La synthèse des catalyseurs bi-métalliques de PtNi supportés sur silice et préparés par une méthode non-classique a été étudiée de manière approfondie en utilisant le borohydrure de sodium (NaBH4) comme réducteur du précurseur métallique. En général, les catalyseurs qui ont été préparés par la technique de co-imprégnation donnent une meilleure réactivité catalytique pour l'hydrogénation du benzène en cyclohexane en phase gazeuse, comparée à celles donnée par la co-précipitation, par l'imprégnation par étapes et par l'utilisation d'acide oléique. Plusieurs catalyseurs bimetalliques ont démontré une meilleure réactivité que le catalyseur mono-métallique Pt. Les recherches ont prouvé que l'amélioration de la réactivité peut être attribuée à la formation d'alliage de Pt et Ni accompagnée de la ségrégation du Pt sur l'alliage. L'effet de plusieurs paramètres de réduction a été également étudié. Les variations de ces paramètres affectent la morphologie et la dispersion des particules PtNi. La réactivité catalytique optimum a été obtenue lors de la formation de petites particules PtNi dispersées à la température de 273 K avec 0.3 M de NaBH4 en solution dans l'éthanol. Les méthodes classiques aussi ont été utilisées pour la synthèse des catalyseurs PtNi supportés. Plusieurs des catalyseurs ont montré une meilleure réactivité que le Pt. On a trouvé qu'elle est attribuable à l'effet d'ancrage des ions de Ni2+ sur le support et la fixation de particules Pt très petites et bien dispersées sur ces ions. En conclusion, il apparaît dans ce travail que les particules bimétalliques supportées, combinées en alliage ou non, peuvent donner lieu à une meilleure réactivité que les catalyseurs monométalliques. Cependant, plusieurs paramètres affectent la surface de la phase métallique des catalyseurs. Par conséquent, nos résultats montrent qu'il est impératif de comprendre et de contrôler ces paramètres pour synthétiser les catalyseurs possédant les meilleures propriétés. / The synthesis of PtNi bimetallic particles supported silica catalysts, prepared via non-classical methods using sodium borohydride (NaBH4) as a reducing agent, was studied in detail. The silica supports employed in this work is limited to crystalline silica and mesoporous aluminosilicate (MCM-41). Various preparation techniques as well as reduction parameters were investigated to gain an insight on how these factors influenced the final structure of the PtNi particles on the silica support and their catalytic reactivity towards the hydrogenation of benzene to cyclohexane. It was found that this reduction method enabled total reduction of the metal salts during the preparation stage of the catalysts. Hydrogen consumptions which were detected using H2-TPR analysis were mainly attributed to surface oxidation of the metal phase during storage. Studies on the effect of preparation techniques showed that the surface and catalytic properties of the catalysts are largely affected by the PtNi ratio as well as the method in which the metal salts are introduced onto the support. Catalysts prepared via co-impregnation technique generally exhibited better catalytic reactivity when compared to those prepared via co-precipitation and step-impregnation techniques. Further, catalysts with higher Ni content showed a tendency towards lower reactivity in contrast to those with high Pt content. Several catalysts demonstrated enhanced reactivity when compared to the monometallic Pt catalysts. Investigations showed that the improved reactivity can be attributed to alloying of the Pt and Ni accompanied by surface segregation of Pt. As a means to improve catalytic reactivity, PtNi stabilized oleic acid particles were synthesized prior to incorporation onto a silica support. The intention of this study is to allow better control of the dispersion and alloying between the PtNi particles. Results show that though better dispersed alloys were obtained, very low activity was observed. Nickel surface segregation is likely to be the cause of this due to the presence of oxygen from oleic acid. The effect of several reduction parameters was also investigated to enhance catalytic reactivity. The reduction temperature, NaBH4 concentration and medium in which reduction was carried out were varied. Variations in these parameters affected the particle morphology and dispersion of the PtNi particles. Optimum catalytic reactivity was obtained when small dispersed PtNi particles were formed at 273 K using 0.3 M NaBH4 in a medium of ethanol. Classical methods were also used for the synthesis of PtNi supported catalysts. In this study the PtNi particles were formed using H2 gas as the reducing agent. Several catalysts showed improved reactivity. Investigations show that this is attributed to the anchoring effect of Ni2+ ions which anchors Pt to the support, forming fine dispersed Pt particles available for catalytic reaction. In general, it is obvious that alloyed and non – alloyed bimetallic particles supported on silica can lead to the enhancement of hydrogenation reactions when compared to the respective monometallic catalysts. However, the PtNi ratios, preparation techniques, environment in which the particles are reduced and support influences the structure of the metallic phase of these catalysts. Therefore it is imperative to gain a thorough understanding on these parameters, in order to synthesize catalysts with desired properties.

