Dans le cadre de la gestion des déchets radioactifs en France par l’Andra, l'évaluation et la prédiction de la durabilité des structures en béton nécessitent la connaissance des isothermes de désorption des bétons. L’objectif de cette étude est de développer un protocole expérimental accéléré pour obtenir des isothermes de sorption de matériaux cimentaires plus rapidement et d’estimer la taille du Volume Elémentaire Représentatif (VER) liée à l’obtention des isothermes des bétons. Afin de garantir que les résultats expérimentaux puissent être considérés comme statistiquement représentatifs, une grande quantité de disques de trois épaisseurs différentes (1 mm, 2 mm et 3 mm) ont été désaturés. L'effet de l’épaisseur de disque et de la condition de saturation sur la cinétique de désaturation et sur l’isotherme de désorption est analysé. L’influence de la distribution de granulats sur la teneur en eau et sur le degré de saturation des disques minces est étudiée à l'aide d’une technique de microtomographie à rayons X. Une méthode d’analyse statistique est proposée pour estimer le VER lié à l’obtention des isothermes de désorption. Les déformations diamétrales de disques de chaque matériau sont également mesurées au cours de l’expérience de désorption. Un protocole de cycle de désaturation-resaturation rapide est mis en œuvre et met en évidence l’existence d’une hystérésis entre désorption et adsorption. / In the framework of French radioactive waste management and storage, the durability evaluation and prediction of concrete structures requires the knowledge of desorption isotherm of concrete. The aim of the present study is to develop an accelerated experimental method to obtain desorption isotherm of cementitious materials more quickly and to estimate the Representative Volume Element (RVE) size related to the desorption isotherm of concrete. In order to ensure that experimental results can be statistically considered representative, a great amount of sliced samples of cementitious materials with three different thicknesses (1 mm, 2 mm and 3 mm) have been de-saturated. The effect of slice thickness and the saturation condition on the mass variation kinetics and the desorption isotherms is analyzed. The influence of the aggregate distribution on the water content and the water saturation degree is also analyzed. A method based on statistical analysis of water content and water saturation degree is proposed to estimate the RVE for water desorption experiment of concrete. The evolution of shrinkage with relative humidity is also followed for each material during the water desorption experiment. A protocol of cycle of rapid desaturation-resaturation is applied and shows the existence of hysteresis between desorption and adsorption.

Cette thèse se propose de mettre en évidence les connaissances nécessaires et les apprentissages réalisés lors d'un travail de conception de protocole expérimental en chimie à l'aide d'un EIAH (Environnement Informatique pour l'Apprentissage Humain).<br />Nous nous sommes penchés sur la capacité d'élèves de Terminale S à concevoir, en utilisant l'EIAH dédié Educ@ffix.net, un protocole expérimental qui réponde au problème posé suivant : « déterminer la concentration d'une substance par spectrophotométrie ». Nous nous sommes attachés à repérer la nature des difficultés rencontrées par les élèves, de manière à distinguer celles qui relèvent de la discipline de celles qui relèvent du contexte. Nous avons également étudié les stratégies suivies ainsi que le rôle attribué au tuteur par les élèves lors de leur travail. La thèse étudie également les apprentissages liés à la tâche de conception de protocole expérimental avec l'EIAH dédié. Pour cela, nous avons repéré les connaissances théoriques et procédurales nécessaires aux élèves dans leur travail et mis en évidence les relations réalisées entre une connaissance procédurale et une connaissance théorique associée. Les résultats obtenus révèlent que (1) l'EIAH étudié permet aux élèves d'accomplir la tâche demandée, (2) des conceptions des élèves et le contrat didactique établi préalablement dans la classe entraînent des difficultés pour les élèves lors de la conception du protocole expérimental, (3) les connaissances théoriques nécessaires à la construction de connaissances procédurales ne sont pas toujours maîtrisées par les élèves de Terminale S, (4) la partie cours théorique mise à la disposition des élèves et les retours du tuteur provoquent souvent une discussion au sein du binôme qui aide à réussir la tâche et construire la connaissance procédurale.

