Les travaux présentés dans cette thèse sont divisés en quatre parties. La première est consacrée à la présentation du modèle de reconstruction tomographique. Dans la deuxième partie, nous traitons une approche variationnelle qui consiste en un problème de minimisation non-différentiable avec une contrainte non convexe, d'intérieur vide pour les topologies usuelles. L'étude numérique de l'approche précédente est faite dans la troisième partie. Elle est basée sur le système d'optimalité, la méthode d'Uzawa et une méthode de gradient à pas optimal pour écrire un schéma numérique. Dans la quatrième partie, nous nous intéressons à l'approche par lignes de niveaux pour résoudre des problèmes de propagation de fronts. Cette méthode fait apparaître des équations de type Hamilton-Jacobi du second ordre avec un terme non-local. Nous prouvons l'existence et l'unicité d'une solution de viscosité pour ces équations dans deux cas: celui des fronts compacts et celui des fronts non compacts. / The thesis at hand is composed of four parts. The first of which is devoted to present our model of tomographic reconstruction. The second part treats a non-differentiable variational problem with a non-convex constraint the interior of which is empty for usual topologies. A numerical study of the above approach is elaborated in the third part. A numerical scheme is derived based upon our optimal system, the method of Uzawa and a gradient descent method. In the last part, we use a level-set approach to solve the front propagation problem. A second order Hamilton-Jacobi type equation with a non-local term comes into play. We prove the existence and uniqueness of a viscosity solution in both compact and non-compact fronts cases.

Depuis les guerres de conquête, l'esclavage et la colonisation, en passant par la première et la Seconde Guerre mondiales, les guerres de leadership que se livrent les grandes puissances, les guerres de domination culturelle, les guerres économiques, d'occupation et d'annexion des terres étrangères, de pillages des ressources naturelles, ensemencées par la mondialisation qui ambitionne de reformater l'Humanité, ont causé et continuent à causer non seulement la mort de plusieurs millions de personnes, mais aussi la destruction et la disparition de plusieurs traditions et cultures, le plus souvent au nom de nobles idéaux comme la liberté, la démocratie et le développement, entraînant la perte des valeurs les plus caractéristiques de l'être humain et de son authenticité. Mais, la philosophie possède en elle-même la puissance de les recréer en vue de la réalisation du projet humain de « l'être », qui ne requiert ni reniement, ni abandon, si elle s'inspire de l'histoire de ses idées et de ses combats. Pour conjurer la menace de disparition de l'être authentique dont Martin Heidegger avait rêvé du projet, Mukulumanya wa N'Gate Zenda invite les philosophes et les politologues à redécouvrir ici les idées philosophiques qui, depuis Socrate, ont cheminé jusqu'à donner naissance à l'Authenticité que, dans cette thèse, il définit et leur propose comme philosophie et comme idéologie politiques favorables à « l'être » et à l'Humanité qu'à partir de ce 21è siècle, il est si urgent de sauver. / Since the wars of conquest, slavery and colonization, through the first and the second world war, the wars of leadership between the great powers, wars of cultural domination, economic wars, occupation and annexation of foreign lands, looting of natural resources, seeded by globalization which aims to reformat humanity, have caused and continue to cause not only the death of millions of people , but also the destruction and disappearance of many traditions and cultures, most often in the name of ideals such as freedom, democracy and development, resulting in the loss of values of the human being and its authenticity. But philosophy has itself the power to recreate for the realization of the human project of 'being', which requires neither denial nor abandonment, if it is inspired by the history of his ideas and his fights. To ward off the threat of disappearance of being authentic Martin Heidegger had dreamed project, Mukulumanya wa N’Gate Zenda guest philosophers and political scientists to rediscover here the philosophical ideas that, since Socrates, walked up to give birth to the authenticity that, in this thesis, it defines and offers them as philosophy and political ideology favorable to 'being' and humanity from the 21st century It is so urgent to save.