Cette thèse concerne l'étude des dispositifs d'électronique de puissance du point de vue de la modélisation. Ces derniers sont souvent constitués de conducteurs ayant des dimensions géométriques très hétérogènes (plaque à épaisseur faible devant la largeur et/ou la longueur par exemple) dont la modélisation est difficile. Les méthodes d'interactions proches, comme celle des éléments finis, sont mal adaptés car elle nécessite la discrétisation de la région air (maillage). Pour cette raison, les travaux ont été orientés vers l'utilisation et le développement des méthodes intégrales : méthode PEEC, méthode des moments magnétiques, méthode intégrale de volume, ces dernières étant particulièrement bien adaptées au calcul des interactions à distance... Les applications visées sont la modélisation de systèmes de conducteurs complexes associés à des masses ferromagnétiques (noyaux inductances par exemple) et à des blindages (carcasses d'armoires électriques par exemple). Ce type de structure se retrouve largement dans le domaine de l'électronique de puissance. Plusieurs formulations intégrales ont été proposées permettant la prise en compte des régions volumiques magnétiques et des régions minces conductrices et/ou magnétiques au sein de la méthode PEEC. / This thesis concerns the study of power electronic device modelling. These devices are often composed of conductors with heterogeneous geometric dimensions (plate where the thickness is much smaller than its width and / or length, for example) whose modelling is difficult. Because of the inadequacy of finis methods (finite element method, finite volume method) with these structures, the work has been directed to the integral method (PEEC method, magnetic moment method). This work consists in the introduction of magnetic and conductive regions in the PEEC method. Target applications are the modeling of complex conductors systems associated with ferromagnetic masses (e.g., core inductors) and shielding (casings of electrical cabinets, for example). This type of structure is widely found in the field of power electronics. In order to provide a complet modeling tools, many types of regions were processed: volume regions, thin regions and conductive and/or magnetic regions, with any skin thickness. Although not all types of regions have been treated and coupled with PEEC method, a lot of formulations have been implemented.

La problématique de l’identification de sources thermiques pour des configurations réelles se heurte à la difficulté de la grande taille du système numérique à résoudre, incompatible avec les spécificités des techniques inverses utilisées (inversion de matrice, processus itératif).L’utilisation de modèles réduits permet alors de calculer l’intégralité du champ de température du domaine avec un faible nombre d’inconnues.L’objectif de ce travail consiste à développer une nouvelle technique d’identification dans laquelle on effectue le couplage entre la technique inverse de l’Adjoint et l’écriture sous forme modale réduite du problème thermique posé par l’utilisation de Bases de Branche.Le domaine industriel applicatif est celui du freinage pour lequel se pose à la fois le problème purement diffusif de la plaquette de frein et le problème de conduction avec transport du disque en mouvement.Pour ces deux types de configurations, la technique mise en place est testée, analysée et comparée avec la technique existante de la Méthode de Spécification de Fonctions par modèle réduit. Les résultats obtenus montrent une meilleure efficacité de la méthode développée dans le cadre de cette étude.Pour la problématique de l’identification temporelle de sources dans le disque en mouvement, une procédure d’identification quasi en ligne par la méthode de l’Adjoint est proposée.Dans le cas de la plaquette de frein, une extension de la méthode pour une identification spatio-temporelle est mise en place, dans laquelle la technique de réduction modale est appliquée à la fois pour les champs tridimensionnels de température et pour la paramétrisation de l’évolution spatiale des densités de flux reçue par la surface de la plaquette en contact avec le disque en rotation. / Thermal sources identification for real-life configurations is challenged by the large size of the numeric systems involved to do so, thus inverse methods are not suited for solving these kind of problems (as they involve matrix inversion, iterative processes, …). The use of reduced models makes it possible to calculate the whole field of temperatures of the domain with a small number of unknowns.The aim of this work is to develop a new identification method in which the coupling between the adjoint inverse method and the reduced modal writing of the thermal problem posed by the use of Branch databases can be done.We can apply this method for braking problems. There are two main issues in these problems : on one hand, the diffusive problem on the break pad, and on the other hand, the conduction problem on the rotating disk. For these two types of configurations, the implemented technique is tested, analyzed and compared with the Function Specification Method. The results obtained show a better efficiency of the method developed in this study. For the problem of the temporal identification of the sources in the rotating disk, an almost on-line identification procedure by the adjoint method is proposed. For the brake pad, an extension of the method for a spatio-temporal identification is set up, in which the reduction technique is applied for both the three-dimensional temperature fields and for the parameterization of the flux density received by the surface of the wafer in contact with the rotating disk.

