La thèse, inscrite dans le programme européen tempQsim, a pour objectif d'identifier des périodes critiques pour la qualité de l'eau - azote et phosphore, des rivières intermittentes. L'étude a été menée sur la Vène, tributaire de l'étang de Thau. Quatre composantes principales participent à l'écoulement: les zones urbaines, les zones agricoles, deux sources karstiques et les rejets de stations d'épurations (STEP).<br />Quatre modes hydrologiques ont été identifiés. (1) A l'étiage, la rivière s'assèche et les rejets des STEPs sont la seule contribution au débit de la rivière. (2) A la reprise de l'écoulement, des crues rapides se succèdent, liées soit au ruissellement sur les zones urbaines, voire agricoles, soit aux sources karstiques. (3) Les crues de hautes eaux sont provoquées par la mise en charge du karst. (4) Le tarissement commence quand la source karstique la plus en amont s'arrête. D'une année à l'autre, la durée et les caractéristiques des modes hydrologiques sont très variables.<br />La mise en œuvre d'une modélisation conceptuelle, axée sur les événements de crues rapides, a permis de reproduire convenablement les crues de reprise d'écoulement.<br />Le niveau de contamination de la rivière est faible et les variations de flux sont liées aux crues. Trois modes de dynamique des nutriments ont été distingués. (1) Lors des périodes d'accumulation, les nutriments issus des rejets des STEPs, sont stockés dans le lit de la rivière : le phosphore est précipité, l'azote est dénitrifié. (2) Lors des crues de reprise d'écoulement, les nutriments, surtout le phosphore, sont remobilisés dans le lit de la rivière. (3) Lors des crues de hautes eaux, les nutriments proviennent du bassin versant et des sources karstiques. <br />Cette étude montre comment la dynamique des nutriments est liée au fonctionnement hydrologique : l'étiage est une période critique du point de vue du niveau de contamination et de l'accumulation des nutriments, et les crues rapides provoquent leur remobilisation.

La première partie de la thèse concerne le calcul numérique des ondes de gravité en 3D. Le modèle résout les équations d'Euler incompressibles avec surface libre pour un écoulement potentiel. L'association de l'Algorithme des Multipôles Rapides avec la Méthode des Eléments aux Frontières permet d'améliorer significativement l'efficacité du modèle. Deux applications sont alors considérées : le déferlement d'une onde solitaire sur un fond tridimensionnel et la focalisation spatiale générée par un batteur à houle. Dans la seconde partie, une étude plus en amont est effectuée dans le contexte des ondes internes en deux dimensions. A l'aide d'un système de type Korteweg de Vries, des ondes solitaires généralisées sont discutées dans le cas où la vitesse approche la valeur critique correspondant à l'apparition des fronts. Ces solutions résultent de la résonance entre une onde solitaire large ayant une amplitude limite et une onde courte, qui se propagent à la même vitesse de phase.

Depuis 25 ans, plus de 200 personnes ont perdu la vie dans le Sud de la France suite à une inondation (Vaison-la-Romaine en 1992, Aude en 1999, Gard en 2002, Var en 2010...). La sauvegarde des populations est affichée comme une priorité des pouvoirs publics, pourtant nous manquons encore d'une caractérisation globale de la vulnérabilité des personnes face aux phénomènes hydrométéorologiques. Ce travail de thèse postule que la mortalité liée aux catastrophes naturelles n'est pas fortuite. Elle reflète des vulnérabilités structurelles et conjoncturelles. L'analyse fine des circonstances de décès et du profil des victimes met en évidence les facteurs qui déterminent la mortalité face à de tels phénomènes et aide à mieux cibler la prévention. Ce travail s'appuie en grande partie sur la constitution d'une base de données géoréférencée pour la période 1988-2011 collectant les lieux, les circonstances et le profil des victimes. La zone d'étude couvre la France Méditerranéenne soumise aux crues " torrentielles " dans un triangle allant des Pyrénées-Orientales à l'Ardèche et au Var. L'analyse permet de remettre en perspective les préjugés d'une vulnérabilité " supposée " (femmes, enfants, personnes âgées...) sur lesquels porte de façon " réflexe " la prévention. Pour les inondations majeures (plus de dix décès) qui totalisent les 2/3 du bilan humain, les décès à domicile sont prépondérants. Les circonstances de décès laissent apparaitre une vulnérabilité subie liée à l'exposition des personnes (par exemple dans un bâti inadapté) ou une vulnérabilité structurelle liée à la capacité des personnes à résister à l'eau. A l'inverse, pour les petits évènements, moins meurtriers mais récurrents, se dégage une vulnérabilité plus " active " qui se traduit par des comportements à risque, conscients ou inconscients, notamment liés aux déplacements. La troisième partie de la thèse envisage les leviers de prévention aptes à réduire ces bilans humains. Une bonne connaissance des circonstances de décès et des facteurs expliquant la mortalité liée aux crues méditerranéennes permet d'évaluer l'efficacité et l'efficience des mesures de gestion du risque et laisse entrevoir des potentialités de " décès évitables " en ciblant les mesures de prévention adéquates.

