L'explosion en supernova gravitationnelle représente le stade ultime de l'évolution des étoiles massives.La contraction du cœur de fer peut être suivie d'une gigantesque explosion qui donne naissance à une étoile à neutrons.La dynamique multi-dimensionnelle de la région interne, pendant les premières centaines de millisecondes, joue un rôle crucial sur le succès de l'explosion car des instabilités hydrodynamiques sont capables de briser la symétrie sphérique de l'effondrement.Les mouvements transverses et à grande échelle générés par deux instabilités, la convection induite par les neutrinos et l'instabilité du choc d'accrétion stationnaire (SASI),augmentent l'efficacité du chauffage de la matière par les neutrinos au point de déclencher une explosion asymétrique et d'impacter les conditions de naissance de l'étoile à neutrons. Dans cette thèse, les instabilités sont étudiées au moyen de simulations numériques de modèles simplifiés.Ces modèles permettent une vaste exploration de l'espace des paramètres et une meilleure compréhension physique des instabilités, généralement inaccessibles aux modèles réalistes.L'analyse du régime non-linéaire de SASI établit les conditions de formation d'un mode spiral et évalue sa capacité à redistribuer radialement le moment cinétique.L'effet de la rotation sur la dynamique du choc d'accrétion est également pris en compte.Si la rotation est suffisamment rapide, une instabilité de corotation se superpose à SASI et impacte grandement la dynamique.Les simulations permettent de mieux contraindre l'importance des modes non-axisymétriques dans le bilan de moment cinétique de l'effondrement du cœur de fer en étoile à neutrons.SASI pourrait sous certaines conditions accélérer ou ralentir la rotation du pulsar formé dans l'explosion.Enfin, une étude d'un modèle idéalisé de la région de chauffage est menée pour caractériser le déclenchement non-linéaire de la convection par des perturbations telles que celles produites par SASI ou les inhomogénéités de combustion pré-effondrement.L'analyse de la dimensionnalité sur le développement de la convection permet de discuter l'interprétation des modèles globaux et met en évidence les effets bénéfiques de la dynamique tridimensionnelle sur le déclenchement de l'explosion. / A core-collapse supernova represents the ultimate stage of the evolution of massive stars.The iron core contraction may be followed by a gigantic explosion which gives birth to a neutron star.The multidimensional dynamics of the innermost region, during the first hundreds milliseconds, plays a decisive role on the explosion success because hydrodynamical instabilities are able to break the spherical symmetry of the collapse.Large scale transverse motions generated by two instabilities, the neutrino-driven convection and the Standing Accretion Shock Instability (SASI),increase the heating efficiency up to the point of launching an asymmetric explosion and influencing the birth properties of the neutron star.In this thesis, hydrodynamical instabilities are studied using numerical simulations of simplified models.These models enable a wide exploration of the parameter space and a better physical understanding of the instabilities, generally inaccessible to realistic models.The non-linear regime of SASI is analysed to characterize the conditions under which a spiral mode prevails and to assess its ability to redistribute angular momentum radially.The influence of rotation on the shock dynamics is also addressed.For fast enough rotation rates, a corotation instability overlaps with SASI and greatly impacts the dynamics.The simulations enable to better constrain the effect of non-axisymmetric modes on the angular momentum budget of the iron core collapsing into a neutron star.SASI may under specific conditions spin up or down the pulsar born during the explosion.Finally, an idealised model of the heating region is studied to characterize the non-linear onsetof convection by perturbations such as those produced by SASI or pre-collapse combustion inhomogeneities. The dimensionality issue is examined to stress the beneficial consequences of the three-dimensional dynamics on the onset of the explosion.