La localisation de sources (en champ lointain ou en champ proche) et l'estimation des temps de retard ont de nombreuses applications pratiques. Pour localiser une source en champ lointain à partir d'un réseau de capteur, seule la direction d'arrivée (DDA) de la source est nécessaire. Quand les sources se situent dans une situation de champ proche, le front d'onde du signal est sphérique et deux paramètres sont nécessaires pour localiser les sources : la direction d'arrivée et la distance entre la source et le réseau de capteurs. Dans cette thèse, on se focalise sur la localisation de sources (en champ lointain et en champ proche) ainsi sur l'estimation des temps de retard dans le contexte où les signaux sont cohérents, mélangés et avec un faible nombre de réalisation. Tout d'abord, nous proposons de combiner la théorie de la méthode SVR (Support vector regression qui est une méthode de régression à base d'apprentissage supervisée) avec la théorie de la prédiction linéaire avant-arrière. La méthode proposée, appelée FBLP-SVR, est développée pour deux applications : la localisation de sources en champ lointain et l'estimation des temps de retard des échos radar en champ lointain. La méthode développée est évaluée par des simulations et des expérimentations. Nous proposons également une méthode de localisation de sources en champ proche dans le contexte où les signaux sont cohérents et mélangés. La méthode proposée est basée sur une technique de focalisation, de moyennage en sous-bande et sur une méthode à sous-espaces pour l'estimation des DDAs. Ensuite, les distances entre les sources et le réseau de capteur sont estimées avec la méthode du maximum de vraisemblance. / Source localization (in far-field or in nearfield) and time-delay estimation have many practical applications. To locate a far-field source from a sensor array, only the direction of arrival (DOA) of the source is necessary. When the sources are in a nearfield situation, the wavefront of the signal is spherical and two parameters are needed to locate the sources: the direction of arrival and the distance between the source and the sensors. In this thesis, we focus on the localization of sources (both in far-field and nearfield) as well as the estimation of time-delay in the context where the signals are coherent, overlapped and with a small number of snapshots. First, we propose to combine the theory of the SVR method (support vector regression, which is a supervised learning-based regression method) with the theory of forward-backward linear prediction (FBLP). The proposed method, called FBLP-SVR, is developed for two applications: far-field source localization and time-delay estimation by using ground penetrating radar. The proposed method is evaluated by simulations and experiments. We also propose a near-field source localization method in the context where the signals are coherent and overlapped. The proposed method is based on a focusing technique, a spatial smoothing preprocessing, and a subspace method in the estimation of DOA. Then, the distances between the sources and sensors are estimated with the maximum likelihood method.

Pour mieux contrôler l’émission des particules de suies et minimiser leurs impacts sur l’environnement et la santé publique, il est crucial de mieux comprendre leurs mécanismes de formation, en particulier dans les processus de combustion des hydrocarbures. La première étape de formation de ces matières carbonées est la formation de leurs précurseurs appelés HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques), suivie de l’étape de nucleation des suies. La première partie de ce travail de recherche est focalisée sur le développement d’un nouveau schéma cinétique détaillé, décrivant avec précision non seulement l’auto-inflammation et la combustion basse et haute températures des carburants liquides de transport et ceux du laboratoire, mais aussi la formation des HAP jusqu’au coronène car ces HAP sont suspectés d’être les principaux précurseurs de suies. Dans la deuxième partie de ce travail, un modèle sectionnel de suies est utilisé avec le présent schéma cinétique afin d’investiguer les mécanismes de formation des particules de suies en reproduisant les tendances des données expérimentales (fractions volumiques de suies, diamètres des particules). Ce modèle de suies décrit la nucleation, la condensation, la croissance en surface, la coagulation et l’oxydation des particules de suies. Le couple “schéma cinétique-modèle sectionnel de suies” a été validé sur les flammes prémélangées laminaires de methane, d’éthylène et de n-butane à différentes richesses. Les dimérisations homomoléculaire et hétéromoléculaire des HAP de taille modérée (du pyrène au coronène) ont été considérées pour la modélisation de la nucleation des particules de suies. / To better control soot particles emission and minimize their health and environmental effects, it is crucial to better understand their formation mechanisms in particularly combustion processes. The first step of these particulates matter formation is their precursors PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) formation, followed by the nucleation process which links the gas-phase (PAH chemistry) and solid-phase (particles). In the first part of this work, we developed a new detailed chemical kinetic mechanism describing accurately both low and high-temperature ignition and combustion of a wide range of liquid transportation and laboratory fuels as well as the formation of PAH up to coronene, suspected to be major soot precursors. In the second part of this work, a sectional soot model is used with the developed kinetic mechanism in order to investigate soot particles nucleation mechanisms in reproducing experimental data tendencies (soot volume fractions and particles diameters). This couple of kinetic and soot models is run on the detailed kinetic solver Cantera in order to solve both the gas and disperse solid phases in steady laminar flame conditions. The soot model used with the developed detailed kinetic mechanism is validated over premixed laminar methane, ethylene and n-butane flames at various equivalence ratios. Homomolecular and Heteromolecular dimerizations of modest size of PAHs from pyrene to coronene (mass of monomer ranging from 200 to 300 amu) have been considered for particle nucleation modeling.

