On présente ici les résultats d’une recherche archéologique menée dans la partie nord-occidentale de la chaîne des sierras de Tandilia et dans l’aire Interserrana, situées dans la sous-région pampa humide (province de Buenos Aires, Argentine). L’objectif principal en est d’étudier les modes d’approvisionnement et d’exploitation des matières premières lithiques, employés par les groupes chasseurs-collecteurs ayant habité ces aires pendant l’Holocène, avant la conquête espagnole. Dans ce travail on essaie de caractériser les matières premières lithiques disponibles dans l’aire et les activités développées dans les affleurements. On cherche à comprendre comment ont circulé les roches et quels mécanismes ont été utilisés pour l’approvisionnement. De même, on discute à propos des méthodologies employées pour l’analyse des artefacts lithiques dans la région. A partir de cette information, on réalise l’étude des matériaux récupérés, compte tenu des méthodologies provenant de l’analyse structurale de l’Ecole Française. Les prospections effectuées dans l’aire ont permis de localiser différentes roches, ainsi que de reconnaître des traces d’exploitation sur la phtanite et la dolomie silicifiée. L’étude du matériel provenant de deux sites archéologiques, l’un associé à la dolomie silicifiée, Cerro Tres Lomas 1 et l’autre à la phtanite, Cerro Núcleo Central 1, nous a montré comment on effectuait le débitage de ces roches. Bref, l’accomplissement de cette étude a permis de reconnaître des affleurements rocheux de matières premières non enregistrées jusque là dans la région Pampeana. L’analyse technologique des artefacts lithiques récupérés dans ces sites carrière-atelier nous a conduits à inférer que la dolomie silicifiée est partie de ces sites sous forme de nucléus, de grands éclats et de supports. En ce qui concerne la phtanite, elle en est partie comme des blocs naturels, des nucléus et des supports. Ces données sont significatives pour connaître la manière dont les groupes ont exploité ces roches dès le début du débitage, information qui était avant inconnue dans l’aire. / The results of an archaeological research in the south-western portion of Tandilia System and Interserrana area (Humid Pampas subregion, Buenos Aires Province, Argentina) are presented. The main objective of this thesis is the study of provisioning and exploitation of lithic raw materials by prehispanic pampean hunter-gatherers during the late Holocene. To understand how rocks have circulated and which mechanisms were used for their supply, lithic raw materials available in the studied area and the activities carried out by prehistoric groups in the outcrops are characterized. The methodologies for lithic artefacts analyses that have been used in the pampean region are also discussed. From this background, and also applying structural analysis methodologies derived from the French School, archaeological assemblages of lithic artefacts were analyzed. During the field surveys in the studied area, a variety of rock outcrops were located, and evidence of phtanite and silicified dolomite exploitation was also recognized. The study of lithic materials recovered from two archaeological sites associated to the exploitation of silicified dolomite (Cerro Tres Lomas 1 site) and phtatinte (Cerro Núcleo Central 1 site), made possible to know how the debitage of these rocks was carried in the past. To sum up, this research allowed new lithic raw material quarries to be recognized for the pampean region. From the technological analyses of the lithic artefacts recovered at the quarry-workshops, it is propose that silicified dolomite left these sites as cores, flakes and blanks. In the case of phtanite it is inferred a transport from these sites as natural bloc, cores and blanks. All the information gathered in this thesis is a contribution to understand how the prehistoric pampean groups exploited silicified dolomite and phtanite form the beginning of their debitage.