Les études statistiques d'accidents montrent que la tête est le segment corporel le plus vulnérable lors d'un accident (chocs piétons, chocs deux-roues et chocs latéraux). Pour enrichir les modèles virtuels d'être humain et développer de nouveaux outils de prédictions lésionnelles, ce travail propose une série d'expérimentations afin d'obtenir les propriétés mécaniques homogénéisées de l'os du crâne humain (pas de distinction entre l'os cortical et spongieux).<br />Des essais ont été réalisés sur 20 SHPM (Sujet Humain Post Mortem) « frais ». Un protocole spécifique a été développé afin de prélever 19 éprouvettes par crâne. Au total, 380 échantillons ont été testés en flexion trois points. Les courbes effort/déplacement ont servi de référence pour l'identification du comportement élastique. De nombreuses relations par zones et orientations osseuses ont été obtenues.<br />Des essais de cyclage dans la zone élastique ont été réalisés sur 105 échantillons prélevés sur 7 SHPM congelés. L'effet de la vitesse de sollicitation a été étudié. Cette seconde campagne permet de comparer les éprouvettes en fonction de leur mode de conservation. Une corrélation a été mise en évidence et a permis d'extrapoler le module d'élasticité à l'état « frais » d'un SHPM testé congelé.<br />Ces deux campagnes d'essais ont permis d'aboutir à une corrélation entre le module d'élasticité équivalent et les propriétés géométriques (épaisseur et densité) d'un SHPM « frais ».<br />Les derniers travaux ont porté sur le développement d'un nouveau prototype de tête. Pour cela, 7 calottes, provenant de SHPM congelés, ont été testées en compression. Les propriétés élastiques du prototype sont issues des campagnes expérimentales précédentes et présentent une distinction entre chaque zone. Ce prototype a été validé par des essais statiques et dynamiques en compression dans différentes zones osseuses.

L'objectif de cette thèse est d'évaluer différents chocs extérieurs et des réformes de politique commerciale sur une petite économie ouverte comme l'Uruguay, en mettant l’accent sur la compréhension des canaux de transmission des chocs vers la répartition des revenus et la pauvreté. Plus précisément, j'évalue deux chocs externes –la récente crise financière et une augmentation des prix alimentaires et pétroliers- et une réforme de politique commerciale: la négociation d'un accord de libre-échange entre le Mercosur et l'Union Européenne. Pour ce faire, j’applique différents modèles d'équilibre général (EGC): deux modèles statiques uni-pays et un modèle global dynamique, MIRAGE-HH, qui comprend une désagrégation des ménages. Les modèles EGC sont combinées avec des techniques de microsimulation: microsimulation non-paramétrique et méthode «micro-accounting». Comme les chocs extérieurs peuvent avoir un impact négatif sur la pauvreté en Uruguay, j’évalue aussi les options politiques visant à atténuer cet impact négatif. Les résultats montrent que les canaux de transmission des réformes de politique commerciale et des chocs extérieurs sont divers et complexes et ils peuvent avoir des effets opposés sur la pauvreté. Ils mettent également en évidence le fait que l'impact sur les différents groupes de population n'est pas uniforme. Dans certains cas, les chocs positifs sur l'économie peuvent encore nuire à des groupes de population. Dans la plupart des cas, les groupes affectés négativement sont les populations déjà vulnérables ayant peu de ressources pour faire face à ces chocs. Pour cette raison, il est important d'évaluer aussi des réponses politiques pour éviter cet impact négatif sur les pauvres. / The aim of this dissertation is to evaluate different external shocks and trade policies on a small open economy such as Uruguay, making an emphasis in understanding the channels of transmission of the shocks to income distribution and poverty in the country. Specifically, I evaluate two external shocks –the recent financial crisis and an increase in food and oil prices- and one trade policy –the negotiation of a free trade agreement between MERCOSUR (conformed by Argentina, Brazil, Paraguay and Uruguay) and the European Union. For doing so, I apply different general equilibrium models: two different static single country models and one global dynamic model, MIRAGE-HH, which includes household disaggregation. The CGE models are combined with microsimulation techniques: non-parametric microsimulations and micro-accounting methods. Results show that the channels of transmission of trade policies and external shocks are diverse and complex and they may have opposite effects on welfare and poverty. They also highlight the fact that the impact on different population groups is not even. In some cases, positive shocks on the economy may still harm population groups. In most cases,iiithey are the already vulnerable population who count with fewer resources to counteract negative shocks. For this reason, it is important to also evaluate policy responses to prevent this negative impact on the poor.

