Ce travail de recherche représente une synthèse sur la question des échanges entre la Méditerranée orientale (le monde phénicien) et le monde égéen ; une synthèse inscrite dans la longue durée, à savoir dès le début des contacts à l'Âge du Fer jusqu'à la fin de l'époque perse (fin XIe – fin IVe s. av. J.-C.). Elle envisage ces échanges en dehors des contextes de conflits et d'opposition ethnique, en dépassant la ligne de séparation tracée entre la culture classique et les cultures sémitiques, mettant en évidence les relations suivies qui ont existé entre la Grèce et le monde oriental. Deux questions fondamentales ont pu être précisées dans ce travail. Tout d'abord si la céramique fine grecque ne peut être interprétée en termes de « grand commerce international » et qu'elle ne justifie pas en soi la création d'un réseau, elle peut néanmoins être exploitée comme « marqueur archéologique de réseaux », car sa commercialisation se glisse dans des courants d'échanges établis de produits fondamentaux. On propose une nouvelle reconstitution des réseaux ancrée dans une périodisation qui a pour point de départ la culture matérielle et tout changement significatif qu'on peut observer du point de vue de la « performance économique ». Elle tient compte des changements politiques globaux dans ces régions, en essayant de se détacher de la simple histoire événementielle. D'autre part, les principales séries de céramiques importées ont pu être cernées et nous proposons une nouvelle réflexion sur les ateliers de production, en confrontant nos résultats au cadre méditerranéen global. / This research looks at trade between the eastern Mediterranean (Phoenician world) and the Aegean world. It provides a long-term-perspective, namely spanning the early Iron Age contacts to the end of the Persian period (late eleventh to late fourth century BC). It envisages these exchanges outside the contexts of conflict and ethnic opposition, and beyond the dividing line drawn between classical culture and Semitic cultures, elucidating the ongoing relationships that existed between Greece and the eastern world. Two key issues have been identified in this work. Firstly, if Greek fine pottery cannot be interpreted in terms of "international trade" and does not by itself justify the creation of a network, they can still be used as "archaeological markers of networks" because their marketing fits into established trade flows for basic products. We propose a new reconstruction of networks rooted in a periodization whose starting point is material culture and in which any significant change can be observed in terms of "economic performance". It reflects the overall political changes in these areas, trying to break away from the simple narrative history. On the other hand, the main series of imported ceramics have been identified and we provide new insights into the production centres, by comparing our results to the wider Mediterranean setting. Then, to understand the true meaning of the "marketing" of these ceramics, this research takes into account the contexts of reception by addressing consumer choice and reception of these products in the Phoenician cultural context.

Le projet ARCADIA vise à développer une méthode automatique d’analyse des décors sur des tessons de céramique réalisés à la molette pour faciliter l’interprétation de ce patrimoine archéologique. Cette automatisation doit remplacer la procédure manuelle effectuée par l’archéologue, devenue trop fastidieuse avec l’augmentation du corpus (38000 tessons). L’objectif in fine est de réussir à associer automatiquement les décors à la molette du potier qui les a créés. Dans ce contexte, nous avons développé une chaine complète depuis la numérisation des tessons jusqu’à la classification automatique des décors selon leur style de motifs(carré, losange, chevrons, oves, etc). Les travaux présentés proposent plusieurs contributions mettant en oeuvre des méthodes d’analyse d’images et d’apprentissage automatique. A partir du nuage de points 3D, une carte des profondeurs est obtenue. Une méthode originale de détection automatique de la région saillante focalisée sur le décor est proposée. Ensuite les décors sont caractérisés pour effectuer leur classification. Un nouveau descripteur, appelé Blob-SIFT, est proposé pour collecter les signatures seulement dans les zones pertinentes du décor. Cette approche adaptée à chaque décor, permet à la fois de réduire considérablement la masse de données et d’améliorer les performances de classification. Nous proposons également une approche apprentissage profond, puis, une approche hybride combinant les vecteurs de caractéristiques locales extraites par Blob-SIFT et la caractérisation globale du décor fournie par l’apprentissage profond qui améliore encore les performances de classification. / The ARCADIA project aims to develop an automatic method for analyzing engraved decorations on ceramic sherds to facilitate the interpretation of this archaeological heritage. It is to replace the manual and tedious procedure carried out by the archaeologist since the corpus increased to more 38000 sherds. The ultimate goal is to grouping all the decorations created with the same wheel by a poter. We developped a complete chain from the 3Dscanning of the sherd to the automatic classification of the decorations according to their style (diamonds, square, chevrons, oves, etc). In this context, several contributions are proposed implementing methods of image analysis and machine learning. From the 3Dpoint cloud, a depth map is extracted and an original method is applied to automatically detect the salient region centered onto the decoration. Then, a new descriptor, called Blob-SIFT, is proposed to collect signatures only in the relevant areas and characterize the decoration to perform the classification. This approach adapted to each sherd, allows both to reduce significantly the mass of data and improve classification rates. We also use deep learning, and propose an hybrid approach combining local features extracted by Blob-SIFT with global features provided by deep learning to increase the classification performance.

