Les cellules LGBC (Laser Grooves Buried Contact) ont été inventées et développées par M. GRENN au sein de l'UNSW. Elles présentent des contacts métal/silicium enterrés permettant d'optimiser le contact métal/silicium sans augmenter le taux d'ombrage de la cellule. Dans ce manuscrit nous étudierons toutes les étapes clefs nécessaires à la réalisation de ce type de cellules de façon à les rendre industrialisables. Dans un premier temps nous étudierons la réalisation de tranchées dans le silicium via deux lasers (vert & IR). Les paramètres de ces tranchées seront comparées pour sélectionner les plus adaptées à notre technologie en nous assurant qu'il est possible de réaliser une diffusion thermique dans ces tranchées. Nous développerons ensuite deux techniques pour réaliser des émetteurs sélectifs, par double diffusion et par diffusion à travers une couche de nitrure de silicium. Enfin nous étudierons deux méthodes de dépôt de nickel par voie chimique une électrolytique et un electroless. / LGBC (Laser Grooved Buried Contact) solar cells was invented and developed by M.GREEN at UNSW. Grooved contact allow to reach a good serial resistivity without incresing the shadowing of the solar cell. In this report we will study the different step necessarry to build this kind of photovoltaic cells. Fisrt we will see the impact of laser effects on silicon and the different parameters to adapte red and green laser for grooved contct. The we will study to way to create selective emitter, on by two diffusion and the second one by diffusion throught a silicon nitride layer. Then we will develope two nickel metallisation one electrolytique and one electroless.

Une lubrification suffisante est essentielle au bon fonctionnement des mécanismes et/ou composants comme par exemple les paliers à roulement. Par contre, les lubrifiants contiennent souvent des débris d’usure ou des polluants extérieurs. Ces particules micrométriques peuvent pénétrer des contacts d’épaisseur inférieure au micromètre induisant des empruntes ou indents pouvant conduire à des endommagements irréversibles pour les surfaces en contact. L’objet de ce travail est l’étude du piégeage de polluants solides à l’aide de particules sphériques d’acier, d’un point de vue théorique, numérique et expérimental. Dans un premier temps, une étude phénoménologique a été proposée à l’aide d’une nouvelle méthode expérimentale basée sur la technique PIV combinée à un tribomètre bille/disque. Les trajectoires des polluants à l’entrée du contact ont pu ainsi être identifiées. En parallèle, un modèle numérique d’écoulement du lubrifiant a été développé pour permettre l’évaluation des conditions menant au piégeage ou non de particules. Finalement, des expériences sur une machine bi-disques en conditions de lubrification polluée contrôlée ont permis de valider les tendances observées pour le piégeage. Une première série de résultats a montré que le piégeage de contaminants est fortement dépendant du profil de vitesse du lubrifiant. Un taux de piégeage très hétérogène a été observé sur des contacts avec une ellipticité transverse à l’écoulement variable. De manière surprenante, malgré une augmentation de la largeur de contact, une forte diminution du nombre de particules piégées a été observée dans des contacts elliptiques. Il a été démontré que cette diminution pouvait être imputée à la présence d’importants reflux de lubrifiant dans les contacts elliptiques larges. L’étude de contacts hybrides, nitrure de silicium–acier, a montré une bonne résistance à l’indentation du nitrure de silicium. Il est à noter que les contacts hybrides présentent des niveaux de piégeage similaire à un contact tout acier. / Contact lubrication is essential in a wide range of mechanical systems like rolling element bearings (REBs). A minimum quantity of clean lubricant all along the bearing life is necessary but