Dans la première partie de ce travail on présente des méthodes numériques pour résoudre l'équation de convection-diffusion et on propose une méthode qui ramène le problème à une formulation symétrique qui permet de traiter les cas de faible viscosité. Les problèmes unidimensionnel, bidimensionnel stationnaires et unidimensionnel non stationnaire sont abordes. La deuxième partie est consacrée à la résolution d'un modèle test de circulation océanique aux latitudes moyennes dont le mouvement est du au vent. On introduit une condition d'adhérence aux parois est et ouest qui représentent les cotes terrestres. On utilise une méthode d'éléments finis qui permet de résoudre le modèle comme une "cascade" des problèmes très simples. On compare avec des méthodes de différences finies du point de vue de la précision, du cout de calcul et de l'applicabilité.

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Dans cette these, nous etudions les schemas boite. Ils ont ete introduits par H.B. Keller en 1971. Dans un premier temps, on s'est interesse a des problemes elliptiques de type Poisson. Plusieurs schemas boite pour des domaines de $\mathbb(R)^2$ mailles par des triangles ou des rectangles ont ete introduits. Dans ce cas, la discretisation s'effectue sur la forme mixte du probleme en prenant la moyenne des deux equations (conservation et flux) sur les cellules du maillage. La methode peut etre qualifiee de ``methode volumes finis mixte de type Petrov-Galerkin ``. Une des difficultes du design de cette famille de schemas reside dans le choix des differents espaces de fonctions (approximation et test) qui doivent satisfaire des conditions de compatibilite de type Babuska-Brezzi. En revanche, cette methode de discretisation ne necessite qu'un seul maillage (le maillage du domaine). De plus, on montre dans la plupart des cas que le schema obtenu est equivalent a un probleme découplé : la résolution d'un probleme variationnel pour l'inconnue principale et une formule locale pour le gradient (le flux). Cette formulation facilite le calcul des inconnues discretes. Des resultats de stabilite et les calculs d'erreurs reposant sur la theorie des elements finis ont ete etablis. Une etude numérique valide ces resultats pour quelques cas tests. Dans le cadre du Groupement de Recherche MoMaS pour le stockage des dechets nucleaires dans la Meuse, j'ai ensuite etudie des problemes de convection-diffusion instationnaires. Un schéma boite permettant d'approcher ces equations dans le cas monodimensionnel a ete introduit. Des coefficients de decentrement propres a chaque maille permettent de controler le schema (precision, stabilite). Afin de generaliser rapidement ce schema au cas bidimensionnel, je me suis concentree sur une extension du schema boite monodimensionnel par la methode ADI (Alternating Direction Implicit).

La pile à combustible H+-SOFC (Protonic Conducting Solid Oxide Fuel Cell) basée surl'utilisation d'un électrolyte conducteur protonique peut représenter une alternative intéressanteà la pile SOFC qui présente actuellement le meilleur rendement. Cependant, la surtension à lacathode reste élevée et ce travail est dédié à la compréhension du mécanisme de réductionl'oxygène à cette électrode.Différents matériaux conducteurs mixtes O2- / e- de structures dérivées de la perovskite ABO3,tels que les doubles perovskites LnBaM2O5+d (Ln = Pr, Nd et Gd et M = Co et Fe) ainsi que lesphases de Ruddlesden-Popper A2MO4+d (Ln = Pr et Sr et M = Ni), ont été étudiés. Leur niveaude conductivité électronique ainsi que leur non-stoechiométrie en oxygène ont d'abord étédéterminées. Puis, à l'aide de la détermination des coefficients de diffusion de l'oxygène par laméthode de relaxation de conductivité électrique, leur conductivité ionique O2- a été estimée.Une étude électrochimique et plus spécialement la détermination des étapes limitant la réactionde réduction de l'oxygène à la cathode de pile H+-SOFC a ensuite permis de démontrer le rôledu proton dans le mécanisme de réaction pour les matériaux présentant les meilleuresperformances électrochimiques.Enfin, dans le cadre d'un projet ANR HPAC 2009 " CONDOR ", des mono-cellules de piles H+-SOFC ont été mises en forme et des densités de puissance proche de 180 mW/cm² à 0.6 V à600°C ont été obtenues.

