Ce manuscrit présente l'expérience développée dans l'équipe MMTF du Laboratoire de Physique des Lasers avec pour objectif de contribuer à la redéfinition du Système International d'unités en mesurant la constante de Boltzmann, kB, par spectroscopie laser. La méthode utilisée est fondée sur la spectroscopie d'absorption linéaire d'un gaz d'ammoniac maintenu à température constante. La constante de Boltzmann est déduite de la mesure de température du gaz et de la largeur du profil d'absorption enregistré. Des expériences de 1ère et 2ème génération ont d'ores et déjà permis d'atteindre une incertitude statistique de 38x10-6 sur la mesure de kB. Dans ce mémoire, nous décrivons les améliorations apportées au dispositif expérimental pour réduire l'incertitude de mesure au niveau de quelques 10-6. Nous mettons à profit ces développements expérimentaux et utilisons une nouvelle procédure d'ajustement des données expérimentales pour réduire l'incertitude statistique de mesure au niveau de 6,4x10-6. Nous effectuons par la suite une étude complète des effets systématiques susceptibles d'affecter la mesure de kB. Nous décrivons notamment le dispositif expérimental mis en place pour analyser la structure hyperfine de NH3. Nous évaluons entre autres l'impact de la composition du gaz, de la saturation de la transition, et de la modulation du faisceau laser. Enfin, nous menons une étude poussée de la modélisation des collisions entre molécules. Au final, le budget d'incertitude global sur les effets systématiques est réduit au niveau de 2,1x10-6. L'ensemble des résultats obtenus et les perspectives envisagées ouvrent la voie vers une mesure optique de kB avec une incertitude de quelques 10-6.

Le problème de la modélisation et de la simulation des mouvements du tronc pendant la respiration est étudié dans cette thèse. L'objectif est la représentation graphiquement réaliste de ces mouvements grâce à des modèles générateurs. Le découpage de ce document propose des étapes méthodologiques pour la modélisation.<br />Dans une première partie les principes mécaniques du phénomène de la respiration sont exposés. Le problème apparaît alors comme la modélisation et la simulation comportementale sous contraintes d'un objet complexe composés de régions ayant des propriétés différentes (élasticité, motricité, rigidité). Les modèles générateurs basés sur la physique se révèlent être les outils informatiques les plus aptes à atteindre notre objectif. Un état de l'art de ces méthodes et des problématiques liées est alors dressé.<br />La deuxième partie présente la construction du modèle informatique découpée en régions de propriétés spécifiques. On présente alors une nouvelle fonction d'élasticité utilisant l'expression d'une mémoire de forme locale. Comparée à un modèle classique masse-ressort, cette fonction d'élasticité prouve son efficacité. La modélisation des régions musculaires et solides est ensuite présentée. Puis, on montre la possibilité de contraindre ces régions afin de modéliser d'autres propriétés. On développe notamment une méthode de résolution directe permettant de vérifier des contraintes locales et globales sans utiliser d'algorithme itératif. La résolution de la contrainte d'incompressibilité illustre cette méthode de résolution ; les principes généraux de cette résolution sont dégagés permettant ainsi de généraliser son application.<br />La dernière partie de ce manuscrit fournit une validation qualitative du modèle développé par l'intermédiaire de différents exemples, dont celui de la simulation des mouvements du tronc pendant la respiration.

