L’étude du comportement des roches nécessite de comprendre leur réponse sous diverses sollicitations. L’étude énergétique de l’endommagement des roches est indispensable pour prédire les phénomènes dynamiques. Ces phénomènes sont dus au développement de fissures dans les roches soumises à des fortes contraintes initiales et induites. La fissuration est une forme de dissipation d’énergie qui permet de rétablir l'équilibre du milieu. L’objectif de la thèse est de modéliser la fissuration dans les milieux rocheux dans la perspective d’étudier le comportement des ouvrages souterrains à grande profondeur. Le développement des modèles capables de représenter la fissuration, la coalescence des fissures et leur interaction avec des fractures préexistantes est indispensable. De la littérature, il ressort deux principales approches théoriques et numériques de modélisation de la fissuration : continue et discrète. Une synthèse critique de ces approches nous a conduit à retenir l’approche discrète et plus particulièrement le code Yade dans le cadre de cette thèse. Ce code permet de simuler explicitement la fissuration avec ou sans fractures pré-existantes. Des développements ont été effectués afin de tenir compte des différentes formes d’énergie intervenant dans le comportement des roches soumises à des sollicitations. En particulier une corrélation entre l’énergie de fissuration numérique et l’activité microsismique observée sur des échantillons en laboratoire en compression. Les différentes composantes énergétiques explicitées puis implémentées dans Yade sont : le travail externe, l’énergie potentielle, l'énergie élastique, l’énergie de frottement, l’énergie de fissuration, l'énergie cinétique et l’énergie dissipée en amortissement. La validation de l’approche énergétique a été réalisée grâce à la simulation des essais de laboratoire. L’évolution des différentes composantes énergétiques a permis de vérifier que le bilan des énergies est correctement évalué. Le bilan énergétique a également été vérifié à échelle de structures en simulant l’excavation souterraine d’un Mine-by Experiment (URL Manitoba). L’extension de la zone endommagée induite par l’excavation prédite numériquement a été comparée à celle observée in-situ autour du Mine-by Experiment. Il a été constaté que l’endommagement prédit est similaire à celui observé dans les directions des contraintes initiales mineure et majeure. Par ailleurs la formulation énergétique permet d’étudier numériquement les processus de fissuration des roches. Wassermann (2006) a réalisé des essais de compression uniaxiale et triaxiale sur des échantillons de minerai de fer lorrain. Nous avons modélisé ces essais. La comparaison qualitative des événements acoustiques et des énergies de fissuration issues respectivement des essais et des simulations numériques a montré des tendances similaires. Par contre, la comparaison d’un point de vue quantitatif a montré que le nombre des événements acoustiques numériques est plus important que celui déterminé expérimentalement. L’énergie dissipée par fissuration numérique est également plus importante que celle obtenue sur les essais. Cette différence est expliquée par le fait que les capteurs du dispositif expérimental ne détectent pas tous les événements acoustiques. Les résultats obtenus pourront permettre de mieux comprendre les cinétiques des phénomènes dynamiques dans les ouvrages souterrains profonds. Une autre application a consisté à modéliser un pilier de mine de fer de Joeuf (Lorraine). Le modèle numérique montre deux modes de fissuration dans le pilier : (a) écaillage en peau de pilier, (b) deux bandes de rupture s’initiant du mur et toit du pilier pour se propager vers le cœur du pilier. Ce travail offre de bonnes perspectives pour mieux comprendre la propagation de la fissuration à plus grande échelle mais aussi de progresser dans la recherche de corrélation entre la géomécanique et la géophysique / The study of rock mass behavior requires the understanding of their response under various loadings. The study of rock damage from an energetic point of view is essential in order to predict dynamic phenomena. These phenomena are due to the development of cracks in rocks subjected to strong initial and induced stresses. Fracturing is a form of energy dissipation that restores the balance of the involved medium. The aim of the thesis is to model rock cracks and study the behavior of underground structures at great depths. The development of models able to simulate the fracturing, the coalescence of cracks and their interaction with pre-existing fractures is essential. In the literature, there are two main theoretical and numerical approaches for crack modeling: continuous and discrete. A detailed analysis of these approaches has led us to choose the discrete approach and more particularly the code Yade. This code enables to simulate explicitly cracks propagation with or without pre-existing fractures. Developments have been made to evaluate the different forms of energy involved in rock behavior. In particular, a