Nous avons utilisé deux techniques de géodésie spatiale (Global Navigation Satellite System, GNSS, et Interférométrie d'images radar satellite, InSAR) pour estimer la cinématique actuelle et les taux de glissement de la plupart des failles de l'Est et du Nord-Est de l'Iran. En Iran de l'Est, 14 mm/an de cisaillement dextre est accommodé sur les failles décrochantes dextres Est-Lut, West-Lut, Kuhbanan, Anar et Dehshir. Ces failles glissent latéralement à 5.6 ± 0.6, 4.4 ± 0.4, 3.6 ± 1.3, 2.0 ± 0.7 et 1.4 ± 0.9 mm/an, respectivement, de l'est à l'ouest. Au nord de ces failles, nos vitesses GNSS suggèrent une rotation de block rigide du bassin Sud Caspien (SCB) autour d'un pôle qui se trouve plus loin qu'on ne le pensait précédemment. Ce mouvement NW de SCB implique un glissement dextre de jusqu'à 7 mm/an sur la faille Ashkabad, et jusqu'à 4-6 mm/an de glissement senestre à travers le système des failles de Shahroud (SFS). L'analyse InSAR en séries temporelles localise 4.75 ± 0.5 mm/an de glissement senestre plus spécifiquement sur les failles d'Abr et Jajarm. / Eastern Iran has a crucial role in accommodating the Arabia-Eurasia convergence. We used permanent and campaign Global Positioning System (GPS) networks to estimate the present-day kinematics and the slip rates on most faults in Central-Eastern Iran and Kopeh Dagh. Also we used differential Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry to estimate the interseismic deformation along two major faults in Eastern Iran, the Shahroud and Doruneh faults. In Eastern Iran, 14 mm/yr of right-lateral shear is accommodated on the East-Lut, West-Lut, Kuhbanan, Anar and Dehshir right-lateral faults. These faults slip laterally at 5.6 ± 0.6, 4.4 ± 0.4, 3.6 ± 1.3, 2.0 ± 0.7 and 1.4 ±0.9 mm/yr, respectively from east to west and they divide the Central-Eastern Iranian crust in five blocks that are moving northwards at 6-13 mm/yr with respect to Eurasia. The NS faults accommodate additional NS shortening by rotating counterclockwise in the horizontal plane, at current rates of up to 0.8°Ma. In the North of theses faults is situated the EW orientated left-lateral Doruneh fault. We obtain less than 4 mm/yr of slip rate using SAR ENVISAT data which correspond to the GPS results from average velocity differences to each side of the fault. North of Doruneh, our GPS velocities suggest a rigid-body rotation of the South Caspian Basin (SCB) about an Euler pole that is located further away than previously thought. This NW motion of SCB is accommodated by right-lateral slip on the Ashkabad fault (at a rate of up to 7 mm/yr) and by up to 4-6 mm/yr of summed left-lateral slip across the Shahroud left-lateral strike-slip system. The time series analysis of two ENVISAT SAR images covering the Shahroud faults system helps localizing the left-lateral slip on individual faults. We perform a 2-D elastic half-space modeling of two tracks. The modeling results yield 4.75 ± 0.5 mm/yr of left-lateral slip rate on the Abr (~ longitude 55°) and Jajarm (~longitude 56°) strand of the Shahroud fault system with a 10 ± 4 km locking depth, highlighting the important contribution of these faults to seismic hazard in the highly populated NE Iran.

