Les industries sidérurgiques et du manganèse génèrent des quantités de laitiers très importantes qui ne sont aujourd’hui que peu ou pas valorisées pour la formulation de liants hydrauliques dans le domaine des matériaux de construction. Si le laitier de haut fourneau moulu est bien intégré dans la filière des matériaux de construction, le laitier de convertisseur est majoritairement utilisé sous forme de granulats et le laitier de silicomanganèse granulé n’est aujourd’hui pas valorisé dans cette filière. Les sociétés ArcelorMittal, Ecocem et Eramet produisent ou exploitent ces laitiers, très différents de par leurs origines compositions et propriétés, et cherchent à développer des filières de valorisation pour ce type de coproduit. Des études ont déjà montré que le laitier de convertisseur et le laitier de silicomanganèse peuvent être intégrés au sein de matrices cimentaires en remplacement partiel du ciment, mais peu de données sont disponibles sur la connaissance des mécanismes d’hydratation de ces systèmes cimentaires à base de laitier, sur la faisabilité de tels systèmes et sur l’impact environnemental que peut impliquer l’utilisation de ces laitiers. Nos travaux de recherche ont porté, sur la caractérisation des laitiers étudiés, en particulier sur la granulométrie, la chimie et la microstructure, puis sur leur réactivité. Les résultats ont montré que le laitier de silicomanganèse peut être comparable au laitier de haut fourneau du point de vue de son hydraulicité latente mais qu’il présente une chimie différente avec notamment une teneur en chaux moindre et une faible part de résidu inerte (10%). Le laitier de convertisseur, qui présente une partie inerte (23%) constituée de composés riches en fer, est fortement basique compte tenu de la présence de chaux et de portlandite et présente un faible comportement hydraulique. La formulation de systèmes cimentaires binaires (ciment/laitier) a permis de montrer que le laitier de silicomanganèse ajouté à du ciment Portland forme, comme le laitier de haut fourneau, des hydrates similaires (silicates de calcium hydratés) qui participent au développement des résistances mécaniques. Le laitier de silicomanganèse peut donc être un bon matériau de remplacement du ciment pour la formulation de liants hydrauliques dans le domaine des matériaux de construction. Le laitier de convertisseur présente une plus faible activité hydraulique que les autres laitiers et participe peu au développement de la résistance mécanique des systèmes cimentaires à court terme. Cependant, sa forte basicité en fait un bon activateur des laitiers hydrauliques latents. Des systèmes ternaires (laitier de convertisseur/ciment/laitier hydraulique latent) ont donc été réalisés et ont permis de montrer la capacité du laitier de convertisseur à activer le laitier de haut fourneau ou le laitier de silicomanganèse. Ces systèmes cimentaires, composés au minimum de 80 % de laitiers, présentent des performances mécaniques intéressantes pour le domaine des liants hydrauliques routiers. En complément de l’aspect formulation, une étude environnementale a été menée et a permis de montrer que les laitiers ne présentent pas de risque vis-à-vis du relargage de polluants lors de leur utilisation comme composants de matériaux hydrauliques routiers.

La thèse traite, de la conception à la réalisation, d'un simulateur d'images dans le domaine de l'infrarouge. Le choix de l'architecture, la sélection des modèles, l'implantation et l'interfaçage de ces modèles, la validation et l'étude de sensibilité du simulateur, voici toutes les étapes qui ont été abordées durant cette thèse. La simulation de ces images est basée sur la synthèse. Cette approche nécessite la modélisation de tous les phénomènes physiques qui influent sur le signal à la surface. Nous avons tout d'abord répertorié les phénomènes physiques qui influent sur la luminance spectrale, puis nous en avons négligé certains en fonction de nos spécifications. Les phénomènes restants ont été modélisés. Cela concerne par exemple les flux solaire et atmosphérique reçus, la conduction de chaleur en profondeur, le flux de chaleur latente, etc. La littérature étant riche en modèles, une sélection a été réalisée sur des critères de représentativité physique, simplicité de mise en oeuvre et nombre de paramètres minimal. A la suite de cette sélection, les modèles ont été implantés et interfacés. SPIRou, le logiciel résultant de cette implantation, est maintenant opérationnel. II a été validé à l'aide de campagnes de mesures telles que HAPEX-MOBILHY, EFEDA, et une étude de sensibilité a été menée. II permet de déterminer pour une application particulière : les bandes spectrales d'étude, les heures d'observation, les conditions d'éclairement, les conditions météorologiques et le type de cibles. II peut être utilisé pour des applications telles que la spécification de missions, la formation à la compréhension et à l'interprétation de l'imagerie infrarouge et à la validation d'algorithmes d'exploitation.

