Les mécanismes de dégradation des composites stratifiés sont aujourd'hui très bien connus mais la simulation jusqu'à rupture reste un challenge majeur. Un nouveau modèle de calcul microscopique hybride a récemment été proposé et permet de prendre en compte tous les modes de dégradations des stratifiés. Le modèle microscopique est hybride et couple à la fois des mécanismes discrets et continus. Celui-ci s'appuie sur l'introduction de surfaces de rupture minimales conférant ainsi au modèle un aspect discret. Un milieu continu endommageable est introduit pour modéliser les dégradations continues à l'échelle du pli. Très simple d'interprétation et reposant sur peu de quantités matériaux à identifier, le modèle n'est viable que s'il est associé à des moyens de calcul performants. Une stratégie multiéchelle avec homogénéisation en espace développée depuis plusieurs années est ici étendue pour traiter des problèmes complexes tridimensionnels et incluant de nombreuses surfaces de contact. Des développements spécifiques associés à la réduction du coût de calcul (taille du problème à résoudre et temps de résolution) ont été menés sur des exemples simples bidimensionnels. Le calcul du critère permettant la propagation des fissures a nécessité également des simplifications importantes. Ces différents points ont été mis en œuvre dans un code de calcul complet écrit en langage C++ dans la plateforme du LMT permettant de traiter des problèmes complexes non-linéaires bidimensionnels ou tridimensionnels et pouvant inclure les effets de l'environnement. Des exemples simples sont réalisés et permettent de simuler des scénarios de dégradation complexes.

Les travaux présentés dans cette thèse visent à proposer des méthodes de routage d’une population de masse à travers un réseau perturbé dont les données varient dans le temps pour l’aide à la conception de plan d’évacuation. Ce problème s’illustre parfaitement en cas de catastrophe d’origine humaine ou naturelle où les populations (potentiellement) impactées par ces sinistres doivent quitter leur lieux de vie pour une période pouvant aller d’un à plusieurs jours. Dans la littérature, ces routages de masse sont souvent modélisés comme des problèmes de flots dynamiques dont l’objectif est de minimiser la durée globale du transfert des individus depuis un certain nombre de points de départs dangereux vers des points d’arrivé sûrs. Toutefois, peu de travaux prennent en compte la notion de sécurité durant ce routage et encore moins le déploiement d’agents (policiers, sapeur-pompiers, ambulanciers,...) pouvant sécuriser et/ou faciliter le déplacement des personnes. / The work presented in this thesis aims to propose methods for routing a mass population through a disturbed network whose data vary over time. This problem can be illustrated by disasters due to humans or natural events where people (potentially) affected have to leave their living places for a period of one to several days. In the literature, mass routing are often modeled as dynamic flow problems whose objective is to minimize the overall duration of the evacuation process from a set of gathering points towards another set of shelter locations. However few papers take into account the concept of safety during this routing nor deploying task forces that can secure or facilitate this process. In this context, the safety security can be seen as a danger affecting the quality of life of people we organize the trip. In this context, the safety can be seen as a danger that influence the health of the people we are trying to evacuate. Indeed, this hazardous event can be related to a radioactive cloud, a fire, a tsunami, an earthquake or a flooding which make some of paths becoming dangerous or less usable by evacuees.