La zone de subduction Hellénique dans l'Egée, est un des meilleurs exemples au monde de retrait d'une <br />zone de subduction. En raison de ce retrait vers le sud durant le Miocène, les roches de haute pression sont <br />accrétées successivement en position d'avant arc vers une position d'arrière arc. Actuellement en position <br />d'arrière arc, les îles Cycladiques, dans le centre de l'Egée, faisaient partie de l'arc volcanique au Miocène <br />supérieur. Elles sont surtout célèbres pour leurs schistes bleus ainsi que leurs failles de détachement. Il est <br />communément admis que l'exhumation des schistes bleus depuis des profondeurs de l'ordre de 60-50 km a <br />été principalement accomplie par des failles de détachement. Cependant, en Crète, il a été démontré que <br />l'exhumation des roches Miocène de haute pression a été accommodée par le jeu normal de grandes failles <br />quand ces roches étaient en position d'avant arc. La question se pose donc à savoir si l'exhumation des <br />schistes bleus Cycladiques fut ou non principalement accomplie quand les roches étaient encore en position <br />d'avant arc. Pour répondre à cette question, il est indispensable de déterminer: 1) à quel moment ces <br />détachements étaient actifs ainsi que le volcanisme d'arc associé; 2) quelles étaient les vitesses de glissement <br />afin d'estimer le déplacement relatif de chacun de ces détachements; 3) leur contribution dans l'exhumation <br />des schistes bleus. <br />En utilisant les âges cohérents obtenus par les méthodes traces de fission sur apatite et zircon et (U-<br />Th)/He sur apatite sur des échantillons prélevés selon des profils parallèles à la direction de transport <br />tectonique des principaux détachements de huit îles Cycladiques (Samos, Ikaria, Tinos, Mykonos, Naxos, <br />Paros, Serifos et Ios), j'ai pu estimer la période d'activité, la vitesse de glissement et la quantité de <br />déplacement relatif à chaque détachement étudié. Les contraintes de temps apportées sur les zones de <br />cisaillement indiquent que le cisaillement ductile de Selçuk sur Samos était le premier actif avant 21 Ma. <br />Vers ~21-20 Ma, les zones de cisaillement de Tinos et de Naxos/Paros se sont développées tandis qu'entre <br />15 Ma et 10 Ma, quand la plupart des granites intrudent l'unité des schistes bleus Cycladiques, la majorité <br />des détachements exposés commencent à fonctionner (les détachements de Kerketas sur Samos, de <br />Messaria/Kallithea sur Ikaria/Samos, de Mykonos, de Serifos et de Ios) ou restent actifs (systèmes de failles <br />extensives de Tinos et Naxos/Paros qui deviennent actives dans le cassant). Cette étroite relation des <br />évènements entre magmatisme d'arc et détachements extensifs (spécialement pour les détachements <br />Messaria/Kallithea de Ikaria/Samos, de Mykonos, de Serifos et de Ios) a été favorisé par l'existence de forts <br />gradients thermiques et des contraintes extensives provoquées par le retrait de la zone de subduction. Les <br />données thermochronologiques indiquent un refroidissement rapide des murs de faille compris entre <br />~75°C/Ma et ~25°C/Ma et des vitesses de glissement élevées voisines de 8-7 km/Ma. Aucune organisation <br />particulière des âges des détachements et des vitesses associées n'a été reconnue selon la répartition spatiale <br />des îles dans l'arc égéen. <br />Cette étude a également mis en évidence que le système de faille extensive exposé sur Naxos est unique <br />dans l'arc Egéen. En effet, le détachement de Naxos présente des vitesses minimum de glissement et de <br />refroidissement légèrement supérieures à ~9-8 km/Ma et ~108°C/Ma, corrélées à des conditions de <br />température élevée pendant la formation du système de faille. La vitesse de glissement semble augmenter au <br />passage de la transition ductile/cassante de ~6 km/Ma à ~9-8 km/Ma. L'intrusion d'une granodiorite massive <br />au voisinage de la zone de faille de Naxos, postérieurement à la formation de la zone de cisaillement ductile <br />augmenterait la vitesse de glissement. Par contre sur Ikaria, la vitesse de glissement sur le système de faille <br />extensive Messaria est constante du ductile au cassant parce que l'intrusion de la granodiorite semble être <br />synchrone de la formation de la zone ductile de cisaillement. De plus, contrairement aux zones de <br />cisaillement des autres îles qui s'enracinent aux environs de la transition ductile/cassante, la zone de <br />cisaillement de Naxos s'enracinerait plutôt dans la croûte inférieure. <br />Nos données montrent également que les détachements accomplissent des déplacements minimum de <br />l'ordre de ~53 km sur Ikaria à 12 km sur Tinos, impliquant une exhumation des schistes bleus d'une <br />profondeur inférieure à 10 km. Par conséquent, les failles normales Miocène des îles Cycladiques ne sont pas <br />responsables d'une exhumation importante des schistes bleus. Ces failles normales à fortes vitesses de <br />glissement ont accommodé l'ouverture de la mer Egée. <br />Finalement, bien que des différences existent dans les âges, les vitesses ou bien la profondeur <br />d'enracinement de ces systèmes de faille extensives, d'importantes similarités apparaissent pour la période <br />où les Cyclades étaient en position d'intra arc entre 15 Ma et 5 Ma.

