Contexte : les deux-roues motorisés (2RM) sont en forte évolution et la vulnérabilité de leurs usagers est de plus en plus manifeste. En 2013, dans le monde, les usagers de 2RM ont compté pour 23 % de la mortalité routière, devant les piétons (22 %). Dans ce contexte, la sécurité des usagers de 2RM est devenue une préoccupation sérieuse dans la plupart des pays. Contrairement à beaucoup de problèmes de santé publique, les principaux facteurs de l'insécurité routière en 2RM sont connus. L'enjeu d'aujourd'hui est surtout de quantifier leur effet sur la survenue d'accidents et d'évaluer les effets des quelques dispositifs de protection disponibles. Les objectifs de cette thèse sont de mieux connaitre les problèmes d'interaction entre les conducteurs de 2RM et les automobilistes selon différentes situations accidentelles (en particulier en intersection), de quantifier les effets des facteurs à l'origine de la survenue des accidents issus de la perte de contrôle du 2RM, et de mesurer l'efficacité des dispositifs de protection portés par les usagers de 2RM (casque intégral, blouson de moto, pantalon de moto, gants, bottes ou chaussures montantes et protection dorsale). Données : la réalisation des objectifs de la thèse s'appuie sur les données du projet VOIESUR, les données du Registre des accidents de la circulation du Rhône et les données recueillies au moyen d'une enquête postale réalisée auprès de 7 148 usagers de 2RM accidentés entre 2010 et 2014 identifiés par le Registre du Rhône. Résultats : Le problème de détectabilité des motos au niveau des intersections est confirmé. Dans la même situation d'interaction entre deux véhicules en intersection, un automobiliste a plus de difficulté à détecter une moto qu'à détecter un véhicule léger. Les facteurs suivants sont associés à la survenue des accidents de type perte de contrôle : alcool, type de moto, jour de l'accident, sinuosité de la route, adhérence de la route et vitesse. Nous soulignons le fait qu'une mauvaise adhérence de la route augmente considérablement le risque de perte de contrôle, en particulier lorsque la dégradation de l'adhérence est inattendue pour les motocyclistes en raison de la présence de gravillons, de corps gras, de nids de poule, etc. sur la route. En cas d'accident, les vêtements dédiés à la moto protègent les usagers des blessures. Ils sont efficaces pour éviter les dermabrasions et les plaies cutanées, mais ne semblent pas protéger des blessures plus graves telles que fracture, luxation ou entorse, sauf pour les bottes ou chaussures montantes qui réduisent le risque de fracture de la cheville ou du pied. Concernant les plaques dorsales, aucune efficacité n'a été montrée. Les casques intégraux protègent mieux le visage de l'usager du 2RM comparés aux non-intégraux, alors qu'aucune différence de protection du crâne ou du cerveau n'est mise en évidence entre les deux types de casques. Conclusion : Nos résultats mettent en évidence le problème de détectabilité d'un 2RM par les automobilistes en intersection et l'importance de l'état de la chaussée dans les accidents associés à une perte de contrôle du 2RM par son conducteur. Il est fortement recommandé pour les automobilistes de bien faire attention aux véhicules prioritaires venant de la gauche ou d'en face avant de tourner à gauche, particulièrement aux 2RM venant d'en face. L'amélioration de l'état de la chaussée et une signalisation adaptée représentent aussi un enjeu fort pour la sécurité des usagers de 2RM. Nos résultats soutiennent la recommandation faite par les organismes de sécurité routière du port plus systématique des équipements vestimentaires chez les usagers de 2RM. Enfin, nos résultats encouragent l'utilisation d'un casque intégral chez les usagers de 2RM afin de mieux protéger le visage / Background: Motorized two-wheelers (MTW) are evolving rapidly and the vulnerability of their users is becoming more obvious. MTW users were the most vulnerable road users, accounting for 23 % of all road traffic fatalities worldwide in 2013, in front of pedestrians (22 %). In this context, the safety of MTW users has become a serious concern in most countries. In contrast to many public health problems, the main factors of MTW road safety have been identified. The issue today is to quantify their effects on the occurrence of accidents and to measure the effects of protective devices. The present thesis aims to better understand the interaction problems between MTW drivers and automobilists according to different accident configurations (in particular at intersection), to identify and assess the effect of critical factors on the risk of MTW loss-of-control crashes, and to measure the effectiveness of protective clothing (motorcycle jacket, trousers, gloves, knee-high or ankle boots, back protection) for MTW users. Data: This study used MTW accident data collected in a French project VOIESUR, injury data