Cette thèse porte sur la modélisation et la caractérisation mécanique sous sollicitation dynamique d'impact d'une structure de protection contre les chutes de blocs rocheux. L'ouvrage est un merlon construit à partir d'un assemblage de cages grillagées parallélépipédiques remplies d'un matériau granulaire (ou cellules). Une approche multi-échelles est utilisée pour l'étude du comportement de l'ouvrage. La méthode aux éléments distincts est employée pour la modélisation numérique de la structure et de ses composants. Le grillage à maille hexagonale des cellules est modélisé à partir d'une description discrète de la nappe. Le comportement élasto-plastique du métal est décrit jusqu'à la rupture. Après le couplage du grillage avec le milieu granulaire effectué sous le même environnement de calcul, le comportement mécanique d'une cellule est étudié suivant différents chemins de sollicitation en conditions quasi-statiques puis dynamiques. De ces essais, un modèle constitutif représentatif du comportement macroscopique d'une cellule est proposé permettant le passage à l'échelle de la structure. Cette dernière est modélisée à partir d'éléments discrets dont les interactions sont décrites par le modèle constitutif. L'étude du comportement de l'ouvrage face à une sollicitation dynamique localisée est effectuée dans le but d'identifier l'influence des paramètres structurels et l'influence des conditions d'impact.

La méthode des éléments finis, bien qu'employée dans la grande majorité des codes de simulation industriels, présente un certain nombre de limitations pour la simulation des procédés de mise en forme, notamment lors de grandes déformations, de la localisation des phénomènes comme c'est le cas pour la formation de bandes de cisaillement ou de fissures. La nécessité de reconstruire un maillage vérifiant un certain nombre de critères de qualité entraîne des coûts de calcul additionnels, ainsi que des problèmes de robustesse, particulièrement pour les problèmes tridimensionnels complexes. Depuis une dizaine d'années, de nouvelles méthodes numériques, alternatives à la méthode des éléments finis, ont été développées. Ces méthodes, appelées méthodes sans maillage, construisent une partie ou la totalité de l'approximation entièrement à partir du nuage de nœuds. L'objectif de cette thèse est de développer un certain nombre d'outils numériques basés sur les concepts précédemment cités affin de mettre au point un logiciel de simulation des procédés permettant de surmonter certaines des difficultés liées à la méthode des éléments finis. La technique proposée, baptisée méthode C-NEM, est une extension de la méthode des éléments naturels (NEM) dont les améliorations permettent un traitement plus simple pour l'analyse des procédés. La première partie présente la méthode et son intérêt pour les problèmes présentant des discontinuités fixes ou mobiles. La deuxième partie présente des approches permettant de traiter les problèmes en grandes déformation avec éventuellement une localisation des phénomènes. La dernière partie illustre la méthode au travers d'exemples numériques.

De multiples usages récréatifs sont pratiqués sur les espaces naturels, agricoles et forestiers : VTT, randonnées, 4X4, escalades, rave party, etc. Or ces espaces sont gérés par des propriétaires et des collectivités pour des fins souvent différentes : agricoles, sylvicoles, cynégétiques. Ces titulaires d'un droit d'usage lié au droit de propriété doivent ainsi faire face à des fréquentation diverses qu'ils n'ont pas forcément choisi d'accueillir. Des équilibres s'établissent localement entre l'accès du public et l'exercice de la propriété à la suite de multiples ajustements qui s'articulent à plusieurs échelles de gestion du territoire : entre accédants et titulaires à l'échelle des lieux, entre les élus locaux et les habitants à l'échelle des communes, entre les services des collectivités locales et les acteurs des sports et loisirs aus autres échelles des territoires. Ces ajustements ressemblent souvent à des processus de négociations. Si on veut intervenir sur les questions d'accès et anticiper ou répondre aux situations conflictuelles, il est aussi nécessaire de rendre ces ajustements plus performants en termes de négociation et d'organiser, quand cela devient nécessaire, des cellules de consultation et de concertation réunissant les différents acteurs intéressés : accédants, titulaires, collectivités locales, et autres gestionnaires.

Cette thèse a pour objet l'étude du comportement d'un nouveau système de galerie de protection contre les chutes de blocs appelé Pare-blocs Structurellement Dissipant (PSD). L'innovation majeure, par rapport aux solutions classiques, est de dissiper l'énergie d'impact directement dans la dalle en béton armé ou dans des appuis fusibles, et non plus dans une couche de matériau amortissant. Les phénomènes dynamiques ayant lieu lors de l'impact d'un bloc sur la dalle sont analysés au moyen d'expérimentations sur une structure PSD à l'échelle 1/3. Les efforts de percussion appliqués à la dalle, durant la phase de contact avec le bloc, sont estimés ainsi que les différents transferts et dissipations d'énergie. Les résultats ont permis de valider le principe de fonctionnement et de réparation des PSD et font apparaître que la dalle est endommagée par trois mécanismes majeurs : le poinçonnement, la mise en flexion et la déstructuration de surface de la zone impactée. Les principales grandeurs expérimentales sont retrouvées à l'aide de simulations numériques des essais avec un code éléments finis. Un modèle mécanique simplifié « masses-ressorts-amortisseur » est également développé dans le but de concevoir des méthodes de dimensionnement applicables en bureau d'études. Les perspectives de ce travail sont d'aboutir à l'établissement de recommandations sur la conception et la réalisation des pare-blocs structurellement dissipants.

