L'objectif de ce travail est d'identifier et de comprendre l'importance des différents phénomènes physiques intervenant dans l'interaction pneumatique-glace. D'une part, les législations interdisent de plus en plus l'usage des pneumatiques cloutés et l'objectif est aujourd'hui d'obtenir un frottement élevé sur la glace par d'autres moyens. Afin de comprendre les mécanismes physiques mis en jeu lors du grattage de la glace, nous avons conçu un dispositif expérimental permettant de mesurer trois types de coefficients de frottement entre différents indenteurs et la glace. Un patin supporté par quatre frotteurs est frappé par un pendule et lancé sur une piste horizontale de glace de longueur 2m30. Un traitement d'images ou un accéléromètre embarqué permettent d'accéder aux coefficients de frottement. D'autre part, un prototype expérimental de mesure de frottement elastomère-glace a été développé pour simuler le comportement lors d'un freinage en roue bloquée. Un patin d'élastomère d'aire apparente inférieure à 20 cm2 est appliqué sur un disque de glace en rotation. Les efforts normal et tangentiel sont mesurés par l'intermédiaire d'un capteur fixé directement sur le patin. Des observations du facies de la surface de glace à la loupe binoculaire fournissent une caractérisation qualitative du frottement. Les conditions expérimentales sont : contrainte normale nominale de 1 a 4 bars, vitesse de glissement de 2 à 11 m/s, température ambiante de -20 à -5C. Le coefficient de frottement mesuré augmente avec une diminution de l'un de ces trois paramètres. Les résultats exposés montrent aussi les effets de l'usure de la piste, de l'échauffement du patin, de l'aire de contact et de la répartition de la contrainte normale.

Les détériorations d'un pneu occasionnées par le roulement sur des chaussées accidentées est un problème crucial pour l'industrie des pneumatiques. Les couches de composite à matrice élastomère renforcée par des câbles d'acier architecturés sous forme de nappe de ceinturage, ont pour objet de protéger le pneu d'éventuelles pénétrations par des projectiles extérieurs. Cependant le comportement de ces nappes composites reste mal connu surtout quand il s'agit de mécanismes d'endommagement par chocs. Pour améliorer cette connaissance, cette thèse s'est proposée d'étudier le comportement mécanique des constituants ainsi que du composite lorsque ces matériaux sont soumis à des tractions grandes vitesses et des essais d'impact. Les mécanismes d'endommagements ont été analysés. Les analyses expérimentales et les simulations numériques ont permis de mieux comprendre le comportement dynamique et les mécanismes d'endommagement sous des sollicitations rapides, d'impact et d'indentation. Issu de ces essais, un critère capable de prévoir la perforation de la nappe de ceinturage a été proposé. Sa validation a été faite sur des essais effectués sur des composites élastomères ceinturés de ces nappes. / Road hazard is a critical problem in tire application. Steel cord-rubber composite such as steel belt is used to reinforce the tire stiffness in architecture of the radial tire. The main function is used to protect penetrations due to foreign objects. In fact, the knowledge of this material is not well-established yet in particular damage mechanisms subjected to impact load. The principal objective of this dissertation is to study high strain rate behaviors, impact behaviors as well as damage mechanisms of the steel cord-rubber composite, allowing us to develop a perforation criterion. The experimental analysis and numerical simulations allow us to thoroughly understand the dynamic behaviors and damage mechanisms for instance high stain rate tensile characterization, drop-weight impact and indentation characterizations, damage observation etc... In order to develop a criterion capable of predicting the perforation of the steel cord-rubber composite, the drop-weight impact tests and indentation tests have been conducted. Finally, we propose the perforation criterion based on analytical approach and its validation for the steel cord-rubber composite.

