En vue du développement des piles à combustible à électrolyte oxyde solide (SOFC), l'une des priorités actuelles est d'abaisser leur température de fonctionnement de 900 - 1000ʿC jusqu'à 650 - 700ʿC. Néanmoins, à ces températures, des problèmes surgissent et notamment l'accroissement des chutes ohmiques et surtensions au niveau des divers composants. Concernant la cathode, il semble indispensable d'améliorer sinon de trouver de nouveaux matériaux permettant une meilleure cinétique de réduction de l'oxygène à plus basse température. Dans ce contexte, une nouvelle famille de composés conducteurs mixtes (c'est-à-dire à la fois conducteurs électroniques et ioniques) a été recherchée et étudiée. Ceux-ci, formulés A2MO4+d (A = La, Pr, Nd, Ca et M = Ni, Cu), sont sur-stœchiométriques en oxygène. Après avoir été préparés et caractérisés d'un point de vue cristallographique et physico-chimique, leurs propriétés de transport et leurs propriétés électrocatalytiques ont été déterminées. Des mesures de résistance de polarisation ont été réalisées sur des demi-piles symétriques par impédance complexe (afin de se rapprocher de l'application), et la réactivité des matériaux avec les électrolytes classiques a été étudiée. L'ensemble des résultats obtenus a montré que cette famille de matériaux est prometteuse pour l'application cathode de pile à combustible SOFC.

On s'intéresse plus particulièrement à la modélisation du comportement d'un matériau hétérogène méso-fissuré (béton, roche,...), soumis à une sollicitation thermo-hydro-mécanique avec prise en compte du couplage géométrique. Pour conduire cette étude, on s'appuie notamment sur les approches micro-mécaniques du comportement des milieux méso-fissurés non saturés développées depuis quelques années au Laboratoire des Matériaux et des Structures du Génie Civil - Ur Navier - Université Paris Est. Le milieu fissuré non saturé traité ici est constitué d'une matrice solide homogène élastique linéaire et de fissures connectées saturées par deux fluides immiscibles : un liquide et un gaz séparés par une surface capillaire. La fissure est traditionnellement considérée comme une cavité ellipsoïdale (cas 3D) ou elliptique (cas 2D) dont le rapport d'aspect tend vers zéro. Deux morphologies typiques de matériau sont considérés dans ce travail : la situation où les fissures sont toutes orientées dans la même direction et la situation où les fissures possèdent des orientations aléatoires. Dans une première étape, on rappelle brièvement les résultats disponibles concernant la modélisation des fissures non saturées par des cavités ellipsoïdales aplaties. A la fin de cette première partie, on complète les résultats déjà disponibles en étudiant l'influence de l'histoire de chargement sur la réponse de matériau. Dans une deuxième étape, on s'attache à valider une partie des résultats obtenus en utilisant une description des efforts capillaires dans les fissures par une précontrainte homogène en seréférant aux solutions analytiques exactes disponibles dans la littérature permettant de décrire le comportement d'une fissure isolée au sein d'une matrice élastique. Dans une troisième étape, on s'intéresse aux phénomènes de propagation des fissures en condition non saturée. Les lois de propagation sous critique et le phénomène de branchement des fissures sont également prises en compte dans cette approche. La dernière partie de la thèse concerne l'influence de la température sur le comportement des milieux poreux non saturés

Des méthodes de dimensionnement parasismique récentes reposent sur la prédiction de quantités locales dans les analyses sismiques non-linéaires. Dans ce contexte la modélisation de l'amortissement avec un modèle visqueux est un point faible. Cette thèse porte sur le développement d'une représentation physique des sources d'amortissement matérielles dans les éléments structuraux des portiques en béton armé (BA). Nous avons formulé et implanté dans un code de calculs par éléments finis (EF) un nouvel élément de poutre multifibre basé sur une cinématique de Euler-Bernoulli enrichie par des sauts de déplacement, et une nouvelle loi de béton robuste capable de représenter les principales sources de dissipation matérielles. Le modèle de matériau a été développé dans le cadre donné par la thermodynamique avec variables internes et une méthode des EF mixte a été retenue pour l'implantation numérique. Les simulations numériques faites avec cet élément multifibre montrent que des sources de dissipation autres que matérielles devraient être ajoutées dans les modèles et que ce nouvel élément est capable de simuler l'évolution non-linéaire d'un portique en BA en un temps de calcul satisfaisant.