Dès l'étape de conception, l'augmentation de la durée de vie d'un ouvrage tout en diminuant le coût et les délais associés à sa maintenance est une idée prioritaire.Dans le cas d'un ouvrage en béton précontraint, la durée de vie est conditionnée par la résistance dans le temps des deux matériaux utilisés,le béton et l'acier. Cependant, le retour d'expérience montre que la principale cause de dégradation des ouvrages est liée à la corrosion des armatures en acier. Celle-ci se manifeste par deux grands phénomènes,la corrosion sous contrainte induite par les chlorures (CSC) et la fragilisation par hydrogène(FpH.). Pour y faire face, l'utilisation de matériaux plus résistants à la corrosion, comme les aciers inoxydables est envisagée. L'objectif de ce travail est de caractériser et de comparer la résistance à la CSC et à la FpH. de deux nuances d'aciers inoxydables à hautes caractéristiques mécaniques. La nuance duplex 1.4362 et la nuance austénitique 1.4310 ont été choisies pour leur faible taux en éléments d'alliage, qui leur confère un coût relativement bas, en comparaison aux autres nuances d'aciers inoxydables. Pour l'étude de ces nuances, la mise au point de tests adaptés,constitue la première phase de ce travail. Pour étudier le comportement des deux nuances vis-à-vis de la corrosion sous contrainte, le choix s'est porté sur un essai à vitesse de déformation constante (traction lente). La sévérité de ce type d'essai nous a permis d'observer l'apparition d'une microfissuration pour des temps d'essais inférieurs à 1 semaine. Bien que la morphologie de la microfissuration observée soit différente pour les deux nuances, celle-ci semble induite, au moins en partie, par la martensite d'écrouissage. Cette dernière semble aussi influencer la résistance des deux nuances à la fragilisation par hydrogène. D'autre part, la comparaison des deux nuances semble indiquer que la microstructure de type duplex confère à la nuance 1.4362 une très bonne résistance à la corrosion sous contrainte et à la fragilisation par hydrogène. Ce qui la rend intéressante pour une application en précontrainte.

Pour étudier les déformations permanentes des enrobés bitumineux, la division SMIT du LCPC a mis au point un essai triaxial thermorégulé à pression de confinement constante. Un important travail de mise au point de l'essai et de vérification des mesures a été réalisé. Une première campagne expérimentale, portant sur des essais de fluage à contrainte imposée, a permis d'étudier l'influence des paramètres pression de confinement, déviateur de contraintes et température sur le comportement des enrobés bitumineux sous chargement statique. Ces essais ont, de plus, permis de valider le principe d'équivalence temps température en grandes déformations, avec confinement. Un modèle élasto-viscoplastique, permettant de prendre en compte l'application d'une pression de confinement, a été développé pour simuler les essais de fluage. Son principe est basé sur les observations expérimentales. Les applications visées sont l'étude de structures bitumineuses telles que les plates-formes industrielles ou aires de stationnement. Une deuxième campagne d'essais de compression cyclique sinusoïdale a ensuite été menée. Lors de ces essais, on mesure : les déformations cycliques, de l'ordre de 10−4 m/m, qui nous permettent d'obtenir des informations sur l'évolution de la rigidité du matériau (module complexe et coefficient de Poisson) et les déformations permanentes, de l'ordre de 10−2 m/m, qui donnent des informations sur la résistance à l'orniérage. L'influence des paramètres pression de confinement, température et fréquence a été étudiée. Des différences importantes de comportement ont été mises en évidence entre les essais statiques et cycliques, liées à la variation cyclique des contraintes.

