Le travail de cette thèse a pour but de développer des outils de simulation et une méthode de dimensionnement pour les poteaux hybrides soumis à des chargements combinés. La thèse est composée de 4 parties essentielles et comprend 6 chapitres. Dans la première partie, nous développons un élément fini poutre/poteau hybride élastique et l’interaction partielle avec matrice de raideur exacte. Cet élément fini découle de la solution analytique du système d'équations différentielles couplées obtenues en combinant les équations de champs (équilibre, cinématique et comportement). Les inconnues fondamentales sont les glissements aux interfaces et la déformation de cisaillement de l'élément principal. Ces équations sont résolues pour des conditions de chargement et des conditions aux limites arbitraires en accordant un soin particulier à la détermination des constantes d'intégration. Dans la seconde partie de cette thèse, nous proposons une formulation d'élément fini originale pour l'analyse en grand déplacement des poutres hybrides avec prise en compte des glissements qui se produisent à chaque interface acier-béton. La méthode de co-rotationnelle est retenue. Dans cette approche, le mouvement de l'élément se décompose en un mouvement de corps rigide ct en une partie déformable définie dans un repère co-rotationnel local qui se déplace de manière continue avec l'élément mais qui ne se déforme pas avec ce dernier. Un choix judicieux des variables cinématiques locales accompagné des matrices de transformation correspondantes permet de transposer l'élément linéaire développé en partie 1 en un élément géométriquement non-linéaire performant. La partie 3 est consacrée à l'analyse non linéaire matérielle par élément finis de poutres hybrides en interaction partielle et soumise aux forces combinées de flexion et de cisaillement. Dans la formulation élément fini proposée, nous adoptons la discrétisation par libres et une modèle 3D de comportement du béton avec prise en compte des états plans ce qui permet de reproduire rigoureusement l'effet du confinement et l'action des étriers. En partie 4, nous évaluons la pertinence de la méthode d'amplification des moments proposées dans I'Eurocode 2 et 4 à évaluer la charge ultime de poteaux hybrides soumis à une combinaison de charge axiale et de moment de flexion uni-axial. Dans un premier temps, nous conduisons une étude paramétrique sur 1140 cas différents de poteaux hybrides; étude destinés à couvrir les différentes typologies possibles, afin de disposer d'une base de résultats permettant d'évaluer la pertinence des méthodes simplifiées de I'Eurocode 2 ct de I'Eurocode 4 pour de tels éléments. Cette étude a été réalisée à l'aide d'un élément fini non-linéaire (géométrique et matériel), avec une hypothèse de Bemouilli pour tous les composants du poteau hybride. Il ressort de cette étude que ces méthodes simplifiées ne peuvent être appliquées aux poteaux hybrides. Sur base de l'analyse d'un nombre de cas plus important (2960 configurations), la méthode d'amplification des moments est calibrée pour les poteaux hybrides. / This thesis aims at developing simulation tools and a design method for hybrid beam-columns subjected to combined axial force, bending and shear. The thesis is divided in four main parts and comprises 6 chapters. In the first part, we develop a new finite element formulation based on the exact stiffness matrix for the linear elastic analysis of hybrid beam-columns in partial interaction taking into account the shear deformability of the encasing component. This element relies on the analytical solution of a set of coupled system of differential equations in which the primary variables are the slips and the shear deformation of the encasing beam. The latter is derived by combining the governing equations (equilibrium, kinematics, constitutive laws) and solved for a specific element with arbitrary boundary conditions and loading. Special care has been taken while dealing with the constants of integration. The second part of the thesis addresses a new finite element formulation for a large displacement analysis of elastic hybrid beam-columns taking into account the slips that occur at each steel-concrete interface. The co-rotational method is adopted in which the movement of the clement is divided into a rigid body motion and a deformable portion in the local co-rotational frame which moves and rotates continuously with the element but does not deform with it. Appropriate selection of local kinematic variables along with corresponding transformation matrices allows transforming the linear finite element developed in Part I into a nonlinear one resulting in an efficient locking-free formulation. In Part 3, we derive a finite element formulation for materially nonlinear analysis of hybrid beam-columns with shear deformable encasing component, in partial interaction and subjected to the combined shear and bending. The fiber model is adopted with condensation of the 3D stress-strain relations which allow to account for confinement in a rigorous manner as well as the effect of the stirrups. Part 4 examines the adequacy of the moment magnification method given in Eurocode 2 and 4 to provide an accura te estimation of the ultimate load of hybrid columns subjected to a combination of axial load and uniaxial bending moment. The developed finite element model with a shear rigid encasing component is used to conduct a parametric study comprising 1140 cases to cover the various possible situations. The predictions of the model are compared against the values given by the simplified methods of Eurocode 2 and Eurocode 4. lt is shown that these simplified methods does not give satisfactorily results. Based on the analysis of larger number of cases (2960 configurations), the moment magnification method has been calibrated for hybrid columns.