Ce travail de thèse porte sur l’analyse de l'impact de la corrosion sur la durabilité des structures renforcées par ancrage. L'étude est basée sur des analyses théoriques ainsi que la modélisation expérimentale et numérique.Le travail débouche sur le développement d'une nouvelle méthode pour évaluer la durabilité des structures renforcées par ancrage. L'originalité de ce travail réside dans l'utilisation d’un modèle visco-plastique, ainsi que la méthode de l'élément composite pour l'analyse des contraintes et des déformations induites par la corrosion dans le béton renforcé par ancrage.Les principaux résultats de ce travail sont:• Le mécanisme de corrosion du béton renforcé par ancrage est revisité et discuté.• Des formules théoriques sont établies pour les contraintes induites par la corrosion, elles sont ensuite appliquées à l'analyse des expériences réalisées en laboratoire.• Un modèle 3D est développé pour étudier le champ de contraintes induites par les actions conjointes de la force d'arrachement et la force d'expansion par la rouille.L'analyse de la répartition des contraintes dues à l’expansion montre que la contrainte axiale du boulon décroit selon une fonction exponentielle. Dans le plan perpendiculaire au boulon, la contrainte radiale au sein de la couche de mortier passe de la traction à la compression ; la contrainte de cisaillement entre le boulon et le mortier suit une variation linéaire. / The thesis includes analysis of the impact of corrosion on the durability of blot-reinforced structures. The study is based on theoretical analyses as well as experimental and numerical modeling. The work results in establishing a new method to evaluate the durability of corroded anchorage system. The originality of this work lies on the use of the visco-plastic theory as well as the composite element method for the analysis of stresses and strains induced in the blot-reinforced concrete by the corrosion.The principle achievements of this work are:• The corrosion mechanism of blot-reinforced concrete is revisited and discussed.• Theoretical formulas of corroded expansion force are established and applied to the analysis of laboratory experiments.• A spatially analytical model of bolt rust is established to study the 3D stress field of the bolt under the joint action of pullout force and rust expansion force.Analysis of the stress distribution due to expansion shows that the axial stress of the bolt is distributed in the form of exponential decay function; in the plane perpendicular to the bolt, radial stress within the mortar protective layer is in transition from tensile stress to compressive stress, shear stress between the bolt and mortar follows linear variation.

