Este estudo elucida princípios e procedimentos que orientam a atuação de Jean-Jacques Lemêtre enquanto compositor no Théâtre Du Soleil. Apresenta depoimentos exclusivos do músico, de pesquisadores, funcionários e atores da trupe. Além disso, identifica os saberes e mecanismos por trás das atividades praticadas nos estágios que conduz, os jogos músico-teatrais, e as organiza em um fichário, que foi utilizado na verificação quanto a possibilidade e eficácia do emprego destes jogos em dinâmicas conduzidas por artistas e pedagogos, em um ambiente externo ao da companhia. / This study enlightens principles and guiding procedures of Jean-Jacques Lemêtre\'s performance as a composer at the Théâtre Du Soleil. It presents exclusive testimonies from the musician, researchers, staff and troupe actors. In addition, it identifies the knowledges and mechanisms behind the activities practiced in the stages guided by him, the musical-theatrical games, and organizes them in a binder, which was used to carry out a verification about the possibility and effectiveness of using these games in dynamics conducted by artists and pedagogues, in an environment outside the company.

Resumo Este trabalho tem por objetivo identificar e propor caminhos para aprimorar a relação criativa entre o compositor da música do teatro e o encenador. Em um primeiro momento ele ilustra o surgimento destes dois personagens, através de eventos que se entrelaçam, se contrapõe, ou mesmo se complementam. Em uma segunda parte, apresenta o estudo de uma relação criativa que permanece prolífica há mais de trinta e cinco anos em um dos mais destacados coletivos teatrais do século XX, o Théâtre Du Soleil: a parceria entre a encenadora Ariane Mnoucknine e o compositor Jean-Jacques Lemêtre (que colaborou pessoalmente e de maneira fundamental com este trabalho). Em uma terceira parte, apresenta a análise de quatro montagens teatrais nas quais tomei parte como compositor, provendo uma visão interna da relação criativa estabelecida com os diferentes encenadores em cada uma das ocasiões. Finalmente, introduz a hipótese da macro-harmonia da música do teatro - a ideia de considera-la um dos elementos integrantes e modificadores da encenação ao mesmo tempo em que é também integrada e modificada por ela - como uma possibilidade analítica e, consequentemente, representante de um possível campo no qual o compositor e o encenador possam dialogar durante o processo de criação teatral. / This study aims to identify and propose ways to enhance the creative relationship between music composer and stage director. At first it illustrates the emergence of these two characters, through events that intertwine, opposes, or even complement each other. In a second section discusses the study of a creative relationship that remains prolific for more than thirty-five years in one of the most theatrical collectives prominent in the twentieth century, the Théâtre Du Soleil: the partnership between stage director Ariane Mnoucknine and composer Jean-Jacques Lemêtre (who collaborated personally and in a fundamental way with this work). In a third section discusses the analysis of four stage productions in which I took part as a composer, providing insight into the creative relationship established with different directors on each occasion. Finally, we introduce the possibility of a macro-harmony of the theater music - the idea that it is one of the staging elements and modifiers at the same time is also integrated and modified by it - as an analytical possibility, and hence representative of a possible field in which the composer and the stage director can dialogue during the process of theater creation.