Cette thèse vise à contribuer au développement des connaissances concernant la convergence au sein des équipes dirigeantes et pour cela à distinguer entre la convergence des actions et celles des affects. En outre, la thèse essaie, grâce à la mise en place d'un système formel de gestion, de comprendre l'interaction entre ces deux dimensions et leurs effets sur les résultats des entreprises. Pour cela, cette thèse propose d'analyser la convergence en faisant la différence entre la cohérence et la cohésion. La cohérence correspond au degré d'articulation des différentes fonctions des éléments d'un groupe qui permet, à travers la réalisation des objectifs individuels, d'atteindre les objectifs collectifs. La cohésion correspond au degré d'adhésion volontaire des membres du groupe à un idéal, une aspiration ou un sentiment communs, qui leur permet de se renforcer émotionnellement les uns les autres et ainsi de faire face, comme un tout, aux difficultés qu'ils rencontrent. La cohérence relève donc du champ des faits et des actions quand la cohésion relève des valeurs, des sentiments et des affects. L'approche méthodologique a multiplié les sources de données qualitatives (observation participante et entretiens en profondeur) et quantitatives (questionnaires structurés et fermés) en s'appuyant sur une démarche de recherche-action, complétée par un schéma expérimental destiné à améliorer la validité et le degré de généralisation des résultats et permettant de mesurer les effets de l'intervention du chercheur. Ce protocole a été appliqué à trois moyennes entreprises hôtelières mexicaines. La thèse a ainsi pu mettre en évidence l'existence d'une relation hélicoïdale entre la cohérence et la cohésion et montrer comment un système formel de gestion pouvait améliorer ces dernières. Elle a principalement démontré que: * une cohésion minimale était une condition nécessaire de la cohérence, * la cohérence sanctionnée par des conséquences positives peut contribuer à augmenter l'adhésion des participants et améliorer la cohésion, * l'amélioration de la cohésion, en engendrant une atmosphère conviviale, peut contribuer à améliorer la cohérence, * il est possible à travers la mise en place d'un système formel de gestion, de développer à la fois la cohérence et la cohésion. La thèse essaie de proposer à la fois un apport conceptuel (la distinction entre cohérence et cohésion), un apport méthodologique (l'établissement de la complémentarité entre la recherche-action et la méthode expérimentale) et un apport pratique (la proposition de solutions opérationnelles pour améliorer la cohérence et la cohésion)

Le travail de la thèse porte sur l’analyse d’une activité de conception expérimentale réalisée par des élèves de 1ère S à l’aide d’un EIAH (Environnement Informatique pour l’Apprentissage Humain). Il vise à comprendre les rapports au savoir et à la démarche expérimentale établis par l’élève et l’enseignant face à ce type d’activité.Il s’agit de rendre compte des connaissances mobilisées par les élèves et de mesurer l’influence des supports proposés par un EIAH nommé LabBook. Il s’agit également de décrire la manière dont l’enseignant prend en charge les difficultés rencontrées par les élèves.A ce propos, une ingénierie didactique a été modélisée dans le cadre de la Théorie des situations didactiques (Brousseau, 1986). Cette ingénierie est ancrée dans la thématique de la « génétique » et plus précisément dans « l’expression du patrimoine génétique », domaine pour lequel on constate de nombreuses difficultés chez les élèves. Les analyses portent sur les productions des élèves, leurs réponses aux questionnaires (pré-test et post-test) et les interactions enseignant-élève produites tout au long du travail dans la situation.Ce travail a permis de mettre en valeur le rôle de l’élaboration des protocoles expérimentaux dans la modification du système des connaissances des élèves et de l’évolution de leurs connaissances relatives à la notion de gène et l’expression de l’information génétique. Les supports d’étayages implémentés dans LabBook offrent un potentiel aux élèves pour la mise en œuvre de la conception expérimentale. D’ailleurs, divers supports d’étayage ont été mis en