Ce mémoire présente les résultats d’une étude expérimentale traitant du retrait et du comportement à la fissuration des barrières de béton renforcé d'acier et de PRFV soumises à des conditions réelles d'environnement et de chargement. Grâce à une collaboration entre le Ministère des Transports du Québec (MTQ) et l'Université de Sherbrooke, un projet de suivi d’une barrière de type MTQ202ME a été effectué. La barrière a été construite sur un pont de six voies conçu d’un béton haute performance ayant une résistance à la compression de 50 MPa à 28 jours. Située sur l’autoroute 410, à Sherbrooke, la barrière à l'étude fait partie du viaduc qui a été construit en juin 2010. La barrière sépare le pont de six voies en trois voies dans chaque direction. Le suivi de la glissière comprend deux sections dont une de 23 m et une de 24 m de longueur. La première section (24 m) a été renforcée avec des barres de PRFV et la seconde (23 m) a été renforcée avec des barres d’acier galvanisé. L'objectif principal de cette étude est d'évaluer le comportement au retrait empêché et à la fissuration de cette barrière médiane. Ainsi, un suivi de l'ouverture des fissures, de leur propagation ainsi que de l'évolution des contraintes a été effectué dans les deux sections de PRFV et d'acier. Par ailleurs, l'effet du retrait à jeune âge et de la fissuration du béton à haute performance a été saisi grâce à ce suivi. Les barres de PRFV ont été instrumentées avec des jauges à fibres optiques (FO), tandis que les barres d'acier ont été instrumentées avec des capteurs à corde vibrante (CCV). Des thermocouples (TH-T) ont également été utilisés pour mesurer la température. En plus des FO et des CCV, des jauges électriques (JE) ont également été utilisées pour des mesures de déformation supplémentaire. Les capteurs à corde vibrante et les thermomètres ont été reliés à deux multiplexeurs et à un système d'acquisition de données pour enregistrer les lectures, tandis que les capteurs FO ont été reliés à une imité d'acquisition pour FO de 16 canaux. Cependant, les lectures des JE ont été capturées manuellement à l'aide d’une unité de lecture pour jauge électrique. Enfin, une modélisation par éléments finis de la barrière a été conçue et comparée avec les valeurs expérimentales obtenues. Cette recherche doit évaluer la quantité optimale de renfort longitudinal nécessaire pour contrôler les largeurs de fissurations du béton armé de PRF au même niveau que le béton armé traditionnel. Dans un proche avenir, il serait possible d’envisager que, grâce à ce projet de recherche, plusieurs ouvrages renforcés de ce type de PRF pourraient être construits.||Abstract: This thesis presents the results and analysis of an experimental study to investigate the shrinkage and cracking behaviour of GFRP- and steel-reinforced concrete barriers subjected to real environmental and load conditions. Through a collaboration project between the Ministry of Transportation of Quebec (MTQ) and the University of Sherbrooke, the field monitoring of GFRP- and steel-reinforced concrete barriers type MTQ 202ME was conducted. The barriers are constructed on a 6-lane concrete bridge using high-performance concrete with a compressive strength of 50 MPa after 28 days. The barrier under consideration was incorporated in a new Highway 410 Overpass Bridge, located in Sherbrooke, Quebec, which was cast in June 2010. The barrier separate the six-lane bridge into three lanes in each direction. The field monitoring included two sections of 23 m-long and 24 m-long. The first section (24 m-long) was reinforced with GFRP bars and the second one (23 m-long) was reinforced with galvanized steel bars. The main objective of this investigation was to evaluate the restrained shrinkage cracking behaviour of median barriers by monitoring the crack initiation and propagation as well as the strain evolution in both GFRP- and steel-reinforced sections. Besides, the effect of early age shrinkage and cracking of the high-performance concrete was captured thought the monitoring. The GFRP bars were instrumented with fiber-optic sensors (FOS) at different locations along the barrier length while the steel bars were instrumented with vibrating wire strain gauges (VWSG). Thermometers (TH-T) were also used for temperature measurements. In addition to the FOS and the vibrating wire strain gauges, electrical resistance strain gauges (ESG) were also used for additional measurements. The vibrating wire sensors and thermometers were connected to two multiplexers and a Datalogger to capture their readings while the FOS sensors were connected to a 16-channel DMI unit to capture and store their readings. The readings of the ESG, however, were captured using the P-3500 readout unit. Finally, a finite element model of the barrier was designed and compared with experimental values obtained. This research is to assess the optimal amount of longitudinal reinforcement necessary to control the crack width of FRP reinforced concrete at the same level as the steel reinforced concrete. In the near future, it would be possible to believe that through this research project several retaining structures reinforced with FRP could be built.

