Cette thèse porte sur l'importance de deux contraintes posturales soit la posture et l'obésité. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'impact de ces contraintes sur le contrôle de l'équilibre postural et le contrôle d'un mouvement de pointage nécessitant vitesse et précision. Ainsi, cinq grands thèmes ont été abordés dans cette thèse. La première étude porte sur l'influence du poids corporel sur la stabilité posturale. La deuxième étude porte sur l'influence d'une perte de poids sur la stabilité posturale. La troisième étude porte sur l'influence d'une modification du contrôle de l'équilibre créée par l'adoption d'une configuration posturale plus ou moins stable sur la production de mouvements de pointage rapide et précis. La quatrième étude porte sur l'effet de la diminution de stabilité posturale observée chez des individus souffrant d'obésité lors de l'exécution d'un mouvement de pointage rapide et précis. Finalement, la dernière étude porte sur les améliorations possibles que pourraient entraîner une perte de poids sur un mouvement de pointage rapide et précis effectué dans différents contextes de stabilité posturale. L'objectif de la première étude était d'évaluer l'effet du poids corporel sur la stabilité posturale. Pour réaliser cet objectif, 59 hommes avec des indices de masse corporelle variant entre 17.4 et 63.8 kg/m ont été évalués dans une tâche de posture statique à l'aide d'une plateforme de force. Les participants à cette étude étaient testés en condition yeux ouverts et yeux fermés. En vision, l'analyse de régression multiple a montré que le poids corporel était responsable de 52% de la variance associée à la stabilité posturale. Sans la vision ce pourcentage était de 54%. Ces résultats suggèrent que le poids corporel est un indicateur majeur de la stabilité posturale et que les individus plus lourds sont moins stables et plus à risque de chuter. L'objectif de la deuxième étude était d'investiguer l'effet d'une perte de poids chez des individus obèses et obèses morbides. Dans cette étude la stabilité posturale a été évaluée avant et après une perte de poids à l'aide d'une plate forme de force. Suite à la perte de poids une amélioration de pratiquement tous les paramètres posturaux a été observée. De plus, une forte relation entre la quantité de poids perdue et les améliorations posturales a été notée. En résumé, les résultats de cette étude montrent que la perte de poids améliore la stabilité posturale et cette amélioration est fonction de la quantité de poids perdue. L'objectif de la troisième étude était d'examiner l'interaction entre le contrôle de l'équilibre postural et l'exécution d'un mouvement de pointage. Afin de d'évaluer l'effet du contrôle de l'équilibre postural, les sujets devaient pointer à une cible en posture assise ou en posture debout. Différentes largeurs de cible ont été utilisées afin de varier la difficulté de la tâche (0.5, 1.0, 2.5, et 5.0 cm). Les résultats de cette étude montrent que lorsque les sujets pointent à la plus petite cible, l'augmentation du temps de mouvement est plus importante en posture debout qu'en posture assise. Ce résultat suggère que le degré de difficulté de la tâche ne peut pas être uniquement déterminé par la largeur de la cible. Comparativement à la posture assise, la tâche de pointage en posture debout crée une contrainte supplémentaire lorsque le degré de précision requis est grand (la plus petite cible). L'objectif de la quatrième étude consistait à examiner si l'obésité par une contrainte posturale additionnelle pourrait limiter la relation vitesse-précision avec laquelle un mouvement du membre supérieur peut être accompli. Dans cette étude, la tâche de pointage était effectuée uniquement en posture debout. Huit sujets ayant un indice de masse corporelle normal (IMC) (IMC entre 20.9 et 25 kg/m2 ) et neuf sujets obèses en santé (IMC entre 30.5 et 48.6 kg/m2 ) devaient pointer en position debout à une cible située face à eux. Différentes largeurs de cible étaient utilisées afin de varier la difficulté de la tâche (0.5, 1.0, 2.5, et 5.0 cm). Conformément à la relation vitesse-précision, les deux groupes ont montré une augmentation du temps de mouvement avec la diminution de la largeur de la cible. Toutefois, l'augmentation du temps de mouvement est plus grande pour les sujets obèses que ceux avec un IMC normal pour les deux cibles les plus petites. Les temps de mouvements pour atteindre ces deux cibles étaient en moyenne 115 et 145 ms plus lent pour le groupe obèse. Ces résultats suggèrent que l'obésité impose une contrainte posturale additionnelle qui limite la vitesse à laquelle un mouvement de pointage précis peut être réalisé. Pour terminer, l'objectif de la cinquième étude est d'examiner si une perte de poids chez des sujets obèses permet l'amélioration de la relation vitesse-précision lors d'un mouvement de pointage. Dans cette étude, la tâche étaient