Les sujets principaux de ce travail sont les suivants: Après un chapitre d'introduction consacré à un exposé sur l 'importance du phénomène, où l'on distinguera les problèmes posés par les mouvements de terrain naturels de ceux qui sont la conséquence de l'activité humaine, avec une mention particulière à l'aspect juridique des mouvements de terrain, la première partie s'intéressera à la description de tous les mouvements de terrain réels et de leurs différents aspects , de façon à aboutir à une classification fondée sur des critères d'observation et permettant de distinguer divers types de mouvement que l'on pourra étudier par des procédés distincts. Cette étude aboutit à la définition et à la description du glissement de terrain et est illustrée par l' exemple de M0NTAUD (Isère). Nous nous sommes ensuite préoccupés de l'estimation de la stabilité des pentes en passant en revue d'une part tous les facteurs qui interviennent sur cette stabilité, ainsi que l'état actuel des connaissances à propos de ces facteurs, et les moyens que l'on a pour les déterminer, et d'autre part les méthodes qui permettent l'estimation de cette stabilité. Nous avons par principe exclu toute recherche en direction de mét hodes très élaborées, donc théoriquement les plus précises, faisant appel à l ' informatique et cela pour plusieurs raisons : de telles méthodes existent actuellement et semblent donner de bons résultats; nous n 'étions pas en mesure d'effectuer de longs travaux sur ordinateur dans le cadre de ce travail ; enfin et surtout nous avons cherché une méthode qui soit d 'un emploi simple tant par ses bases mathématiques que par les moyens matériels qu'elle nécessite , afin de pouvoir être utilisée par le maximum de personnes. Un paragraphe est consacré au rappel de tous les facteurs régissant la stabilité des pentes: loi rhéologique et conditions aux limites . Nous envisageons ensuite les deux voies qui peuvent conduire à l'estimation de la stabilité des pentes: la voie descriptive tout d'abord qui fait appel à l'observation et au relevé de tous les renseignements offerts par chaque cas de stabilité ou d'instabilité (donc résolu par la nature) et qui peut conduire soit à une étude comparative des problèmes, faisant alors appel à l'expérience de l'observateur, soit à un traitement statistique, si le nombre d'observations est suffisant, permettant de définir l'influence relative des différents paramètres: une méthode est proposée, illustrée par l'exemple des glissements d'EN BRUNET (Savoie) ; cette voie descriptive, utilisable surtout par le naturaliste, peut apporter une aide notable à l'ingénieur placé devant de grands phénomènes naturels; l' étude théorique, au contraire, doit apporter au géologue un outil simple et efficace pour chiffrer la stabilité; après un passage en revue des différentes méthodes de calcul, nous avons retenu celles de FELLENIUS et de BISHOP simplifiée qui peuvent être utilisées par le calcul à la main; pour évaluer la validité de ces méthodes , nous les avons appliquées à un certain nombre de cas (pentes stables et instables) parfaitement décrits dans la littérature; ceci nous a permis d ' établir que la méthode de FELLENIUS, affectée d'un coefficient correcteur, donne des résultats très valables pour définir la limite de stabi lité d'une pente; nous avons donc défini, à partir de cette méthode qui est la plus simple d 'emploi, un coefficient probable FP , égal au coefficient de FELLENIUS FF, majoré de 0, 12 , et dont nous indiquons les limites de précision qui sont en accord avec la précision que l'on peut espérer des différents relevés et essais sur le terrain et en laboratoire. Un exemple d' uti isation "inverse " de la méthode est donné (glissement de SAINT JEAN DU BRUEL, Aveyron) qui consiste à chercher la va l e ur des paramètres mécaniques d'un terrain au moment de sa rupture (FP = 1) afin d'étudier l'évoluti on de la stabilité en fonction des diverses modifications des conditi ons du terrain . La dernière partie de ce travail est consacrée à l' étude de l'inf luence de l ' eau sur la stabilité , car ce sont le plus souvent des modifications des conditions hydrauliques d'un massif qui conduisent à sa rupture ; nous passons tout d ' abord en revue la modification de chaque paramètre régissant la stabilité à la suite de variations des conditions hydrauliques , afin de discuter l 'importance relative de leur influence sur la stabilité ; un court paragraphe est ensuite consacré au comportement de l'eau dans le sol en fonction de sa nature et de sa structure géologique, de façon à indiquer à quels problèmes hydrauliques peuvent conduire les différents types de sols ; enfin nous avons voulu chiffrer l 'influence de la position d 'une nappe , à l'intérieur d ' un talus, sur la stabilité de celui -ci : on a donc calculé la variation du coefficient de sécurité probable de ce talus en fonction de sa hauteur et de sa pente , de la position de la nappe , de la densité , de la cohésion et du frottement interne du sol supposé homogène ; cela conduit à un cahier d' abaques qui est présenté à la fin de cet ouvrage .