from the Rhône Registry, plus data collected by means of a postal survey which was conducted among 7148 MTW riders injured between 2010 and 2014 and identified in the Rhône Registry. Results: We confirmed the problem of motorcycle detection for other road users. In the similar conditions, the motorists have more difficulty to detect a motorcycle than a car oncoming, in particular at intersections. The following factors are associated with the occurrence of motorcycle loss-of-control accidents: alcohol use, motorcycle type, weekend vs. weekday, road alignment, road adhesion and traveling speed. We emphasize that poor road adhesion significantly increases the risk of losing control, especially when deteriorated road adhesion is encountered unexpectedly, due to the presence of loose gravel, ice, oil, potholes, etc. on the roadway. In case of accident, motorcycle clothing protects users from injury. It can protect riders against injuries such as dermabrasion and laceration, but not against more serious injuries, such as fracture and sprain, except for boots, which reduce foot-and-ankle fracture risk. No effect of dorsal protectors was shown. Full-face helmets provide significantly greater protection against facial injury than do other helmets. However, no significant difference of protection against skull or brain injury is found between the two types of helmets. Conclusion: Our results highlight the problem of MTW detection for motorists at intersections and the important role of road conditions in the occurrence of accidents resulting from loss of control of MTW. It is recommended for motorists to pay extra attention to priority vehicles oncoming from their left or the opposite direction, before turning left at an intersection, especially to MTW. Regular road maintenance and immediate installment of appropriate warning signs concerning road deterioration are also highly recommended in consideration of MTW safety. Finally, our results support road safety organizations’ recommendation that protective clothing be worn: this should be more systematic for MTW users, the same for the use of full-face helmets

Cette thèse a été réalisée en cotutelle entre l'Université Technique Nationale Ivan Pul'uj de Ternopil (TNTU, Ukraine) et l’Université Blaise Pascal (Clermont Ferrand, France). Les travaux ont été effectués au sein de l'Institut Pascal de l’Université Blaise Pascal - Clermont II, de l’IFMA et du CNRS, dans le thème scientifique Matériaux actifs et intelligents, modélisation multi-échelle de l'axe Mécanique, Matériaux et Structures, et au sein de l'Institut Français de Mécanique Avancée. Les travaux réalisés sont inscrits dans l'action transversale « Matériaux et Modélisations Multi-Echelles » de l'Institut Pascal et, en partie, dans l'action MAIM du Laboratoire d'Excellence Labex IMobS3. La thèse présentée appartient au domaine scientifique de la mécanique de la rupture et la science des matériaux.Le but de ce travail est l’étude de l'effet du temps de fonctionnement sur les dommages de la structure, les propriétés mécaniques et la ténacité d'acier de collecteur de surchauffe dans les centrales thermiques et de développer les méthodes qui sont basées sur l'évaluation de la résistance résiduelle du collecteur en tenant compte des dispersions des propriétés mécaniques, du chargement opérationnel et des défauts de taille. La thèse étudie l'influence de l'hydrogénation sur le comportement mécanique, la ténacité et les micro-mécanismes de rupture dans le matériau du collecteur de surchauffe à déformation lente. / This thesis has been performed under the cotutelle agreement between Ternopil Ivan Pul’uj National Technical University (TNTU, Ukraine) and Blaise Pascal University (Clermont Ferrand, France). The thesis has been carried out within Pascal Institute of the Blaise Pascal University - Clermont II, the IFMA and the CNRS, in the Scientific Theme “Active and Smart Materials and Multiscale Modeling” of the Mechanics, Materials and Structures Department, and within the French Institute for Advanced Mechanics. The work is included in the Transversal Action "Materials and Multi-scale Modelling" of the Pascal Institute and in the Action MAIM of the Excellence Laboratory Labex IMobS3. The presented thesis belongs to the scientific field of fracture mechanics and material science. The aim of the thesis is to study the effect of operating time on damage of structure, mechanical properties and fracture toughness of superheater collector steel at thermal power plants (TPPs) and to develop the methods that are based on the assessment of the residual strength of collector taking into account the mechanical properties scatter, operational loading and defect sizes. The thesis studies the influence of hydrogenation on mechanical behavior, fracture toughness and fracture micromechanisms in the material of superheater collector at slow deformation.

