Dans cette thèse, nous étudions des Hoist Scheduling Problems (HSP) qui se posent fréquemment dans des lignes automatiques de traitement de surface. Dans ces lignes, des ponts roulants sont utilisés pour transporter les pièces entre les bains. Ainsi, les ponts roulants jouent un rôle essentiel dans la performance de ces lignes ; et un ordonnancement optimal de leurs mouvements est un facteur déterminant pour garantir la qualité des produits et maximiser la productivité. Les lignes que nous étudions comportent un seul pont roulant mais peuvent être des lignes de base ou des lignes étendues (où des bains sont à fonctions et/ou capacités multiples). Nous examinons trois Hoist Scheduling Problems : l’optimisation robuste d’un HSP cyclique, l’ordonnancement dynamique d’une ligne étendue de type job shop et l’ordonnancement cyclique d’une telle ligne.Pour l’optimisation robuste d’un HSP cyclique, nous définissons la robustesse comme la marge dans le temps de déplacement du pont roulant. Nous formulons le problème en programmation linéaire en nombres mixtes à deux objectifs pour optimiser simultanément le temps de cycle et la robustesse. Nous démontrons que le temps de cycle minimal augmente avec la robustesse, et que par conséquent la frontière Pareto est constituée d’une infinité de solutions. Les valeurs minimales et maximales des deux objectifs sont établies. Les résultats expérimentaux à partir de benchmarks et d’instances générées aléatoirement montrent l’efficacité de l’approche proposée.Nous étudions ensuite un problème d’ordonnancement dynamique dans une ligne étendue de type job shop. Nous mettons en évidence une erreur de formulation dans une un modèle existant pour un problème similaire mais sans bains multi-fonctions. Cette erreur peut rendre l’ordonnancement obtenu sous-optimal voire irréalisable. Nous construisons un nouveau modèle qui corrige cette erreur. De plus il est plus compact et s’applique au cas avec des bains à la fois à capacités et à fonctions multiples. Les résultats expérimentaux menés sur des instances avec ou sans bains multi-fonctions montrent que le modèle proposé conduit toujours à une solution optimale et plus efficace que le modèle existant.Nous nous focalisons enfin sur l’ordonnancement cyclique d’une ligne étendue de type job shop avec des bains à fonctions et capacités multiples. Nous construisons un modèle mathématique en formulant les contraintes de capacité du pont roulant, les intervalles des durées opératoires, et les contraintes de capacité des bains. Nous établissons également des contraintes valides. Les expériences réalisées sur des instances générées aléatoirement montrent l’efficacité du modèle proposé. / This thesis studies hoist scheduling problems (HSPs) arising in automated electroplating lines. In such lines, hoists are often used for material handing between tanks. These hoists play a crucial role in the performance of the lines and an optimal schedule of the hoist operations is a key factor in guaranteeing product quality and maximizing productivity. We focus on extended lines (i.e. with multi-function and/or multi-capacity tanks) with a single hoist. This research investigates three hoist scheduling problems: robust optimization for cyclic HSP, dynamic jobshop HSP in extended lines and cyclic jobshop HSP in extended lines.We first study the robust optimization for a cyclic HSP. The robustness of a cyclic hoist schedule is defined in terms of the free slacks in hoist traveling times. A bi-objective mixed-integer linear programming (MILP) model is developed to optimize the cycle time and the robustness simultaneously. It is proved that the optimal cycle time strictly increases with the robustness, thus there is an infinite number of Pareto optimal solutions. We established lower and upper bounds of these two objectives. Computational results on several benchmark instances and randomly generated instances indicate that the proposed approach can effectively solve the problem.We then examine a dynamic jobshop HSP with multifunction and multi-capacity tanks. We demonstrate that an existing model for a similar problem can lead to suboptimality. To deal with this issue, a new MILP model is developed to generate an optimal reschedule. It can handle the case where a multi-function tank is also multi-capacity. Computational results on instances with and without multifunction tanks indicate that the proposed model always yields optimal solutions, and is more compact and effective than the existing one.Finally, we investigate a cyclic jobshop HSP with multifunction and multi-capacity tanks. An MILP model is developed for the problem. The key issue is to formulate the time-window constraints and the tank capacity constraints. We adapt the formulation of time-window constraints for a simpler cyclic HSP to the jobshop case. The tank capacity constraints are handled by dealing with the relationships between hoist moves so that there is always an empty processing slot for new parts. Computational experiments on numerical examples and randomly generated instances indicate that the proposed model can effectively solve the problem.

