Cette thèse est consacrée à l'étude de méthodes numériques pour la simulation des écoulements polyphasiques en milieu poreux, en vue de leur application à des problèmes d'ingénierie pétrolière ou environnementale. Nous présentons une formulation générique du modèle d'écoulements à nombre quelconque de composants présents dans un nombre quelconque de phases. Dans notre approche l'approximation des flux diffusifs (issus, par exemple, de la loi de Darcy) s'appuie sur de nouveaux schémas, appelés schémas gradient, qui ont plusieurs avantages sur les schémas industriels standard : ces derniers, qui sont des schémas volumes finis multi-points centrés aux mailles, ne sont généralement pas symétriques et convergent difficilement sur des cas à forts rapports d'anisotropie. Nous montrons en revanche que les schémas gradient conduisent naturellement à des approximations symétriques et convergentes. Parmi cette classe de schémas, nous étudions plus particulièrement le schéma "VAG" qui fait intervenir des inconnues au centre des mailles et aux sommets du maillage. Ce schéma conduit à la définition de flux entre le centre d'une maille et ses sommets, qui sont utilisés pour généraliser la méthode "VAG" au contexte polyphasique. Des tests numériques montrent alors que ce schéma est robuste, et conduit à un très bon compromis précision/coût, ce qui en fait un candidat idoine pour les applications industrielles. Nous présentons notamment un cas test, basé sur des observations de terrains, d'injection et de dissolution de CO2 dans la région proche d'un puits foré dans un aquifère salin. Nous montrons alors que le schéma numérique permet de simuler l'assèchement et la précipitation de minéral observée en pratique. Un chapitre de la thèse est enfin consacré à l'étude pratique et théorique d'une méthode numérique générique pour contrôler l'effet d'axe lors de l'utilisation de schémas industriels

En microrobotique, l'interaction directe avec les objets par l'opérateur est impossible, en raison notamment de leur taille, des phénomènes physiques complexes et de la grande sensibilité des systèmes aux conditions environnementales. Les systèmes de téléopération apparaissent comme un moyen prometteur pour interagir avec l'échelle microscopique où la perception sensorielle humaine a dépassé ses limites. Cependant, ces systèmes doivent répondre à deux problématiques importantes: la transparence du fait des phénomènes physiques complexes qui doivent être retransmis et la stabilité du fait de la réduction d'échelle. Bien que les travaux actuels aient donné lieu à des systèmes performants, des insuffisances apparaissent notamment par la prise en compte de la spécificité du couplage haptique, de la mesure de microforces, de l'inertie importante des interfaces haptiques utilisées, etc. Pour obtenir des systèmes complets et intuitifs, plusieurs points doivent être abordés : le choix d'une interface haptique adaptée, le développement d'un nouvel outil de mesure de microforces, la synthèse de loi de commande et l'utilisation d'un couplage bilatéral direct. Une chaîne de micro téléopération est conçu en prenant en compte les points précédents. Des téléopérations mono-dimensionnelles ont pu être menées pour valider la chaîne. Plusieurs utilisateurs inexpérimentés ont réussi à utiliser le système pour interagir avec une goutte d'eau. Ils ont pu ressentir les différents efforts d'interaction, notamment le pull-in et le pull-off. Ce travail n'est qu'un premier pas vers des systèmes de micro téléopération intuitifs. Il montre aussi l'intérêt de l'approche proposée en microrobotique.

Le Schéma de Cohérence Territoriale (SCoT) est l'instrument central de l'aménagement communautaire urbain français, qui associe le rôle d'assemblage de plusieurs politiques sectorielles et de coordination multi-scalaire aux objectifs de conception de villes durables. Il est donc souhaité que les SCoTs soient capables : a) d'améliorer les procédures par l'instauration de territoires de planification mieux adaptés aux enjeux, b) d'élargir le dialogue entre acteurs et société civile et, finalement c) d'agir pour la " soutenabilité " des villes. Ainsi, les enseignements tirés de ce travail concernent à la fois la traduction du référentiel " ville durable " et l'analyse des modalités de création de la décision par les acteurs lors de l'élaboration des SCoTs. Ces analyses, réalisées à partir de deux cas (la communauté d'agglomération de Montpellier CAM et la région urbaine grenobloise RUG), s'appuient sur l'étude du contenu des deux SCoTs ainsi que d'autres sources documentaires, sur des entretiens avec des acteurs et sur l'observation des ateliers de travail et réunions délibératives lors de l'élaboration du document. Cette étude met en évidence la constitution d'une vision planificatrice à une échelle plus large que celle traitée par la planification antérieurement, une meilleur prise en compte des enjeux environnementaux et une meilleure maîtrise de l'étalement urbain par les deux SCoTs, agissant pour la construction de villes plus durables. Cependant, les SCoTs sont différents quant à la construction du périmètre de projet, plus cohérent et durable dans la RUG que dans la CAM, et quant à leur équilibre démocratique lors de la prise de décision. Cela est dû à leurs contextes particuliers, qu'influent autant, ou même plus, que les SCoTs, dans l'efficacité de l'action publique.