Dans ce travail on cherche à définir , par la modélisation numérique (logiciel FLAC), les causes à l'origine du déclenchement des mouvements de versant sous sollicitations dynamiques. Plus particulièrement, on s'intéresse aux corrélations entre la distribution des mouvements sismiques au sein des versants ( effet de site) et, le déclenchement et les caractéristiques des mouvements de versant. Les analyses paramétriques d'effets de site et de stabilité des pentes réalisées sur des modèles élémentaires ont montré que, lorsque l'accélération maximale du signal sismique incident est faible, les versants sont plus sensibles aux signaux ssismiques de contenu fréquentiel basse fréquence car ce type de signal sismique génère des amplifications fortes et pérennes sur un plus grand volume sous la crête des versants que les signaux sismiques plus haute fréquence.

Pour faire face aux transitions démographiques et alimentaires en cours, une intensification des systèmes agricoles est nécessaire. Ceci génère des questions quant à la nature des systèmes à concevoir et sur les conditions de leur acceptabilité économique et sociale. Ces questions sont plus particulièrement cruciales dans des contextes de petite agriculture familiale et de pression élevée sur les ressources naturelles, dont les zones tropicales humides d'Asie constituent un exemple typique. Dans cette région, l'agriculture de conservation est considérée par différents acteurs de la recherche agronomique et du développement rural comme un moyen de parvenir à une intensification durable de l'agriculture. Dans ce contexte, notre travail avait pour objectif général d'évaluer dans quelle mesure l'agriculture de conservation peut constituer une réponse efficace au plan agronomique et adaptée aux contraintes et besoins de petits producteurs familiaux dans une région montagneuse caractérisée par une forte pression sur les ressources naturelles et un taux de pauvreté élevé. Nous avons d'abord effectué un diagnostic des facteurs critiques de durabilité associés à la diversité des systèmes agricoles conventionnels sur pente. Pour ce faire, nous avons développé une approche originale combinant différentes méthodes d'analyse multivariée et de classification. Cette approche appliquée au cas de la production de maïs sur pentes nous a permis d'identifier 5 types de systèmes de production et 7 types de systèmes de cultures aux performances contrastées en termes d'atteinte d'objectifs de durabilité. Les caractéristiques territoriales à différentes échelles, de l'écorégion au village, ont été identifiées comme prévalant sur les caractéristiques biophysiques des parcelles et l'accès aux moyens de production à l'échelle de l'exploitation pour expliquer la diversité des systèmes de culture sur pentes. Améliorer simultanément la productivité agricole et la rentabilité économique des systèmes de cultures semble réalisable. Nous avons toutefois identifié la nécessité de compromis entre rentabilité économique et pression sur l'environnement. Nous avons ensuite exploré dans quelle mesure des données collectées sur des sites de démonstration (matrices de création-formation-diffusion) pouvaient être utilisées pour déterminer la capacité de l'agriculture de conservation à être plus productive et plus rentable que l'agriculture conventionnelle dans un horizon de deux années. Dans le contexte spécifique des séquences site-climat considérées, l'agriculture de conservation pratiquée à un niveau de fertilisation suffisant n'a pas eu d'impact négatif sur les rendements la première année après conversion. L'agriculture de conservation a significativement amélioré productivité et efficacité agronomique la seconde année après conversion. Toutefois, cette amélioration des performances agronomiques n'était pas suffisante, aux conditions économiques actuelles, pour assurer une meilleure rentabilité économique que l'agriculture conventionnelle sur un horizon de deux ans, du fait de l'augmentation des coûts de production associée au passage à l'agriculture de conservation. Au-delà de ces résultats, notre travail questionne la façon dont des dispositifs de création-diffusion en agriculture de conservation, actuellement sous-exploités au plan scientifique, peuvent être mis à profit pour contribuer (i) d'une part à l'analyse des processus à l'origine des performances agronomiques et économiques des systèmes de culture, (ii) et d'autre part à l'analyse de la variabilité des performances agro-économiques des systèmes de culture dans différents contextes biophysiques et économiques. Les contraintes opérationnelles et les objectifs de