Ce travail se compose de deux parties relevant d'applications industrielles différentes. <br />La première traite d'une antenne spatiale réseau active. <br />Il faut d'abord calculer les lois d'alimentation pour satisfaire les contraintes de rayonnement. Nous transformons un problème avec de nombreux minima locaux en un problème d'optimisation convexe, dont l'optimum est le minimum global du problème initial, en utilisant le principe de conservation de l'énergie. <br />Nous résolvons ensuite un problème d'optimisation topologique: il faut réduire le nombre d'éléments rayonnants (ER). Nous appliquons une décomposition en valeurs singulières à l'ensemble des modules optimaux relaxés, puis un algorithme de type gradient topologique décide les regroupements entre ER élémentaires. <br /><br />La deuxième partie porte sur une simulation type boîte noire d'un accident chimique. <br />Nous effectuons une étude de fiabilité et de sensibilité suivant un grand nombre de paramètres (probabilités de défaillance, point de conception, et paramètres influents). Sans disposer du gradient, nous utilisons un modèle réduit. <br />Dans un premier cas test nous avons comparé les réseaux neuronaux et la méthode d'interpolation sur grille éparse Sparse Grid (SG). Les SG sont une technique émergente: grâce à leur caractère hiérarchique et un algorithme adaptatif, elles deviennent particulièrement efficaces pour les problèmes réels (peu de variables influentes). <br />Elles sont appliquées à un cas test en plus grande dimension avec des améliorations spécifiques (approximations successives et seuillage des données). <br />Dans les deux cas, les algorithmes ont donné lieu à des logiciels opérationnels.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l'étude de la fatigue thermomécanique de modules IGBT onduleurs intégrés de puissance 600V-200A destinés à des applications de traction automobile électrique et hybride. Nous avons cherché à évaluer la tenue de ces modules aux contraintes de cyclages (actif et passif) sous températures ambiantes élevées. <br />Ainsi, la première partie de cette thèse présente les tests expérimentaux réalisés en cyclage actif durant lesquels nous avons cherché à évaluer la tenue des modules IGBT (600V-200A) fonctionnant à différentes températures ambiantes (température de semelle) et différentes températures de jonction (température des puces). Afin de chercher à comprendre les mécanismes physiques mis en jeu dans la dégradation de l'assemblage, les essais ont été arrêtés rapidement dès lors qu'un indicateur de défaillance laissait supposer une initiation de processus de dégradation.<br />Dans la deuxième partie, nous nous sommes focalisés sur la tenue des brasures substrat/semelle dans des conditions de cycles thermiques passifs. Sachant qu'habituellement le facteur d'accélération retenu pour le vieillissement de ces brasures est l'amplitude des cycles thermiques, nous avons cherché dans cette partie à évaluer non seulement l'effet de l'amplitude des cycles thermiques mais aussi les niveaux des paliers haut et bas sur l'initiation des fissures dans ces brasures et leurs propagation au cours du cyclage. <br />Enfin, pour comprendre et analyser le comportement de la brasure et de l'assemblage sous les contraintes de cycles thermiques, une étude par simulation numérique est présentée dans la dernière partie. Une étude numérique effectuée sous des conditions de température similaires à celles imposées dans la partie expérimentale a permis de localiser et d'évaluer les contraintes thermomécaniques que subissent les éléments de l'assemblage. Surtout, nous donnons des éléments de réponse permettant d'établir un lien entre les paramètres thermiques du cyclage passif et les grandeurs physiques qui sont influent sur la durée de vie des brasures. Enfin, cette partie se termine sur une étude numérique dans laquelle nous avons cherché à simuler l'effet combiné des cyclages actifs et passifs sur les contraintes mécaniques au sein des modules IGBT afin de rendre compte des contraintes imposées aux modules dans une application réelle.

