Thesis (doctoral)--Københavns universitet, København, 1942. / Includes bibliographical references (p. 400-409) and index.

Th. doct.-ing.--Toulouse, I.N.P., 1977. N°: 4.

Java, l'île principale de l'archipel indonésien a vu la construction, depuis les années 1960, de nombreux grands barrages. Leurs rôles sont multiples, passant du contrôle des flux liquides (écrêtage des crues et soutien des étiages) à l'approvisionnement en eau des grandes agglomérations urbaines et des terres agricoles. Ils jouent également le rôle important de fournisseur d'énergie. Depuis leur mise en eau, on assiste à un comblement rapide des réservoirs liés à des taux d'érosion qui figurent parmi les plus élevés du monde. La diminution importante de leur efficacité entraîne par conséquent de nombreuses répercussions néfastes sur le milieu et les sociétés. Les objectifs de cette recherche sont ainsi de déterminer, avec des approches multiples (SIG, télédétection, base de données hydro-climatiques, sondages lacustres...), les taux et les rythmes de remplissage de ces réservoirs, agissant comme indicateurs de l'érosion dans leur bassins-versants respectifs. Il s'agira de mettre en évidence les facteurs principaux influant sur cette forte sédimentation et de mettre en place des outils permettant de venir en aide aux organismes chargés de la gestion des bassins-versants javanais. / Since the Sixties, a large number of dams have been built in the Indonesian archipelago's main island, Java. Their rôle are multiple, going from liquid flows control (flood – peak shaving and low flow support) to water supply of great urban areas and agricultural lands. They also are an important energy supplier. After their watering, a fast filling of the tanks related to rates of erosion that appear among the highest in the world, has been observed. This significant efficiency decrease involves multiple negative impacts on environment and utilities. Through a multiple approach (GIS, remote sensing, hydroclimatic databases, lake surveys...), the objectives of this research are to determine the sedimentary transfer rates and pace within the studied basins, which act as erosion indicators in their respective basins. The key determinants affecting this high sedimentation will be highlighted and a software will be developed with the aim to provide Javanese river basins authorities with new tools.

La récente approbation en 2014 du plan de gestion du district hydrographique du basin Tage établit par la Directive Cadre sur l’eau en 2009 fut bloqué dans sa majorité par des tensions entre plusieurs communautés autonomes (régions) espagnoles autour la mise en place d'un débit minimum pour atteindre le bon état écologique des eaux en 2015. Ces rivalités de pouvoirs territoriales sont influencées par l’avenir du transfert Tage-Segura, symbole de la politique hydraulique espagnole et du développement agricole et touristique du sud-est espagnol. A leur part, le caractère international du Bassin du Tage entraîne l’accomplissement des engagements établis lors de la signature de la Convention de l’Albufera en 1998 entre l’Espagne et le Portugal. Le modèle territorial décentralisé, les choix économiques, la sècheresse, et l’omniprésence politique des discours identitaires accentuent en Espagne la conviction selon laquelle il y aurait des « propriétaires » de l’eau. Les résultats des négociations dépendent de stratégies locales et de leur articulation au niveau national et européen, autant que de considérations écologiques. / This year’s approval of Management Plan of the Hydrographical Basin of Tagus that was established by the Water Framework Directive in 2009 has been blocked due to political tensions about the future of the Tagus-Segura transfer. Several spanish autonomous communities (regions) are confronted with “a debit minimum” to improve the good ecological state of water by 2015. This transfer is actually one of the main symbols of the Spanish hydraulic policy and a promoter of regional development on agriculture and tourism for the south-eastern Spain. International Tagus Basin requires fulfilling the commitments under the Albufera Convention signed in 1998 between Spain and Portugal. A Decentralized territorial model, different economic choices, droughts and the omnipresence of regional identity discourses in politics strengths a tendency for Spanish politicians to wish to become « owners » of the water. The results of the negotiations depend on local policies and their articulation at national and European level, as well as environmental considerations. / La reciente aprobación en 2014 del plan hidrológico de la Cuenca del Tajo, establecido por ladirectiva marco del Agua en 2009, fue bloqueado principalmente por tensiones entre variascomunidades autónomas españolas en relación a la fijación de un caudal mínimo necesariopara alcanzar el buen estado ecológico de las aguas en 2015. Estas rivalidades de poderterritoriales están sujetas al futuro del trasvase Tajo-Segura, símbolo de la política hidráulicaespañola y factor determinante del desarrollo agrícola y turístico del sureste español. Por otrolado, el carácter internacional de la cuenca del Tajo implica el cumplimiento de loscompromisos adquiridos entre España y Portugal tras la firma de la convención de laAlbufeira. El modelo territorial descentralizado, los factores económicos, la sequía y laomnipresencia de discursos identitarios acentúan en España la convicción según la cualexistirían propietarios del agua. Los resultados de las negociaciones dependen tanto de lasestrategias locales y su articulación a nivel nacional y europeo como de consideracionesecológicas.