La simulation numérique des procédés apparaît, de nos jours, comme un outil indispensable apportant des gains de temps et d'argent importants dans l'industrie. Le logiciel FORGE3® multicorps a été développé dans ce cadre, afin de pouvoir prendre en compte un grand nombre de corps déformables avec des lois de comportement non linéaires de type thermo-élastoviscoplastique en grandes déformations. Nous présentons dans ce mémoire les développements qui ont été réalisés pour prendre en compte et gérer plusieurs corps déformables de rhéologies différentes. Une partie de notre travail a donc consisté en l'implémentation d'un couplage mécanique entre plusieurs corps déformables dont les maillages sont incompatibles sur la zone de contact. Le couplage est basé sur une gestion du contact par la méthode de pénalisation et la technique du maître/esclave. Les équations du frottement sont intégrées aux points de Gauss en négligeant le mouvement relatif des corps. Une nouvelle écriture pseudo-symétrique des conditions de contact est proposée, sans surcontraindre le problème tout en améliorant le traitement du contact. Les méthodes utilisées pour résoudre le problème de contact mécanique entre corps déformables sont utilisées pour résoudre celui du repli de matière. Afin de diminuer le temps de calcul, la parallélisation du problème est abordée en utilisant la stratégie S.P.M.D. (Single Program Multiple Data). Les exemples d'applications proposés montrent la robustesse des développements effectués et offrent de nombreuses perspectives.

Nous avons utilisé deux techniques de géodésie spatiale (Global Navigation Satellite System, GNSS, et Interférométrie d'images radar satellite, InSAR) pour estimer la cinématique actuelle et les taux de glissement de la plupart des failles de l'Est et du Nord-Est de l'Iran. En Iran de l'Est, 14 mm/an de cisaillement dextre est accommodé sur les failles décrochantes dextres Est-Lut, West-Lut, Kuhbanan, Anar et Dehshir. Ces failles glissent latéralement à 5.6 ± 0.6, 4.4 ± 0.4, 3.6 ± 1.3, 2.0 ± 0.7 et 1.4 ± 0.9 mm/an, respectivement, de l'est à l'ouest. Au nord de ces failles, nos vitesses GNSS suggèrent une rotation de block rigide du bassin Sud Caspien (SCB) autour d'un pôle qui se trouve plus loin qu'on ne le pensait précédemment. Ce mouvement NW de SCB implique un glissement dextre de jusqu'à 7 mm/an sur la faille Ashkabad, et jusqu'à 4-6 mm/an de glissement senestre à travers le système des failles de Shahroud (SFS). L'analyse InSAR en séries temporelles localise 4.75 ± 0.5 mm/an de glissement senestre plus spécifiquement sur les failles d'Abr et Jajarm.

Cette thèse aborde le problème de l'interaction gaz/paroi et des conditions aux limites en écoulement de gaz raréfié. Les écoulements dans les microsystèmes et les écoulements autour des engins spatiaux en rentrée atmosphérique ont démontré l'insuffisance des concepts utilisés dans la formulation des conditions aux limites hydrodynamiques existantes. Dans ce travail, nous avons élaboré, dans un premier temps, des modèles<br />de conditions aux limites cinétiques, en développant de manière originale la théorie de " scattering kernel " bien connue dans le domaine de la recherche de conditions aux limites pour l'équation de Boltzmann. Ces modèles sont développés d'une part pour un gaz monoatomique et d'autre part pour un gaz de molécules complexes. Les démonstrations font appel à des formulations intégrales et à une description basée sur la théorie des opérateurs. Elles introduisent la notion de coefficient d'accommodation<br />propre à chaque degré de liberté. Dans un deuxième temps nous avons utilisé ces conditions aux limites<br />cinétiques pour établir des conditions aux limites hydrodynamiques : saut de température<br />- glissement de vitesse. Nous abordons également le problème de la couche limite cinétique (couche de Knudsen) et de la prédiction du flux de chaleur à la paroi. Finalement ces conditions aux limites sont utilisées pour les calculs de coefficients aérodynamiques et de quelques types d'écoulements particuliers. Les résultats sont comparés à ceux donnés par d'autres modèles, ainsi qu'aux résultats expérimentaux.