Avec la multiplication des systèmes électroniques analogiques et numériques embarqués dans les moyens de transports actuels, l’environnement EM (ElectroMagnétique) devient de plus en plus riche en signaux de toutes sortes et, par conséquent, il devient plus complexe à caractériser. Dans ces travaux de thèse, nous nous intéressons à un système numérique en particulier : le GSM-R (Global System for Mobile communications - Railways). Il s’agit du nouveau système de communication radio numérique portant la signalisation actuellement en cours de déploiement sur le réseau ferroviaire européen afin d'assurer l'interopérabilité des trains à grande vitesse en Europe. Ainsi, tous les pays d’Europe utiliseront le même système, ce qui facilitera la circulation des trains transfrontaliers d’un pays à l’autre. En environnement ferroviaire, le GSM-R doit faire face à différentes sources de bruit EM, notamment aux perturbations EM transitoires provenant du contact glissant entre le fil caténaire et le pantographe. Ces perturbations couvrent de larges bandes de fréquences dont, potentiellement, celles du GSM-R. Nous proposons une méthode de classification qui permet de prédire l’effet des perturbations EM transitoires sur la qualité des transmissions GSM-R. Cette méthode de classification pourrait être mise en place à bord des trains où elle permettrait d’identifier et localiser les zones critiques pour la qualité des transmissions GSM-R tout au long du trajet. Du point de vue de la standardisation, ces travaux de recherche pourraient contribuer à l’évolution nécessaire des équipements et des méthodologies définies dans les normes CEM afin de s’adapter aux nouvelles problématiques émanant de la multiplicité des systèmes et protocoles de communication sans fils employés dans le monde des transports.

De récentes études utilisent des modèles microscopiques de trafic couplés à des modèles d'émission pour estimer des externalités environnementales, comme les consommations énergétiques. Ces estimations sont importantes pour évaluer l'efficacité des stratégies de trafic visant à réduire l'impact environnemental associé. La précision des estimations fournies par les outils utilisés est essentielle pour garantir le choix de la stratégie la plus adaptée. Les modèles de consommation énergétique compatibles avec une échelle microscopique ont été élaborés en utilisant en entrée des trajectoires construites à partir de données mesurées. Lorsqu'on souhaite alimenter ces modèles avec des trajectoires simulées par un modèle de trafic, se pose la question de la pertinence de ce couplage et de la quantification des erreurs associées. Dans cette perspective, cette thèse évalue l'influence de trajectoires issues de modèles de trafic sur l'estimation des consommations énergétiques des véhicules. Trois aspects du couplage sont évalués : (i) la simplification de la représentation du trafic, (ii) les paramètres des modèles de trafic et (iii) la méthode de calage des modèles de trafic. Pour le premier aspect les consommations énergétiques de trajectoires réelles et simplifiées sont comparées en vue de quantifier l'erreur d'approximation et de déterminer les principales simplifications cinématiques qui conduisent à cette erreur. Pour le deuxième aspect l'influence des lois d'écoulement propres à deux modèles de trafic (Newell et Gipps) a été évaluée. Enfin, pour le troisième et dernier aspect, l'influence de la méthode de calage des modèles de trafic cités a été analysée. Les consommations énergétiques ont été estimées en utilisant une version simplifiée de la bibliothèque Vehlib développée par le LTE/IFSTTAR. Les résultats montrent que, globalement, les estimations des consommations énergétiques restent assez précises tant qu'on respecte bien les paliers de vitesse cibles sur un trajet. L'accélération et les micro-variations de la vitesse apparaissent d'ordre secondaire pour le modèle de consommation utilisé. Ceci cependant n'élimine pas l'importance du choix du modèle de trafic et de la méthode de calage pour l'estimation de la consommation énergétique. En effet, il est bien connu qu'un modèle microscopique ne peut être calé en utilisant les caractéristiques individuelles de chaque véhicule observé. Le biais qui apparaît alors sur les trajectoires se retrouve sur les consommations énergétiques des véhicules. Cet effet est cependant plus limité quand on s'intéresse à un ensemble de véhicules, ce qui est le cadre de l'étude menée. Bien que restant faibles, les erreurs liées au couplage doivent être mises en relation avec le gain attendu par l'implémentation de stratégies de trafic qui peut être inférieur à 5%.