démonstration sous-jacents à ce type de dispositif limitent les possibilités d'amélioration de leur organisation pour en faire des dispositifs d'expérimentation agronomique parfaitement valides au plan statistique. Utiliser les données issues de tels dispositifs dans une perspective de modélisation constitue en revanche une option privilégiée pour améliorer leur contribution à la connaissance scientifique. Dans ce cadre, le développement de modèles bioéconomiques de fermes intégrant divers horizons de décision stratégique associés aux différentiels de dynamiques de performances entre systèmes conventionnels et en agriculture de conservation constitue une voie prometteuse pour réaliser une évaluation ex-ante de l'attractivité économique de l'agriculture de conservation pour de petits producteurs familiaux. Les autres perspectives scientifiques issues de ce travail de thèse incluent une évaluation de la variabilité interannuelle des performances des systèmes de culture intégrant certains impacts environnementaux, ainsi que l'évaluation de la capacité de l'agriculture de conservation à tamponner cette variabilité. Enfin, ce travail scientifique a diverses implications pratiques pour une intensification agricole durable dans les zones de montagnes du Nord Vietnam. Les typologies de systèmes agricoles et l'analyse comparative des performances de l'agriculture conventionnelle et de l'agriculture de conservation à l'échelle du champ cultivé permettent d'élaborer de nouvelles hypothèses sur les contraintes à intégrer dans le prototypage de systèmes de culture innovants, la nature des exploitations à cibler prioritairement pour la diffusion de tels systèmes et les stratégies à mettre en œuvre pour en faciliter la diffusion. Dans ce contexte, une hypothèse majeure est qu'il est nécessaire d'envisager la valorisation au moins partielle des plantes de couverture, une conversion par étapes et/ou des incitations permettant de compenser l'augmentation de coûts générée par le passage à l'agriculture de conservation pour que celle-ci devienne économiquement attractive pour de petits producteurs familiaux dans un horizon de deux années.

L'objectif de ce mémoire est de présenter une approche permettant d'intégrer l'analyse de stabilité des pentes d'une mine à ciel ouvert aux outils de modélisation et d'estimation des ressources minérales, ainsi que d'évaluer l'applicabilité d'algorithmes de calcul d'orientation des pentes dans un contexte minier. Cette approche est appliquée à un cas d'étude réel portant sur la fosse ultime Portage du projet minier Meadowbank, situé au Nunavut dans le nord canadien. L'analyse de stabilité intégrée nécessite tout d'abord comme données d'entrée, la topographie de la fosse ultime ainsi que l'information structurale. À partir de la topographie, l'orientation des bancs et de la pente inter-rampe est déterminée selon des techniques issues du domaine des systèmes d'information géographique. La stabilité des bancs et de la pente inter-rampe est ensuite évaluée selon la théorie de l'équilibre limite pour les modes de rupture planaire et de dièdre, et ce, sur l'ensemble de la fosse ultime Portage pour toutes les orientations possibles de banc et de pente inter-rampe calculées. Finalement, l'application de critères de conception permet d'identifier et de visualiser les zones de la fosse ultime Portage qui sont susceptibles d'être affectées par des instabilités planaires et de dièdre. Au niveau du banc, des zones situées au nord-ouest et au sud-est de la fosse ultime Portage sont particulièrement susceptibles d'être affectées par des instabilités. Des modifications d'angle de face de banc ont ensuite été suggérées pour certaines zones de la fosse. Pour ce qui est des pentes inter-rampe, le potentiel d'instabilité identifier par l'analyse de stabilité intégrée est faible. L'intégration de l'analyse de stabilité des pentes d'une fosse minière aux outils de modélisation et d'estimation des ressources minérales offre de nombreux avantages. Dans un premier temps, elle permet de rassembler l'information en une base de données commune. Considérant que la conception des fosses minières est un processus itératif, une base de données commune permet de faciliter la mise à jour de l'information, l'exploration de différents scénarios ainsi que la communication entre les différentes équipes participant au projet minier, procurant une économie de temps, et conséquemment, des bénéfices économiques. De plus, cette approche permet une représentation plus réaliste de la géométrie de la fosse ainsi qu'une meilleure spatialisation de l'information structurale.