Cette thèse concerne l'analyse de défaillances de circuits VLSI et plus particulièrement la détection de défauts sur des circuits (microprocesseurs) à structure non connue. Une méthodologie basée sur balayage fonctionnant en contraste de potentiel est proposée. Les différents outils nécessaires à la mise en œuvre de cette méthodologie sont ensuite développés. les principaux résultats obtenus sont exposés, résultats permettant de démontrer la faisabilité de cette méthodologie. Une deuxième partie décrit un dispositif original de formation et de mémorisation d'images à semi-conducteur réalisable en technologie MOS. Les principales caractéristiques de ce capteur sont présentées ainsi que les résultats de mesures effectuées sur un circuit prototype. Enfin des améliorations de ce dispositif sont proposés

Ces dernières années ont vu l'émergence de nouveaux composants micro-ondes, les micro-commutateurs MEMS RF, possédant des performances très attrayantes pour de nombreux domaines d'application : spatial, automobile, téléphonie mobile& Cependant, une problématique majeure retarde actuellement leur industrialisation : leur fiabilité. Ce manuscrit de thèse a pour but principal de mettre en place les procédures d'investigation de la fiabilité des MEMS RF comprenant le développement des outils matériels et méthodologiques permettant d'analyser et de modéliser les phénomènes régissant la fiabilité de ces composants. Le premier chapitre effectue un état de l'art critique des bancs de tests et des résultats publiés par les laboratoires internationaux travaillant sur la fiabilité des MEMS RF. Le second chapitre détaille le banc de fiabilité développé dans le cadre de nos travaux. Nous présentons les différentes parties le constituant ainsi que les mesures des propriétés des MEMS RF qu'elles permettent d'effectuer en vue d'analyser leur fiabilité. Le troisième chapitre se focalise sur la méthodologie mise en place en vue d'étudier la fiabilité des micro-commutateurs capacitifs. Cette méthodologie est basée sur la détection et l'analyse des modes de défaillance d'une part et sur la modélisation du mécanisme de défaillance d'autre part. Nous proposons ainsi un modèle du chargement du diélectrique, principale cause de défaillance de ce type de composants, et introduisons un facteur de mérite de la fiabilité des MEMS RF permettant une évaluation comparative de leur durée de vie. Dans un quatrième chapitre, nous présentons les trois axes de recherche sur lesquels des études préliminaires ont été effectuées en vue d'améliorer la fiabilité des MEMS RF capacitifs : l'optimisation technologique, l'optimisation de la commande et l'optimisation de la topologie des micro-commutateurs

Dans les études de fiabilité, il est possible que les durées de vie s'expriment par des valeurs entières. C'est le cas par exemple pour des appareils fonctionnant à la sollicitation. Le but de cette thèse est de revisiter les concepts classiques de la fiabilité des systèmes non réparables, quand on suppose que le temps est discret. Les grandeurs usuelles de la fiabilité en temps discret sont définies, ainsi que les principales notions de vieillissement. Nous passons ensuite en revue les principaux modèles de fiabilité que nous avons classés en trois familles à la suite de notre étude bibliographique. Après avoir mis en évidence qu'un certain nombre de différences entre les notions de fiabilité usuelles en temps continu et leurs équivalents en temps discret sont dues à la définition du taux de défaillance en temps discret, nous proposons une nouvelle définition qui résout les problèmes rencontrés. L'estimation non paramétrique des fonctions pouvant caractériser le vieillissement est traitée et nous donnons des résultats d'estimation ponctuelle, par intervalle et bande de confiance pour le taux de défaillance (usuel). L'estimation paramétrique des modèles de fiabilité est également abordée, avec une section importante consacrée à la loi géométrique dont les estimateurs sont explicites, contrairement à la plupart des autres lois discrètes. Un état de l'art des tests d'adéquation statistiques aux lois discrètes est présenté. Nous proposons un test basé sur la transformation de Smirnov généralisée dont la puissance est étudiée pour tester l'adéquation aux lois géométrique et Weibull de type I.