Les calculs de réactivité constituent une brique fondamentale dans la simulation des coeurs des réacteurs nucléaires. Ceux-ci conduisent à la résolution de problèmes aux valeurs propres généralisées via l'algorithme de la puissance inverse. A chaque itération, on est amené à résoudre un système linéaire de manière approchée via un algorithme d'itérations imbriquées. Il est difficile de traiter les modélisations très fines avec le solveur développé à EDF, au sein de la plate-forme Cocagne, en raison de la consommation mémoire et du temps de calcul. Au cours de cette thèse, on étudie une méthode de décomposition de domaine de type Schur dual. Plusieurs placements de l'algorithme de décomposition de domaine au sein du système d'itérations imbriquées sont envisageables. Deux d'entre eux ont été implémentés et les résultats analysés. Le deuxième placement, utilisant les spécificités des éléments finis de Raviart-Thomas et de l'algorithme des directions alternées, conduit à des résultats très encourageants. Ces résultats permettent d'envisager l'industrialisation de la méthodologie associée.

The present thesis is dedicated to the study of the behaviour of steel and composite steel-concrete building frames with a particular attention paid to the beam-to-column joint behaviour. Two main topics are investigated herein: the behaviour of sway building frames subjected to conventional loadings and the development of the membrane forces in structural beams further to the loss of a column. Regarding the first topic, the main objective is to propose a simplified analytical method to predict the ultimate load factor of composite sway building frames, a case not yet covered by the actual codes and standards. To achieve this goal, the behaviour of composite joints subjected to bending moments is first studied through experimental and analytical investigations; indeed, the joints are key elements influencing the response of sway frames. Through these investigations, a new collapse mode is identified for single-sided composite joints subjected to hogging moments and an analytical method is proposed and validated to introduce this new collapse mode in the joint design. In addition, an analytical method is also proposed and validated to predict the response of composite joints subjected to sagging moment, a situation which can occur in composite sway frames subjected to horizontal loads but not yet covered by the actual codes. Afterwards, the numerical tool used to predict the response of composite sway frames is validated through a benchmark study and through comparisons with experimental test results coming from two tests performed in European laboratories. With the so-validated software, the behaviour of actual sway building frames (i.e. frames extracted from existing buildings) is investigated, highlighting their particularities. The applicability to composite sway frames of two simplified analytical method initially developed for steel sway frames (an elastic one called the amplified sway moment method and a plastic one called the Merchant-Rankine approach) is then studied. From these investigations, it is demonstrated that the elastic method can be applied with good confidence to composite sway frames while the plastic one illustrates the same problems of accuracy already observed in previous studies on steel sway frames; in particular, the plastic method may prove to be very unsafe if the collapse mode associated to the ultimate limit state is a panel plastic mechanism. Finally, according to these results, a simplified analytical method is developed for the prediction of the ultimate load factor of steel and composite sway frames. The proposed method is founded on the Ayrton-Perry formulation and is validated through comparison to results obtained with full non-linear numerical analyses performed on more than 300 steel and composite frames. The so-validated method is easy to apply and permits to predict with a very good accuracy the ultimate load factor of a sway frame and the collapse mode appearing at the ultimate limit state. Founded on the knowledge gained from the previous topic on the structural behaviour of steel and composite structures, the behaviour of such structures subjected to an exceptional event is investigated within the second topic. The main objective is to propose a simplified analytical procedure to predict the development of the membrane forces within a structure further to the loss of a column and their effects on the structural response. In a first step, a general procedure allowing the prediction of the response of a structure further to the loss of a column is first defined, with a particular attention paid to the influence of the development of the catenary action on this response. Then, an experimental test performed at Liège University and simulating the loss of a column in a composite frame is described. The objective of this test is to observe the development of the catenary action within the tested structure and its effect on the joint behaviour. The described test constitutes a European first in this domain. Also, as for the previous topic, the behaviour of joints is investigated in details. Here, the particularity is the fact that the joints are subjected to combined bending moments and axial loads when the membrane effects developed in the structure. In a previous PhD thesis presented at Liège University, an analytical procedure founded on the component method was developed to predict the response of steel joints subjected to such loading. Within the present thesis, this method is extended to composite joints and validated through comparisons to experimental tests. Afterwards, the numerical tool used for the numerical investigations is validated through a benchmark study and through comparisons with the results of the experimental test performed at Liège University. In particular, the difficulty of simulating the actual behaviour of beam-to-column joints subjected to combined bending moments and axial loads is illustrated. With the so-validated software, a simplified substructure modelling, on which the developed analytical method is founded, is then validated. In addition, parametric numerical studies are performed on the substructure modelling in order to identify the parameters to be considered within the developed method. Finally, the developed simplified analytical method is described and validated through comparisons between the experimental