difficult to ensure. In fact, lubricants contain inevitably wear debris or external particles, like dust. Carried by the lubricant in the vicinity of elastohydrodynamic (EHD) contacts, particles can be entrapped with disastrous consequences for contacting surfaces. Entrapment of micrometric particles in submicrometric contacting gaps means irreversible damages for the surfaces. Damages weaken the surfaces and reduce significantly the REBs lifetime. The goal of this work is to analyze the critical particle entrainments in the contact inlet. Entrapment of steel spherical particles was investigated from the numerical and experimental point of view. Firstly, the phenomenology of entrapment was explored with a new experimental method based on Particle Image Velocimetry (PIV) technique installed on a tribometer. It enabled the evaluation of velocity profiles in the contact inlet and the tracking of particles within EHD contacts. Secondly, a numerical modelling of the inlet flow for EHD contacts, including the particle tracking, was developed. Finally, tests on a twin-disc machine with a controlled level of well-defined contamination were conducted to validate previous conclusions. A first set of results showed that particle entrapment is highly dependent on the lubricant velocity profile. Depending on contact geometry, from point to wide elliptical contacts, different entrapment probability were revealed. Surprisingly, increasing contact width with wide elliptical contacts leads to a drop of entrapped particles. It was demonstrated that this phenomenon is due to backflows occurring upstream from these contacts. Introducing a hybrid pair of contacting materials (silicon nitride–steel), dents on the surfaces due to entrapped particles were explored. It has been confirmed that silicon nitride surface offers a real ability to resist to indentation. It was also noticed that the entrapment probability for silicon nitride–steel contacts is equivalent to a steel–steel one.

Abstracts in English, Zulu and Southern Sotho / Integrated marketing communication (IMC) is widely regarded as an appropriate paradigm for the marketing and marketing communication programmes of many companies. However, most literature argues that IMC is far from being a well-established concept given its evolving state. One of the problems in its evolution is understanding how firms should design and execute IMC. This problem is corroborated by the attentiveness of studies to limited sectors and their concentration to a very limited research setting. Lack of integration of IMC research with the Nordic School research tradition and theoretical frameworks enhance the problem further. By addressing these issues, this study strives to understand the integration of marketing communications in the Ethiopian beer market. Utilising the interpretivist research paradigm, qualitative data collection methods such as focus group discussions and in-depth interviews with customers and the firm were undertaken. This methodology aimed to identify their perceptions regarding brand contacts and their integration based on the components and theory of IMC and the Nordic School. The key findings of this work are described in a model of customer integrated marketing communications (CIMC) that is derived from the empirical study. The model highlights planned, product, service, and unplanned brand contacts-in-use that originate from Habesha Breweries – the reviewed company – and the competitors, society, other customers, and physiological needs which influence its customers’ purchasing decisions. Extending from this are the other key findings on the planned, product and service brand contacts-in-use in the similarly derived model of firm integrated marketing communications (FIMC). The critical comparison of CIMC and FIMC in the brand contacts-in-use matrix reveals brand contacts-in-use