correlation between the cracks energy determined numerically and the microseismic activity observed in laboratory samples has been performed. The various energy components developed and then implemented in Yade are: external work, potential energy, elastic energy, friction energy, cracks energy, kinetic energy and damping energy. Validation of the energy approach was carried out by simulating laboratory tests. The evolution of the various energy components permits to verify that the energy balance is correctly evaluated. The energy balance was also verified at a structure scale by simulating the underground excavation of a Mine-by Experiment (URL Manitoba). The extension of the damaged zone induced by excavation and predicted by numerical simulations was compared with that observed in-situ around the Mine-by Experiment. It has been found that the predicted and the observed damage are similar in the directions of initial minor and major initial stresses. In addition, the energy formulation enables to study numerically the fracturing process of rocks. Wassermann (2006) performed uniaxial and triaxial compression tests on samples of iron ore from Lorraine. We have modeled these tests. The qualitative comparison of acoustic events and cracks energies determined from tests and numerical simulations showed similar trends. On the other hand, the quantitative comparison showed that the number of numerical acoustic events is greater than the number of experimental acoustic events. Also, the energy dissipated by cracks determined numerically is greater than the energy measured in the tests. This difference is explained by sensors accuracy of the experimental device, which are not able to detect all the generated acoustic events. The results obtained will allow us to better understand the dynamic phenomena in the deep underground structures. Another application consisted in modeling an iron ore pillar of Joeuf (Lorraine). The numerical model shows two modes of cracking in the pillar: (a) flaking of pillar wall, (b) two breaking bands initiating from the wall and the roof of the pillar to propagate towards his core. This provides good perspectives for better understanding cracks propagation at a larger scale, also to progress in the understanding of the correlation between geomechanics and geophysics

L'actuel investigation numérique du Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) modèle avancé est une extension du travail de Ben Bettaieb et al. (2011). Le modèle a été implémenté à l'aide d'une sous routine (VUMAT) contenu dans le code commerciale d'éléments finis Abaqus/explicit. Le modèle d'endommagement améliore l'original en intégrant les trois mécanismes d'endommagement, la nucléation, la croissance, et la coalescence des cavités. Le modèle d'endommagement intègre les lois de nucléation et de croissance basés sur les phénomènes purement physiques. Ces nouvelles contributions incluant l'influence de l'écrouissage cinématique, ont été validées par les résultats de mesures expérimentales de tomographie à rayon X à haute résolution. Aussi, l'implémentation numérique de l'écrouissage cinématique dans le modèle modifié a contraint de proposer et de réarranger la définition de la triaxialité que l'on trouve habituellement dans la littérature. A coté de cela, un second critère d'initiation à la rupture basé sur l'ultime distance inter-cavités a été inclue afin de localiser et de quantifier avec plus de précision la distribution des déformations peu avant que le matériau ne casse complètement. L'actuel modèle d'endommagement a été appliqué dans des conditions industrielles pour prédire l'évolution de l'endommagement, l'état de contraintes, et l'initiation à la rupture pour différentes géométries de tôles et sur des essais d'emboutissage de tôles minces. / This numerical investigation of an advanced Gurson–Tvergaard–Needleman (GTN) model is an extension of the original work of Ben Bettaieb et al. (2011). The model has been implemented as a user-defined material model subroutine (VUMAT) in the Abaqus/explicit FE code. The current damage model extends the previous version by integrating the three damage mechanisms: nucleation, growth and coalescence of voids. Physically based void nucleation and growth laws are considered, including an effect of the kinematic hardening. These new contributions are based and validated on experimental results provided by high-resolution X-ray absorption tomography measurements. Also, the numerical implementation of the kinematic hardening in this damage extension has obliged to readapt the classical triaxiality definition. Besides, a secondary fracture initiation criterion based on the ultimate average inter-cavities distance has been integrated to localize and quantify with good accuracy the strain distribution just before the material fails apart. The current damage model is applied in industrial conditions to predict the damage evolution, the stress state and the fracture initiation in various tensile thin flat sheet geometries and the cross-die drawing tests.

