Le flottement des tabliers de ponts flexibles constitue l'une des instabilités aérodynamiques les plus sévères pouvant survenir lors de tempêtes de vent. Le flottement est un phénomène dit auto-excité et se caractérise par de grandes amplitudes de déplacements dynamiques qui croissent avec la vitesse de vent et qui peuvent mener à la ruine de l'ouvrage. Avec l'évolution des matériaux, des techniques de constructions et des connaissances dans le domaine du génie civil, l'augmentation de la longueur des portées des ponts a pour effet de rendre ces structures plus flexibles. Historiquement, la participation du déplacement horizontal au flottement a été considérée comme négligeable. Toutefois, l'augmentation de la flexibilité latérale du tablier jumelée au couplage des modes dû aux caractéristiques des sections de tabliers et à l'interaction avec les câbles soulève quelques doutes concernant cette hypothèse. Le modèle mathématique actuellement utilisé pour représenter les forces auto-excitées de flottement a été développé par Scanlan et Tomko [1971]. Ce modèle définit des matrices de rigidité aérodynamique et d'amortissement aérodynamique qui varient en fonction de la vitesse réduite de l'écoulement. Ces deux matrices s'ajoutent aux matrices structurales et constituent la contribution aéroélastique de l'écoulement. Quelques recherches ont mis en évidence l'aspect non linéaire du flottement en démontrant la dépendance des coefficients instationnaires à la fréquence et à l'amplitude auxquelles ils ont été extraits. Les objectifs principaux de ce projet de recherche sont d'étudier l'effet du déplacement horizontal sur le flottement, d'étudier la dépendance des coefficients instationnaires à la fréquence et à l'amplitude d'extraction et d'élaborer une méthode expérimentale et un modèle mathématique permettant l'intégration temporelle non linéaire des forces auto-excitées. Des essais en régime libre sur 6 modèles sectionnels réguliers ont d'abord été réalisés pour évaluer l'effet du déplacement horizontal sur le flottement. Par la suite, une étude paramétrique de l'effet de la fréquence et de l'amplitude auxquelles les coefficients intationnaires sont extraits a été réalisée en régime forcé harmonique. Cette étude ayant mis en évidence la dépendance de certains coefficients à ces paramètres d'extraction, une dernière étude expérimentale a été réalisée. Cette dernière a permis l'extraction de coefficients de force dynamiques à partir de mouvements cycliques à vitesses ou accélérations absolues constantes. L'intégration de ces coefficients temporels, par opposition à fréquentiels, dans un outil de calcul dynamique transitoire non linéaire a permis la mise en évidence du flottement de sections de pont atteignant des amplitudes de vibration variant en fonction de la vitesse de l'écoulement. La vitesse de flottement obtenue concorde bien avec la moyenne des prédictions calculées à l'aide de la méthode classique. Un tel modèle permettrait à moyen terme de prendre en compte l'aspect non linéaire du flottement dans un modèle dynamique transitoire complet d'un pont, y incluant également les non-linéarités de nature structurale.

La conversion de l’énergie mécanique en énergie de pression (transportée par un fluide) -ou inversement-, est nécessaire dans de nombreux domaines de l’industrie : transport, production d’électricité, ventilation... Pour cela, des machines tournantes sont très souvent utilisées. Dans le cas des pompes, elles sont constituées d’au moins une partie rotative contenant des aubes transmettant l’énergie au fluide (la roue), laquelle est liée à un arbre, lui-même mis en rotation par un moteur. La méthode de design de telles machines a évolué depuis le début du siècle dernier jusqu’à aujourd’hui. De nos jours, les composants sont optimisés par l’utilisation de calculs numériques à l’échelle locale de type Computational Flow Dynamics (CFD). La simulation à l’échelle locale apporte des informations sur l’écoulement à l’intérieur des éléments de la machine tournante en trois dimensions. Toutefois, la qualification locale des résultats de calcul à l’échelle CFD reste un challenge, notamment en termes de techniques de mesures expérimentales. Par ailleurs, les temps de calcul sont conséquents même à l’échelle de la machine seule, ce qui permet difficilement la simulation de scénarii transitoires accidentels longs à l’échelle d’un réacteur entier, lesquels sont étudiés dans le cadre de la sûreté nucléaire en particulier. Et d’autant plus s’il est nécessaire de réaliser un grand nombre de calculs (études de propagation d’incertitudes). Dans ce contexte, un modèle d’une échelle intermédiaire entre l’étude globale de la machine par les