Titre de l'écran-titre (visionné le 16 novembre 2023) / Cette recherche doctorale s'immisce au cœur des facteurs engendrant l'engagement au sein des cours comodaux du premier cycle universitaire. Historiquement, l'engagement dans les grands groupes s'est heurté aux contraintes inhérentes de l'espace d'apprentissage qui leur est dévolu, en l'occurrence l'amphithéâtre, conçu principalement pour des cours magistraux. L'avènement du numérique a introduit une brise de renouveau, étendant l'espace d'apprentissage au-delà des murs de la salle de classe, et a ainsi catalysé l'apparition de méthodes pédagogiques avant-gardistes comme le comodal. Cette approche comodale fusionne les activités d'enseignement et d'apprentissage synchrones et asynchrones, offrant ainsi une marge de manœuvre à l'étudiant pour déterminer son mode de participation chaque semaine (Heilporn, 2021 ; Université Laval, 2016). Mais il convient de noter que ce choix n'est pas une obligation, mais plutôt une liberté accordée à l'étudiant. L'atout majeur de cette méthode repose sur sa flexibilité, facilitant ainsi l'équilibre entre études, travail et vie familiale (Beatty, 2007; 2014; Abdelmalek, 2014). Cependant, une grande partie de la littérature centrée sur le comodal s'est principalement focalisée sur la satisfaction des étudiants ou sur les raisons sous-jacentes à leur choix modal. Les dynamiques propres à l'engagement au sein de cette méthode restent relativement sous-explorées, en particulier dans des configurations de grands groupes. De surcroît, il est fréquent que certaines études amalgament le comodal avec d'autres formules de cours hybrides. C'est précisément pour combler ces lacunes que cette recherche s'est donné pour objectif d'explorer les mécanismes d'engagement mis en place par les enseignants au sein des cours comodaux destinés à de grands groupes, et d'élucider leur impact sur l'engagement étudiant. Notre analyse s'est ainsi appuyée sur une trilogie d'engagement équitable, visant à offrir des moyens de participation, de représentation et d'action et d'expression justes pour tous. Pour mener à bien cette étude, nous avons élaboré un cadre basé sur les trois principes et les neuf directives de la conception universelle de l'apprentissage du CAST (2018). Ainsi, nous avons adopté une approche basée sur une étude de cas multiples, analysant trois cours distincts grâce à des entrevues avec trois enseignants et trois étudiants. Cette démarche a été renforcée par un sondage auquel 181 étudiants ont répondu. Nos conclusions mettent en lumière un déficit des moyens de participation susceptibles de stimuler un engagement équitable parmi les étudiants. Cependant, les moyens de représentation, d'action et d'expression mis en place ont engendré un engagement cognitif, émotionnel et comportemental chez les étudiants dans au moins deux des trois cours analysés. La forte présence pédagogique ainsi que la mise en place d'un forum se sont révélées être des catalyseurs cruciaux de cet engagement. De surcroît, notre analyse suggère que les moyens d'engagement les plus efficaces sont, en essence, asynchrones. Une telle tendance pourrait être attribuée à la rareté des technologies disponibles pour les apprentissages synchrones. Toutefois, une étude plus exhaustive, englobant un échantillon plus vaste et explorant ces mécanismes dans d'autres configurations pédagogiques, pourrait affiner et enrichir ces conclusions. En dépit de ces limites, cette recherche esquisse des perspectives prometteuses quant à l'avenir du comodal dans le cadre de grands groupes et suggère des pistes d'optimisation de son efficacité au premier cycle universitaire. / This doctoral research delves into the factors driving engagement in comodal courses at the undergraduate level. Historically, engagement in large groups has faced challenges due to the constraints inherent to their designated learning space, specifically the amphitheater, which is primarily designed for lectures. The digital age introduced a refreshing change, extending the learning space beyond the classroom walls, paving the way for avant-garde pedagogical methods such as comodal. This comodal approach merges both synchronous and asynchronous teaching and learning activities, granting students the discretion to determine their participation mode each week (Heilporn, 2021; Université Laval, 2017). However, it's worth noting that this choice isn't mandatory but rather a liberty given to the student. The hallmark of this method lies in its flexibility, thus facilitating a balance between studies, work, and family life (Beatty, 2007; 2014; Abdelmalek, 2014). However, much of the literature centered on comodal has predominantly focused on student satisfaction or the