Cette thèse a pour objectif d’analyser Les enfants du capitaine Grant (1868) et Un capitaine de quinze ans (1878) de Jules Verne à l’aide de la théorie de l’initiation littéraire proposée par Simone Vierne, afin de comprendre les rouages du processus initiatique en fonction du lectorat ciblé. Un chapitre théorique, intitulé Théorie de l’initiation littéraire, propose une définition détaillée du concept d’initiation, autant dans son sens anthropologique que littéraire. Ce chapitre offre aussi une réflexion sur les effets de la violence dans la littérature pour la jeunesse – violence que Jules Verne, comme plusieurs autres auteurs et chercheurs – juge salutaire. Les deux chapitres suivants sont consacrés à l’analyse du contenu initiatique des Enfants du capitaine Grant et d’Un capitaine de quinze ans. Ces romans font pour la première fois l’objet d’une étude comparative approfondie qui s’attache à l’initiation sous ses trois principaux aspects : 1) les personnages, 2) les épreuves initiatiques, 3) la violence et la peur. En effet, ces deux romans à portée initiatique présentent plusieurs ressemblances au niveau des personnages, des univers diégétiques et de l’intrigue, mais on remarque néanmoins qu’Un capitaine de quinze ans, qui présente un novice adolescent, comporte des scènes beaucoup plus effrayantes et violentes que Les enfants du capitaine Grant, roman qui met en scène un héros enfant. Par la violence des épreuves et la variation de certaines données initiatiques, les deux romans s’adressent vraisemblablement à deux publics qui se distingueraient nettement dans l’esprit de Jules Verne : les enfants et les adolescents.

Les reliefs résultent d'une interaction entre de nombreux processus qui mettent en jeu des couplages complexes : climat, tectonique, érosion, impact anthropique, etc. Dans les paysages dominés par l'érosion fluviatile, la morphologie du relief est étroitement liée à la structure du réseau hydrographique. Ce dernier joue un rôle important dans les couplages entre les processus de surface (processus fluviaux et processus de versants). De nombreuses évidences de captures entre rivières provoquant des réorganisations du réseau hydrographique suggèrent que le réseau de drainage évolue, et il est loin d'être fixe comme le suggèrent certains modèles numériques d'évolution du paysage. Néanmoins, les travaux s'intéressant aux causes et aux mécanismes de ces réorganisations sont peu nombreux, et essentiellement qualitatifs. L'objectif de cette thèse a été de quantifier et de modéliser la réorganisation des réseaux hydrographiques par mécanisme de capture par rivières pirates dans le cadre d'un enfoncement relatif entre deux bassins, où l'avancement (par érosion régressive) de la tête de vallée de la rivière pirate provoque le détournement d'une rivière qui coule à proximité. Le comportement des Modèles numériques d'Evolution des Paysages (MEP) et plus particulièrement l'influence des paramètres de contrôle, ont été étudiés. L'expérimentation a été réalisée avec le logiciel GOLEM qui a été adapté aux besoins. L'étude s'est principalement portée sur le cas de l'évolution du réseau hydrographique de la partie française de la Meuse, qui a connue de nombreuses captures par le passé (capture de la Haute-Moselle par la Meurthe, capture de l'Aire par l'Aisne) et dont les caractéristiques actuelles sont favorables à de nouvelles captures (le lit de la Meuse se trouve perché à plus de 50m au dessus des vallées qui l'entourent (le lit de la Meuse se trouve perché à plus de 50m au dessus des vallées qui l'entourent : la Marne à l'ouest et la Moselle à l'est). / Landforms result from interaction between several processes, involving complex coupling: climate, tectonics, erosion, human impact, etc. In landscapes dominated by fluvial erosion, terrain morphology is closely related to the hydrographic network system. Because the latter plays an important role in the surface processes coupling (fluvial processes and hillslope processes). Many evidences of stream piracies causing reorganization of hydrographic network suggest that the drainage system is changing, and it is far from being fixe as propose some numerical landscape evolution models. Nevertheless, works focusing on causes and mechanisms of these reorganizations are very few and they are largely qualitative. The aim of this thesis is to quantify and describe the reorganization of hydrographic networks provoked by headward piracy mechanism in the case of relative lowering between two basins, where the riverhead progress by headward erosion causing the diversion of a river flowing nearby. The problem is tackled with a numerical modeling approach. We emphasis on the evolution of the hydrographic networks of the French part of the Meuse basin, where several piracies were recorded in the past (the piracy of the Upper-Moselle by the Meurthe and the piracy of the Aire by the Aisne), and which current characteristics are favorable to new piracies (the Meuse river bed is perched at more than 50m comparing to its surrounding valleys (the Meuse river bed is perched at more than 50m comparing to its surrounding valleys: Marne at the west and the Moselle at the east).