results and the analytical prediction. With this easy-to-apply method, a very good accuracy is achieved; in particular, it is possible to predict the requested deformation capacity in the structural elements where plastic hinges are developed and the membrane forces which have to be supported by the structure./ La présente thèse est dédiée à létude du comportement des portiques de bâtiments en acier et mixte acier-béton avec une attention particulière portée sur le comportement des assemblages poutre-colonne. Deux sujets principaux sont abordés : létude du comportement des portiques à nuds transversalement déplaçables soumis à un chargement classique et létude du développement des efforts membranaires dans les poutres dun portique suite à la perte dune colonne. Concernant le premier sujet, lobjectif principal est de proposer une méthode analytique simplifiée permettant de prédire le multiplicateur de charge ultime de portiques mixtes à nuds transversalement déplaçables, cas non encore couvert par les codes actuels. Pour atteindre cet objectif, le comportement des assemblages mixtes soumis à des moments de flexion est étudié dans un premier temps aux travers détudes expérimentales et analytiques, les assemblages étant des éléments clés dans létude du comportement des portiques à nuds transversalement déplaçables. Via ces études, un nouveau mode de ruine est mis en évidence pour les assemblages mixtes externes et une méthode analytique est proposée et validée pour la prise en compte de ce nouveau mode de ruine dans le dimensionnement de ces assemblages. De plus, une méthode analytique est également proposée et validée pour prédire la réponse des assemblages mixtes soumis à moment positif, situation pouvant apparaître dans les portiques mixtes à nuds transversalement déplaçables soumis à un chargement horizontal mais non encore couverte par les codes actuels. Ensuite, loutil numérique utilisé pour prédire la réponse des portiques est validé par une étude comparative réalisée avec différents logiciels et par une comparaison à des résultats expérimentaux provenant de deux essais réalisés dans des laboratoires européens. Avec cet outil ainsi validé, le comportement de portiques mixtes réels (cest-à-dire extraits de bâtiments existants) est étudié en mettant en évidence leurs particularités. Lapplicabilité à des structures mixtes de deux méthodes simplifiées initialement développées pour des portiques en acier à nuds transversalement déplaçables (une élastique intitulée amplified sway moment method et une plastique intitulée approche de Merchant-Rankine) est alors étudiée. Suite à cette étude, il est démontré que la méthode élastique peut être assurément appliquée aux portiques mixtes tandis que la méthode plastique démontre les mêmes problèmes de précision que ceux déjà observés dans des études précédentes réalisées sur des portiques en acier ; en particulier, la méthode peut se révéler être très insécuritaire si le mécanisme de ruine associé à létat limite ultime est un mécanisme plastique de panneau. Finalement, suite à cette dernière observation, une méthode analytique simplifiée est développée pour la prédiction du multiplicateur de charge ultime de portiques mixtes et en acier à nuds transversalement déplaçables. La méthode proposée est fondée sur la formulation dAyrton-Perry et est validée par des comparaisons à des résultats obtenus via des analyses non-linéaires réalisées sur plus de 300 portiques en acier et mixtes. La méthode ainsi validée est facile à utiliser et permet dobtenir le multiplicateur de ruine dun portique avec une très bonne précision ainsi que le mode de ruine apparaissant à létat limite ultime. Suite à lexpérience acquise sur le comportement des structures en acier et mixtes soumises à un chargement « classique », le comportement de celles-ci soumises à une action exceptionnelle a alors été étudié. Lobjectif principal est la proposition dune méthode analytique simplifiée permettant de prédire le développement des forces membranaires dans une structure suite à la perte dune colonne et leurs effets sur la réponse structurale. Dans un premier temps, une procédure générale permettant de prédire la réponse dune structure lors de la perte dune colonne est définie, mettant en évidence linfluence du développement des efforts membranaire sur cette réponse. Un essai expérimental réalisé à lUniversité de Liège et simulant la perte dune colonne dans un portique mixte est ensuite présenté. Lobjectif de cet essai est dobserver le développement des efforts membranaires dans la structure testée et leurs effets sur le comportement des assemblages. Lessai présenté constitue une première européenne dans ce domaine. Comme pour le sujet précédent, le comportement des assemblages est aussi étudié en détail. Ici, la particularité est le fait que les assemblages sont soumis à la fois à des moments de flexion et à des efforts axiaux lorsque les effets membranaires se développent dans la structure. Dans une thèse de doctorat précédente présentée à lUniversité de Liège, une procédure analytique fondée sur la méthode des composantes a été développée pour prédire la réponse dassemblages en acier soumis à un tel chargement. Dans la présente thèse, cette méthode est étendue au cas des assemblages mixtes et validées via des comparaisons à des résultats expérimentaux. Ensuite, loutil numérique utilisé est validé par une étude comparative réalisée avec différents logiciels et par des comparaisons aux résultats de lessai réalisé à lUniversité de Liège. En particulier, la difficulté de simuler le comportement réel dassemblages soumis à une action combinée defforts de flexion et defforts axiaux est illustrée. Avec le logiciel ainsi validé, un modèle simplifié de sous-structure permettant de développer la méthode analytique simplifiée est défini et validé via des études numériques. De plus, des études paramétriques sont réalisées sur ce modèle afin didentifier les paramètres à prendre en compte dans la méthode développée. Finalement, la méthode simplifiée développée est décrite et validée via des comparaisons entre les résultats expérimentaux et les prédictions analytiques. Avec cette méthode facile à utiliser, une très bonne précision est obtenue ; en particulier, il est possible de prédire la demande en terme de capacité de déformation au niveau des éléments structuraux où se forment des rotules plastiques et de déterminer les efforts membranaires devant être supportés par la structure.