La mesure des déplacements de surface liés â l'activité volcanique est une méthode très utilisée dans la surveillance et l'étude des volcans actifs. De nombreux modèles mécaniques ont été réalisés pour tenter de déduire la structure interne de ces données de déplacements, et notamment pour localiser les chambres magmatiques. Mais ils négligent tous le caractère fortement hétérogène et discontinu des édifices volcaniques. Un nouveau modèle permettant précisément l'étude des milieux hétérogènes et fracturés est utilisé. Son hypothèse de base est que l'édifice se comporte comme s'il était constitué d'un assemblage de blocs se déplaçant les uns par rapport aux autres. L'éruption très bien documentée du Mont St Helens (1980) sert de test pour cette méthode de blocs, en permettant de comparer déplacements calculés et déplacements mesurés. Quatre modèles bi-dimensionnels de ce volcan sont construits à partir d'une coupe géologique nord-sud. Chacun d'eux permet de tester l'effet d'un paramètre du modèle (géométrie, conditions aux limites, coefficient de frottement entre blocs, chemin de sollicitation). L'intrusion d'un dôme de lave à l'intérieur du flanc nord est simulée par l'application d'une montée en pression incrémentale puis les modèles sont soumis à une accélération horizontale simulant un séisme. Les résultats de cette modélisation mettent en évidence la dépendance des modes de déformation et de rupture vis à vis du coefficient de frottement entre les blocs. On obtient un assez bon accord avec les observations pour la plus faible des deux valeurs de ce coefficient testées (O.S). La rupture du flanc nord en grand glissement de terrain se produit aussi bien sous la seule influence de la montée en pression que sous pression et séisme combinés. Mais le second type de chargement donne un meilleur accord des résultats avec la réalité, et confirme ainsi qu'un séisme était bien à l'origine de l'éruption. Enfin, on discute, à la lumière de ces résultats, de la possibilité d'appréhender les structures internes et les mouvements du magma, à partir des mesures de déplacements de surface.