Les ports méditerranéens sont devenus, par l’importance des trafics de bateaux qu’ils drainent, la porte d’entrée de l’Europe et des espaces d’intermodalité. La croissance des marchandises pose de nombreux problèmes de congestion. Les moyens de gestion mis en oeuvre, n’ont apporté que des solutions dérisoires. Le recours aux modes alternatifs à la route permettrait de transférer une grande partie du trafic routier. Cette thèse s’interroge donc sur la durabilité des transports et des structures spatiales logistiques dans l’optique du développement durable et de l’aménagement des espaces côtiers autour des villes portuaires. Elle se concentre sur l’évaluation de l’évolution spatio-temporelle du potentiel territorial des échanges territoriaux, sur les méthodes de choix modal par un modèle gravitaire à double contraintes sont appliquées et sur l’évaluation des parts de marchés obtenus et la modélisation des aires de construction d’entrepôts. Les résultats révèlent une évolution structurelle du potentiel global très élevée dans les départements côtiers et à partir des infrastructures et des superstructures de transport de fret et une articulation spatiale en pôles majeurs attractifs. Les coûts de transport et l’importance des marchés restent les principaux facteurs explicatifs de l’évolution des marchés des AdM. L’impact sur le trafic obtenu est de +2,3% à +2,7% en France et en Espagne comme en Italie. Cet impact est renforcé par les nouvelles lignes des AdM avec une croissance des flux se situant entre +4,8% et +5,2. L’orientation des flux terrestres par les AdM est à la base de cette structuration spatiale. / The Mediterranean ports had become the European entry gate and the intermodal space. The quantities and volume growth of freight rise congestion problems. The organizational solutions implemented, haven’t brough only derisory and inefficient solution. This thesis wonders about the durability of transport and logistic spatial structures in the optics of the sustainable transport implementation and the development of the coastal spaces around the harbor port cities. It concentrates on the evaluation of the spatial and temporal evolution of the territorial potential of the exchanges between territories, to the methods of modal choice by a gravity model and to the modal accessibility offer. The results show a very high structural evolution of the potential in the coastal departments and from infrastructures and superstructures of freight transportation. We demonstrate the existence of a large party of road market transferable towards MoS. The costs of transport and the importance of markets stay two main explanatory factors of the MoS evolution markets. The flow orientation by MoS is the consequence of this spatial structuration.

Les technologies émergentes, telles que les objets connectés et les réseaux sociaux sont en train de changer notre manière d’interagir avec autrui. De par leur large adoption, ces technologies génèrent de plus en plus de données. Alors que la gestion de larges volumes de données fut l’un des sujets majeurs de la dernière décennie, un nouveau défi est apparu récemment : comment tirer profit de données générées en temps réel. Avec la croissance des capacités de mémoires vives, plusieurs fournisseurs services, tel que Facebook, déploient des péta-octets de DRAM afin de garantir un temps d’accès rapide aux données. Néanmoins, les mémoires vives sont volatiles, et nécessitent souvent des mécanismes de tolérance aux pannes coûteux en termes de performance. Ceci crée des compromis entre la performance, la tolérance aux pannes et l’efficacité dans les systèmes de stockage basés sur les mémoires vives. Dans cette thèse, nous commençons, d’une part, par étudier ces compromis : nous identifions les facteurs principaux qui impactent la performance, l’efficacité et la tolérance aux pannes dans les systèmes de stockage en mémoire.Ensuite, nous concevons et implémentons un nouveau mécanisme de réplication basé sur l’accès à la mémoire distante (RDMA). Enfin, nous portons cette technique à un nouveau type de système de stockage : les systèmes de stockage pour streaming. Nous concevons et implémentons des mécanismes de réplication et de tolérance aux pannes efficaces et un impact minimal sur les performances sur le stockage pour streaming. / Emerging technologies such as connected devices and social networking applications are shaping the way we live, work, and interact with each other. These technologies generate increasingly high volumes of data. Dealing with large volumes of data has been an important focus in the last decade, however, today the challenge has shifted from data volume to velocity: How to store, process, and extract value from data generated With the growing capacity of DRAM, service providers largely rely on DRAM-based storage systems to serve their workloads. Because DRAM is volatile, usually, distributed in-memory storage systems rely on expensive durability mechanisms to persist data.This creates trade-offs between performance, durability and efficiency in in-memory storage systems We first study these trade-offs by means of experimental study. We extract the main factors that impact performance and efficiency in in-memory storage systems. Then, we design and implement a new RDMA-based replication mechanism that greatly improves replication efficiency in in-memory storage systems. Finally, we leverage our techniques and apply them to stream storage systems. We design and implement high-performance replication mechanisms for stream storage, while guaranteeing linearizability and durability.