underlying reasons for their modal choice. The dynamics of engagement within this method remain relatively underexplored, especially in large group settings. Moreover, some studies tend to conflate comodal with other hybrid course formats. Precisely to bridge these gaps, this research aims to explore the mechanisms of engagement employed by teachers within comodal courses catered to large groups and to elucidate their impact on student engagement. Our analysis was anchored in a triad of equitable engagement, aiming to provide just means of participation, representation, and action and expression for all. To conduct this study, we formulated a framework based on the three principles and nine guidelines of the Universal Design for Learning from CAST (2018). We adopted a multiple-case study approach, analyzing three distinct courses through interviews with three teachers and three students. This approach was bolstered by a survey with 181 student respondents. Our findings highlight a shortfall in the means of participation that can foster equitable student engagement. However, the implemented means of representation, action, and expression resulted in cognitive, emotional, and behavioral engagement among students in at least two of the three courses examined. A strong pedagogical presence and the establishment of a forum emerged as pivotal catalysts for this engagement. Moreover, our analysis suggests that the most effective engagement mechanisms are fundamentally asynchronous. Such a trend could be attributed to the scarcity of technologies available for synchronous learning. Nonetheless, a more comprehensive study, encompassing a larger sample and exploring these mechanisms in other pedagogical settings, could refine and enrich these findings. Despite these limitations, this research sketches promising outlooks for the future of comodal within the framework of large groups and suggests avenues to optimize its efficacy at the undergraduate level.

Cette recherche-création associe la mobilité numérique immersive et la composition musicale interactive. Elle développe une approche de création en art numérique propre à favoriser l’engagement et prolonger l’expérimentation d’un dispositif artistique dans un espace public extérieur. Nous nous intéressons à l’être-ensemble numérique en réalité mixte, où présence physique et virtuelle se superposent et s’hybrident. Poursuivant et renouvelant d’anciennes traditions culturelles participatives, notre création, ScnVir offre une scène virtuelle de réalité mixte et un design d’interaction favorisant l’émergence d’expériences artistiques participatives. Notre hypothèse est que l’être-ensemble numérique, à travers ses indices communiqués par l’agentivité de groupe, favorise l’engagement et prolonge l’expérienced’un dispositif d’art numérique. Ce qui suppose que l’être-ensemble numérique émerge en fournissant des indices associés à cet état et que la simulation située est une technologie qui permet de matérialiser de tels indices au sein d’un dispositif artistique. Afin de poursuivre cette recherche, nous avons établi une démarche de recherche-création interdisciplinaire incluant l’art numérique, le design d’interaction et la géomatique, qui comporte des objectifs d’ordres conceptuel, méthodologique et artistique. Nous avons déterminé et validé des phases de l’être-ensemble numérique (l’être-là, l’hymersion et l’interaction de groupe) et des indices de l’être-ensemble numérique en simulation située (la proximité, la sociabilité, la coordination des mouvements, la réussite d’une mission). Pour la réalisation du projet, nous avons conçu un design d’interaction basé sur des mouvements simples mettant en œuvre de tels indices. Nous avons élaboré une méthodologie de création et créé une œuvre artistique appliquant les phases de l’être-ensemble numérique dans un dispositif artistique en simulation située. Pour valider notre recherche, nous avons élaboré une méthodologie hybride combinant une approche quantitative et qualitative d’analyse. Les résultats attestent que tous les participants ont accédé à la première phase de l’être-ensemble numérique, l’être-là et que tous les participants ont accédé, au moins partiellement, à la seconde phase de l’être-ensemble numérique, l’hymersion. La réussite de la seconde phase de l’être-ensemble numérique valide que notre dispositif favorise bien l’engagement des participants dans l’expérience, car l’hymersion nécessite l’engagement. Du point de vue de l’interaction de groupe, soit la troisième phase, nos résultats mettent en évidence denombreux indices de l’être-ensemble numérique et un taux de succès de la mission cachée mitigé (28 %), ce qui nous permet d’affirmer que des formes d’être-ensemble