Cette thèse a pour objectif le développement et l'implémentation d'un outil de résolution éléments-finis pour les problèmes d'extrusion de matériaux visco-plastiques fondus qui soit adapté à l'industrie du pneumatique. Dans ces travaux nous présenterons une méthodologie complète pour résoudre un modèle couplé comprenant le calcul des écoulements dans l'outillage, la répartition de température dans le domaine et la position d'interfaces entre plusieurs matériaux non miscibles. Pour cela, nous utiliserons les équations de Stokes non linéaires, l'équation de la chaleur, la méthode des interfaces diffuses et l'adaptation de maillage hiérarchique. Après avoir détaillé les différentes méthodes utilisées pour la résolution des différents problèmes, nous présenterons des résultats numériques dans plusieurs géométries d'outillages liés à l'extrusion des polymères. / The objective of this thesis is the development and the implementation of a finite element resolution tool for extrusion problems of molten visco-plastic materials which is suitable for the tire industry. In this works we will present a complete methodology to solve a coupled model including the calculation of the flow field in the equipment, the temperature distribution in the domain and the position of interfaces between several immiscible materials. To achieve this goal, we will solve the nonlinear Stokes equations, the heat equation, the diffuse interface method and we will use hierarchical mesh adaptation. After describing the various methods used for the resolution of the different problems, we present numerical results in several industrial geometries of tools related to the extrusion of polymers.

L’industrie du plastique se tourne de plus en plus vers les matériaux composites afin d’économiser de la matière et/ou d’utiliser des matières premières à moindres coûts, tout en conservant de bonnes propriétés. L’impressionnante adaptabilité des matériaux composites provient du fait que le manufacturier peut modifier le choix des matériaux utilisés, la proportion selon laquelle ils sont mélangés, ainsi que la méthode de mise en œuvre utilisée. La principale difficulté associée au développement de ces matériaux est l’hétérogénéité de composition ou de structure, qui entraîne généralement des défaillances mécaniques. La qualité des prototypes est normalement mesurée en laboratoire, à partir de tests destructifs et de méthodes nécessitant la préparation des échantillons. La mesure en-ligne de la qualité permettrait une rétroaction quasi-immédiate sur les conditions d’opération des équipements, en plus d’être directement utilisable pour le contrôle de la qualité dans une situation de production industrielle. L’objectif de la recherche proposée consiste à développer un outil de contrôle de qualité pour la qualité des matériaux plastiques de tout genre. Quelques sondes de type proche infrarouge ou ultrasons existent présentement pour la mesure de la composition en-ligne, mais celles-ci ne fournissent qu’une valeur ponctuelle à chaque acquisition. Ce type de méthode est donc mal adapté pour identifier la distribution des caractéristiques de surface de la pièce (i.e. homogénéité, orientation, dispersion). Afin d’atteindre cet objectif, un système d’imagerie hyperspectrale est proposé. À l’aide de cet appareil, il est possible de balayer la surface de la pièce et d’obtenir une image hyperspectrale, c’est-à-dire une image formée de l’intensité lumineuse à des centaines de longueurs d’onde et ce, pour chaque pixel de l’image. L’application de méthodes chimiométriques permettent ensuite d’extraire les caractéristiques spatiales et spectrales de l’échantillon présentes dans ces images. Finalement, les méthodes de régression multivariée permettent d’établir un modèle liant les caractéristiques identifiées aux propriétés de la pièce. La construction d’un modèle mathématique forme donc l’outil d’analyse en-ligne de la qualité des pièces qui peut également prédire et optimiser les conditions de fabrication. / The use of plastic composite materials has been increasing in recent years in order to reduce the amount of material used and/or use more economic materials, all of which without compromising the properties. The impressive adaptability of these composite materials comes from the fact that the manufacturer can choose the raw materials, the proportion in which they are blended as well as the processing conditions. However, these materials tend to suffer from heterogeneous compositions and structures, which lead to mechanical weaknesses. Product quality is generally measured in the laboratory, using destructive tests often requiring extensive sample preparation. On-line quality control would allow near-immediate feedback on the operating conditions and may be transferrable to an industrial production context. The proposed research consists of developing an on-line quality control tool adaptable to plastic materials of all types. A number of infrared and ultrasound probes presently exist for on-line composition estimation, but only provide single-point values at each acquisition. These methods are therefore less adapted for identifying the spatial distribution of a sample’s surface characteristics (e.g. homogeneity, orientation, dispersion). In order to achieve this objective, a hyperspectral imaging system is proposed. Using this tool, it is possible to scan the surface of a sample and obtain a hyperspectral image, that is to say an image in which each pixel captures the light intensity at hundreds of wavelengths. Chemometrics methods can then be applied to this image in order to extract the relevant spatial and spectral features. Finally, multivariate regression methods are used to build a model between these features and the properties of the sample. This mathematical model forms the backbone of an on-line quality assessment tool used to predict and optimize the operating conditions under which the samples are processed.

