L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier quelques problèmes elliptiques et paraboliques d’écoulement de fluides non Newtoniens incompressibles et non isothermes gouvernés par l’équation aux dérivées partielles de Stokes avec la condition de Tresca sur une partie du bord quand la viscosité dépend à la fois de la température, de la vitesse et du module du tenseur des taux de déformations. Dans le premier chapitre, on a fait une introduction générale. Dans le deuxième chapitre, nous nous intéressons au couplage entre le système de Stokes et l’équation de la chaleur en régime stationnaire. On montre l’existence de la solution de l’inéquation variationnelle décrivant le système de Stokes pour une température donnée quand la viscosité dépend à la fois de la température, de la vitesse et du module du tenseur des taux de déformations en utilisant la méthode de monotonie pour la vitesse et le théorème de De Rham pour la pression. Dans un deuxième temps, on étudie l’existence et l’unicité de la température solution de l’équation de la chaleur avec un terme L1(Ω) au second membre quand la viscosité dépend à la fois de la température, de la vitesse et du module du tenseur des taux de déformations. On montre ensuite l’existence de la solution du problème variationnel couplé avec la viscosité dépend de la température et du module du tenseur des taux de déformations, en utilisant le théorème de point fixe de Schauder. Dans le troisième et le quatrième chapitre, on traite l’existence et l’unicité de la solution du système de Stokes en régime instationnaire quand la viscosité dépend de la température et du module du tenseur des taux de déformations dans les cas p = 2, p > 2 et 6 5 < p < 2 en utilisant la notion des semi-groupes et la méthode de monotonie pour la vitesse et le théorème de De Rham pour la pression. Par contre, lorsque la viscosité dépend de plus de la vitesse on obtient seulement l’existence par le théorème de point fixe de Schauder / The objective of this thesis is to study some elliptic and parabolic problems of the non-Newtonian flow of an incompressible and non isothermal fluid governed by partial differential equation of Stokes with Tresca’s condition on a part of the boundary when the fluid viscosity depends on temperature and also on the modulus of strain rate tensor and the velocity of the fluid. In the first chapter, we did a general introduction. In the second chapter, we consider the coupling between the Stokes systemand the heat equation in steady state. We prove the existence of a solution of the variational inequality describing the Stokes system when the fluid viscosity depends on temperature and also on the modulus of strain rate tensor and the velocity of the fluid of a given temperature by using the monotony methods for the velocity and De Rham’s theorem for the pressure. We study the existence and uniqueness of the temperature solution of the heat equation with L1 (Ω) term to the second member when the fluid viscosity depends on temperature and also on the modulus of strain rate tensor and the velocity of the fluid. We show the existence of a solution of the coupled variational problem when the fluid viscosity depends on temperature and also on the modulus of strain rate tensor by using Schauder fixed point theorem. In the third and the fourth chapter, we treate the existence and uniqueness of a solution of the Stokes system in unsteady state when the fluid viscosity depends only on temperature and on the modulus of strain rate tensor in the cases p = 2, p > 2 and 6 5 < p < 2 by using the notion of semigroup and monotony methods for the velocity and De Rham’s theorem for the pressure. However, when the fluid viscosity depends also on the velocity of the fluid we obtain only the existence by Schauder fixed point theorem

Cette thèse est consacrée à l'analyse mathématique et numérique d'un problème d'interaction fluide-structure stationnaire, couplant un fluide newtonien, visqueux et incompressible, modélisé par les équations de Stokes 2D et une structure déformable, décrite par les équations d'une poutre 1D. Le fluide et la structure sont couplés via une condition aux limites de type frottement à l'interface.Dans l'étude théorique, nous montrons un résultat d'existence et unicité de solutions faibles, dans le cadre de petits déplacements, du problème de couplage fluide structure avec une condition de glissement de type Tresca en utilisant le théorème de point fixe de Schauder.Dans l'analyse numérique, nous étudions d'abord, l'approximation du problème de Stokes avec la condition de Tresca par une méthode d'éléments finis mixtes à quatre champs. Nous montrons ensuite une estimation d'erreur a priori optimale pour des données régulières et nous réalisons des tests numériques. Enfin, nous présentons un algorithme de point fixe pour la simulation numérique du problème couplé avec des conditions aux limites non linéaires. / This PHD thesis is devoted to the theoretical and numerical analysis of a stationary fluid-structure interaction problem between an incompressible viscous Newtonian fluid, modeled by the 2D Stokes equations, and a deformable structure modeled by the 1D beam equations.The fluid and structure are coupled via a friction boundary condition at the fluid-structure interface.In the theoretical study, we prove the existence of a unique weak solution, under small displacements, of the fluid-structure interaction problem under a slip boundary condition of friction type (SBCF) by using Schauder fixed point theorem.In the numerical analysis, we first study a mixed finite element approximation of the Stokes equations under SBCF.We also prove an optimal a priori error estimate for regular data and we provide numerical examples.Finally, we present a fixed point algorithm for numerical simulation of the coupled problem under nonlinear boundary conditions.