L'interopérabilité entre applications et les passerelles entre différentes sources de don- nées sont devenues des enjeux cruciaux pour permettre des échanges d'informations op- timaux. Cependant, certains processus nécessaires à cette intégration ne peuvent pas être complétement automatisés à cause de leur complexité. L'un de ces processus, la mise en correspondance de schémas, est maintenant étudié depuis de nombreuses années. Il s'attaque au problème de la découverte de correspondances sémantiques entre éléments de différentes sources de données, mais il reste encore principalement effectué de manière manuelle. Par conséquent, le déploiement de larges systèmes de partage d'informations ne sera possible qu'en (semi-)automatisant ce processus de mise en correspondance. De nombreux outils de mise en correspondance de schémas ont été développés ces dernières décennies afin de découvrir automatiquement des mappings entre éléments de schémas. Cependant, ces outils accomplissent généralement des tâches de mise en cor- respondance pour des critères spécifiques, comme un scénario à large échelle ou la décou- verte de mappings complexes. Contrairement à la recherche sur l'alignement d'ontologies, il n'existe aucune plate-forme commune pour évaluer ces outils. Aussi la profusion d'outils de découverte de correspondances entre schémas, combinée aux deux problèmes évoqués précedemment, ne facilite pas, pour une utilisatrice, le choix d'un outil le plus ap- proprié pour découvrir des correspondances entre schémas. La première contribution de cette thèse consiste à proposer un outil d'évaluation, appelé XBenchMatch, pour mesurer les performances (en terme de qualité et de temps) des outils de découverte de corre- spondances entre schémas. Un corpus comprenant une dizaine de scénarios de mise en correspondance sont fournis avec XBenchMatch, chacun d'entre eux représentant un ou plusieurs critères relatif au processus de mise en correspondance de schémas. Nous avons également conçu et implémenté de nouvelles mesures pour évaluer la qualité des schémas intégrés et le post-effort de l'utilisateur. Cette étude des outils existants a permis une meilleure compréhension du processus de mise en correspondance de schémas. Le premier constat est que sans ressources ex- ternes telles que des dictionnaires ou des ontologies, ces outils ne sont généralement pas capables de découvrir des correspondances entre éléments possédant des étiquettes très différentes. Inversement, l'utilisation de ressources ne permet que rarement la découverte de correspondances entre éléments dont les étiquettes se ressemblent. Notre seconde con- tribution, BMatch, est un outil de découverte de correspondances entre schémas qui inclut une mesure de similarité structurelle afin de contrer ces problèmes. Nous démontrons en- suite de manière empirique les avantages et limites de notre approche. En effet, comme la plupart des outils de découverte de correspondances entre schémas, BMatch utilise une moyenne pondérée pour combiner plusieurs valeurs de similarité, ce qui implique une baisse de qualité et d'efficacité. De plus, la configuration des divers paramètres est une autre difficulté pour l'utilisatrice. Pour remédier à ces problèmes, notre outil MatchPlanner introduit une nouvelle méth- ode pour combiner des mesures de similarité au moyen d'arbres de décisions. Comme ces arbres peuvent être appris par apprentissage, les paramètres sont automatiquement config- urés et les mesures de similarité ne sont pas systématiquement appliquées. Nous montrons ainsi que notre approche améliore la qualité de découverte de correspondances entre sché- mas et les performances en terme de temps d'exécution par rapport aux outils existants. Enfin, nous laissons la possibilité à l'utilisatrice de spécifier sa préférence entre précision et rappel. Bien qu'équipés de configuration automatique de leurs paramètres, les outils de mise en correspondances de schémas ne sont pas encore suffisamment génériques pour obtenir des résultats qualitatifs acceptables pour une majorité de scénarios. C'est pourquoi nous avons étendu MatchPlanner en proposant une "fabrique d'outils" de découverte de corre- spondances entre schémas, nommée YAM (pour Yet Another Matcher). Cet outil apporte plus de flexibilité car il génère des outils de mise en correspondances à la carte pour un scénario donné. En effet, ces outils peuvent être considérés comme des classifieurs en apprentissage automatique, puisqu'ils classent des paires d'éléments de schémas comme étant pertinentes ou non en tant que mappings. Ainsi, le meilleur outil de mise en cor- respondance est construit et sélectionné parmi un large ensemble de classifieurs. Nous mesurons aussi l'impact sur la qualité lorsque l'utilisatrice fournit à l'outil des mappings experts ou lorsqu'elle indique une préférence entre précision et rappel.