triangles des vitesses et la modélisation CFD a été développé au cours de cette thèse. L’approche choisie consiste à considérer une ligne de courant moyenne adoptée par l’écoulement dans chaque partie de la pompe et un maillage unidimensionnel (ie. 1D) le long de cette ligne. Il permet, par la description géométrique de la pompe, de prédire ses performances (pression produite, énergie transmise au fluide). Plusieurs machines tournantes ont pu être représentées avec le modèle 1D développé : des pompes centrifuges et hélico-centrifuges et un compresseur. Différents fluides ont été simulés (eau, sodium, air). Des régimes d’écoulement monophasiques et diphasiques dans ces machines ont été représentés lors de calculs permanents et transitoires. Le modèle est capable de prédire les performances de machines de géométries variées en conditions monophasiques quasi-stationnaires avec une erreur relative maximale de l’ordre de 15% sur une large gamme de débit. Le modèle permet également de détecter l’occurrence de la cavitation pour une pompe centrifuge à différentes conditions de débit. Il est capable de prédire la dynamique d’un transitoire de démarrage rapide d’une pompe centrifuge en conditions monophasiques. Il subsiste des difficultés numériques lors de la simulation d’un transitoire comparable où un régime de cavitation s’installe dans la roue de la pompe. Une pompe ainsi modélisée peut être intégrée à la modélisation d’une installation complexe telle qu’un réacteur nucléaire. Ceci ouvre des possibilités en termes d’études de transitoires accidentels dans le cadre d’études de sûreté. Les perspectives d’application du modèle envisagées sont la modélisation des turbines ou de machines multi-étagées et la simulation d’autres fluides. / Conversion of mechanical energy into pressure inside a fluid -or inversely-, is necessary in numerous industries: transport, electricity production, air circulation... Rotating machineries are often used in these frames. They are constituted of at least one bladed rotating part giving energy to the fluid (the impeller) and connected to a shaft, which is entrained by a motor in the case of a pump. The design method of such turbomachines has evolved from the begining of the last century to these days. Nowadays Computational Flow Dynamics (CFD) local scale computations are used to optimize the pump components. Local simulation allows to obtain information on what is happening inside the machine in three dimensions. However, qualification of the local results of such simulations remains a challenge, mostly due to constraints on experimental technics. Additionally, computation cost of such local simulations is heavy even at the scale of the machine alone. That hardly allows the simulation of transient scenarii on whole and complex systems such as a reactor, which are studied in the frame of nuclear safety in particular. And even more when uncertainty propagation studies are intended, which involve a large number of simulations. In such a context, a model of an intermediate scale -between the global study of the machine using velocity triangles and local CFD computations- has been developed during this PhD thesis. The proposed approach consists in considering a mean stream line that is adopted by the flow inside each part of the machine, associated to a one-dimensional (1D) meshing. By defining main geometrical characteristics of the machine, it can predict its performances in terms of pressure rise and energy given to the fluid. Several turbomachines have been modelled using this 1D model: centrifugal pumps, mixed flow pumps and a radial compressor. Various working fluids have been simulated, such as water, liquid metal sodium and air non-condensable gas. Single-phase and two-phase flow regimes have been represented in those machines in steady and transient conditions. The model is able to predict performances of machines of various geometries in steady single-phase conditions with a relative error globally less than 15% for a large range of flow rates. The model allows also to detect the occurrence of cavitation for a centrifugal pump in various conditions of flow rate. It catches also pump fast startup transient dynamics in single-phase conditions. It subsists numerical difficulties when simulating the same transient in cavitating conditions. A pump modelled as described here can be included into the modelling of closed experimental loops or complex facilities such as nuclear reactors. This work opens up new possibilities to study accidental transient in the frame of safety analysis. Intented application prospects of the model are the modelling of turbines or multi-stage machines and the use of other fluids.