Les outils logiciels d’analyse des risques contribuent à la maîtrise de la qualité des produits, notamment en permettant l’identification de leurs modes de défaillances potentiels. Le travail de thèse présenté dans ce mémoire porte sur la définition d’un cadre de modélisation générique adapté aux produits du bâtiment et destiné à servir de base pour le développement d’un tel outil. Ce cadre de modélisation vise à permettre une représentation qualitative et unifiée des systèmes constructifs et de leurs modes de fonctionnement. Les différents objets qui le constituent ainsi que leurs articulations permettant de réaliser l’étude d’un produit sont décrits et illustrés. Un prototype d’outil fonctionnel est ensuite développé sur la base de ces travaux, puis mis en application au travers de plusieurs études. / Software tools for risk analysis contribute to the quality control of products, notably by allowing the identification of their potential failure modes. The thesis work presented in this dissertation concerns the definition of a generic modeling framework suitable for building products and intended to serve as basis for the development of such a tool. This modeling framework is intended to allow a qualitative and unified representation of building systems and their modes of operation. The various objects that constitute it and their articulations are described and illustrated. A functional prototype tool is then developed on the basis of our work, and implemented through several studies.

Cette thèse vise à répondre à la thèse de Gray (2010, p.48), selon laquelle il est rare, voire quasiment impossible de trouver des comptabilités environnementales notamment dans la perspective de la durabilité forte, c’est-à-dire d’un développement qui respecte les seuils physiques environnementaux caractérisant le niveau minimum du capital naturel à conserver. Elle montre que, contrairement à la vision pessimiste de Gray, on trouve dans le domaine agricole des exemples de comptabilité qui sont de véritables comptabilités environnementales répondant aux enjeux de la durabilité forte. Cette thèse montre aussi que l’agriculture est bien en avance par rapport aux autres secteurs de l’économie dans ce domaine de la comptabilité verte et de la responsabilité sociale. Elle s’appuie sur une étude des cas concrète au sein de la Bergerie Nationale de Rambouillet (France) avec une comparaison à celle d’une exploitation russe, la SA de type fermé « Selskie zori », et illustre ce que pourrait être une vraie pratique de comptabilité environnementale orientée vers une durabilité de type fort. Elle s’inscrit dans le prolongement de la recherche en comptabilité qui considère cette dernière comme une technique subjective dans le sens où elle est fonction d’un sujet qui a le pouvoir (Richard, 1980, 2012 ; Tinker et al., 1982 ; Cooper et Sherer, 1984 ; Tinker, 1984, 1985 ; Hopper et al., 1987 ; Cooper et al., 1989 ; Colasse, 1997, 2005, 2007 ; Christophe, 2000 ; Catchpowle et al., 2004 ; Antheaume et Christophe, 2005 ; Chiapello, 2012). / This thesis aims to respond to Gray’s proposition (2010, p.48) that it is rare, if not impossible to find accounting for sustainability, notably in the “strong” perspective of the term, that is to say the mode of development that respects physical thresholds characterizing the minimum level of natural capital to be preserved. The findings demonstrate that, contrary to the Gray’s pessimistic view, in agriculture, there are examples of accounting for sustainability that truly meet the challenges of strong sustainability. This thesis also shows that the agriculture sector is more advanced compared to other sectors in the economy regarding green accounting and social responsibility. The thesis is based on a comparative concrete case study of the Bergerie Nationale de Rambouillet (France) and a Russian farm, the closed type joint-stock company “Selskie zori”. It illustrates what could be a real practice of accounting for strong sustainability. This thesis is in line with researches that consider accounting as a subjective technique in that it depends on a subject that has the power (Richard, 1980, 2012 ; Tinker et al., 1982 ; Cooper et Sherer, 1984 ; Tinker, 1984, 1985 ; Hopper et al., 1987 ; Cooper et al., 1989 ; Colasse, 1997, 2005, 2007 ; Christophe, 2000 ; Catchpowle et al., 2004 ; Antheaume et Christophe, 2005 ; Chiapello, 2012).