Ce travail de thèse consistait en premier lieu à accélérer un modèle de Monte Carlo Cinétique Atomique visant à simuler l’évolution de la microstructure d’alliages modèles du type FeCuMnNiSiP représentatifs de l’acier de cuve sous irradiation neutronique. Cette accélération était nécessaire pour atteindre des doses ainsi que des flux comparables à l’expérience en des temps raisonnables. Pour cela, une accélération algorithmique du code de calcul LAKIMOCA a d’abord été réalisée. Les diverses optimisations apportées ont permis d’accélérer le code d’un facteur 7. Cette accélération ne s’avérant pas suffisante, l’approche retenue a été le développement d’une approche hybride entre une approche Monte Carlo atomique et Monte Carlo d’objets. La paramétrisation du modèle objet a permis de mieux comprendre les macro évènements en jeux dans les simulations, mais s’est révélée être d’une grande difficulté lorsque la complexité chimique des objets devient trop importante. Néanmoins, l’approche hybride a apporté une accélération des temps de calcul d’environ deux ordres de grandeur permettant de simuler des doses correspondant à 40 ans d’irradiation en production. De ces résultats, différentes limitations du modèle ainsi que de sa paramétrisation ont été mises en évidence. La difficulté du modèle à reproduire des effets de flux a été comblée par l’ajout d’un absorbeur visant à réduire la force de puits des joints de grains ainsi que par l’ajout de pièges pour rendre compte de la présence d’impureté dans le fer pur. Les simulations à hautes doses dans les alliages du type FeCuMnNiSiP ont aussi mis en évidence des différences entre les microstructures simulées et celles observées expérimentalement. Ainsi, dans un second temps, un nouveau modèle de cohésion basée sur des interactions de paires dépendantes de la concentration locale a été développé et paramétré. Bien que le nouveau modèle de cohésion soit numériquement plus lourd, il a été possible d’atteindre la dose ciblée en le couplant à l’approche hybride. Les résultats obtenus sont en meilleur en accord avec les calculs DFT récents ainsi qu’avec les microstructures expérimentales. / This PhD thesis work consisted, in the first place, in accelerating an atomic kinetic Monte Carlo model aiming at simulating the microstructure evolution of the FeCuMnNiP model alloys, representative of the reactor pressure vessel steels, under irradiation. This acceleration was required to reach, in a reasonable amount of time, doses and flux conditions comparable to the experimental ones. To do so, an algorithmic optimization has first been performed. The different optimizations introduced lead to an acceleration of the code of a 7 factor. Since this acceleration was not sufficient, the retained approach was to develop an hybrid between an AKMC and an OKMC. The parameterization of the object model provided a better understanding of the macro events involved in the simulations. It turns out that parameterize the model became too complex when increasing the chemical complexity of the objects. However, the hybrid approach brings an acceleration of two orders of magnitude allowing reaching doses corresponding to 40 years of irradiation in service condition. From these results, different limitations of the model as well as the parameterization were highlighted. The difficulty of the model to reproduce flux effect has been solved by adding an absorber that reduced the grain boundary sink strength. Traps have also been introduced to simulate the presence of impurities in pure iron. The high doses simulations in FeCuMnNiSiP model alloys also highlighted differences between the microstructures simulated and those observed experimentally. Thus, in a second time, a new cohesive model based on concentration dependent pair interactions has been developed and parameterized. While the new cohesive model is numerically heavier than the previous one, it has been possible to reach the target dose by coupling it with the hybrid model. The results obtained are in better agreement with recent DFT calculations and experimental microstructures.

Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à la détection, la localisation et l'estimation de défauts (capteurs, actionneurs et défauts internes) dans les systèmes modélisés sous forme d'état linéaire et bilinéaire. La méthode que nous proposons, (appelée MPD pour Méthode par Projection des Données), nécessite de connaître la structure du modèle comportemental mais ne nécessite pas de connaître les valeurs des paramètres de ce modèle. Les résidus sont générés par des techniques de projection matricielle en utilisant uniquement les données d'entrées et de sorties mesurées. Cette méthode peut être directement implantée sur des applications de même type sans que les paramètres de chaque système soient identifiés. Cette méthode pourrait donc être très utile pour tester des systèmes en fin de chaîne de fabrication ou pour être implantée sur un parc (groupe) de machines identiques. Elle pourrait être aussi utile pour des systèmes à paramètres difficilement identifiables. Les défauts internes (supposés abrupts et invariants, c'est-à-dire correspondant à un biais constant sur les paramètres) entraînent des dynamiques différentes qui correspondent à des modes de fonctionnement défaillant. Le problème de diagnostic se ramène alors à un problème d'estimation des instants de commutation et de reconnaissance du mode actif à chaque instant. / In this thesis we are interested in detecting, isolating and estimating faults (sensors, actuators and internal faults) in systems modeled as linear and bilinear systems. The method we propose (called MPD Data Projection Method), requires knowledge of the behavioral model structure but does not need to know the parameter values of this model. Residuals are generated by matrix projection techniques using only the input-output measured data. This method can be directly implemented on applications of the same type without the parameter identifications of each system. This method could be very useful for testing systems at the end of the production line or to be located on a park (group) of identical machines. It could also be useful for systems with parameters difficult to identify. Internal faults (assumed abrupt and invariants, that is to say corresponding to a constant bias parameters) lead to different dynamics corresponding to modes of faulty operation. The diagnostic problem then reduces to a problem of estimation of the switching times and recognition of the active mode at each time instant.