Un phénomène naturel se manifeste par des dynamiques, plus ou moins complexes, aux formes diverses et à topologie variable. Ce mouvement est induit soit par une intervention extérieure, soit par un état interne, qui induit une réorganisation de matière (une agitation ou un écoulement par exemple). CORDIS-ANIMA, système de modélisation et de simulation numérique d'objets physiques, permet par la gestion de quelques paramètres de réaliser toutes sortes de phénomènes sans connaître l'expression formelle de la physique sous-jacente à celui-ci. A l'aide de ce formalisme, nous avons réalisé des modèles de pâtes, de sable, de gel (2D et 3D), de fluides turbulents (2D) et de croissance végétales. Les calculs de simulations produisent un nuage de points matériels qui font partie intégrante de la matière simulée. Ces points n'étant pas disposés sur la surface de l'objet, il n'est dès lors pas possible de réaliser directement un rendu de la surface de cet objet. Nous avons donc mis au point des méthodes de construction volumique qui à partir des informations produites par la simulation, génèrent les indications volumiques manquantes. En étudiant les paramètres physiques des phénomènes simulés, en caractérisant les dynamiques internes révélées par les mouvements des points matériels calculés, ou encore en tentant de reproduire simplement les comportements cognitifs qui permettent à un observateur de ""deviner"" la forme d'un objet à partir d'une information de forme incomplète (i.e. un nuage de point issu de la simulation), nous avons réalisé un ensemble de techniques de construction et de rendu adaptées aux types de phénomènes simulés.

Cette thèse reprend les termes d'une étude préalable d'aménagement de la vallée de La Clarée ( Névache) . Les diférentes données naturelles sont étudiées : géologie, géotechnique, climatologie...

Ce travail de thèse, financé par l'Agence de Développement Economique de la Corse de la Collectivité Territoriale de Corse, a pour objectif la caractérisation de diverses plantes poussant à l'état spontané en Corse (genévriers, pin maritime) à travers la composition de leurs huiles essentielles et résines. Pour cela, différentes techniques chromatographiques et spectroscopiques ont été mises œuvre, incluant la RMN 13C des mélanges, méthode mise au point et développée au laboratoire. Ainsi, nous avons montré différents aspects de l'application de la méthode d'analyse par RMN 13C à travers i) l'étude d'huiles essentielles du genre Cymbopogon, ii) l'étude de la variabilité chimique des huiles essentielles d'hybrides entre la clémentine commune et la mandarine Willow Leaf et iii) la mise au point d'une méthode de quantification du dipropylene glycol. Ensuite, pour chacune des espèces du genre Juniperus (J. thurifera, J. oxycedrus ssp. macrocarpa, J. communis var. communis et J. communis ssp. alpina), nous avons réalisé un échantillonnage aussi important que possible en fonction de la disponibilité de la plante. Les huiles essentielles, préparées par hydrodistillation, ont été analysées par combinaison de différentes techniques (CC, CPG(Ir), CPG-SM, RMN 13C). Les résultats des analyses ont été soumis à un traitement statistique des données (ACP, k-means) quand le nombre d'échantillons était suffisant. Ainsi nous avons montré, dans deux cas, une variabilité chimique intraspécifique. Les échantillons de J. communis var. communis et de J. communis ssp. alpina se répartissent en deux groupes selon, dans le premier cas, leur teneur en -pinène et en sabinène et dans le second cas, leur teneur en limonène et en sabinène. Pour ce qui est des deux autres espèces, J. thurifera et J. oxycedrus ssp. macrocarpa, leurs huiles essentielles présentent comme composé majoritaire, respectivement le limonène et par l'-pinène, avec toutefois quelques compositions atypiques. Enfin, nous avons caractérisé l'huile essentielle de pin maritime (Pinus pinaster Ait.) de Corse, par l'analyse de 46 échantillons provenant d'aiguilles récoltées dans les différents massifs forestiers de l'île. Nous observons 3 types de compositions, dominées respectivement par des monoterpènes (-pinène), des sesquiterpènes (germacrène D) ou par des diterpènes (abiétadiène), sans qu'il soit possible pour autant de dégager des groupes bien définis. Nous avons également décrit la composition chimique de la fraction acide de 23 échantillons d'oléorésines de pin maritime, provenant de trois forêts de Corse. Sur l'ensemble de l'échantillonnage, nous avons identifié 11 acides résiniques. L'analyse statistique (ACP, K-means) de ces résultats suggère l'existence de deux groupes, sur la base des teneurs des acides lévopimarique et déhydroabiétique. Par ailleurs, le pinorésinol, produit à forte valeur ajoutée de la famille des lignanes, a été mis en évidence, pour la première fois à notre connaissance, dans des résines de pins.