Une nouvelle technique de dépôt de phases stationnaires solides pour la fabrication de micro colonnes de chromatographie en phase gazeuse a été proposée : pour dépasser les limites des phases stationnaires liquides conventionnelles (ou occasionnellement solides) en termes de rétention des composés très volatiles et/ou de fabrication par lots en salle blanche, une approche consistant en le dépôt direct de l'adsorbant sur le substrat par pulvérisation cathodique a été mise en œuvre. La méthode est par nature compatible avec le procédé de fabrication en salle blanche et industrialisable, et a montré de bons résultats en termes de précision. La séparation d'hydrocarbures volatiles a été rendue possible sur silice, alumine, graphite et magnésie. Différents types de colonnes (structure, phase stationnaire) ont été fabriquées sous la forme de puces en silicium de 2x2 cm², et leurs caractérisations thermodynamique et cinétique ont été réalisées. Des efficacités très satisfaisantes ont été obtenues (plus de 5700 plateaux, des hauteurs de plateau de 250 µm). La possibilité d'utiliser des colonnes à phase stationnaire déposée par pulvérisation cathodique pour l'analyse automatisée en temps réel d'hydrocarbures légers sur site pétrolier a été démontrée par l'implémentation d'un système de programmation en température de la puce et divers tests d'adaptabilité (haute température, gaz vecteur, humidité) : une séparation complète des alcanes linéaires C1-C9 en moins de 15 secondes a été obtenue, ainsi que des séparations de mélanges plus complexes (isomères, insaturés). Une application industrielle confidentielle a été brevetée et développée.

Depuis 25 ans, plus de 200 personnes ont perdu la vie dans le Sud de la France suite à une inondation (Vaison-la-Romaine en 1992, Aude en 1999, Gard en 2002, Var en 2010…). La sauvegarde des populations est affichée comme une priorité des pouvoirs publics, pourtant nous manquons encore d'une caractérisation globale de la vulnérabilité des personnes face aux phénomènes hydrométéorologiques. Ce travail de thèse postule que la mortalité liée aux catastrophes naturelles n’est pas fortuite. Elle reflète des vulnérabilités structurelles et conjoncturelles. L’analyse fine des circonstances de décès et du profil des victimes met en évidence les facteurs qui déterminent la mortalité face à de tels phénomènes et aide à mieux cibler la prévention. Ce travail s’appuie en grande partie sur la constitution d’une base de données géoréférencée pour la période 1988-2011 collectant les lieux, les circonstances et le profil des victimes. La zone d’étude couvre la France Méditerranéenne soumise aux crues « torrentielles » dans un triangle allant des Pyrénées-Orientales à l’Ardèche et au Var. L’analyse permet de remettre en perspective les préjugés d’une vulnérabilité « supposée » (femmes, enfants, personnes âgées…) sur lesquels porte de façon « réflexe » la prévention. Pour les inondations majeures (plus de dix décès) qui totalisent les 2/3 du bilan humain, les décès à domicile sont prépondérants. Les circonstances de décès laissent apparaitre une vulnérabilité subie liée à l’exposition des personnes (par exemple dans un bâti inadapté) ou une vulnérabilité structurelle liée à la capacité des personnes à résister à l’eau. A l’inverse, pour les petits évènements, moins meurtriers mais récurrents, se dégage une vulnérabilité plus « active » qui se traduit par des comportements à risque, conscients ou inconscients, notamment liés aux déplacements. La troisième partie de la thèse envisage les leviers de prévention aptes à réduire ces bilans humains. Une bonne connaissance des circonstances de décès et des facteurs expliquant la mortalité liée aux crues méditerranéennes permet d’évaluer l’efficacité et l’efficience des mesures de gestion du risque et laisse entrevoir des potentialités de « décès évitables » en ciblant les mesures de prévention adéquates. / For 25 years, more than 200 people have died in Southern France due to flooding (Vaison -la-Romaine in 1992, Aude in 1999, Gard in 2002, Var in 2010 ...). Preserving populations appears to be a government priority, however we still lack a comprehensive characterization of the vulnerability of people face to hydrometeorological phenomena. This thesis assumes that the mortality from natural disasters is not accidental. It reflects structural and circumstantial vulnerabilities. The detailed analysis of the circumstances of death and profiles of victims highlights the factors that determine mortality in this phenomena and help to improve disaster prepearedness. This work is based largely on the building of a georeferenced database for the period 1988-2011 addressing the places, the circumstances of death and the profile of the victims. The study area covers the Mediterranean France departments prone to flash floods from the Pyrenees-Orientales to the Ardeche and Var. The analysis relativizes a "supposed" vulnerability (women, childrens, elderly...). For major flooding (more than ten deaths) totaling 2/3 of losses of life, the deaths at home are most numerous. The circumstances of death let appear a sustained vulnerability to human exposure (eg. unsuitable buildings) or structural vulnerability to people's ability to resist water. In contrast, for small events, less deadly but mor recurring exudes a vulnerability more "active" which translates risk behaviors, conscious or unconscious, particularly related to displacements. The third part of the thesis considers the levers prevention able to reduce loss of life. A good knowledge of the circumstances of death and factors explaining mortality from Mediterranean floods used to assess the efficiency and effectiveness of risk management measures and suggests the potential of "avoidable deaths" targeting prevention adequate.

