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Le travail présenté dans cette thèse consiste à modéliser les transports de particules dans un écoulement de Stokes en tenant compte des caractéristiques des particules, du régime d’écoulement de fluide qui les transporte et de l’effet de confinement qui pourrait être lié par exemple à la prise en compte d’une structure d’un milieu poreux. Le phénomène de transport que nous étudions est basé sur le mécanisme d’effet cliquet qui apparaît quand on soumet le système à un pompage alternatif dans le temps. L’étude de la dynamique de la particule est effectuée en utilisant la méthode de continuation qui permet de suivre la solution périodique selon le paramètre désiré et d’identifier les types de bifurcation ainsi que les lieux de ces points critiques. Cette étude nécessite la connaissance de la force de traînée exercée sur la particule et que nous calculons en utilisant la méthode des équations intégrales de frontières. / The work presented in this Phd Thesis is the modelling of particle transport in a Stokes flow taking into account the characteristics of the particle, the regime flow, and the effect of the confinement which could be related for example to the consideration of a porous media structure. The phenomena of the transport is based on the mecansim of ratchet effect which appears when the system is undergoes an alternative pumping. The study of the particle dynamics is performed using the continuation method which allows to follow the periodic solutions according to the desired parameter, to identify the types of bifurcation and critical points. This study requires the knowledge of the drag force exerted on the particle and which we compute using the boundary integral equation.

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La politique européenne de voisinage (PEV) est née de la volonté de développer un espace de prospérité et de stabilité aux frontières de l’Union élargie. Elle vise à renforcer la coopération politique, sécuritaire, économique et culturelle entre l’UE et ses nouveaux voisins immédiats ou proches, tout en atténuant le caractère séparatif des frontières européennes en engageant les pays voisins dans une coopération mutuellement avantageuse avec l’UE. La thèse étudie le volet oriental de la PEV qui couvre des Etats de l’Est (Ukraine, Biélorussie, Russie). Ces pays occupent aujourd’hui une place croissante dans la stratégie internationale de l’UE. L’adhésion des nouveaux pays membres de l’Europe centrale en 2004 a apporté une nouvelle fragilité, tout en créant un fort groupe de pression qui demandait un engagement direct de l’Union européenne dans les affaires concernant don voisinage immédiat. Disposant d’une parfaite connaissance de la situation économique de cette région et d’une grande expérience de coopération avec la Biélorussie, la Russie et l’Ukraine, ces pays cherchaient à orienter la politique étrangère de la Communauté vers de nouvelles voies d’actions. L’objectif de recherche concerne l’évaluation globale du rôle et de la contribution des nouveaux pays membres, et plus particulièrement de la Pologne, dans l’élaboration commune de la politique orientale de l’Union européenne dans les années 2004-2007. / The European Neighbourhood Policy (ENP) was developed in order to insure a zone of stability and prosperity on the borders of the European Union (EU). It aims at strengthening political, economic, cultural, and security cooperation between the EU and its neighbours. Its objective is to engage neighbouring States into a mutually beneficial cooperation with the EU. The present doctorate thesis focuses on the Eastern dimension of the ENP which includes Eastern States like Ukraine, Belarus and Russia. These countries have an important role to play in the EU international straetegy. New Eastern European countries adhering in 2004 brought in a new frailty yet creating a strong pressure group asking for a strong commitment of the EU in matters related to immediate neighbourhood. Those countries are thoroughly aware of the economic situation of the region and have a wide experience cooperating with Belarus, Russia and Ukraine; they sought to have an influence on the Community's foreign affairs policy by means of new paths of action. The aim of this research concerns the global evaluation of the new Members States' - and Poland's in particular - part in and the contribution to jointly elaborating the Eastern European Union's eastern policy for the years 2004-2007.