Resumo Este trabalho tem por objetivo identificar e propor caminhos para aprimorar a relação criativa entre o compositor da música do teatro e o encenador. Em um primeiro momento ele ilustra o surgimento destes dois personagens, através de eventos que se entrelaçam, se contrapõe, ou mesmo se complementam. Em uma segunda parte, apresenta o estudo de uma relação criativa que permanece prolífica há mais de trinta e cinco anos em um dos mais destacados coletivos teatrais do século XX, o Théâtre Du Soleil: a parceria entre a encenadora Ariane Mnoucknine e o compositor Jean-Jacques Lemêtre (que colaborou pessoalmente e de maneira fundamental com este trabalho). Em uma terceira parte, apresenta a análise de quatro montagens teatrais nas quais tomei parte como compositor, provendo uma visão interna da relação criativa estabelecida com os diferentes encenadores em cada uma das ocasiões. Finalmente, introduz a hipótese da macro-harmonia da música do teatro - a ideia de considera-la um dos elementos integrantes e modificadores da encenação ao mesmo tempo em que é também integrada e modificada por ela - como uma possibilidade analítica e, consequentemente, representante de um possível campo no qual o compositor e o encenador possam dialogar durante o processo de criação teatral. / This study aims to identify and propose ways to enhance the creative relationship between music composer and stage director. At first it illustrates the emergence of these two characters, through events that intertwine, opposes, or even complement each other. In a second section discusses the study of a creative relationship that remains prolific for more than thirty-five years in one of the most theatrical collectives prominent in the twentieth century, the Théâtre Du Soleil: the partnership between stage director Ariane Mnoucknine and composer Jean-Jacques Lemêtre (who collaborated personally and in a fundamental way with this work). In a third section discusses the analysis of four stage productions in which I took part as a composer, providing insight into the creative relationship established with different directors on each occasion. Finally, we introduce the possibility of a macro-harmony of the theater music - the idea that it is one of the staging elements and modifiers at the same time is also integrated and modified by it - as an analytical possibility, and hence representative of a possible field in which the composer and the stage director can dialogue during the process of theater creation.

Usar ativos financeiros para extrair as expectativas de mercado para algumas variáveis macroeconômicas é uma prática comum na literatura de Macro-Finanças. Nessa dissertação utilizamos títulos brasileiros para extrairmos as expectativas tanto do câmbio quanto da inflação com o uso de fatores latentes do tipo Nelson-Siegel. No primeiro capítulo desenvolvemos um modelo que tenta incorporar expectativas do mercado financeiro com os fundamentos macroeconômicos dessa variável. O modelo desenvolvido aqui difere dos modelos anteriores ao permitir volatilidades condicionais que parecem ser muito importantes no mercado cambial. Os resultados encontrados aqui indicam que os modelos com os fatores latentes e as variáveis macroeconômicas tem um poder de previsão melhor do que os modelos puramente macroeconômicos. Além disso, parece haver uma relação entre as variáveis macroeconômicas e a curva de diferencial de juros entre os países. Já no segundo capítulo utilizamos o diferencial entre rendimentos dos títulos reais e nominais usadas como preditores da inflação. O modelo aqui apresentado faz uma decomposição desse diferencial de juros, em prêmios de risco e inflação implícita usando um modelo paramétrico baseado em condições de não-arbitragem. As estimações da de inflação implícita do modelo se mostram estimadores não viesados da inflação futura para horizontes mais curtos e carregam informação para horizontes mais longos. Além disso, mostram resultados superiores que o uso somente do diferencial / Use financial assets to extract market expectations for some macroeconomic variables is a common practice in Macro-Finance literature. In this dissertation we use Brazilian securities to extract the expectations of both the exchange rate as inflation using Nelson- Siegel factors. In the first chapter we developed a model that incorporates these financial market expectations with macroeconomic variables, which are the foundations of this variable. The model developed here differs from previous models by allowing conditional volatilities that seem to be very important in the foreign exchange market. The study findings indicate that the models with latent factors and macroeconomic variables has better preditive power than purely macroeconomic models. In addition,indicates that there is a relationship between macroeconomic variables and the interest rate differential curve between countries. In the second chapter we use the spread between real and nominal bonds used as predictors of inflation. The model presented here is a decomposition of this interest differential in risk premiums and implied inflation using a parametric model based on no-arbitrage conditions. Estimates of implied inflation are non biased estimators of future inflation for shorter horizons and carry information over longer horizons. In addition, the implied inflation has superior results than that only using the differential