L’usage de l’alliage de vanadium V-4Cr-4Ti comme matériau de gainage du combustible dans les réacteurs nucléaires à neutrons rapides refroidis au sodium (RNR-Na) représente un intérêt tout à fait particulier de par ses propriétés physico-chimiques attractives à savoir : une bonne compatibilité avec le sodium liquide, une transparence neutronique élevée et de bonnes propriétés mécaniques sous irradiation. Toutefois, la dissolution de l’oxygène dans le vanadium conduit à son durcissement de manière considérable et rend, par conséquence, son utilisation conditionnée par l’utilisation de protection externe moyennant des revêtements faisant office de barrière de diffusion à l’oxygène présent dans le sodium liquide à hauteur de quelques ppm. Au cours de ce travail, des revêtements diffusionnels à base siliciures binaires et ternaires sont élaborés essentiellement par cémentation activée en caisse. Leur capacité à protéger le substrat dans des milieux simulant les conditions d’un RNR-Na, caractérisés par un faible potentiel oxydant de O2, est avérée suite à des tests d’oxydation sous hélium impur à 650°C et de corrosion dans le sodium liquide à 550°C (test CorroNa au CEA de Saclay). D’autres tests d’oxydation sous air (cycliques, isothermes et fluage-flexion 3 points) ont montré la bonne résistance des revêtements à des températures au-delà de 900°C grâce à la formation d’une couche protectrice de SiO2, adhérente et compacte. Un autre volet de ce travail a permis d’aborder la stabilité microstructural du système gaine/revêtement dans les conditions accidentelles. Ceci a nécessité le calcul des coefficients d’interdiffusion en s’appuyant parallèlement sur les modèles de croissance multicouche de Wagner et de consommation mutuelle de Buscaglia. En dernier lieu, la coupe isotherme à 1200°C et la projection liquidus du système V-Cr-Si sont étudiés. Cette étape, préliminaire à l’étude du système quaternaire V-Cr-Ti-Si, doit permettre en perspective l’optimisation de l’architecture du revêtement et aider à la compréhension des mécanismes d’oxydation / The use of vanadium alloy V-4Cr-4Ti as fuel cladding in the generation IV sodium cooled fast reactor (SFR) is considered with a great interest thanks to its attractive physico-chimicals properties namely: a good compatibility with liquid sodium, a high neutronic transparency,a good mechanical properties even under irradiation. However, the dissolution of oxygen in vanadium leads to its hardening. This behavior imposes, consequently, the use of on external protection as coatings that can be considered as a barrier against oxygen diffusion contained in liquid sodium at very low concentrations (a few ppm). In this work, binary and ternary diffusional silicides coatings are produced mainly by halide activated pack cementation. Their ability to protect the substrate in media simulating a SFR’s conditions, with a low oxidation potential of O2, is proved according to the results of oxidation tests in impure helium at 650 ° C and corrosion in sodium liquid at 550 ° C (CorroNa test at CEA de Saclay). Other air oxidation tests (cyclic, isothermal and creep-bending 3 points) showed good resistance of coatings at temperatures above 900°C due to the formation of a protective layer of SiO2, adherent and compact. In another part of this work, the microstructural stability of the cladding/coating system in accidental conditions is studied. This required the calculation of interdiffusion coefficients using models of multilayer growth as proposed by Wagner and mutual consumption as proposed by Buscaglia. Finally, the isothermal section at 1200 ° C and the liquidus projection of V-Cr-Si system are studied. This step, preliminary to the study of quaternary V-Cr-Ti-Si system, should allow as a perspective the optimization of the architecture of the coating and help to understand the oxidation mechanisms

