Les petits robots humanoïdes sont généralement soumis à de nombreuses imperfections : déformations et jeux mécaniques, défauts électriques et problèmes d'asservissements moteurs. L'objet de ces travaux est l'utilisation de techniques d'apprentissage pour compenser les imperfections du robot réel. L'amélioration de la précision de l'odométrie et de la stabilité de mouvements générés est étudiée. Cette thèse est fortement guidée et inspirée par la participation de l'équipe Rhoban (Rhoban Football Club) à la compétition internationale de robotique, la RoboCup. Depuis 2011, l'équipe concourt chaque année dans la ligue des petits robots humanoïdes complètement autonomes (Humanoid Kid-Size) dans un tournoi de football robotique. L'odométrie proprioceptive estime les déplacements du robot à partir de ses capteurs internes (la caméra n'est pas utilisée) alors que l'odométrie prédictive simule les déplacements engendrés par une séquence donnée d'ordres du mouvement de marche. Deux méthodes de correction sont ici proposées pour les deux odométries. La première se fonde sur une technique de régression non paramétrique (LWPR) et un système externe de capture de mouvement. La deuxième optimise (CMA-ES) un modèle de correction linéaire sans ne nécessiter aucun autre dispositif de mesure. L'odométrie proprioceptive est essentielle à la localisation du robot sur le terrain de football alors que l'odométrie prédictive permet d'entraîner hors ligne une politique de contrôle de la marche. La synthèse de mouvements très dynamiques tels que la marche ou le tir est rendue difficile par la forte contrainte de stabilité bipède et les imperfections des servomoteurs. Des mouvements de tir sont tout d'abord générés par optimisation (CMA-ES) et évalués au travers du modèle dynamique inverse du robot. Le développement d'un simulateur physique a été commencé. Le but est de réduire la distance entre le comportement réel et désiré du robot par correction des mouvements au sein du simulateur. / Small humanoid robots are often affected by many flaws : mechanical wraps and backlashes, electrical issues and motor control problems. This work is aimed at applying machine learning methods to deal with the flaws of the real robot. More precisely, improving the odometry accuracy and generated motion stability is studied. This thesis is highly guided and inspired by the participation of the Rhoban team (Rhoban Football Club) to the international RoboCup competition. Since 2011, the team has been competing each year in a soccer tournament within the fully autonomous small humanoid robots (Kid-Size) league. Proprioceptive odometry estimates the robot displacements from its internal sensors (no camera is used) whereas predictive odometry simulates the displacements created from a sequence of walk orders. Two corrective methods are proposed for the two kinds of odometries. The first one is based on a non parametric regression (LWPR) and a motion capture setup. The second one optimizes (CMA-ES) a linear corrective model without needing any external measure system. The proprioceptive odometry is essential to the localization of the robot on the soccer field. The predictive odometry is used to train a control policy for the walk motion. The generation of very dynamic motions like walking or kicking the ball is difficult due to the biped balance constraint and the many servomotor flaws. To start, kick motions are generated by optimization (CMA-ES) and evaluated based on the inverse dynamic model of the robot. The implementation of a physics simulator has been started. The objective is make the real behaviour of the robot to catch up the target trajectory by correcting the motion within the simulator.