This thesis presents a hybrid decision aid approach for supply networks redesign and planning int the context of multi-site enterprises. This approach is iterative and integrates a mixed integer programming model and a simulation model being at different decisional levels : the mathematical model is a strategic/tactical model and the simulation model is a tactical/operational model. These two models are based on the same modelling of the supply network. First, we describe the elements constituting the decision aid approach. We present two generic mixed integer programming models, multi-product, multi-echelon and multi-period, which search to maximize the profit of the multi-site enterprise. We propose a heuristic approach to solve one of these programs. We describe the developed simulation model. It reproduces the behaviour of the whole supply chain and takes into account the management policies. then, we present the adopted integration methodology. For a problem based on industrial cases, we show that the two models have their role in the decision aid approach and that they contribute both in the search of a good quality network design.

La thèse comprend 8 chapitres, 3 annexes, 191 figures, 43 tableaux, 13 photos et 181 références bibliographiques. Le corps du texte totalise 135 pages et les annexes 120 pages. Le chapitre 1 constitue lintroduction dans laquelle le contexte et les objectifs de la recherche sont définis. Le chapitre 2 présente létat de la question concernant les colonnes faites de tubes en acier remplis de béton (CFSHS columns - concrete filled steel hollow section columns). Leur comportement à température ordinaire et sous conditions dincendie est analysé ainsi que les paramètres significatifs qui guident leur comportement. Les propriétés du béton auto-plaçant sont aussi examinées dans ce chapitre. Le chapitre 3 est consacré à la présentation du code de calcul SAFIR développé à lUniversité de Liège pour la simulation du comportement structural à température ordinaire et sous conditions dincendie. Le logiciel a été utilisé pour simuler des résultats dessais expérimentaux présentés dans la littérature, et quelques calibrations sont proposées. En utilisant le modèle décrit au chapitre 3, la charge ultime à température ordinaire des colonnes CFSHS est calculée en considérant différents paramètres. On considère essentiellement des tubes de petites dimensions avec un pourcentage élevé darmatures ou contenant un autre profilé métallique. Ce type délément nest pas couvert par les Eurocodes. Des simulations ont été réalisées en vue dexaminer si les méthodes classiques de lEurocode 4 (EN1994-1-1) sont applicables à ce type de section et de voir quelle courbe de flambement est la plus appropriée. Le chapitre 5 décrit la recherche expérimentale réalisée à lUniversité de Liège relative au comportement au feu des colonnes CFSHS. Les essais expérimentaux ont été simulés par SAFIR, tant en ce qui concerne la répartition de la température à lintérieur des éléments que le comportement structural. Un des objectifs de ces calculs était de vérifier si les propriétés thermiques et mécaniques du béton auto-plaçant sont proches de celles du béton ordinaire. En vue de fournir aux bureaux détudes des outils pratiques de dimensionnement, une formule permettant dévaluer la résistance au feu des colonnes CFSHS est proposée dans le chapitre 6. Le domaine dapplicabilité a été étendu par rapport aux études précédentes. Une formule pour colonnes courtes de section carrée a dabord été établie sur base de simulations effectuées à laide de SAFIR en considérant linfluence des paramètres principaux. On examine ensuite si cette formule est aussi applicable à dautres types de profilés. La formule a été étendue en cas des colonnes élancées et à celui des colonnes chargées excentriquement. Létude expérimentale du chapitre 5 est limitée à des sections dassez petites dimensions (< 300 mm), essentiellement pour des problèmes de capacité de mise en charge des laboratoires. En vue de recueillir des informations pratiques pour des profilés de plus grandes dimensions pour lesquels on peut atteindre des résistances au feu de 2 heures et plus, des simulations numériques additionnelles sont présentées dans le chapitre 7, avec des résultats utilisables en bureau détudes. Le chapitre 8 donne les conclusions de létude et présente des suggestions pour des recherches futures.