La présente étude concerne le Centre de Stockage de la Manche (CSM), ce centre dédié aux déchets faiblement etmoyennement actifs à vie courte l’un des sites précurseurs au niveau international. La recherche proposée dans lecadre de la présente thèse CIFRE se concentre sur l’étude hydraulique des matériaux de couverture du site, et surleur amélioration hydromécanique. Il s’agit donc de renforcer leur imperméabilité afin que cette couche puisse jouerun rôle de barrière minérale. Une contrainte imposée par l’Andra était de considérer la validité du réemploi dumatériau en place au moyen d’un traitement par adjuvant. Ce matériau est un limon sableux, donc un matériaucomportant déjà une part de fines non négligeable. S’il existe dans la littérature de nombreuses études surl’amélioration mécanique des matériaux fins (applications aux infrastructures routières) et sur le traitement dematériaux pulvérulents par ajout d’une fraction fine (constitution de barrières étanches), il existe très peu d’études surle renforcement de l’imperméabilité de sols fins. Une campagne d’essais physiques sur les matériaux traités à labentonite a été réalisée à différents taux de traitement. Les résultats ont montré que l’ajout d’adjuvant entraine unediminution de leur poids volumique sec optimum pour une énergie de compactage Proctor normal et uneaugmentation de leur teneur en eau optimum. En complément, la sensibilité à l’érosion, interne ou externe, observéependant les essais à l’oedoperméamètre, a été vérifiée à partir de différents critères de stabilité disponibles dans lalittérature. A la différence du traitement d’un sol pour remblais routiers, on ne recherche pas une résistancemécanique accrue mais une flexibilité du matériau. On observe effectivement que le traitement n’augmente pas larigidité du matériau. La conductivité hydraulique des matériaux non traités et traités a été mesurée. Cette étude a étémenée à partir de plusieurs dispositifs (oedoperméamètre, perméamètres à parois rigides et à parois souples).L’influence du taux de traitement du matériau sur la diminution de la conductivité hydraulique a pu être observée.Quatre planches d’essais instrumentées ont été réalisées, elles devraient rester en fonction plusieurs années. Lesmesures de conductivité hydraulique initiales sur les planches d’essais ont montré que les résultats étaientconformes à ceux obtenus au laboratoire. Ces planches d’essais, permettront de suivre l’évolution éventuelle desperformances du traitement. La poursuite de leur suivi apparait être cruciale pour la validation du traitement avant samise en oeuvre à grande échelle sur toute la couverture du CSM. / This study related to the Manche storage center (CSM), one of the first landfill in the world dedicated to low andintermediate radioactive waste short-live time. The researches considered in this thesis supported by industrialcompanies, focus on the hydraulic study of cap cover materials of the site, and their hydromechanical improvement.The aim is to improve their impermeability in order to be substituted to the geomembrane as cap cover liner. Aspecification imposed by Andra was to consider a solution of the re-use of the in situ material by adding of additive.The initial material is a sandy silt, a material with a significant proportion of fines. In the literature there are manystudies on the mechanical improvement of fine materials (applications to road infrastructure) and the treatment ofsandy materials by adding a fine fraction (constitution of waterproof barriers). On the other hand there are very fewstudies on the impermeability improvement of fine soils. A physical tests campaign on treated materials withbentonite was carried out at various treatment rates. The results showed that the addition of additive induces adecrease in optimum dry unit weight for a normal Proctor compaction energy and increases their optimum watercontent. In addition, the susceptibility to erosion, internal or external, observed during oedopermeameter test wasassessed from various stability criteria available in the literature. Unlike the treatment of soil for road embankments,the