effectuée en posture assise et debout. Dix sujets obèses ont exécuté des mouvements de pointage dans deux postures différentes. Différentes largeurs de cible étaient utilisées afin de varier la difficulté de la tâche (0.5, 1.0, 2.5, et 5.0 cm). L'ensemble des sujets fut évalué avant et après un programme de perte de poids. Avant la perte de poids, le temps de mouvement et la durée de la phase de décélération étaient plus longs lorsque les sujets pointaient en posture debout qu'en posture assise. Après la perte de poids, les sujets montraient un temps de mouvement et une durée de la phase de décélération similaires pour les deux postures. Suite à la perte de poids, la performance dans la tâche de pointage en posture debout s'est améliorée. Cette amélioration de la performance résulterait probablement de l'augmentation de la stabilité posturale permettant un meilleur contrôle lors de l'exécution du mouvement. En conclusion, en comparant des mouvements de pointage nécessitant vitesse et précision effectués en posture assise ou posture debout, on remarque que le contrôle postural, plus important en posture debout, ajoute une contrainte supplémentaire l'exécution du mouvement focal. Toutefois, cette différence est notable seulement lorsque la difficulté de la tâche de pointage est élevée (index de difficulté de 6.9). De plus, l'obésité, par son effet sur le contrôle de l'équilibre postural, ajoute également une contrainte sur la performance d'un mouvement de pointage nécessitant vitesse et précision. En effet, les temps de mouvement sont plus longs pour les sujets obèses que ceux de poids normal suggérant que l'obésité ajoute une contrainte posturale qui limite la vitesse à laquelle un mouvement précis peut être effectué. Suite à un programme de perte de poids, une amélioration dans la performance d'un mouvement de pointage en posture debout est observée. L'augmentation de la stabilité posturale qui est amenée par la perte de poids favoriserait un meilleur contrôle lors de l'exécution du mouvement. Ces résultats renforcent l'importance de la perte de poids chez les individus obèses ou avec un surplus de poids afin de réduire les risques potentiels de blessures au travail impliquant le contrôle de l'équilibre postural et la production de mouvements du membre supérieur. Hypothétiquement, les individus obèses pourraient être plus à risque de se blesser lorsqu'ils exécutent en posture debout des mouvements de pointage qui nécessitent vitesse et un haut degré de précision. / This thesis sought to examine if obesity and posture impose an additional balance control constraint limiting the speed and accuracy of an upper limb goal-directed movement. In the fïrst study, the aim was to détermine the contribution of body weight to predict balance stability. In the second study, the objective was to investigate the effect of weight loss on balance control in obese and morbid obese men. In a longitudinal and clinical intervention study, postural stability was measured with a force platform before and after weight loss in men. In the third study, we examined the interaction between the control of posture and an aiming movement by having subjects reaching target from a seated or a standing position. In the fourth study, based on our fïrst two researches we examined the potentially négative impact of obesity on the control of upper limb movements by comparing obese to normal weight individuals when pointing to targets of various sizes from a standing'posture. Finally, we examined if a weight loss program could improve the speed and accuracy of goal-directed aiming movements of obese individuals and compared their performance when movements were produced from a seated or upright posture. In the fïrst study the aim was to détermine the contribution of body weight to predict balance stability. The balance stability of 59 maie subjects with BMI ranging from 17.4 to 63.8 kg/m2 was assessed using a force platform. The subjects were tested with and without vision. A stepwise multiple régression analysis was used to détermine the independent effect of body weight, âge, body height and foot length on balance stability (Le., mean speed of the center of foot pressure). With vision, the stepwise multiple régression revealed that body weight accounted for 52% of the variance of balance stability. The addition of âge contributed a further 3% to explain balance control. Without vision, body weight accounted for 54% of the variance and the addition of âge and body height added a further 8% and 1% to explain the total variance, respectively. The final model explained 63% of the variance. A decrease in balance stability is strongly correlated to an increase in body weight. In the second study, the objective was to investigate the effect of weight loss on balance control in obese and morbid obese men. In a longitudinal and clinical intervention study, postural stability