where customers and the firm are ‘active – active’, ‘active – passive’, ‘passive – active’ or ‘passive – passive’. This informs strategic integration of marketing communication (SIMC) in its various contexts. The systematic integration of IMC with the Nordic School’s research tradition is the methodological contribution of this study. New insights are generated relating to physiological needs brand contacts-in-use such as social and non-social hedonic needs and sources of influence such as religious, political or cultural leaders or sport groups, and the incorporation of brand contacts-in-use that originate with competitors. These and the uniquely emerged concepts of brand origins-in-use, brand contacts-in-use, and integration-in-use offer new constructs for IMC. The practical contribution of this study lies in the application of IMC in the narrow sphere of the Ethiopian brewing industry, but more broadly, in applications across industries and geographical regions. In sum, the study offers methodological, theoretical, and practical contributions to the evolution of IMC and the broader discipline of marketing communications. / Ukuxhumana okuhlanganisiwe kokumaketha (UOM) kuthathwa kabanzi njengenguquko efanelekile ongumbandela wokumaketha kanye nezinhlelo zokuxhumana zokumaketha zezinkampani eziningi. Kodwa-ke, iningi lemibhalo lithi UOM ikude nokuba ngumqondo osungulwe kahle unikezwe isimo sawo sokuguquka. Enye yezinkinga ekuveleni kwezinye izinto ezintsha kwezinye ukuqonda ukuthi amafemu kufanele aklame futhi enze kanjani UOM. Le nkinga iqinisekiswa ukunakwa kwezifundo emikhakheni elinganiselwe futhi igxile esimweni sokucwaninga esilinganiselwe kakhulu. Inkinga yandiswa ukungabi bikho kokuhlanganiswa kocwaningo lo-UOM nesiko lokucwaninga leNordic School kanye nezinhlaka zethiyori. Ngokuxazulula lezi zinkinga, lolu cwaningo luzama ukuqonda ukuhlanganiswa kokuxhumana kokumaketha emakethe kabhiya yaseTopiya. Ukusetshenziswa kwepharadimu yocwaningo lomhumushi, izindlela zokuqoqwa kwedatha ezisezingeni elifanele njengenhlolokhono yamaqembu ejulile kanye nezingxoxo ezijulile namakhasimende kanye nefemu zenziwa. Le ndlela yayihlose ukukhomba imiqondo yabo maqondana noxhumano yomkhiqizo nokuhlanganiswa kwawo ngokususelwa ezingxenyeni nakuyithiyori UOM neNordic School. Okutholakele okubalulekile kulomsebenzi kuchazwe kuyimodeli yamakhasimende yezokuxhumana kwezentengiselwano ezihlanganisiwe (MXZ) ezisuselwa ocwaningweni lwezobuciko. Le modeli igqamisa okuhleliwe, umkhiqizo, insizakalo nokuxhumana komkhiqizo okungahleliwe okususelwa eHabesha Breweries - inkampani ebukeziwe - nabancintisana nabo, umphakathi, amanye amakhasimende, kanye nezidingo zomzimba ezithonya izinqumo zokuthenga zamakhasimende ayo. Ukwengeza kulokhu okunye okutholakele okubalulekile koxhumana nabo bohlobo lomkhiqizo ohlelekile, okusetshenziswayo kuyimodeli etholwe ngokufanayo yokuxhumana ngezimakethe kwefemu okuqinile okuhlanganisiwe kwezentengiso (FOHK). Ukuqhathanisa okubucayi kuyi MXZ ne-FOHK kumatriksi yokuxhumana kokusetshenziswayo okuveza ukuxhumana nabo abasebenza lapho amakhasimende kanye nefemu "bayasebenza - bakhuthele", "beyasebenza - bangenzi lutho", "bengaxakekile - besebenza" noma "besebenza - besebenza kahle”. Lokhu kwazisa ukuhlanganiswa kwamasu wokuxhumana kwezentengiso ezimeni ezahlukahlukene. Igalelo lezindlela zalolu cwaningo ukuhlanganiswa okuhlelekile kwe-OUM nesiko lokucwaninga leNordic School. Imininingwane emisha enziwayo iphathelene nezidingo zomzimba, njengezidingo zomphakathi nezingezona ezenhlalo, kanye nemithombo yethonya, njengabaholi bezenkolo, bezombusazwe noma bezamasiko noma amaqembu ezemidlalo, kanye nokufakwa koxhumana nabo bohlobo lokusetshenziswa okuvela kubancintisana nabo. Le mibono naleyo evela ngokukhethekile yemvelaphi yokusetshenziswa komkhiqizo ethile, ukuxhumana nokusetshenziswa kwemikhiqizo ethile, nokusetshenziswa