La pollution phytosanitaire diffuse est un enjeu majeur à l'interface de l'agriculture et l'environnement. Ses conséquences sur la santé humaine et l'environnement ont poussé la société à interroger les scientifiques sur les outils d'aide à la décision et d'évaluation adéquats. Dans cette perspective, ce travail interdisciplinaire entre géographie et agronomie porte sur la mise en place d'outils pour une gestion concertée de la pollution phytosanitaire diffuse au niveau d'un territoire: la Merja Zerga au Maroc. Dans le cadre d'une approche participative, ce travail est basé sur l'utilisation conjointe et interactive de plusieurs outils interdisciplinaires: les Systèmes d'Informations Géographiques (SIG), l'indicateur de fréquence de traitement (IFT), un indicateur de risque de toxicité sur la santé de l'applicateur (IRSA) et environnementale (IRTE), une plate-forme technico-économique et un jeu de simulation par lesquels sont exploitées les données issues de la recherche bibliographique, des relevés de terrain et d'enquêtes auprès des acteurs du territoire. Les résultats de l'analyse multi-échelle du territoire ont permis de mettre en exergue la construction de l'espace du territoire de la Merja Zerga, les conséquences des pratiques phytosanitaires sur la santé humaine de l'applicateur et l'environnement, l'iniquité spatiale et sociale en terme de propension à polluer. En dépassant la simple évaluation, cette approche basée sur des outils génériques, constitue une étape originale pour la mise en place de stratégies de gestion des pesticides sans nuire à la viabilité économique des exploitations agricoles.

Cette thèse est consacrée principalement à l'étude de deux problèmes, à savoir la conception optimale des drapages composites et l'analyse de sensibilité topologique élastostatique anisotrope. En ce qui concerne la conception des composites, nous considérons des structures de masse minimale soumises à des contraintes de raideur et flambage, où les variables de conception sont la forme de chaque pli et la séquence d'empilement. En effet, le drapage composite est constitué d'une collection de plis orthotropes dont les axes principaux peuvent prendre quatre orientations différentes: 0º , 90º , 45º , -45º. La manière dont ces orientations sont disposées dans le composite définit la séquence d'empilement. Le comportement physique du composite est modélisé par le système d'équations des plaques linéarisées de von Kármán. Afin d'optimiser les deux variables de conception, nous nous appuyons sur une technique de décomposition qui regroupe les contraintes dans une seule fonction qui dépend des formes de chaque pli uniquement. Grâce à cette approche, un problème équivalent d'optimisation à deux niveaux est établi de manière rigoureuse. Le premier niveau, aussi appelé inférieur, représente l'optimisation combinatoire de la séquence d'empilement tandis que le deuxième niveau, ou niveau supérieur, représente l'optimisation de la forme de chaque pli. Nous proposons ainsi pour le niveau inférieur une méthode combinatoire convexe, alors que pour le niveau supérieur une méthode des lignes de niveaux couplé à la notion du gradient de forme. Un cas test aéronautique est détaillé pour diverses contraintes, à savoir la compliance, le facteur de réserve et la première charge de flambement. Ensuite, nous étudions la dérivée topologique des fonctions coût qui dépendent de la déformation et du déplacement (en supposant un comportement du matériau élastique linéaire) dans un cadre 2D et 3D anisotrope général, c'est à dire où à la fois le milieu et l'inclusion peuvent avoir des propriétés élastiques arbitraires. Le développement asymptotique de la fonction coût par rapport à l'inclusion est mathématiquement justifié pour une large classe des critères et des procédures de calcul sont plus tard discutées à la vue de plusieurs exemples numériques 2D et 3D. Finalement, en dehors des sujets mentionnés précédemment, nous traitons en outre deux problèmes de conception optimale. Premièrement, nous considérons la meilleure répartition de plusieurs matériaux élastiques dans un domaine fixe, où l'interface peut être nette ou lisse. Afin d'optimiser à la fois la géométrie et la topologie du mélange, nous nous appuyons sur la méthode des lignes de niveau et la fonction distance signée pour la description des interfaces entre les différentes phases. Deuxièmement, dans le cadre de l'étude des dispositifs énergétiques complémentaires aux moteurs d'avions, nous cherchons à trouver la micro-structure optimale d'une pile à combustible micro-tubulaire par une technique d'homogénéisation inverse. Le motif périodique trouvé vise à maximiser la surface d'échange électrochimique soumis à une contrainte de perte de charge et une contrainte de perméabilité. L'agencement optimal liquide/solide découle de l'application de la méthode de lignes de niveau au problème de cellule correspondant.