Cette thèse est consacrée à l'étude des signaux mesurés par Electroencéphalographie (EEG) et Magnétoencéphalographie (MEG) afin d'améliorer notre compréhension du cerveau humain. La MEG et l'EEG sont des modalités d'imagerie cérébrale non invasives. Elles permettent de mesurer, hors de la tête, respectivement le potentiel électrique et le champ magnétique induits par l'activité neuronale. Le principal objectif lié à l'exploitation de ces données est la localisation dans l'espace et dans le temps des sources de courant ayant généré les mesures. Pour ce faire, il est nécessaire de résoudre un certain nombre de problèmes mathématiques et informatiques difficiles. La première partie de cette thèse part de la présentation des fondements biologiques à l'origine des données M/EEG, jusqu'à la résolution du problème direct. Le problème direct permet de prédire les mesures générées pour une configuration de sources de courant donnée. La résolution de ce problème à l'aide des équations de Maxwell dans l'approximation quasi-statique passe par la modélisation des générateurs de courants, ainsi que de la géométrie du milieu conducteur, dans notre cas la tête. Cette modélisation aboutit à un problème direct linéaire qui n'admet pas de solution analytique lorsque l'on considère des modèles de tête réalistes. Notre première contribution porte sur l'implémentation d'une résolution numérique à base d'éléments finis surfaciques dont nous montrons l'excellente précision comparativement aux autres implémentations disponibles. Une fois le problème direct calculé, l'étape suivante consiste à estimer les positions et les amplitudes des sources ayant généré les mesures. Il s'agit de résoudre le problème inverse. Pour ce faire, trois méthodes existent: les méthodes paramétriques, les méthodes dites de "scanning", et les méthodes distribuées. Cette dernière approche fournit un cadre rigoureux à la résolution de problème inverse tout en évitant de faire de trop importantes approximations dans la modélisation. Toutefois, elle impose de résoudre un problème fortement sous-contraint qui nécessite de fait d'imposer des a priori sur les solutions. Ainsi la deuxième partie de cette thèse est consacrée aux différents types d'a priori pouvant être utilisés dans le problème inverse. Leur présentation part des méthodes de résolution mathématiques jusqu'aux détails d'implémentation et à leur utilisation en pratique sur des tailles de problèmes réalistes. Un intérêt particulier est porté aux a priori induisant de la parcimonie et conduisant à l'optimisation de problèmes convexes non différentiables pour lesquels sont présentées des méthodes d'optimisation efficaces à base d'itérations proximales. La troisième partie porte sur l'utilisation des méthodes exposées précédemment afin d'estimer des cartes rétinotopiques dans le système visuel à l'aide de données MEG. La présentation porte à la fois sur les aspects expérimentaux liés au protocole d'acquisition jusqu'à la mise en oeuvre du problème inverse en exploitant des propriétés sur le spectre du signal mesuré. La contribution suivante ambitionne d'aller plus loin que la simple localisation d'activités par le problème inverse afin de donner accès à la dynamique de l'activité corticale. Partant des estimations de sources sur le maillage cortical, la méthode proposée utilise des méthodes d'optimisation combinatoires à base de coupes de graphes afin d'effectuer de façon robuste le suivi de l'activité au cours du temps. La dernière contribution de cette thèse porte sur l'estimation de paramètres sur des données M/EEG brutes non moyennées. Compte tenu du faible rapport signal à bruit, l'analyse de données M/EEG dites "simple essai" est un problème particulièrement difficile dont l'intérêt est fondamental afin d'aller plus loin que l'analyse de données moyennées en explorant la variabilité inter-essais. La méthode proposée utilise des outils récents à base de graphes. Elle garantit des optimisations globales et s'affranchit de problèmes classiques tels que l'initialisation des paramètres ou l'utilisation du signal moyenné dans l'estimation. L'ensemble des méthodes développées durant cette thèse ont été utilisées sur des données M/EEG réels afin de garantir leur pertinence dans le contexte expérimental parfois complexe des signaux réelles M/EEG. Les implémentations et les données nécessaires à la reproductibilité des résultats sont disponibles. Le projet de rétinotopie par l'exploitation de données de MEG a été mené en collaboration avec l'équipe du LENA au sein de l'hôpital de La Pitié-Salpêtrière (Paris).