Les catastrophes naturelles sont de plus en plus fréquentes et sont à l'origine de conséquences socio-économiques souvent graves et coûteuses. La prévision de ces risques, notamment en ce qui concerne les glissements de terrain, est dès lors indispensable. Dans cette problématique, la modélisation numérique doit être pertinente et prédictive. Actuellement, les glissements sous une faible pente (inférieure à 14°) voire très faible (inférieure à 8°), où la rupture est souvent de type diffuse, ne peuvent être expliqués ni par les méthodes empiriques classiques ni par l'analyse limite traditionnelle (théorie de plasticité). De nouvelles approches sont donc nécessaires pour rendre compte de ces mécanismes de glissement. La condition suffisante de stabilité de Hill (1958) basée sur le signe du travail du second ordre pourrait être un critère pertinent pour analyser ces modes de rupture diffus.<br /><br />Ce travail de thèse porte d'une part sur l'analyse et l'implémentation du critère de stabilité de Hill dans deux codes de calculs par éléments finis (LAGAMINE et PLAXIS) et d'autre part sur leur application, dans le cadre des modélisations numériques de problèmes aux limites non linéaires, aux glissements de terrain.<br /><br />L'étude du travail du second ordre, menée sur des modèles de comportement incrémentaux non linéaires, montre que certains sols exhibent de larges domaines potentiellement instables à l'intérieur strict du critère limite de plasticité. Ces analyses sont corroborées par les résultats expérimentaux.<br /><br />Nous montrons, dans ces travaux, par des approches analytique et numérique dans le cadre de la théorie de l'élasto-plasticité, que le critère de Hill est toujours vérifié avant la condition limite de plasticité (critère de Mohr-Coulomb) et le critère de localisation de déformation (critère de Rice).<br /><br />L'utilisation du critère de Hill nous permet d'analyser le glissement de la côtière de Trévoux après une période de fortes précipitations en 1983. Ces travaux de modélisations ont été menés dans le cadre d'un couplage hydromécanique en milieu non saturé.<br /><br />La même démarche a été menée pour l'analyse du glissement catastrophique du versant de Las Colinas (El Salvador) provoqué par un séisme en 2001. La définition du chargement considéré est basée sur une méthode de type pseudo-statique.

Sa construction achevée (prévue pour fin 2003), l'écluse à bateaux permanente du Barrage des Trois<br />Gorges mesurera environ 1 600 mètres de long, avec des pentes pouvant dépasser par endroits les 150<br />mètres de hauteur.<br />Afin de modéliser le comportement mécanique d'une section de cette imposante structure (le profil 17-<br />17'), une double étude a été réalisée et a permis, dans un premier temps, de déterminer les mécanismes<br />de rupture susceptibles d'affecter la stabilité des hautes pentes (DEGRÉS – calcul à l'équilibre limite)<br />puis, dans un second temps, d'évaluer la déformation des parois inclinées (FLAC – code aux différences<br />finies).<br />La complémentarité de ces deux méthodes numériques a contribué à une vision plus globale et bien plus<br />complète du comportement mécanique complexe du massif granitique au niveau du profil 17-17'.<br />Notamment, l'étude de stabilité préliminaire a permis une meilleure compréhension du rôle respectif<br />des grandes discontinuités et de la petite fracturation, des conditions de drainage hydraulique et du<br />facteur sismique dans les mécanismes de rupture potentiels détectés. Ces résultats ont été pris en<br />considération lors de la préparation des modèles numériques utilisés avec FLAC.<br />L'étude de déformabilité s'appuie sur une méthodologie structurée, caractérisée par une évolution<br />progressive des simulations numériques, depuis le modèle élastoplastique continu jusqu'au modèle<br />viscoélastoplastique discontinu avec renforcements mécaniques. La comparaison des résultats de calcul<br />avec une partie des données d'instrumentation – principalement les déplacements mesurés au niveau de<br />11 bornes topographiques installées sur les parois du profil 17-17' – a été l'élément essentiel permettant<br />de valider le passage d'un modèle numérique à l'autre.