Cette thèse est consacrée au développement d'une méthode numérique visant à modéliser des écoulements dans des milieux poreux fissurés, ainsi qu'à déterminer leur perméabilité effective à partir des avancements théoriques récents. En parallèle, elle a été aussi l'occasion de continuer sur la voie théorique et d'obtenir de nouveaux résultats sur ce plan.Les équations générales gouvernant l'écoulement dans de tels matériaux sont rappelées, et plus particulièrement, la conservation de la masse à l'intersection entre fissures est établie explicitement [132, 139]. Des solutions générales du potentiel sont proposées sous la forme d'une équation intégrale singulière décrivant l'écoulement dans et autour des fissures entourées par une matrice infinie soumise à un champ lointain [136, 139]. Ces solutions représentent le champ de pression dans le milieu infini en fonction de l'infiltration dans les fissures qui prennent en compte complètement l'interaction et l'intersection entre fissures. En considérant le problème d'une fissure super-conductrice, des solutions analytiques de l'écoulement ont été développées et ces solutions sont utilisées comme cas de référence pour valider la solution numérique. De plus, la solution théorique de ce problème dans le cas 3D permet de comparer le modèle d'écoulement de Poiseuille dans une fissure elliptique d'épaisseur nulle et le modèle d'inclusion ellipsoïdale aplatie soumise à l'écoulement de Darcy [140]. Des outils numériques ont été développés en se basant sur la méthode des équations intégrales singulières afin de résoudre les équations générales du potentiel [132, 180]. Cela permet, d'une part, de modéliser l'écoulement stationnaire dans un domaine poreux contenant un grand nombre de fissures et, d'autre part, de proposer une solution semi-analytique de l'infiltration dans une fissure isolée dépendant de la perméabilité de la matrice, de la conductivité de la fissure et de la variable géométrique de la fissure. Cette dernière est l'élément essentiel pour déterminer de la perméabilité effective d'un milieu poreux fissuré en utilisant des schémas d'homogénéisation. Ce modèle auto-cohérent révèle un seuil de percolation qui est alors applicable pour l'estimation de la perméabilité effective d'un matériau contenant un grand nombre de fissures. L'approche par sous-structuration permet l'extension de la solution générale du potentiel, écrite pour un domaine infini, à celle d'un domaine fini [181]. Une solution analytique de l'écoulement dans et autour d'une fissure partiellement saturée est établie, fondée sur la solution analytique pour la fissure super-conductrice. Celle-ci est alors utilisée pour estimer la perméabilité effective d'un milieu poreux fissuré non-saturé [141]. Le modèle de la perméabilité effective est appliqué dans le contexte du stockage géologique du CO2 en vue d'étudier le comportement d'une zone de faille constituée par un noyau argileux et des zones fissurées. La pression d'injection provoque l'augmentation de la pression interstitielle dans le réservoir. Cette surpression engendrée dans le réservoir peut affecter la perméabilité de zones fissurées ce qui conduit à des phénomènes hydromécaniques couplés. Les résultats de simulations numériques permettent d'évaluer, d'une part, le risque de la remontée de la saumure à l'aquifère supérieur, et d'autre part, le risque de l'initiation d'une rupture sur le plan de la faille

Cette réflexion aborde la protection de l'enfance sous un autre angle que celui présenté par les pouvoirs publics. Sa singularité repose sur sa manière de montrer la mise en place progressive des mécanismes de protection de l'enfance. Elle décrit les rapports qu'entretiennent la famille et les pouvoirs publics : État, collectivités locales ; soulève les raisons réelles de leur l'intervention en décrivent les mécanismes ayant entraîné l'assentiment de la famille au projet de vie collective représenté par l'éducation et l'accession des enfants à l'autonomie. Si cette implication peut être salutaire, elle entraine aussi une fragilisation des parents déjà affaiblis par des difficultés sociale et professionnelle. Cette thèse explore certains aspects non évoqués qui constituent pourtant un danger pour les enfants. Elle s'appuie sur deux éléments : il s'agit des données sur l'enfance en danger recueillies par l'Antenne enfance ado et des dispositifs de prise en charge élaborée par le Conseil général du Doubs. Les manquements observés supposent une refonte de la protection de l'enfance dans la manière de considérer la famille.