increase of the material stiffness is not wanted and flexibility is preferred what is observed with the treatmenttested. The comparative hydraulic conductivity of the untreated and treated materials were measured. In this studydifferent devices (oedopermeametere, permeameters, triaxials device) were used. The influence of the treatment rateof the material on the decrease of the hydraulic conductivity was observed. Four large scale experimentations weredesigned; they should be monitored for several years. The initial hydraulic conductivity measurements on siteshowed that the results were compatible with those obtained in the laboratory tests. These large scaleexperimentations will demonstrate the possible evolution of the material improvement. The monitoring of this siteexperimentation is a preliminary test require before the application of the selected treatment on the cap cover of theCSM.

Les eaux de Versailles sont le plus grand chantier de l'histoire de l'Ancien Régime. Les chiffres sont vraiment impressionnants car, pour satisfaire sa passion des Grandes Eaux, Louis XIV fait creuser une douzaine d'étangs artificiels d'une capacité totale de 8 millions de mètres cube, construire des kilomètres d'aqueducs sur arches à l'imitation de l'Antiquité, poser 20 km de tuyaux de fonte et 10 km de conduite de plomb. Sans oublier la machine de Marly, la plus grosse mécanique hydraulique jamais construite, qui amène à Versailles les eaux de la Seine, située 160 m en contrebas du palais. Au-delà de Versailles, il existe d'autres palais-satellites qui ont aussi leurs effets d'eau : la Ménagerie, les Trianon, le Hameau de la reine Marie-Antoinette, sans oublier Marly avec son grand Jet, le plus haut de France, culminant à 40 m.En plus de ces immenses installations servent à alimenter les fontaines, Louis XIV fait aussi réaliser un réseau des « eaux bonnes à boire », avec un total de 7,4 kilomètres d'aqueducs de captage souterrain afin d'approvisionner le palais, le Grand Commun, les chevaux des Écuries, sans oublier les habitants de la ville de Versailles, avec une eau de source, la plus saine qui soit. Le Roi-Soleil se veut donc édilitaire et bienfaiteur à travers les fontaines publiques dont il équipe la nouvelle capitale royale. Pour construire, gérer, entretenir et faire fonctionner ces infrastructures, les Bâtiments du roi se dotent d'un personnel nombreux où la survivance du poste de père en fils et l'endogamie professionnelle sont la règle. Personnel qui, vu ses compétences techniques, reste en place sous la Révolution et même jusque sous le Second Empire. / The waterworks of Versailles is the largest project in the history of Ancien Régime. The numbers are really impressive, because to satisfy his passion for fountains, Louis XIV dug a dozen artificial lakes with a total capacity of 8 million cubic meters, build miles of aqueducts on arches in imitation of Antiquity, lay 20 km of iron pipes and 10 km of lead pipe. Not to mention the machine of Marly, the largest ever built mechanical hydraulic, which leads to Versailles waters of the Seine, located 160 m below the palace. Beyond Versailles palace there are other royal satellites which also have their water effects: the Menagerie, the Trianon, the Hameau of the Queen Marie-Antoinette, and Marly with his Grand Jet, the highest in France, peaking at 40 m.In addition to these great facilities are used to feed the fountains, Louis XIV is also implementing a network of “eaux bonnes à boire”, with a total of 7.4 miles of underground aqueducts to supply the palace, the Grand Common, horses in stables, not to mention the inhabitants of the town of Versailles, with spring water, the healthiest of all. The Sun King is therefore intended benefactor through civic and public fountains which equip the new royal capital. To build, manage, maintain and operate these facilities, the King's Buildings equip themselves with a large staff where the survival of the post from father to son and occupational endogamy is the rule. Staff which, given its technical expertise, remains in place during the Révolution and even until the Second Empire.