numérique ont émergé de notre dispositif. Cependant, les participants n’ont pas tous réussila mission cachée qui nous servait de validation quantitative de l’émergence de l’être-ensemble numérique, car les conditions expérimentales, l’implémentation du design d’interaction et notre démarche de validation démontrent des faiblesses. D’autre part, la présence de nombreux indices de l’être-ensemble numérique atteste que la simulation située est une technologie propre à mettre en œuvre l’agentivité de groupe. Ces résultats démontrent que la mise en œuvre de l’être-ensemble numérique au sein d’un dispositif artistique est possible. Pour y parvenir, des conditions sont à respecter: les phases de l’être-ensemble numérique doivent être rencontrées; le dispositif doit permettre la communication d’indices comportementaux par l’agentivité de groupe; les interactions de groupe doivent être médiatisées dans l’interface par des contenus médiatiques adaptés. Les résultats observés établissent que notre dispositif offre une expérimentation d’assez longue durée et donc favorise la prolongation de l’expérimentation d’un dispositif d’interaction gestuelle simple. Ainsi, nos résultats nous permettent d’affirmer que l’être-ensemble numérique favorise l’engagement et prolonge la participation à un dispositif d’art numérique dans l’espace public. Du point de vue artistique, notre démarche de création est satisfaisante, car elle offre des événements à la fois imprévisibles et significatifs, connectés à l’expérience des utilisateurs, propre à l’expression musicale et artistique. La diffusion de notre projet dans un festival reconnu valide l’intérêt de notre démarche de création et de la simulation située pour la création numérique. Les perspectives de développement artistiques sont extraordinaires.Mots clés: être-ensemble numérique, réalité mixte, simulation située, art numérique, design d’interaction, musique interactive, scène virtuelle, interaction gestuelle, interaction de groupe, agentivité de groupe. / This research associate immersive digital mobility and interactivemusic composition. We develop an approach to creation that encourages engagement and prolongs the experimentation of an artistic installation in an outdoor public space. We are interested in digital togetherness in mixed reality, where physical and virtual presence overlap and hybridize. Continuing and renewing ancient participatory cultural traditions, our creation, ScnVir offers a virtual scene of mixed reality and interactive design that promotes the emergence of participatory artistic experiences. Our hypothesis is that digital togetherness, through its clues communicated by group agency, favors engagement and extends the experience of a digital art installation. This assumes that the digital togetherness emerges by providing clues associated with this state and that the situated simulation is a technology that makes it possible to materialize such clues within an artistic installation. In order to continue this research, we have established an interdisciplinary research-creation approach including digital art, interaction design and geomatics, which includes conceptual, methodological and artistic objectives. We have determined and validated phases of the digital togetherness (the being-there, the hymersion and the group interaction) and the indices of the digital togetherness in situated simulation (proximity, sociability, the coordination of movements, the success of a mission). For the realization of the project, we designed interactivity based on simple movements using such indices. We have developed a creative methodology and created an artistic work applying the phases of digital togetherness in an artistic installation in situated simulation. To validate our research, we have developed a hybrid methodology combining a quantitative and qualitative analysis approach. The results show that all the participants have reached the first phase of the digital togetherness, the being-there and that all the participants have acceded, at least partially, to the second phase of the digital togetherness, the hymersion. The success of the second phase of digital togetherness validates that our device promotes the commitment of the participants in the experience, because hymersion requires commitment. For the third phase involving group interaction, our results highlight many digital togetherness indices and a mitigate success (28%) for the hidden mission, which allows us to affirm that some forms of digital togetherness have emerged from our installation. However, not all the participants succeeded in the hidden mission that served us as a quantitative validation of the emergence of digital togetherness, because