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est un virus à simple brin positif qui appartient au genre Lentivirus dans la famille retroviridae et qui constitue l’agent étiologique du SIDA pandémique.Pendant le cycle réplicatif du VIH-1, la traduction de protéines virales dépend exclusivement de la machinerie traductionnelle cellulaire. Pour cette raison, nous avons cherché à comprendre le rôle de quelques facteurs cellulaires qui pourraient contrôler la traduction du VIH-1 à différents nivaux. Nous avons centré nos recherches sur la traduction de l’ARN génomique (ARNg) du virus qui sert en même temps de génome pour être encapsidé et comme ARN messager pour la traduction des protéines virales Gag et Gag-Pol. 1) Le rôle de l’hélicase d’ARN DDX3 dans la traduction du VIH-1. L’ARNg du VIH-1 possède une région 5’ non traduite très structurée, raison pour laquelle nous avons spéculé sur un possible rôle de DDX3 dans la traduction du VIH-1. Nous avons utilisé une combinaison de techniques in vitro et ex vivo afin de pouvoir démontrer que DDX3 était capable de lier et faire des complexes avec l’ARN de la région 5’ non traduite pour promouvoir l’initiation de la traduction. Nous avons aussi pu démontrer que DDX3 formait des complexes avec les facteurs d’initiation de la traduction PABP, eIF4G et eIF4E. 2) Le changement programmé du cadre de lecture (PRF) dans l’ARN génomique du VIH-1. La traduction de la polyprotéine Gag-Pol du VIH-1 nécessite un décalage de phase de 1 nucléotide en arrière. Ce mécanisme permet la synthèse des protéines Gag et Gag-Pol avec des ratios de 95 et 5% respectivement à partir du même ARN. Cette proportion doit être conservée pour assurer la réplication du virus. Nous avons utilisé un système de double gène rapporteurs et un système de réplication complète du provirus pour montrer que la protéine associé aux granules de stress TIAR pouvait contrôler la réplication viral en régulant la proportion de ribosome qui assurent / Human Immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is a positive strand RNA virus belonging to the lentivirus genus of the retroviridae family and it is the etiological agent of the pandemic AIDS, which is a major health concern worldwide. Throughout HIV-1 replication cycle, the production of viral proteins depends exclusively on the cellular translational machinery. This is the reason why we have explored the role of some cellular factors that could control HIV-1 translation at different stages. We have focused our studies on the translation of the full length genomic RNA (gRNA), which serves both as genome for viral encapsidation and as a messenger for translation of Gag and Gag-Pol viral polyproteins.1) The role of the RNA helicase DDX3 in HIV-1 translation Initiation The fact that HIV-1 possesses a highly structured 5’ untranslated region (5’UTR) prompted us to speculate that DDX3 may be involved in HIV-1 translation. We used a combination of in vitro and ex-vivo approaches to show that DDX3 was able to bind and form complexes with the 5’-UTR of HIV-1 to assist translation initiation. We also demonstrated that DDX3 can form a complex with initiation factors such as PABP, eIF4G and eIF4E. 2) Programmed Ribosomal Frameshift (PRF) in the genomic RNA of HIV-1Translation of HIV-1 Gag-Pol polyprotein requires a -1 PRF. This mechanism allows the synthesis of Gag and Gag-Pol polyproteins, using the same mRNA template, at ratios of 95 and 5% respectively. Keeping the -1PRF ratio is important as any change leads to reduction in virus infectivity.By means of a dual reporter construct and full provirus replication system we were able to demonstrate that the stress granules associated protein TIAR, controls HIV-1 infectious progeny by regulating the ratio of the HIV-1 PRF.