Sur la période 2006-2008, les prix de la plupart des produits agricoles ont connu une hausse spectaculaire. Un des facteurs explicatifs de cette flambée des prix est le changement climatique. En effet, l’instabilité pluviométrique et les températures extrêmes affectent négativement les récoltes agricoles et entraînent une baisse de l’offre alimentaire sur les marchés internationaux qui contribue à la hausse des prix agricoles. La flambée des prix agricoles et le changement climatique soulèvent de sérieuses préoccupations en ce qui concerne l’inflation et le bien être des populations dans le monde et surtout dans les pays pauvres dépendants des marchés internationaux. Dans un premier chapitre, nous montrons à partir de modèles économétriques sur séries temporelles que la hausse du prix du pétrole et les fluctuations du dollar américain sont les principaux facteurs de la hausse des prix internationaux agricoles. Dans un deuxième chapitre, à l’aide d’un modèle de cointégration non linéaire, nous mettons en évidence le fait que les hausses du prix du riz sur le marché international se transmettent plus rapidement aux marchés intérieurs du Burkina Faso que les baisses. Dans un troisième chapitre, nous montrons que la hausse du prix international du riz a un effet négatif sur la pauvreté et les inégalités de revenu au Burkina Faso. Le quatrième chapitre met en évidence l’effet négatif et significatif de la variabilité climatique sur la sécurité alimentaire dans les pays en développement. Cet effet apparait plus élevé dans les pays africains. Il ressort de cette thèse que les pays en développement et plus particulièrement les pays africains sont fortement vulnérables aux chocs de prix alimentaires et au changement climatique. Cette vulnérabilité s’explique par le fait que ces pays dépendent des importations alimentaires et ont un secteur agricole sensible au climat. Des initiatives de protection sociale des populations pauvres sont nécessaires compte tenu de l’accès limité à la nourriture engendré par la flambée des prix alimentaires. Des investissements viables pour une croissance agricole soutenue sont aussi nécessaires. Il peut s’agir d’investissements pour l’amélioration des infrastructures rurales et des services agricoles ainsi que pour la recherche de nouvelles pratiques agricoles moins sensibles aux aléas climatiques. / Over the period 2006-2008, the prices of most of agricultural commodities considerably increased. One of the explanatory factors of this surge in prices is climate change. Indeed, rainfall instability and extreme temperatures negatively affect agricultural crops and lead to reduced food supply in international markets, which contributes to the rise in food prices. Soaring food prices and climate change raise serious concerns regarding inflation and welfare of households in the world and especially in poor countries that depend on food imports. In a first chapter, using econometric models applied to temporal series, we show that rising oil prices and fluctuations in the U.S. dollar are the main causes of the rise in world food prices. In a second chapter, using the threshold cointegration tests, we highlight the fact that the imported rice prices in the local markets of Burkina Faso respond more rapidly to increases than to decreases in the world price. In a third chapter, we show that the increase in the world rice price has a negative effect on poverty and income inequality in Burkina Faso. The effect is lower in the rice-producing areas but remains negative. The fourth chapter highlights the significant and negative effect of climate variability on food security in developing countries. The effect is higher in African countries than in other countries. The main message of this thesis is that developing countries and especially African countries are highly vulnerable to food price shocks and to climate change. This vulnerability might be explained by the fact that these countries depend on food imports and have an agricultural sector sensitive to climate variability. Initiatives for the social protection of poor households are required due to limited food access caused by soaring food prices. Investments for sustained agricultural growth are also required. These are for example investments for the improvement of rural infrastructure and agricultural services as well as development of new agricultural practices less sensitive to climate.