Les théories de réaction nucléaire décrivant la synthèse des noyaux superlourds ne sont pas fermement établies. Bien qu'un consensus existe sur les caractéristiques qualitatives de la fusion-évaporation, les prédictions quantitatives des modèles disponibles sont encore insatisfaisantes. La section efficace de production est le produit de la section efficace de capture, de la probabilité de formation et de la probabilité de survie. Des études antérieures ont établi que la partie dominante des divergences restantes provenait de notre incapacité à contraindre correctement la probabilité de formation. L'objectif principal de cette thèse est de contraindre théoriquement cette quantité. Celui-ci a été atteint en examinant les incertitudes associées à la section efficace de capture ainsi qu'à la probabilité de survie par le biais de l'analyse de régression. La barrière de fission étant le facteur le plus influent dans les calculs de probabilité de survie, on supposera qu'elle est la seule source de ses incertitudes. Et puisque la différence entre les masses du fondamental et du point-selle définit la barrière de fission, nous avons commencé par étudier les incertitudes d'un modèle de type goutte liquide afin d'obtenir les incertitudes sur les masses. Sur la base de cette analyse, nous avons affiné une méthode permettant de contraindre les énergies de correction de couches. Afin de déterminer les incertitudes sur les barrières de fission, un modèle microscopique-macroscopique simplifié a été utilisé. Les incertitudes sur la phase de capture ont été obtenues à l'aide d'un modèle basé sur une paramétrisation de la distribution de barrières. Les contraintes portant sur la probabilité de formation ont été ensuite déduites à partir de la propagation des incertitudes sur la section efficace de capture et sur la barrière de fission. Par ailleurs, les effets de l'inertie sur la probabilité de formation ont été étudiés en utilisant la théorie des perturbations et un nouveau mécanisme réduisant l'entrave à la fusion a été décrit comme un décalage de la condition initiale dans l'approximation de Smoluchowski. Enfin, sur la base de cette approche, une explication de la dépendance en énergie du point d'injection phénoménologique a été obtenue. / The nuclear reaction theories describing the synthesis of superheavy nuclei are not firmly established. Although, the basic qualitative features of fusion-evaporation have reached a consensus, the quantitative predictions of the available models are still unsatisfactory. The production cross-section is the product of the capture cross-section, the formation probability and survival probability. Previous studies have shown that the dominating part of the remaining discrepancies came from our inability to properly constrain the formation probability. The main goal of this thesis is to theoretically constrain this quantity. This is achieved by examining the uncertainties in the capture cross-section and the survival probability using regression analysis. The fission barrier being the most influential factor in survival probability calculations, it is assumed to be the only source of uncertainties. Since the fission barrier is the difference between the ground-state and saddle-point masses, we started investigating the uncertainties in the liquid drop model. Based on this analysis we have refined a method to constrain the shell correction energies. To determine the uncertainties in the fission barriers, a simplified phenomenological macroscopic-microscopic model was used. The uncertainties in the capture step were determined using a model based on a parametrization of the barrier distribution. From the propagation of the uncertainties in the capture cross-section and fission barrier, the constraints on the formation probability were determined. Separately, the effects of inertia on the formation probability were investigated using perturbation theory and a new mechanism reducing fusion hindrance was described as a shift in the initial condition within the Smoluchowski approximation. Additionally, based on this approach, an explanation for the phenomenological energy dependent parametrization of the injection point was found.

Les travaux de cette thèse portent sur la définition et la validation d’une méthode de modélisation-simulation de foule permettant le transfert des principes et des mesures établis dans un contexte source d'observations vers des contextes cibles, non observables a priori. A partir de l'observation de comportements de piétons d’un contexte environnemental, social et urbain, nous inférons les règles et des motivations, rendant possible la modélisation et la simulation du comportement individuel de piétons dans ce contexte source, puis à évaluer la transférabilité du modèle dans un autre contexte cible. Nous appuyons nos travaux sur un cas réel. Il s’agit de la simulation du comportement des voyageurs entrants et sortants des trains dans une gare à fort trafic. Après une revue des théories, de modèles de simulation, nous retenons une approche basée sur la simulation microscopique d’agents sociaux, situés, basée sur les motivations. Nous argumentons le choix par le fait que, par rapport à une simulation de foule classique elle, a priori, l’avantage de favoriser la transférabilité. L’objectif de cette simulation est d’étudier, entre autres, les évolutions architecturales des stations permettant de raccourcir les temps d’arrêt des trains. / This thesis focuses on the definition and the validation of a crowd-simulation modeling method. This method allows transferring principles and measurements established in a source observation context to a target one. From the observation of pedestrian behavior in a social and urban context, our approach infers rules and motivations in order to model and simulate the individual pedestrian behavior in this source context. This allows, in a second step, to evaluate the transferability of the model to a given target context. Our work is based on a real case: the simulation of the passenger’s behavior while boarding and alighting trains (platform-train exchange) in a high-traffic station (dense situation). Starting from the state of the art of theories, models and types of simulation, we choose an approach based on the microscopic simulation of social agent’s motivation. This choice relies mainly on the fact that, compared to a classic crowd simulation, it has, a priori, a better transferability potential. The goal of this type of simulation is to study the architectural evolutions of the stations that could allow to control or shorten train dwell times.