kokuhlanganisiwe okuthile kwethula ukwakhiwa okusha kuyi- UOM. Umthelela osebenzayo walolu cwaningo usekusetshenzisweni kwe-UOM emkhakheni omncane wokwenza utshwala waseTopiya, kepha ngokubanzi, kuzicelo ezimbonini nasezifundeni zomhlaba. Ngamafuphi, lolu cwaningo lwethula izindlela, ithiyori, kanye negalelo elikhona ekuguqulweni ko-UOM kanye nendlela ebanzi yokuxhumana kwezokumaketha noma ezentengiselwano. / Puisano e kopaneng ya kgwebo (IMC) e nkuwa hohle e le mohlala o loketseng bakeng sa mananeo a kgwebo le puisano ya kgwebo ya dikhamphani tse ngata. Leha ho le jwalo, dingodilweng tse ngata di hlahisa taba ya hore IMC e hole le ho ba mohopolo o thehilweng hantle ho latela maemo a yona a fetohang. Bo bong ba mathata a ho iphetola ha yona ke ho utlwisisa hore na difeme di lokela ho rala le ho kenya IMC tshebetsong jwang. Bothata bona bo netefatswa ke ho ela hloko dithuto makaleng a fokolang le ho tsepamisa mohopolo maemong a fokolang haholo a dipatlisiso. Bothata bo eketswa ke kgaello ya kopano ya dipatlisiso tsa IMC le moetlo wa dipatlisiso wa Sekolo sa Nordic le meralo ya ditheori. Ka ho sebetsana le mathata ana, phuputso ena e leka ka matla ho utlwisisa kopano ya dikhokahano tsa kgwebo mmarakeng wa biri wa Ethiopia. Ka ho sebedisa mohlala wa dipatlisiso wa botoloki, mekgwa ya boleng ya pokello ya lesedi jwalo ka dipuisano tsa sehlopha tse tsepamisitsweng le dipuisano tse tebileng le bareki le feme di ile tsa etswa. Mokgwa ona o ikemiseditse ho kgetholla maikutlo a tsona mabapi le mabitso a matshwao le kopano ya ona ho ipapisitswe le dikarolo le theori ya IMC le Sekolo sa Nordic. Diphetho tsa mantlha tsa mosebetsi ona di hlalositswe mohlaleng wa dipuisano tsa mebaraka e kopaneng ya bareki (CIMC) o fumanweng phuputsong ya nnete. Mohlala ona o totobatsa merero e rerilweng, sehlahiswa, tshebeletso le mabitso a letshwao a sa rerwang a sebediswang a tswang Femeng ya Thitelo ya Habesha - khamphani e hlahlojwang - le bahlodisani, setjhaba, bareki ba bang, le ditlhoko tsa mmele le ditsamaiso tsohle tsa ona tse susumetsang diqeto tsa bareki tsa ho reka. Ho tswa ho sena ke diphetho tse ding tsa bohlokwa ho merero e rerilweng, sehlahiswa, tshebeletso le mabitso a letshwao a sebediswang ka mokgwa o tshwanang o nkilweng wa dipuisano tsa mebaraka e kopaneng ya feme (FIMC). Papiso ya bohlokwa ya CIMC le FIMC ho mofuta wa mabitso a letswaho a sebediswang e senola mabitso a letshwao a sebediswang moo bareki le feme " ba sebetsang" - "ba sebetsang" - "ba sebetsang – ba sa sebetseng" , “ba sa sebetseng – ba sebetsang” kapa "ba sa sebetseng – ba sa sebetseng”. Sena se kgetholla kopano e hlophisitsweng ya puisano ya kgwebo (SIMC) maemong a yona a fapaneng. Tlatsetso ya mekgwa ya phuputso ena ke kopano e hlophisitsweng ya IMC le moetlo wa dipatlisiso wa Sekolo sa Nordic. Ditemohisiso tse ntjha dia hlahiswa tse amanang le ditlhoko tsa mmele le ditsamaiso tsohle tsa ona, jwalo ka ditlhoko tsa phedisano le tseo eseng tsa phedisano tse amanang le maikutlo a ho ithabisa, mehlodi ya tshusumetso, jwalo ka baetapele ba bodumedi, dipolotiki kapa setso kapa dihlopha tsa dipapadi, le ho kenyelletswa ha mabitso a letshwao le sebediswang a tswang ho bahlodisani. Tsena le mehopolo e ikgethang e hlahileng ya ditshimoloho tsa letshwao tse sebediswang, mabitso a letshwao a sebediswang, le kopano e sebediswang di fana ka mehopolo e metjha bakeng sa IMC. Tlatsetso e sebetsang ya phuputso ena e itshetlehile tshebedisong ya IMC karolong e patisaneng ya indasteri ya ho ritela ya Ethiopia, empa ka ho pharaletseng, ditshebedisong ho pholletsa le diindasteri le dibaka. Ka kakaretso, phuputso e fana ka ditlatsetso tsa mekgwa, theori le tshebetso ho ntshetsopele ya IMC le lekala le tsebo le pharalletseng la dipuisano tsa kgwebo. / Communication Science / D. Phil. (Communication Science)