Lors de la production du PVC en poudre, après l’étape de polymérisation en suspension, on obtient une bouillie constituée d’un mélange de grains macroporeux de taille comprise entre 100 et 200 μm et d’eau. L’étape de centrifugation permet la séparation de la phase liquide exprimable et la production d’un milieu poreux humide appelé « gâteau ». La teneur en eau du gâteau ainsi formé est de 30 % de la masse du produit anhydre. Le séchage du gâteau de filtration se fait dans un séchoir Flash (séchoir pneumatique) couplé à un séchoir à lit fluidisé. Cette opération, très gourmande en énergie et donc très impactante en termes d’émission de Gaz à Effet de Serre (GES), représente 30% du coût de fabrication et 50% des émissions de CO2. Ce travail, réalisé dans le cadre d’une collaboration avec le groupe INEOS ChlorVinyls, est consacrée à l’étude de l’étape de séchage thermique, et à la réalisation d’outils expérimentaux et théoriques permettant d’optimiser le fonctionnement et de réduire la consommation énergétique de cette étape. Dans ce but, l’étude du séchage du PVC est réalisée à l’échelle d’une particule isolée d’une part, et à l’échelle du procédé industriel d’autre part. La détermination expérimentale de la cinétique de séchage est effectuée en immergeant une quantité de produit humide (gâteau de filtration) dans un lit fluidisé de grosses particules inertes et chaudes (billes de verre), et permet d’étudier l’influence de différents paramètres sur la cinétique d’évaporation. Les résultats ont montré que cette cinétique est limitée par les processus d’évaporation à l’intérieur et à la surface des particules. Du point de vue théorique, un modèle dont le principe repose sur les bilans de matière et de chaleur à l’échelle du grain de PVC, couplés aux bilans sur le séchoir à lit fluidisé, a été élaboré. La comparaison des résultats de ce modèle avec les résultats expérimentaux a permis de vérifier la validité de la loi cinétique ainsi établie. Finalement, cette loi a été intégrée dans un modèle simulant le séchoir pneumatique industriel. Les résultats théoriques sont comparés à des mesures réalisées sur un séchoir pneumatique industriel équipé de capteurs de pression, d’humidité et de température. Les résultats de cette étude ont permis de proposer une nouvelle stratégie de régulation du séchoir pneumatique ainsi que des modifications du procédé, ne nécessitant pas d’investissement. L’ensemble de ces propositions a permis de réduire d’environ 30% la consommation énergétique pour un rendement de séchage équivalent. / In a PVC powder production line, the step of suspension polymerization produces a mixture of macroporous particles and water, called “slurry”. The mean particle size varies between 100 and 200 µm. The centrifugation step eliminates most of water content and produces a wet porous medium called “cake”. The water content of the cake is about 30% of the dry product mass. Drying operations take place in a Flash dryer (pneumatic dryer) coupled with a fluidized bed dryer. These operations, which consume a lot of energy and produce greenhouse gas, represent 30% of the production cost and 50% of the CO2 emissions. This work, realized in collaboration with INEOS ChlorVinyls group, is devoted to the study of the thermal drying step and to the realization of experimental and theoretical tools in order to optimize and reduce the energy consumption of this step. The study of the drying step is realized, on the one hand, at the particle scale and, on the other hand, at the industrial dryer scale. The particle scale drying kinetic is obtained by immersing a sample of wet product in a fluidized bed of warm inert particles (glass beads), and enables to study the influence of different parameters on the evaporation kinetic. The results have shown a limitation of this kinetic by the evaporation process both inside the particles and on their outer surface. In a theoretical way, a model based on mass and heat balances at particle scale coupled with fluidized bed balances, has been developed. The kinetic law developed is validated by the comparison between the results of this model and the experimental results. Finally, this law is integrated in a model simulating the industrial pneumatic dryer. The theoretical results are compared to the measurements realized on an industrial pneumatic dryer, equipped with several pressure, humidity and temperature sensors. The results of this study lead to the proposition of a new regulation strategy for the pneumatic dryer and some zero-investment modifications of the process. All these propositions enable an energy consumption reduction of 30%.