place par les enseignants afin de prendre en charge les difficultés rencontrées par les élèves. L’étude de ces supports d’étayages permet d’élaborer des recommandations en vue de faire évoluer la plateforme LabBook et palier aux difficultés d’apprentissage des élèves. / The thesis work involves an analysis of the experimental design activity carried out by students of junior year of high school in sciences using a TEL environment (Technology Enhanced Learning). It aims at understanding how they relate to knowledge and to the experimental approach established by both student and teacher.The thesis gives an account of how the students mobilizes their knowledge and it measures the influence of learning supports proposed by a TEL named LabBook. It also focuses on how the teacher deals with the difficulties encountered by students.Regarding that matter, a didactic engineering was already modelled as part of the Theory of didactical situations (Brousseau, 1986). This engineering focuses on the thematic of "genetic" and more specifically on "the expression of the genetic heritage" - a problematic area for most students. The analyses deal with the students’ productions, their answers to questionnaires (pre-test and post-test) and the teacher-student interactions produced throughout the work in the situation.This work highlighted the role of experimental design in changing the students' knowledge system and the evolution of their knowledge about the gene concept and expression of genetic information. The scaffolds implemented in the LabBook platform offer the students a potential for the implementation of experimental design. Teachers themselves dealt with the difficulties encountered by their students by implementing various aids. The study of these scaffolds allows the development of useful recommendations to improve the LabBook platform so as to help students overcome their learning difficulties.

Cette thèse s'articule autour de la théorie de la conscience de la situation et son application dans le domaine de l'analyse de l'activité de conduite automobile. Après avoir examiné les aspects fondamentaux de la théorie de la Conscience de la Situation (chapitre 1), nous aborderons les travaux soviétiques réalisés des années 1940 aux années 1970 (chapitre 2) dans le champ de l'analyse de l'activité des opérateurs. Ce pont jeté nous permettra de rapprocher la théorie de la conscience de la situation avec des travaux plus classiques de la psychologie cognitive : le champ de la représentation mentale. Enfin, nous nous focaliserons sur l'application de ces concepts dans le domaine de la conduite automobile en abordant plus particulièrement trois points l'expérience de conduite, les ressources cognitives des conducteurs et les conducteurs seniors (chapitre 3). Suite à quoi nous présenterons notre propre protocole expérimental, OSCAR, mise en place afin d'analyser les représentations mentales du conducteur en fonction de différentes sources de variations (chapitre 4). Après une présentation détaillée des résultats obtenus par OSCAR, nous listerons les atouts et les limites de ce protocole, bases pour élaborer une seconde version, ICARE (chapitre 5). Une fois la comparaison des données recueillies par nos deux outils, nous nous attacherons à montrer en quoi ICARE permet d'analyser d'une manière originale les représentations mentales des conducteurs. Cela nous permettra de considérer le potentiel applicatif d'ICARE d'une part pour la recherche scientifique et d'autre part dans le domaine de la formation des conducteurs (chapitre 6 et 7) ; Sous la direction de : Monsieur Le Professeur Robert MARTIN Devant le jury composé de : - Mr Yves CROZET, Professeur, Université Lumière Lyon II (Président) - Mr Claude BASTIEN, Professeur, Université de Provence (Rapporteur) - Mr Guy BOY, HDR EURISCO Int., Toulouse (Rapporteur) - Mr Robert MARTIN, Professeur, Université Lumière Lyon II, - Mr Thierry BELLET, Ingénieur de Recherche, INRETS-LESCOT, Bron - Mr René CHOMETTE, PDG, CESR-ECF, Bron. Mots clés libres : psychologie cognitive, conduite automobile, conscience de la situation, représentation mentale, protocole expérimental, outil pour la formation des conducteurs, aide à la conduite.

