Nous avons conçu un modèle de synthèse de sons de piano qui utilise à la fois des méthodes de type modèle physique et des méthodes de type modèle de signal. Il reproduit fidèlement le timbre de l'instrument tout en simulant les principaux phénomènes physiques qui apparaissent en condition de jeu. Nous avons tout d'abord réalisé un ensemble de mesures sur une expérimentation et sur un véritable piano. Pour chaque note du piano et plusieurs dynamiques, nous avons mesuré la vitesse du marteau, l'accélération du chevalet et le déplacement de la corde. Divers modèles de synthèse simulant la propagation des ondes transverses dans les cordes et d'interaction marteau-corde ont été. Tout d'abord, nous avons étudié les modèles physiques sous la forme d'équations aux dérivées partielles (EDP). La synthèse sonore réalisée avec de tels modèles manque de réalisme. Pour améliorer cette synthèse, nous avons utilisé des techniques d'optimisation, calculant les paramètres du modèle afin que la synthèse soit aussi proche que possible d'un point de vue perceptif du signal mesuré. Une amélioration nette du son produit a été obtenue, sans qu'il soit totalement satisfaisant. Nous avons ensuite étudié les modèles type « guides d'onde numériques ». Ces modèles simulent avec une grande précision la propagation des ondes dans une structure et sont peu coûteux en tant de calcul. Nous avons montré que les paramètres de ce type de modèle s'expriment en fonction des paramètres d'un modèle physique EDP. En couplant ces guides d'onde, nous sommes parvenus à modéliser les transferts d'énergie entre les cordes, responsables de phénomènes importants perceptivement comme les battements. Nous avons de plus traité le problème inverse, i.e. obtenir les relations analytiques permettant de déduire les paramètres du modèle couplé à partir des paramètres modaux du signal mesuré. Cette calibration a permis de resynthétiser avec une grande fidélité les signaux originaux. La source du modèle guide d'onde numérique, dont le comportement est directement lié à l'interaction marteau-corde, a été simulée par un modèle de signal, la synthèse soustractive. Le modèle de synthèse a finalement été implémenté en temps réel. L'instrument réalisé constitue un piano numérique dont on peut modifier le timbre.

Cette thèse présente une étude du modèle XY bidimensionnel dans des conditions réalistes, comme la présence d'imperfections (impuretés non magnétiques) ou la taille finie du réseau. Ces deux aspects sont typiques de situations expérimentales et nécessitent un questionnement théorique. Nous avons également considéré le comportement a basse température du modèle d'Heisenberg fini et avons trouve un comportement analogue a celui du modèle XY. Nous avons utilise a la fois une approche analytique et des simulations numériques pour traiter le problème. Les résultats essentiels de ce travail sont: (a) la détermination de l'exposant de décroissance algébrique de la fonction de corrélation du modèle XY dilue, analytiquement avec l'approximation d'ondes de spins et par simulations Monte Carlo a l'aide de l'algorithme de Wolff, (b) l'estimation correspondante dans le cas du modèle d'Heisenberg sur réseau fini a basse température assortie de simulations numériques également, (c) la forme de l'interaction entre les impuretés non magnétiques et les défauts topologiques dans le cadre du modèle de Villain et dans le modèle de Kosterlitz-Thouless, et l'estimation analytique de la réduction de température critique basée sur la forme de cette interaction, (d) la détermination numérique de la distribution de probabilité de l'aimantation résiduelle sur un système fini en présence de désordre. Pour l'ensemble de nos travaux, nous avons obtenu un bon accord entre les prédictions théoriques et les simulations numériques, de même qu'avec des travaux antérieurs le cas écheant. / The thesis presents a study of the two-dimensional XY model exposed to such realistic conditions as the presence of lattice imperfections (nonmagnetic impurities) and lattice finiteness. Both features are typical for experimentally accessible magnetic materials and ask for theoretical description. We also have explored the low-temperature behaviour of a finite two-dimensional Heisenberg model and found behaviour similar to that of the 2D XY model. We have used both analytical and computer experiment approaches to tackle the problem. The essential output of the work consists of: (a) estimation of the non-universal exponent of the power law decay of the pair correlation function of a diluted 2D XY model at low temperature as a function of dilution, analytically in the spin-wave approximation, and in the Monte Carlo simulations using the Wolff algorithm; (b) analytical estimation of the corresponding exponent of the 2D Heisenberg model in the low-temperature limit for the finite lattice size and its comparison to the Monte Carlo simulations; (c) evaluation of the form of interaction between nonmagnetic impurities and topological defects within the Villain model as well as in the Kosterlitz-Thouless model, and analytical prediction of the critical temperature reduction made on the basis of this interaction; (d) Monte Carlo investigation of the form of the residual magnetization probability distribution in a finite system in presence of nonmagnetic disorder (dilution). We found all our analytical predictions in quite well agreement with the Monte Carlo simulation results as well as with other researches of the similar problems.