Alors que la majorité des oxydes d'éléments de transition a valence entière sont isolants, la formation de valences mixtes entraine souvent l'apparition d'une conductivité électrique notable avec quelquefois un état supraconducteur a basse température. le rôle de paramètres physico-phonon est examiné au moyen de quelques exemples inédits. Ainsi la premiére partie est-elle consacrée au système CR1-XNBXWO4 de structure dérivée du rutile , la deuxième au système SR2-XNACUO ( incluantune discussion sur la cristallochimie du cuivre III) et la troisiéme aux oxydes de type delafossite AGNII1-XCOXO2 qui présentent une transition semi-metal-semiconducteur.

ETUDE DU COMPORTEMENT D'UNE STRUCTURE MULTICOUCHES EN PETITES PERTURBATIONS, ICI LA POUTRE MULTICOUCHES : IL S'AGIT D'EN PROPOSER LA CONSTRUCTION D'UN MODELE SIMPLIFIE REPOSANT SUR UNE METHODE SYSTEMATIQUE, ET DE PROFITER DES HYPOTHESES SIMPLIFICATRICES REALISEES POUR FORCER LE MODELE A RESTITUER DES INFORMATIONS SUR LES PHENOMENES D'INTERFACES - DANS LA 1ERE PARTIE, LE 1ER CHAPITRE EXPOSE LE POINT DE DEPART, LA MODELISATION MULTIPARTICULAIRE - LE 2D PRESENTE 2 PRINCIPES VARIATIONNELS MIXTES UTILISANT CHACUN UN JEU PROPRE DE VARIABLES INDEPENDANTES DUALES CONTRAINTES-DEFORMATIONS - LE 3EME PRESENTE UNE ETUDE LAGRANGIENNE DE POUTRES DANS LAQUELLE DES CONCEPTS D'EFFORTS GENERALISES CLASSIQUEMENT DEFINIS EN RESISTANCE DES MATERIAUX SONT REECRITS DANS LE CAS DES GRANDES TRANSFORMATIONS SUR LA CONFIGURATION DE REFERENCE - LA 2DE PARTIE EST CONSACREE A LA CONSTRUCTION DU MODELE : PRESENTATION DES HYPOTHESES, EN PARTICULIER DU CHOIX DU PRINCIPE VARIATIONNEL MIXTE QUI SERA UTILISE AINSI QUE DE LA NATURE DES APPROXIMATIONS QUI SERONT INTRODUITES DANS CE PRINCIPE.

L'un des luminophores utilisés dans les lampes trichromatiques est un phosphate mixte de lanthane-cérium-terbium La_1-x-yCe_xTb_yPO₄. Ses propriétés optiques et morphologiques doivent être adaptées à son utilisation. Ce travail concerne l'étude et l'optimisation de ces propriétés. Comme le luminophore est obtenu par calcination d'un précurseur, il apparaît que cette étape a une influence sur son rendement quantique, c'est à dire sur son efficacité. C'est la nature de l'atmosphère de calcination qui est déterminante. La morphologie finale du luminophore peut être contrôlée par l'ajout, avant l'étape de calcination, d'un composé au précurseur. La nature de ce composé dépend des impuretés présentes dans le précurseur et provenant de la synthèse de celui-ci.