Le développement de nouvelles technologies permettant d’obtenir des procédés de fabrication novateurs, de même que l’utilisation de nouveaux matériaux et lubrifiants, ont rendu possible une amélioration globale de l’efficacité des systèmes mécaniques et la résolution de nombreuses défaillances. Néanmoins, certains types de détérioration comme le grippage restent difficiles à appréhender car ils résultent de nombreux paramètres connexes tels que le régime de lubrification, la température du contact et le coefficient de frottement. Le grippage est un phénomène qui apparait de manière brutale et qui se caractérise par des arrachements et des transferts de matières entre les surfaces en contact pouvant aller jusqu’à la destruction complète du système. Ce dernier est généralement associé à une mauvaise dissipation des calories entrainant des températures de contact élevées. De nombreux critères basés sur la dissipation d’énergie dans le contact ont été établis sans pour autant que l’un d’eux ne soit unanimement reconnu par la communauté scientifique. La première partie de cette étude a consisté à caractériser le comportement en frottement d’un couple matériau-lubrifiant grâce à l’utilisation d’une machine bi-disque. En parallèle, une modélisation thermique de ce banc d’essais a été réalisée en utilisant la méthode des réseaux thermiques. Les corrélations entre les formules analytiques et les mesures expérimentales ont permis d’aboutir à l’établissement d’une loi de frottement liant conditions de contact et température de masse des éprouvettes. Il a aussi pu être démontré que la température de masse des disques pouvait être considérablement différente de la température d’injection du lubrifiant en fonction des conditions opératoires. Ce résultat permet une analyse nouvelle des critères de grippage dont la plupart assimilent la température des éprouvettes à celle d’injection du lubrifiant. Malgré cela, les différents essais de grippage réalisés montrent que l’unique considération de la température de contact pour établir un critère de grippage s’avère insuffisante. / The development of new technologies, which allow innovative manufacturing processes, as well as the use of new materials and lubricants have led to an overall improvement of mechanical systems efficiency and reliability. However some failures, like scuffing, remain difficult to understand since they depend on many related parameters such as the lubrication regime, the contact temperature and the friction coefficient. Scuffing is a critical damage that appears suddenly and which is characterised by local welds and scratches between the sliding surfaces. It can lead to complete destruction of the mechanical system. This phenomenon is in general related to poor heat dissipation and overheating resulting in high contact temperature. Numerous studies were conducted in order to establish a scuffing criterion based on energetic approach. But none of them is unanimously recognized by the scientific community. The first part of this study consisted in characterizing the frictional behaviour of a given couple of lubricant and material thanks to the use of a twin-disc machine. In a second part, a thermal modelling of this test bench has been realised using the thermal network methodology. Correlations between analytical formulas and experimental measurements allowed to establish a friction law relating contact conditions and disc bulk temperature. It has also been demonstrated that the disc bulk temperature could be considerably different from the lubricant injection temperature depending on the operating conditions. This result allows a new interpretation of existing scuffing criteria, which for most of them consider the disc temperature to equal the oil temperature. Despite this analysis, the scuffing experiments performed reveal that accounting solely for the contact temperature is not sufficient to establish a reliable scuffing criterion.