La céramique n’est désormais plus à établir comme élément fondamental de nos connaissances des mondes anciens, que ce soit d’un point de vue chronologique, économique ou culturel puisqu’au-delà de son rôle d’élément datant auquel s’arrêtent encore bien trop d’études, elle est une des principales sources d’informations en étant un produit direct de la culture qui l’a produite. Sa quasi-omniprésence dans le mobilier archéologique et les fortes quantités excavées ne sont alors pas sans liens avec la solidité du matériau. En effet, bien que les objets ainsi réalisés soient aisément brisables, la matière constitutive – l’argile cuite – est particulièrement résistante et ne se détruit que difficilement, que ce soit par le sol et sa nature, le temps, l’action de l’homme ou la combinaison de ces divers facteurs. Elle n’est notamment pas recyclable comme peuvent l’être le verre ou les métaux, et encore moins périssable comme les matières organiques.Le choix d’orienter cette recherche sur l’Italie centro-tyrrhénienne tardo-républicaine n’est évidemment pas anodin et résulte de la constatation d’une lacune flagrante dans nos connaissances de sa céramique, bien qu’il s’agisse d’un ancrage, aussi bien chronologique que géographique, charnière de l’Histoire romaine. Ainsi, la ligne directrice de ce travail vise à constituer une première tentative de caractérisation du faciès céramique, aussi bien dans son uniformité que dans ses spécificités régionales et de déterminer son évolution interne, que ce soit en matière de classes, catégories, formes et types.Pour ce faire, une méthodologie rigoureuse a été mise en place afin de disposer d’un corpus composé d’éléments suffisamment similaires pour établir un raisonnement fiable. Trois axes ont notamment été au cœur de cette réflexion : la nature des contextes, la possibilité de disposer de l’intégralité du matériel céramique et la quantification.L’étude s’est alors concentrée sur deux aires géographiques bien précises – le Latium septentrional et l’Étrurie méridionale – pour lesquelles il a fallu établir les faciès respectifs et leurs évolutions en s’interrogeant sur les rapports des classes, catégories, formes, types et provenances à travers trois ères chronologiques – la première moitié du IIe s., la seconde moitiédu IIe s., et le Ier s. av. n.è. Des études macroscopiques ont également été réalisées sur les pâtes du matériel provenant des études de cas. Les groupes techniques mis en évidence ont alors été confrontés aux données déjà existantes afin de faire ressortir les zones d’approvisionnement, les questions d’échanges commerciaux, d’importations et de productions locales ou régionales.Plus modestement, cette étude a également tenté d’ouvrir le discours aux tendances et pratiques alimentaires en confrontant les résultats, notamment morphologiques et fonctionnels, obtenus lors de l’établissement du faciès avec les sources littéraires et les études déjà menées sur le sujet. Notons enfin que ce travail, loin d’être définitif, devra être nourri par d’autres recherches afin de s’amplifier pour confirmer ou infirmer les hypothèses proposées. / Pottery artifacts are now considered without any doubts as essential elements of our knowledge in ancient worlds in chronological, economical or cultural points of view. Indeed, beyond its use as a dating guide in which so many studies are limited, it's one of the most important source of information beeing a direct product of the society who made it. Itsomnipresence in the archaeological rests and the hight quantity of sherds are linked to the solididy of the material. Indeed, even if the objects are easily breakable, the material – the fired clay – is particularly resistant and destroyable only with difficulty, whether it is by the ground and its nature, the time, the human action or the combination of these various factors. Moreover,it's not recyclable as can be it the glass or the metals, and even less perishable as the organic matters.The choice to focus this research on Late republican centro-Tyrrhenian Italy is not obviously harmless and results from the observation of a blatant gap in our knowledge of its ceramic, although it is about an anchoring, so chronological as geographical, hinge of the Roman History. So, the guideline of this work aims at constituting a first attempt of characterization of the ceramic faciès, as well in its uniformity as in its regional specificities and to determine its internal evolution, whether it is regarding classes, categories, forms and types.To do it, a rigorous methodology was organized to have a corpus compound of enoughsimilar elements to establish a reliable argument. Three axes were in particular at the heart ofthis reflection : the nature of contexts, the possibility of having all the rests and thequantification.The present study focus on two very precise geographical areas - the northern Lazio and the southern Etruria - for which it was necessary to establish the respective faciès and their evolutions