the experimental conditions, the implementation of interaction design and our validation process demonstrate weaknesses. On the other hand, the presence of numerous indices of the digital togetherness attests that the situated simulation is a effective technology to implement the group agency. These results demonstrate that the implementation of digital togetherness within an artistic installation is possible. To achieve this, conditions must be respected: the phases of the digital togetherness must be met; the installation must allow the communication of behavioral indices by the group agency; group interactions must be mediated in the interface by appropriate media content. The observed results establish that our installation offers an experiment of rather long duration and thus favors the prolongation of the experimentation of a device of simple gestural interaction. Thus, our results allow us to affirm that digital togetherness promotes engagement and prolongs participation in a digital art installation in the public space. From an artistic point of view, our creative process is satisfactory because it offers both unpredictable and significant events, connected to the user experience, adapted to musical and artistic expression. The diffusion of our project in a recognized festival validates the interest of our approach of creation for the digital creation. The prospects for artistic development are extraordinary.

Le présent document traite de l'utilisation d'un nouveau platelage en aluminium, présentement développé à l'Université Laval. Ce nouveau platelage, d'une hauteur de 200 mm, se veut une alternative aux dalles en béton armé couramment utilisées dans les ponts routiers. Il est proposé de connecter le platelage à des poutres en acier à l'aide d'une connexion boulonnée antiglissement utilisant des boulons en acier galvanisé ASTM F3125/F3125M-15a de grade A325 et de diamètre M20. L'optique est de développer une action composite totale afin d'obtenir la pleine capacité de la poutre mixte. Cependant, le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium étant le double de celui de l'acier, des mouvements différentiels entre le platelage en aluminium et les poutres en acier sont possibles suite à des variations de température. Le comportement de cet assemblage sous les charges thermiques doit donc être étudié. Ce projet propose d'utiliser la méthode des éléments finis à l'aide du logiciel commercial Abaqus afin de déterminer le comportement de cet assemblage face à la combinaison des charges thermiques et mécaniques à l'état limite d'utilisation (ÉLUT) ainsi qu'à l'état limite ultime (ÉLUL). Ces charges sont déterminées à partir des directives du Code canadien sur le calcul des ponts routiers (CAN/CSA S6-14). Les résultats montrent qu'il est possible de développer l'action composite totale entre le platelage en aluminium et les poutres en acier. Aussi, en suivant les recommandations prescrites par cette étude, il est possible de prévenir le glissement sous les charges thermiques et de maintenir le comportement antiglissement de l'assemblage à l'ÉLUT en plus de prévenir la rupture de l’assemblage boulonné sous la combinaison des charges thermiques et mécaniques à l’ÉLUL. / This project concerns the use of a new aluminium bridge deck that is being developed at Université Laval. It is a 200 mm deep aluminium bridge deck, which represents an alternative to the reinforced concrete slabs in bridges. This project proposes to connect the aluminium bridge deck to steel girders using galvanized ASTM F3125/F3125M-15a grade A325 bolts of diameter M20 in a slip-critical connection. Full composite action between the deck and the girders is expected in order to develop the full capacity of the composite section. However, the coefficient of thermal expansion of aluminium, being twice that of steel, differential movements may occur during temperature changes. To understand the behavior of the bolted connection under such thermal loadings, this project uses finite element model with the Abaqus software. The combinations of dead, live and thermal loads at the ultimate limit state (ULS) and serviceability limit state (SLS) are studied. The loads are calculated according to the Canadian Highway Bridge Design Code (CAN/CSA S6-14). Results confirm that full composite action between the aluminium deck and the steel girders can be achieved. Moreover, by following the recommendations of this study, it is possible to eliminate the sliding that may occur during the thermal loading of the beam at the serviceability limit state (SLS). This study also offers a solution to prevent the failure of the bolted connections following the combination of thermal and mechanical loads.