A estabilidade primária, após a instalação do implante, é uma condição essencial para a aplicação de carga imediata, situação clínica cada vez mais desejada por profissionais e pacientes. O presente estudo tem como objetivo avaliar a estabilidade primária de cinco diferentes implantes instalados em bases ósseas padronizadas de osso suíno e blocos de poliuretano (modelos in vitro), por meio de ensaios biomecânicos e análise de imagens (microtomográficas e histomorfométricas). Para certificação e padronização dos cilindros de osso suíno, foram realizadas tomadas radiográficas digitais, determinando cilindros ósseos de alta e baixa densidades. Após a certificação, foram feitas microtomografias computadorizadas dos cilindros ósseos para análise tridimensional de imagens prévia à instalação dos implantes, avaliando os seguintes parâmetros: Densidade Óssea Tridimensional (BV/TV); Separação Trabecular (Tb.Sp); Porcentagem de Poros Abertos (Po.Op); Porcentagem de Poros Fechados (Po.Cl) e Porcentagem de Porosidade Total (Po.Tot). Esses parâmetros foram avaliados em quatro níveis ósseos (N1 interno às roscas do implante a ser instalado; N2 adjacente ao final das roscas até 0,5 mm destas; N3 distante 0,5 mm a 1,5 mm do final das roscas; N4 área óssea de 0 a 0,5mm da apical do implante). Depois disso, foram selecionados 50 implantes de 5 diferentes modelos, divididos em 5 grupos com 10 implantes cada: Grupo 1 (G1): implantes Xive Plus inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5); Grupo 2 (G2): implantes Ankylos inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5); Grupo 3 (G3): implantes Bone Level inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5); Grupo 4 (G4): implantes AlvimCM inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5); Grupo 5 (G5): implantes DriveCM inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5). A instalação de todos implantes seguiu o protocolo recomendado pelos fabricantes, sendo realizada a medida do torque de inserção (IT) e logo após a análise de Coeficiente de Estabilidade do Implante - ISQ (avaliação por Frequência de ressonância - RFA). Após a instalação dos implantes nos cilindros ósseos, estes foram submetidos a nova análise tridimensional com os mesmos parâmetros e níveis ósseos. Para as análises nos blocos de poliuretano, foram seccionados 50 blocos de alta e baixa densidade (D1 e D3, respectivamente), e inseridos 50 implantes individualmente nos blocos, utilizando 10 de cada e divididos em 5 grupos: Grupo 6 (G6): implantes Xive Plus inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5); Grupo 7 (G7): implantes Ankylos inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5); Grupo 8 (G8): implantes Bone Level inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5); Grupo 9 (G9): implantes AlvimCM inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5); Grupo 9 (G9): implantes DriveCM inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5). Após a inserção dos implantes, estes também foram analisados com relação ao torque de inserção, frequência de ressonância e através do ensaio de arrancamento. Os ensaios biomecânicos mostraram que os implantes instalados no G4 (AlvimCM) e G5 (DriveCM) tiveram maior valores de IT e de RFA em ambas as bases ósseas suínas. Nos blocos de poliuretano, tiveram resultados semelhantes entre as bases ósseas para quase todos os implantes nos testes IT e RFA, havendo um maior valor no ensaio de arrancamento para os implantes Bone Level (G8). Os resultados para todas os parâmetros avaliados por MicroCT mostraram que as diferenças dos valores pós e pré-inserção dos implantes revelaram significância estatística principalmente para G4 e G5 em relação aos outros grupos. A análise histomorfométrica mostrou maiores valores de compactação óssea e de Contato Osso-Implante (BIC) para G2, G4 e G5. Para todas as análises de imagem foi observada uma tendência de maior compactação nos N1, N2 e N4; no N3 não houve um aumento significativo da condensação óssea pós-inserção do implante. Concluiu-se que os implantes AlvimCM e DriveCM mostraram melhores resultados