Les boucles de circulation naturelle d'hélium diphasiques sont utilisées comme systèmes de refroidissement d'aimants supraconducteurs de grande envergure, vus leurs avantages inhérents de sûreté et d'entretien. Des exemples sont le détecteur CMS au CERN (déjà en opération) ou les aimants du spectromètre R3B-GLAD au GSI (en installation). Une des préoccupations majeures lors du refroidissement par ébullition est la crise d'ébullition : la dégradation soudaine du transfert de chaleur pariétal au-delà d'une certaine valeur de flux de chaleur, dénommée critique. L'augmentation de température de paroi qui en résulte peut entraîner la perte de l'état supraconducteur de l'aimant.Les boucles de circulation naturelle à l'hélium ont déjà été étudiées expérimentalement et numériquement en régime permanent, spécialement en régimes pré-critiques (ébullition nucléée). Les travaux sur les transferts de masse et de chaleur en hélium en ébullition en régime transitoire présents dans la littérature ciblent principalement des systèmes de petites dimensions, des canaux très étroits ou trop courts, ou l'ébullition en bain. Bien que des comportements qualitativement similaires sont attendus, l'extrapolation de ces résultats à une boucle de circulation naturelle n'est pas évident, si possible. C'est pourquoi une étude particulière du comportement thermohydraulique transitoire de boucles d'hélium en circulation naturelle, lors d'une augmentation soudaine de la charge thermique, est nécessaire. Une partie de cette étude consiste en des expériences sur une boucle d'hélium diphasique en circulation naturelle de 2 m de haut, à 4,2 K. Deux sections chauffées verticales de diamètre différent (10 et 6 mm) et d'environ 1 m de longueur ont été testées. Les transitoires sont induits par une marche soudaine de puissance. Deux types de condition initiale ont été considérés : statique (sans puissance initiale), et en équilibre dynamique (puissance initiale non-nulle). L'évolution de la température de paroi le long de la section, le débit massique et la perte de charge a été mesurée. Parmi d'autres phénomènes, un fort intérêt a été porté au début de la crise d'ébullition. Les valeurs limites de flux de chaleur final auxquelles la crise arrive ont été déterminées. D'un côté, on a observé que la crise peut avoir lieu de façon temporaire ou permanente à une puissance appréciablement plus faible qu'en régime permanente. De l'autre côté, l'augmentation de la circulation initiale, à travers le flux de chaleur initial, peut inhiber partiellement ou totalement cette crise d'ébullition prématurée. On a déterminé que cette dégradation du transfert de chaleur est l'issu de deux phénomènes en compétition, véritablement inhérents à la circulation naturelle : une étape initiale d'accumulation uniforme de vapeur, avec inversion ou diminution de la vitesse d'entrée, et l'établissement ultérieur de la circulation, avec le transit d'un front froid depuis l'entrée. Une analyse semi-empirique nous a permis de déterminer un critère, basé sur l'évolution dynamique du profile spatial du titre massique, pour prédire le déclenchement de la crise. Néanmoins, il est nécessaire de connaître à priori l'évolution du débit massique pour pouvoir appliquer ce critère. La dernière partie de ce travail est dévouée à la production et validation de modèles et outils de calcul pour la simulation du comportement thermohydraulique d'un tel système. Deux options de modélisation sont présentées. L'une est une simplification des équations du modèle homogène 1D des écoulements diphasiques (mise en place en COMSOL) ; l'autre reprend le modèle homogène tel quel (programmé en C). Les simulations d'évolution du débit massique sont en assez bon accord avec les mesures, à l'exception d'un léger déphasage temporel. Ceci pourrait être dû à la combinaison d'un retard de l'instrumentation pour la mesure du débit et de l'inexactitude des hypothèses de base du modèle homogène lors de transitoires très violents. / Boiling helium natural circulation loops are used as the cooling system of large superconducting magnets because of their inherent safety and maintenance advantages. Examples are the cooling systems of the CMS detector solenoid magnet at CERN (already in operation) or the R3B-GLAD spectrometer magnet at GSI (in installation phase). A major concern in boiling cooling systems is that of boiling crisis: a sudden deterioration of the wall heat transfer takes place when the surface heat flux exceeds a certain value, called the critical heat flux (CHF). The resulting high temperatures on the wall could ultimately entail the loss of superconducting state of the magnet.Helium natural circulation loops have already been studied experimentally and numerically in steady state, especially in the pre-critical heat and mass transfer regimes (nucleate boiling). Works on transient boiling heat and mass transfer in helium present in the literature are mostly focused on small systems, very narrow channels, too short pipes or pool boiling. Although it is expected to find qualitative similarities with already observed behavior, the extrapolation to a natural circulation loop is not easy, if even possible. Hence the need for a particular study on the transient thermohydraulic behavior of helium natural circulation loops, after sudden increases in the heat load of the circuit.A part of this study consists of experiments conducted in a 2-meter high two-phase helium natural circulation loop at 4.2 K temperature. Two vertical heated sections with different diameters (10 and 6 mm) and around 1 m length were tested. Heat load transients were driven by a step-pulsed heat load. Transients with two types of initial conditions have been studied: static loop (no initial power applied) and in-dynamic-equilibrium loop (non-zero initial power applied). The evolutions of wall temperature along the heated section, total mass flow rate and pressure drop were measured. Among other phenomena, the nature of the onset of boiling crisis has received a special attention. The values of final heat flux limits for its occurrence have been determined. On the one hand, we observed that boiling crisis can take place in temporary or stable fashion at power significantly lower than in steady state. On the other hand, the increase of initial circulation, by raising initial heat flux, can inhibit partially or completely this power-premature boiling crisis. We could determine that this heat transfer deterioration is the result of two competing phenomena, veritably inherent to the natural circulation feature of the system: an initial stage of uniform vapor accumulation with inlet back-flow or velocity reduction, and the ulterior onset of circulation with the transit of a cold front from the entrance. A semi-empirical analysis of data allowed determining a criterion, based on the dynamic evolution of the quality profile in the section, to predict the incipience of boiling crisis. It became evident that it is necessary to know how the mass flow rate of the system is going to evolve, in order to apply the mentioned criterion.Hence, the other part of this work is aimed to the production and validation of models and calculation tools in order to simulate the thermohydraulic behavior of a two-phase helium natural circulation loop. Two modeling options are proposed. One of them consists of a simplification of the 1D two-phase homogeneous model equations (implemented in COMSOL) and the other of their full version (coded in C language). The simulated mass flow rate represents reasonably well the measured evolution except for a relatively small time phase-shift. This could be due to a combination of the delay of flow-metering instrumentation with the inaccuracy of the basic homogeneous model assumptions during violent transients.