Les Systèmes de Tenségrité sont des systèmes innovants dans le domaine du<br />Génie Civil. Leur esthétique est une source d'inspiration nouvelle pour les architectes. Ce<br />sont des systèmes réticulés, spatiaux et en état d'autocontrainte.<br />La première partie de ce manuscrit est l'occasion de présenter les diverses phases de leur<br />conception. La recherche de forme, notamment, amène à rechercher les géométries<br />particulières permettant l'instauration d'un état de sollicitation interne qui va rigidifier le<br />système.<br />La deuxième partie propose, pour une géométrie autocontrainte donnée, de déterminer tous<br />les états d'autocontrainte qui respectent la rigidité unilatérale des câbles. Ces états<br />conformes permettent de mettre en état d'autocontrainte l'ensemble de la structure. Leur<br />influence sur le comportement est évaluée pour réaliser un dimensionnement.<br />La troisième partie est consacrée à une étude de la sensibilité de ces systèmes aux<br />imprécisions de fabrication des éléments. Elle doit permettre, après une étude plus précise<br />de fiabilité, de compléter les Eurocodes pour des systèmes innovants qui n'ont pas été pris en<br />compte dans les règlements. Enfin, une étude de la mise en autocontrainte des systèmes est<br />proposée. Elle montre que l'assemblage des systèmes de tenségrité peut se faire dans une<br />géométrie non-autocontrainte, avec seulement quelques câbles actifs permettant la mise en<br />tension de la structure.

Lo studio approfondisce la questione dei rapporti tra la geografia e il cinema, in particolare il cinema contemporaneo. La “propensione geografica” del cinema, tipicamente individuata da molti studiosi, deve oggi confrontarsi con un problema fondamentale: quello di una riconsiderazione radicale dei limiti del discorso geografico, e della geografia intesa come scienza, come sapere e come progetto della modernità. In che modo un medium con un’antica vocazione geografica oggi interpreta, commenta, elabora la “crisi della ragione cartografica”? Le “forme cartografiche” del cinema, cioè le porzioni di testo filmico che riflettono sulla geograficità del medium, nel cinema recente non si limitano a dichiarare o a celebrare tale geograficità, ma la considerano come un problema. Se le forme cartografiche sono considerate in modo problematico nel cinema contemporaneo è perché il cinema stesso si è accorto, o si è convinto, che il proprio ruolo è cambiato, che non può più (forse non deve) guardare in un certo modo. Perché la crisi della ragione cartografica del cinema è un sinonimo della crisi strutturale della cinematograficità, di un modo di vedere il mondo, di un dispositivo, di una geometria che descriveva le posizioni di soggetti e oggetti, il loro valore e il loro significato. / This work explores the relationship between geography and cinema, especially contemporary cinema. The “cartographic penchant” of cinema, typically traced by many scholars, has to face a fundamental problem today: a radical reconsideration of the geographical discourse, and of geography intended as a science and an epistemic project of modernity. How does a medium with an ancient geographical vocation deal with the “crisis of cartographic reason”? The “cartographic shapes” of cinema, which are portions of filmic texts that mirror the “geographicity” of the medium, in contemporary cinema do not simply declare or celebrate that kind of geographicity, but they consider it as a problem. The reason the cartographic shapes are problematically represented by recent cinema is that cinema itself is aware, or became convinced, that its cultural role has changed, that it cannot understand the world in a certain way anymore. Because the crisis of cartographic reason of cinema is a synonym of a structural crisis of “cinematographicity”, of a way of looking at the world, of a dispositif, of a geometry that used to describe the positions of subjects and objects, their value and their meaning.

