, study the data processing and inversion methods, compute sea surface parameters and evaluate the accuracy of radarinversion of swell parameters.The thesis refers to the ground wave HF radar, whose radio waves interact with ocean by Bragg resonance scattering. The development history and applications of HF radar is introduced. The basic theory of electromagnetic wave is reviewed. The principles of inversion of sea surface current, wind direction and swell parameters are described. The feasibility of the swell parameter inversion is investigated. Based on theoretical analysis and statistical studies of a large number of samples, the thesis proposes a series of methods on raw signal processing and quality control, including the determination of the noise level, data averaging in space and time, the proper identification of spectral peaks, the peak width threshold, etc. Respecting the characteristics of different physical processes, inversions of current and wind use spectra collected every 20 min; inversion of swell parameters uses one-hour averaged spectra. The statistics of qualified spectra for swell parameter calculations are presented for both stations. A set of efficient, with a reduced computational cost, automatic computing programs are developed to do the processing and derive marine parameters. Radial current velocities are derived from single radar station. Current vector fields are obtained by combination of both stations. One-year mean flow field in the Iroise Sea is shown, together with the computation of vorticity and divergence. A one-month SeaSonde radar dataset off Qingdao is studied. One-month mean flow pattern together with vorticity and divergence are presented.Relative wind direction with respect to radar look direction is measured through ratio of Bragg peaks amplitudes. Different empirical models are employed to derive radar-inverted relative wind direction. Results show reasonable agreement with model estimations. Different directional distribution models are used to measure the spreading factor for the Iroise Sea. The thesis focuses on the study of swell parameters. Results are validated by buoy and wave model (WAVEWATCH III) data. The assessments show that the accuracy of swell frequency is very good, the accuracy of swell significant waveheight is reasonable, and the accuracy of relative swell direction is low.Consistency of measurements by both radar stations is verified by comparison between the two. This also supports the use of double samples to do the inversion. Use of two radars not only further improves the accuracy but also solves the ambiguity of relative swell direction from single station and gives the absolute wave direction to a certain precision. The thesis proposes a constant relative directionmethod to derive swell significant waveheight, based on the studies of radar integral equation and the inverted results of relative swell direction. This proposal is demonstrated to improve the agreement of radar inversion and buoy/model provided significant waveheight and increases significantly the number of samples. The thesis investigates the accuracy of swell parameters obtained by HF radar. Contributions of random errors in radar observations are quantified. Comparing the differences between radar and buoy/model estimations gives assessments of the contribution of radar intrinsic uncertainty and contribution of other factors.

Il est clairement établi que les forêts à caractère sacré ne sont pas que des créations socioculturelles émanant de sociétés traditionnelles comme cadre privilégié d'accomplissement de diverses cérémonies rituelles, mais représentent aussi des formes locales de conservation de la biodiversité. C'est ce dernier rôle qui attire toute l'attention des institutions internationales, des états et des scientifiques. Bien que de telles forêts aient été largement étudiées en Asie et dans d'autres parties de l'Afrique, notre compréhension des forêts sacrées de la Guinée reste pauvre. En effet, ces forêts sont placées, en raison de leur statut sacré, sous l'entière responsabilité des communautés locales et non l'état. Dans ce travail de thèse, quatre cas représentatifs ont été retenus en Haute Guinée, dans les localités proches de Kankan. C'est l'une des régions dont les écosystèmes sont les plus anthropisés par l'agriculture et les activités minières. Les villages de Diankana, Tintioulenkoro et Dossori font partie des rares où des forêts à caractère sacré sont encore maintenues. L'objectif de cette thèse est de diagnostiquer les valeurs socioculturelles et écologiques de ces forêts, dans un contexte local fort d'anthropisation, en vue de leur documentation et de l'élaboration des stratégies d'une gestion durable. Plusieurs approches méthodologiques ont été utilisées : enquêtes sociologiques et ethnobiologiques, inventaires écologiques et botaniques. L'étude révèle un mode de gestion des forêts sacrées qui connaît une évolution chez les Malinkés, reposant à la fois sur des ''codes mythiques'' et des lois définies par la législation traditionnelle. La rigueur dans la gestion et le rôle des forêts pour les populations sont des atouts. Toutefois, les mutations sociales relativement récentes, l'agriculture et l'urbanisation fragilisent le système et pénalisent la conservation. L'analyse diachronique démontre qu'au cours de ces trois dernières décennies, le couvert forestier de l'ensemble des sites sacrés étudiés a connu un recul moyen d'environ 40 % de leur superficie initiale par l'agriculture et l'urbanisation. [...] / It has been widely reported that sacred forests are not just socio-cultural creations emanating from traditional societies as a privileged setting for ritual ceremonies, but that they also represent important local forms of biodiversity conservation. In recent decades, it is this latter role that has attracted the attention of international institutions, states and scientists. Although such forests have been widely studied in Asia and other parts of Africa, our understanding of Guinea's sacred forests remains poor because local communities, not the state, manage them. In effect, because of the sacred status of these forests, the state favours local management strategies by individual communities. In this thesis, four representative case studies of the sacred forests of Upper Guinea, located near Kankan, are studied. The region's ecosystems have been profoundly affected by human impacts, notably agriculture and mining. The villages of Diankana, Tintioulenkoro and Dossori, where these forests are amongst the few areas to conserve sacred forests. The aim of this thesis is to probe the socio-cultural and ecological values of the forests, in a local context of strong human pressures, with a view to their documentation and the elaboration of sustainable management strategies. Several methodological approaches have been used: sociological and ethno biological surveys, ecological and botanical inventories. The study elucidates a mode of management of these sacred forests by an ethnic group, the Malinkés, which is based on both "mythical codes" and laws defined by traditional legislation. The rigor of this management system, and the socio-cultural importance of these forests for local populations, favours their conservation in the wider context of profound human pressures on the environment. However, social changes in recent years appear, agriculture and urbanisation to have weakened this management system and exposed the area's sacred forests to factors that preclude their effective conservation. The diachronic analysis shows that over the last three decades, the forest cover of all sacred sites studied has decreased by just over 40% of their initial area by agriculture and urbanization. [...]