Le fonctionnement et la structure hydrogéologiques des aquifères de socle des granites et des gneiss sont aujourd'hui relativement bien compris. En revanche, dans cet ensemble, les aquifères dans les péridotites sont très peu étudiés et mal compris. Dans ce contexte, les massifs obductés de Nouvelle-Calédonie présentent un laboratoire naturel exceptionnel pour améliorer la connaissance de cet hydrosystème original en contexte tropical. Ainsi l'objectif du présent travail de thèse est d'approfondir la connaissance de la structure et du fonctionnement hydrogéologiques de ces massifs. L'analyse porte d’abord sur le manteau d'altération constitué de la cuirasse, des latérites, des saprolites grossières et du saprock. Plus de 60 essais hydrauliques sont menés sur les massifs de péridotites et les résultats sont compilés aux données existantes. La conductivité hydraulique moyenne des latérites est évaluée à 1.10-7 m/s et celle des saprolites grossières et du saprock à 8.10-7 m/s. L'hétérogénéité de cet horizon altéré est marquée par une gamme de variation de la conductivité hydraulique sur six ordres de grandeur et l'analyse piézométrique met en évidence des connexions hydrauliques avec le substratum fracturé profond. Le substratum est ensuite considéré. L'étude de la fracturation est réalisée à partir de mesures structurales sur affleurement et de la description de près de 1000 m de carottes de forages. L'analyse de la fracturation met en évidence l'importance du réseau serpentineux par sa densité d’une part, et par son lien avec l'altération supergène d'autre part. De plus, il est vérifié que la conductivité hydraulique du substratum diminue avec la profondeur. Cette variation est liée à la diminution de la densité de fractures altérées. Ainsi, à l'issue de ces analyses, la structure des massifs de péridotites est définie. Un réseau primaire de fractures d’espacement décimétrique lié au réseau serpentineux préstructure les péridotites. Sur ce réseau se surimpose un réseau de fractures dont l'espacement est décamétrique et caractérisé par une altération supergène. Les fractures altérées présentent localement de fortes conductivités hydrauliques, de l'ordre de 10-5 m/s. En profondeur l'espacement des fractures est hectométrique et les fractures sont majoritairement fermées, scellées par les minéraux néoformés ou par l'effet de la pression lithostatique. Les réseaux de fractures déca et hectométriques, visibles également sur l'effet d’échelle de la conductivité hydraulique, sont majoritairement verticaux, développés par instabilité de dissolution lors des processus d’altération. Cependant, des structures à faible pendage existent également et permettent la percolation du réseau. Enfin, à partir de ces nouveaux résultats et de l’intégration de l'ensemble des données acquises sur les différents massifs, un modèle de structure et de fonctionnement hydrogéologiques est proposé à l'échelle du massif. Ce modèle comprend l'horizon des latérites qui constitue un aquitard homogène sous lequel se développe l'aquifère dont l'épaisseur est de l'ordre de cinquante mètres. Le substratum est discrétisé en trois couches dont la conductivité hydraulique décroît de 2.10-7 à 2.10-8 m/s entre 50 m et 250 m environ sous le mur de l'aquifère. Les modèles numériques construits permettent de valider le modèle conceptuel unitaire et montrent que l'état de saturation des massifs est contraint par leur géomorphologie. Au terme de ce travail, plusieurs aspects doivent encore être approfondis. Le rôle hydrogéologique de la cuirasse doit être précisé et considéré dans le modèle hydrogéologique. Enfin, compte tenu du développement possible de structures très perméables, voire pseudo-karstiques, la connaissance de la distribution des structures drainantes doit être améliorée. Les résultats