Nous étudions plusieurs aspects d'équations aux dérivées partielles multi-échelles. Pour trois exemples, la présence de multiples échelles, spatiales ou temporelles, motive un travail de modélisation mathématique ou constitue un enjeu de discrétisation. La première partie est consacrée à la construction et l'étude d'un système multicouche de type Saint-Venant pour décrire un fluide à surface libre (océan). Son obtention s'appuie sur l'analyse des échelles spatiales, précisément l'hypothèse " eau peu profonde ". Nous justifions nos équations à partir du modèle primitif et montrons un résultat d'existence locale de solution. Puis nous proposons un schéma volumes finis et des simulations numériques. Nous étudions ensuite un problème hyperbolique de relaxation, inspiré de la théorie cinétique des gaz. Nous construisons un schéma numérique via une stratégie préservant l'asymptotique : nous montrons sa convergence pour toute valeur du paramètre de relaxation, ainsi que sa consistance avec le problème à l'équilibre local. Des estimations d'erreurs sont établies et des simulations numériques sont présentées. Enfin, nous étudions un problème d'écoulement sanguin dans une artère avec stent, modélisé par un système de Stokes dans un domaine contenant une petite rugosité périodique (géométrie double échelle). Pour éviter une discrétisation coûteuse du domaine rugueux (l'artère stentée), nous formulons un ansatz de développement de la solution type Chapman-Enskog, et obtenons une loi de paroi implicite sur le bord du domaine lisse (artère seule). Nous montrons des estimations d'erreurs et des simulations numériques

Le schéma corporel est une représentation interne et dynamique du corps, de la morphologie, et des positions relatives des segments corporels. Celui-ci serait le support à partir duquel une motricité adaptée va pouvoir se mettre en place. L’objectif principal de ce travail doctoral était d’évaluer plus précisément cette intrication entre schéma corporel et comportements moteurs. Nous avons ainsi évalué à la fois l'effet de différentes distorsions du schéma corporel sur le comportement moteur, et inversement l'effet des comportements moteurs sur la modulation éventuelle du schéma corporel.Tout d’abord, nous avons testé si la distorsion morphologique du schéma corporel rapportée récemment dans l’anorexie mentale avait un retentissement sur la locomotion des patientes, dans une tâche de passabilité d’ouvertures (Etude 1). Les patientes ont effectivement tourné leurs épaules pour des largeurs d’ouvertures qui, compte tenu de leur nouvelle morphologie, ne nécessitaient pas une telle contorsion. Des comportements moteurs identiques ont été observés chez une patiente ayant perdu massivement et rapidement du poids, mais sans souffrir d’anorexie mentale (Etude 2). Ces résultats dans leur ensemble soulignent la rigidité du schéma corporel face à des changements corporels majeurs, ainsi que son incidence forte sur le comportement moteur dans l’anorexie mentale.Dans un deuxième temps, nous avons induit chez le sujet sain, grâce au paradigme miroir, souvent utilisé en réadaptation motrice, une distorsion entre schéma corporel et segments corporels, afin d’en évaluer les conséquences sur le comportement moteur volontaire (coordination bimanuelle, Etude 3) et involontaire (post-effet moteur, Etude 4). Les résultats de nos études font apparaître que la modulation des comportements moteurs dans le paradigme miroir serait plus liée aux afférences proprioceptives du bras face au miroir ou encore à une meilleure répartition des processus attentionnels, plutôt qu’à la distorsion du schéma corporel via le miroir.Enfin, nous avons testé si les comportements moteurs, ou tout du moins l’intention motrice à l’origine, pouvaient en retour moduler le schéma corporel et le sens du mouvement (Etude 5). Les illusions de mouvement induites dans le paradigme miroir ont bien été modulées selon que l’intention motrice du bras soumis à l’illusion soit congruente ou non avec le sens du mouvement illusoire généré.Compte tenu de l’implication de l’intention motrice dans la mise à jour du schéma corporel, nous suggérons que la prise en charge des troubles du schéma corporel (e.g. dans l’anorexie mentale), souvent basée sur une réadaptation visuelle de la représentation du corps, devrait être complétée par une remédiation sensori-motrice.Mots clefs : schéma corporel, comportement moteur, anorexie mentale, paradigme miroir, kinesthésie / The body schema is an internal and dynamic representation of the body, of the relative positions of body parts, but also of their metrics. It is supposed to be the support for motor behavior to develop appropriately. The main purpose of this doctoral work was to better assess this entanglement between body schema and motor behaviors. Specifically, we sought to evaluate how different motor behaviors are affected by distortions of the body schema, and conversely how the body schema could be modulated by motor behaviors.First, we tested whether the distortion between body schema and body morphology, recently reported in the anorexia nervosa patients, had an impact on their motor behaviors during a locomotion task of door crossing (Study 1). Results show that these patients are actually turning their shoulders for door widths which, given their body morphology, do not require such a contortion. Similar motor behaviors were observed on a patient who lost weight massively and quickly, without suffering from anorexia nervosa (Study 2). Altogether these results confirm the rigidity of body schema towards major body changes, as well as its significant impact on motor behavior in anorexia nervosa.In the second part of this work, we sought to experimentally induce a visual distortion between body schema and segmental positions in healthy subjects, with a mirror paradigm, usually used as therapeutic tool, and to assess the implications for a voluntary motor behavior (bimanual coordination task - Study 3) and an involuntary one (post-contraction response- Study 4). These results show that modulation on motor behaviors is more related to proprioceptive inputs from one arm facing the mirror or better allocation of attention, rather than distortions of the body schema and mirror itself.Finally, our last aim was to test whether the motor behavior, or at least the original motor intention, could in turn modulate the body schema (Study 5). Our results revealed that illusions of movement induced in the mirror paradigm were regulated by whether the participant conducted a motor intention, with the arm subject to the illusion, that was congruent or not with the induced illusory motion.Given the involvement of motor intention in updating the body schema, we suggest that the treatment of body schema disorders (e.g. anorexia nervosa), often based on a visual rehabilitation of the body representation, should be supplemented by a sensorimotor remediation.Keywords: body schema, motor behavior, anorexia nervosa, mirror paradigm, kinesthesia