was measured with a force platform before and after weight loss in men. Weight loss was obtained in obese men (mean body mass index (BMI) = 33.0 kg/m2) by hypocaloric diet until resistance and in morbid obese men (mean BMI = 50.5 kg/m2) by bariatric surgery. Morbid obese men were tested before surgery, and 3 and 12 months after surgery when they had lost 20 and nearly 50% of initial body weight, respectively. Normal weight individuals (mean BMI = 22.7 kg/m2) were tested twice within a 6- to 12-month period to serve as control. Weight loss averaged 12.3 kg after dieting and 71.3 kg after surgery. Body weight remained unchanged in the control group. After weight loss, nearly ail measures of postural stability were improved with and without vision (i.e., CP speed and range in antero-posterior and medio-lateral axes). A strong linear relationship was observed between weight loss and improvement in balance control measured from CP speed (adjusted R2 = 0.65, P<0.001). Weight loss improves balance control in obese men and the extent of the improvement is directly related to the amount of weight loss. In the third study we examined the interaction between the control of posture and an aiming movement. Balance control was varied by having subjects aim at a target from a seated or a standing position. The difficulty of the task was varied by using different target sizes (0.5, 1.0, 2.5 and 5.0cm width). For the smallest target width, the increased MT was greater when subjects were standing than when they were seated suggesting that the difficulty of the aiming task could not be determined solely by the target size. Compared to a seated position, aiming from a standing position added constraints on the movement but only when the accuracy requirements were important (smaller target). The fourth study sought to examine if obesity imposes an additional balance control constraint limiting the speed and accuracy with which an upper limb goal-directed movement performed from an upright standing position can be executed. Eight healthy lean subjects (body mass index (BMI) between 20.9 and 25.0 kg/m2) and nine healthy obese subjects (BMI between 30.5 and 48.6 kg/m2) pointed to a target located in front of them from an upright standing posture. The difficulty of the task was varied by using different target sizes (0.5, 1.0, 2.5 and 5.0cm width). For both groups, MT increased with a decreasing target size. Compared to the normal BMI group, this effect was exacerbated for the obese group. For the two smallest targets, movements were on average 115 and 145 ms slower for the obese than for the normal BMI group suggesting that obesity added a balance constraint and limited the speed with which an accurate movement could be done. Based on the previous results, in the fifth study, we examined if a weight loss program could improve the speed and accuracy of goal-directed aiming movements of obese individuals. Ten obese subjects performed aiming movements from two different postures, standing and seated. Ail participants were evaluated before and after a weight loss program when they were experiencing resistance to weight loss (resistance). Before weight loss, movement times and the duration of declaration phases were longer when subjects were standing than when they were seated. This effect vanished after weight loss and subjects showed declaration phases of similar durations for both postural conditions. After the weight loss program, there was an improvement of goal-directed aiming movements performed from a standing posture (i.e., movement time decreased). In conclusion, a decrease in balance stability is strongly correlated to an increase in body weight. Weight loss improves balance control in obese men and the extent of the improvement is directly related to the amount of weight loss. Compared to a seated position, aiming from a standing position adds constraints on upper limb goal-directed movements but only when the accuracy requirements are important. Similarly, obesity, presumably because of its effects on the control of balance, also imposes constraints on goal-directed movements. Movements are slower for the obese than for the normal weight group suggesting that obesity added a balance constraint and limited the speed with which an accurate movement could be performed. After a weight loss program, there is an improvement of goal-directed aiming movements executed from a standing posture. This improvement presumably resulted from a more stable postural platform allowing a better control of the upper-limb movements. These results strengthen the importance of weight loss for health benefits and possibly to reduce work-related injuries involving balance control during standing and upper arm movements. Obese individual could be at greater risk of injury when, from a standing position, they perform an aiming task requiring a high degree of accuracy and speed.