Cette thèse s'inscrit dans un programme de développement technologique de la Société LEONI. Ce programme de recherche a pour principal objectif de disposer, à l'issue des trois années de l'étude, d'un panel de connaissances scientifiques le plus pertinent possible relatif à la durabilité des faisceaux électriques, et plus particulièrement aux cinétiques de corrosion associées aux assemblages entre des câbles électriques en alliage d'aluminium AA1370 et des pièces de connectique en cuivre pur. La société LEONI souhaite également maîtriser les différentes étapes de fabrication de ces composants. En effet, les propriétés du câble, qui est constitué de fils en alliage d’aluminium AA1370, sont conditionnées par chacune des étapes du procédé de mise en forme de ces fils. Ainsi les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont eu pour premier objectif d’analyser et de quantifier l’influence des différentes étapes de ce procédé de mise en forme sur le comportement en corrosion de l’alliage AA1370 sur la base d’une caractérisation précise de la microstructure du matériau aux différentes étapes du procédé. Les résultats mettent en évidence un couplage « résistance à la corrosion / paramètres microstructuraux critiques » à prendre en considération dans chacune des étapes de fabrication d’un câble en alliage AA1370. Ensuite, le comportement en corrosion d’un câble électrique a été étudié : les processus de corrosion mis en jeu au sein d’un câble constitué d’un nombre important de fils ont ainsi été identifiés, avec en particulier la problématique du confinement de l’électrolyte entre les différents fils du câble. Ces résultats montrent que la connaissance des processus électrochimiques se produisant sur un fil en alliage AA1370 ne suffit pas pour comprendre le comportement en corrosion d’un câble constitué de ces mêmes fils. La géométrie du produit final est un paramètre du 1er ordre. Enfin, le comportement en corrosion d’un assemblage entre un câble en alliage AA1370 et une pièce de connectique en cuivre pur a été étudié à l’aide de techniques de microscopie et d’électrochimie locale afin d’identifier les processus de corrosion mis en jeu lors du couplage galvanique Al/Cu en prenant en compte la géométrie particulière de l’assemblage. L’influence de l’agressivité du milieu sur la durabilité de ces assemblages a été étudiée en combinant l’ensemble des résultats avec ceux obtenus lors d’essais de corrosion industriels. L’étude dans son ensemble a permis de générer des avancées significatives dans la compréhension des mécanismes de corrosion à l’échelle de l’alliage AA1370 sélectionné mais également à l’échelle de l’assemblage. / This work was performed in the framework of a technological development program with LEONI. The aim of this research program was to provide technical skills and scientific knowledge on the durability in automotive harness environment of a wiring harness; it was focused on the corrosion behavior of an assembly between a AA1370 wire and pure Cu connector. Automotive wires are constituted of small diameter strands which are manufactured following a multistep forming process. Thus, the first objective of this work was to analyze the influence of each step of the forming process on the corrosion behavior of AA1370 alloy. The results show that a « microstructural parameters – corrosion resistance » relationship can be established and must be taken into account in each step of the forming process of a AA1370 strand arm. Then, the electrochemical processes occurring when the wire was exposed to an aqueous environment were investigated using electrochemical impedance measurements. The results show that the corrosion behavior of the wire was controlled by the formation of a confined electrolyte between the strand arms. Therefore the knowledge of the electrochemical processes occurring for AA1370 alloy strands was not sufficient to explain the corrosion behavior of a wire made of the same strands. The investigation of wire specific corrosion behavior showed the benefits to work with a representative geometry of the final product instead of testing single strand alone. Then, the corrosion behavior of the assembly between a AA1370 wire and pure Cu connector was also investigated coupling electrochemical measurements and microscope observations, to identify the corrosion processes involved during Al/Cu galvanic coupling, considering a representative geometry of the assembly. Finally, the results from laboratory tests were compared to those from industrials validation tests in order to study the influence of the environment aggressiveness on the assembly durability. The study led to significant advances in the understanding of the corrosion mechanisms at the alloy scale and also at the assembly scale.