Nous nous intéressons à la modélisation de la propagation d'ondes dans le sous sol. Nous présentons deux modèles de propagation : (i) une généralisation du modèle de Zener pour les milieux viscoélastiques, (ii) le modèle de Biot pour les milieux poroélastiques. Nous menons une analyse mathématique complète de ces modèles : résultat d'existence, d'unicité et de décroissance de l'énergie. Pour la résolution numérique nous construisons une méthode spécifique à chaque modèle, basée sur des approches variationnelles, une approximation par éléments finis mixtes en espace et différences finies en temps. Nous montrons pour chaque schéma, un résultat de décroissance d'énergie discrète qui conduit à une condition suffisante de stabilité. Pour simuler la propagation d'ondes dans les milieux ouverts, nous adaptons la technique de couches absorbantes parfaitement adaptées aux ondes viscoélastiques et poroélastiques. Enfin, nous présentons des validations numériques des méthodes développées.

Le problème abordé dans cette thèse concerne le test de cartes mixtes en maintenance. Dans le domaine du test matériel, de nombreuses méthodes et outils de test existent, ciblant principalement le test de circuits en phase de conception et de production. Peu d'intérêt a été porté jusqu'à présent au test de cartes mixtes en phase de maintenance. Pourtant, certains systèmes comme par exemple les systèmes militaires doivent rester opérationnels pendant plusieurs décennies. Il est alors important de s'assurer que les fonctionnalités des cartes électroniques composant ces systèmes ne se dégradent pas au cours du temps. D'autre part, lorsqu'une carte est en panne, une aide au diagnostic s'avère précieuse lorsqu'il faut réparer. Nous proposons une méthodologie de test fonctionnel adaptée au contexte de la maintenance. Cette méthodologie permet une modélisation fonctionnelle uniforme des composants analogiques, numériques et mixtes de la carte à tester et est flexible vis-à-vis de la quantité d'informations disponibles sur la carte. La génération des données de test est pilotée par des stratégies de test globales (bien adaptées à la maintenance préventive) ou locales (plus appropriées dans le cas de la maintenance corrective). L'expertise et les pratiques industrielles des ingénieurs de test en maintenance, qui sont indispensables, sont prises en compte par la méthodologie sous la forme de modèles de test et de tactiques de test qui précisent le processus de génération des données de test. La méthodologie proposée est implantée dans un outil prototype en utilisant la programmation logique par contraintes, et son application sur quelques exemples de cartes mixtes est discutée.

Dans le cadre du programme GenIV, les propriétés physico-chimiques d'intérêts des combustibles envisagés, telles que la durabilité chimique, doivent être évaluées. Ainsi, une étude préliminaire a été entreprise sur les composés modèles MIV1-xLnIIIxO2 (M=Ce,Th) preparés à partir de précurseurs oxalate. La structure fluorine caractéristique des oxydes CeO2 et ThO2 demeure stable jusqu'à x ≈ 0,4, la substitution d'ions MIV par LnIII étant accompagnée par la formation de lacunes en oxygène. Pour des valeurs de x plus importantes, une surstructure cubique est formée suite à l'ordonnancement des lacunes en oxygène. Par la suite, les tests de dissolution réalisés en milieu acide ont montré que la vitesse de dissolution normalisée dépend très fortement de la fraction en élément lanthanide incorporé. A l'opposé, la nature des éléments MIV et LnIII constitutifs du solide ne semble que peu modifier la vitesse de dissolution normalisée. Par ailleurs, les effets de paramètres plus " conventionnels " tels que la température ou la concentration en acide ont également été évalués, et ont permis de conclure à une dissolution contrôlée par des réactions de surface. Parallèlement à cette étude, l'évolution microstructurale de composés pulvérulents et frittés a montré d'importantes modifications de la surface réactive durant la dissolution. A partir des observations par MEBE, les joints de grains et les défauts cristallins sont apparus comme des zones préférentielles de dissolution. Par ailleurs, la formation de phases gélatineuses à la surface des solides, agissant comme une barrière de diffusion et ralentissant ainsi la dissolution du matériau a été démontrée.