The present work studies instantaneous motion of smooth planar and spatial objects in unilateral point contacts. The traditional first-order instantaneous kinematic analysis is found insufficient to explain many common physical scenarios. The present work looks beyond the velocity state of motion for a comprehensive understanding through higher-order kinematic analysis of the above system. The methodology proposed herein is a Euclidean space approach to second-order motion space analysis of objects in point contacts. The geometries of the objects are approximated up to second-order in the differential vicinity of the point of contact; meaning, up to curvature at the point of contact. The instantaneous motion is approximated up to second-order kinematics, i.e., up to acceleration state. The basic approach consists of impressing an instantaneous motion upon one object while holding the other fixed which is in a single point contact initially, and observing for one of the following three states: penetration, separation, and persistence of contact between the two objects. These three states are characterized by the interference between the geometries of the objects. Penetration and separation of two curves for rotation about points on the plane is geometrically studied based on the relative configuration of the osculating circles at the point of contact. It is shown that the plane is partitioned into four regions of rotation centers. Partitioning of the plane into motion space regions at a contact provided a geometrical framework compose the motion space for multiple contacts. The applications include second-order form-closure (SFC) and synthesis of kinematic pairs. To explore the consequence of a generic motion, an analytical scheme is formulated using the screw theoretic concepts of twist and twist-derivative. It is shown that the characteristics of second-order motions at a single contact depends only upon the geometric kinematic properties of the motion; meaning, the motion characteristics are time-independent. The geometric conditions for the second-order motion that will be admissible or restrained at a contact are not available in the existing literature on \second-order mobility". The classical Euler-Savary equation for enveloping curves is found to represent the condition which is both necessary and sufficient for the second-order roll-slide motion. An elegant generalized geometric characterization of second-order motions is derived. This is made use for deriving condition of immobilization of, planar mechanisms with up to 2-degrees-of-freedom (d.o.f.), with a single point contact. Illustrative examples of four-bar and 2R-mechanisms are presented. Rapid prototyped model of the four-bar mechanism is fabricated and the SFC theory is verified satisfactorily. Through a novel use of Meusnier's theorem, rotational motion characteristics of planar curves in a point contact is used to determine the patterns and distribution of admissible axes of rotation in space for two surfaces in a single point contact. In the generalized analytical method of motion space analysis, the surfaces are locally represented in Monge's form up to second-order terms and motion is represented using twist and twist-derivative. An analytical framework for the second-order motion space analysis of surfaces with multiple contacts has been developed. Using this procedure, pairs of objects are analyzed for SFC and equivalent lower kinematic pair freedom. Revolute and planar joints with two contacts, prismatic joint with three contacts, SFC of regular concave spherical tetrahedron and regular tetrahedron with four contacts are demonstrated. Although conventional first-order studies demand seven contact points for form-closure, within the context of second-order motion, the present study established that, under special geometric conditions relative immobilization of two smooth objects can be enabled with much fewer contacts. Conditions for immobilization using three and two smooth contacts have been derived. Using contact kinematics equations based on higher-order reciprocity, an instantaneous spatial higher pair to lower pair substitute-connection which is kinematically equivalent up to acceleration analysis for two smooth surfaces in persistent point contact is derived. An illustrative example of a three-link direct-contact mechanism is presented.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Nous présentons un travail expérimental contribuant à l'étude de contacts ponctuels métalliques et moléculaires à l'aide de dispositifs de jonctions brisées développés dans notre équipe. Ces techniques de jonctions brisées, utilisables dans les conditions ambiantes, sont particulièrement adaptées à deux champs disciplinaires : l'électronique moléculaire et la nano mécanique.Nous avons étudié la durée de vie de contacts métalliques d'or, qui excède rarement la dizaine de millisecondes à température ambiante. Par le biais d'une analyse statistique de mesures de conductance, nous montrons que leur durée de vie est limitée par la contrainte mécanique appliquée à la jonction. Ces résultats nous ont permis de proposer un mécanisme de rupture, et de définir des conditions optimales pour la formation des contacts à température ambiante.Nous présentons ensuite une étude préliminaire de mesure de conductance d'une molécule unique, utilisant un dispositif à jonction brisée ainsi qu'un microscope à effet tunnel.Les résultats obtenus indiquent que, si la mesure de la conductance d'une molécule unique est possible, la stabilité observée est à considérer avant d'envisager des applications. / We present here an experimental work which contributes to the study of metallic and molecular point contacts using broken junctions-based devices developed in our team. Under ambient environmental conditions, these techniques are particularly adapted to two disciplinary fields: molecular electronics and nano-mechanics.We have studied the lifetime of gold contacts, which rarely exceed ten milliseconds at room temperature.Through statistical analyses of conductance measurements, we show that this lifetime is limited by the mechanical strain applied to the junction. These results allowed us to propose a breaking mechanism, and to define optimal conditions for the formation of the contacts at room temperature. We present then a preliminary study of conductance measurements of a single molecule, using a broken junction device as well as a scanning tunneling microscope.The results indicate that, despite the conductance measure of a single molecule is possible the observed stability should be considered before envisaging applications.