This thesis deals with design and production of teaching kits with Atmel AVR microcontroller. This kit includes a processor board and modules, which will connect to the board. It describes the equipment needed for software design and programming of microcontroller and technological processes to create a kit. Also, it will find the basic theoretical knowledge to work with the ATmega8535 microcontroller. Kit along with a disc on which are recorded all the diagrams, pictures and programs created by me, will be attached to the thesis.

Nous nous intéressons dans cette thèse au développement et à la mise en oeuvre de schémas numériques Volumes Finis d’ordre élevé pour des maillages non-structurés. Il s’agit de mettre en place les ingrédients numériques pour réaliser des simulations aux grandes échelles avec le code numérique elsA. Les schémas numériques proposés sont basés sur une approche directionnelle, afin de limiter le coût CPU et de réduire la molécule de points. La partie convective du schéma numérique doit être d’ordre élevé. L’ordre élevé est obtenu en utilisant différents gradients sur un stencil prédéféni utilisant 4 cellules. Deux gradients sont utilisés pour la partie convective : le gradient GreenGauss et le gradient “UIG”. Pour la partie diffusive, le gradient “UIG” est utilisé. Ce gradient a été développé durant la thèse et permet d’avoir un gradient moyen d’ordre 2 sur chaque interface. Ce gradient a été étudié et validé sur différents cas-tests. Les schémas numériques d’ordre élevé ont été analysés théoriquement avec des analyses d’ordre et de stabilité. Il a été montré que ces schémas peuvent atteindre l’ordre 5 sur des hexaèdres et l’ordre 3 sur des triangles équilatéraux. Suite à cette analyse, les différents schémas ont été d’abord testés en 1D sur un cas classique d’advection, puis ont été validés sur le cas de convection du vortex isentropique. / This study will present the development and results of high-order Finite Volume schemes for unstructured grids. The goal is to prepare numerical tools to perform Large Eddy Simulations with the indutrial solver elsA. These numerical schemes are based on a directional approach in order to limitate the CPU cost and reduce the stencil. The convective part of the scheme needs to be high order and this is obtained by the use of gradients on a four-cell stencil. Two gradients are used for the convective part, the Green-Gauss gradient and the “UIG” gradient. For the diffusive part, the “UIG” gradient is used. It was developped during this study and allows to recover a secondorder accurate scheme. This gradient was validated theorically and numerically on some test cases. High order numerical schemes were studied theorically with order and frequency analysis. It was shown that these schemes are fifth-order accurate on regular hexaedral elements and third-order accurate on equilateral triangles. Following this analysis, these schemes were tested in 1D on an advection test case and were then validated on the convection of an isentropic vortex.