A natural Maghnia clay was pillared by Al13 and impregnated by 3-10 wt.% Me (Me = Rh, Ni, Pd, Ce) to be used as catalysts in the reforming of methane with carbon dioxide to synthesis gas. The structural and textural properties of materials calcined at 450°C were determined by several techniques (XRD, FT-IR, 27Al magic angle spinning (MAS) NMR, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), BET, thermogravimetric analysis (TGA)- DSC, H2-temperature programmed reduction (TPR) and NH3-TPR). Although impurities are present in the Al-pillared layered clay (PILC) support, most properties are close to those of pure Al-pillared Na-montmorillonite. Impregnation and calcination leads to the plugging of most micropores by clusters or microparticles of oxides. The NMR resonances of AlVI and AlIV specie are not modified after impregnation, and AlVI/AlIV ratio only varies on loading when compared to Al-PILC. Catalytic experiments show that the most active catalyst is 3%Rh/Al-PILC on which 88 mol.% of methane is converted at 650°C with a minimum amount of carbon deposit. The conversions decrease along the 3% Rh-10% Ni > 3%Pd > 3% Ni > 3% Ce series. The H2/CO ratio amounts to 1.1 with Rh and to 0.85 with Pd which are metallic at the temperature of reaction, but it has a lower value with Ni and Ce due to the RWGS reaction known to proceed in the presence of oxides.

Ce travail se place dans le contexte de la conception, la modélisation et la simulation de systèmes hétérogènes contenant a la fois des capteurs, des composants analogiques, des composants numériques et des circuits RF.La seule manière de simuler un système avec une telle complexité avec un temps de simulation raisonnable est de faire une modélisation haut niveau.Cependant, pour que ce modèle haut niveau soit fiable, les modèles des blocs analogiques et RF doivent contenir une description précise des leurs imperfections.Dans ce travail nous proposons une méthode systématique pour la caractérisation et le raffinement des modèles des blocs analogiques et RF.Cette méthode est réalisée dans un environnement C++ base sur: - l'outil de simulation haut niveau SystemC-AMS- l'outil de résolution d'expression symbolique GiNaC- l'outil de synthèse de circuits intégrés analogique CAIRO+/CHAMSPour illustrer la validité de la méthode proposée, nous présenterons le modèle d'un nœud d'un réseau de capteurs sans fil avec une caractérisation automatique de certains blocs analogiques et RF.Les points suivant résument les contributions apportées pour ce travail.- La première implémentation d'un modèle analogique numérique mixte complexe avec le langage SystemC AMS: un nœud de réseau de capteurs sans fil.- L'introduction du raffinement pour une approche générique des modèles au niveau système.- Un outil d'évaluation précise des performances linéaires et non-linéaires des circuit analogiques pour le raffinement des modèles niveau système et l'optimisation de la conception niveau circuit.- Une méthodologie de conception niveau circuit basée sur des outils de dimensionnement et d'évaluation des performances avec précision.- Un environnement de conception multi-niveaux unifiée appliqué aux systèmes mixtes avec une très forte interaction entre la simulation niveau système et la conception optimisée niveau circuit.

L'objectif de ce travail concerne l'étude de deux classes de catalyseurs, les oxydes mixtes (CuO/Al2O3, CuAl2O4, CuO-CuCr2O4, CuO-ZnO-Al2O3 dopés ou non par Ag et Mn) et les métaux nobles supportés (Pd/Al2O3 et Pt/Al2O3, Pd-Pt/Al2O3 dopés ou non par B) utilisés dans deux réactions différentes: la réaction d'oxydation à basse température de l'ammoniac en azote et la combustion catalytique à haute température du méthane pour la production d'énergie. Le biogaz, énergie renouvelable, est constitué majoritairement de méthane et de dioxyde de carbone. Il contient, entre autres, des traces d'ammoniac (NH3 < 1000 ppm) qu'il convient d'éliminer avant d'envisager son utilisation comme vecteur d'énergie. Nous avons synthétisé des systèmes catalytiques à base d'oxydes de cuivre par différentes méthodes. Ces catalyseurs existent sous différentes formes dont l'obtention dépend du mode de synthèse utilisé, de la teneur en cuivre et de la température de calcination. Ils présentent des propriétés physico-chimiques différentes ce qui affecte à la fois leur activité en oxydation de l'ammoniac et leur sélectivité en azote.Des catalyseurs mono et bimétalliques à base de palladium et de platine ont été déposés sur -Al2O3 puis stabilisés par un traitement à haute température en présence de vapeur d'eau. Ils ont été ensuite utilisés en combustion de CH4 (200-800°C).L'activité des catalyseurs utilisés en oxydation de NH3 ou en combustion de CH4 est affectée par l'empoisonnement par H2S. Toutefois l'importance de la désactivation de ces catalyseurs est fonction de la méthode de synthèse utilisée.