André MEYNIER, héritier de la géographie rurale française, étudia, avec le concours de la télédétection, les formes des parcellaires bocagers et y détecta ce qu'il nomma des " ellipses bocagères ". Il y consacra plusieurs articles, parmi lesquels "les ensembles cadastraux circulaires en Bretagne ", dans les Annales de Bretagne, (Rennes, 1945) et "la genèse du parcellaire breton " (Norois, Poitiers, 1966). Après la révolution épistémologique de la géographie française des années 1960 et 1970, cet objet d'étude tomba progressivement en désuétude, sort qui fut d'ailleurs celui de la géographie rurale morphologique dans son ensemble. Dans cette thèse, cet objet - élargi à la notion de forme spatiale héritée, donc liée au temps historique long au sens braudélien - est exhumé pour en réexaminer la pertinence au regard des paradigmes de la géographie contemporaine. Comment insérer le temps long - parfois perçu comme permanence et immobilité, du moins à l'échelle de l'actualité - dans une géographie à vocation dynamique ? Comment les nouveaux courants géographiques auraient-ils pu s'emparer de cet objet qu'un regard rapide condamne à une accusation de passéisme ? Les réflexions engagées se veulent ouvertes à tous les courants de la géographie et n'en rejettent aucun. L'objectif est aussi de développer une dialectique disciplinaire qui transgresse les paradoxes apparents. Pour explorer ces problématiques, les formes spatiales héritées sont choisies non plus en Bretagne mais en France du Nord et au Benelux, où les espaces boisés, notamment ardennais, jouent un rôle majeur dans les limites de finages ; ce sont aussi des espaces frontaliers, ce qui permet la mise en relation avec des discontinuités. Cet espace, situé au seuil du monde Hercynien vaudra quelques escapades vers l'est où il se prolonge, engageant à un voyage vers le monde slave.

L'espace est hétérogène. Il est donc discontinu. Île et frontière sont des discontinuités fortes, traversées par des systèmes. Ce sont aussi des objets géographiques ambivalents, ouverts et fermés. La frontière implique le frottement plus ou moins rugueux de deux entités politiques. L'ambivalence frontalière est alimentée par des altérités qui se combinent, s'affrontent, s'attirent ou se repoussent selon des intensités différentes et à différents niveaux des échelles spatiale et sociale. Ces altérités sont diverses. Fondamentalement politiques et juridiques, elles sont également culturelles, économiques, fiscales. Deux questions sont posées à propos des trois termes de la comparaison : comment cette combinaison de discontinuités agit-elle sur les relations entre deux espaces terrestres proches, l'insulaire et le continental ? Inversement, comment les systèmes spatiaux mis en œuvre dans l'exercice de la relation agissent-ils sur ces discontinuités ? Par ailleurs, la mer est sous-jacente à la combinaison île-frontière. Son partage entre États est un phénomène géopolitique dynamique et récent. La question de cette appropriation confrontée aux pratiques socio-économiques – la pêche dans les trois cas étudiés, et l'extraction des hydrocarbures, dans deux sur trois – prend ici une dimension particulière. Cette thèse comprend donc une étude des processus d'appropriation de l'espace marin, qui vont des modalités de délimitation d'un espace par essence complexe en raison de sa structure à la fois horizontale et verticale, à son administration et aux mécanismes de transgression négociée, destinés à adapter sa spécificité aux rigidités des constructions territoriales.