Les résines époxy renforcées par des nodules thermoplastiques sont largement utilisées dans les matériaux composites à matrice organique de l’industrie aéronautique. Dans le cas particulier des stratifiés, les résines époxy déterminent la résistance du milieu inter-laminaire au délaminage. Ce processus de décohésion macroscopique apparaît classiquement lors d’un impact dynamique et compromet fortement l’intégrité des structures composites légères. Pourtant, les modèles cohésifs actuels ne sont pas prévus pour la simulation du délaminage sous sollicitation rapide. Notamment, l’influence présumée de la dynamique sur la rupture du milieu inter-laminaire riche en résine époxy n’est pas prise en compte. Par conséquent, cette recherche consiste à caractériser l’initiation et la propagation de fissure dans une résine époxy sous chargement dynamique. Dans cet objectif, des éprouvettes entaillées sont fabriquées à partir de la résine époxy Hexply RM21 spécifique du domaine aéronautique. Un protocole expérimental est développé et validé afin d’estimer les ténacités d’initiation et de propagation d’une éprouvette chargée en flexion 3-points par un vérin hydraulique. Les essais réalisés démontrent que la ténacité dynamique augmente fortement avec la vitesse de propagation de fissure, à l’inverse de la ténacité d’initiation qui diminue avec la vitesse d’impact. Ces évolutions sont cohérentes avec les micrographies réalisées post-mortem qui présentent une augmentation des mécanismes de rupture. Finalement, une loi cohésive est définie et identifiée pour prendre en compte l’influence de la dynamique sur l’initiation et la propagation d’une fissure dans la résine époxy étudiée. / Epoxy resins toughened with embedded thermoplastic particles are classically used in the aeronautical composites manufacturing. As matrix into laminated composites, epoxy resins determine the delamination resistance of the interlaminar field. The delamination process is a large decohesion that often occurs during impact loadings and it critically compromises the integrity of the light weight composite structures. However, most of the cohesive zone models are not intended to simulate delamination under high rate loadings. In particular, these models do not consider the expected effects of loading rate on fracture behaviour of the resin-rich interlaminar field. Therefore, this research aims at characterizing crack initiation and propagation in epoxy resins under dynamic loadings. For that purpose, we manufacture notched specimens made of pure Hexply RM21 epoxy resin which is mainly used in aeronautics. An experimental procedure is developed and validated in order to estimate initiation and propagation fracture toughness on a 3-points bending test associated to a servo-hydraulic testing machine. Experimental results demonstrate that the dynamic fracture toughness highly increases with the crack propagation speed while the initiation toughness decreases with the impact velocity. These evolutions are consistent with post-mortem micrographic observations that show intensifying fracture mechanisms. Finally, a cohesive law is defined and identified to take into account the dynamic dependency of crack initiation and propagation in the considered epoxy resin.

Cette thèse a été réalisée dans un cadre pluridisciplinaire alliant protocole expérimental, instrumentation dans des conditions de mesures in vivo, détection de ruptures associées à des changements d'états physiologiques et identification et prétraitement d'artefacts de mesures chez des coureurs de marathons. Nous avons considéré l'analyse de la variabilité du rythme cardiaque (VRC) et l'analyse de l'activité électrodermale (AED) pendant une course et lors des phases qui la précèdent et la suivent. La détection de ruptures de moyenne et de tendance est effectuée par la méthode Filtered Derivative with p-Value (FDpV) tout au long de cette thèse. La méthode FDpV est basée sur une analyse dynamique faisant appel à un modèle stationnaire par morceaux. Elle a permis en particulier d'introduire un indice de régulation cardiaque pour les coureurs. Un suivi des changements des états d'éveil et de motivation à travers l'AED par la détection de ruptures de la tendance pendant la course d'un semi-marathonien est également proposée. Ceci a permis de définir des signatures de début et de fin de course. Une attention particulière a été apportée à la composante tonique de l'AED reflétant le niveau d'activation affectif. Nous avons comparé trois méthodes d'extraction du niveau tonique en tenant compte des artefacts potentiels présents. Ce travail concerne des études de cas; il peut être étendu à une cohorte et englober plus de paramètres physiologiques (VO2, EEG,...). Ainsi, une classification des états d'éveil et de motivation peut être envisagée et représente des éléments significatifs de caractérisation des données