Le développement continu d’outils pour mesurer le développement durable a conduit à la théorie éMergétique. L’éMergie d’une ressource ou d’un produit est définie en convertissant toutes les ressources (matières premières) et les entrées d’énergie sous la forme de leurs équivalents énergétiques solaires (solar energy unit seJ), cf Odum (1996, 2000). L'objectif principal de cette thèse est d'adapter la méthode d'analyse éMergétique aux pratiques de recyclage industriel. La principale contribution scientifique de cette étude peut être résumée comme suit: contribution à la théorie éMergétique en temps discret appliquée au recyclage. Sous certaine hypothèses, l’émergie d'un produit recyclé peut être exprimée sous la forme d’une série géométrique. L'éMergétique d'un produit se détériorant, il existe un prix éMergétique au recyclage et une analogie avec l’énoncé de Carnot peut être faite. En conséquence, un nouveau «facteur» est introduit, ce dernier peut être inclus dans les tables d'évaluation éMergétique, pour tenir compte des accroissements de transformité dû aux recyclages multiples. Enfin, l'approche développée est appliquée avec succès à l'utilisation de matériaux de recycle dans un bâtiment basse énergie. / The continuous development of tools to measure sustainability led to the eMergy theory. The Emergy of a resource or product is defined by converting all resource (raw materials) and energy inputs in the form of solar energy equivalents (solar energy unit, seJ), cf Odum (1996, 2000). The main objective of this thesis is to adapt the method of emergy evaluation to industrial recycling practices. The principal scientific contribution from the study can be summarized as: contribution to th eMergy theory in discrete time applied to recycling. Under certain assumptions, the emergy of a recycled product can be expressed in the form of a geometric series. If the emergy of a product deteriorates, there is a cost to the emergy of recycling with similarities to the Carnot principle. As a result, a ‘factor’ is introduced which could be included on emergy evaluation tables to reflect increases in transformity due to multiple recycling. Fi nally, the developed approach is successfully applied to the use of recycle materials in a Low Energy Building.

Le contexte actuel de la crise environnementale et climatique rend plus nécessaire que jamais une réflexion philosophique sur l’étendue temporelle de la justice : avons-nous des obligations de justice envers les générations futures? Si oui, pourquoi? Quelle forme prennent ces obligations, et comment les respecter aujourd’hui? En réponse à ces questions, cette thèse tente de fonder une philosophie politique des enjeux intergénérationnels et environnementaux – tout en ouvrant le dialogue avec les sciences sociales – et soutient plus précisément une forme d’équité intergénérationnelle requérant elle-même, pour sa mise en oeuvre, une forme d’égalitarisme intra-générationnel. Nous défendons que l’équité intergénérationnelle repose sur une forme de réciprocité multilatérale : alors que les générations futures éloignées nous procurent un horizon de sens, notamment en respectant un certain devoir de mémoire, les générations actuelles doivent assurer une forme de durabilité écologique pour la postérité. Nous clarifions la notion de « durabilité » en mettant en relief la « question difficile de la durabilité », qui oppose l’importance normative relative du patrimoine naturel à l’importance normative relative du capital technique. Face à cette question, plusieurs réponses sont examinées de façon critique, comme l’idée selon laquelle notre patrimoine naturel aurait une valeur culturelle mnémonique. Le principal argument développé pour soutenir une version forte de la durabilité repose sur la valeur coopérative du patrimoine naturel : en tant que liant social et soutien aux personnes défavorisées, l’environnement favorise la coopération sociale. Quel design institutionnel pourrait respecter ces exigences de la durabilité forte? Le marché du carbone est perçu par plusieurs comme étant efficient et potentiellement équitable. Nous arguons que plusieurs caractéristiques du marché du carbone font en sorte que, selon toutes probabilités, les entreprises privées auront à la fois le pouvoir et la volonté de manipuler ce système à leur avantage économique court-termiste. Nous explorons plutôt la possibilité de rénover les démocraties modernes par l’introduction d’une chambre tirée au sort et délibérative, qui permettrait de réaliser une plus grande égalité politique entre concitoyens, et aurait différents avantages du point de vue de la durabilité. / In the current context of environmental and climate crisis, philosophical reflection on the temporal scope of justice is more necessary than ever. Do we have obligations of justice toward future generations? If so, why? How should we characterize these obligations, and how can we meet them? In the face of these questions, this dissertation tries to ground a political philosophy of environmental and intergenerational issues – while opening up a dialogue with social sciences. In particular, it