Le devenir des polluants dans les sols constitue un enjeu environnemental majeur. Dans ce travail, nous apportons une contribution à quelques méthodes numériques pour la simulation de l'écoulement et du transfert de polluants en milieu poreux variablement saturés. La propagation d'un contaminant dans les milieux souterrains dépend en premier lieu des caractéristiques de l'écoulement qui le transporte. Dans la première partie de ce travail, nous présentons la méthode des éléments finis mixtes hybrides pour la résolution de l'équation de Richards. Une procédure de condensation de la masse est proposée pour éviter l'apparition d'oscillations non physiques, notamment lors de la simulation de problèmes d'infiltration dans un milieu initialement sec.Dans la deuxième partie de ce travail, la méthode ELLAM (Eulerian-Lagrangian Localized Adjoint Method) est utilisée pour la modélisation du transport réactif en milieux fortement hétérogènes. En effet, les résultats obtenus pour le transport linéaire, décrit par l'équation d'advection-dispersion, avec les ELLAM sont très encourageants. La méthode ELLAM permet (i) de s'affranchir des contraintes de discrétisations spatiale ettemporelle imposées avec les méthodes eulériennes classiques, (ii) de conserver la masse et (iii) de traiter toutes les conditions aux limites. Par ailleurs, nous proposons une nouvelle formulation des ELLAM (C_ELLAM) permettant d'éviter les oscillations numériques et de limiter la diffusion numérique générées parla formulation standard.Dans la dernière partie, le code de calcul élaboré avec la formulation C_ELLAM est utilisé pour la caractérisation de la macrodispersion dans les milieux hétérogènes. Pour ce faire, il est indispensable de disposer d'outils de simulation précis et efficaces car cette étude est basée sur une méthode Monte Carlo nécessitant la réalisation d'un très grand nombre de simulations sur des grilles de calcul de l'ordre du million de mailles. Les résultats obtenus sont comparés avec une étude antérieure basée sur le Random WalkParticle Method.

The shallow water system plays an important role in the numerical simulation of oceanic models, coastal flows and dam-break floods. Several kinds of source terms can be taken into account in this model, such as the influence of bottom topography, Manning friction effects and Coriolis force. For large scale oceanic phenomena, the Coriolis force due to the Earth’s rotation plays a central role since the atmospheric or oceanic circulations are frequently observed around the so-called geostrophic equilibrium which corresponds to the balance between the pressure gradient and the Coriolis source term. The ability of numerical schemes to well capture the lake at rest, has been widely studied. However, the geostrophic equilibrium issue, including the divergence free constraint on the velocity, is much more complex and only few works have been devoted to its preservation. In this manuscript, we design finite volume schemes that preserve the discrete geostrophic equilibriuminordertoimprovesignificantlytheaccuracyofnumericalsimulationsofperturbations around this equilibrium. We first develop collocated and staggered schemes on rectangular and triangular meshes for a linearized model of the original shallow water system. The crucial common point of the various methods is to adapt and combine several strategies known as the Apparent Topography, the Low Mach and the Divergence Penalisation methods, in order to handle correctly the numerical diffusions involved in the schemes on different cell geometries, so that they do not destroy geostrophic equilibria. Finally, we extend these strategies to the non-linear case and show convincing numerical results. / Le système de Saint-Venant joue un rôle important dans la simulation de modèles océaniques, d’écoulements côtiers et de ruptures de barrages. Plusieurs sortes de termes sources peuvent être pris en compte dans ce modèle, comme la topographie, les effets de friction de Manning et la force de Coriolis. Celle-ci joue un rôle central dans les phénomènes à grande échelle spatiale car les circulations atmosphériques ou océaniques sont souvent observées autour de l’équilibre géostrophique qui correspond à l’équilibre du gradient de pression et de cette force. La capacité des schémas numériques à bien reproduire le lac au repos a été largement étudiée; en revanche, la question de l’équilibre géostrophique (incluant la contrainte de vitesse à divergence nulle) est beaucoup plus complexe et peu de travaux lui ont été consacrés. Dans cette thèse, nous concevons des schémas volumes finis qui préservent les équilibres géostrophiques discrets dans le but d’améliorer significativement la précision des simulations numériques de perturbations autour de ces équilibres. Nous développons tout d’abord des schémas colocalisés et décalés sur des maillages rectangulaires ou triangulaires pour une linéarisation du modèle d’origine. Le point commun décisif de ces méthodes est d’adapter et de combiner les stratégies dites "topographie apparente", "bas Mach" et "pénalisation de divergence" pour contrôler l’effet de la diffusion numérique contenue dans les schémas, de telle sorte qu’elle ne détruise pas les équilibres géostrophiques. Enfin, nous étendons ces stratégies au cas non-linéaire et montrons des résultats prometteurs.