nos testes biomecânicos e em relação ao aumento da densidade óssea ao redor do implante, avaliada pelos métodos de imagem, e que estes resultados estiveram correlacionados à estabilidade primária exibida pós-inserção. Os resultados histomorfométricos confirmaram os resultados obtidos pela análise microtomográfica, demonstrando assim a validade do método 3D de análise por imagem. / The primary stability, after implant installation, is an essential condition for the application of immediate loading, clinical situation increasingly desired by professionals and patients. The present study has the objective of evaluating the primary stability of five different implants installed in standard bone bases of swine bone and polyurethane blocks (in vitro models), through biomechanical tests and image analysis (microtomographic and histomorphometric). For the certification and standardization of the swine bone cylinders, digital radiographs were taken, determining bone cylinders of high and low density. After the certification, computerized microtomographies of the bone cylinders were performed for three-dimensional analysis of images prior to implant installation, evaluating the following parameters: Three-dimensional Bone Density (BV / TV); Trabecular Separation (Tb.Sp); Percent of Open Pore (Po.Op); Percent of Closed Pores (Po.Cl) and Percentage of Total Porosity (Po.Tot). These parameters were evaluated in four bone levels (N1 - internal to the threads of the implant to be installed, N2 - adjacent to the end of the threads up to 0.5 mm of these, N3 - distant 0.5 mm to 1.5 mm from the end of the threads ; N4 - bone area 0 to 0.5 mm from the apical of the implant). After that, 50 implants of 5 different models were divided into 5 groups with 10 implants each: Group 1 (G1): Xive Plus implants inserted into high (n = 5) and low density (n = 5) ; Group 2 (G2): Ankylos implants inserted into high (n = 5) and low density (n = 5) bone cylinders; Group 3 (G3): Bone Level implants inserted into bone cylinders of high (n = 5) and low density (n = 5); Group 4 (G4): AlvimCM implants inserted into high (n = 5) and low density (n = 5) bone cylinders; Group 5 (G5): DriveCM implants inserted into high (n = 5) and low density (n = 5) bone cylinders. The implantation of all implants followed the protocol recommended by the manufacturers, and the measurement of the insertion torque (IT) and soon after the analysis of Implantation Stability Coefficient (ISQ (evaluation by Frequency of Resonance - RFA)). After the implants were installed in the bone cylinders, they were submitted to a new three-dimensional analysis with the same parameters and bone levels. 50 blocks of high and low density (D1 and D3, respectively), and 50 implants were inserted individually into the blocks, using 10 of each and divided into 5 groups: Group 6 (G6): implants Xive Plus inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5); Group 7 (G7): Ankylos implants inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5); Group 8 (G8): Bone Level implants inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5); Group 9 (G9): AlvimCM implants inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5); Group 9 (G9): DriveCM implants inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5). After insertion of the implants, these were also analyzed with respect to the insertion torque, resonance frequency and through the pullout test. The biomechanical tests showed that the implants installed in G4 (AlvimCM) and G5 (DriveCM) had higher IT and RFA values in both porcine bone bases. In the polyurethane blocks, similar results were found between the bone bases for almost all implants in the IT and RFA tests, with a higher value in the pullout test for Bone Level (G8) implants. The results for all the parameters evaluated by MicroCT showed that the differences in the post-insertion and pre-insertion values of the implants revealed statistical significance mainly for G4 and G5 in relation to the other groups. The histomorphometric analysis showed higher Bone Compaction and Bone Implant (BIC) compaction values for G2, G4 and G5. For all the image analyzes a tendency of greater compaction was observed in N1, N2 and N4; in N3 there was no significant increase in bone post-insertion implant condensation. It was concluded that the AlvimCM and DriveCM implants showed better results in the biomechanical tests and in relation to the increase of the bone density around the implant, evaluated by the imaging methods, and that these results were correlated to the primary stability exhibited post-insertion. The histomorphometric results confirmed the results obtained by the microtomographic analysis, thus demonstrating the validity of the 3D image analysis method.