Les planchers font partie des éléments indispensables dans la construction de bâtiments. L'utilisation de matériaux plus écoresponsables comme le bois ainsi que l'incorporation de mélanges de bétons verts innovants dans la construction de planchers composites permettraient non seulement d'obtenir des structures plus performantes, mais seraient également une façon simple pour le Canada de diminuer ses émissions de gaz à effet de serre. L'union du bois et du béton à l'aide de connecteurs aide à augmenter la résistance des planchers en utilisant le béton en compression et le bois en traction. Ces planchers composites permettent d'atteindre une grande portée tout en conservant une structure élancée. Ce mémoire se concentre sur l'amélioration des connecteurs d'entailles qui sont une solution simple et économique utilisée pour créer ce type de plancher. Ces connecteurs ont démontré qu'ils possèdent une grande rigidité initiale suivie d'une phase plastique très ductile. Plusieurs formes d'entailles ont été testées avec du bois lamellé-croisé (CLT) et différents types de béton. Une méthode d'optimisation de conception tenant compte des émissions de CO₂, de la hauteur totale, du coût ainsi que du poids du plancher composite a été développée. Ces essais en laboratoire ont démontré l'efficacité d'une forme de connecteur fermé éliminant l'utilisation de vis. Quant à la méthode d'optimisation, elle a permis de mettre en lumière les points forts et les points faibles des planchers composites et d'élaborer des pistes de solutions afin de les rendre plus compétitifs. Finalement, une analyse du cycle de vie préliminaire comparant les planchers composites, un plancher en béton armé et en CLT a été réalisée. Cette analyse a démontré l'avantage des planchers composites sur les constructions en béton et en bois uniquement. Cette étude a également permis de donner des pistes de solutions afin de diminuer les impacts environnementaux des différents types de planchers. / Floors are an essential part of building construction. The use of more sustainable materials such as timber and the incorporation of innovative green concrete mixes in composite flooring construction would not only result in better performing structures but would also be a simple way for Canada to reduce its greenhouse gas emissions. The combination of timber and concrete with connectors increase the strength of floors by using concrete in compression and timber in tension. These composite floors allow for longer spans while maintaining a slender structure. This thesis focuses on the improvement of notch connectors which are a simple and economical solution used to create this type of floor. These connectors have been shown to have a high initial stiffness followed by a very ductile phase. Several notch shapes were tested with cross-laminated timber and different types of concrete. A design optimisation method that considers CO₂ emissions, total height, cost, and weight of the composite floor was also developed. These experiments demonstrated the effectiveness of a closed shape connector that eliminates the use of screws. As for the optimisation method, it allowed us to highlight the strengths and weaknesses of composite floors and to develop solutions to make them more competitive. Finally, a preliminary life cycle analysis comparing composite floors, a reinforced concrete floor and a CLT floor was performed. This analysis demonstrated the advantage of composite floors over concrete and timber constructions only. This study also allowed us to identify possible solutions to reduce the environmental impacts of the different types of floors.