La conception des robots humanoïdes est un défi depuis plusieurs années. Les articulations de l'être humain de par leur complexité cinématique créent des mouvements difficilement reproductibles par un mécanisme. Le genou humain permet des mouvements composés de roulement et de glissement. La conception de nouvelles articulations bio-inspirées est un enjeu pour recréer avec un robot une marche anthropomorphe. Une analyse de la cinématique des genoux a été effectuée et nous proposons une solution mécanique pour reproduire cette cinématique de genoux. L'idée est de recréer un genou avec un contact roulant entre le fémur et le tibia. Les modèles géométriques, cinématiques et dynamiques et un modèle d'impact sont développés pour un robot bipède muni de ce genou à contacts roulants. L'allure de marche est étudiée sous forme d'un problème d'optimisation paramétrique sous contraintes. Les trajectoires de marche sont approximées par des fonctions mathématiques pour deux allures de marche : une allure de simple support avec impacts et une allure de double support suivi d'un simple support puis d'un impact. Des critères énergétiques permettent de comparer le robot muni du mécanisme de genoux roulants à un robot muni de genoux à liaison rotoïde. Les résultats des optimisations montrent que le genou roulant apporte une diminution du critère sthénique. L'optimisation énergétique montre que les couples articulaires sont plus faibles sur les hanches ce qui engendre une diminution de la masse des actionneurs du robot. Enfin, un gain d'énergie est possible en associant des systèmes à ressorts en parallèle sur les articulations du robot. / The design of humanoids robot has been a tricky challenge for several years. Due to the kinematic complexity of human joints, their movements are notoriously difficult to be reproduced by a mechanism. The human knees allow movements including rolling and sliding, and therefore the design of new bio-inspired robots is of utmost importance for the reproduction of anthropomorphic walking in a robot. In this thesis, the kinematic characteristics of knees were analyzed and a mechanical solution reproducing them is proposed. The geometrical, kinematic and dynamic models are created together with an impact model for a piped robot with the knees proposed. The walking is studied as of a problem of parametric optimization under constraints. The trajectories of walking are simulated approximately by mathematical functions for two gaits: one of a single support with impacts and one of double supports followed by a simple support and then an impact. Energy criteria allow comparing the robot provided with the mechanism of rolling knees and a robot provided with revolute knees connection. The results of the optimizations show that the rolling knee brings a decrease of the sthenic criterion. The energy optimization shows that the articular couples are weaker on hips what engenders a decrease of the mass of the actuators of the robot. Finally, energy gains are possible by associating spring systems.

D'un point de vue énergétique, les robots marcheurs sont moins performants que les humains. Face à ce défi, cette thèse propose une approche pour contrôler et optimiser les allures de marche des robots bipèdes à la fois en 2D et 3D en considérant les fréquences propres du robot et par ajout de ressorts. L'étude porte essentiellement sur un robot bipède 2D à 5 corps et des pieds ponctuels ainsi qu'un robot bipède 3D à 8 corps avec des pieds sans masse à contact linéique. La commande en boucle fermée considérée est basée sur la méthode des contraintes virtuelles et la linéarisation par retour d'état. Suite à des études précédentes, la stabilité du robot bipède 2D est vérifiée par une section de Poincaré unidimensionnelle et étendue au robot bipède 3D à contact linéique avec le sol. L'optimisation est effectuée en utilisant la programmation quadratique séquentielle. Les paramètres optimisés incluent des coefficients de polynômes de Bézier et des paramètres posturaux. Des contraintes d'optimisation sont imposées pour assurer la validité de l'allure de marche. Pour le robot bipède 2D, deux configurations différentes de ressorts placés aux hanches sont étudiées. Ces deux configurations ont permis de réduire le coût énergétique. Pour le robot bipède 3D, les paramètres d'optimisation sont séparés en deux parties : ceux décrivant le mouvement dans le plan sagittal et ceux du plan frontal. Les résultats de l'optimisation montrent que ces deux types de paramètres doivent être optimisés. Ensuite, des ressorts sont ajoutés respectivement par rapport au plan sagittal, par rapport au plan frontal puis dans les deux plans. Les résultats montrent que l'ajout des ressorts dans le plan sagittal permet de réduire significativement le coût énergétique et que l'association de ressorts dans le plan frontal améliore encore plus la consommation d'énergie. / From an energy standpoint, walking robots are less efficient than humans. In facing this challenge, this study aims to provide an approach for controlling and optimizing the gaits of both 2D and 3D bipedal robots with consideration for exploiting natural dynamics and elastic couplings. A 5-link 2D biped with point feet and an 8-link 3D biped with massless line feet are studied. The control method is based on virtual constraints and feedback linearization. Following previous studies, the stability of the 2D biped is verified by computing scalar Poincaré map in closed form, and now this method also applies to the 3D biped because of its line-foot configuration. The optimization is performed using sequential quadratic programming. The optimization parameters include postural parameters and Bézier coefficients, and the optimization constraints are used to ensure gait validity. For the 2D biped, two different configurations of hip joint springs are investigated and both configurations successfully reduce the energy cost. For the 3D biped, the optimization parameters are further divided into sagittal parameters and coronal parameters, and the optimization results indicate that both these parameters should be optimized. After that, hip joint springs are added respectively to the sagittal plane, the coronal plane and both these planes. The results demonstrate that the elastic couplings in the sagittal plane should be considered first and that the additional couplings in the coronal plane reduce the energy cost even further.