O presente trabalho visa empregar uma metodologia numérica para determinar as propriedades macro mecânica de compósitos ativos (AFC - Active Fiber Composite ou MFC - Macro Fiber Composite), combinando o conceito de Volume Elementar Representativo (VER) com o Método dos Elementos Finitos (MEF). Inicialmente, apresenta-se a fundamentação teórica associada à abordagem numérica empregada. Posteriormente, os modelos numéricos desenvolvidos são aplicados na determinação dos coeficientes efetivos de materiais compósitos inteligentes transversalmente isotrópicos com fibras piezelétricas de seção com forma circular e quadrada, respectivamente. Finalmente, os resultados numéricos obtidos pela metodologia proposta são, então, comparados com resultados da literatura. Constata-se que os resultados obtidos são muito semelhantes aos resultados relatados pela literatura para arranjo quadrático e hexagonal com fibra de geometria circular, sendo que neste caso, compararam-se os resultados numéricos com analíticos obtidos através do Método de Homogeneização Assintótica. Em seguida, a metodologia é aplicada para determinação dos coeficientes efetivos para arranjo quadrático e hexagonal com fibra de geometria quadrada. Empregando diferentes frações volumétricas de fibras, os resultados via MEF foram comparados aos resultados analíticos obtidos através do Método dos Campos Uniformes (Uniform Field Method). Após a avaliação das limitações e potencialidades da metodologia, de forma direta, através de resultados analíticos, realizou-se a avaliação da mesma de forma indireta. Para tal, foram realizadas análises dinâmicas visando comparar as Funções de Resposta em Frequência (FRF) experimentais com as obtidas computacionalmente. Dessa forma, utilizou-se uma viga de alumínio estrutural engastada-livre, onde foram colados duas pastilhas piezelétricas, sendo uma para realizar a excitação da estrutura e, a outra para fazer a aquisição dos dados. Os modelos computacionais via MEF empregaram para o domínio das pastilhas, as propriedades efetivas determinadas através da metodologia desenvolvida. Os resultados obtidos demonstraram mais uma vez as potencialidades da metodologia proposta. Assim, conclui-se que a metodologia numérica não é somente uma boa alternativa para o cálculo de coeficientes efetivos de compósitos inteligentes, mas também uma ferramenta para o projeto de estruturas inteligentes monitoradas por materiais piezelétricos. / This work presents the development a numerical methodology to determine the mechanical properties of active macro composites (AFC - Active Fiber Composite, or MFC - Macro Fiber Composite), combining the concept of Representative Elementary Volume (REV) with the Finite Element Method (FEM). In the first instance, the theoretical framework associated with the numerical approach employed is presented. Later, numerical models based on unit cell are applied to predict the effective material coefficients of the transversely isotropic piezoelectric composite with circular cross section fibers. Finally, numerical results obtained by the proposed methodology are compared to other methods reported in the literature. It appears that the results are very similar to the literature results for square and hexagonal arrangement of fibers with circular geometry, in which case, it was compared numerical with analytical results calculated by Asymptotic Homogenization Method (AHM). After that, the methodology is applied to determine the effective coefficients for square and hexagonal array with square fiber geometry. Employing different fiber volume fractions, it follows that the results obtained by the proposed methodology were compared to analytical results calculated by the Uniform Field Method (UFM). After assessing the potential and limitations of the methodology, either directly, through analytical results, the evaluation took place in the indirect approach. Then, dynamic analyses were performed in order to compare the Frequency Response Functions (FRFs) determined by experimental tests with computational results. Thus, it was used a cantilever beam aluminum structure, which were bonded two piezoelectric patches, one to carry the excitement of the structure and the second to perform the data acquisition. The effective properties determined by the proposed methodology were applied for the dominium established by the piezoelectric patches. The results showed, again, the potential of the proposed methodology. Therefore, the numerical methodology is not only a good alternative for the calculation of effective coefficients of smart composite, but also a tool for the design of smart structures monitored by piezoelectric materials.