Les anévrysmes de l'aorte abdominale sont retrouvés chez 5 à 9 % de la population après l'âge de 65 ans, et la rupture de ces anévrysmes cause chaque année au moins 15000 décès. Bien que la plupart soient petits et asymptomatiques, typiquement leur diamètre s'accroît avec le temps et environ 60% finissent par nécessiter une réparation chirurgicale. A ce jour, aucune thérapeutique ne permet de ralentir ou de stopper la croissance des petits anévrysmes. La paroi anévrysmale est caractérisée par une inflammation chronique et un remodelage du tissu conjonctif associant synthèse et destruction qui conduisent à l'appauvrissement de la paroi en élastine. Tous ces éléments sont présents dans le modèle d'anévrysme à l'élastase chez la souris. Alors que de nombreuses données ont été accumulées sur l'implication des metalloprotéinases dans la dégradation de la matrice extracellulaire, le rôle des serines protéases a reçu beaucoup moins d'intérêt. En utilisant le modèle d'anévrysme à l'élastase chez les souris cathepsine S et cathepsine C knockout, nous avons montré que leur présence était indispensable au développement anévrysmal. Nous avons également montré qu'il était possible de bloquer le modèle au moyen d'un inhibiteur des cathepsines, l'E64. L'ensemble de nos travaux semblent montrer que les cathepsines jouent un rôle prépondérant dans la phase d'initiation de la réaction inflammatoire et que les cathepsines sont une voie de recherche potentielle pour le développement de traitements médicamenteux pouvant ralentir la croissance des AAAs. / Abdominal aortic aneurysms occur in 5-9% of the population over the age of 65, and rupture of these aneurysms cause every year at least 15,000 deaths. Although most AAAs are small and asymptomatic, their diameter typically increases over time and about 60% eventually require surgical repair. To date, no therapy can slow or stop the growth of small aneurysms. The aneurysmal wall is characterized by chronic inflammation and tissue remodeling involving synthesis and destruction that leads to the loss of elastin. All these elements are present in the elastase model of aneurysm in mice. While many data have been accumulated on the involvement of metalloproteinases in the degradation of the extracellular matrix, the role of serine proteases has received much less interest. Using this model in mice cathepsin S and cathepsin C knockout, we have shown that their presence was essential for aneurysmal development. We also showed that it was possible to block the model using E64, an inhibitor of cathepsins. Taken together these data suggest that cathepsins play a role in the initiation of the inflammatory reaction and that cathepsins are a potential way of research for the development of medication which could slow down the AAAs growth. In order to block by pharmacological means the model, we developed the possibility to infuse doxycyline directly on the aneurysm. These studies showed that it was possible to block the model with an infusion of local doxycycline without blood levels of doxycycline. This experimental work opens the way for the development of drug-eluting stent graft, i.e. a stent graft able to infuse an active product which can stabilize the wall of the aneurysm.