Le verre de silice (SiO₂) est un des matériaux les plus couramment utilisés dans notre société moderne. Il est notamment employé dans des structures à haut niveau de risque, telles que les verrières d'engins spatiaux ou les protections d'équipements optiques. Cette thèse est effectuée dans le cadre du projet ANR GLASS, qui a pour objectif de faire évoluer les moyens servant à en étudier le comportement sous chargement dynamique (hautes pressions et hautes vitesses de déformations). Elle est focalisée sur l'étude expérimentale de la silice dans ce domaine, afin notamment de permettre un dialogue efficace entre expériences et simulations. Pour cela, la silice est impactée par une impulsion laser de haute puissance, générant une onde de choc qui se propage dans le matériau. Une première étude faite avec des résultats de mesures in situ de la propagation d'ondes de choc dans le verre permet d'obtenir des points de l'équation d'état du matériau. Ensuite, des mesures de spectroscopie Raman sont effectuées sur les échantillons impactés pour observer les modifications permanentes de leur structure atomique. Elles mettent en évidence une densification du matériau et la relaxation thermique du verre dans les zones ayant subi les plus hautes pressions lors du choc. Cet effet est causé par l'importante élévation de température pendant le chargement. Ces résultats montrent une bonne correspondance avec des études numériques effectuées dans le cadre du projet ANR. Enfin, des mesures de microtomographie aux rayons X montrent l'existence de nombreuses fissures à l'intérieur de l'échantillon. Des simulations numériques de peridynamic, une formulation spécialisée dans l'étude de l'endommagement, fournissent un scénario possible pour leur formation. / Fused silica (SiO₂) is one of the most commonly used materials in our modern society. Among other uses, it is the main component of highly critical structures like spacecraft windows or shields for optical equipments. This PhD thesis is done within the context of the ANR GLASS project, whose objective is to model the behavior of silica glass from the atomic cluster to the whole structure under dynamic loading (high pressures and high strain rates). Its main objective is to conduct an experimental study of this material in this loading domain to enable an efficient dialog between experiments and simulations. To this end, samples of fused silica are impacted with high-power laser impulses, generating a shockwave that propagates in the material. A first study is done with in situ results of shockwave propagation in fused silica, giving some data of the equation of state. Subsequently, Raman spectroscopy is used to observe the atomic structure modifications of shocked samples. These measurements show that silica glass is densified in the shocked area, and also that the zones where the highest pressures were applied are subjected to thermal relaxation. This last effect is caused by the important temperature increase during the shock loading. All these results are in accordance with those of numerical simulations performed within the ANR project. Finally, X-Ray microtomography highlight complex fracture patterns inside some of the shocked samples. Numerical simulations using peridynamic formulation, a method specialized to study fracture patterns, provide a possible scenario for the formation and propagation of these cracks.

L'hydrodynamique radiative est le domaine dans lequel gaz et rayonnement interagissent dynamiquement. Ses champs d'application sont très vastes, de l'astrophysique à la fusion par confinement inertiel.<br /><br />Lors de cette thèse, un code numérique parallèle tridimensionnel d'hydrodynamique radiative baptisé HERACLES a été développé. Il s'appuie sur le modèle M1 qui permet de traiter un rayonnement à forte anisotropie. De nombreux tests ont validé HERACLES sur une grande variété de conditions physiques, dont le régime semi-transparent et la diffusion des photons, ses résultats étant comparables aux codes Monte-Carlo. Il a ensuite été utilisé dans deux thématiques.<br /> <br />La première concerne les chocs radiatifs, phénomènes astrophysiques reproduits sur Terre grâce aux lasers de puissance. HERACLES a mis en évidence l'influence de différents paramètres sur l'évolution d'un tel choc : le rapport de la largeur du canal de propagation sur le libre parcours moyen de photons, l'albédo des parois... Il a ensuite contribué à l'analyse d'une expérience réalisée avec le laser PALS. Il a permis de reproduire la courbe de décélération du précurseur observée dans l'expérience ainsi que la transmission du diagnostic transverse.<br /><br />La seconde thématique concerne les jets générés par les étoiles en formation et interagissant avec le nuage moléculaire environnant. Les opacités du milieu interstellaire montrant qu'une partie significative du rayonnement est absorbée, nous avons mené les premières simulations d'un jet tenant compte du transfert radiatif. Elles ont montré que le jet pouvait être fortement comprimé et que le transfert radiatif semble donc pouvoir jouer un rôle important dans sa propagation.