appliqués de ce travail de recherche sont exposés dans un rapport final et un guide méthodologique livrés dans le cadre du projet CNRT « HYPERK ». / Water resources of hard-rock (gneisses or granites) aquifers have significantly been studied in the past two decades. The hydrogeological behavior and structure of these aquifers are thus relatively well understood. On the other hand, aquifers in mantle-type basements, such as peridotites, are poorly studied and understood, mainly because they are not common and of limited extent. In this context, New Caledonia is a great laboratory offering unique opportunity to improve the knowledge of these original types of hydrosystems in tropical climate. Thus, the objective of this thesis is to improve the knowledge of these aquifer systems within weathered peridotites. Firstly, the study focuses on the characterization of the weathered layers of the peridotites composed of, from top to bottom, iron oxides/ferricrete, laterite, coarse saprolite and saprock (ie. top of the bedrock, with up to 20 % of weathered material). More than 60 hydraulic tests are performed and results were compiled with existing data. Mean hydraulic conductivity (K) of laterites is estimated around 1.10-7 m/s while mean value in coarse saprolites and saprock is around 8.10-7 m/s. Heterogeneity of this altered layer is high; K varies between six orders of magnitude and hydraulic head data analysis reveals a hydraulic connection with the deep fractured bedrock. Secondly, the fresh rock part of peridotites is studied. Fracture network analysis is derived from outcrop structural measurements and from the description of about 1000 m of cumulated borehole cores. This work highlights the importance of serpentine network, because of its high density and its critical impact on weathering. Moreover, the observations reveal that hydraulic conductivity decreases with depth within the substratum, due to the vertical decrease of weathered fractures density. These new results allow defining a structural framework of the massifs. It is characterized by a primary decimetrical fracture network closely related to the serpentine network. This network is overprinted by a secondary weathering network which reveals decametric spacing (ca. 30 m) and in places K values of 10-5 m/s. At depth, spacing is hectometrical and fractures are sealed by lithostatic pressure and/or subsequent mineral precipitations. These deca- and hectometric fracture networks, which are also visible on the scale effect of hydraulic conductivity, are primarily vertical and are the result of dissolution instabilities occurring during weathering processes. However, low- angle fractures do occur and allow the percolation of the network. Finally, on the basis of these new results and the integration of all existing data from different massifs a new hydrogeological conceptual model is proposed at the scale of a massif. The model includes a homogeneous lateritic aquitard and a coarse saprolite and saprock aquifer which is about 50 m thick. The bedrock is subdivided into three layers whose hydraulic conductivity decreases from 2.10-7 m/s to 2.10-8 m/s, respectively 50 and 250 m below the aquifer base. Numerical modelling validates this unitary conceptual model and reveals that the saturation of the massifs depends on their morphology. At last, several aspects require further research. The role of the ferricrete layer must be specified and considered in the hydrological model. Moreover, distribution of the fracture network remains to be fully addressed and should be studied with care given the potential development of highly permeable structures that could conform to pseudo-karstic drains. The applied results of this work are available in a “Technical guide” and a “Technical report” of the “HYPERK” CNRT Project.