Aujourd'hui, la réduction du bruit est une priorité incontournable dans le domaine aéronautique. En effet, des normes de plus en plus restrictives sont adoptées par les organismes de certification en matière de bruit environnemental et ainsi la qualité acoustique est devenue un argument de vente et le bruit un obstacle à la commercialisation. Depuis ces dernières 35-40 années, le bruit des avions a été considérablement réduit, en particulier grâce à des turboréacteurs plus silencieux. Une autre méthode consiste dès la conception à modifier la géométrie de l'avion afin d'utiliser les réflexions, diffractions et réfractions des ondes sonores sur le fuselage et les ailes afin de diminuer le bruit des turboréacteurs se propageant au sol. Ces multiples phénomènes physiques sont décrits comme les effets d'installation. La compagnie Pratt & Whitney Canada (P&WC) souhaitait acquérir un outil de prédiction du bruit des turboréacteurs qui prend en compte les effets de réflexions et de diffractions afin d'optimiser dès la conception le niveau sonore perçu au sol. Le bruit propre des moteurs était une donnée d'entrée de ce module. Actuellement, les méthodes de calcul exact utilisées sont limitées aux moyennes et basses fréquences car elles deviennent trop coûteuses en temps de calcul pour les hautes fréquences. On s'est donc tourné vers une méthode asymptotique, valable en hautes fréquences : la méthode des rayons couplée à la méthode paraxiale. L'objectif de cette maîtrise consistait à implémenter un module, sous Matlab, de propagation acoustique prenant en compte les effets d'installation avec la méthode géométrique. Ce module a été par la suite intégré au code existant de propagation acoustique de P&WC. Le code calcule dans un premier temps toutes les caractéristiques des rayons puis reconstruit le champ de pression en un ou plusieurs points, typiquement en champ lointain. Ce code est validé par l'étude de plusieurs cas de propagation validés par la méthode des sources images et la méthode des éléments finis de frontière.

Les alliages de zirconium sont utilisés pour fabriquer des gaines de combustible ainsi que des assemblages combustibles des réacteurs nucléaires à eau sous pression. Sous irradiation, ils montrent un changement dimensionnel communément appelé croissance. Des observations expérimentales ont montré qu'au-dessus d'une dose seuil, ces alliages sont sujets à une croissance accélérée appelée "breakaway". Il a été bien établi que la formation sous irradiation de boucles de dislocation ‹a› et ‹c› est directement responsables de la croissance des alliages de zirconium sous irradiation et que l’apparition des boucles ‹c› est corrélée avec cette accélération de croissance. Cependant, les mécanismes de germination des boucles qui semblent influencés par la présence d’éléments d’alliage sont encore mal compris. Afin d'améliorer notre compréhension des mécanismes élémentaires, une approche multi-échelle a été utilisée pour simuler l'évolution de la microstructure du zirconium sous irradiation. Des calculs à l’échelle atomique basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et sur des potentiels empiriques sont utilisés dans un premier temps pour déterminer les propriétés des amas de défauts ponctuels (boucles de dislocation, cavités, pyramides de fautes d’empilement). Les résultats obtenus sont ensuite insérés en tant que paramètres d'entrée dans un code Monte Carlo cinétique d'objet (OKMC) qui nous permet de simuler l’évolution de la microstructure du matériau sous irradiation, et donc de prédire la croissance. Nos résultats montrent qu’il est nécessaire de considérer une migration anisotrope de la lacune pour prédire l’accélération de croissance. / Zirconium alloys are used to manufacture fuel cladding as well as fuel assemblies of pressurized water nuclear reactors. Under irradiation, they show a dimensional change commonly called growth. Experimental observations have shown that above a threshold dose, these alloys are subject to accelerated growth called "breakaway". It has been well established that the irradiation formation of <a> and <c> dislocation loops is directly responsible for the growth of irradiated zirconium alloys and that the appearance of <c> loops is correlated with this growth acceleration. However, the nucleation mechanisms of the loops that seem to be influenced by the presence of alloying elements are still poorly understood. In order to improve our understanding, a multi-scale modelling approach has been used to simulate the evolution of zirconium microstructure under irradiation. Atomic-scale calculations based on the density functional theory (DFT) and empirical potentials are used to determine the properties of clusters of point defects (dislocation loops, cavities, pyramids of stacking faults). The results obtained are then used as input parameters of an object kinetic Monte Carlo (OKMC) code which allows us to simulate the microstructure evolution of the material under irradiation. Our results show that it is necessary to consider an anisotropic migration of the vacancies to predict the growth acceleration.