by questionning the reports of classes, categories, forms, types and proveniance, through three chronological erae - the first half of IIth s, the second half of IIth s, and Ier s B.C. Macroscopic studies were also realized on clays of the material from two case studies. The technical groups were then confronted with the already existing data to highlight the zones of supply, the questions of trade, imports and local or regional productions.More modestly, this study also tried to open the research to the food practices by confronting the results, in particular morphological and functional, obtained during the establishment of the faciès with the literary sources and the studies already led on the subject. Finally this work, far from being definitive, must be fed by other researches to increase to confirm or counter the proposed hypotheses.

Récemment, les recherches scientifiques ont attiré son attention sur les domaines liés à l'énergie en raison de la consommation croissante d'énergie qui a affecté les dernières décennies. Les matériaux magnétiques sont déterminants dans les applications basées sur l'énergie et l'amélioration de leurs performances joue un rôle primordial dans le développement technologique. Le présent travail explore la possibilité de préparer des composites céramiques magnétiques hétéro-nano-structurés à base de constituants d'oxydes. Un oxyde ferromagnétique (F) a été couplé à un antiferromagnétique (AF) à l'échelle nanométrique pour étudier les propriétés magnétiques résultantes, en accordant une importance primordiale au couplage d'échange entre les deux phases. L’établissement de l’effet de biais d’échange à l’interface des phases F-AF est souhaitable pour augmenter l’anisotropie magnéto-cristalline du système et le produit énergétique relatif BHmax. Dans ce but, deux oxydes F différents ont été pris en compte, le Fe3O4 et le CoFe2O4, et trois oxydes différents de la AF, CoO, NiO et l'hématite α-Fe2O3. Des nanoparticules d'oxyde de chaque composant ont été préparées par synthèse de polyol, avec une bonne qualité cristalline et une morphologie uniforme. Ils ont ensuite été utilisés pour préparer des échantillons de céramique de consolidation par la technique SPS. Pour chaque échantillon, un oxyde F a été mélangé à l'un des oxydes AF. Les céramiques résultantes ont été formées selon différents rapports de masse F / AF, variant entre 0,75 / 0,25, 0,5 / 0,5 et 0,25 / 0,75, et selon différentes combinaisons entre les oxydes F et AF considérés. Tous les échantillons ont été frittés à 500 ° C et 100 MPa pendant 5 minutes. Toutes les céramiques ont été étudiées en profondeur, notamment en ce qui concerne leur structure, leur microstructure et leurs propriétés magnétiques. L’analyse HR-TEM réalisée sur des lames raffinées de céramiques Fe3O4-CoO, Fe3O4-NiO et CoFe2O4-NiO, ainsi que des résultats de diffraction XR, a mis en évidence une importante variation de la composition des échantillons après frittage. Une nouvelle phase métallique est formée après frittage dans l'atmosphère fortement réductrice au cours du processus SPS, modifiant ainsi la composition relative des phases F et AF individuelles. L’établissement d’effets de biais d’échange n’a guère été observé à cause de la diffusion des atomes qui affecte l’échantillon. En effet, les nanoparticules AF d'hématite se sont révélées instables dans une large plage de températures et donc inappropriées pour ce type d'application. En particulier, une transformation de phase se produisant à environ 380 ° C a été observée lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué. Une telle transition a été étudiée au moyen d’une caractérisation par magnétomètre, d’une analyse HR-TEM et d’une analyse EELS et a révélé qu’elle impliquait la transformation de l’hématite en magnétite. Le mécanisme de cette transformation n’a pas encore été compris et fait l’objet d’une enquête plus approfondie. / Recently the scientific research led its attention towards energy related fields because of the increasing energy consumption that affected the last few decades. Magnetic materials are determining in energy-based applications and the enhancement of their performances has a primary role on the technological development. The present work explores the possibility to prepare hetero-nano-structured magnetic ceramic composites based on oxide constituents. A ferromagnetic oxide (F) was coupled with an antiferromagnetic one (AF) at a nanometric size scale to study the resulting magnetic properties, above all concerting the exchange coupling between the two different phases. The establishing of the exchange-bias effect at the F-AF phases interface is desirable in order to increase the magneto-crystalline anisotropy of the system and the relative energy product BHmax. At this aim, two different F oxides were took into account, the Fe3O4 and the CoFe2O4, and three different AF oxides, CoO, NiO and hematite α-Fe2O3. Oxide nanoparticles of each component were prepared by polyol