Malgré leurs mauvaises performances, les modèles de calcul de flux polluants (MCFP) dans les rejets urbains de temps de pluie (RUTP) continuent à susciter de l’intérêt du fait du fort potentiel qu’ils présentent pour prédire et contrôler ces RUTP. La contribution des sédiments à la pollution des RUTP est aujourd’hui largement reconnue comme prépondérante ; en conséquence, une modélisation idoine des processus en réseau apparait comme un élément clé pour améliorer la qualité de ces modèles. Dans ce contexte, plusieurs éléments ont été révélés par des études récentes menées sur les dépôts de réseaux d’assainissement unitaires, notamment sur « Le Marais » : (1) la présence d’une quantité importante de dépôts grossiers quasi-stationnaires qui modifient les caractéristiques du réseau ainsi que les conditions d'écoulement ; (2) l'identification d’un dépôt organique cohésif sur le Marais, la couche organique, capable d’expliquer la contribution du réseau à la pollution de RUTP et qui se constitue dans les parties amonts des collecteurs principaux. L’objectif de cette thèse est d’examiner l’effet de l’intégration de ces observations dans un MCFP de type semi-distribué, en prenant comme cas d’étude le site expérimental du Marais.Dans la première partie, on a travaillé à la prise en compte des dépôts grossiers dans le modèle hydrodynamique, puis on a évalué l’impact de cet ajout sur les processus de transport solide dans les réseaux. Pour y parvenir, un outil de modélisation capable de gérer l’écoulement sur une bathymétrie complexe était nécessaire. Ainsi, un schéma numérique conservatif de type Godounov a été développé et validé par rapport à certains cas de référence, avant de l’appliquer à l'échelle du réseau du Marais. Les résultats ont démontré un effet significatif de ces dépôts grossiers sur l’hydraulique du réseau, qui ensuite influence la production des particules et, dans une moindre mesure, le processus de transfert.Dans la deuxième partie, des données acquises récemment sur plusieurs sites avec des contributions de dépôts aux RUTP comparables et d’états d’encrassement différents (notamment pour la couche organique) ont été analysées dans le but d’identifier le vrai rôle de cette couche organique vis-à-vis de la production en réseau par temps de pluie. Les résultats ont montré que la couche organique ne représente qu’une source mineure vis-à-vis de la production en réseau. Afin d’identifier la source majeure, le modèle hydraulique développé dans la première partie a été couplé avec le modèle d’érosion de Skipworth et le modèle d’advection simple pour tester différents scenarii de localisation de dépôts. Les résultats de ce banc d’essai sont cohérents avec ce qui précède concernant la contribution de la couche organique ; il en ressort par ailleurs que les localisations les plus vraisemblables de la source prépondérante sont, dans l’ordre, le réseau amont et les collecteurs principaux / Despite their disappointing performance, urban stormwater quality models are still considered to be a potentially efficient decision making tool to control combined sewer overflows (CSOs) and thus are receiving ongoing investments to improve their quality. In this respect, in-sewer sediments are now widely recognized for their preponderant contribution to the pollution of CSOs assigning therefore a particular importance to mastering sewer processes module when refining these models. Recent studies conducted on in-sewer sediments in one of the extensively investigated urban catchments in Paris, Le Marais, highlighted new elements that could be helpful when addressing this module: (1) the existence of quasi-steady sewer grits deforming sewer characteristics and thus suspected to modify sewer flow conditions; (2) the identification of the potentially eroded sediment type during wet weather that is formed at the upstream parts of the Marais main trunks, the organic layer, that showed a cohesive like characteristic during in-situ flushing experiments. A site specific model for the Marais catchment is developed in this thesis adopting a semi-distributed configuration to examine the effect of integrating these field observations in its structure on the simulation of outfall discharges’ quality.In the first part, an evaluation of the impact of considering the sewer grits in the hydrodynamic module on the solid production and transfer processes in sewer system was carried out. To do so, a special modelling tool was necessary in order to handle sewer flow over a complex bathymetry. So, a well-balanced Godunov numerical scheme was developed and verified against some reference test cases before being extended to the Marais sewer scale. Results showed a significant impact of these coarse deposits on the hydraulic parameters. Solid production was demonstrated to be more sensible to this impact than the transfer processes.In the second place, previous findings obtained on combined sewer systems having no organic layer and high sewer contribution along with those obtained on the Marais were deeply investigated to identify the real role of this organic layer in sewer wet weather production. Results showed that this latter is only a minor source for wet weather erosion. To identify the major source, a quality module based on Skipworth erosion formulation and simple advection equation was used to test several scenarios of sewer sediment localization. The benchmark confirmed that the organic layer is not the major source of sewer production and that another source is preponderant and that can be located at the upstream branches as well as along the principal collectors with more probability of the former case

Les échangeurs multifluides à plaques brasées (EPB) sont d’une technologie complexe qui permet de très fortes intégrations énergétiques, mais rend leur conception très délicate. Ces travaux ont pour objectif la modélisation et la simulation en 3D des EPB. Ils intègrent la maldistribution des fluides sur la largeur des passages qui peut dégrader fortement les performances thermiques de l’échangeur. La carte 3D des températures obtenue permettra le calcul des contraintes mécaniques. Le parcours d’un fluide est assimilé à un réseau hydraulique défini grâce à la théorie des graphes. Une méthode de maillage a été spécifiquement adaptée pour le couplage thermo-hydraulique. Ce dernier impose une résolution simultanée des équations de bilans matière, thermique et de quantité de mouvement par un système non linéaire de grande dimension et creux, avec mise en place de méthodes numériques adaptées. Enfin, des études de cas industriels sont présentées pour illustrer le simulateur 3D.