Les eaux côtières du Sud du Golfe de Gascogne sont soumises à l’expulsion d’un panache fluvial au niveau de l’estuaire de l’Adour. Ces eaux douces peuvent entrainer de fortes variations des concentrations en matières minérales en suspension (MSM, en mg,l-1), en chlorophylle- a (Chla, en mg,m-3) et en matière organiques dissoutes colorées (MODC, en mg,l-1) contenues dans les eaux côtières. En modifiant la transparence de l’eau et en charriant des nutriments et des bactéries, elles peuvent affecter la productivité biologique et avoir un impact significatif sur la santé humaine. Notre étude a pour but de développer des algorithmes empiriques et de tester l’efficacité des images MODIS-Aqua pour la cartographie des substances particulaires et dissoutes contenues dans les eaux côtières soumises à l'influence du panache de l'Adour. Dans cet objectif, deux missions océanographiques ont été réalisées afin de mesurer simultanément les MSM, la turbidité (en NTU), la Chla et les MODC et la réflectance de télédétection de l’eau in-situ. Deux algorithmes empiriques opérationnels pour la quantification des matières minérales en suspension et de la turbidité ont été développés. Une automatisation du traitement des images MODIS-Aqua déjà corrigées des effets atmosphériques et à la résolution de 250 mètres (produit MYD09GQ) a été réalisée. Ce système opérationnel a permis de cartographier les concentrations en sédiments en suspension contenus dans le panache sur 246 jours, entre 2006 et 2009. La première étude à grande échelle spatiale et temporelle de la dynamique hydro-sédimentaire du panache de l'Adour a ainsi pu être réalisée. Finalement, plusieurs algorithmes ont été proposés pour la quantification des concentrations en chlorophylle-a dans le sud du Golfe de Gascogne. Ces relations empiriques devront être testées sur de nouvelles mesures in-situ afin de préciser leurs limites de validité. Notre étude montre l’apport de l’imagerie satellitaire MODIS pour la surveillance du panache de l'Adour. A plus long terme, un système efficace de surveillance de la qualité des eaux côtières de la côte Aquitaine pourrait être envisagé. / The southern Bay of Biscay coastal waters are under the direct influence of the freshwater plume from the Adour estuary. The river outflow leads to a strong variability in the concentration of mineral suspended matters (MSM in mg l-1), chlorophyll-a (Chla, mg, m-3) and colored dissolved organic matters (CDOM in mg l-1) contained in coastal waters. By changing the transparency of the water and carrying nutrients and bacteria, they may affect biological productivity and have a significant impact on human health. Our study aims to develop empirical algorithms and test the efficiency of MODIS-Aqua imagery to map particulate and dissolved substances contained in coastal waters under the influence of the Adour plume. In this aim, two oceanographic missions were carried out to measure simultaneously the MSM, turbidity, Chla and CDOM and the remote sensing reflectance of water. Two empirical operational algorithms for quantification of suspended mineral matters and turbidity have been developed. An automated processing of atmospherically-corrected MODIS-Aqua-250m product (MYD09GQ product) was performed. This operating system has been used to map the concentrations of suspended sediment content in the plume at 246 days between 2006 and 2009. Thus, the first study at large spatial and temporal scale of the Adour plume dynamics has been achieved. Finally, several algorithms have been proposed in order to quantify the concentrations of chlorophyll-a in the southern Bay of Biscay. These empirical relations must be tested on new in-situ measurements to clarify their validity limits. Our study shows the contribution of the MODIS satellite imagery to monitor the Adour plume. In future, an effective monitoring system of Aquitaine coastal water quality could be considered.