Dans le domaine automobile, les réductions de consommation de carburant et des émissions polluantes constituent des axes de recherches majeurs. Dans ce contexte, de nombreux efforts sont portés sur l’amélioration du rendement des boîtes de vitesses. Parmi l’ensemble des pertes générées dans une boîte de vitesses, les pertes par barbotage peuvent représenter une source de perte importante. Si différents modèles existent pour quantifier les pertes par barbotage, aucun d’entre eux ne prend en compte l’influence de la présence d’air dans le lubrifiant. Grâce à un banc d’essais spécifique, il est montré que l’aération de l’huile peut avoir un impact sur les pertes par barbotage. Un modèle original d’estimation des pertes dues à l’aération est alors développé. Ce dernier révèle que des propriétés du lubrifiant autres que la viscosité ou la masse volumique peuvent avoir une influence sur les pertes par barbotage. L’étude des pertes par barbotage conduit également à s’intéresser à ce mode de lubrification largement employé dans les boîtes de vitesses manuelles. Actuellement, la mise au point de cette méthode de lubrification souffre d’un manque d’informations portant principalement sur les débits mis en jeu lors du phénomène de projection d’huile par les pignons en rotation. L’analyse de ces débits d’huile est conduite au moyen d’un banc d’essais développé spécifiquement. Les nombreux résultats de mesures obtenus permettent de mieux appréhender ce phénomène de projection. Un modèle analytique est finalement proposé permettant d’estimer les débits d’huile projetée pouvant être utilisé lors de la mise au point de la lubrification d’une boîte de vitesses. / Reducing fuel consumption and automobile emissions are nowadays the main topics of research for the automotive industry. Therefore, the situation involves concentrating many efforts to improve gearbox efficiency. Churning losses may represent a significant source of loss among the losses generated in a gearbox. Several models have been developed to quantify churning losses but they do not consider the air present in the lubricant. The use of a specific test rig has revealed that oil aeration could have an impact on churning losses. A heuristic model estimating aeration induced losses has therefore been developed. The latter reveals that some unexpected lubricant's properties, apart from viscosity and density, may impact churning losses. Indeed, the study of churning losses also encourages learning more about this type of lubrication, widely used in manual gearboxes. There is currently a lack of information around the development of that method of lubrication. This lack of information bears mainly on the flows involved in the phenomenon of oil splashed up by the rotating gears. The analysis of the involved oil flows is carried out with a test rig designed for that purpose. Therefore, the numerous findings based on a series of measurements may help splash phenomenon to be better understood. Finally, an analytical model is proposed to help estimate the flow of oil splashed. Such model may be used for the development of gearbox lubrication.

Cette thèse aborde le problème de l’apprentissage avec des fonctions de perte nonmodulaires. Pour les problèmes de prédiction, où plusieurs sorties sont prédites simultanément, l’affichage du résultat comme un ensemble commun de prédiction est essentiel afin de mieux incorporer les circonstances du monde réel. Dans la minimisation du risque empirique, nous visons à réduire au minimum une somme empirique sur les pertes encourues sur l’échantillon fini avec une certaine perte fonction qui pénalise sur la prévision compte tenu de la réalité du terrain. Dans cette thèse, nous proposons des méthodes analytiques et algorithmiquement efficaces pour traiter les fonctions de perte non-modulaires. L’exactitude et l’évolutivité sont validées par des résultats empiriques. D’abord, nous avons introduit une méthode pour les fonctions de perte supermodulaires, qui est basé sur la méthode d’orientation alternée des multiplicateurs, qui ne dépend que de deux problémes individuels pour la fonction de perte et pour l’infèrence. Deuxièmement, nous proposons une nouvelle fonction de substitution pour les fonctions de perte submodulaires, la Lovász hinge, qui conduit à une compléxité en O(p log p) avec O(p) oracle pour la fonction de perte pour calculer un gradient ou méthode de coupe. Enfin, nous introduisons un opérateur de fonction de substitution convexe pour des fonctions de perte nonmodulaire, qui fournit pour la première fois une solution facile pour les pertes qui ne sont ni supermodular ni submodular. Cet opérateur est basé sur une décomposition canonique submodulairesupermodulaire. / This thesis addresses the problem of learning with non-modular losses. In a prediction problem where multiple outputs are predicted simultaneously, viewing the outcome as a joint set prediction is essential so as to better incorporate real-world circumstances. In empirical risk minimization, we aim at minimizing an empirical sum over losses incurred on the finite sample with some loss function that penalizes on the prediction given the ground truth. In this thesis, we propose tractable and efficient methods for dealing with non-modular loss functions with correctness and scalability validated by empirical results. First, we present the hardness of incorporating supermodular loss functions into the inference term when they have different graphical structures. We then introduce an alternating direction method of multipliers (ADMM) based decomposition method for loss augmented inference, that only depends on two individual solvers for the loss function term and for the inference term as two independent subproblems. Second, we propose a novel surrogate loss function for submodular losses, the Lovász hinge, which leads to O(p log p) complexity with O(p) oracle accesses to the loss function to compute a subgradient or cutting-plane. Finally, we introduce a novel convex surrogate operator for general non-modular loss functions, which provides for the first time a tractable solution for loss functions that are neither supermodular nor submodular. This surrogate is based on a canonical submodular-supermodular decomposition.