La simulation des phénomènes électromagnétiques transitoires (EMT) est capitale dans plusieurs spécialisations de l'électrotechnique pour analyser, comprendre et prévoir divers comportements de réseaux électriques ou de dispositifs d'électronique de puissance commutée. Ces simulations sont typiquement réalisées sans contraintes temporelles : la simulation d'un événement peut être plus rapide ou plus lente que l'événement lui-même. Toutefois, dans un contexte de validation de systèmes de contrôle réel, les simulations doivent être effectuées en temps réel afin de soumettre l'équipement réel à des signaux réalistes avec le bon contenu spectral sur la plage fréquentielle requise. Une simulation opérant avec un pas de temps Tₛ est dite en temps réel si elle est en mesure de produire une nouvelle solution complète et d'effectuer tous les services nécessaires (entrées/sorties, acquisition, monitorage, etc.) en un laps de temps de Tₛ, et ce de manière maintenue et périodique. Les besoins de simulation temps réel ne cessent de croître pour étudier l'intégration des différents dispositifs d'électronique de puissance avec système de contrôle et protection qui prolifèrent sur les réseaux électriques et pour évaluer leurs interactions potentielles. Les réseaux à simuler sont de plus en plus vastes parce que ces dispositifs sont de plus en plus distribués spatialement. De plus, les modélisations sont de plus en plus complexes afin de représenter le plus fidèlement possible les phénomènes réels sur des plages de fréquence de plus en plus larges. Il existe donc un besoin criant d'augmenter la capacité de simulation temps réel. Pour y arriver, plusieurs groupes de recherche explorent l'utilisation d'unités de traitement alternatives telles les FPGA et GPU pour complémenter ou remplacer les processeurs standards tandis que d'autres explorent des modélisations et techniques pour augmenter la capacité de simulation des processeurs standards tels les équivalents fréquentiels, la simulation multitaux et la simulation hybride. Toutefois, la majorité de ces efforts vise l'augmentation des capacités en temps différé et non en temps réel. Afin de combler ce décalage, le présent ouvrage vise l'augmentation des capacités de simulation en temps réel des processeurs standards pour les grands et très grands réseaux électriques modernes c'est-à-dire où l'électronique de puissance foisonne et impose des pas de temps de plus en plus faibles. Deux avenues sont explorées : le parallélisme massif et l'augmentation de capacité par l'utilisation de simulation à taux multiples, qui mènera à la simulation hybride. En premier lieu, le parallélisme massif de la simulation temps réel est présenté. La puissance de calcul de superordinateurs n'est pas triviale à canaliser pour la simulation EMT temps réel à cause des difficultés de synchronisation. Une fois maîtrisé, le Superdome Flex de HPE a effectué la simulation en temps réel d'un réseau de 16432 nœuds électriques avec 372 cœurs de calcul opérant avec un pas de temps de 17 µs. Ces travaux sur les plateformes matérielles a également permis de découvrir les excellentes performances temps réel d'ordinateurs personnels ordinaires bas de gamme (RTPC) et très accessibles, ouvrant la voie à une démocratisation de la simulation temps réel. En second lieu, le cadre de simulation multitaux temps réel est présenté ainsi que les améliorations nécessaires à son bon fonctionnement. En simulant avec des taux plus lents que le taux de base EMT, il est possible d'augmenter substantiellement la capacité de calcul d'une plateforme donnée. Des simulations avec des pas de temps habituellement réservés aux FPGA (5 et 10 µs) sont effectuées sur de modestes RTPC En exploitant le cadre de simulation multitaux, il est ensuite montré comment la simulation hybride EMT/stabilité transitoire permet d'augmenter drastiquement (d'un facteur 23 à 10 µs et 1 ms) les capacités de simulation en temps réel d'un cœur de calcul. Toutefois, ce gain se fait au prix d'une perte de l'interaction harmonique entre le système EMT et celui de stabilité transitoire. L'implémentation temps réel de cette simulation hybride en temps réel est facilitée par l'utilisation d'une interface basée sur une modélisation hybride des lignes de transport et d'un protocole d'interaction parallèle, ce qui diffère de la méthode classique des images et des protocoles itératifs sophistiqués. Finalement, ces