synthesis, with a good crystalline quality and uniform morphology. They were then employed to prepare consolidate ceramic samples by SPS technique. For each sample, one F oxide was mixed with one of the AF oxides. The resulting ceramics were formed by different F/AF mass ratio, varying between 0,75/0,25, 0,5/0,5 and 0,25/0,75, and by different combinations between the considered F and AF oxides. All the samples were sintered at 500°C and 100 MPa for 5 minutes. All the ceramics were deeply studied, above all concerning their structure, microstructure and magnetic properties. HR-TEM analysis performed on FIB-refined slides of the Fe3O4-CoO, Fe3O4-NiO and CoFe2O4-NiO ceramic samples, together with XRD results, highlighted an important variation of samples’ composition after sintering. A new metallic phase is formed after sintering cause to the strongly reductive atmosphere during the SPS process, thus modifying the relative composition of the single F and AF phases too. The establishing of exchange-bias effects was hardly observed exactly because of the atoms diffusion that affects the sample. The hematite AF nanoparticles, indeed, were found to be unstable in a wide temperature range and thus unsuitable for this kind of application. In particular, a phase transformation occurring at about 380°C was observed when an external magnetic field is applied. Such a transition was studied by mean of magnetometer characterisation, HR-TEM and EELS analysis and was found to involve hematite transforming into magnetite. The mechanism of such transformation hasn’t been understood yet and is under further investigation

La réalisation de céramiques transparentes de type Er:YAG pour application laser nécessite une transparence parfaite ce qui implique une grande qualité de la poudre utilisée et une parfaite maîtrise des procédés de fabrication. Afin d’obtenir une céramique transparente, la première partie de cette thèse a consisté à corriger le principal défaut de deux poudres de YAG expérimentales. Dans la première poudre, un taux de soufre élevé a été mesuré et l’objectif a été d’éliminer cette impureté par des traitements chimiques et thermiques, tout en gardant les caractéristiques structurales et granulométriques de la poudre de départ. La seconde poudre présentait un déficit en yttrium et le but a été de corriger ce déséquilibre par l’ajout d’yttrine. Dans un deuxième temps, afin de s’affranchir des problèmes de non-reproductibilité de la qualité des poudres commerciales de YAG, la possibilité d’obtenir des céramiques transparentes YAG par frittage réactif à partir de poudres d’alumine et d’yttrine a été étudiée. Lors de cette étude, le mélange, la stoechiométrie, la compaction, la densification et les transformations de phase ont été suivis dans le but de réaliser une carte de frittage de ce mélange. La dernière étude concerne l’obtention de céramiques transparentes à gradient de dopage suivant trois approches ayant pour point commun l’emploi de la technique de frittage SPS. La première a consisté en l’assemblage de céramiques déjà totalement densifiées, la deuxième, de céramiques pré-frittées et enfin, la dernière, d’un empilement de lits de poudres. Les mesures de diffusion des ions Erbium à travers l’interface ont permis de comparer ces différentes approches. / The realization of transparent Er:YAG ceramics for laser application requires a perfect transparency that implies a high quality of the used powder and a perfect control of the manufacturing processes. However, the quality of the starting powder is sometimes insufficient and its characteristics are not suitable in terms of stoichiometry, impurities or particle morphology. In this case, a pre-treatment of the powder and the use of sintering aids are necessary to obtain transparency. In order to prepare transparent ceramics, the first part of this work consisted in correcting the main defects of two experimental YAG powders. In the first powder, a high level of sulfur was measured and the objective was to eliminate this impurity by chemical and thermal treatments, while keeping the structural characteristics and particle size of the starting powder. In the second powder, the measured stoichiometry showed an yttrium deficiency of 5.3 mol% and the purpose was to correct the Y/Al ratio by addition of yttria. In a second part, in order to overcome the problems of non-reproducibility of the quality of YAG commercial powders, the possibility of obtaining YAG transparent ceramics by reactive sintering from alumina and yttria powders was investigated. The last part of this study concerned the development of transparent ceramics with doping gradients by three approaches having in common the use of SPS sintering. The first involved the assembly of fully dense ceramics; the second, pre-sintered ceramics and finally, the last approach a stack of powder layers. The measurement of Erbium ion diffusion through the interface made it possible to compare these different approaches.