De récentes études utilisent des modèles microscopiques de trafic couplés à des modèles d'émission pour estimer des externalités environnementales, comme les consommations énergétiques. Ces estimations sont importantes pour évaluer l'efficacité des stratégies de trafic visant à réduire l'impact environnemental associé. La précision des estimations fournies par les outils utilisés est essentielle pour garantir le choix de la stratégie la plus adaptée. Les modèles de consommation énergétique compatibles avec une échelle microscopique ont été élaborés en utilisant en entrée des trajectoires construites à partir de données mesurées. Lorsqu'on souhaite alimenter ces modèles avec des trajectoires simulées par un modèle de trafic, se pose la question de la pertinence de ce couplage et de la quantification des erreurs associées. Dans cette perspective, cette thèse évalue l'influence de trajectoires issues de modèles de trafic sur l'estimation des consommations énergétiques des véhicules. Trois aspects du couplage sont évalués : (i) la simplification de la représentation du trafic, (ii) les paramètres des modèles de trafic et (iii) la méthode de calage des modèles de trafic. Pour le premier aspect les consommations énergétiques de trajectoires réelles et simplifiées sont comparées en vue de quantifier l'erreur d'approximation et de déterminer les principales simplifications cinématiques qui conduisent à cette erreur. Pour le deuxième aspect l'influence des lois d'écoulement propres à deux modèles de trafic (Newell et Gipps) a été évaluée. Enfin, pour le troisième et dernier aspect, l'influence de la méthode de calage des modèles de trafic cités a été analysée. Les consommations énergétiques ont été estimées en utilisant une version simplifiée de la bibliothèque Vehlib développée par le LTE/IFSTTAR. Les résultats montrent que, globalement, les estimations des consommations énergétiques restent assez précises tant qu'on respecte bien les paliers de vitesse cibles sur un trajet. L'accélération et les micro-variations de la vitesse apparaissent d'ordre secondaire pour le modèle de consommation utilisé. Ceci cependant n'élimine pas l'importance du choix du modèle de trafic et de la méthode de calage pour l'estimation de la consommation énergétique. En effet, il est bien connu qu'un modèle microscopique ne peut être calé en utilisant les caractéristiques individuelles de chaque véhicule observé. Le biais qui apparaît alors sur les trajectoires se retrouve sur les consommations énergétiques des véhicules. Cet effet est cependant plus limité quand on s'intéresse à un ensemble de véhicules, ce qui est le cadre de l'étude menée. Bien que restant faibles, les erreurs liées au couplage doivent être mises en relation avec le gain attendu par l'implémentation de stratégies de trafic qui peut être inférieur à 5%.