trois approches sont comparées : selon la situation, l'une de ces approches sera à préconiser selon l'ampleur de la simulation, la plage fréquentielle désirée et la quantité de ressources temps réel disponible. / The simulation of transient electromagnetic (EMT) phenomena is essential in several specializations of electrical engineering to analyze, understand and predict various behaviors of power systems and switched power electronic devices. These simulations are typically performed without time constraint: the simulation of an event can be faster or slower than the real event itself. However, in the context of validating real control systems, simulations must be performed in real-time in order to subject real equipment to realistic signals with the right spectral content over the required frequency range. A simulation operating with a time step Tₛ is said to be in real-time if it is able to produce a complete new solution and perform all the necessary services (inputs/outputs, acquisition, monitoring, etc.) in a period of time of Tₛ in a maintained and periodic manner. The need for real-time simulation continues to grow to study the integration of the various power electronic devices with control and protection systems that proliferate in power systems and to assess their potential interactions. The power systems to be simulated are increasingly vast because the spatial distribution of these devices is increasing. Moreover, model complexity is ever increasing in order to represent as faithfully as possible the real phenomena over increasingly wide frequency ranges. There is therefore a crying need to increase the capacity for real-time simulation. Several research groups are exploring the use of alternative processing units such as FPGAs and GPUs to complement or replace standard processors, while others are exploring models and techniques to increase the simulation capacity of standard processors such as frequency equivalents, multi-rate simulation and hybrid simulation. However, the majority of these efforts are aimed at increasing capacity in offline simulations, not for real time. In order to bridge this gap, this work aims to increase the real-time simulation capabilities of standard processors for large and very large modern power systems, i.e. where power electronics abound and impose smaller and smaller time steps. Two research avenues are explored: massive parallelism and increasing capacity through the use of multi-rate simulation, which will lead to hybrid simulation. First, the massive parallelism of real-time simulation is presented. The computing power of supercomputers is not trivial to harness for real-time EMT simulations because of synchronization difficulties. Once mastered, the HPE Superdome Flex performed real-time simulation of a network of 16,432 power nodes with 372 computer cores operating at a time step of 17 µs. This work on hardware platforms has also made it possible to discover the excellent real-time performance of ordinary low-end, but very accessible, personal computers (RTPC), paving the way for a democratization of real-time simulation. Secondly, the real-time multi-rate simulation framework is presented as well as the improvements necessary for its proper functioning. By simulating with rates slower than the base EMT rate, it is possible to substantially increase the computational capacity of a given platform. Simulations with time steps usually reserved for FPGAs (5 and 10 µs) are carried out on modest RTPCs. By exploiting the multi-rate simulation framework, it is then shown how the EMT / transient stability hybrid simulation can drastically increase (by a factor of 23 with 10 µs and 1 ms) the real-time simulation capacities of a computer core. However, this gain comes at the cost of a loss of the harmonic interaction between the EMT and transient stability systems. The real-time implementation of this real-time hybrid simulation is facilitated by the use of an interface based on hybrid transmission line modeling and a simple parallel interaction protocol, which differs from the classic equivalent image method and sophisticated iterative interaction protocols. Finally, these three approaches are compared: depending on the situation, one of these approaches will be more suited depending on the desired size of the simulation, the desired frequency range and the amount of available real-time resources.