Ce travail a été effectué dans le cadre du projet Rem3D® dans lequel participent plusieurs entreprises avec l'objectif de développer un logiciel d'injection en 3D par éléments finis. L'objectif est de développer une méthode numérique pour modéliser le comportement viscoélastique des polymères de l'état solide à l'état liquide à travers une approche multiphasique qui est largement utilisé pour traiter le problème de l'interaction fluide-structure (IFS). La philosophie est d'utiliser une formulation mixte de trois champs (u, v, p) (déplacement, vitesse, pression), où u et v représentent les principales variables de déformation et de vitesse de déformation. Nous sommes amenés au problème de Navier-Stokes compressibles avec l'extra-contrainte, qui est résolu en utilisant la méthode des éléments finis mixte. Le présent travail contribue aussi certains éléments de stabilisation pour la simulation numérique des problèmes multiphasiques par l'approche monolithique.Comparaison entre la littérature et l'expérience est accompli par la validation du cas élastique et cas modèle viscoélastique de Kelvin-Voigt dans le lagrangien approche ainsi qu'eulérien approche. L'extension de la méthodologie au modèle visco-hyper-élastique est débuté par la modélisation et la validation au point matériel, puis l'implémentation dans la bibliothèque des éléments finis CimLib®. Enfin, un schéma stabilisation de résolution du type EVSS est adopté pour le modèle viscoélastique de Kelvin-Voigt, le modèle visco-hyper-élastique de Néo-Hookean, et aussi le modèle visco-hyper-élastique qui propose une prometteuse porte ouverte dans la simulation et modélisation, non seulement pour la viscoélasticité, mais aussi pour les applications dynamique complexes. / This work concerns the simulation of viscoelastic behavior of polymer at different states. Viscoelastic modeling of polymer was performed from the solid state to the liquid state via a multiphase approach which is largely used to deal with the fluid structure interaction. To ensure the appreciation of the FSI, viscoelasticity is considered in two parts: an elastic one and viscous other where the main idea is to use a mixed formulation in three fields (u, v, p) (displacement, velocity, pressure), with u and v, represented the primary variables of a strain and a strain rate formulation. We are led to the Navier-Stokes compressible problem with extra-stress, which is solved by using the Mixed Finite Element. The present work contributes some stabilization elements to the numerical simulation of multiphase problem by the monolithic approach.Comparison between the literature and experiments was performed through the validation of an elastic case and the viscoelastic Kelvin-Voigt model in the context of Lagrangian framework as well as Eulerian framework. The extension of the methodology to a visco-hyper-elastic is given through the modeling and validation on material point on the finite elements library CimLib®. Finally, a stabilization scheme of the EVSS type is adopted for viscoelastic Kelvin-Voigt model, hyper-elastic Neo-Hookean model, and also visco-hyper-elastic model which proposed an open door in computational modeling, not only with viscoelasticity but also complex dynamic application.

Dans la perspective de la réalisation de luminophores pour écrans cathodiques, une étude de la luminescence de l'europium dans des réseaux-hôtes soufres caracterisés par une large bande interdite a été réalisée. La première partie porte sur l'élaboration des sulfures MS et la détermination des facteurs influençant leurs rendements de photoluminescence et de cathodoluminescence. La seconde est consacrée a l'étude des systèmes MS-Al2S3 et MS-SiS2. De nouveaux thioaluminates ont ete isoles; les donnees cristallographiques sur les thiosilicates ont été complétées. La dernière partie rassemble les résultats d' une étude comparative de la luminescence de Eu2+ dans les thioaluminates, thiogallates et thiosilicates alcalino-terreux: distribution spectrale, rendements, extinction thermique...