Dans cette thèse nous contribuons à répondre aux questions sur les processus dynamiques sur réseaux temporels. En particulier, nous etudions l'influence des représentations de données sur les simulations des processus épidémiques, le niveau de détail nécessaire pour la représentation des données et sa dépendance des paramètres de la propagation de l'épidémie. Avec l'introduction de la matrice de distributions du temps de contacts nous espérons pouvoir améliorer dans le futur la précision des prédictions des épidémies et des stratégies d'immunisation en intégrant cette représentation des données aux modèles d'épidémies multi-échelles. De plus nous montrons comment les processus épidémiques dynamiques sont influencés par les propriétés temporelles des données. / In this thesis we contribute to provide insights into questions concerning dynamic epidemic processes on data-driven, temporal networks. In particular, we investigate the influence of data representations on the outcome of epidemic processes, shedding some light on the question how much detail is necessary for the data representation and its dependence on the spreading parameters. By introducing an improvement to the contact matrix representation we provide a data representation that could in the future be integrated into multi-scale epidemic models in order to improve the accuracy of predictions and corresponding immunization strategies. We also point out some of the ways dynamic processes are influenced by temporal properties of the data.

Le ballast est la couche granulaire, formée de grains rocheux irréguliers de taille centimétrique, qui supporte la voie ferrée par l'intermédiaire des traverses. Son rôle est crucial dans la transmission des efforts statiques et dynamiques imposés par la circulation des trains vers le sol supportant la voie. Pour comprendre le phénomène de tassement du ballast, qui croît fortement avec la vitesse des trains, et qui entraîne de coûteuses opérations de maintenance, il est important de bien connaître l’influence de la morphologie des grains sur le comportement mécanique du ballast. C’est l’objectif de cette thèse, dans laquelle est développée une technique innovante de caractérisation morphologique fondée sur la décomposition orthogonale aux valeurs propres (« POD »). Cette technique, appliquée à des données expérimentales détaillées (scans 3D) permet d’identifier un choix optimal de fonctions de forme. Il est alors possible de générer numériquement des assemblages granulaires représentatifs du ballast avec différents degrés de raffinement selon le nombre de fonctions de base retenu. Pour passer aux applications mécaniques, les grains, ainsi modélisés par un nombre limité de coefficients, doivent ensuite par une opération de maillage être assimilés à des polyèdres convexes dont le comportement mécanique est simulé par la méthode des éléments discrets (dynamique des contacts, avec le logiciel LMGC90). On détermine alors des caractéristiques de base comme l'angle de frottement interne et la compacité dans l'état critique de cisaillement quasi-statique maintenu. Ces propriétés sont stabilisées à partir d’un nombre assez faible de fonctions de forme (de l’ordre de 10). Dans le domaine de la description morphologique, l’approche fondée sur la POD ouvre d’intéressantes perspectives pour améliorer les caractérisations usuelles. Elle permet de différencier les ballasts selon leur degré d’usure ou la carrière dont ils proviennent. Elle conduit également à une méthode d’identification des faces et des courbures des grains / The ballast is the granular layer formed of irregular centimeter-sized rock grains, which supports the railway through the sleepers. Its role is crucial in the transmission of static and dynamic forces imposed by the movement of trains towards the ground supporting the track. To understand the phenomenon of ballast settlement, which increases significantly with the speed of the trains, and which requires costly maintenance operations, it is important to understand the influence of the grain morphology on the mechanical behavior of the ballast. Such is the objective of this thesis. First, an innovative method for particle shape characterization is developed, based on the Proper Orthogonal Decomposition (POD). When