Au début du XIVe siècle, les premiers papes d’Avignon sont confrontés, en Italie du Nord et dans les terres de l’Église, à un important mouvement de contestation de leur autorité, dans un contexte de développement des régimes seigneuriaux. Parmi les principaux acteurs de cette opposition figurent les représentants de familles alors en pleine expansion, tels Matteo Visconti et ses fils (Galeazzo, Marco, Luchino, Stefano et Giovanni) à Milan, les marquis Rinaldo et Obizzo d’Este à Ferrare, Federico da Montefeltro à Urbino, ainsi que d’autres seigneurs ou communautés de plus faible envergure dans la Marche d’Ancône ou dans le Duché de Spolète. Le paroxysme de ces tensions a lieu sous le pontificat de Jean XXII (1316-1334). Pour faire face à ces oppositions multiples, la voie judiciaire est très largement utilisée, dans le cadre ordinaire des juridictions temporelles comme dans celui, plus spectaculaire, de l’officium Inquisitionis. Au cours des années 1320 en effet, plusieurs de ces seigneurs sont à la fois condamnés comme rebelles de l’Église et comme hérétiques. Cette thèse analyse ainsi les traces archivistiques abondantes et variées produites à l’occasion de ces conflits, conservées aux Archives vaticanes et à la Bibliothèque vaticane, et montre comment la Papauté a procédé, en partie grâce au procès, à la construction juridique, idéologique et rhétorique d’une figure de l’ennemi et du « tyran » gibelin. / In the early 14th century, the first popes of Avignon were confronted with a large movement of protest against their authority in Northern Italy and in the States of the Church at a time when the power of the lords was increasing. Among the main actors of this protest were the members of noble families, such as Matteo Visconti and his sons - Galeazzo, Marco, Luchino, Stefano and Giovanni - in Milano, marquesses Rinaldo and Obizzo d’Este in Ferrare, Federico da Montefeltro in Urbino, as well as other lords or less powerful communities in the March of Ancona or in the duchy of Spoleto. The protest reached a climax of unrest during the pontificate of John XXII (1316-1334). To face those numerous oppositions, legal proceedings were widely used within the usual framework of the temporal jurisdiction or following the more spectacular rules of the officium Inquisitionis. Indeed, in the 1320s, several of those lords were sentenced as rebels to the Church, and as heretics. This PhD offers an analysis of the documents made during those conflicts, located in the archives of the Vatican and of the Vatican Library, and shows how, thanks to legal proceedings, the papacy used the law, ideology and rhetoric to construct a figure of the enemy and of the ghibelin “tyrant”.

L'observation des exoplanètes pose deux problèmes : le contraste entre la planète et l'étoile et leur très faible séparation. L'une des techniques permettant de résoudre ces difficultés est l'interférométrie en frange noire : deux pupilles sont recombinés pour faire une interférence destructive sur l'étoile, et leur base est réglée pour que l'interférence soit constructive sur la planète. Cependant, pour garantir une extinction suffisante de l'étoile, la différence de trajet optique entre les faisceaux doit être de l'ordre du nanomètre, et le pointage meilleur que le centième de tache d'Airy, malgré les perturbations extérieures.Pour valider les points critiques d'une telle mission spatiale, un démonstrateur de laboratoire, PERSÉE, a été défini par un consortium dirigé par le CNES et incluant l'IAS, le LESIA, l'ONERA, l'OCA et Thales Alenia Space puis intégré à l'Observatoire de Meudon. Ce banc simule une mission spatiale dans son ensemble (interféromètre et cophasage nanométrique). Son objectif est de délivrer et maintenir une extinction de 10^-4 stabilisé à mieux que 10^-5 sur plusieurs heures, en présence de perturbations typiques que l'on injecte.Mon travail de thèse a consisté à intégrer le banc en étapes successives et à développer des procédures d'étalonnage. Ceci m'a aidé à caractériser les différents éléments critiques séparément avant de les regrouper. Après avoir mis en œuvre les boucles de contrôle du cophasage, leur analyse précise m'a permis de réduire à 0,3 nm rms le résidu de différence de marche, et à 0,4 % de la tache d'Airy le résidu de tip/tilt, malgré la présence de perturbations d'une dizaine de nanomètres d'amplitude, constituées de plusieurs dizaines de fréquences vibratoires entre 1 et 100 Hz. Cela a été possible grâce à l'implémentation d'un contrôleur linéaire quadratique gaussien, paramétré par la mesure préalable de la perturbation pour la réduire au maximum. Grâce à ces très bons résultats, j'ai pu obtenir un taux d'extinction record sur la bande [1,65 – 2,45] µm de 8,8x10^-6 stabilisé à 9x10^-7 sur quelques heures, soit une décade meilleure que les spécifications initiales. L'extrapolation de ces résultats au cas d'une mission spatiale montre que les performances attendues sont atteignables si le flux disponible est suffisamment important. Avec des télescopes de 40 cm et une fréquence d'asservissement de l'ordre de 100 Hz, des étoiles de magnitude inférieure à 9 devraient être observables. / There are two problems with the observation of exoplanets: the