La génération d'impulsions courtes et de fréquence de répétition élevée est une fonction essentielle dans les systèmes de communication modernes. De plus, un faible niveau de bruit est requis afin d'avoir des systèmes performants. Les lasers à semiconducteurs à blocage de modes permettent justement d'émettre des impulsions subpicosecondes à des fréquences supérieures à plusieurs centaines de GHz. L'utilisation d'une nouvelle génération de structures à fils ou boîtes quantiques, pour la réalisation des zones actives de ces lasers, a conduit à des impulsions très courtes et de haute fréquence avec de très faibles niveaux de bruits, inférieurs à ceux mesurés sur les structures usuelles à puits quantiques. Le laboratoire CNRS Foton-INSA a une expérience de longue date dans la croissance de fils et de boîtes quantiques de haute qualité en InAs sur substrat d'InP. Le but de cette thèse a été d'expérimenter ces structures pour la réalisation de lasers à blocage de modes. Dans un premier temps ces structures ont été caractérisées par des techniques de mesure de photoluminescence et d'électroluminescence afin de sélectionner les plus adaptées pour la réalisation de lasers monomodes à deux sections, l'une amplificatrice et l'autre à absorption saturable afin d'initier le blocage de modes. Les lasers à boîtes quantiques ont présenté un comportement instable. Il s'agit d'une bifurcation du pic d'émission optique vers deux directions dont l'écart augmente avec le courant d'injection. L'origine de ce phénomène a été attribuée à des groupes de boîtes quantiques caractérisées probablement par leur différence de taille. Le blocage de modes a effectivement été obtenu dans des lasers à fils quantiques à une fréquence de 10,6 GHz et de 41 GHz. La caractérisation des impulsions a révélé une forte dérive en longueur d'onde de celles-ci. En effet, une fibre optique monomode d'environ 545 m a été nécessaire pour compresser ces impulsions et atteindre une durée aussi courte qu'une picoseconde. Le niveau de bruit de ces lasers s'avère être 30 fois plus faible que le niveau le plus bas mesuré sur les composants à puits quantiques.

This thesis examines cultivation in the lives of Sarah and Columbia Bennett between the years 1852 and 1874. The Bennett women's letters convey an intimate sense of the agro-economic preoccupations (and gardening pleasures) of these slave-owning white women, and the centrality of cultivation in mid-nineteenth-century rural Louisiana within a landscape of country stores, plantations, and people. As the lives of the Bennett women illustrate, white women's gardening knowledge and practice formed a cornerstone of central Louisiana society. The Bennett women's gardening knowledge and skill were primary components in the creation of a self-sustaining plantation household. By cultivating produce and other foodstuffs for consumption, the Bennett women made possible the family's participation in the lucrative market for cotton and other cash crops, a market that also tied their household to plantation economies elsewhere in the transatlantic world.