Analyse de la marche des personnes amputées de membre inférieur en situations contraignantes de la vie couranteRESUME : Le projet se situe dans le contexte du handicap moteur et plus spécifiquement concerne les personnes amputées de membre inférieur. Une autonomie de déplacement est redonnée aux patients grâce à l'appareillage et la rééducation qui restituent une partie des fonctions locomotrices. Cependant, l'autonomie des personnes amputées de membre inférieur est limitée par des situations plus contraignantes que la marche sur sol plat (plans inclinés, escaliers, dévers) et rencontrées quotidiennement. Le développement de nouveaux composants prothétiques et protocoles de rééducation peut permettre de réduire les difficultés des patients dans ces situations. Au préalable, il est nécessaire de comprendre le comportement du système ostéo-articulaire et des composants prothétiques lors de la locomotion en situations contraignantes de la vie courante. L'analyse quantifiée de la marche a été utilisée dans cet objectif de caractérisation de la locomotion. Les travaux de thèse s'inscrivent dans un projet de trois ans financé par l'ANR en partenariat avec deux centres d'appareillage et de recherche clinique, le INI-CERAH (Centre d'Études et de Recherche Appareillage des Handicapés) et l'IRR (Institut Régional de Médecine Physique et de Réadaptation), et un industriel, l'entreprise Proteor fabricant de composants prothétiques. Un protocole permettant d'étudier la locomotion et les adaptations de la locomotion entre cinq situations différentes de la vie courante a été mis en place. Une base de données unique et d'envergure, au vue de la littérature, a été créée. Elle regroupe les paramètres de la marche de 22 sujets amputés transtibiaux, de 21 sujets amputés transfémoraux et 30 sujets contrôles, ayant suivi le même protocole. Des paramètres biomécaniques ont été identifiés pour caractériser les adaptations de la locomotion des sujets amputés entre le plat et le dévers et la pente par comparaison aux adaptations des sujets contrôles entre le plat et ces situations. Cette méthode d'analyse novatrice permet d'appréhender la locomotion d'un groupe de sujet en tenant compte de la marche propre à chaque individu du groupe. Ces travaux de thèse apportent un protocole, une base de données et un complément de connaissances sur les mécanismes mis en jeu lors de la locomotion en pente et en dévers.Mots clés : Amputation, Appareillage, Biomécanique, Locomotion, Dévers, Pentes

La technique de renforcement des sols par inclusions linéaires rigides, c'est-à-dire capables de reprendre des efforts de flexion et cisaillement, connaît depuis quelques décennies un essor important bien que la simulation et le calcul de tels ouvrages reste un problème difficile, en raison de la très forte hétérogénéité du sol renforcé combinée au grand nombre d'inclusions mis en jeu dans de tels ouvrages. Une modélisation multi phasique a récemment été développée permettant d'aborder le dimensionnement de tels ouvrages de géotechnique avec des temps de calcul considérablement réduits par rapport à ceux d'une modélisation numérique classique, où les inclusions de renforcement doivent être discrétisées individuellement. On s'intéresse dans le cadre de ce travail à la mise en oeuvre de ce modèle dans le cadre du comportement élastoplastique des différents constituants, lorsque les effets de flexion et de cisaillement des inclusions sont pris en compte. Après avoir développé un certain nombre de solutions analytiques de référence, un outil numérique basé sur la méthode des éléments finis est mis au point, puis appliqué à la simulation du comportement de différentes structures renforcées, telles que les radiers de fondation sur groupes de pieux, ou la stabilisation de pentes instables par l'incorporation de telles inclusions.

Orientador: Flavio Caldas da Cruz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:45:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_GiovanaTrevisan_D.pdf: 19393516 bytes, checksum: a3b51900ea17f278fbdc63e608d828d4 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: No final da década de 90, pentes de freqüências ópticas baseados em lasers de Ti:safira de modos travados tornaram-se uma importante ferramenta na área de metrologia. Eles têm sido usados, por exemplo, em medidas diretas de freqüências de várias centenas de THz e em relógios atômicos ópticos. Para a implementação de dois sistemas de pentes de freqüências ópticas, desenvolvemos neste trabalho dois lasers de Ti:safira de femtossegundos de alta taxa de repetição, que usam espelhos de varredura (chirped mirros) no lugar de prismas para compensar a dispersão em velocidade de grupo. Um dos lasers tem taxa de repetição em 770 MHz que pode ser facilmente ajustada entre 750 MHz and 1 GHz. A dispersão total da cavidade é de -60 fs2 , produzindo um espectro centrado