Mes travaux de recherche ont pour sujet unificateur : les déplacements et les réseaux de transport ; et ils ont été traités par une approche unique, la modélisation physico-économique à caractère mathématique et algorithmique.<br />Une telle modélisation comporte quatre aspects : un contenu sémantique, à caractère physique ou économique ; une formulation mathématique ; un solveur technique ; un aspect empirique (métrologie, statistique, économétrie).<br />Les disciplines mises en œuvre sont variées : théorie des réseaux, optimisation, informatique algorithmique, probabilités et statistiques, et aussi économie, socio-économie et physique du trafic. Mes contributions théoriques concernent la théorie des réseaux, l'économie du transport et la physique du trafic.<br />Mes travaux se répartissent en quatre thèmes :<br />A. La mesure et la modélisation du trafic. Au niveau local d'une route, j'ai analysé la relation entre flux et vitesse en mettant en cohérence l'analyse désagrégée, probabiliste au niveau du mobile individuel ; et l'analyse macroscopique en termes de flux et de distribution statistique des temps.<br />B. La modélisation des réseaux et des cheminements. L'équilibre entre offre de transport et demande de déplacement conjugue une dimension spatiale - topologique, une dimension temporelle, et une dimension comportementale - économique. Les enjeux de modélisation concernent : la représentation de l'offre et la demande ; la formulation et les propriétés d'existence – unicité – stabilité ; les algorithmes. Je me suis intéressé à la diversité des comportements ; et à la modélisation fine de l'offre et à la dimension temporelle.<br />C. L'analyse socio-économique des déplacements. Je me suis intéressé à l'usage de divers moyens de transport et à la prospection de leur clientèle potentielle ; au choix d'horaire de déplacement ; aux caractéristiques à la fois économiques et dynamiques de la congestion.<br />D. La distribution spatiale des déplacements et des activités. Je me suis intéressé d'une part à l'observation des flux par relation origine-destination (O-D) et à l'inférence statistique des matrices O-D ; et d'autre part, à la justification microéconomique des déplacements en raison de la localisation et de l'utilité des activités.

Le but de cette étude est d'établir une loi de comportement macroscopique viscoplastique d'un composite à matrice métallique renforcé par des fibres courtes. La construction du modèle s'appuie sur des résultats expérimentaux et numériques, ainsi qu'une approche analytique sur la localisation. Une étude expérimentale a été nécessaire afin d'observer, en particulier, l'évolution du domaine élastique en fonction de la température, des déformations plastiques et du temps. Des essais en traction-compression et des chargements cycliques pour plusieurs températures et dans les directions d'anisotropie du matériau ont été réalisés. Des calculs numériques par éléments finis en viscoplasticité réalisés sur une cellule élémentaire représentative du composite, ont permis de quantifier les contraintes résiduelles et les déformations plastiques résultant du traitement thermique de fabrication. La réponse macroscopique du composite est ensuite étudiée pour différents chargements. Le modèle théorique est construit sur la base de techniques d'homogénéisation, en particulier, l'homogénéisation des milieux périodiques, qui fait appel à des calculs par éléments finis, et la méthode de l'inclusion équivalente purement analytique. Une relation de localisation généralisée est obtenue à partir des travaux de Dvorak, permettant de relier entre elles les variables mécaniques globales et locales. Moyennant certaines hypothèses simplificatrices, il est possible d'établir une loi de comportement purement macroscopique. Cette loi de comportement thermo-élasto-viscoplastique peut prendre en compte, les effets et l'évolution des contraintes résiduelles de fabrication ainsi que l'anisotropie initiale du matériau et son évolution au cours d'un écoulement viscoplastique.