Le devenir des polluants dans les sols constitue un enjeu environnemental majeur. Dans ce travail, nous apportons une contribution à quelques méthodes numériques pour la simulation de l’écoulement et du transfert de polluants en milieu poreux variablement saturés. La propagation d’un contaminant dans les milieux souterrains dépend en premier lieu des caractéristiques de l’écoulement qui le transporte. Dans la première partie de ce travail, nous présentons la méthode des éléments finis mixtes hybrides pour la résolution de l’équation de Richards. Une procédure de condensation de la masse est proposée pour éviter l’apparition d’oscillations non physiques, notamment lors de la simulation de problèmes d’infiltration dans un milieu initialement sec.Dans la deuxième partie de ce travail, la méthode ELLAM (Eulerian-Lagrangian Localized Adjoint Method) est utilisée pour la modélisation du transport réactif en milieux fortement hétérogènes. En effet, les résultats obtenus pour le transport linéaire, décrit par l’équation d’advection-dispersion, avec les ELLAM sont très encourageants. La méthode ELLAM permet (i) de s’affranchir des contraintes de discrétisations spatiale ettemporelle imposées avec les méthodes eulériennes classiques, (ii) de conserver la masse et (iii) de traiter toutes les conditions aux limites. Par ailleurs, nous proposons une nouvelle formulation des ELLAM (C_ELLAM) permettant d’éviter les oscillations numériques et de limiter la diffusion numérique générées parla formulation standard.Dans la dernière partie, le code de calcul élaboré avec la formulation C_ELLAM est utilisé pour la caractérisation de la macrodispersion dans les milieux hétérogènes. Pour ce faire, il est indispensable de disposer d’outils de simulation précis et efficaces car cette étude est basée sur une méthode Monte Carlo nécessitant la réalisation d’un très grand nombre de simulations sur des grilles de calcul de l’ordre du million de mailles. Les résultats obtenus sont comparés avec une étude antérieure basée sur le Random WalkParticle Method. / The fate of contaminants in soils is a major environmental challenge. In this work, we develop efficient and reliable numerical tools for simulation of water flow and distribution prediction of pollutants in variably saturated porous media. In the first part of this document, the mixed hybrid finite element method is presented for solving Richard’s equation. A mass lumping technique is proposed to avoid unphysical oscillations when sharp infiltration fronts are simulated. In the second part of this work, the Eulerian Lagrangian Localized Adjoint Method (ELLAM) is used for modeling reactive transport in highly heterogeneous domains. Solute transport is described mathematically by the advection-dispersion and results obtained with ELLAM are very encouraging. ELLAM allows (i)overcoming spatial and time discretizations constraints imposed by classical Eulerian method, (ii)conserving mass and (iii) treating general boundary conditions naturally in the formulation. Moreover, we introduce a new ELLAM scheme (C_ELLAM) which avoid unphysical oscillations and reduce the numerical dispersion generated by the standard formulation.In the last part of this document, the C_ELLAM scheme is used to characterize the macrodispersion of a nonreactive solute in heterogeneous domains. This study is based on Monte Carlo simulations andtherefore requires highly efficient simulators. Our results are compared with previous work using Random Walk Particle Method to solve the advection-dispersion equation.

Dans ce travail de thèse, on s'est intéressé à la simulation d'écoulements incompressibles multi-échelles et multiphasiques. L'une des principales difficultés numériques est l'introduction d'une diffusion numérique due aux schémas utilisés. Celle-ci étant indépendante du maillage, une possibilité est de simuler ce type d'écoulement avec un très grand nombre points. Cependant, les besoins en ressources informatiques et en temps deviennent rapidement importants. On a donc développé une méthode de raffinement de maillage adaptatif (AMR) dans le but de suivre, soit des interfaces dans un écoulement diphasique, soit des fronts de concentration dans un écoulement monophasique avec transport d'une espèce inerte, de manière précise tout en optimisant le temps CPU et<br />la taille mémoire. On montre au travers de cas d'étude 2D et 3D, judicieusement choisis, l'efficacité de cette méthode.