The present text, submitted to the University of Liège in fulfillment of the requirements for the degree of Docteur en Sciences de lIngénieur, aims at improving the understanding and description of air‐water interactions in transient flows. A particular emphasis is set on phenomena relevant in civil and environmental engineering, like rivers, pipes, and hydraulic structures. Theoretical results of this doctoral research may be summarized in two main propositions. First, I show that any mathematical model for free surface flows can be extended to pressurized flows. Second, the multiphase drift‐flux model is proven an adequate alternative to Navier‐ Stokes equations in civil and environmental engineering. These propositions underpin the development of original mathematical models and new computational codes (WOLF1D and WOLF IMPack). Validation and application on actual cases prove the efficiency of the new approach. Original concepts introduced in this thesis pave the way for further research on environmental flows, especially on the mathematical description of transport phenomena (pollutants, sediments) and heterogeneous interactions (vegetation, rough bed).

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L'arrivée du web permis l'émergence de nombreux projets non marchands : Libres, ouverts ou Open Source, ces créations ne fondent pas leur valeur sur la rareté mais au contraire sur leur ouverture et leur foisonnement. De plus, ces projets n'émanent pas d'entreprises, mais d'organisations en apparence informelles qui ne vendent pas de produit mais proposent de s'investir dans un projet. L'objectif de notre thèse est de proposer un cadre méthodologique permettant l'évaluation de la valeur des produits et des projets non marchands. Nous étudions la valeur, le phénomène technologique puis les outils de partage. Puis nous étudions les méthodes de recueil et de traitement des données. Enfin, nous nous penchons sur les méthodes d'évaluation de l'immatériel. Cette recherche nous permet de proposer un modèle d'évaluation de la valeur des projets non marchands de l'ère du web. Nous nous appuyons sur deux axes : l'attractivité et la pérennité et nous définissons 18 critères d'évaluation ainsi que qu'une échelle de pondération permettant de définir un graphique radial multi-critères permettant l'aide au choix. Notre modèle se destine au grand public souhaitant s'investir dans un projet.

Depuis son invention en 1984 par C.H. Bennett et G. Brassard, le protocole BB84 a été prouvé sûr contre les attaques les plus générales autorisées par la mécanique quantique, les attaques cohérentes. Cependant, afin de réaliser ces attaques, un adversaire a besoin de mémoire quantique et il n'existe pas à l'heure actuelle de technologie permettant de créer facilement de telles mémoires. Il est donc important de savoir quantifier plus précisément la puissance de l'adversaire lorsque celui-ci n'a pas accès à une mémoire quantique parfaite. Ces nouveaux modèles de sécurité où la puissance de l'adversaire est limitée par des contraintes plus ou moins fortes sur sa mémoire quantique ont été déjà développés et utilisés pour étudier la sécurité des protocoles réalisant une fonction cryptographique à deux participants (comme la mise en gage de bit quantique par exemple). L'objectif de cette thèse a été d'adapter ces modèles de sécurité à l'étude de la sécurité des protocoles de distribution quantique de clés. Nous avons ainsi pu étudier la sécurité des principaux protocoles de distribution quantique de clés dans le cas où l'adversaire n'a pas de mémoire quantique et dans un modèle plus général où il est limité par le bruit de sa mémoire. Ces recherches ont permis de mieux comprendre l'influence de la qualité de la mémoire quantique sur la puissance des attaques et ainsi de quantifier le compromis entre la performance d'un protocole (en terme de taux de clé ou de distance atteignable) et la sécurité désirée.