defends a form of intergenerational fairness that itself requires, for its implementation, a form of intra-generational egalitarianism. I argue that intergenerational fairness rests on a form of multilateral reciprocity: while distant future generations provide us with a horizon of meaning, notably by respecting a certain duty of memory, present-day generations must secure a form of ecological sustainability for posterity. I clarify the notion of « sustainability » by highlighting the "though question of sustainability", which opposes the relative normative importance of natural heritage and the relative normative importance of technical capital. Facing this question, various answers are critically examined, such as the idea that our natural heritage has a cultural mnemonic value. The main argument developed in order to support a strong version of sustainability rests on the cooperative value of natural heritage: as a social binder and support for the disadvantaged, nature facilitates cooperation. What institutional design could meet the requirements of strong sustainability? Carbon markets is often seen as an efficient and potentially equitable mechanism. I argue that many characteristics of carbon markets explain why private corporations are likely to have both the power and willingness to manipulate this system to their own short-term economic advantage. I rather explore the possibility of renewing modern democracies by introducing a deliberative randomly-selected chamber, that would realize a greater political equality between co-citizens, and that would reap multiple advantages from the standpoint of sustainability.

Le contrôle non destructif in-situ de durabilité des matériaux cimentaires est essentiel à la prédiction et la prévention des défauts de fonctionnement des constructions. Alors que les dégradations, et donc la perte de durabilité, des matériaux cimentaires sont déclenchées et contrôlées par les caractéristiques et les évolutions de leur microporosité, il n'existe pas à notre connaissance de méthode non destructive d'instrumentation in-situ de la microporosité elle-même. Nous proposons un concept innovant d'évaluation de la durabilité des matériaux cimentaires fondé sur l'instrumentation in-situ de leur microstructure. La méthode repose sur l'investigation ultrasonore haute fréquence de micropores individuels au moyen de micro-transducteurs ultrasoniques capacitifs (μ-cMUT) immergés en grand nombre dans le matériau. Le dispositif proposé pour répondre aux multiples contraintes applicatives et technologiques est un μ-cMUT dont la plaque vibrante est constituée d'une couche mince de nanotubes de carbone monoparoi densément alignés. Nous avons traité la question de la pertinence de ce principe d'instrumentation en modélisant par un problème élasto-acoustique microfluidique l'interaction entre la plaque vibrante d'un μ-cMUT et le fluide, air ou eau, contenu dans un pore de taille micrométrique. La spécificité du modèle réside dans la prise en compte du comportement dissipatif du fluide. La résolution de ce problème couplé a nécessité le développement d'une méthode numérique ad-hoc. Nous avons constaté numériquement que la dissipation cause une diminution des fréquences de résonance. La couche limite a une épaisseur importante par rapport à la taille du domaine. Les amplitudes de vibration des plaques sont particulièrement sensibles au contenu des pores et à la géométrie des pores remplis d'eau. Nous en avons déduit que les μ-cMUT proposés pourraient être pertinents dans les matériaux cimentaires pour le suivi de l'hydratation, pour la détection des dégradations et le suivi de leur évolution. Pour étudier la faisabilité d'un μ-cMUT à nanotubes opérationnel à haute fréquence dans l'air et l'eau, nous avons tout d'abord réalisé par diélectrophorèse des dépôts denses et minces de nanotubes bien alignés. Un des dépôts est monocouche, ce qui constitue une performance remarquable pour un dépôt par diélectrophorèse. Nous avons ensuite suspendu les nanotubes, obtenant ainsi des membranes rigides et longues. L'épaisseur de ces membranes suspendues est particulièrement faible et leur facteur de forme particulièrement élevé par rapport à l'état de l'art des cMUT. Nous avons enfin montré par vibrométrie laser que les membranes vibrent à basse fréquence avec des amplitudes atteignant 5 nm pic-à-pic. Il s'agit à notre connaissance de la première mise en évidence de vibrations de nanotubes de carbone monoparoi par vibrométrie laser. Ces résultats démontrent une brique de base essentielle de l'étude complète de faisabilité du dispositif imaginé. Ils indiquent aussi la faisabilité à court terme de microdétecteurs d'air pour le suivi de la microporosité gazeuse des matériaux cimentaires. En regroupant ainsi une étude numérique de pertinence et une étude technologique de faisabilité, la thèse constitue une contribution significative à la mise au point d'une nouvelle méthode de suivi de durabilité de matériaux cimentaires fondé sur l'immersion au coeur du matériau d'un grand nombre de microcapteurs intégrant des nanotechnologies / In-situ non-destructive