Problématique : 1 personne sur 3 souffre de dépression après l'avènement d'un AVC. Les AVC des ganglions de la base ont été associés à cette pathologie. Le noyau accumbens, région cérébrale importante dans la récompense et la régulation des émotions, fait partie des ganglions de la base. Les altérations du noyau accumbens contribuent à la dépression, mais peu d'études se sont penchées sur cette région cérébrale dans le contexte de la dépression post-AVC. Hypothèse : Une lésion ischémique touchant majoritairement le noyau accumbens gauche causera ou amplifiera le phénotype dépressif chez les souris mâles. Méthodes : Un peptide vasoconstricteur, l'endothéline-1, a été directement injecté dans le noyau accumbens gauche. La lésion a été caractérisée au niveau morphologique (crésyl violet et immunohistochimie) et au niveau moléculaire (RT-qPCR) à différents temps. Des tests comportementaux ont été faits pour possiblement mettre en évidence le phénotype dépressif. Résultats : L'injection d'endothéline-1 dans le noyau accumbens gauche des souris induit une lésion qui présente une réponse cellulaire typique à l'ischémie et possède un volume significatif jusqu'à 2 semaines post-chirurgie. Le noyau accumbens présente une forte réponse moléculaire qui semble être en lien avec l'angiogenèse et qui progresse dans le temps pour atteindre son maximum à 2 semaines. Malgré les caractéristiques de la lésion du noyau accumbens, cette dernière n'a pas induit de phénotype dépressif chez les souris, et ce, avec ou sans la présence d'un stress social de faible intensité, la microdéfaite, après l'induction de la lésion. Conclusion : Le présent modèle est un modèle d'ischémie du noyau accumbens, mais pas un modèle de dépression post-AVC. / Problematic: One-third of stroke survivors develop post-stroke depression. Stroke of the basal ganglia has been linked to increased post-stroke depression. The nucleus accumbens, an important brain region in reward and in the regulation of emotions, is part of the basal ganglia. Alterations of the nucleus accumbens contribute to depression, but very few studies have investigated this brain region in the context of post-stroke depression. Hypothesis: An ischemic lesion affecting primarily the left nucleus accumbens will cause or will amplify the depressive phenotype of male mice. Methods: Endothelin-1, a vasoconstrictive peptide, was injected in the left nucleus accumbens. The lesion has been characterized on a morphological level (cresyl violet and immunohistochemistry) and on a molecular level (RT-qPCR) at different times. Behavioral tests have been done to possibly show the depressive phenotype of mice. Results: The endothelin-1 injection in the left nucleus accumbens of mice induces a lesion that presents a typical ischemic cellular response, and its volume is significant until 2-weeks post-surgery. Left nucleus accumbens shows impressive molecular changes that seem to be related to angiogenesis and that reach their peak at 2 weeks. Even with these lesion characteristics, the lesion does not induce a depressive phenotype in mice with or without a mild social stress, a microdefeat, after the surgery. Conclusion: This present model is an ischemic model of the nucleus accumbens, but it is not a model of post-stroke depression.

L'analyse de la sécurité dynamique en temps réel est très difficile à réaliser en raison du nombre important de calculs à réaliser en quelques minutes seulement. Jusqu'à aujourd'hui, aucune méthode ne s'est révélée suffisamment efficace pour remplir cette tâche. Dans ce contexte, le filtrage des contingences représente un enjeu majeur puisqu'il permet d'économiser beaucoup de temps de calculs. Le but de nos travaux de recherche a été de mettre au point une stratégie de filtrage basée sur les méthodes d'analyse de la stabilité transitoire existantes. Dans un premier temps, les principales méthodes d'analyse de la stabilité transitoire ont été étudiées et testées à l'aide de quatre réseaux électriques de tailles différentes. Les méthodes qui sont apparues comme les plus efficaces ont ensuite été développées et modifiées, afin d'améliorer leur rapidité, leur fiabilité et leur précision. Deux nouvelles méthodes ont ainsi été crées. La première méthode permet de déterminer très rapidement et de manière très fiable la stabilité du réseau. La deuxième permet de calculer précisément le TEC avec un minimum de simulations. A partir de ces deux méthodes qui ont des caractéristiques complémentaires, une stratégie de filtrage multi-niveau, réalisant un bon compromis entre la rapidité, la fiabilité et la précision, a été proposée.