Il progetto di dottorato ha riguardato la realizzazione di un pescheto situato in Soracá , nel dipartimento di Boyacá (Colombia), che si trova a circa 2900 m slm , latitudine 5 ° 30 ' 30 " a nord . Il pescheto sperimentale, di circa 1,5 ettari , è stata istituita nel gennaio 2011 . Per la piantagione sono stati scelte due cultivar, già coltivate nella regione di Boyacá : ' Rubidoux ' (CU : 600 ore ) e ' Eldorado ' (CU : 250 ore ) . Le piante sono state allevate in 6 diverse forme di allevamento: ( non potato, vaso a 3 branche, vaso a 4 branche, vaso ritardato, fusetto e palmetta ). I dati raccolti sui parametri morfo - biometrici, hanno permesso di descrivere e quantificare la crescita vegetativa e l’attività riproduttiva, fornendo risultati sia a livello dottrinale, sia a livello pratico. In particolare, sono state evidenziate interessanti evoluzioni delle gemme e delle formazioni a frutto, della durata della fenologia e della “dilatazione” dell’attività riproduttiva che ragionevolmente possono attribuirsi al peculiare ambiente di coltivazione. A livello pratico, i primi parziali risultati sono prodromi all’applicazione delle medesime tecniche di potatura anche su altri pescheti della zona. In particolare le forma di allevamento a " Fusetto " ed a “Palmetta” , hanno garantito una maggiore solidità della struttura e un migliore equilibrio vegeto-produttivo . / Dr Malvicini has participated to the realization of the peach orchard located in Soracá, in the department of Boyacá, Colombia, which is at about 2900 a.s.l., latitude 5° 30’ 30” north. The experimental peach orchard, which is about 1.5 hectares, was established in January 2011. For the plantation were chosen two cultivars that were already cultivated in the Boyacá region: ‘Rubidoux’ (chilling requirement: 600 hours) and ‘Eldorado’ (chilling requirement: 250 hours). The peach trees were trained in 6 different form (no pruned, 3 branches vase, 4 branches vase, delayed vase, fusetto and palmette), each constituted by a number of plants ranging from 30 to 40. Dr Malvicini has followed the growth of the plants till 32 months of age. The data about morpho-biometric parameters collected, allowed to describe and to quantify the vegetative growth and reproductive activity, providing results both at the doctrinal level, both on a practical level. In particular, were highlighted interesting evolutions on buds and fruiting branches, on the phenology length and on the “expansion “of reproductive activity that could be reasonably attributed to the peculiar sub-tropical area condition. On a practical level, the first partial results stimulated the application of the same techniques on other pruning peach orchards in the area. In fact, local growers have immediately realized that the new forms of training system, and in particular “fusetto” and "palmetta", ensured a greater solidity of the tree and a better vegetative-productive balance.

Les alliages de titane se sont toujours distingués par leur excellente biocompatibilité. De nos jours, l'alliage Ti 6Al 4V est très utilisé comme substitut osseux (prothèses de hanches, de genou, etc.) et les propriétés exceptionnelles des alliages Ni-Ti (effets superélastique ou mémoire de forme) servent à fabriquer de nombreux dispositifs fonctionnels (stents, fils orthodontiques, agrafes à mémoire de forme, etc.). Cependant, le module d'élasticité du Ti 6Al 4V est trop élevé en comparaison à celui de l'os, ce qui réduit l'ostéointégration et limite la durée de vie des prothèses. De plus, les éléments d'addition utilisés (aluminium, vanadium, nickel) sont reconnus comme étant cytotoxiques. Les alliages de titane beta métastables offrent la possibilité d'élaborer uniquement à partir d'éléments biocompatibles (tantale, niobium) des alliages à bas module d'élasticité et présentant des propriétés superélastiques à mémoire de forme. Six compositions du type Ti 25Ta xNb (mass%) ont été élaborées à l'aide d'un four à induction en semi-lévitation magnétique. Le travail de cette thèse a consisté à établir une relation entre les microstructures obtenues et les propriétés mécaniques de ces alliages. Selon la teneur en niobium, ces alliages passent d'une microstructure composée de martensite alpha'' (avec un effet mémoire de forme) à une microstructure composée de grains beta (avec un effet superélastique). Toutes ces propriétés ont été caractérisées par de nombreuses techniques : microscopie, diffraction des rayons X, essais de traction, analyse mécanique dynamique, etc. Les mécanismes de déformation plastique qui expliquent leur très bonne capacité à être travaillés à froid (glissement, maclage) ont été étudiés par diffraction des électrons rétrodiffusés et microscopie en transmission. Deux systèmes de maclage, {112}<111> et {332}<113>, ont été mis en évidence et un analyse basée sur le critère de Schmid a permis d'évaluer la compétition entre ces deux systèmes.