Ce travail concerne l’étude du comportement des interfaces dans le cas de pieux chargés axialement pour un très grand nombre de cycles. Les principaux points abordés sont relatifs au développement d’une part d’une loi de comportement comprenant un mécanisme d’écrouissage cinématique non linéaire permettant de prendre en compte les chargements cycliques et d’autre part d’une méthode de « sauts de cycles » donnant la possibilité de réaliser des économies de temps de calcul conséquents par rapport à une méthode cycle à cycle. Le travail s’articule autour de 4 chapitres. Le premier chapitre comprend une synthèse bibliographique relative à la prise en compte des chargements cycliques en géotechnique. Les essais de laboratoire permettant d’étudier les phénomènes liés aux chargements cycliques ainsi que les principales méthodes de calcul sont décrits. Le second chapitre aborde le domaine des lois de comportements adaptées à la prise en compte de chargements cycliques. Différentes manières de considérer le problème sont présentées (modèle de Ramber-Osgood, modèle de Mroz, modèle à écrouissage cinématique non linéaire). Une loi de comportement particulière Modjoin (Shahrour, 1997) est présentée. Des évolutions y sont apportées afin notamment de diminuer les phénomènes de rochet et de pouvoir analyser le comportement de structures pour des très grands nombres de cycles de charge et décharge (n>103). Une étude de l’ensemble de ses potentialités est réalisée à la fin du chapitre. Le troisième chapitre présente deux exemples d’utilisation de cette loi. Il s’agit d’une part de vérifier si la loi est correctement implémentée et permet de modéliser plusieurs milliers de cycles de charge et de décharge et d’autre part d’analyser le comportement des deux exemples traités au cours des cycles. Le quatrième chapitre comporte la présentation d’une méthode de « sauts de cycles ». Cette méthode permet de déterminer le comportement de la structure à un cycle donné sans pour autant calculer tous les cycles précédents. Les cycles sont « sautés » sur la base d’une extrapolation des déformations plastiques qui sont injectées dans le modèle sous forme de forces nodales. L’extrapolation repose sur un développement limité au second ordre et pour une des variantes de la méthode sur une régression des moindres carrés. Divers développements permettant des gains de temps sont aussi présentés. / This thesis deals with a numerical analysis of structure-soil interface under the cyclic loading by finite different method. The principal of this work relates to the development of a constitutive law, including the nonlinear kinematic hardening which allows to simulate the behavior of structure under the cyclic loading. Instead of using a method calculation cycle by cycle, we develop a method called « Cycles Skipped », which gives the possibility to reduce the computation time of the simulation. The thesis is organized as follow: The first chapter discusses about the synthesis bibliography of cyclic loading in geotechnical engineering. Based on the laboratory tests, some experimental observations are presented and analyzed in this chapter. Besides, the principal existed methods are presented to describe the behavior of elementary soil or interface under cyclic loading. The second chapter; from the laboratory and in-situ observations, the different models are presented to describe the behavior of structure under cyclic loading. Particularly, a cyclic constitutive law « Modjoin » in elastoplasticity model (Shahrour, 1997) is proposed and improved to decrease the ratchet phenomenon of cyclic loading for analyzing the behavior of structure under a very large number of cyclic loading (n>103). A deep study of its potential is realized and some numerical applications are presented in this chapter. The third chapter proposes a Modjoin modeling, which involves the validity of this model and the analysis of the behavior of structure under cycles load. Two modelings with thousand cycle loads are carried out to verify that the law is correctly implanted in finite difference code. The fourth chapter concerns about the development of a method « cycles skipped » which allows to estimate the structure behavior under a large number of loading cycles without calculating cycle by cycle. This method based on an extrapolation of plastic deformation which is injected into the model as the nodal forces. The extrapolation of plastic deformation consists of Taylor’s expansion and least squares regression. Finally, some calculations are performed and a comparison of results observed between different methods will be presented.