Solides élastiques au repos, les fluides à seuil s’écoulent comme un liquide au-delà d’une certaine contrainte. Plusieurs applications industrielles concernent l’écoulement de ces fluides dans des milieux poreux. On peut citer par exemple les émulsions dans le processus de récupération du pétrole, les opérations de cimentation dans le sol, ou le nettoyage d’un sol contaminé par une boue. Pour ces applications, il est nécessaire de connaitre la pression nécessaire pour un débit voulu à la sortie du milieu poreux. Dans de tels cas, l’écoulement est perturbé par la complexité de la géométrie. Les modèles développés pour décrire la loi de Darcy supposent une loi rhéologique appliquée localement, mais ces modèles décrivent mal ce type d’écoulement. De plus, des effets complexes peuvent s’ajouter comme le glissement à la paroi ou la thixotropie. Dans cette thèse, nous étudions l’écoulement de carbopol (ETD 2050) à travers différentes géométries. Tout d’abord au rhéomètre, nous montrons que le fluide, sous certaines conditions, correspond bien à un fluide à seuil modèle. Nous démontrons que le protocole expérimental utilisé est très important et qu’un comportement thixotropique peut apparaitre s’il n’est pas respecté. Ce comportement apparait notamment lorsque le fluide reste sous le seuil, l’impact augmentant avec le temps d’attente. Ensuite, nous comparons la loi d’écoulement obtenue au rhéomètre à l’écoulement dans un canal droit obtenu par microfabrication. Nous montrons alors l’importance du glissement proche du seuil et ses conséquences sur la loi d’écoulement. Enfin nous étudions l’écoulement du carbopol dans un milieu poreux. Le milieu poreux de 5x5cm est obtenu par microfabrication. La largeur moyenne des canaux est égale à celle du canal droit. Nous avons développé une nouvelle méthode de mesure des champs de vitesse. Nous montrons l’apparition d’une chenalisation de l’écoulement à travers quelques canaux du milieu poreux. Nous comparons ensuite la loi d’écoulement du milieu poreux à celle obtenue dans le canal droit. On remarque que la vitesse d’écoulement est plus faible dans le milieu poreux que dans le canal droit. / Elastic solids at rest, yield stress fluids flow like a liquid beyond a certain stress. Many industrial applications required the flow of these fluids in porous media, for example: the emulsion flow in oil recovery processes, the cementing operations in the ground, or the cleaning of sludge in a contaminated soil. For many applications, it could be interesting to know the pressure required for a desired flow rate. In such cases, the flow behavior of the fluid is complicated by the complexity of the geometry. The models developed to describe Darcy's law assume a rheological law applied locally, but these models poorly describe this type of flow. Furthermore, complex effects can be added like the wall slip or the thixotropy. In this thesis, we study the flow of carbopol (ETD 2050) through different geometries. First we show that the fluid, for some conditions, corresponds to model yield stress fluids. The experimental protocol used is very important and a thixotropic behavior can appear if it is not respected. This behavior appears especially when the fluid remains below the yield stress, the impact increases with the waiting time. We then compare the flow law obtained by rheometer in a straight channel obtained by microfabrication. We show the importance of the wall slip near the yield stress and the impact on the flow law. Finally, using a new method to measure the velocity fields developed during this thesis, we study the flow of carbopol in a porous medium. This porous medium of 5x5cm is obtained by microfabrication. The mean width of the channels is equivalent to the one of the straight channel. We show the emergence of a channeling flow through some channels of the porous medium. We then compare the flow law of the porous medium to the one obtained in the straight channel. It can be observed that the flow rate is lower in the porous medium than in the straight channel.