contrast between the planet and the star and their very low separation. One technique solving these problems is nulling interferometry: two pupils are recombined to make a destructive interference on the star, and their base is adjusted to create a constructive interference on the planet. However, to ensure a sufficient extinction of the star, the optical path difference between the beams must be around the nanometer, and the pointing must be better than one hundredth of Airy disk, despite the external disturbances.To validate the critical points of such a space mission, a laboratory demonstrator, PERSÉE, was defined by a consortium led by CNES, including IAS, LESIA, ONERA, OCA and Thales Alenia Space and integrated in Meudon Observatory. This bench simulates the entire space mission (interferometer and nanometric cophasing system). Its goal is to deliver and maintain an extinction of 10^-4 stable at better than 10^-5 over a few hours in the presence of typical injected disturbances.My thesis work consisted in integrating the bench in successive stages and to develop calibration procedures. This helped me to characterize the critical elements separately before grouping them. After having implemented the control loops of the cophasing system, their precise analysis helped me to reduce down to 0.3 nm rms the residual OPD, and 0.4 % of the Airy disk the residual tip/tilt, despite disturbances of tens of nanometers, consisting of several tens of vibrational frequencies between 1 and 100 Hz. This has been achieved by the implementation of a linear quadratic Gaussian controller, parameterized by the preliminary measurement of the disturbance to minimize. Thanks to these excellent results, I obtained on the band [1.65 – 2.45] µm a record null rate of 8.8x10^-6 stabilized at 9x10^-7 over a few hours, a decade better than the original specifications. An extrapolation of these results to the case of a space mission shows that the expected performance is achievable if the available flux is sufficiently important. With telescopes of 40 cm and a control frequency around 100 Hz, stars brighter than magnitude 9 should be observable.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet international (MARS) dont le but est d'améliorer l'efficacité du transport aérien par contrôle d'écoulement. Dans ce contexte, les travaux expérimentaux présentés ici sont focalisés sur l'utilisation d'un actionneur plasma à Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) pour contrôler l'écoulement turbulent en aval d'une marche descendante (BFS) à Reh = 30000. Deux types de décharges sont étudiés : une ac-DBD qui produit une force électrohydrodynamqiue et une ns-DBD qui produit une onde de pression. Plusieurs positions de l'actionneur sont étudiés, de façon à optimiser les effets de la décharge sur l'écoulement. A l'aide d'un système PIV stéréoscopique, une étude étendue est destinée à l'évaluation des paramètres électriques du signal. Parmi tous les résultats obtenus, la zone de recirculation est réduite de 20%. De plus, d'autres quantités moyennes telles que les composantes de Reynolds, l'énergie cinétique et l'épaisseur de la couche cisaillée ont été aussi analysées. La dernière partie de la thèse comprend une analyse dynamique des modifications produites par l'actionneur. Pour cela, les structures dominantes sont examinées par leur signature fréquentielle et par une décomposition orthogonal aux valeurs propres (POD). Tous les résultats conduisent à la définition d'un cas d'action optimal pour lequel il est obtenu une réduction maximal de la longueur de rattachement. Le lâcher tourbillonnaire est renforcé par un mécanisme de type "lock-on". / This thesis is part of an international project (MARS) to improve air transport efficiency by active flow control strategy. In this context, the presented experimental works are focused on a surface Dielectric Barrier Discharge (DBD) as a solution to control the turbulent flow separation downstream a backward-facing step (BFS) at Reh = 30000. Two different plasma discharges are investigated: an ac-DBD resulting in a electrohydrodynamic force and a ns- DBD producing a pressure wave. Thanks to the versatility of plasma discharges and in order to optimize its effects on the flow, different locations of the DBD actuator have been investigated. Furthermore, an extended parametric study regarding the input variables of the discharge has been carried out by stereoscopic PIV. Among the obtained results, the mean reattachment length has been reduced up to 20%. In addition, other averaged quantities such as Reynolds stress components, the kinetic energy and the vorticity thickness of the separated shear layer have been analyzed to provide more extended information about the effects of the DBD actuator. The last part includes a dynamical analysis of the modifications produced by an optimal actuation. For that aim, the dominant structures are investigated by their signature in the frequency domain and by proper orthogonal decomposition (POD). All the results lead to the definition of an optimal actuation for which the mean reattachment position is reduced and the vortex shedding street can be reinforced by a lock-on control mechanism.