Ce mémoire porte sur la gestion des effluents organiques à l'aide d'un procédé intégré de valorisation énergétique dans le contexte d'une municipalité de 150 000 habitants en considérant la génération d'énergie et la réduction des gaz à effet de serre. Dans cette optique, la digestion anaérobie devient intéressante. Un premier scénario étudie la cogénération de chaleur et d'électricité à partir du biogaz issu de la digestion anaérobie des effluents organiques gérés par la municipalité : les résidus domestiques putrescibles et les boues d'usine municipale de traitement des eaux (scénario 1). Un second scénario propose d'ajouter le lisier issu des fermes régionales pour faire de la codigestion avec les matières gérées par la municipalité et faire de la cogénération de chaleur et d'électricité (scénario 2). Le troisième scénario propose de générer du gaz naturel renouvelable (GNR) en purifiant le biogaz pour accroître son pouvoir calorifique (scénario 3). Ces scénarios sont comparés d'un point de vue économique, énergétique et environnemental à l'aide du chiffrier MATTEUS version 5.11 développé par Hydro-Québec afin de proposer le meilleur procédé intégré de gestion à la municipalité en tenant compte des trois aspects. Le scénario 1 (cogénération) mène à une période de retour sur l'investissement (PRI) de 3,7 ans avec un prix d'achat de l'électricité de 0,10$/kWh. Le scénario 2 (codigestion) accroît la production de biogaz de 37%, mais augmente la PRI à 6,8 ans à moins que le digestat produit puisse être utilisé pour faire de la valorisation agronomique; cela devient économiquement avantageux. Le scénario 3 (GNR) n'obtient pas de PRI, car le coût d'achat du gaz naturel est trop faible. Par contre, ce scénario mène à la plus faible période de retour en énergie (3,3 ans) et réduit le plus les émissions de gaz à effet de serre (4261 tCO[indice inférieur 2] eq/an). Parmi les scénarios proposés, le scénario 1, cogénération des matières organiques gérées par la municipalité, représente l'alternative la plus intéressante économiquement et devrait être favorisé à l'heure actuelle. Toutefois, le scénario 3, GNR, se démarque dans les deux autres aspects.

La matière organique naturelle (MON) est un mélange complexe de molécules provenant de la décomposition des débris végétaux et animaux. Une fraction de ces constituants, regroupés sous le nom générique de substances humiques, absorbent la lumière solaire ce qui lui confère des propriétés photosensibilisatrices. Au cours de cette thèse, nous avons étudié les propriétés photosensibilisatrices de substances humiques de différentes origines. Nous avons également essayé de corréler ces propriétés photodégradantes aux caractéristiques spectrales (absorption, fluorescence). L'objectif général a été la caractérisation des entités chromophores à l'origine des propriétés photosensibilisatrices. Nous avons étudié en parallèle les propriétés spectroscopiques et photochimiques de différents mélanges humiques : acides humiques extraits de sol, fractions d'acides humiques obtenues par ultrafiltration, fractions aqueuses de sol, acides de type humiques extraits de compost, fractions aqueuses de compost. Pour suivre les propriétés photosensibilisatrices, deux types de sondes chimiques ont été utilisées : le 2,4,6-triméthylphénol qui est oxydé par les états excités triplets des substances humiques par transfert d'électrons et l'alcool furfurylique qui subit une photooxygénation par réaction avec l'oxygène singulet. La photodégradation de produits phytosanitaires a également été examinée. Ce travail a permis d'arriver aux conclusions suivantes. Les constituants émissifs au-delà de 500 nm sont concentrés dans des macromolécules de masses moléculaires inférieures à 30 kDa. La bande d'émission très large peut être subdivisée (maximum à 515 nm dans les fractions < 3kDa et maximum à 550 nm dans les fractions >3 kDa). La production d'oxygène singulet se corrèle positivement avec l'intensité d'émission de fluorescence entre 500 et 550 nm. Cette corrélation qui a été observée sur un grand nombre d'échantillons et sur des échantillons très variés prouve que les constituants photosensibilisateurs sont fluorescents à grande longueur d'onde. Ces résultats constituent une avancée et ouvrent la voie à des études de caractérisation plus poussées

Afin de caractériser la physico-chimie des matières en suspension de la Moselle et de ses affluents, ce travail s’est appuyé sur une approche géochimique et minéralogique. Notre étude s’est concentrée sur l’analyse des polluants dans les compartiments dissous et particulaire. Ces études ont notamment permis de déterminer (i) la composition des constituants inorganiques dans les particules et colloïdes du milieu aquatique de la Moselle et d’un de ses affluents : la Fensch, (ii) l’évolution des contributions inorganiques le long de la Moselle et de la Fensch ainsi que leur transfert à la confluence Fensch-Moselle, tout en déterminant les sources principales de contamination, (iii) les associations organo-minérales et l’organisation des agrégats présents et (iv) d’étudier la spéciation de certains éléments par des microanalyses. Ce