Cette étude aborde le problème de l’aggravation du risque de fractures de côtes chez les automobilistes âgés en choc frontal. L’analyse de la bibliographie fait ressortir que les moyens actuels d’évaluation du risque de fractures ne permettent pas de prendre en compte les différences anatomiques et de propriétés mécaniques du thorax observées chez les personnes âgées. Les modèles éléments finis (EF) personnalisés du corps humain offrent un grand potentiel en tant qu’outil avancé d’évaluation du risque de blessures. Toutefois, des données expérimentales sont nécessaires pour valider ces modèles dans des conditions réalistes. De plus, le choix du niveau de personnalisation et la sensibilité de la réponse du modèle à celle-ci doivent être évaluées. Des expérimentations in vivo menés sur des volontaires ceinturés en choc léger, de différents âges et anthropométries, ont été réalisées. Ces tests ont permis d’étudier l’influence de l’âge et de la corpulence sur la réponse mécanique du thorax et ont permis l’obtention de corridors nécessaires à la validation de modèles EF personnalisés. La géométrie du modèle numérique THUMS a été adaptée à celle des volontaires et les propriétés mécaniques du thorax ont été modifiées au vu du vieillissement pour effectuer une analyse similaire dans le domaine lésionnel. Les simulations numériques ont mis en évidence un risque accru de fracture de côtes pour certains modèles personnalisés. Cette étude devrait permettre de mieux estimer le risque de blessure pour les automobilistes vulnérables. Elle devrait contribuer ainsi à promouvoir les modèles personnalisés du corps humain comme outil avancé d’évaluation du risque de blessures.

Sachant que les techniques d'auscultation electromagnétiques non destructives (EM) sont sensibles à de nombreux paramètres d'état des bétons, l'objectif de ce projet de recherche est d'étudier le potentiel de ces méthodes d'investigation EM pour évaluer la durabilité des bétons et détecter la présence d'agents agressifs. Dans un premier temps une cellule de mesure EM coaxiale-cylindrique et une cellule de résistivité multi-anneaux (mise au point conçue dans cette thèse) ont été utilisées pour une étude paramétrique. Des modèles de régression multi-linéaires ont été développés pour chaque observable EM (résistivité électrique et permittivité diélectrique) en fonction du degré de saturation, de la teneur en chlorures, de la porosité et du coefficient de diffusion de différentes formulations de bétons et mortiers. Dans un deuxième temps, des techniques de mesure EM in-situ ont été utilisées sur des corps d'épreuve homogène pour évaluer leur état : un capteur de résistivité multi-électrodes, développé dans le cadre de cette thèse, un capteur capacitif et un système radar. Ces techniques ont été combinées pour donner une estimation quantitative du taux de saturation, de la teneur en chorures et de la porosité des mélanges par optimisation non-linéaire des modèles de régression, développés dans la phase précédente. Enfin, l'aptitude de ces techniques in-situ à détecter des gradients a également été étudiée. Il a été constaté que la tomographie de résistivité électrique (TRE) utilisant le nouveau système multi-électrodes était particulièrement adapté à la détermination de gradients dans le béton d'enrobage.

The continuous growth of global demand for semiconductor products (in a broad range of sectors, such as security, healthcare, entertainment, connectivity, energy, etc.) has been both enabled and fuelled by Moore's law and regular doubling of circuit density and performance increases. However, as CMOS technology scaling begins to reach its theoretical limits, the ITRS predicts a new era known as "Beyond CMOS". Novel materials and devices show an ability to complement or even replace the CMOS transistor or its channel in systems on chip with silicon-based technology. This has led to the identification of promising phenomena such as ambipolar conduction in quasi one- and zero-dimensional structures, for example in carbon nanotubes, graphene and silicon nanowires. Ambipolarity, in a dual-gate context (DG-FETs), means that n- and p-type behavior can be observed in the same device depending on the backgate voltage polarity. In addition to their attractive performances and the low power consumption, ambipolar double gate devices enable the development of completely new circuit structures and design paradigms. Conventional logic synthesis techniques cannot represent the capability of DG-FETs to operate as either n-type or p-type switches and new techniques must be found to build optimal logic. The work in this thesis explores design techniques to enable the use of such devices by defining generic approaches and design techniques based on ambipolar DG-FETs. Two different contexts are tackled: (i) improving standard cell logic design with more compact structures and better performance, as well as low-power design techniques exploiting the fourth terminal of the device, and (ii) adapting conventional logic synthesis and verification techniques such as Binary Decision Diagrams or Function Classification to ambipolar DGFETs in order to build reconfigurable logic cells. The proposed methods and techniques are validated and evaluated in a case study focused on DG-CNTFET through accurate simulations, using the most mature and recent DG-CNTFET model available in the literature.