Les processus de plasticité cérébrale entrainés par la perte visuelle restent un domaine méconnu dans le champ des neurosciences. La vision centrale et périphérique, le meilleur compromis évolutionniste entre une bonne résolution spatiale et un volume d’espace échantillonné maximal, sont traitées par des régions différentes du cerveau. Par conséquent, étudier et comprendre l’impact de la perte visuelle centrale ou périphérique dans ces régions constitue une étape cruciale dans l’étude du cerveau visuel. Afin d’étudier ces processus, nous avons utilisé deux modèles de perte visuelle sélective de la vision centrale (la dystrophie maculaire de Stargardt) et périphérique (la rétinopathie pigmentaire), et nous avons évalué l’impact à terme de ces deux types de désafférentation sur la structure et la connectivité fonctionnelle du cerveau. 1. Plasticité structurelle induite par la perte sélective de la vision centrale ou périphérique. Nous avons étudié l’épaisseur corticale (EpCo) et de l’entropie corticale (EnCo, marquer de complexité synaptique) du lobe occipital, région pour laquelle nous disposons d’une cartographie complète des régions cytoarchitectoniques. Nous avons constaté que la perte de la vision centrale induit un amincissement des régions appartenant au flux dorsal, tandis que la perte de la vision périphérique occasionne un amincissement du cortex visuel primaire (CVP), ainsi que des régions du flux ventral et dorsal. Ces effets étaient inattendus si on se rapporte au modèle canonique qui associe la vision centrale au flux ventral et la vision périphérique au flux dorsal. La normalité de l’EnCo dans ces régions, suggère que la complexité synaptique est préservée dans les réseaux neuronaux résiduels. Nous avons identifié des modifications de l’EnCo seulement en cas de perte de la vison centrale, où l’augmentation de l’EnCo dans des régions impliquées dans la reconnaissance des objets pourrait traduire une réponse adaptative à la perte de la haute résolution spatiale de cette partie du champ visuel. Cette augmentation de la complexité synaptique pourrait compenser une éventuelle perte neuronale et être responsable de la normalité de l’EpCo dans ces régions. 2. Plasticité de la connectivité fonctionnelle des régions du cortex visuel primaire recevant les projections de la partie centrale » et périphérique champ visuel Dans cette étude, nous avons exploré et comparé la connectivité fonctionnelle des régions afférentées et desafférentées du CVP de sujets souffrant de dystrophie maculaire de Stargardt et retinitis pigmentosa, avec les régions afféréntées correspondantes du CVP de sujets avec une vision normale. Cette étude a révélé une réorganisation fonctionnelle distincte du CVP afférenté et désafférenté. Ainsi, le CVP qui reçoit les afférences visuelles résiduelles présente une connectivité fonctionnelle accrue avec des régions voisines, probablement afin de favoriser le traitement de l’information visuelle, tandis que le CVP désafférenté augmente sa connectivité fonctionnelle avec des régions plus éloignées, vraisemblablement pour contribuer aux fonctions supérieures et à des processus de type top-down. L’analyse comparative des données morphologiques et fonctionnelles suggère une correspondance des régions amincies du cortex visuel associatif avec des régions qui montrent une diminution de la connectivité fonctionnelle avec le CVP périphérique, et des régions présentant une augmentation de la complexité synaptique avec des régions qui montrent une connectivité fonctionnelle accrue avec le CVP périphérique. Ces données suggèrent que la désafferentation sensorielle du CVP périphérique est plus propice au développement d’une réorganisation cérébrale. Synoptique : Ces travaux révèlent un aspect inattendu de la plasticité cérébrale induite une perte isolée de la vision centrale ou périphérique. La réorganisation s’avère plus complexe que le laisser présager le modèle canonique actuel, vraisemblablement trop simple. / Cerebral plasticity induced by visual loss represents a poorly understood field of neuroscience, with numerous questions that don’t yet have an answer. Central and peripheral vision, the evolutionary compromise between spatial resolution and the sampled space volume, are processed in distinct areas of the brain. Understanding the impact of vision loss in theses regions, is of utmost interest for the study of visual brain. Herein, in two models of retinal disorders affecting central and peripheral vision (namely Stargardt macular dystrophy and retinitis pigmentosa), we specifically investigated the effects of the central and peripheral visual loss on brain morphology and its functional connectivity. 1. Morphological plastic changes induced by central and peripheral visual loss. We explored the effects of visual loss on cortical thickness (CoTks) and cortical entropy (CoEn, marker of synaptic complexity) in the cytoarchytectonic regions of the occipital lobe. Central visual loss associated thinning in dorsal stream regions, while peripheral visual loss in early visual cortex (EVC) and regions belonging both to dorsal and ventral stream. Theses effects were unpredicted by the canonical view “central vision – ventral stream”, “peripheral vision – dorsal stream”. Normal CoEn in theses areas suggests that synaptic complexity is preserved in the remaining networks. Only central visual field loss presented CoEn alterations, namely an increase in areas involved in object recognition, that likely reflects a synaptic complexity enhancement in response to the loss of the high spatial resolution of central vision. The gain in synaptic complexity could mask neuronal loss due to deafferentation and may account for the CoTks normality. 2. Plastic changes in the functional connectivity of central and peripheral EVC. We explored and compared to normally afferented EVC, the functional connectivity of afferented and deafferented parts of EVC and found that central and peripheral visual loss induce different patterns of reorganization. Residually afferented early visual cortex reinforce local connections presumably to enhance the processing of altered visual input, while deafferented EVC strengthen long-range connections presumably to assist high-order functions. Combined structural and functional data indicate that areas with reduced CoTks superpose with several areas presenting reduced functional connectivity with the peripheral EVC and that areas with increased CoEn superpose with several areas presenting increased functional connectivity with afferented peripheral EVC. These data point that alterations of the sensory input to the peripheral field are more prone to induce plastic changes. Overview : Data in the current work provide an interesting perspective about the plasticity following central or peripheral visual field loss and show that it is more complex than the canonical model would have let to presume.