Il s’agit ici d’étudier un phénomène vibratoire ressenti par les utilisateurs d’un masque à oxygène au niveau de la fosse nasale. Le masque à oxygène intègre un régulateur qui envoie de l’oxygène en réponse à une demande de débit. Les vibrations prennent la forme de variations de pression à l’entrée du masque et leur origine est inconnue. Parmi les objectifs du travail de thèse, on essaiera de comprendre l’origine et de caractériser ce phénomène après une modélisation détaillée du régulateur, prenant en compte assez finement sa géométrie. Dans un deuxième temps, la stabilisation de la trajectoire dynamique de ce système sera étudiée par le biais de l’application du critère de Routh à un modèle linéarisé autour d’un point d’équilibre. Dans un troisième temps, quelques phénomènes dynamiques et physiques additionnels seront investis afin de pousser plus en avant la compréhension du fonctionnement du masque. Dans un quatrième temps et en guise d’ouverture, on prendra le temps d’évoquer des pistes supplémentaires pour l’étude de ce système. / The vibratory behavior of a regulated oxygen mask is studied here. The oxygen mask integrates a regulator which sends oxygen in response to a demand flow. The vibrations take the form of pressure variations in the mask volume, at the entry of the nasal ways, and their origin is unknown. Among the goals of this thesis work, we will try first to understand the origin and to characterize this phenomenon after a detailed modeling of the regulator, taking accurately into account its geometry. Second, the stabilization of the system’s dynamical trajectory will be studied by applying the Routh criterion to a linearized model around an equilibrium point. Third, some additional dynamical and physical phenomena will be investigated in order to push forward the understanding of the mask functionning. Fourth, and as an opening, time will be taken to mention supplementary tracks for the study of this system.

Les avions légers sont conçus pour être utilisés dans les zones reculées d'un pays, où les infrastructures de transport sont inadéquates ou inexistantes. Ils peuvent atterrir sur différents types de piste (glace, gravier, sable, gros cailloux...). Le problème principal de ces avions est le défaut d’absorption d’énergie cinétique à l’atterrissage, bien qu'une partie des énergies de choc soit absorbée par les pneumatiques sous-gonflés. Des chocs et des rebonds peuvent se produire mettant en péril la sécurité de l’avion et des passagers. Le but de ce travail est de développer un outil numérique qui permet de modéliser les trains d'atterrissage, de prévoir leur réponse dynamique dans des conditions extrêmes, et de comparer leur capacité à dissiper l’énergie à la rencontre des obstacles. Étant donné son rôle primordial dans l'absorption des chocs, une étude expérimentale est dédiée à la caractérisation du pneumatique de brousse. Cette étude permet de construire un modèle éléments finis détaillé du pneumatique en prenant en compte la géométrie et la structure matérielle complexe. Une deuxième partie est consacrée à la modélisation numérique de quatre systèmes de trains d'atterrissage (existants ou proposés). De nombreuses simulations de roulement sont réalisées afin d'étudier, d'une part l'influence des conditions de roulement et l'influence de la taille et de la forme de l'obstacle d'autre part. L'analyse des amplitudes des efforts et des rebonds transmis à l'avion au cours du roulement permet d'évaluer les réponses dynamiques des différents trains et de comparer leur efficacité de dissipation / Light aircraft, such as bush planes, are designed for use in undeveloped areas of a country where transport infrastructure is inadequate or non-existent. They can land on different types of runways (ice, gravel, sand, big stones ...). The main problem with these aircraft is the lack of kinetic energy absorption at landing, although some of the shock energy is absorbed by the underinflated tires. Hard landing conditions such as shocks and rebounds may occur and endanger the safety of the aircraft and passengers. The aim of this work is to develop an efficient numerical tool for studying landing gear systems, predict their dynamic response in extreme conditions, and compare their energy dissipation. Given its primary role in shock absorption, an experimental study is dedicated to the characterization of the bush tire. Then, a detailed finite element model of the tire is developed, taking into account real geometry and material specificities. A second part is devoted to the numerical