En situation d'incendie, la dégradation des propriétés mécaniques des matériaux constitutifs d'une structure peut sensiblement en modifier le comportement global. Ainsi, lors d'essais au feu ou de sinistres réels, des flèches significatives sont observées sans ruine globale du plancher. Ceci traduit l'activation d'un mécanisme basé sur une borne supérieure de plasticité en grands déplacements et appelé effet membrane. Ainsi, malgré la perte des propriétés du béton, de l'acier d'armatures et de l'acier de construction des poutres connectées à une dalle en béton armé ou mixte acier-béton, la capacité portante de cette dalle se définit comme une fonction croissante de sa flèche. En pratique, le comportement complexe des planchers mixtes acier-béton peut être appréhendé par des modèles dits simplifiés ou avancés, suivant le niveau de précision souhaité. La méthode analytique FRACOF permet par exemple d'étudier un plancher global à température élevée, en se basant sur les modèles de comportement simplifiés des matériaux, acier et béton, définis dans les Eurocodes. Par cette méthode, la capacité portante d'une dalle peut alors être déterminée en tenant compte des profilés métalliques connectés à la dalle, et de l'activation d'un effet membrane en grands déplacements. Cette méthode analytique a été validée par une comparaison à des modèles éléments finis, ainsi qu'à des résultats d'essais au feu en grandeur nature. Elle est applicable à des profilés en acier laminé à chaud avec des portées pouvant atteindre 20 m. Or le franchissement de ces portées nécessite des sections de poutre à forte inertie, afin de limiter les flèches du plancher en service. Pour limiter la quantité d'acier que requerraient de telles poutres, le recours à des poutres cellulaires est une solution pratique et esthétique. Un modèle élément finis de poutres cellulaires en acier seul et mixtes est proposé dans le cadre de la thèse de doctorat. Le comportement thermo-mécanique des poutres cellulaires en acier seul est modélisé sous le code Cast3M. Les poutres mixtes sont modélisées en combinant un calcul de transfert thermique sous Cast3M et une analyse mécanique sous ANSYS. Les poutres en acier et la dalle en béton ou mixte sont représentées par des éléments de type coque. Les connecteurs sont représentés par des éléments de type poutre. Ce modèle tridimensionnel tient par ailleurs compte des non-linéarités matérielle et géométrique. Il est confronté à des résultats d'essais à températures normale et élevée. La validation du modèle est suivie d'une comparaison à une méthode analytique existante pour en vérifier la précision et le degré de conservatisme. Les poutres cellulaires sont ensuite étudiées en tant que partie intégrante de planchers mixtes acier-béton sous incendie. Un essai en grandeur nature sous feu réel met en évidence l'activation d'un effet membrane en présence de poutres cellulaires non-protégées, sans ruine du plancher. Les résultats de l'essai sont utilisés pour calibrer un modèle élément fini tridimensionnel. La calibration est effectuée en s'appuyant sur la distribution des températures dans les différents composants du plancher, la durée de résistance au feu, la forme des déformées et les modes de ruine. Ensuite, le modèle, qui peut reproduire le comportement thermo-mécanique d'un plancher mixte, est utilisé pour évaluer une proposition d'extension de la méthode FRACOF à des planchers mixtes comportant des poutres cellulaires.

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Les travaux présentés dans ce mémoire traitent des propriétés optiques non-linéaires des cristaux photoréfractifs d'oxyde de bismuth et de silicium (Bi12 Sio20)) et d'oxyde de bismuth et de germanium(Bi12 Geo20)) ainsi que de la réalisation d'une expérience d'interconnexion dynamique. Nous nous interessons en premier lieu, a la diffraction d'une onde plane par un réseau épais photo induit dans des milieux présentant simultanément de l'activité optique et de la birefringence linéaire tels que les cristaux de Bi12 Sio20. Grâce a cette étude nous déterminons les caractéristiques (amplitudes phases et polarisations) des ondes transmises et diffractées. Nous exposons ensuite une méthode entièrement optique de caractérisation de ces matériaux, ce qui nous a permis pour différents échantillons, de mesurer tous les paramètres physiques dont dépend l'effet photoréfractif: - la constante de temps de relaxation diélectrique - la longueur de diffusion des électrons dans la bande de conduction - la densité de centres accepteurs d'électrons. La mise en évidence de variations importances de ces paramètres avec les conditions de cristallogenèse ouvre la voie a une optimisation possible de ces matériaux. Enfin, dans une dernière partie, une application a la déflexion optique est présentée. Le faisceau a défléchir est incident sur un réseau dynamique induit par la figure d'interférence de deux ondes planes dans un cristal photoréfractif épais. Les modifications simultanées, du pas du réseau d'une part, et de l'orientation de ses strates d'autre part, permettent d'adresser le faisceau tout en conservant une efficacité de diffraction maximale