Ce travail de thèse est consacré à l'étude numérique et théorique de la modulation de la turbulence par des particules. Cette étude s'appuie sur des résultats issus de simulations de type Euler/Lagrange qui résolvent directement les équations instantanées de la phase gazeuse et effectuent un suivi de trajectoires des particules. La configuration étudiée représente une nappe de particules injectées à haute vitesse dans une turbulence homogène isotrope décroissante. Le mouvement des particules est supposé uniquement gouverné par la force de traînée visqueuse. Le chargement en particules est suffisamment important pour que les particules influent sur la phase gazeuse (couplage inverse) mais suffisamment faible pour pouvoir négliger les collisions interparticulaires. Une analyse des équations de transport des principales grandeurs moyennes de l'écoulement est menée pour déterminer les effets directs et indirects des particules sur la turbulence fluide. L'étude des transferts d'énergie entre phases montre que la présence des particules tend à détruire la turbulence gazeuse au centre de la nappe et à l'augmenter à la périphérie. Ce dernier effet est causé par la forte corrélation entre la distribution de particules et la vitesse instantanée du gaz. Le modèle k-epsilon est ensuite étudié et la validité de ses hypothèses de fermeture en écoulement diphasique est éprouvée à l'aide de tests a priori. une nouvelle formulation de type viscosité turbulente, fonction des paramètres diphasiques, est utilisée pour modéliser le tenseur de Reynolds du gaz. Une équation de Langevin diphasique est également testée pour modéliser les équations de vitesse de dérive et de covariance des fluctuations de vitesse fluide-particules.

Au sein des opérations de retraitement du combustible usé, la colonne pulsée à garnissage est l'appareil d'extraction liquide-liquide principalement utilisé. Dans un contexte de compétitivité économique et de raréfaction des ressources, l'efficacité de ces appareils est devenue un enjeu pour l'industriel. Afin d'améliorer leur rendement à travers un meilleur dimensionnement, la connaissance de la vitesse de glissement entre les phases de l'émulsion est nécessaire.Les travaux menés et présentés dans ce manuscrit s'articulent autour de la modélisation physique et numérique de l'hydrodynamique de l'émulsion ainsi que de sa caractérisation expérimentale.Dans ce travail, une modélisation d'approche eulérienne, inspirée des travaux de D. Lhuillier, permet l'obtention d'un modèle bi-fluide couplé à une équation d'évolution de la surface d'échange (aire interfaciale). La résolution du modèle s'effectue par éléments finis sous le logiciel CAST3M. A l'issue des calculs, le modèle montre sa capacité à restituer le comportement de l'émulsion et permet l'obtention des vitesses de glissement. Dans une optique de validation expérimentale du modèle, des expérimentations sur deux installations sont menées. Celles-ci font notamment intervenir un couplage entre les méthodes de vélocimétrie par image de particules et de fluorescence induite par laser afin d'obtenir les vitesses de chaque phases et le taux de rétention de la phase dispersée. Un algorithme de détection et de suivi de gouttes est développé afin d'obtenir la vitesse de la phase dispersée et sa fraction volumique. La confrontation de ces aux résultats numériques permet une première qualification encourageante du modèle. / In the core of spent fuel reprocessing operations, the pulsed columns with packing are the liquid-liquid extraction apparati mainly used. The context of economical competiveness and scarce resources, industrials are driven to improve the efficiency of these processes. Pulsed column efficiency is bound to the amount of available exchange surface, which depends on geometrical parameters of the column and the operating conditions. A better design would improve the efficiency. In this aim the knowledge of the interphase slip velocity is necessary. The work presented in this thesis revolves around physical and numerical modelling of the hydrodynamics of the emulsion and its experimental characterization.In this work, a eulerian approach, based on the work of D.Lhuillier, allows to obtain a two-fluid model coupled with an evolution equation of the exchange surface (interfacial area). We use finite elements method to solve this model along with CAST3M software. Numerical simulations have shown the model abilities to correctly reproduce the emulsion behaviour and to obtain the slip velocity.In order to experimentally validate the model, we carried out two types of experimentation. Particles images velocimetry coupled to laser induced fluorescence are involved to obtain velocities of each phases and the dispersed phase volume fraction. We developed a tracking algorithm to obtain the dispersed phase velocity and the hold up. These results, such as velocities and strain rate tensor, have been used in a first validation of the model.