Les travaux présentés dans cette thèse sont divisés en quatre parties. La première est consacrée à la présentation du modèle de reconstruction tomographique. Dans la deuxième partie, nous traitons une approche variationnelle qui consiste en un problème de minimisation non-différentiable avec une contrainte non convexe, d'intérieur vide pour les topologies usuelles. L'étude numérique de l'approche précédente est faite dans la troisième partie. Elle est basée sur le système d'optimalité, la méthode d'Uzawa et une méthode de gradient à pas optimal pour écrire un schéma numérique. Dans la quatrième partie, nous nous intéressons à l'approche par lignes de niveaux pour résoudre des problèmes de propagation de fronts. Cette méthode fait apparaître des équations de type Hamilton-Jacobi du second ordre avec un terme non-local. Nous prouvons l'existence et l'unicité d'une solution de viscosité pour ces équations dans deux cas: celui des fronts compacts et celui des fronts non compacts. / The thesis at hand is composed of four parts. The first of which is devoted to present our model of tomographic reconstruction. The second part treats a non-differentiable variational problem with a non-convex constraint the interior of which is empty for usual topologies. A numerical study of the above approach is elaborated in the third part. A numerical scheme is derived based upon our optimal system, the method of Uzawa and a gradient descent method. In the last part, we use a level-set approach to solve the front propagation problem. A second order Hamilton-Jacobi type equation with a non-local term comes into play. We prove the existence and uniqueness of a viscosity solution in both compact and non-compact fronts cases.

Depuis les guerres de conquête, l'esclavage et la colonisation, en passant par la première et la Seconde Guerre mondiales, les guerres de leadership que se livrent les grandes puissances, les guerres de domination culturelle, les guerres économiques, d'occupation et d'annexion des terres étrangères, de pillages des ressources naturelles, ensemencées par la mondialisation qui ambitionne de reformater l'Humanité, ont causé et continuent à causer non seulement la mort de plusieurs millions de personnes, mais aussi la destruction et la disparition de plusieurs traditions et cultures, le plus souvent au nom de nobles idéaux comme la liberté, la démocratie et le développement, entraînant la perte des valeurs les plus caractéristiques de l'être humain et de son authenticité. Mais, la philosophie possède en elle-même la puissance de les recréer en vue de la réalisation du projet humain de « l'être », qui ne requiert ni reniement, ni abandon, si elle s'inspire de l'histoire de ses idées et de ses combats. Pour conjurer la menace de disparition de l'être authentique dont Martin Heidegger avait rêvé du projet, Mukulumanya wa N'Gate Zenda invite les philosophes et les politologues à redécouvrir ici les idées philosophiques qui, depuis Socrate, ont cheminé jusqu'à donner naissance à l'Authenticité que, dans cette thèse, il définit et leur propose comme philosophie et comme idéologie politiques favorables à « l'être » et à l'Humanité qu'à partir de ce 21è siècle, il est si urgent de sauver. / Since the wars of conquest, slavery and colonization, through the first and the second world war, the wars of leadership between the great powers, wars of cultural domination, economic wars, occupation and annexation of foreign lands, looting of natural resources, seeded by globalization which aims to reformat humanity, have caused and continue to cause not only the death of millions of people , but also the destruction and disappearance of many traditions and cultures, most often in the name of ideals such as freedom, democracy and development, resulting in the loss of values of the human being and its authenticity. But philosophy has itself the power to recreate for the realization of the human project of 'being', which requires neither denial nor abandonment, if it is inspired by the history of his ideas and his fights. To ward off the threat of disappearance of being authentic Martin Heidegger had dreamed project, Mukulumanya wa N’Gate Zenda guest philosophers and political scientists to rediscover here the philosophical ideas that, since Socrates, walked up to give birth to the authenticity that, in this thesis, it defines and offers them as philosophy and political ideology favorable to 'being' and humanity from the 21st century It is so urgent to save.