testing of durability in cementitious materials is essential to the early prediction and prevention of structural failures. Whereas degradations in cementitious materials, and henceforth durability loss, are brought about and controlled by the characteristics and evolutions of microporosity, there isn't to our knowledge any method for the in-situ non-destructive testing of microporosity itself. To evaluate in-situ the durability of cementitious materials, we put forward an innovative concept based on in-situ instrumentation of their microstructure. Individual micropores are to be probed by high-frequency ultrasonic waves generated and detected by capacitive ultrasonic microtransducers (μ-cMUT) embedded in large number within the material. The vibrating plate of the μ-cMUT devices is to be made of a thin layer of densely aligned single-walled carbon nanotubes, in order for the devices to satisfy the applicative and technological requirements. Relevance of this instrumentation method has been studied : we have used an elasto-acoustical model to describe the interaction between the vibrating plate of a μ-cMUT device and the fluid (water or air) filling a pore of micrometric size. The specificity of this model lies in the integration of fluid viscosity. It has required us to develop ad-hoc solving techniques. We have found out numerically that in this problem dissipation leads to a decrease in resonance frequency compared to non-visquous acoustics. The boundary layer is large compared to the domain size. The vibration amplitudes of the plate are very sensitive to pore content and to water-filled pore geometry. We have deduced from these results that the μ-cMUT devices we envision may be relevant to study hydration and to monitor degradations in cementitious materials. Feasibility of a high-frequency, nanotubes-based μ-cMUT device operating in water or air has also be evaluated : using first a dielectrophoretic deposition technique, we have made thin, dense membranes of well-aligned nanotubes. One of our deposition reaches mono-layer thickness, which is remarkable for dielectrophoretic depositions. We have suspended the nanotubes, thus obtaining long and rigid membranes. They are very thin and have a high form factor compared to state-of-the-art cMUT devices. Finally, we have used laser vibrometry to observe membrane vibrations. Membrane vibration amplitudes reach 5 nm at low frequency. As far as we know, it is the first time vibrations of carbon nanotubes have been successfully observed with laser vibrometry. These results prove that we have overcome one of the most significant technological bottle-neck of the whole feasibility study. Moreover, they indicate short-term feasibility of air microdetectors that could be valuably employed to monitor gaseous microporosity in cementitious materials. By associating a numerical study on relevance and a technological study on feasibility, this work contributes significantly to the development of a new durability monitoring method for cementitious materials. Central to this method is the use of a large number of embedded microsensors integrating nanotechnologies

Les modèles d’agriculture basés sur un recours massif aux ressources non renouvelables et l’intensification des systèmes de production montrent, des limites susceptibles de remettre en cause l’objectif commun de développement durable. Pourtant ces modèles agricoles se développent dans la plaine du Saïs, notamment dans les exploitations agricoles familiales. Ils apparaissent par le développement de filières rémunératrices conduites intensivement à travers l’irrigation et un faible accompagnement technique. Cette dynamique a conduit à une surexploitation et une pollution des nappes souterraines et à la fluctuation des prix des produits agricoles. La durabilité des exploitations familiales, se trouve ainsi questionnée, d’autant que la politique agricole de l’Etat marocain encourage les agriculteurs à l’intensification. Ce questionnement général a été décliné en trois sous-questions de recherche, abordant chacune la durabilité des exploitations agricoles familiales sous un angle différent. Ces sous-questions ont été explorées sur un même échantillon de 40 exploitations, choisies pour leur diversité de système de production, en mobilisant différents outils d’analyses. La première sous-question analyse la durabilité des exploitations agricoles sous l’angle de leurs dynamiques d’évolution depuis 60 ans. Sept types de trajectoires d’évolution ont été identifiés en fonction de plusieurs moteurs internes et externes aux exploitations. Ces trajectoires ont débouché sur trois principaux types actuels d’exploitations se différenciant par leurs activités de production. T1 regroupe des exploitations proches du système traditionnel initial, sur des terres n’ayant pas d’accès à l’eau; T2 rassemble des exploitations ayant accès à l’irrigation et maintenant une diversité de productions; T3 rassemble des exploitations spécialisées. La deuxième sous-question cherche à évaluer la durabilité des exploitations agricoles familiales et à en formaliser les déterminants, en mobilisant