Les études d'accidents montrent que l'abdomen est devenu le segment prioritaire à protéger pour un occupant ceinturé lors d'un choc automobile frontal, les lésions étant imputables au phénomène de sous marinage. Par ailleurs, un mauvais positionnement de la ceinture de sécurité peut également être à l'origine de lésions lors du déclenchement des prétensionneurs. Ces deux phénomènes entrainent un chargement dynamique de l'abdomen par la ceinture, les vitesses pouvant aller de 4m/s à 8m/s. Le but de cette étude est d'accroitre notre compréhension du comportement de l'abdomen et des mécanismes lésionnels afin d'élaborer un modèle prédictif du risque lésionnel utilisable pour le développement et l'amélioration des systèmes de protection de l'occupant. Pour étudier la réponse de l'abdomen face à un chargement dynamique par une ceinture huit essais sur huit Sujets Humains Post Mortem (SHPM) ont été réalisés. Quatre essais simulaient le phénomène de sous marinage et quatre celui de la prétension de la ceinture. Des bilans d'efforts complets, des mesures de déplacement, de déformées externes de la paroi abdominale, des radiographies et des mesures de pressions ont été réalisés. Les essais disponibles dans la littérature et les résultats expérimentaux ont conduit à développer un modèle masse-ressort-amortisseur reproduisant les principes pilotant le comportement de l'abdomen. Ce modèle souligne le caractère viscoélastique, non linéaire et inertiel de l'abdomen. L'exploitation des mesures réalisées associées aux bilans lésionnels a permis d'apporter des méthodes de validation des modèles numériques par éléments finis et d'améliorer la formulation du modèle être humain HUMOS2

Ce travail de thèse met en oeuvre la microphysique très riche <br />du milieu interstellaire dans plusieurs problèmes hydrodynamiques <br />à très haute résolution, tous associés à la formation des étoiles.<br /><br /> La première partie du travail concerne le développement d'un <br />modèle numérique monodimensionnel que nous avons appliqué à trois <br />domaines différents.<br /><br /> Dans les jets protostellaires, nous dégageons les temps de mise <br />à l'état stationnaire des chocs. Nous précisons les domaines <br />d'application de l'hypothèse quasi-stationnaire, et mettons au <br />jour une instabilité liée à la reformation de la molécule H2<br />dans les chocs dissociants. Pour ces derniers chocs, nous <br />produisons un réseau chimique simplifié qui rendra possible leur <br />étude tridimensionnelle.<br /><br /> Dans le cadre des régions de photo-ionisation, nous utilisons <br />le même code pour discuter le rôle de l'instabilité de Rayleigh-Taylor <br />dans la formation des structures en piliers observées. Il nous <br />apparaît que la gravitation est l'un des principaux responsables <br />de la naissance de cette instabilité. De plus, nous produisons <br />les premières simulations dynamiques d'un front mixte d'ionisation <br />et de photodissociation.<br /><br /> Enfin, le code se révèle très utile pour rendre compte de <br />l'effondrement sphérique des condensations préstellaires. <br />Nous confrontons nos modèles à des contraintes observationnelles <br />dégagées sur IRAM 04191. Nous montrons que les conditions initiales <br />d'Ébert-Bonnor sont préférables à la sphère singulière isotherme. <br />Le traitement détaillé du transfert de l'énergie associé à la chimie <br />des agents refroidissant constitue encore une très nette amélioration.<br /><br /> La deuxième partie de ce travail se concentre sur l'étude <br />théorique de l'instabilité thermique. L'étude linéaire révèle <br />une longueur caractéristique de fragmentation qui fournit un <br />critère de raffinement utile aux maillages à résolution adaptative. <br />L'étude homobare qui prédit la répartition de la masse permet <br />aussi de prévoir le coût des simulations avec raffinement de maillage. <br />Ces deux outils analytiques fournissent les premières pistes <br />vers l'interprétation des spectres de masse observés. L'examen <br />des rôles complémentaires de la gravité et de l'instabilité <br />thermique permet de formuler des scénarios pour la fragmentation <br />du milieu interstellaire. Enfin, des simulations numériques tridimensionnelles <br />réalisées avec le code RAMSES à raffinement adaptatif de maillage <br />confirment qualitativement ces résultats.