travail a ainsi permis de mettre en évidence l’importance des matières en suspension, souvent négligées par rapport aux autres compartiments Eau et Sédiments / This work uses geochemical and mineralogical approaches to characterize physical and chemical properties of suspended solids in the Moselle and its tributaries. The study focused on analyzing the pollutants in dissolved and particulate compartments. This allowed (i) the identification of inorganic components composition in particles and colloids in the aquatic environment of the Moselle and one of its tributaries: the Fensch, (ii) the determination of the evolution of inorganic contributions along Moselle and the Fensch and their transfer to the confluence Fensch-Moselle in addition to the determination of main contamination sources, (iii) the identification of organo-mineral associations and the determination of the organization of aggregates, (iv) the analysis of the speciation of some elements by microanalysis. This work highlighted the importance of studying suspended solids that are often neglected compared to water and sediments compartments

Depuis les années 1980-90, les études de l’art préhistorique ont développé les analyses techniques afin de rechercher les choix individuels, aborder le contexte techno-économique des groupes paléolithiques, et proposer un modèle social et culturel. Les recherches menées sur l’art mobilier ont apporté des résultats tels que l’identification des outils, ou plus généralement les processus mis en œuvre pour la réalisation des œuvres. L’ensemble de ces renseignements a permis de comprendre la succession des gestes des graveurs et ainsi apercevoir l’Homme derrière la technique.Dans la suite de ces travaux, une étude des processus techniques des supports de l’art mobilier en matières osseuses depuis leur acquisition sur l’animal jusqu’à la réalisation de la gravure, semblait nécessaire pour compléter les informations du système technique, et documenter la complémentarité support/décor. L’objectif est de retracer dans un premier temps les différentes actions sur la matière première conduisant à l’obtention d’un objet orné. Puis, dans un second temps d’analyser la place du décor dans la chaîne opératoire de l’objet, afin d’identifier des possibles variations dans les choix techniques de cette production. La méthodologie choisie fait référence, à la fois aux travaux développés depuis les années 1970 en industrie osseuse, et à ceux en art mobilier. Une approche expérimentale a permis la création et l’observation d’un corpus de stigmates, amenant à l’étude d’un ensemble choisi d’objets archéologiques. L’analyse détaillée à la fois des éléments de transformation du support et de la description du décor, a permis de proposer la chaîne opératoire de chacun d’entre eux, de la phase d’acquisition de la matière à celle de son utilisation. Le corpus archéologique a été constitué de pièces des gisements magdaléniens de la vallée de l’Aveyron, Lafaye, Plantade, Montastruc et Courbet, conservées au Muséum d’Histoire Naturelle de Montauban et au British Museum. / Since the 80s and 90s, the studies of prehistoric art are mostly directed towards technical analyses allowing us to look for individual choices, to approach the techno-economic context of the palaeolithic groups, and to propose social and cultural models. Researches carried out on osseous mobiliary art have led to identify the tools and, more generally, the processes used for the manufacture of these objects. This set of information brought about a better comprehension of the engravers’ hand gestures, allowing to perceive the Man behind the technique.Following these works, a study of the technical processing of portable art on osseous materials from the acquisition of the raw material to the realization of engravings appeared necessary to complete our knowledge of the technical system, and get information about the complementary relationship between blank and decoration. The first objective was to understand the various actions performed on the raw material to obtain the final decorated piece. The second aim was to analyze when the decoration takes place during the “chaîne opératoire” and to identify possible variations in the technical choices during the whole process. The chosen methodology makes reference at the same time to the research developed since the 1970s in osseous industry, and to studies specifically dedicated to mobiliary art. An experimental approach was used to observe a large variety of traces and to create a reference corpus, that was useful afterwards to select a set of archaeological objects to be studied. The simultaneous analysis of the transformation of the raw material and the description of the decoration led us to propose a full “chaîne opératoire” for each of them, from the acquisition of the raw material to the use of the final artefact. The archaeological corpus was constituted by pieces from the Magdalenian sites of Lafaye, Plantade, Montastruc and Courbet in the Aveyron valley, cared in the Natural History Museum of Montauban (Tarn-et-Garonne, France) and in the British Museum (London, England).