Résumé: Problématique : La charge de travail mentale est un obstacle au retour au travail des personnes présentant une incapacité prolongée due à un trouble mental transitoire. Le retour au travail de ces personnes pourrait être facilité par la mesure de la charge de travail mentale afin d'orienter la progression des tâches de travail. Cependant, les approches de mesure actuelles ne prennent pas en compte l'ensemble de son continuum (sous-charge, charge confortable et surcharge). Objectif : Cette étude propose de pallier cette lacune en concevant un nouveau questionnaire de la charge de travail mentale (QCTM) adapté aux personnes recevant un programme de réadaptation au travail à la suite d'un trouble mental transitoire. Méthodologie : Premièrement, une analyse de concept a été réalisée afin d'identifier les dimensions de la charge de travail mentale et de proposer des indicateurs (ou items) qui soient adaptés au retour au travail à la suite d'un trouble mental transitoire. Les items proposés ont fait l'objet d'une révision par des experts en réadaptation au travail en santé mentale (n=-16) par le biais d'une méthode de consensus formalisé (Delphi), Finalement, un prétest qualitatif du QCTM a été réalisé auprès de personnes ayant été impliquées, à titre de travailleur (n=5) ou de clinicien (n=-5), dans un processus de retour au travail à la suite d'un trouble mental transitoire. Résultats : Au terme de l'analyse de concept, les attributs de la charge de travail mentale sont : 1) un état mental immédiat ou à court terme relié à l'effort/coût pour l'individu découlant de la réalisation de son activité de travail pour un niveau de performance donné; 2) un état mental qui touche les sphères cognitives et affectives; 3) un continuum, allant de la sous-charge à la surcharge de travail mentale, en passant par une charge confortable et 4) un état mental néfaste (extrémités du continuum) ou profitable (charge confortable) pour la personne. Des indicateurs ont été construits afin de couvrir l'ensemble des attributs identifiés. La clarté et la pertinence des items ont été jugées satisfaisantes au terme des deux tours de consultation auprès des experts en réadaptation au travail en santé mentale, ainsi que lors du prétest qualitatif réalisé auprès des futurs utilisateurs. Conclusion : Cette étude a permis de développer, de façon systématique, un questionnaire innovant car il intègre l'ensemble du continuum de la charge de travail mentale. Le QCTM vient outiller le clinicien et le chercheur dans le domaine de la réadaptation au travail en santé mentale. Ce questionnaire devra faire l'objet d'études de validation subséquentes afin de soutenir son utilisation. //Abstract: Background: Mental workload represents one of the obstacles encountered by people returning to work following prolonged incapacity due to a common mental disorder. Their return-to-work could be facilitated by measuring mental workload in order to guide the progression of increasing work tasks. However, actual measurement tools do not consider the whole mental workload continuum (underload, comfortable load and overload). Purpose: This study contributes to filling this gap through the conception of a new mental workload questionnaire (MWQ) designed for the return-to-work process following a common mental disorder. Methods: First, a concept analysis was conducted in order to identify mental workload dimensions and help propose a set of indicators for its measurement in a work rehabilitation setting following a common mental disorder. The proposed items were revised by work rehabilitation experts (n=16) through a formalised consensus method (Delphi). Finally, a qualitative pretest was conducted among people implicated in a return-to-work process following a common mental disorder, either as clinicians (n=5) or workers (n=5). Results: The concept analysis of mental workload led to the following attributes: 1) an immediate or short term mental state related to the effort or the cost to the individual resulting from accomplishing work at a given level of performance; 2) a mental state related to both affective and cognitive components; 3) a continuum varying from mental underload to mental overload, with a comfortable mental workload existing between these extremes and 4) a negative mental state (both continuum extremes) or positive (comfortable mental workload) for the individual. Mental workload indicators were constructed to cover the identified attributes. Their relevance and their clarity appeared to be satisfying following consultation with the work rehabilitation experts, as well as qualitative pretesting among the future MWQ users. Conclusion: This study led to the systematic development of an innovative questionnaire as it measures the whole mental workload continuum. The MWQ represents a new tool offered to the clinician and the researcher working in mental health rehabilitation. Further validation studies are required to sustain its use.

Les bâtiments résidentiels et industriels munis d'un réseau de ventilation constituent des installations complexes, susceptibles d'être le siège de transferts de masse et d'énergie variés, selon les situations de fonctionnement. Afin d'étudier ces transferts de masse, une méthodologie permettant d'établir des expérimentations à échelle réduite pour l'étude des écoulements isothermes, en régime permanent ou transitoire, a été développée. Cette méthodologie a été validée numériquement et expérimentalement sur des configurations simples, puis appliquée à deux configurations de référence, représentatives de celles rencontrées dans le domaine nucléaire.L'influence du vent sur les transferts de masse au sein de ces configurations, en situation de fonctionnement normale, dégradée (arrêt de la ventilation) ou accidentelle (surpression interne), a été étudiée dans la soufflerie climatique Jules Verne du CSTB. Les effets du vent, couplés ou non à une surpression interne, peuvent alors entraîner une perte partielle ou globale du confinement des polluants au sein des installations. De plus, la turbulence du vent peut induire des inversions instantanées des débits de fuite, qui ne sont pas identifiées en régime permanent. Par ailleurs, l'analyse de sollicitations transitoires montre la faible influence de l'inertie des branches sur les écoulements transitoires, pour des grandeurs caractéristiques d'une installation réelle. Enfin, des essais de traçage gazeux ont été réalisés afin d'étudier la dispersion d'un polluant au sein d'une configuration de référence soumise aux effets couplés du vent, de la ventilation mécanique et d'une surpression interne.La robustesse du code à zones SYLVIA, utilisé notamment pour appuyer les évaluations de sûreté des installations nucléaires, a été analysée à partir de ces résultats expérimentaux. La prise en compte des phénomènes physiques observés expérimentalement a été validée, en régimes permanent et transitoire. Toutefois, quelques limitations ont été identifiées pour l'étude de la dispersion d'un scalaire passif, du fait des hypothèses utilisées dans le code SYLVIA, comme dans tout code à zones (concentration homogène dans les locaux, propagation instantanée dans les branches et dans les locaux).