L'instabilité posturale est souvent observée chez les patients atteints de la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Cependant, les mécanismes neuronaux impliqués dans cette instabilité posturale demeurent largement inconnus. Comparés aux patients SLA sans instabilité postural, les patients atteints de SLA avec instabilité posturale présentent des APA altérés avec un déplacement postérieur du centre de pression du pied diminué (CP) et une durée des APA augmentée, la longueur et la vitesse du premier pas sont réduites, enfin, le contrôle postural dynamique est déficitaire avec une diminution spectaculaire de l'indice de freinage. A l'inverse, nous n’observons aucune modification des phases d’anticipation et d’exécution du pas chez les patients SLA sans instabilité posturale comparés aux sujets témoins. Le faible recul du CP au cours de la phase d’anticipation est corrélé positivement de façon significative à l’atrophie de la substance grise du PCC, SPL, PPN et le CN ; et la durée augmentée de la phase d’anticipation est corrélée négativement de façon significative à l’atrophie de la matière grise du AMS et du cervelet. Les réductions de la vitesse et de la longueur du premier pas sont liées de façon significative à l’atrophie de la matière grise dans le PMC, le PPN et le vermis cérébelleux, enfin, l’absence de freinage actif est corrélée à une diminution du volume de la matière grise du CUN. Ces résultats suggèrent que l'instabilité posturale des patients atteints de SLA est causée, au moins en partie, par le dysfonctionnement des régions et des réseaux connus pour être impliqués dans l'initiation de la marche et dans le contrôle de l’équilibre. / Postural instability is frequently reported in Amyotrophic Lateral Sclerosis (SLA) patients. However, the neural mechanisms that contribute to postural instability in SLA patients remain largely unknown. In comparison to both SLA patients without postural instability and controls, SLA patients with postural instability presented an altered anticipatory postural adjustment (APA) phase with a decreased posterior displacement of the center of foot pressure (CP) and a increased APA duration, decreased length and velocity of the first step and deficit of the dynamic postural control with a dramatic decreased braking index. Conversely, the gait initiation was not significantly modified in SLA patients without postural instability in comparison to controls. The reduced posterior CP displacement during the APA was significantly related to reduced grey matter volume of the left PCC, left SPL, right PPN and caudate nucleus, and the increased APA duration to the reduced grey matter volume of the left AMS and right cerebellum. The reduced velocity of the first step was significantly related to a decreased grey matter volume within the left PMC, right PPN and cerebellar vermis and the reduced braking index to decreased grey matter volume of the right CUN. These results suggest that postural instability of SLA patients result, at least partly, from dysfunction of brain regions and networks known to be involved in gait initiation and balance controls in human.

The aim of this thesis is to interpretate the stories The Living, son of the Vigilant, The Bird and Salaman and Absal, written by one of the greatest scholars of medieval Islamic East, Ibn Sina (980-1037). Unlike his philosophical and medical writings these stories have a different character and create a coherent narrative cycle. Based on their themes, narrative methods and symbolism they should be in my opinion called initiation stories. The main aim of this dissertation is thus to verify this hypothesis by means of the hermeneutic interpretation. These stories, read as a coherent cycle, show typical features of initiation genre: the hero can't find his way, his existential condition makes him desperate, he is consumed by strong desire for reaching a higher ontological degree, meets an initiator, goes through initiation rites of passage, crosses the border between the uninitiated and initiated space, reaches the final initiation through symbolic death. The interpretation of each of Ibn Sina's three writings reveals an inner coherence of the stories: The Living, son of the Vigilant focuses on the motive of an initiator-guide and the description of the stages on the initiation way leading upwards, The Bird tells in an emotional way about the state preceding the initiation and then concentrates on...