Antares est un projet de télescope à neutrinos qui sera placé au large de Toulon, à 2500 m de profondeur. L'interaction d'un neutrino avec la matière produit un muon dont la lumière Cerenkov, émise lors de sa propagation, est détectée par 900 photomultiplicateurs répartis sur 12 lignes. Les sursauts gamma (GRB) sont des phénomènes cosmiques violents, observés une fois par jour. Dans le modèle du Boulet de Canon le sursaut est produit par l'interaction d'un jet, composé de boulet de canon (CB), avec le reste d'une supernova (SNR). Des chocs se propagent vers l'avant (dans le SNR) et vers l'arrière (dans le CB), aux abords desquels, <br />les neutrinos sont produits. Une estimation de la production de neutrinos est donnée et, est étudiée sur un large espace des paramètres. Pour un GRB typique, entre 0,002 et 0,3 $\nu_{\mu}$ cm$^2$ sont produits. Selon les angles de vue, Antares pourra détecter entre 1 et 10 $\nu_{\mu}$ par an, en corrélation avec les GRB. <br />Le bruit de fond optique ambiant a été enregistré par le prototype d'une ligne d'Antares. L'analyse porte sur l'influence du bruit de fond sur le détecteur ainsi que sur l'activité des organismes qui en sont responsables. Par exemple il apparaît une périodicité entre 17,6 et 20,4 h compatible avec celle des mouvements des masses liquides imposés par la force de Coriolis à la latitude d'Antares.

Cette thèse doctorale étudie l’impact des effets de réseau sur le commerce et la finance internationale. Le premier chapitre évalue le rôle que joue la centralité des partenaires commerciaux dans la diffusion des connaissances et conclut que l’importation de biens provenant de partenaires situés au cœur du réseau est génératrice de croissance économique. Le deuxième chapitre étudie le rôle des communautés de commerce dans la vitesse d’adoption de nouvelles technologies et établit que la diffusion des idées est encouragée au sein des pays appartenant à la même communauté. Le troisième chapitre souligne le rôle que jouent les partenaires financiers dans le choix d’investir dans une nouvelle destination et montre que les pays sont plus susceptibles d’investir dans un nouveau pays si un de leurs partenaires actuels y a déjà investi. Le quatrième chapitre évalue l’impact de l’importation des produits à risque et estime qu’une augmentation d’un pourcent des importations de produits fragiles provenant d’un pays touché par une catastrophe naturelle est associée à une réduction de 0,7 pourcent des exportations nationales. / This doctoral dissertation investigates the impact of networks effects on international trade and finance. The first chapter estimates the role a trade partners’ centrality plays in the diffusion of knowledge and finds that importing from countries at the core of the network leads to a significant increase in economic growth. The second chapter investigates the role of clusters in the speed of technology adoption and concludes that the diffusion of ideas is fostered among countries belonging to the same cluster. The third chapter emphasizes the role of current partners in choosing a destination for new investments and finds that countries are more likely to invest in a new destination if one of their existing partners have already made some investments in the location. The fourth chapter evaluates the impact of importing risky products on the economy and finds that the elasticity of a country’s exports with respect to its import share of fragile products from a partner impacted by a natural disaster is -0.7 percent.