L'objectif de cette étude est d'examiner si les améliorations du profil inflammatoire induites par une perte de poids sont similaires entre les femmes ménopausées à haut risque de maladies chroniques âgées de plus 60 ans et à leurs homologues plus jeunes. Les résultats obtenus permettre de démontrer qu’un programme de perte de poids de 6 mois induit une diminution du TA viscéral et souscutané abdominal chez toutes les femmes ménopausées atteintes d'inflammation silencieuse alors que des améliorations du profil inflammatoire ne surviennent que chez les femmes ménopausées plus jeunes.

Le coulis de glace est un fluide composé d'une phase solide, la glace, et une phase liquide, une solution aqueuse. Dû à la chaleur latente de la fonte de la glace, le coulis peut extraire une plus grande quantité d'énergie que le fait un fluide monophasique. Dans un premier temps, les corrélations permettant de calculer les propriétés thermophysiques des solutions aqueuses, soient la concentration de glace, la densité, la viscosité, la conductivité thermique et l'enthalpie, sont établies.Le coulis à base de propylène glycol est pris comme exemple afin de présenter la démarche suivie. Pour les trois autres additifs, l'éthylène glycol, le chlorure de calcium et le chlorure de sodium, seuls les coefficients des corrélations sont présentés. Dans un deuxième temps, une série d'expérimentations a été réalisée sur un échangeur de chaleur tubes et calandre afin d'évaluer les pertes de pression et le transfert de chaleur du coulis fait à base d'éthylène glycol. La perte de pression dans les tubes, ainsi que la température à l'entrée et à la sortie et le débit massique de chaque fluide ont été mesurés. Les mesures ont démontré que la concentration de glace a un impact plus grand sur le transfert de chaleur quand le débit de coulis est faible. De plus, le débit de coulis a un impact plus grand sur les pertes de pression que la concentration de glace. Dans un troisième temps, le transfert de chaleur en régime transitoire entre la patinoire, les fondations du bâtiment et le sol extérieur a été calculé par un modèle numérique d'aréna. Deux réfrigérants secondaires, la saumure et le coulis, servant à refroidir la glace sont comparés. La simulation montre que la température de la glace est plus uniforme avec le coulis qu'avec la saumure. Une analyse paramétrique est menée afin d'évaluer l'effet de la diminution du débit de réfrigérant secondaire sur la température de la surface de la glace et sur la puissance de pompage.