modeling of the different systems of landing gears (existing and proposed). Combined finite elements with structural elements are used. Thus, stress, deformation and energy within landing gears components could be obtained. Multiple dynamic rolling simulations are carried out in order to study, not only the influence of the rolling conditions (such as rolling velocity, tires inflation pressure, etc.), but also the influence of the size and the shape of obstacles. Systems' transient responses while rolling over ramp are evaluated, as well as the efforts and rebound displacements transmitted to the aircraft. A dissipation efficiency comparative study between the landing gears is conducted

Les enjeux médicaux et le contexte socio-économique des maladies respiratoires ont une importance majeure à l'échelle mondiale. Parmi les procédures mini-invasives classiques de traitement des maladies respiratoires, l’aérosolthérapie se distingue par sa capacité d’administrer des médicaments pour les pathologies locales, directement dans les voies respiratoires, comme les sinus ou l’arbre trachéaux-bronchique. Dans ce contexte, l’utilisation de nanoparticules à visée pulmonaire est objet de grandes avancées en aérosolthérapie car les aérosols nanométriques ont la capacité de contourner les obstacles dans les voies aériennes supérieures et se déposer dans le poumon profond, renforçant ainsi la performance thérapeutique et diagnostique de ces aérosols. Afin de contribuer à l’évolution des traitements par aérosolthérapie cette thèse s’est orientée vers le développement des nouvelles techniques de génération d’aérosols nanométriques et submicroniques, capables de cibler des régions spécifiques de l'appareil respiratoire d'un patient. La problématique majeure à être confrontée dans ce contexte est donc l’adaptation de la taille des particules de l’aérosol afin de promouvoir un dépôt ciblé chez le patient. Pour cela il est d’abord nécessaire d’avoir une large gamme de tailles d’aérosols, de micronique à nanométrique, puis déterminer la relation entre la taille des particules et leur site de dépôt dans les voies respiratoires. De ce fait, les objectifs principaux de cette thèse sont la caractérisation métrologique et l’évaluation des performances des aérosols nanométriques en termes de cartographie de dépôt. Les résultats obtenus ont démontré qu’il est possible de générer efficacement des aérosols submicroniques et nanométriques soit solides soit liquides. Les aérosols contenant une plus grande quantité de nanoparticules ont montré un dépôt plus important dans les poumons, ce qui contribue au développement des techniques d'administration de médicaments par aérosolthérapies ainsi que pour des études toxicologiques. / Medical and socio-economic issues of respiratory diseases have a major importance in world medicine. Among the conventional minimally invasive procedures in the treatment of respiratory diseases, the aerosoltherapy distinguishes itself by its ability to deliver medication directly into the respiratory tract, such as the sinuses or the tracheal-bronchial tree. In this context, the use of nanoparticles to target the lungs is object of great advances in aerosoltherapy as nanometric aerosols have the ability to overcome obstacles in the upper airways and deposit in the deep lung, increasing the therapeutic and diagnostic performance of these aerosols. In order to contribute with the advance of aerosoltherapy treatments this thesis is directed towards the development of new techniques of generation of nanometric and submicronic aerosols, able to target specific regions of the respiratory system of a patient. The major problem within this context is the adjustment of the aerosol’s particle size in order to promote a targeted deposition in a patient. Therefore, it is firstly necessary to have a wide range of aerosols sizes, from micronic to nanometric, and then it is needed to determine the relationship between particle size and deposition site in the respiratory tract. As a result, the main objectives of this thesis are the metrological characterization of nanometric aerosols and the evaluation of its performance in terms of its deposition in the respiratory tract. The achieved results have demonstrated that is possible to efficiently generate submicronic and nanometric aerosols, either with solid or liquid particles. Aerosols containing a higher amount of nanoparticles showed a larger deposit in the lungs that may contribute to the advancement of aerosoltherapy techniques as well as for toxicological studies.