La dalle d'impact est une zone du revêtement en céramique réfractaire du fond de la poche à acier, renforcée pour résister aux sollicitations thermomécaniques induites par l'impact du jet d'acier liquide lors du remplissage. Les résultats d'une enquête menée sur un site de production sont d'abord présentés. Les causes et les modes de dégradation observés sur différents types de dalles ont été identifiés et l'influence de certains paramètres du procédé d'affinage de l'acier sur la durée de vie de la dalle a été évaluée. Une campagne d'essais mécaniques de compression simple et de flexion 3-points a ensuite été réalisée jusqu'à 1500°C sur différents types de bétons réfractaires alumine-magnésie formant des spinelles MgAl2O4. Elle a permis de caractériser le comportement mécanique de ces céramiques et les déformations induites par les changements de phases se produisant à haute température. Une loi de comportement thermoélasto-viscoplastique prenant en compte les changements de phases a été construite pour décrire le comportement en service des réfractaires. La dernière partie du document est consacrée à des simulations numériques réalisées avec les codes de calculs FLUENT et ABAQUS. Elle vise à décrire le comportement thermique et mécanique de la dalle d'impact au cours d'un cycle d'affinage et en particulier lors de l'impact du jet de métal liquide. Associées à des observations de la microstructure et des données recueillies sur le procédé d'affinage, ces simulations ont permis de reconstruire l'historique des sollicitations s'appliquant sur la dalle et de mieux comprendre à quelles étapes du procédé d'affinage certaines dégradations observées pouvaient être attribuées.

L'oxyde thermoélectrique (TE) Ca3Co4O9 se place avantageusement pour les applications de conversion d'énergie en raison de ses bonnes propriétés TE, ses stabilités chimique et thermique à l'air à haute température et l'absence de biotoxicité. Une étude comparative des apports respectifs de procédés de consolidation (frittage conventionnel-CS, pressage à chaud-HP et frittage flash-SPS) a été menée pour déterminer les conditions expérimentales d'obtention de céramiques Ca3Co4O9 aux caractéristiques TE et fiabilité optimisées pour être intégrées dans des dispositifs TE. Par le procédé HP, les conditions optimales (920°C, 30 MPa, 24 h) ont permis d'élaborer des matériaux denses (96 %) et fortement texturés, avec un maxima de pôles {001} de 22 mrd et une croissance notable des grains dans les plans (a,b). Il en découle une faible résistivité ab (5.25 m.cm à 900 K) et donc un facteur de puissance PFab remarquable (595 µW.m-1.K-2). Les caractéristiques mécaniques sont considérablement améliorées en comparaison avec la céramique CS. Des céramiques plus denses (99.6 %) ont été élaborées dans des temps très courts par SPS, mais avec une faible texture. PFab est plus faible que celui obtenu par HP. Les propriétés mécaniques sont toutefois meilleures. D'autre part, des matériaux Ca3Co4O9 multicouches ont été élaborés et les propriétés TE obtenues sont anisotropes. L'anisotropie de la résistivité c/ab vaut 13.5 dans la plage 0-350 K, mais diminue au-delà de 350 K et avoisine 8.8 à 900 K. L'anisotropie PFab/PFc vaut 12 à 900 K. La conductivité thermique abest plus élevée que c. Le facteur de mérite est plus élevé dans les plans (a,b), avec ZTab = 0.16 à 900 K et (ZTab/ ZTc) = 4.6.