Le travail effectué dans cette thèse a consisté à analyser différents aspects mathématiques et numériques d'une stratégie de résolution des problèmes de propagation d'onde acoustique et électromagnétique en domaine extérieur. Nous nous intéressons plus particulièrement à la méthode de couplage entre éléments finis et représentation intégrale (CEFRI) où nous analysons un algorithme de résolution itérative par analogie avec une méthode de décomposition de domaine ainsi que l'utilisation de la méthode multipôles rapide (FMM). Le système à résoudre fait intervenir des opérateurs intégraux ce qui rend crucial le recours à des méthodes rapides telles que la FMM. L'analogie avec une méthode de décomposition de domaine s'obtient par extension au problème de Maxwell des résultats établis par F. Ben Belgacem et al. pour le problème de Helmholtz posé en domaine non borné. Pour cela, nous avons montré le lien entre la méthode CEFRI et la méthode de Schwarz avec recouvrement total pour la résolution du problème de Maxwell en domaine non borné. Cette relecture de la méthode CEFRI offre également une technique de préconditionnement pour les solveurs de Krylov et nous a permis d'avoir une idée préliminaire sur la convergence de ces méthodes. Ainsi, nous nous intéressons plutôt à des méthodes itératives rapides. Pour cela, nous avons mené une analyse théorique afin de montrer la convergence superlinéaire du GMRES dans une configuration sphérique. La validation de ces aspects a été réalisée par l'enrichissement de nombreux intégrants de la librairie éléments finis Mélina++, en C++. / We are concerned with the study of different aspects of a numerical strategy for the resolution of acoustic and electromagnetic scattering problems. We focus more particu- larly on a coupling of finite element and integral representation (CEFRI) : we study an iterative algorithm by analogy with a domain decomposition method, and consider the use of the Fast Multipole Method (FMM). The system to be solved involves integral operators which requires the use of fast methods such as the FMM. The correspondence with a domain decomposition method is obtained by extending to the exterior Maxwell problem the results derived by F. Ben Belgacem et al. for the Helmholtz problem posed in unbounded domain. To this aim, we show the analogy to the Schwarz method with total overlap. This interpretation of CEFRI suggests a preconditioner for Krylov solvers and enables us to have a preliminary idea of their convergence. We derive in this context an analytical proof of a superlinear convergence of GMRES in a spherical configuration. The validation of these aspects has been achieved by the enrichment of the finite element library Mélina++ in C++.

Ce travail de thèse s’est inscrit dans le contexte d’utilisation d’un cycle de conversion de l’énergie de type Brayton au CO2 supercritique, pour les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium (RNRNa). Dans le cas d’une fuite accidentelle dans l’échangeur de chaleur Na − CO2 d’un RNRNa, le CO2, avec une pression opérative d’environ 200 bars, serait injecté dans le sodium liquide qui se trouve à basse pression,provoquant un jet sous-détendu et réactif deCO2 dans le sodium. L’objectif principal de ce travail de thèse était le développement d’un modèle numérique du jet réactif diphasique de CO2 dans du sodium.Un modèle numérique d’un jet sous-détendu non-réactif de gaz dans du liquide, utilisant une approche3D non-stationnaire de type multi-fluide CFD, a été développé. Les résultats numériques ont été validés à travers la comparaison avec résultats expérimentaux obtenus avec mesures optiques. Un modèle décrivant la réaction chimique entre le sodium et le CO2 a été ensuite développé et intégré dans le modèle 3D multi-fluide. Le modèle résultant permet de calculer les profils de température obtenus au sein du jet et sur les parois des tubes de l’échangeur de chaleur. / This PhD work was motivated by the investigations in the frame of supercritical CO2 Brayton cycles as possible energy conversion cycles for the Sodium-cooled Fast nuclear Reactors (SFRs). Following an accidental leakage inside the sodium-CO2 heat exchanger of a SFR, the CO2, having an operating pressure of about 200 bars, would be injected into the low-operatingpressure liquid sodium, creating an underexpanded reactive CO2-into-sodium jet. The goal of this PhD work is the development of a numerical model of the two-phase reactive CO2-into-sodium jet.A numerical model of an underexpanded non-reactive gas-into-liquid jet was developed, adopting a 3D unsteady multi-fluid CFD approach. The numerical results have been validated through the experimental results obtained with a facility employing optical probe technique. A numerical model for the chemical reaction between sodium and CO2 was then developed and integrated into the 3D two-fluid model. The resulting model allows to determine the temperature profiles inside the reactive jet and on the heat exchanger tubes.