La localisation de sources (en champ lointain ou en champ proche) et l'estimation des temps de retard ont de nombreuses applications pratiques. Pour localiser une source en champ lointain à partir d'un réseau de capteur, seule la direction d'arrivée (DDA) de la source est nécessaire. Quand les sources se situent dans une situation de champ proche, le front d'onde du signal est sphérique et deux paramètres sont nécessaires pour localiser les sources : la direction d'arrivée et la distance entre la source et le réseau de capteurs. Dans cette thèse, on se focalise sur la localisation de sources (en champ lointain et en champ proche) ainsi sur l'estimation des temps de retard dans le contexte où les signaux sont cohérents, mélangés et avec un faible nombre de réalisation. Tout d'abord, nous proposons de combiner la théorie de la méthode SVR (Support vector regression qui est une méthode de régression à base d'apprentissage supervisée) avec la théorie de la prédiction linéaire avant-arrière. La méthode proposée, appelée FBLP-SVR, est développée pour deux applications : la localisation de sources en champ lointain et l'estimation des temps de retard des échos radar en champ lointain. La méthode développée est évaluée par des simulations et des expérimentations. Nous proposons également une méthode de localisation de sources en champ proche dans le contexte où les signaux sont cohérents et mélangés. La méthode proposée est basée sur une technique de focalisation, de moyennage en sous-bande et sur une méthode à sous-espaces pour l'estimation des DDAs. Ensuite, les distances entre les sources et le réseau de capteur sont estimées avec la méthode du maximum de vraisemblance. / Source localization (in far-field or in nearfield) and time-delay estimation have many practical applications. To locate a far-field source from a sensor array, only the direction of arrival (DOA) of the source is necessary. When the sources are in a nearfield situation, the wavefront of the signal is spherical and two parameters are needed to locate the sources: the direction of arrival and the distance between the source and the sensors. In this thesis, we focus on the localization of sources (both in far-field and nearfield) as well as the estimation of time-delay in the context where the signals are coherent, overlapped and with a small number of snapshots. First, we propose to combine the theory of the SVR method (support vector regression, which is a supervised learning-based regression method) with the theory of forward-backward linear prediction (FBLP). The proposed method, called FBLP-SVR, is developed for two applications: far-field source localization and time-delay estimation by using ground penetrating radar. The proposed method is evaluated by simulations and experiments. We also propose a near-field source localization method in the context where the signals are coherent and overlapped. The proposed method is based on a focusing technique, a spatial smoothing preprocessing, and a subspace method in the estimation of DOA. Then, the distances between the sources and sensors are estimated with the maximum likelihood method.