un regard de chercheur. Cette analyse s’est basée sur une méthode d’évaluation de la durabilité (IDEA), adaptée au contexte du Saïs. La durabilité environnementale dépend de la diversification des activités et de l’autonomie de l’exploitation, la durabilité socio-territoriale est liée au degré d’engagement de l’agriculteur dans les dynamiques territoriales, et la durabilité économique est fonction du système de production et des facteurs structurels de l’exploitation. Cependant, la tendance générale montre un antagonisme entre durabilité environnementale et durabilité économique. La troisième sous-question explore les perceptions qu’ont les agriculteurs du concept de durabilité et la manière dont elles se traduisent dans leurs stratégies de gestion. Un premier groupe d’agriculteurs perçoit la durabilité à travers la combinaison entre rentabilité et maintien des ressources naturelles de l’exploitation. Ils mettent en œuvre une stratégie de sécurisation du revenu à l’aide de pratiques peu intensives. Un deuxième groupe lie la durabilité à la rentabilité et l’adaptation aux changements externes à l’exploitation. Ils appliquent une stratégie de valorisation de la flexibilité de l’exploitation pour saisir les opportunités du milieu. Enfin, un troisième groupe perçoit la durabilité à travers la réalisation d’un modèle agricole moderniste. Ils réalisent une stratégie entrepreneuriale par la maximisation de leur revenu. Cette étude montre à la fois des points de divergence et de convergence sur le concept de durabilité et sa mise en œuvre en agriculture, entre chercheurs et agriculteurs par exemple sur les pratiques de production ou l’accès aux ressources naturelles. Pour combler cet écart de perceptions entre les différentes parties prenantes, des mesures de régulation environnementale, de vulgarisation et d’accompagnement doivent être envisagées collectivement, par les agriculteurs, les autorités et la recherche. / Agriculture based on the massive use of non-renewable resources and the intensification of production systems show its limits, which question this development path. Yet this agricultural model has been developed in the Saïs plain, particularly in family farms. This development has resulted in the development of income-generating sectors that are intensively managed, with few technical supports. This dynamic has led to a groundwater overexploitation and pollution, and price fluctuations of agricultural products. The sustainability of family farms is questioned, especially since Moroccan agricultural policy encourages an intensive development path. This issue has been studied based on three sub-questions, each addressing the sustainability of family farms from a different perspective. These sub-questions were investigated thanks to a sample of 40 farms, chosen for their diversity of production systems. We used different tools for the data analysis.The first sub-question dealt with the sustainability of farms related to their evolving dynamics over the past 60 years. Seven pathways were identified based on several internal and external drivers. These pathways have resulted currently in three main farm types, differing in their production activities. T1 includes farms close to the original traditional system, based on land without a groundwater access; T2 gather farms cultivating a diversity of irrigated productions; T3 gather specialized farms.The second sub-question aims to evaluate the sustainability of family farms and to formalize its determinants, by mobilizing a research viewpoint. This analysis was based on a sustainability assessment tool (IDEA), adapted to the context of Saïs. Environmental sustainability depends on the diversification of activities and farm autonomy degree; socio-territorial sustainability is linked to the degree of farmer involvement in the territorial dynamics; and economic sustainability depends on the production system and the farm’ structural factors. However, general trend shows an antagonism between environmental and economic sustainability.The third sub-question explores farmers' perceptions of sustainability and how these perceptions influence their management strategies. A first group of farmers perceives sustainability through the combination of profitability and farm natural resources preservation. They implement a strategy of income security and low intensive practices. A second group links sustainability to profitability and adaptation to farms external changes. They implement a strategy of farm flexibility to seize opportunities. Finally, a third group perceives sustainability through modernist agricultural model. They implement an entrepreneurial strategy, based on maximization of income.This study shows both divergence and convergence viewpoints of sustainability concept and its implementation in agriculture, between researchers and farmers, for instance on production practices or access to natural resources. To fill this gap between the various stakeholder’s perceptions, environmental regulation, extension and accompanying measures must be considered collectively by farmers, authorities and researchers.