Cette thèse de doctorat porte sur la réponse des fondations caisson dans du sable pour les éoliennes en mer soumises à des chargements monotones et cycliques combinés. Le processus de défaillance et l’enveloppe de rupture (diagramme de capacité portante) d’une fondation en caisson dans du sable soumise à des chargements monotones combinés sont premièrement étudiés à l’aide du modèle constitutif de Mohr-Coulomb. La méthode Lagrangian-Smoothed Particle Hydrodynamics Combinée (CLSPH) est adoptée pour prendre en compte les grandes déformations et les limites de l'approche sont mises en évidence. Une loi constitutive basée sur la notion de l’état critique pour le sable récemment mis au point (SIMSAND) est ensuite introduite et utilisée avec la méthode CLSPH. Des tests d’effondrement du sol dans un canal rectangulaire et d’une colonne granulaire en prenant en compte différentes géométries sont simulés afin de valider l’approche en termes de morphologie de dépôt final, des profils d’écoulement et de zones non perturbées. La méthode CLSPH et le modèle SIMSAND sont ensuite utilisés pour étudier le diagramme de capacité portante des fondations caisson dans du sable. Différents paramètres ayant une incidence sur la forme et la taille de l'enveloppe de rupture sont pris en compte, tels que la densité et la rigidité du sol, la résistance au frottement, la rupture des grains, la géométrie et les dimensions de la fondation. Une formule analytique est introduite pour décrire la surface de rupture 3D capable à reproduire les résultats numériques. Sur la base de la formule analytique proposée, un macro-élément pour des fondations caisson dans du sable soumises à des chargements monotones et cycliques est finalement développé dans le cadre de l'hypoplasticité. L’outil numérique proposé est validé avec des résultats expérimentaux. / This PhD thesis deals with the response of caisson foundations in sand for offshore wind turbines submitted to combined monotonic and cyclic loadings. First, the failure process and failure envelope (or bearing capacity diagram) of a caisson foundation in sand under combined monotonic loadings is investigated using the conventional Mohr-Coulomb constitutive model. A Combined Lagrangian-Smoothed Particle Hydrodynamics(CLSPH) method is adopted to consider large deformations and the limitations of the approach are highlighted. A recently developed critical state model for sand (SIMSAND) is then introduced and combined with the CLSPH method. Rectangular channel soil collapse tests and granular column collapse tests considering different aspect ratios are simulated to validate the approach in terms of final deposit morphologies, flow profiles and undisturbed areas.The CLSPH method and the SIMSAND model are then used to investigate the bearing capacity diagram of the caisson foundation in sand. Different parameters affecting the shape and size of the failure envelope are considered, as soil density and stiffness, friction strength, grain breakage, geometry and aspect ratio of the foundation. An analytical formula is introduced to describe the 3D failure surface reproducing the numerical results. Based on the proposed analytical formula, a macro-element for the caisson foundation in sand submitted to monotonic and cyclic loadings is finally developed within the framework of hypoplasticity. Validation is provided through comparison with experimental results.

Cette étude, en partenariat avec l'AFB (Agence Française pour la Biodiversité), a pour objectif de comprendre le devenir des sédiments qui ont été bloqués dans des barrages hydrauliques. Lors des « chasses » (lâchers massifs d’eau) réalisées pour assurer la continuité écologique des cours d'eau avec retenues, une certaine quantité de sédiments est relarguée en aval de la retenue, cessédiments sont ensuite transportés sur un fond de rugosités immobiles à différentes échelles(gravier, galets, rochers). L'objectif de cette thèse est donc d'étudier comment la présence de grains grossiers et immobiles peut avoir un effet sur les différentes échelles du transport de sédiment. Au travers de trois études expérimentales en canaux hydrauliques à surface libre, dans lesquelles les grains grossiers immobiles sont modélisés par une canopée d'hémisphères régulièrement espacés, différents impacts de la présence des rugosités immobiles sont mis en exergue. Une étude préliminaire a tout d'abord pour objectif de comprendre comment l'apparition d'une rugosité isolée dans du sédiment a pour effet de modifier les conditions d’hydrodynamique locale à l’amont de cette rugosité, en particulier par la mise en place d'un système de tourbillon(tourbillon en fer à cheval) pouvant accentuer le taux d'érosion locale. Ce tourbillon, très documenté pour des rugosités à géométrie simple, demeure très peu étudié dans le cas d'obstacle aux parois courbées de type grains de rivière. Cette étude montre alors que les dimensions et l'intensité du tourbillon en fer à cheval sont plus faibles dans le cas d'un obstacle aux parois inclinées et courbées que dans le cas d'un obstacle aux parois normales au fond, cephénomène étant expliqué par la facilité du fluide à contourner et l'obstacle, et donc la diminution du gradient de