physiologiques in vivo pour l'optimisation des performances sportives. / This thesis was carried out in a multidisciplinary approach that combines experimental protocol, instrumentation, in vivo measurements, physiological change detection instants and identification and preprocessing of measurement artefacts for marathon runners. We considered the analysis of the heart rate variability (HRV) and the electrodermal activity (EDA) recorded during a semi-marathon including pre and post competition periods. A study of the HRV and EDA change detection was carried based on the mean and the trend using the Filtered Derivative with pValue method (FDpV) throughout this thesis. This segmentation method is based on a dynamical approach using a piece-wise stationary model. As a result, itallowed to introduce an index of cardiac regulation for semi-marathon runners. Physiological state changes tracking of affective dimension i.e. "stress" and motivation via the EDA by change detection on its tonic component which reflects the EDA general trend throughout a semi-marathon was also proposed. This enabled us to characterize start and finish phases of a race which are key elements in any competition. A special attention was given to the tonic component of the EDA reflecting the overall level of affective activation. We compared three methods of tonic level extraction by taking into account the present potential artefacts. Thiswork focused on case studies; It can be generalized over a cohort and include more physiological parameters such that VO2 or EEG. Hence, a classification of stress states may also be considered and represent other significant features for characterizing in vivo physiological data for sport performance optimization.

À l'approche d'un point critique, la divergence de la longueur de corrélation des fluctuations peut être tronquée par le confinement du système. Cette troncature engendre des effets de taille finie présentant des caractères universels au sein d'un classe de transitions de phases.Nous nous sommes intéressés particulièrement à la classe d'universalité du modèle d'Ising, regroupant notamment les transitions de phase ferro/paramagnétique pour les systèmes magnétiques uniaxiaux, la transition liquide/gaz et encore la démixtion de mélanges binaires. Nous présentons tout d'abord une introduction aux phénomènes critiques, à l'universalité, au « finite-size scaling » et aux simulations Monte Carlo du modèle d'Ising, sur lesquelles se fondent la majeur partie de ce travail.Un effet de taille finie ayant attiré une grande attention durant les dernières dizaines d'années est la force de Casimir critique. Les travaux théoriques et numériques concernant cette force ont, dans leur quasi totalité, été menés dans des systèmes magnétiques modèles, tel que les modèles d'Ising ou XY. Par contre, les approches expérimentales ont toutes été réalisées dans des systèmes fluides, tels que des mélanges binaires ou de l'hélium IV proche de la transition superfluide.Une motivation de ce travail a été de chercher a résoudre cette situation paradoxale en proposant, d'une part, un protocole expérimental pour la mesure de la force de Casimir dans une couche mince magnétique et, d'autre part, une approche numérique dans un mélange binaire de type Lennard-Jones. Cette dernière approche présente l'avantage d'ouvrir la porte à des études des fluctuations de la force de Casimir ou encore hors-équilibre. / Approaching a critical point, the divergence of the correlation length of fluctuations can be cut-off by a confinement of the system. This truncation fosters finite size effects with universal features in a class of continuous phase transitions. We are particularly interested in the Ising universality class, regrouping transitions such as the ferromagnetic/paramagnetic transition for uniaxial magnetic systems, the liquid/gas tran- sition and the demixing of binary mixtures. We will first present an introduction to critical phenomena, universality, finite-size scaling and Monte Carlo simulations of the Ising model, on which a major part of this work relies.A finite size effect that has particularly drawn attention in the past decades is the critical Casimir force. On the one hand, theoretical and numerical works on the subject have almost systematically been performed in magnetic model systems, such as the Ising or XY models. On the other hand, experimental approaches were all realized in fluid systems, such as binary mixtures or helium IV close to the superfluid transition.A motivation of this work was to bridge this gap by proposing, firstly, an experimental protocol for measuring the critical Casimir force in a magnetic layer and, secondly, a numerical approach in a Lennard-Jones binary mixture. The latter is of particular interest as it could lead the way to studying fluctuations of the Casimir force or out-of-equilibrium phenomena.