Dans ce travail, une configuration laminaire stratifiée est utilisée afin d’étudier les caractéristiques de la pyrolyse et de l’oxydation du charbon pulvérisé dans un mélange de flux réactif à la fois dans les conditions atmosphériques conventionnelles et dans des conditions de combustion enrichie en oxygène. Deux diagnostics optiques, la spectroscopie d’émission de flamme et la mesure de l’émission spontanée sont utilisés pour caractériser la structure de la flamme. Les profiles de concentration de trois radicaux excités, OH*, CH* and C*2 sont mesurés et analysés.Des simulations 1-D utilisant la cinétique détaillée y compris des sous-mécanismes de OH*, CH* and C*2 et de combustion de charbon sont effectuées et comparées avec des données expérimentales. La comparaison qualitative a montré que la configuration numérique actuelle était appropriée pour la prédiction des émissions de OH*, CH* and C*2. Les résultats prédits par l’approche numérique diffèrent avec les modifications apportées aux sous-modèles de charbon et aux paramètres cinétiques. Le modèle de pyrolyse et les matières volatiles semblent jouer des rôles plus importants. / In the present work, a laboratory-scale laminar strained configuration is used to investigate the characteristics of pulverized coal devolatilization and oxidation in a mixture of CH4/O2/N2 reactive flow both in conventional air conditions and in oxygen-enriched combustion conditions. Two optical diagnostics, Flame Emission Spectroscopy and measurement of spontaneous emission, are employed for the characterization of flame structure. The spatial concentration evolution of three excited radicals, OH*, CH*and C*2 , are measured and analyzed.1-D simulations using detailed gas-phase kinetics including OH*, CH*, and C*2 sub-mechanisms and coal combustion submodels are performed and compared with experimental data. Qualitative comparison with experiments showed that the current numerical configuration was suitable for the prediction of OH*, CH* and C*2 emission. The predicted results differed with changes to the coal sub-models and kinetic parameters. The devolatilization model and volatile matters seem to play more important roles.

Le principal objectif de ce travail est de comprendre l'impact du changement de couverture des sols sur la production et le transport de sédiments dans le bassin du fleuve Niger moyen. Ceci a nécessité des approches comprenant l'étude de données hydrologiques (1929 – 2008), de couvertures des sols (1965 – 2000) et des données sédimentaires mesurées (2005 – 2008). L'étude est centrée sur deux sous-bassins sahéliens (le Gorouol et la Sirba) comparés avec un sous-bassin soudanien (la Mékrou). L'augmentation des surfaces de sol nu, mesurée par télédétection, accroît le transfert de sédiments au fleuve par ses affluents jaugés comme par ceux, éphémères et non-jaugés, connus sous le nom de «koris», dont le nombre et la taille s'est beaucoup accru depuis les années 70. Les caractéristiques des sédiments, surtout celles des matières en suspension (MES) ont été mesurées à dix stations sur le fleuve et certains de ses affluents afin de quantifier le flux de sédiment et d'identifier les sources principales de sédiment. L'analyse hydrologique démontre l'impact de la diminution des précipitations sur les débits, la récente période sèche ayant modifié le régime du fleuve à Niamey avec un impact sur la forme du chenal. L'analyse du flux sédimentaire le long le fleuve indique qu'il y a d'autres sources importantes de sédiments outre les affluents principaux. Une simulation de la capacité de transport fluvial par classe granulométrique a été effectuée en utilisant des paramètres hydrodynamiques obtenus à partir d'un modèle 1-D du fleuve. La comparaison de cette capacité avec les valeurs de MES mesurées permet de localiser les zones en équilibre et les zones de dépôt de sédiments.