Le confort des passagers à l'intérieur des avions pendant le vol est un axe en voie d'amélioration constante. L'augmentation de la proportion des matériaux composites dans la fabrication des structures aéronautiques amène de nouvelles problématiques à résoudre.Le faible amortissement de ces structures, en contre partie de leur poids/raideur faible, est non favorable sur le plan acoustique, ce qui oblige les concepteurs à devoir trouver des moyens d'amélioration. De plus, les mécanismes de transmission du son au travers d'un système double paroi de type aéronautique ne sont pas complètement compris, c'est la raison qui motive cette étude. L'objectif principal de ce projet est de constituer une base de données pour le partenaire industriel de ce projet : Bombardier Aéronautique. En effet, les données expérimentales de performance d'isolation acoustique, de systèmes complets représentatifs d'un fuselage d'avion sont très rares dans la littérature scientifique. C'est pourquoi une méthodologie expérimentale est utilisée dans ce projet. Deux conceptions différentes de fuselage sont comparées. La première possède une peau (partie extérieure du fuselage) métallique raidie, alors que la deuxième est constituée d'un panneau sandwich composite. Dans les deux cas, un panneau de finition de fabrication sandwich est utilisé. Un traitement acoustique en laine de verre est placé à l'intérieur de chacun des fuselages. Des isolateurs vibratoires sont utilisés pour connecter les deux panneaux du fuselage. La simulation en laboratoire de la couche limite turbulente, qui est la source d'excitation prépondérante pendant la phase de vol, n'est pas encore possible hormis en soufflerie. C'est pourquoi deux cas d'excitation sont considérés pour essayer d'approcher cette sollicitation : une excitation mécanique (pot vibrant) et une acoustique (champ diffus). La validation et l'analyse des résultats sont effectuées par le biais des logiciels NOVA et VAONE, utilisés par le partenaire industriel de ce projet. Un des objectifs secondaires est de valider le modèle double paroi implémenté dans NOVA. L'investigation de l'effet de compression local du traitement acoustique, sur la perte par transmission d'une simple paroi, montre que cette action n'a aucun effet bénéfique notable. D'autre part, il apparaît que la raideur des isolateurs vibratoires a un lien direct avec les performances d'isolation du système double paroi.Le système double paroi avec peau composite semble moins sensible à ce paramètre.Le modèle double paroi de NOVA donne de bons résultats concernant le système double paroi avec une peau métallique. Des écarts plus importants sont observés en moyennes et hautes fréquences dans le cas du système avec une peau composite. Cependant, la bonne tendance de la prédiction au vu de la complexité de la structure est plutôt prometteuse.

La répétabilité et la reproductibilité sont les problèmes les plus communément rencontrés dans les études expérimentales de pertes par transmission. Des différences significatives ont été observées, dans différents laboratoires, sur des mesures de perte par transmission sonore de systèmes installés dans une niche (tunnel séparant la source des pièces réceptrices). Ces essais comparatifs inter-laboratoires ont trouvé que la perte par transmission sonore est influencée, non seulement par la plaque, la source et les paramètres récepteurs, mais aussi par la profondeur de niche et la localisation de la plaque dans celle-ci. L'objectif principal de ce travail est de développer et de valider une méthode semi-analytique qui soit à la fois rapide, en comparaison avec les méthodes des éléments finis et des éléments de frontière, et fiable afin d'étudier l'effet de la niche sur la perte par transmission sonore. Ainsi, une méthode serai-analytique est proposée et utilisée pour investiguer l'effet de plusieurs paramètres de niche sur la perte par transmission sonore d'une fine plaque élastique. Dans cette étude, deux problèmes seront investigués. Le premier traite de la niche sans plaque dans celle-ci, appelé « aperture ». Le second traite de l'effet de la niche sur la perte par transmission sonore d'une plaque baillée. Les ondes acoustiques dans la niche sont développées en termes de modes acoustiques évanescents et propagatifs. Plusieurs exemples sont présentés pour étudier la convergence et valider l'approche. Les découvertes montrent une décroissance considérable dans la puissance transmise lorsque la longueur de niche augmente. De plus, la longueur de niche joue un rôle important dans la transmission sonore comparée à la surface de section transverse de celle-ci. Dans le système niche-plaque, ta niche affecte le champ d'excitation en augmentant la pression sur la plaque. L'augmentation de pression est-plus importante au niveau des angles et des arêtes de la plaque. Nos résultats d'étude révèlent que la niche a plus d'effet sur le champ d'excitation que sur le champ de radiation. Ceci est important pour les essais expérimentaux où le champ source est mesuré dans une chambre réverbérant. Un minimum de perte par transmission sonore, en comparaison avec d'autres positions de plaque dans la niche, est obtenu lorsque la plaque est située au centre de la niche. Par conséquent, l'effet de niche est moins important quand la plaque est située dès le début de la niche.