pression adverse à l'amont de l'obstacle, responsable du décollement de la couche limite incidente et de la formation du tourbillon en fer à cheval. Dans une seconde étude,l'hydrodynamique locale proche de sédiment placé dans un patch d'hémisphères est mesuré, pour différents niveaux de découvrement du patch et pour du sédiment collé au fond du canal. Il apparaît qu'en fonction du découvrement ($P = k/R$ avec $k$ la hauteur découverte d'une rugosité et $R$ sa hauteur totale), de forte variations locales de contrainte et de niveaux de turbulence au fond se mettent en place, le sédiment étant soumis à des sur-contraintesimportantes à l'arrière des rugosités pour $P = 20\%$, mais protégés pour des découvrements plus importants. Une analyse par quadrants montre alors que ce phénomène peut être expliqué par la capacité des événements turbulents instantanés de forte intensité à pénétrer entre les hémisphères pour atteindre le sédiment. Une troisième étude dans un canal aux dimensions plus importantes consiste à analyser la déstabilisation d’un lit sédimentaire initialement plat être couvrant totalement une canopée d’hémisphères immobiles. En début de la déstabilisation du lit,des dunes se forment et croissent, jusqu'à ce que leur volume devienne limité par l'apport initial de sédiment. Des zones érodées apparaissent alors entre ces dunes, dans lesquelles on observe du sédiment protégé entre les hémisphères immobiles. Il apparaît alors que cette protection est dépendante de la dimension des zones érodées. Sur les temps longs et après évacuation des dunes en aval du canal, l'effet de protection des hémisphères immobiles sur le sédiment est mis en avant, avec en particulier l'obtention d'une forte dépendance du taux d'érosion des grains en fonction du niveau de découvrement des hémisphères, un ralentissement soudain de l'érosionétant obtenu pour $P \sim 50 %. Ce changement de régime est expliqué en lien avec les résultats de l’étude précédente sur les groupes d’hémisphères. / This study is part of a project with the AFB (French Agency for Biodiversity), that aims to have abetter understanding of the remobilization of the sediment previously trapped in dams. After dambreaks, an amount of sediment is deposited downstream of the dam, this sediment being then setin motion on a bed of multi-scale immobile grains (gravels, rocks, boulders). The aim of this thesiswork is to study how coarse immobile grains can have an effect on the different scales of sedimenttransport. Thanks to three experimental studies in laboratory flumes, in which immobile coarsegrains are represented by a canopy of hemispheres, several effects of the roughness elements onsediment transport are emphasised. A preliminary study first aims to understand how theprotrusion of an isolated hemisphere impacts the local hydrodynamics upstream of thishemisphere, specifically through the horseshoe vortex developping near the roughness elementwall that can increases local grain entrainment rate. The horseshoe vortex, although deeplydocumented for simple roughness elements (cube, cylinder), remains poorly studied for roughnesselements with tilted or curved front wall like river coarse grains. This study shows that thedimensions and intensity of the horseshoe vortex are weaker for an obstacle with tilted wall thanfor an obstacle with bottom normal wall. This phenomenon is explained by the weaker adversepressure gradient developping upstream of the titlted wall, responsible for the boundary layerseparation and the horseshoe vortex formation. In a second study, the local hydrodynamics near aglued sediment bed placed in a patch of hemispherical roughness elements is studied, for severalprotrusion levels $P$ of the hemispheres (where $P = k/R$, with $k$ the height of the hemisphereprotruding over the sediment, and $R$ the total height of the hemisphere). It is shown that,depending on the protrusion of the hemispheres, strong local modifications of the near bedhydrodynamics can develop. For P = 20 %, zones of enhanced shear stress appear downstreamof the roughness elements, while for P \ge 20 %, this enhanced shear stress zones vanishes andthe sediment bed is sheltered. A quadrant analysis then shows that this phenomenon is explainedby the abality of intense instantaneous events to reach the sediment bed. A third experimentalstudy aims to analyze the erosion of a flat sediment bed initially uniformely covering a canopy ofstaggered hemispheres. In the beginning of the experiment, dunes are forming on the sedimentbed, until their volume is limited by the supply-limited sediment condition. Eroded areas thenappear between dunes, in which sediment is protected between the immobile hemispheres. Theanalyze shows that this protection is strongly dependant on the dimensions of the eroded areas.After dunes migrated downstream of the canal, the sheltering effect of the hemispheres isemphasised by measuring the erosion rate of the bed. It appears that the erosion rate is heavilydependant on the level of protrusion of the hemispheres, the erosion suddenly getting weaker forP \sim 50 %. This abrupt change of erosion regime is explained using the results of the previousstudy on local hydrodynamics in a patch of hemispheres.