Pour mieux contrôler l’émission des particules de suies et minimiser leurs impacts sur l’environnement et la santé publique, il est crucial de mieux comprendre leurs mécanismes de formation, en particulier dans les processus de combustion des hydrocarbures. La première étape de formation de ces matières carbonées est la formation de leurs précurseurs appelés HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques), suivie de l’étape de nucleation des suies. La première partie de ce travail de recherche est focalisée sur le développement d’un nouveau schéma cinétique détaillé, décrivant avec précision non seulement l’auto-inflammation et la combustion basse et haute températures des carburants liquides de transport et ceux du laboratoire, mais aussi la formation des HAP jusqu’au coronène car ces HAP sont suspectés d’être les principaux précurseurs de suies. Dans la deuxième partie de ce travail, un modèle sectionnel de suies est utilisé avec le présent schéma cinétique afin d’investiguer les mécanismes de formation des particules de suies en reproduisant les tendances des données expérimentales (fractions volumiques de suies, diamètres des particules). Ce modèle de suies décrit la nucleation, la condensation, la croissance en surface, la coagulation et l’oxydation des particules de suies. Le couple “schéma cinétique-modèle sectionnel de suies” a été validé sur les flammes prémélangées laminaires de methane, d’éthylène et de n-butane à différentes richesses. Les dimérisations homomoléculaire et hétéromoléculaire des HAP de taille modérée (du pyrène au coronène) ont été considérées pour la modélisation de la nucleation des particules de suies. / To better control soot particles emission and minimize their health and environmental effects, it is crucial to better understand their formation mechanisms in particularly combustion processes. The first step of these particulates matter formation is their precursors PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) formation, followed by the nucleation process which links the gas-phase (PAH chemistry) and solid-phase (particles). In the first part of this work, we developed a new detailed chemical kinetic mechanism describing accurately both low and high-temperature ignition and combustion of a wide range of liquid transportation and laboratory fuels as well as the formation of PAH up to coronene, suspected to be major soot precursors. In the second part of this work, a sectional soot model is used with the developed kinetic mechanism in order to investigate soot particles nucleation mechanisms in reproducing experimental data tendencies (soot volume fractions and particles diameters). This couple of kinetic and soot models is run on the detailed kinetic solver Cantera in order to solve both the gas and disperse solid phases in steady laminar flame conditions. The soot model used with the developed detailed kinetic mechanism is validated over premixed laminar methane, ethylene and n-butane flames at various equivalence ratios. Homomolecular and Heteromolecular dimerizations of modest size of PAHs from pyrene to coronene (mass of monomer ranging from 200 to 300 amu) have been considered for particle nucleation modeling.

Ce travail de thèse porte sur l’analyse de l'impact de la corrosion sur la durabilité des structures renforcées par ancrage. L'étude est basée sur des analyses théoriques ainsi que la modélisation expérimentale et numérique.Le travail débouche sur le développement d'une nouvelle méthode pour évaluer la durabilité des structures renforcées par ancrage. L'originalité de ce travail réside dans l'utilisation d’un modèle visco-plastique, ainsi que la méthode de l'élément composite pour l'analyse des contraintes et des déformations induites par la corrosion dans le béton renforcé par ancrage.Les principaux résultats de ce travail sont:• Le mécanisme de corrosion du béton renforcé par ancrage est revisité et discuté.• Des formules théoriques sont établies pour les contraintes induites par la corrosion, elles sont ensuite appliquées à l'analyse des expériences réalisées en laboratoire.• Un modèle 3D est développé pour étudier le champ de contraintes induites par les actions conjointes de la force d'arrachement et la force d'expansion par la rouille.L'analyse de la répartition des contraintes dues à l’expansion montre que la contrainte axiale du boulon décroit selon une fonction exponentielle. Dans le plan perpendiculaire au boulon, la contrainte radiale au sein de la couche de mortier passe de la traction à la compression ; la contrainte de cisaillement entre le boulon et le mortier suit une variation linéaire. / The thesis includes analysis of the impact of corrosion on the durability of blot-reinforced structures. The study is based on theoretical analyses as well as experimental and numerical modeling. The work results in establishing a new method to evaluate the durability of corroded anchorage system. The originality of this work lies on the use of the visco-plastic theory as well as the composite element method for the analysis of stresses and strains induced in the blot-reinforced concrete by the corrosion.The principle achievements of this work are:• The corrosion mechanism of blot-reinforced concrete is revisited and discussed.• Theoretical formulas of corroded expansion force are established and applied to the analysis of laboratory experiments.• A spatially analytical model of bolt rust is established to study the 3D stress field of the bolt under the joint action of pullout force and rust expansion force.Analysis of the stress distribution due to expansion shows that the axial stress of the bolt is distributed in the form of exponential decay function; in the plane perpendicular to the bolt, radial stress within the mortar protective layer is in transition from tensile stress to compressive stress, shear stress between the bolt and mortar follows linear variation.