Cette recherche, réalisée en partenariat avec le Marché du Film de Cannes, s’attache à appréhender l’impact qu’exercent les évolutions des outils numériques de diffusion sur les spectateurs de cinéma dans un contexte festivalier. A l’envers des rhétoriques fonctionnant sur l'idée d’une rupture positiviste dans les pratiques des individus, particulièrement dans un contexte où un grand nombre de représentations médiatiques présentent les évolutions numériques comme «révolutionnaires», nous nous sommes efforcé de saisir ce qui constitue la complexité des pratiques et représentations des spectateurs, tant dans leurs aspects évolutifs que dans leurs aspects de continuité, dans le contexte de ce que nous avons nommé le régime numérique. Nos deux principaux terrains d’étude, le Marché du Film de Cannes et le Festival de Kinotayo, nous ont permis de considérer notre questionnement sous deux angles : celui de l’impact direct des relais numériques sur les pratiques et représentations des spectateurs en situation collective, mais également celui de l’impact des technologies numériques de diffusion sur la forme de l’entité festivalière elle‐même.La problématique du mouvement spectatoriel permis par les usages des relais numériques de diffusion débouche ainsi, dans le contexte éminemment sédentaire de l’activité cinématographique, sur de multiples enjeux d’importance : questionnant à la fois la portée de l’hypothétique individualisation d’une pratique collective, les perspectives renouvelées d’interaction des individus avec la chaine cinématographique mais également les limites évolutives de ce qui constitue la forme «festival». C’est ainsi une dynamique de reconfiguration multidimensionnelle de l’expérience collective cinématographique et festivalière qui apparaît dans cette recherche. Entre sphère collective et sphère privée, entre imaginaires«traditionnels» et pratiques évolutives, elle ancre l’évolution des pratiques et représentations en régime numérique non dans une optique de rupture, mais bien dans une optique de continuité. / This research, conducted in partnership with the Cannes Film Market, seeks tounderstand the impact exerted by digital diffusion technologies on the movie goers in the collective context of festivals.Unlike theories associating the practices of individuals to the idea of a positivist break, particularly in a context where a large number of medias describe digital evolutions as"revolutionary", we have tried to grasp the complexity of the practices and representations of spectators, both in the irevolutionary and continuity aspects, in the context of what we have called the digitalera.Our two main studyfields,the Cannes Film Market and the Kinotayo Festival, have allowed ustotackle our questions from two perspectives : that of the direct impact of digital tools on the practices and representations of spectators in a collective situation,but also that of the impact of digital diffusion technologies on the festival entity itself. The question of the spectators ’movement allowed by the uses of digital diffusion tools leads us, in the context of the highlys edentary cinematographic activity, to several issues of importance : questioning the potential individualization of a collective practice, questioning the renewed possibilities of interaction between the spectators and the cinematographicchain,but also questioning the evolving limits of what is known as "festivals". Thus appears, in this research, a multidimensional dynamic of reconfiguration of the collective festival and cinema expériences. Between the collective and private spheres, between "traditional" representations and evolving practices, this study shows us that the evolution of practices and représentations in a digital context is not about the idea of a break, but about the idea of continuity.

Cette recherche, réalisée en partenariat avec le Marché du Film de Cannes, s'attache à appréhender l'impact qu'exercent les évolutions des outils numériques de diffusion sur les spectateurs de cinéma dans un contexte festivalier. A l'envers des rhétoriques fonctionnant sur l'idée d'une rupture positiviste dans les pratiques des individus, particulièrement dans un contexte où un grand nombre de représentations médiatiques présentent les évolutions numériques comme "révolutionnaires", nous nous sommes efforcé de saisir ce qui constitue la complexité des pratiques et représentations des spectateurs, tant dans leurs aspects évolutifs que dans leurs aspects de continuité, dans le contexte de ce que nous avons nommé le régime numérique. Nos deux principaux terrains d'étude, le Marché du Film de Cannes et le Festival de Kinotayo, nous ont permis de considérer notre questionnement sous deux angles : celui de l'impact direct des relais numériques sur les pratiques et représentations des spectateurs en situation collective, mais également celui de l'impact des technologies numériques de diffusion sur la forme de l'entité festivalière elle‐même.La problématique du mouvement spectatoriel permis par les usages des relais numériques de diffusion débouche ainsi, dans le contexte éminemment sédentaire de l'activité cinématographique, sur de multiples enjeux d'importance : questionnant à la fois la portée de l'hypothétique individualisation d'une pratique collective, les perspectives renouvelées d'interaction des individus avec la chaine cinématographique mais également les limites évolutives de ce qui constitue la forme "festival". C'est ainsi une dynamique de reconfiguration multidimensionnelle de l'expérience collective cinématographique et festivalière qui apparaît dans cette recherche. Entre sphère collective et sphère privée, entre imaginaires"traditionnels" et pratiques évolutives, elle ancre l'évolution des pratiques et représentations en régime numérique non dans une optique de rupture, mais bien dans une optique de continuité.