La structuration de l'innovation dans les industries Science-based sous forme de réseaux est devenue depuis une dizaine d'années la nouvelle dynamique organisationnelle de l'innovation. Plus spécifiquement, dans l'industrie biopharmaceutique, cette nouvelle dynamique organisationnelle renvoie vers une logique d'efficience et de rationalisation des efforts de R&D. La nature de l'innovation et les interdépendances technologiques entre les différents acteurs sont autant des éléments qui poussent à cette organisation en réseaux d'innovation. Dans cette perspective, l'étude du processus d'émergence, structuration et évolution des clusters d'innovation de l'industrie biopharmaceutique nous permet de comprendre, en plus des avantages liés à la proximité spatiale, d'autres avantages liés à des formes de proximités organisationnelles et stratégiques. Cette thèse tente aussi de répondre à la question des facteurs indispensables à l'émergence et le développement de ces clusters d'innovation et ça à travers une étude de plusieurs cas d'émergence de clusters d'innovation. Dans notre étude empirique nous avons choisi d'analyser cette structuration en termes de clusters d'innovation pour deux régions en France. A travers l'approche des projets collaboratifs nous sommes arrivés à reconstruire les deux réseaux et identifier le rôle des grands acteurs dans la définition de la morphologie du réseau et la transmission et diffusion des connaissances au sein de ce dernier. Les résultats obtenus montrent aussi une structuration en réseaux à plusieurs échelles. Le travail réalisé contribue à la compréhension de la dynamique d'interaction au sein des réseaux de R&D dans les secteurs sciences-based / The structuring of innovation in science-based industries in the form of networks has become the new organizational dynamics of innovation over the past decades. More specifically, in the biopharmaceutical industry, this new organizational dynamic refers to the logic of efficiency and rationalization efforts in R&D. The nature of innovation and technological interdependencies between different actors are all elements that drive the organization in innovation networks. In this perspective, the study of the process of emergence, structuration and evolution of clusters of innovation in the biopharmaceutical industry enables us to understand the benefits of spatial proximity (knowledge spillovers, shared infrastructure...) and other benefits of organizational and strategic proximity. This thesis also attempts to answer the question of essential factors in the emergence and development of these innovation clusters and that through several case studies of the emergence of clusters of innovation in the biopharmaceutical industry in the United States and Europe.In our empirical study, we chose to analyze this structure in terms of innovation clusters for two regions in France, Ile-de-France and the Lyon region. Through the approach of collaborative projects, we are come to rebuild the two networks and identify the role of some major players in defining the morphology of the network and the transmission and dissemination of knowledge within it. The results also show a structure in networks at multiple scales. The work done contributes to the understanding of the dynamics of interaction within networks of R&D in science-based sectors.

Le but de ce travail était la modélisation mécanique et thermique du laminage asymétrique. Celle-ci a été effectuée à l'aide de diverses méthodes. Deux approches, l'une analytique et l'autre semi-analytique, ont été utilisées pour la modélisation mécanique et deux autres, celles des différences finies et des éléments finis, pour la modélisation thermique. La première approche est celle des champs uniformes ; on a développé un modèle simple qui peut donner des ordres de grandeurs des différents paramètres du procédé. Une deuxième méthode plus complète mais plus complexe se base sur un champ de vitesse déduit d'une estimation parabolique de la forme des trajectoires. L'avantage de ce modèle est qu'il est capable de prévoir des grandeurs locales. Enfin la méthode des éléments finis a été aussi utilisée pour la modélisation mécanique. Dans un deuxième temps, l'aspect thermique du laminage asymétrique a été étudié. Pour la modélisation du procédé, nous avons alors adopté deux méthodes numériques, les différences finies et les éléments finis, du fait de la complexité de celui-ci. Le modèle thermique développé par différences finies a été ensuite intégré dans notre modèle mécanique (méthode des trajectoires). Celui-ci a donc pu être étendu pour pouvoir utiliser des lois d'écoulement qui dépendent de la température et donc pouvoir simuler le laminage asymétrique à chaud. Les prédictions du champ de température ont été confrontées aux résultats de calculs par éléments finis obtenus avec le code Abaqus. Finalement, une étude simple du développement de la texture cristallographique au cours du laminage a été réalisée.