Les résines époxy renforcées par des nodules thermoplastiques sont largement utilisées dans les matériaux composites à matrice organique de l’industrie aéronautique. Dans le cas particulier des stratifiés, les résines époxy déterminent la résistance du milieu inter-laminaire au délaminage. Ce processus de décohésion macroscopique apparaît classiquement lors d’un impact dynamique et compromet fortement l’intégrité des structures composites légères. Pourtant, les modèles cohésifs actuels ne sont pas prévus pour la simulation du délaminage sous sollicitation rapide. Notamment, l’influence présumée de la dynamique sur la rupture du milieu inter-laminaire riche en résine époxy n’est pas prise en compte. Par conséquent, cette recherche consiste à caractériser l’initiation et la propagation de fissure dans une résine époxy sous chargement dynamique. Dans cet objectif, des éprouvettes entaillées sont fabriquées à partir de la résine époxy Hexply RM21 spécifique du domaine aéronautique. Un protocole expérimental est développé et validé afin d’estimer les ténacités d’initiation et de propagation d’une éprouvette chargée en flexion 3-points par un vérin hydraulique. Les essais réalisés démontrent que la ténacité dynamique augmente fortement avec la vitesse de propagation de fissure, à l’inverse de la ténacité d’initiation qui diminue avec la vitesse d’impact. Ces évolutions sont cohérentes avec les micrographies réalisées post-mortem qui présentent une augmentation des mécanismes de rupture. Finalement, une loi cohésive est définie et identifiée pour prendre en compte l’influence de la dynamique sur l’initiation et la propagation d’une fissure dans la résine époxy étudiée. / Epoxy resins toughened with embedded thermoplastic particles are classically used in the aeronautical composites manufacturing. As matrix into laminated composites, epoxy resins determine the delamination resistance of the interlaminar field. The delamination process is a large decohesion that often occurs during impact loadings and it critically compromises the integrity of the light weight composite structures. However, most of the cohesive zone models are not intended to simulate delamination under high rate loadings. In particular, these models do not consider the expected effects of loading rate on fracture behaviour of the resin-rich interlaminar field. Therefore, this research aims at characterizing crack initiation and propagation in epoxy resins under dynamic loadings. For that purpose, we manufacture notched specimens made of pure Hexply RM21 epoxy resin which is mainly used in aeronautics. An experimental procedure is developed and validated in order to estimate initiation and propagation fracture toughness on a 3-points bending test associated to a servo-hydraulic testing machine. Experimental results demonstrate that the dynamic fracture toughness highly increases with the crack propagation speed while the initiation toughness decreases with the impact velocity. These evolutions are consistent with post-mortem micrographic observations that show intensifying fracture mechanisms. Finally, a cohesive law is defined and identified to take into account the dynamic dependency of crack initiation and propagation in the considered epoxy resin.

La fatigue induite par chargement cyclique est un mode d'endommagement majeur des métaux. Elle se caractérise par des effets environnementaux et de grandes dispersions de la durée de vie qui doivent être mieux comprises. Les matériaux analysés sont de type cfc : aluminium, cuivre, nickel et argent. Le comportement de marches naturellement créées en surface par le glissement cyclique de dislocations est examiné par simulations en dynamique moléculaire sous vide et sous environnement oxygène pour le cuivre et le nickel. Un phénomène de reconstruction est observé sur les marches en surface, qui peut induire une forte irréversibilité. Trois mécanismes de reconstruction des marches apparues en surface sont observés et décrits. L’irréversibilité de ces marches est ensuite analysé. Elles sont irréversibles pour des chargements expérimentaux, sauf arrivée de dislocations de signe opposé sur un plan de glissement directement voisin.Avec arrivée de dislocations sur des plans non voisins, l'irréversibilité s’accumule cycle par cycle et il est possible de reproduire l’apparition de fissures en surface dont la profondeur augmente graduellement.Un environnement oxygène modifie la surface (début d’oxydation) mais pas l’irréversibilité parce que l’oxygène n’a pas d'influence majeure sur les différents mécanismes liés à l’évolution du relief.Une estimation grossière de l'irréversibilité est faite pour des dislocations coin pures dans une bande de glissement persistante pour les matériaux dits ondulés. On obtient un facteur d’irréversibilité entre 0,5 et 0,75 pour le cuivre, sous vide et