Les contraintes des marchés et les attentes de la société vis-à-vis des systèmes industriels en termes économique, sécuritaire, environnementaux... requièrent de considérer les performances de ces derniers de façon globale sur l'ensemble de leur cycle de vie. Cela nécessite de mettre en synergie, par exemple avec des ingénieries couplées dès la conception, le système principal et ses systèmes contributeurs, et notamment celui de soutien avec son processus pivot de maintenance. Cette focalisation intégrative sur la maintenance a conduit à évoluer d'anciennes pratiques de maintenance vers de nouvelles plus proactives faisant émerger des stratégies prévisionnelles dont le processus clé est le pronostic. Cependant ce processus fait l'objet d'un réel manque de formalisation et les travaux existants restent principalement centrés sur les composants, sans prendre en compte les performances des systèmes. Ainsi notre contribution porte sur la proposition d'architectures génériques de pronostic système permettant d'obtenir les évolutions futures des dégradations/défaillances des composants et des performances de niveaux système/sous-systèmes/composants : soit directement par un pronostic adapté, soit par modélisation de la causalité dysfonctionnelle sous forme de relations logiques supportées par un réseau de neurones flou ANFIS. Une méthodologie est associée pour définir les indicateurs de dégradation et de performance, aboutissant à la réalisation des architectures. Enfin la faisabilité de cette approche est démontrée sur un système de déroulage/pressage de la plateforme TELMA.

Dans le contexte de la sûreté de fonctionnement des systèmes critiques, nous nous intéressons aux analyses par arbres de défaillance dynamiques (AdDD). Notre contribution est la définition d'un cadre algébrique permettant de déterminer la fonction de structure des AdDD et d'étendre les méthodes analytiques communément utilisées pour analyser les arbres statiques aux arbres dynamiques. Dans un premier temps, nous passons en revue les principales approches utilisées pour analyser les arbres de défaillance dynamiques, ainsi que leurs limites respectives. Le cadre algébrique permettant la modélisation des AdDD est ensuite présenté. Ce cadre algébrique est fondé sur un modèle temporel des événements et sur la définition de trois opérateurs temporels permettant de traduire la séquentialité d'apparition des événements. Ces opérateurs temporels permettent de définir algébriquement le comportement des portes dynamiques, et donc la fonction de structure des AdDD. Un modèle probabiliste de ces portes dynamiques est ensuite donné afin de pouvoir déterminer la probabilité de défaillance de l'événement sommet des arbres à partir de cette fonction de structure. Nous montrons enfin comment la fonction de structure des AdDD peut être ramenée à une forme canonique grâce à des théorèmes de réécriture, puis à une forme minimale grâce à la définition d'un critère de minimisation, et comment les AdDD peuvent être analysés de manière analytique et directe à partir de cette forme canonique minimale de la fonction de structure. Nous illustrons cette approche avec deux exemples d'AdDD issus de la littérature.

A bord des véhicules électriques (VE) et Hybrides (VEH), les fonctions de tractions sont assurées par des convertisseurs électroniques de puissances. Ces derniers sont constitués de module de puissance (IGBTs ou MOSFETs). Au cours de leur fonctionnement, ces modules sont parfois soumis à de fortes contraintes électriques et thermiques qui amènent à une défaillance ou même à une destruction. Le premier objectif sera de réaliser un banc expérimentale permettant d'étudier le vieillissement des modules IGBTs en régîmes extrêmes de fonctionnement (mode de court-circuit). Ainsi, nous évaluerons les différents indicateurs de vieillissements permettant de prédire la défaillance du composant. Il sera question aussi de suivre le vieillissement ou une dégradation initié sur les composants IGBTs par thermographie infrarouge. Le second objectif sera de modéliser et simuler par éléments finis différentes structures d'IGBTs, afin de valider les modèles en fonctionnement statique et dynamique. L'avantage de l'approche multicellulaire par rapport à l'approche unicellulaire sera mis en avant.