applied to highly accurate experimental data (3D scans of ballast grains), this technique enables the identification of an optimal set of shape functions, such that the shape information is condensed in a minimum number of coefficients. It becomes then possible to numerically generate granular assemblies that are representative of the morphology of ballast grains with different degrees of refinement according to the number of retained shape functions. In order to investigate their mechanical properties, the grains modeled by a limited number of coefficients have to be subjected to a meshing procedure and turned into convex polyhedra, suitable for numerical simulations of mechanical behaviours via the discrete element method (contact dynamics, using the LMGC90 software). We determine some fundamental characteristics such as the internal friction angle and the solid fraction in the critical state of quasistatic steady shear flow. These properties are stabilized after including a rather small number of shape functions in to the model (on the order of 10).The method also opens promising avenues for morphological characterization applications. It proves able to distinguish ballast grains with varying degrees of wear, or produced in different quarries. It also leads to a procedure for identifying faces and curvatures

Les contacts face-à-face entre individus permettent de caractériser les réseaux sociaux et jouent un rôle prépondérant dans la compréhension des mécanismes de propagation des épidémies dans une population. De récentes avancées technologiques ont rendu possible l'acquisition de données précises sur les interactions humaines. Cette thèse présente, dans un premier temps, l'analyse de données de contacts collectées trois années de suite (2011, 2012 et 2013) dans un lycée français entre des étudiants de classes préparatoires. L'analyse a montré que la plupart des contacts se produisent entre étudiants de même classe et que les structures des contacts sont très similaires d'un jour sur l'autre. Dans un second temps, on compare différentes méthodes de collecte de données qui permettent d'obtenir des informations de nature différente (par exemple existence d'un contact face-à-face vs existence d'une amitié).L'utilisation de données rapportant les amitiés entre les étudiants ne permet pas d'obtenir une bonne estimation du réseau de contact (i.e., les amitiés ne correspondent pas forcément à des contacts face-à-face et vice versa) résultant en une sous-estimation du risque épidémique dans cette population.Dans la dernière partie, nous essayons de reproduire les biais provenant du réseau d'amitié en échantillonnant le réseau de contact. Ceci pourrait nous donner des indications sur comment compenser ces biais et comment utiliser des données incomplètes pour obtenir des prédictions fiables sur le risque épidémique. / Face-to-face contacts between individuals contribute to shape social networks and play an important role in determining how infectious diseases can spread within a population. Recently, technological advances have made it possible to obtain accurate data on human interactions.This thesis first presents the analysis of contact data collected three years in a row (2011, 2012 and 2013) in a French high school among students of "classes préparatoires" (i.e., studies taking place after high school and preparing for admission to higher education colleges). The analysis showed that most contacts occur within students of same classes and that contact patterns are very similar from one day to the next.Then, we compare different methods of data collection which allow to gather information of different nature (for instance existence of a face-to-face contact vs existence of a friendship).The use of data reporting friendships does not allow to obtain a good estimation of the contact network (i.e., friendships do not correspond necessarily to face-to-face contacts and vice versa) resulting in an underestimation of the epidemic risk in that population.Finally, we try to reproduce the biases coming from the friendship network by sampling the contact network. This might give hints on how to compensate these biases and how to use the information contained in incomplete data sets to obtain accurate predictions of the epidemic risk.