La congélation artificielle des terrains est une technique d'imperméabilisation et de renforcement des terrains régulièrement employée dans le génie civil et l'industrie minière. Dans un objectif de prédiction fiable de l'évolution de la congélation dans le milieu poreux, cette recherche propose deux nouveaux modèles numériques permettant la simulation du problème global de la congélation artificielle des terrains. Un premier modèle a pour objectif la représentation des mécanismes couplés thermo-hydrauliques associés à la congélation du matériau tandis qu'un deuxième modèle se concentre sur l'estimation des échanges de chaleur entre un puits de congélation et le terrain environnant. Le modèle thermo-hydraulique, en plus d'être cohérent sur le plan thermodynamique, a été vérifié à la fois par rapport à des solutions analytiques et par rapport à des résultats expérimentaux obtenus à grande échelle en conditions d'écoulements importants. Le modèle puits-terrain adopte une approche innovante par rapport à la bibliographie. Il permet de déterminer les conditions aux limites des modèles de congélation des terrains, difficiles à connaître en pratique, et d'optimiser les conditions opératoires du système grâce à des temps de simulation limités. De par les hypothèses considérées, leur fiabilité et leur praticité d'utilisation, ces deux modèles sont particulièrement adaptés à des sites industriels comme celui de la mine d'uranium de Cigar Lake (Canada) qui présente deux contraintes majeures : la présence potentielle d'écoulements importants et la forte hétérogénéité des terrains à congeler. Dans de tels contextes, des applications d'utilisation conjointe des deux modèles ou non sont présentées par rapport à des cas simples et au cas industriel de Cigar Lake. Ils peuvent ainsi être employés pour prédire l'évolution de la congélation dans le terrain en tenant compte des interactions thermo-hydrauliques, pour optimiser le système de congélation, ou encore pour évaluer l'impact sur la progression des zones congelées de conditions géologiques, hydrogéologiques et opératoires particulières. / Artificial ground freezing is a ground sealing and reinforcement technique regularly used in civil and mining engineering. In order to reliably predict the freezing evolution in the porous medium, this research offers two new numerical models allowing the simulation of the global problem of artificial ground freezing. A first model aims at representing the thermo-hydraulic coupled mechanisms associated with the material freezing while a second model focuses on the estimation of heat transfers between a freeze pipe and the surrounding ground. The thermo-hydraulic model, in addition to being thermodynamically consistent, has been verified both with respect to analytical solutions and large- scale experimental results obtained under conditions of high water flow velocity. The pipe-ground model adopts an innovative approach compared with literature. It allows to determine the boundary conditions of the ground freezing models, not readily available in practice, and to optimize the operating conditions of the system thanks to limited simulation times. By the considered assumptions, their reliability and their practicality, these two models are particularly well adapted to industrial sites like the uranium mine Cigar Lake (Canada) which presents two major constraints: the potential presence of high seepage-flow velocities and the strong ground heterogeneity. In these contexts, applications of the two models, jointly used or not, are presented with respect to simple cases and to the industrial case of Cigar Lake. They can be employed to predict the freezing evolution in the ground considering the thermo-hydraulic interactions, to optimize the freezing system, or to evaluate the impact of specific geological, hydrogeological and operating conditions on the freezing progress.