L’évaluation de la Distance de Marche Maximale (DMM) des artériopathes claudicants représente un enjeu primordial puisqu'une DMM inférieure à 300 mètres est en faveur d'une prise charge chirurgicale. En routine clinique, la DMM est évaluée par questionnaires, méthode d'évaluation très subjective, ou par tests de marche sur tapis roulant qui sont protocole-dépendants et reproduisent mal la douleur habituelle. Aussi, l'objet de cette thèse est de tester la validité de méthodologies innovantes utilisant le GPS et la mesure transcutanée de la pression en dioxygène (TcPO2) lors d’un test de marche sur tapis roulant à l’égard de l’évaluation de la gêne fonctionnelle à la marche de patients artériopathes claudicants. La première étude montre que les scores au questionnaire EACHQ et la DMM déclarée par les patients sont plus corrélés à la DMM mesurée avec un GPS (reflet du patron de marche spontané) qu'aux scores du questionnaire WIQ, au test de marche de 6 minutes et au test sur tapis roulant. La seconde étude montre l'intérêt de la TcPO2 d'effort dans la détection des ischémies à l’exercice chez des patients présentant des Index de Pression Systolique de Cheville normaux. Les troisième et quatrième études montrent la fiabilité du GPS ainsi que son applicabilité dans l'évolution des paramètres de marche avant et après une revascularisation. Enfin, la cinquième étude suggère que le couplage GPS-accéléromètre permet l’estimation indirecte de la dépense énergétique chez le patient artériopathe. En conclusion, l'actimétrie (e.g., GPS, accéléromètre) et laTcPO2 d’effort constituent des méthodes valides et fidèles pour évaluer la marche de patients artériopathes claudicants. / Peripheral Arterial Diseased (PAD) is a major concern regarding their clinical care since a revascularization intervention is indicated below the cut-off point of 300 m. In clinical routine, MWD is usually assessed with clinical questionnaires, a highly subjective method, and with walking treadmill tests that are design-dependent and that hardly reproduce the usual pain of the patients during the walk. Therefore, the aim of this doctoral work is to test the validity of innovative methodologies based on GPS and Transcutaneous Pressure in Oxygen (TcPO2) during a treadmill test with respect to the assessment of the functional limitation in PAD patients. The first study shows that scores of the Estimation of Ambulatory Capacity by History-Questionnaire and MWD that is declared by the patients are more related to the GPS-measured MWD (that reflects the spontaneous walking pattern) than to the scores of the Walking Impairment Questionnaire, the 6-min walking test, and the walking treadmill test. The second study evidences the relevance of the use of TcPO2 during a walking treadmill test in detecting ischemia during exercise among patients with normal Ankle to brachial Index. The third and fourth studies show the reliability of the GPS as well as its applicability to the evolvement of the walking parameters following revascularization. Finally, the fifth study suggests that the GPS-accelerometer coupling is able to estimate the energy expenditure of PAD patients. To conclude, actimetry (e.g., GPS, accelerometer) and exercise TcPO2 are valid and reliable methods to evaluate the walk of PAD patients.