La rupture des matériaux à comportement fragile est causée par la présence de défauts initiaux. Ces derniers conduisent à une rupture brutale dans le cas de composés monolithiques. Dans le cas de céramiques renforcées par des fibres, la rupture finale est le résultat d'un processus de fragmentation progressive des fibres. Des essais ont été effectués sur deux céramiques monolithiques et sur des bétons. Ils ont pour but d'étudier l'influence du type de sollicitation et de la distribution initiale de défauts sur la contrainte de rupture. Une première approche de prévision de la probabilité cumulée de rupture est présentée. Elle tient compte explicitement de la présence des défauts, modélisés par une valeur initiale d'une variable scalaire d'endommagement, dans le calcul du champ de contrainte. Une seconde approche, qui néglige les interactions entre défauts ainsi que leur influence sur le champ de contrainte macroscopique, est ensuite introduite. Elle permet un traitement analytique de l'expression de la probabilité cumulée de rupture en fonction de la distribution initiale de défauts. Une implémentation en tant que postprocesseur de code E.F. est ainsi possible. Elle peut également être étendue à des sollicitations cycliques. Enfin, toutes ces notions peuvent conduire in fine à l'élaboration d'une loi d'endommagement anisotrope de céramiques renforcées par des fibres. La condition de rupture fondée sur un critère de localisation conduit à une estimation de l'endommagement critique en fonction du module de Weibull.

Le potentiel des procédés d'impression dans les applications électroniques sur des supports en céramique a été démontré dans ce travail. Plusieurs techniques d'impression ont été étudiées : sérigraphie, flexographie, héliogravure et jet d'encre. Les propriétés de surface de plusieurs types de céramique ont été caractérisées avant et après frittage : taille des pores, rugosité et énergie de surface. Ces analyses ont permis de sélectionner les matières premières des encres les mieux adaptées à ces supports, ainsi qu'aux procédés d'impression considérés. Des formulations aqueuses à base de particules d'argent ont été privilégiées. Les propriétés de ces encres, rhéologie et tension de surface, ont été analysées et leurs effets sur la qualité des lignes imprimées (largeur, épaisseur et rugosité) ont été évalués. Après impression, les motifs ont été frittés. Des résistivités proches de celle de l'argent ont été obtenues (2 à 12x10-8 Ohm.m). L'originalité de ce travail réside notamment dans l'utilisation d'encres sérigraphiques à base d'eau et l'impression d'encres flexographiques sur des supports en céramique. Cette étude ouvre donc des perspectives pour l'industrialisation et la production de masse de composants électroniques sur supports céramiques souples.

L'oxyde supraconducteur YBa2Cu3O7Δ (Y123) qui possède une température critique de 92 K a éveillé à sa découverte un grand enthousiasme et est la source de nombreux travaux. Grâce à ses bonnes propriétés supraconductrices à la température de l'azote liquide (77 K) il semble être le plus prometteur pour les applications sous champ magnétique. Pour obtenir des densités de courant critique élevées, il est nécessaire de les densifier et d'induire une orientation cristallographique préférentielle.<br />Ce travail a consisté à élaborer des échantillons plus performants en terme de propriétés supraconductrices. Le procédé conventionnel de texturation induit des fissures et de la porosité dans les échantillons et nécessite l'ajout de dopants pour améliorer ses propriétés. Nous avons étudié un nouveau procédé « infiltration et croissance » ainsi que la mise en forme d'une géométrie originale « à parois minces ». Les caractérisations effectuées sur la microstructure, la texture et les propriétés supraconductrices sont rapportées.<br />L'optimisation du procédé a consisté à comprendre les mécanismes d'infiltration et de croissance, puis à rechercher la configuration et la composition donnant des échantillons les plus performants. Des densités de courants critiques de l'ordre de 68 kA/cm2 en champ propre ont été mesurées à 77 K. <br /> L'étude des échantillons perforés a montré que, grâces aux « trous » artificiels, les microstructures sont exempt de porosité, les échantillons se refroidissent plus rapidement et l'oxygénation est plus rapide et homogène comparé aux matériaux non perforés.