sous l’environnement oxygène, en accord avec des mesures récentes en microscopie à force atomique.La propagation de fissures est simulée en environnement inerte. Les fissures peuvent se propager à cause de l'irréversibilité des dislocations générées, liée à leurs interactions allant jusqu’à la création de jonctions. / Fatigue is one of the major damage mechanisms of metals. It is characterized by strong environmental effects and wide lifetime dispersions which must be better understood. Different face centred cubic metals, Al, Cu, Ni, and Ag are analyzed. The mechanical behaviour of surface steps naturally created by the glide of dislocations subjected to cyclic loading is examined using molecular dynamics simulations in vacuum and in air for Cu and Ni. An atomistic reconstruction phenomenon is observed at these surface steps which can induce strong irreversibility. Three different mechanisms of reconstruction are defined. Surface slip irreversibility under cyclic loading is analyzed. All surface steps are intrinsically irreversible under usual fatigue laboratory loading amplitude without the arrival of opposite sign dislocations on direct neighbor plane.With opposite sign dislocations on non direct neighbour planes, irreversibility cumulates cycle by cycle and a micro-notch is produced whose depth gradually increases.Oxygen environment affects the surface (first stage of oxidation) but does not lead to higher irreversibility as it has no major influence on the different mechanisms linked to surface relief evolution.A rough estimation of surface irreversibility is carried out for pure edge dislocations in persistent slip bands in so-called wavy materials. It gives an irreversibility fraction between 0.5 and 0.75 in copper in vacuum and in air, in agreement with recent atomic force microscopy measurements.Crack propagation mechanisms are simulated in inert environment. Cracks can propagate owing to the irreversibility of generated dislocations because of their mutual interactions up to the formation of dislocation junctions.

Dans cette thèse, nous proposons une analyse globale multi-échelles de la fatigue à faible nombre de cycles des matériaux à mémoire de forme (MMF). Dans un premier temps, une large campagne d’essais a été menée pour différents chargements thermomécaniques comprenant des tests de fatigue sous contrainte et déformation imposée et pour différentes fréquences de chargement. A partir des résultats des essais, un critère de fatigue, basé sur l’énergie de déformation, a été développé ; on montre que l’énergie de déformation est un paramètre pertinent pour prédire la fatigue des MMF en tenant compte du couplage thermomécanique et du type de chargement : contrainte ou déformation imposée. Ensuite, en prenant appui sur la répartition de l’énergie de l’hystérésis en dissipation et énergie stockée, on avance une interprétation physique du mécanisme de la fatigue des MMF. Dans la troisième partie, on propose une modélisation multi-échelles de l’initiation des fissures de fatigue dans les MMF à partir de la notion de plasticité de transformation (PlTr). Dans ce cadre, on montre que la fatigue de MMF est contrôlée par la (PlTr) et que la température maximale lors de la transformation de phase est le paramètre à retenir pour prédire la rupture par fatigue des MMF. Le modèle permet également de prédire le lieu d’initiation des premières fissures de fatigue. Enfin, un procédé – fondé sur l’«éducation» des MMF – permettant d’améliorer la résistance à la fatigue est proposé. / The thesis proposes a multi-scale comprehensive analysis of low cycle fatigue of shape memory alloys (SMAs). First, low cycle fatigue of SMAs is experimentally investigated; comprehensive tensile-tensile fatigue tests under both stress and strain controlled loadings at different frequencies are carried out and results are discussed. Second, a new strain energy-based fatigue criterion is developed; it is shown that the use of total strain energy is a relevant parameter to predict fatigue lifetime of SMAs for different thermomechanical conditions and under different types (strain-control or stress-control) loadings. A physical interpretation of the mechanism related to the low-cycle fatigue of SMAs is then provided based on the conversion of hysteresis work into dissipation and stored energy. Third, fatigue crack initiation during cyclic stress-induced phase transformation is modeled based on transformation induced plasticity (TRIP); it is shown that the maximum temperature during the cyclic loading is a relevant indicator of the fatigue of SMA. Furthermore, the effect of the macroscopic mechanical load on the the fatigue lifetime is addressed as well as the spatial location of crack initiation. Finally, a mechanical training process that allows enhancing resistance to low cycle fatigue of SMAs is proposed.