Cette thèse a pour objectif la modélisation et la commande d'un robot parallèle actionné pneumatiquement destiné à des applications de prise et dépose d'objets. Les actionneurs pneumatiques sont des actionneurs à bas coût et ayant des rapports poids/puissance plus importants que les actionneurs électriques. Ceci a pour avantage de réduire le coût de revient du robot en augmentant sa capacité de charge. Cependant, du fait des fortes non linéarités qui les caractérisent (compressibilité de l'air, caractéristique de la valve, frottement, hystérésis ...), le principal obstacle à leur utilisation en robotique est leur commande de façon précise et robuste. C'est pour cela que plusieurs stratégies de commande ont été proposées et implémentées expérimentalement sur un banc d'essai utilisant trois types d'actionneurs pneumatiques: deux vérins et des muscles artificiels travaillant en mode antagoniste. Ces stratégies sont des schémas en cascade qui –après une linéarisant exacte obtenue sur la base du système non linéaire- combinent un contrôleur externe de position et une boucle interne de force (équivalente à la différence de pression) dans le cas des vérins pneumatiques. Pour les muscles artificiels, le même principe est utilisé sauf que la boucle interne de force est remplacée par une boucle qui régule le couple en contrôlant les pressions de chacun des deux muscles. Un contrôleur prédictif généralisé (GPC) est synthétisé pour la boucle de position permettant ainsi de réduire sensiblement les temps de réponse. Pour la boucle interne de pression, un contrôleur robuste multi-objectif combinant des performances H infinie avec des contraintes de placement de pôle a été synthétisé. L'utilisation d'inégalités matricielles affines (LMI) a permis de combiner les objectifs du contrôleur de façon très intuitive. Le choix de ce contrôleur robuste est motivé par la nécessité de rejeter les fortes variations de charge qui caractérisent les applications de prise-et-dépose d'objets. Deux autres stratégies pour la commande prédictive en effort ont été synthétisées sur les vérins et les muscles et ont donné des résultats très encourageants. Les résultats expérimentaux obtenus ont montré l'apport de ces lois de commande en termes de performances (réduction des temps de réponse, erreurs de suivi faibles) et de robustesse (bon rejet des perturbations). Une étude comparative des trois actionneurs testés a conduit au choix du vérin à double effet standard car offrant le meilleur compromis entre performances, robustesse et coût de l'actionneur. En se basant sur ce choix, un nouveau prototype de robot parallèle à deux degrés de liberté utilisant les vérins standards a été conçu, modélisé et commandé en utilisant les différentes stratégies en cascade proposées. L'implémentation expérimentale des algorithmes de commande a conduit à des résultats encourageants en termes de qualité de suivi et de rejet de perturbations. / The thesis objective is the control of a parallel robot driven with pneumatic actuators for pick-and-place applications. The advantage of using pneumatic actuators rather than electrical ones is that they are cheaper and have a bigger power-to-weight ratio which can increase the payload abilities of the robot. However, due to their strong nonlinearities such as air compressibility, valve characteristic, friction, and hysteresis, they are still difficult to control precisely and in a robust way.That is why the main contribution of the thesis is in the control area where different control schemes have been proposed and experimentally implemented on a test bench that involves three types of pneumatic actuators: two cylinders and agonist/antagonist artificial muscles. After the modeling and identification of the nonlinear models, different strategies have been developed: for cylinders, a cascade scheme which uses an outer position control loop and an inner force (or pressure difference) loop is used. For muscles, the inner force loop is replaced by a torque loop controlled by acting on the pressures in each muscle. For position, a Generalized Predictive Controller (GPC) is synthesized reducing sensibly the time responses. For the inner pressure loop, an LMI based multi objective controller is synthesized combining H infinity performances and pole placement constraints. The choice of a robust controller is motivated by the necessity of rejecting load variation disturban ces that characterize pick-and-place applications. On the other hand, two predictive control strategies with feedback linearization were implemented showing very encouraging results.The different experimental results have shown the interest of such strategies in terms of performances (time response reduction, good dynamic tracking) and robustness (disturbance rejection). The comparison of the three tested actuators led to the choice of the standard double acting cylinder because it offers the best compromise in terms of performances and cost. This cylinder was then used to design a planar parallel robot and the implementation of the proposed cascade strategies. The experimental tests showed encouraging results in terms of disturbance rejection and ability of tracking dynamic references and performing pick-and-place cycles.