Le présent travail de thèse aborde la question du couplage entre fluides et déformation en milieu sous-marin, un sujet d'importance dans le domaine des risques, naturels (séismes, glissements de terrain) ou industriels (stabilité des plateformes de forage en mer, par exemple). Trois études de cas sont présentées : les deux premières concernent la Mer de Marmara, en Turquie, une zone fortement exposée au risque sismique, du fait de la proximité de la Faille Nord-Anatolienne ; la troisième concerne une zone pétrolifère offshore, sur la pente continentale du delta profond du Niger. La première étude de cas en Mer de Marmara porte sur l'activité micro-sismique qui caractérise l'escarpement ouest du Bassin de Tekirdag. Notre étude montre que la déformation contribue à maintenir des perméabilités élevées associées au réseau de failles sous l'escarpement, ce qui permet aux fluides de remonter des réservoirs gaziers du Bassin de Thrace jusqu'à la surface. La deuxième étude de cas porte sur des micro-évènements enregistrés par les sismographes de fond de mer, non sismiques, de courtes durées (200 à 600 msec), et caractérisés par des fréquences comprises entre 10 et 30 Hz. Notre étude montre que ces micro-évènements sont liés à des expulsions de gaz. Les OBS fournissent donc des informations inattendues pour l'étude des processus de dégazage naturel en fond de mer. La troisième étude de cas, sur la pente continentale du Nigeria, démontre que la combinaison de piézomètres et d'OBS voisins en fond de mer permet de suivre l'évolution des phases d'accumulation et de vidange de gaz dans les sédiments superficiels. La détection et la surveillance des phénomènes de dégazage naturel en fond de mer est d'une importance qui pourrait s'avérer critique dans les zones d'exploitation pétrolière en domaine offshore. D'une manière générale, ce travail plaide pour la nécessité : i) de disposer de plusieurs réseaux d'observatoires sous-marins câblés en Mer de Marmara et d'un modèle de vitesse-3D rendant compte du fort gradient de vitesses sismiques dans les couches superficielles (la structure de vitesses du domaine sous-marin étant radicalement différente de celle du domaine émergé, la combinaison des données sismologiques à terre et en mer s'avère très difficile); ii) de développer des approches de surveillance multi-paramètres. Pour chaque paramètre, il est nécessaire de connaître la variabilité naturelle "normale", de manière à détecter les variations anormales. La recherche sur les processus physiques et le développement algorithmique doivent être conduits de front.

Ce travail porte sur le comportement sous irradiation d'une vitrocéramique élaborée par traitement thermique d'une version riche en molybdène du verre de confinent de déchets nucléaires R7/T7 et plus particulièrement de la phase cristalline. Des terres rares (Nd3+ et Eu3+) sont utilisées à la fois comme simulants des produits de fission et des actinides mineurs et comme sondes structurales luminescentes. La phase cristalline présente dans ce type de vitrocéramique est un molybdate de calcium de type powellite CaMoO4 ayant incorporé divers éléments dont des terres rares. Les propriétés cristallochimiques de la phase powellite ont été étudiées notamment par spectroscopie Raman et photoluminescence grâce à divers échantillons naturels et céramiques de compositions allant de CaMoO4 à une modèle proche de celle des cristaux de la vitrocéramique : Ca0,76Sr0,1Na0,07Eu0,01La0,02Nd0,02Pr0,02MoO4. La largeur à mi-hauteur de la bande Raman à 880 cm-1 augmente linéairement en fonction du taux d'incorporation sur le site calcium, incorporation qui influe également sur les paramètres de maille. Le volume intrinsèque de la maille augmente ainsi de 2 %. L'étude d'analogues naturels contenant de l'uranium ainsi que de céramiques et vitrocéramiques irradiées aux ions hélium, argon et plomb a permis de montrer que la structure powellite était très résistante aux dégâts causés. Sous irradiation, le signal de luminescence de Eu3+ des différents échantillons tend à s'uniformiser. Cette uniformisation du signal se retrouve également en spectroscopie Raman. Alors qu'elle peut varier entre 6 et 12 cm-1 pour des céramiques saines, la largeur à mi-hauteur de la bande Raman à 880 cm-1 devient identique, de l'ordre de 18 cm-1, à partir de 10 dpa. Le désordre créé par les irradiations prend le pas sur celui créé par l'incorporation d'éléments dans la structure. Cependant, la spectroscopie Raman et la diffraction des rayons X montre que la structure reste cristalline, au moins partiellement. Sous irradiations, le gonflement de la powellite est en moyenne de 5 % mais est très hétérogène.

aucun résumé disponible