A cavitação e a dinâmica de bolhas são tópicos bastante recorrentes na literatura, devido sobretudo a seus efeitos em diversos tipos de fenômenos, como transferência de calor e escoamento em tubos. Considerando fases líquidas, sabe-se que estas estruturas de cavidade estão normalmente associadas ao equilíbrio metaestável, alcançado devido a quedas locais de pressão ou ao superaquecimento de uma substância pura (ou quase). Nestes casos é necessária a inicialização da mudança de fase através de algum mecanismo adequado, o qual gera uma sequência rápida de fenômenos. Apesar de comumente associado a danos, recentemente vários estudos vêm mostrando aplicações práticas deste tema, além de um campo ainda pouco explorado, que é o das macro cavidades. Essas cavidades podem ser geradas através do aquecimento de água a baixa pressão, sob condições específicas, criando sequências explosivas e formando movimentos como pistão para a água no interior de um invólucro convenientemente dimensionado. Este fenômeno mostra-se semelhante em diversos aspectos às micro cavidades, mais especificamente às cavidades próximas a superfícies livres, embora, sem dúvida, em escala muito maior. Os aspectos mencionados foram filmados com câmeras de alta velocidade e as características observadas foram comparadas com aquelas observadas em micro escala. Vários testes foram desenvolvidos de forma a melhor entender a dinâmica da formação e colapso dessas estruturas, sobretudo levando em conta um comportamento mais unidimensional para a evolução da bolha. Através de várias aproximações e análise de diferentes hipóteses para a variação de pressão e para a força de resistência, soluções analíticas e numéricas foram obtidas para a força exercida no fundo do contêiner e para a expansão e colapso das bolhas ao longo do tempo. As soluções propostas, em comparação com os dados experimentais, mostraram boa concordância entre si, sugerindo que os aspectos fundamentais da dinâmica da cavidade foram devidamente considerados e quantificados. / Cavitation and bubble dynamics are fairly recurring topics in literature, mostly due to their effects in various types of phenomena such as heat transfer and flow in pipes. Considering liquid phases, it is known that these cavity structures are normally associated with the metastable equilibrium, reached due to local pressure drop or overheating of a pure substance (or nearly so). In these cases, the phase change require a startup via some appropriate mechanism, which generates a fast sequence of phenomena. Although commonly associated with damage, recently several studies shown practical applications of these topics, and a still little explored field emerged, which is the field of macro cavities. These cavities can be generated by heating water at a low pressure, under specific conditions, creating an explosive sequences and forming piston like movements for the water inside a properly scaled casing. This phenomenon appears to be similar in many aspects to micro cavities, more specifically for cavities near free surfaces, although, without doubt, on a much larger scale. The mentioned aspects were filmed with high-speed cameras and the main features were compared with those observed in micro scale. Several tests have been developed to better understand the dynamics of the formation and collapse of these structures, especially taking into account a more one-dimensional behavior to the evolution of the bubble. Through various approximations, and analysis of different assumptions for the variation of pressure and the resistance force, analytical and numerical solutions were obtained for the force exerted on the bottom of the container and the expansion and collapse of bubbles over time. The proposed solutions in comparison with experimental data showed good agreement between each other suggesting that the fundamental aspects of the dynamics of the cavity were properly considered and quantified.

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