Le contrôle de stabilité est un sujet essentiel dans les systèmes avancés d'aide à la conduite développés par les constructeurs et équipementiers automobiles. Les systèmes de sécurité actifs sont devenus un standard dans les véhicules particuliers, tels que : le contrôle électronique de la stabilité (ESC) et le système de contrôle de traction (TCS). La description du comportement dynamique du véhicule pendant le mouvement, est fondamental dans le fonctionnement des nouveaux systèmes de sécurité active. Certains systèmes actifs sont déjà implémentés dans des véhicules standards comme des options supplémentaires, pour améliorer la sécurité sur la route ou pour le confort du conducteur et des passagers. Cependant, ces systèmes ont besoin d'informations sur la dynamique de véhicule, qui représente les caractéristiques de mouvement du véhicule sur la route. L'accès à ces informations est souvent difficile, pour des raisons technologiques ou économiques. De ce fait, nous développons des algorithmes, basés sur la technique d'observation d'état, pour estimer une partie de ces variables notamment, les efforts dynamiques du contact pneumatique/chaussée et l'angle de dérive dans son environnement. En revanche, ces systèmes sont conçus pour faire face à l'état actuel du véhicule où la situation de danger a toujours eu lieu, la capacité de ces systèmes est limitée à minimiser les effets de danger. L'objectif ultime est de prévoir et d'éviter efficacement un accident avant qu'il se produise. Par conséquent, ce travail est dédié aussi à développer une méthode de prédiction des risques pour rappeler au conducteur la vitesse de sécurité pour négocier les virages à venir. Dans un premier temps, nous développons dans ce mémoire une nouvelle approche pour estimer la répartition de la charge verticale sur chaque roue dans un environnement réel. L'influence de l'angle de pente est considérée dans la phase de reconstruction du modèle du véhicule. Les forces verticales sont estimées en utilisant un filtre de Kalman. Afin d'estimer la force latérale du pneu, un filtre de Kalman entendu et un filtre Particulaire ont appliqués pour tenir compte des non-linéarités du modèle de véhicule. Deux techniques différentes d'observateurs sont proposées et comparées avec des données expérimentales. Dans un deuxième temps, nous étendons, à l'instant futur, la prise en compte de l'évaluation de risque d'accidents. La prédiction des paramètres de la dynamique du véhicule, l'évaluation du risque potentiel ainsi que la détermination d'une vitesse d'alerte à l'approche des virages, sont introduites pour réduire le risque potentiel d'accident dans les virages. Enfin, la dernière partie du mémoire est consacrée à l'application en temps réel, sur un véhicule démonstrateur, du processus d'observation d'état développé précédemment. Les résultats expérimentaux sont réalisés pour démontrer la performance des estimateurs intégrés en temps réel.

The medical community has expressed a need for flexible medical instruments. Hence, this work investigates the possibility to use "flexible fluidic actuators" to develop such flexible instruments. These actuators are driven by fluid, i.e. gas or liquid, and present a flexible structure, i.e. an elastically deformable and/or inflatable structure. Different aspects of the study of these actuators have been tackled in the present work:<p>• A literature review of these actuators has been established. It has allowed to identify the different types of motion that these actuators can develop as well as the design principles underlying. This review can help to develop flexible instruments based on flexible fluidic actuators.<p>• A test bench has been developed to characterize the flexible fluidic actuators.<p>• A interesting measuring concept has been implemented and experimentally validated on a specific flexible fluidic actuator (the "Pneumatic Balloon Actuator", PBA). Ac- cording to this principle, the measurements of the pressure and of the volume of fluid supplied to the actuator allow to determine the displacement of the actuator and the force it develops. This means being able to determine the displacement of a flexible fluidic actuator and the force it develops without using a displacement sensor or a force sensor. This principle is interesting for medical applications inside the human body, for which measuring the force applied by the organs to the surgical tools remains a problem.<p>The study of this principle paves the way for a lot of future works such as the implemen- tation and the testing of this principle on more complex structures or in a control loop in order to control the displacement of the actuator (or the force it develops) without using a displacement or a force sensor.