La protection contre les décharges électrostatiques (ESD) est un fait necessaire dans chaque circuit intégré. Elle se fait par le déploiement sur la puce d'un réseau de dispositifs spéciaux, à côtés des éléments fonctionnels. La demande pour des améliorations en continu dans la conception et la simulation de l'ESD apporte le besoin de modèles nouveaux et plus précises. La SCR (« Silicon Controlled Rectifier ») est l'un des dispositifs les plus efficaces de protection contre l'ESD. Un nouveau modèle électrique, qui peut être utilisé pour évaluer les structures de protection complexe dont il fait partie, a été développé au cours de cette thèse. Construit avec une forte relation entre les phénomènes physiques et ses équations, il a été parametrisé geometriquement, offrant la possibilité d'adapter et d'optimiser le dispositif selon le niveau de protection nécessaire. Par ailleurs, une étude à haute fréquence sur le SCR et la diode de protection ESD a été réalisé, conduisant à un modèle capable de prédire l'impact de ces dispositifs ont sur le circuit protégé. / Electrostatic discharge (ESD) protection is a must in every integrated circuit. It is done by deploying a network of special devices on-chip, alongside the functional elements. The demand for continuously improvements in ESD design and simulations brings the need of new and more accurate scalable models. The SCR (silicon controlled rectifier) is one of the most efficient ESD protection devices. A new electrical model, that can be used to evaluate the complex protection structures of which it is part of, was developed during this thesis. Built with a strong relation between the physical phenomena and its equations, it was rendered scalable, offering the possibility of tailoring and optimizing the device according to the needed protection level. Moreover, a high-frequency study on the SCR and the ESD protection diode was carried out, leading to a model able to predict the impact these devices have on the protected circuit.

Cette these definit un modele de representation de connaissances adapte aux besoins des applications de CAO. Le modele propose, appele Shood, s'inspire de concepts issus des systemes de representation de connaissances et des langages orientes objet. Shood repond aux besoins de puissance de representation (aspects declaratifs), d'integration des outils de calcul (aspects proceduraux) et d'evolution des besoins (extensibilite) des applications de CAO. Dans Shood, la semantique des liens structurant la connaissance (heritage multiple, disjonction et instanciation multiple) est fondee sur des relations ensemblistes. Les attributs sont definis par des descripteurs qui peuvent etre enrichis. Les descripteurs de base permettent de typer les attributs (descripteur de type), de leur associer une methode de calcul automatique (descripteur d'inferences) et de restreindre leurs valeurs de fac,on procedurale (descripteur de contraintes). Les methodes Shood sont basees sur le concept de fonction generique. Un mecanisme de classification permet de choisir avec precision la methode la plus adaptee en fonction des valeurs des arguments en entree. Les methodes peuvent etre reutilisees grace aux mecanismes de specialisation declarative et procedurale. L'extension du modele est possible grace a sa definition reflexive: les concepts de Shood sont definis en termes d'eux-memes grace a un niveau meta.

La thèse " Modélisation mécanique et géométrique tridimensionnelle du rachis thoracique et lombaire en configuration de choc automobile " est une coopération entre le Laboratoire de Biomécanique de l'ENSAM de Paris (LBM) et le Laboratoire d'Accidentologie et Biomécanique (LAB) crée par les constructeurs PSA - Peugeot Citroën - et Renault. Elle porte sur la réalisation d'un modèle numérique du rachis thoracique et lombaire, représenté en position assise, et validé dans le domaine statique et surtout dynamique. Il a pour vocation d'être intégré au sein d'un modèle entier d'" être humain ", ce qui permettra d'améliorer la réponse lésionnelle de ce dernier lors d'une simulation de choc automobile.Le sujet se divise en trois parties : une recherche bibliographique dans laquelle nous avons recensé les articles portant sur les axes instantanés de rotation de segments rachidiens ainsi que les auteurs ayant étudié le comportement expérimental du rachis en dynamique. Enfin, nous avons recensé les articles portant sur la modélisation de la colonne vertébrale et sur la validation de ces modèles ; une partie expérimentale dans laquelle nous avons étudié le comportement dynamique de segments rachidiens thoraciques, thoraco-lombaires et lombaires. Les sollicitations dynamiques, imposées sous forme d'impacts, reproduisent des mouvements purs de flexion, torsion et inflexion. Les influences ligamentaires ont été quantifiées par des sections successives sur chaque spécimen. La volonté d'imposer des couples les plus purs possibles a nécessité la réalisation d'un banc d'essais complémentaire afin de connaître les positions des axes instantanés de rotation des spécimens testés ; une partie modélisation qui consiste à réaliser un modèle " éléments finis " du rachis lombaire et thoracique validé en statique par les données de la littérature et en dynamique par les expérimentations décrites précédemment.