L'objectif principal de cette thèse est de proposer et de tester quelques méthodes de l'optimisation de forme afin d'identifier et de reconstruire des dépôts qui couvrent la paroi extérieure d'un tube conducteur dans un générateur de vapeurs en utilisant des signaux courant de Foucault. Ce problème est motivé par des applications industrielles en contrôle non-destructive dans le secteur de l'énergie nucléaire. En fait, des dépôts peuvent obstruer le passage de circuit de refroidissement entre les tubes et les plaques entretoises qui les soutiennent, ce qui entraînerait une baisse de productivité et mettrait la structure en danger. On considère dans un premier temps un cas axisymétrique dans le cadre duquel on construit un modèle 2-D par des équations aux dérivées partielles pour le courant de Foucault, ce qui nous permet ensuite de reproduire des mesures d'impédances qui correspondent en réalité les signaux courants de Foucault. Pour réduire le coût de calculs de la simulation numérique, on tronque le domaine du problème en posant des conditions aux bords artificielles basées sur des études sur le comportement de la solution, notamment sur un calcul semi-analytique de l'opérateur Dirichlet-to-Neumann dans la direction axiale. Pour la partie identification et reconstruction, on distingue deux sortes de dépôts et établit pour chacun une méthode d'inversion spécifique. Le premier cas concernent des dépôts dont la conductivité est relativement faible (d'environs 1.e4 S/m). On utilise la méthode d'optimisation de forme qui consiste à exprimer explicitement la dérivée des mesures d'impédance par rapport au domaine du dépôt en fonction d'une déformation et à représenter le gradient d'un fonctionnel de coût à minimiser par l'intermédiaire d'un état adjoint proprement défini. Motivée par la présence des dépôts et des plaques de maintient non-axisymétriques, on fait aussi une extension en 3-D des méthodes précédentes. Pour le deuxième cas, des dépôts sont fortement conducteurs et sous forme de couche mince d'une épaisseur de l'ordre de micron. La méthode adaptée à la première sorte de dépôts devient ici trop coûteuse à cause du degré de liberté très élevé des éléments finis sur un maillage extrêmement raffiné à l'échelle de la couche mince. Pour relever cette difficulté, les études sont portées sur plusieurs modèles asymptotiques qui remplace la couche mince par des conditions d'interface sur la surface du tube portante du dépôt. Le nom de modèle asymptotique vient du fait que les conditions d'interface effectives sont obtenues par le développement asymptotique de la solution en fonction d'un paramètre caractérisant la conductivité et l'épaisseur de la couche mince. La validation numérique a permis de retenir un modèle asymptotique qui est à la fois suffisamment précis et simple à inverser. L'inversion (recherche de l'épaisseur du dépôt) consiste alors à rechercher des paramètres dans les conditions d'interface (non standard). Pour les deux cas, la validation et des exemples numériques sont proposés pour le modèle direct et l'inversion.

Malgré des résultats prometteurs, les procédés de mise en forme à grande vitesse sont encore peu utilisés dans l'industrie du fait d'un manque de compréhension du phénomène de Bande de Cisaillement Adiabatique (BCA).Ce travail présente le développement d'outils numériques permettant la simulation adaptative et l'analyse de BCA dans des procédés 3D de mise en forme à grande vitesse. L'utilisation du modèle ALE-adaptatif séquentiel développé dans le logiciel Forge3 permet pour la première fois la simulation automatique de BCA 3D. L'étude des résultats numériques permet de proposer une description innovante du processus de formation de BCA. Les moyens de calcul requis s'avérant très importants, un nouveau code éléments finis hautement parallèle appelé Forge++ est développé. Ce dernier inclut de nouveaux algorithmes tels que le couplage thermomécanique implicite, la méthode de stabilisation RFB et un recouvrement par patch parallèle pour une meilleure simulation de BCA.