Cette thèse interroge la marche en ville, sa pratique, ses représentations, les comportements pédestres et les stratégies mises en place par les marcheurs lors de leurs déplacements à pied, dans des situations plus ou moins confortables et inconfortables mais également la façon dont les politiques urbaines appréhendent l’objet marche.Elle s’intéresse à la marche du quotidien en milieu urbain dense, la marche utilitaire, triviale et parfois niée parce qu’automatisée. Cette recherche appréhende les mobilités urbaines pédestres en présentant deux terrains principaux, à savoir :- l’in situ pour comprendre le « comment » de la marche en ville, autrement dit les comportements des marcheurs en fonction de situations plus ou moins confortables- l’ex situ pour identifier le « pourquoi » de la marche et ce que disent les marcheurs de cet objet. Il s’est agi d’étudier les représentations des mobilités urbaines pédestres.L’environnement (que nous entendons comme social, physique et temporel) est-il déterminant dans le comportement du marcheur ? Dans quelle(s) mesure(s) l’évaluation du niveau de confort d’une situation de marche est impliquée dans la mise en place de stratégies de déplacement pédestre ?Les représentations sociales de la marche sont-elles impliquées dans le choix de se déplacer à pied en ville ?Nous verrons également dans quelle(s) mesure(s) la marche et l’usager piéton sont devenus des enjeux pour les politiques publiques urbaines et plus particulièrement dans le contexte parisien (Mairie de Paris). Il s’agira de mettre en perspective ce travail de recherche au regard du contexte politique dans lequel il s’est inscrit / This thesis questions the walk in urban context, its practice, performances, walking behaviours and strategies used by walkers when walking, in more or less comfortable situations / uncomfortable, but also how urban policies apprehend this object.This research interests in the daily practice of walk in a dense urban context, usefulness, trivial walking and sometimes denied because automated.This research captures the pedestrian urban mobility by presenting the results of two main areas, namely:- The "In situ" to understand the "how" of walking in cities, in other words the walkers behaviours depending on more or less comfortable situations- The "Ex situ" to identify the "why" of walking and what walkers say about this object. It was about to study the representations of pedestrian urban mobilities.Is the environment (social, temporal and physical) determining the walker behaviour? In which measure(s) the evaluation of the comfort level of a driving situation is involved in the establishment of pedestrian movement strategies?Are the walking social representations involved in choosing to walk in cities?We will also see in which measures walking and pedestrian users have become issues for urban public policies and particularly in the Parisian context (City of Paris). The aim will be to put into perspective this research, in regards with the political context in which it is registered

Les composites à matrice céramique ou carbone sont des matériaux de structure pour des applications à haute température. Ils sont constitués d’un renfort fibreux enrobé d’une matrice. Cette dernière est obtenue par infiltration chimique en phase vapeur. Une préforme, fibreuse avec ou sans une première matrice, est placée dans un four dans lequel sont injectés des gaz dit précurseurs. Leur réaction hétérogène avec la préforme est à l’origine de la formation matricielle. Cette thèse a été motivée par la nécessite d’optimiser via une modélisation numérique ce procédé long et couteux.Deux programmes ont dès lors été développés puis validés. Chacun est dédié à une échelle spécifique du matériau : microscopique (fibre) et macroscopique (composite). Ils s’appuient tout deux sur des algorithmes de marche aléatoire et requièrent des représentations tridimensionnelles de la préforme. Dans cette optique, des images tomographiques de préformes de composites C/C et SiC/SiC ont été acquises aux deux échelles souhaitées. Le code propre à l’échelle de la fibre a été utilisé pour déterminer les propriétés géométriques, diffusives et réactives dans plusieurs zones de l’image afférente. Des corrélations entre ces propriétés ont été mises en place puis intégrées dans le code afférent à l’échelle du matériau pour infiltration numérique.Dans le cas des composites C/C, cet outil multi-échelle a été couplé à un modèle chimique permettant d’anticiper, en fonction des conditions opératoires, l’épaisseur ainsi que la microtexture de la matrice déposée. Des prévisions de densification ont également été employées pour qualifier et comparer l’infiltrabilité de plusieurs composites SiC/SiC. / Ceramic matrix composites and carbon fiber reinforced carbon composites are dedicated to high temperature applications. They consist of a stacked fibrous arrangement, woven or not, coated by matrix. Chemical Vapor Infiltration (CVI) is a popular processing route, where a preform (fibers with or without a first matrix) is placed inside a furnace. Precursor gases are then injected, enter the preform and generate matrix formation by heterogeneous chemical reaction. Experimental optimization of CVI is long and costly, triggering the need for a numerical model. The creation of such a tool has been the objective set for this thesis.Two programs were first developed and validated. Each is linked to a specific material scale: microscopic (fiber scale) and macroscopic (composite scale). Both are based on a random walk algorithm and require three-dimensional representations of the preform. X-ray tomography scans of C/C and SiC/SiC composite preforms were performed at the desired scales. The fiber scale program was used for computation of geometrical, diffusive and reactive properties in several regions of the relevant image. Correlations between these properties are created and inserted into the composite scale program for numerical infiltration.In the case of C/C composites, this multi-scale tool was coupled to a chemical model for anticipation, under various operating conditions, of matrix thickness and microtexture. Densification previsions on different SiC/SiC composites enabled their direct measure and comparison of their infiltrability.

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