Ce travail de thèse a pour but de développer la méthode des éléments frontières (BEM) et la méthode hybride éléments finis/éléments frontières (FEM/BEM) pour l'élastodynamique et la poroélastodynamique, et d'appliquer ces méthodes aux études d'effets de site sismiques et d'interaction dynamique sol-structure. La première partie du mémoire aborde les problèmes théoriques. Les formulations, en domaine temporel, de la BEM et de la FEM/BEM peuvent tenir compte du caractère ouvert des espaces (semi-)infinis. En particulier, la FEM/BEM peut également prendre en compte des comportements matériels complexes. Ces formulations ont cependant des difficultés numériques pouvant limiter leur applicabilité en pratique il s'agit de la stabilité numérique du schéma temporel, de l'augmentation rapide du temps de calcul avec le nombre de pas de temps et de l'effet de la troncature de l'espace semi-infini. Des techniques, destinées à améliorer les performances de ces méthodes, sont alors proposées. Pour l'application de la BEM en poroélastodynamique, une expression a de la solution fondamentale temporelle est proposée, en faisant deux hypothèses l'accélération relative, par rapport au squelette, du fluide interstitiel est négligée et les constituants du milieu (grains solides et fluide) sont incompressibles. Cette solution approchée, en termes de déplacements et de pressions interstitielles, est adéquate pour les sols sous sollicitations sismiques. Toutes les formulations sont validées et intégrées dans le code de calcul HYBRID. La seconde partie de la thèse est consacrée à l'application de la BEM et de la FEM/BEM aux calculs sismiques. Les phénomènes physiques et les caractéristiques principales des effets de site bidimensionnels, dus aux conditions topographiques et géotechniques, sont présentés. On prouve théoriquement que les effets de site peuvent considérablement aggraver le potentiel destructeur du mouvement sismique, car ils amplifient le mouvement, prolongent la durée du séisme et provoquent des mouvements différentiels. Des études paramétriques sont effectuées et montrent l'influence significative sur le mouvement sismique en surface de plusieurs facteurs le contenu fréquentiel de l'excitation, le contraste d'impédance sédiment/substratum, la géométrie du relief ou du bassin (largeur, profondeur ou hauteur, pente, forme), l'épaisseur de la sédimentation, l'effet multicouche et la saturation en eau interstitielle. Une étude, portant sur l'interaction dynamique barrage/fondation, démontre la nécessité de tenir compte de l'effet de flexibilité de la fondation dans les calculs sismiques des barrages en terre.

La simulation d'écoulements dans des géométries complexes nécessite la création de maillages parfois difficile à réaliser. La méthode de pénalisation proposée dans ce travail permet de simplifier cette étape. En effet, la résolution des équations qui gouvernent l'écoulement se fait sur un maillage plus simple mais non-adapté à la géométrie du problème. Les conditions aux limites sur les parties du domaine physique immergées dans le maillage sont prises en compte à travers l'ajout d'un terme de pénalisation dans les équations. Nous nous sommes intéressés à l'approximation du terme de pénalisation pour une discrétisation par volumes finis sur maillages décalés et colocatifs. Les cas tests de vérification réalisés attestent d'un ordre de convergence spatial égal à 2 pour la méthode de pénalisation appliquée à la résolution d'une équation de type Poisson ou des équations de Navier-Stokes. Enfin, on présente les résultats obtenus pour la simulation d'écoulements turbulents autour d'un cylindre à Re=3900 et à l'intérieur d'une partie d'un assemblage combustible à Re=9500.

Cette thèse traite de la construction de quelques représentations par les frontières, ou BREP (pour "Boundary REPresentation"), et des difficultés rencontrées. Aussi cette introduction rappelle-t-elle très brièvement ce que sont les BREP; on se reportera à [PERO 87] pour un exposé plus détaillé et pour d'autres références. La synthèse d'images et la CAO utilisent diverses modélisations des solides pour les visualiser et calculer leurs propriétés géométriques et mécaniques : masse, aire de l'enveloppe, centre de gravité, axes principaux d'inertie, etc. Plusieurs modèles informatiques des solides ont été proposés :