em 780 nm com largura a meia altura em torno de 10 nm e pulsos de 150 fs. Este laser teve seu espectro alargado por duas fibra de microestrutura, cobrindo um intervalo de 510 à 1100 nm. O outro laser possui cavidade com taxa de repetição sintonizável entre 1 e 2,12 GHz, e um espectro que se estender de de 585 até 1200 nm a -20 dB abaixo do máximo em 986 nm sem o uso de fibra de microestrutura.A cavidade do laser tem dispersão total próxima de zero, porém com oscilações entre -50 a +100 fs2 entre 700 nm e 900 nm, que foi medida por interferometria de luz branca. Nós mostramos que cerca de 17 % (76 %) da potência intracavidade (de saída) é gerada basicamente por efeitos não lineares em passagem única no cristal de Ti:safira, observada na região verde do espectro e entre 960 nm e 1200 nm, fora da banda da cavidade laser e onde o ganho do cristal de Ti:safira é baixo. Ambos os lasers tiveram suas taxas de repetição medidas e estabilizadas em relação a osciladores estáveis, podendo ser sintonizados em um intervalo de 30 kHz através do oscilador de referência. Construímos interferômetros de Michelson e Mach-Zender para a medida do deslocamento entre onda portadora e envelope do pulso do sistema do laser cujo espectro é ampliado pela fibra. O batimento entre freqüências do pente próximas a 520 nm e o segundo harmônico da parte do espectro em 1040 nm é medido em um fotodetector rápido. Estes sistemas serão inicialmente utilizado em um relógio atômico óptico baseado na transição de intercombinação de átomos de cálcio frios e aprisionados. Entretando, além de aplicações em metrologia de tempo e freqüência, os pentes de freqüências ópticas podem ser ferramentas atrativas para uso em espectroscopia atômica e molecular de precisão e estudos de dinâmicas rápidas que exploram a combinação de alta resolução e cobertura espectral larga fornecidas pelo pente de freqüências / Abstract: Optical frequency combs based on femtosecond Ti:sapphire lasers and introduced at the end of the 90s have revolutionized the optical metrology field. They have allowed ultraprecise optical spectroscopy, by direct measurement of frequencies of several hundred THz, and the development of optical atomic clocks . To implement optical frequency combs, we have to stabilize both the repetition rate and the carrier-to-envelope oÿset frequency of the femtosecond laser. We have developed two versions of optical frequency combs based on high-repetition rate femtosecond Ti:sapphire lasers, which use chirped mirrors instead of prisms for compensating the group velocity dispersion. The combs will be initially used in an optical atomic clock based on the intercombination transition of cold and trapped calcium atoms. One of our fsec Ti:sapphire lasers has a repetition rate that can be easily adjusted between 750 MHz and 1 GHz. The total dispersion of the cavity is -60 fs2 . It produces pulses of 150 fs with a spectrum centered at 780 nm, with a width of 10 nm. The spectrum of this laser has been broadened with a microstructure fiber, and covers an optical octave extending from 520 and 1040 nm. The other fsec Ti:sapphire laser has a repetition rate that can be changed from 1 to 2.12 GHz, and a spectrum that extends from 585 nm to 1200 nm, without use of microstructure fibers. These wavelengths are points in the spectrum at -20 dB below the maximum at 986 nm. The laser cavity has total intracavity dispersion near zero, but with oscillations from -50 to +100 fs2 between 700 to 900 nm, that have been measured by white light interferometry. We showed that 17 % (76 %) of the intracavity (output) power is generated by nonlinear effects in a single pass through the crystal, and with a spectral distribution concentrated between 960 nm and 1200 nm, thus outside the laser cavity bandwidth and where the Ti:sapphire gain is lower. Emission in the green has also been observed, which is also outside the laser cavity bandwidth and the emission gain profile of the Ti:sapphire crystal. The repetition rate of both lasers have been phase-locked to stable microwave oscillators, and could also be frequency tuned in a range of 30 kHz with respect to the reference oscillator. We have built f-2f interferometers to measure the carrier-to-envelope oÿset frequency of the laser whose spectrum is broadened by the microstructure fiber. Comb frequencies near 540 nm are heterodyned in a fast photodetector with the second harmonic of the comb light at 1080 nm. In addition to applications in optical time and frequency metrology, the optical frequency combs should be attractive tools for use in precision atomic and molecular spectroscopy, coherent control which exploits the coherent accumulation effect, and studies of fast time dynamics that take advantage of the combination of the ultra high resolution and broadband spectral coverage provided by the comb / Doutorado / Ótica / Doutor em Ciências