L'utilisation de plus en plus fréquente de matériaux composites, qui combinent une raideur importante pour une faible masse, afin d'alléger les structures aéronautiques, entraîne la dégradation des performances d'isolation acoustique aux bruits extérieurs. La plupart du temps, ces nuisances sonores sont réduites par l'installation de matériaux isolants. Ces méthodes, dites passives, deviennent inefficaces aux basses fréquences et il est possible de mettre en place un contrôle actif au moyen de transducteurs électromécaniques. Dans le but de réduire la puissance acoustique transmise à travers la double paroi aéronautique dans la cabine, des unités de contrôle composées d'un actionneur et d'un capteur colocalisé dual sont réparties sur le panneau intérieur afin d'en modifier la vibration. Cette stratégie de contrôle actif vibroacoustique permet, pour des perturbations primaires harmoniques, d'imposer localement une impédance mécanique virtuelle à la structure, au moyen d'un contrôleur décentralisé. Cependant, sans communication entre les unités, le contrôle peut difficilement minimiser un critère global comme la puissance acoustique rayonnée. Afin de calculer les impédances mécaniques virtuelles qui garantissent la minimisation de la puissance acoustique rayonnée par la structure, une approche en deux étapes est considérée : (1) la matrice diagonale des impédances mécaniques virtuelles optimales est calculée à partir de mesures acoustiques ou vibratoires de la perturbation primaire et des transferts avec les actionneurs secondaires, (2) l'objectif exprimé en terme d'impédances mécaniques virtuelles est atteint grâce à un contrôle en temps réel. Une attention particulière est portée à la comparaison de cette approche avec une stratégie classique d'amortissement actif réalisée par un contrôle par rétroaction sur la vitesse de la structure, où l'impédance mécanique virtuelle alors imposée est un réel positif. Le calcul optimal réalisé à l'issue de la première étape se faisant pour une perturbation primaire donnée, la robustesse de la méthode aux variations de la perturbation primaire est un aspect également développé dans cette étude. Des résultats théoriques et expérimentaux sont comparés dans le cas académique d'une plaque mince d'aluminium simplement appuyée et soumise à une onde plane incidente. Enfin, la méthode est appliquée au panneau intérieur d'une double paroi aéronautique, à savoir une structure courbée, en matériau composite, et composée d'un hublot. Contrairement à la majorité des études qui considèrent l'implantation d'impédances virtuelles dissipatives, il apparaît que, dans certains cas, le contrôle optimal requiert l'injection d'énergie des unités à la structure.

La prédiction du bruit intérieur d’un habitacle typique d’un avion nécessite la modélisation vibroacoustique de l’ensemble fuselage et la compréhension des mécanismes gouvernant la transmission acoustique à travers ces structures. Ce projet a pour objectifs de développer et mettre en place un modèle hybride expérimentale-numérique rapide et précis permettant de prédire la transmission acoustique à travers ces structures soumises à des excitations aériennes et solidiennes. Le but est d’élucider les mécanismes de transmission acoustique afin de réduire la transmission solidienne de vibrations mécaniques ainsi que diminuer la transmission acoustique du bruit dans la cabine. À ce propos, une double-parois représentative d’avion est modélisée par la méthode de l’analyse statistique énergétique (SEA). Le modèle utilisé est basé sur la connaissance des différents indicateurs vibroacoustique; spécifiquement le nombre d'onde, la densité modale, le facteur de perte par amortissement, le facteur de perte par couplage et l’efficacité par rayonnement. La tâche est rendue davantage difficile par les complexités mécaniques et physiques mises en jeu. Une première partie porte sur la caractérisation expérimentale du facteur de perte par amortissement des structures sandwich composites. Une nouvelle méthode expérimentale de mesure de l’amortissement dénommée IWM (Inverse Wave Method) est mise en place. Elle se base sur la mesure du nombre d’ondes complexe. Il ressort que la méthode développée présente plus de stabilité dans les résultats obtenus tant numériques qu’expérimentaux. La deuxième partie de cette étude est totalement dédiée à l’efficacité de rayonnement. La mesure de l’efficacité de rayonnement est étudiée par une approche énergétique statistique des structures suspendues en libre libre et non bafflée dans une chambre réverbérante. La mesure est validée sur une large bande de fréquences pour plusieurs types de constructions. La troisième partie porte sur une validation expérimentale détaillée d'un modèle sandwich (General Laminate Model). À partir des propriétés mécaniques des structures aéronautiques étudiées, le modèle sandwich permet de prédire leurs comportements vibroacoustique. La précision de ce modèle est étudiée sur une large bande de fréquences. Enfin, la transmission acoustique d’une double paroi avec des connexions structurales entre les deux panneaux est étudiée. Les voies de transmission dominantes sont identifiées dans la gamme de fréquences entre 100 Hz et 10 kHz pour des doubles parois sous champ diffus. La transmission non-résonante est plus importante en basses fréquences alors que les parties structurale et aérienne dominent respectivement en moyennes et hautes fréquences. Une validation avec des résultats expérimentaux montre que le modèle est capable de prédire les changements au niveau de la transmission, causés par les différents couplages structuraux (couplage rigide, couplage souple). L’objectif final étant évidemment de réduire le niveau de bruit dans la cabine.