<p>• A 2D-model of the PBA has been established and has helped to better understand the physics underlying the behaviour of this actuator.<p>• A miniaturization work has been performed on a particular kind of flexible fluidic actu- ator: the Pleated Pneumatic Artificial Muscle (PPAM). This miniaturization study has been made on this type of actuator because, according to theoretical models, minia- turized PPAMs, whose dimensions are small enough to be inserted into MIS medical instruments, could be able to develop the forces required to allow the instruments to perform most surgical actions. The achieved miniaturized muscles have a design similar to that of the third generation PPAMs developed at the VUB and present a total length of about 90 mm and an outer diameter at rest of about 15 mm. One of the developed miniaturized PPAMs has been pressurized at p = 1 bar and it was able to develop a pulling force F = 100 N while producing a contraction of 4 %.<p>Propositions have been made regarding a further miniaturization of the muscles. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le bruit généré dans la zone de contact entre un pneumatique et une route peut être amplifié par des dièdres constitués des surfaces du pneumatique et la route. Cette étude est consacrée à l'optimisation et à la conception de bandes de roulement et de textures de la route pour réduire l'amplification de l'effet dièdre sur la base de l'annulation de sons. Les bandes de roulement et les textures de la route peuvent être considérées comme deux réseaux dans la zone de contact. Les surfaces du pneumatique et de la route peuvent être considérées comme des baffles. Un modèle de réseau à baffle est constitué pour le système pneumatique / chaussée, et des procédés de couplage multi-domaines sont développés pour le calcul des champs acoustiques autour des réseaux à baffles. Avec ce modèle, la réduction des amplifications de l'effet dièdre par les réseaux peut être estimée. Étant donné que les réductions sont autour des fréquences de résonance de l'air à l'intérieur des réseaux, des méthodes numériques simples pour estimer les fréquences de résonance sont développées. Afin de concevoir des réseaux pour obtenir les fréquences de résonance recherchées, une méthode d'optimisation sur la base des algorithmes génétiques est proposée. Les méthodes d'estimation des fréquences de résonance sont validées avec des mesures. Les méthodes d'optimisation et le modèle des réseaux bafflés sont également vérifiées par les expériences. Une structure avec un cylindre en bois et une feuille de contreplaqué est construite pour les validations. Un vrai pneumatique sur une feuille de contreplaqué est également mesuré et calculé avec les méthodes proposées. Les bandes de roulement sont optimisées avec les méthodes proposées. Plusieurs réductions des amplifications de l'effet dièdre peuvent être vues et sont estimées avec les méthodes de couplage multi-domaines. La dimension des motifs de texture de la route est également étudiée afin de trouver les réductions maximales des amplifications / The noise generated in the contact zone between a tire and a road can be amplified by horns constituted of the surfaces of the tire and the road. This study is devoted to the optimization and the design of tire treads and road textures for reducing the amplification of horn effect based on the sound cancellation. The tire treads and the road textures can be considered as two dimensional networks in the contact zone. The surfaces of the tire and the road can be seen as flanges. A model of flanged networks is established for the tire/road system, and multi-domain coupling methods are developed for the calculation of the acoustic fields around the flanged networks. With this model the reductions of the amplifications of horn effect by the networks can be estimated. Since the reductions are around the resonant frequencies of air inside the networks, simple numerical methods for estimating the resonant frequencies are developed. In order to design the networks to get wanted resonant frequencies, an optimization method based on genetic algorithms is proposed. The methods for estimating the resonant frequencies are validated with measurements. The optimization methods and the model of the flanged networks are also proved to be effective by the experiments. The wooden networks between a wooden cylinder and a sheet of plywood are built for the validation. A real tire on a sheet of plywood is also measured and calculated with the proposed methods. Last the tire treads are optimized with the optimization methods. Multiple reductions of the amplifications of horn effect can be seen and are estimated with the multi-domain coupling methods. The road brick dimension is also investigated in order to find the maximum reductions of the amplifications