Ce travail présente la synthèse et l’étude d’une nouvelle famille de composés photochromes de type di(hétéroaryl)éthène ainsi que leur utilisation comme ligand pontant en chimie de coordination dans le but d’élaborer des matériaux moléculaires à propriétés photomodulables. Depuis ces dernières années, le photochromisme occupe une place prépondérante dans le développement de nouveaux matériaux photosensible.Ainsi, de nouveaux di(hétéroaryl)éthènes, dérivés de terarylènes, ont été synthétisés et leurs propriétés photochromes ont été étudiées en détail. Ces nouveaux systèmes, baptisés tétrarylènes, ont également permis l’obtention de composés dissymétriques présentant un biphotochromisme exclusif. Enfin, ces tétrarylènes ont pu être utilisés pour la synthèse de complexes mono- et di-nucléaires de Cu(II). Certains cas ont alors révélé l’éjection réversible du métal de la cavité chélatante par étude RPE.Mots clés : photochromisme, diaryléthènes, terarylènes, commutation, Absorption transitoire, chimie de coordination, RPE / This work deals with the synthesis and study of a new family of photochromic di(heteroaryl)ethenes as well as their use as bridging ligand in coordination chemistry in order to design photo-switchable molecular materials. Over the past few years, the interest of the scientific world to photochromism is growing for its potential use in optical memory devices, optoelectronic or any others photonic devices.Thus, new di(heteroaryl)ethenes, structurally close from terarylenes, have been synthesized and their photochromic properties have been studied in depth. These new systems, called tetrarylènes, enable us to obtain biphotochromic compounds, introducing dissymmetry in the structure. Synthesis of mono- and di-nuclear copper(II) complexes can be performed using these tetrarylenes. Some cases revealed, by EPR study, the reversible release and uptake of the metal ion in solution upon irradiation.Key-words : photochromism, diarylethenes, terarylenes, switches, transitory absorption, Coordination chemistry, EPR

Le réseau électrique joue un rôle important en tant qu'infrastructure majeure dans chaque pays. Toutefois, avec l'accroissement de la pression économique et environnementale, les systèmes électriques deviennent plus étendus, plus complexes et fonctionnant plus près de leur limite de stabilité. Les blackouts de réseau électrique qui se sont produits dans le monde ces dernières années sont la conséquence de cette situation. Cette thèse a pour objectif de fournir des solutions permettant de prévenir les blackouts de réseaux électriques. Une analyse des phénomènes de blackouts passés est tout d'abord proposée afin de comprendre leurs principales causes et leurs mécanismes. Sur la base de cette analyse, il est établi que les principales causes de blackouts sont directement liées aux problèmes de la stabilité, tels que la stabilité angulaire et la stabilité de tension. Afin de pouvoir prévenir les pannes du réseau causées par les problèmes de stabilité, une nouvelle approche énergétique fondée sur l'utilisation des gramiens de commandabilité et d'observabilité a été proposée. La méthode permet la meilleure sélection de contrôleurs/capteurs afin de pouvoir améliorer l'amortissement des oscillations électriques. Les résultats pourraient être appliqués à grande échelle aux systèmes électriques, afin de construire une nouvelle structure de commande robuste. Dans ce mémoire, cette approche énergétique a également été appliquée afin de maîtriser la stabilité transitoire. Il s'agit d'une méthode heuristique utilisant le gramien de commandabilité comme moyen de choisir les générateurs qui sont utilisés pour replanifier la production d'électricité afin d'améliorer la stabilité transitoire de plus en plus critique lors d'un blackout. Enfin, les principaux facteurs influençant l'écroulement de tension ont été pris en compte à long terme grâce à une approche par simulation dynamique. Une stratégie de contrôle préventif fondée sur un « power flow » optimal a été également proposée. Du point de vue de la prévention, le problème du délestage de charges en cas de sous-tension a été discuté et évalué.