Le volcanisme des zones de subduction est associé à la déshydratation de la plaque lithosphérique subduite. La présence d'eau permet d'abaisser les conditions nécessaires au déclenchement de la fusion partielle du manteau.<br /><br />Un modèle numérique bidimensionnel en éléments finis a été développé afin de déterminer l'influence des paramètres géométriques de la subduction sur cette fusion partielle. Ce modèle intègre de manière couplée la résolution des équations de la mécanique des fluides, le calcul de la fusion partielle et les transferts d'eau entre les différentes phases minéralogiques du manteau et de la croûte. Du point de vue technique, les équations de conservation de l'énergie sont résolues par une méthode de type Galerkin tandis que les équations de conservation de la masse et du moment utilisent une procédure de pénalisation. La prise en compte des transferts de fluides se fait par le biais d'une méthode de traceurs. Chacun d'entre eux porte une information de composition minéralogique et de teneur en eau. En fonction des conditions de pression et de température, nous pouvons déterminer, à partir d'un diagramme de phase, les teneurs maximales en eau que peut accepter un traceur et donc évaluer la migration du fluide.<br /><br />Les résultats obtenus sont en accord avec les données géochimiques enregistrées en surface dans les laves des arcs<br />volcaniques. Ainsi, une augmentation de l'épaisseur de la croûte chevauchante est associée à une diminution de la production magmatique totale, tandis qu'une augmentation du taux de convergence des plaques est corrélée avec une augmentation du taux de fusion partielle.

On propose une méthode générale de modélisation numérique des équations aux dérivées partielles à l'aide de la méthode des éléments finis. On expose son application aux équations de la physique des milieux continus. On construit un système informatique expert mettant en œuvre ces résultats, on le teste et on l'applique à plusieurs études : phénomènes magnétiques, phénomènes thermodynamiques, équations de Navier-Stokes

Des expériences ont été réalisées à partir d'un métagrauwacke et d'une métapélite saturée en silicate d'alumine dans un vaste domaine P-T (P=0,5-0,8 GPa; T=750-1000°C) pour étudier les relations de phases dans les roches subduites et les variations de composition des minéraux. Pour le grauwacke , l'assemblage minéralogique phg + cpx + grt + qtz/ coes est stable à P>2,3 GPa, alors que l'assemblage bt +pl + grt + qtz est stable entre 0,5 et 2,0 GPa. pour T<900°C,contrairement aux roches basiques , la phg demeure stable à UHP. La présence d'un minéral hydraté lors du pic de P et durand l'exhumation a d'importantes conséquences sur la fusion partielle et la rétromorphose.Contrairement aux roches basiques , l'apport de fluide pas indispensable à la rétromorphose et à la fusion des roches acides subduites puis exhumées. L'examen des principales unités métamorphiques de ultra-haute pression confirme le rôle de la fusion partielle lors de l'exhumation dans la plupart d'entre elles.

La thèse présentée ici a pour but de proposer des systèmes de détection, de composition de constituants sémantiques et d'interprétation dans la compréhension de la langue naturelle parlée. Cette compréhension se base sur un système de reconnaissance automatique de la parole qui traduit les signaux oraux en énoncés utilisables par la machine. Le signal de la parole, ainsi transcrit, comporte un ensemble d'erreurs liées aux erreurs de reconnaissance (bruits, parasites, mauvaise prononciation...). L'interprétation de cet énoncé est d'autant plus difficile qu'il est issu d'un discours parlé, soumis à la disfluence du discours, aux auto-corrections... L'énoncé est de plus agrammatical, car le discours parlé lui-même est agrammatical. L'application de méthodes d'analyses grammaticales ne produit pas de bons résultats d'interprétation, sur des textes issus de transcriptions de la parole. L'utilisation de méthodes d'analyses syntaxiques profondes est à éviter. De ce fait, une analyse superficielle est envisagée. Un des premiers objectifs est de proposer une représentation du sens. Il s'agit de considérer des ontologies afin de conceptualiser le monde que l'on décrit. On peut exprimer les composants sémantiques en logique du premier ordre avec des prédicats. Dans les travaux décrits ici, nous représentons les éléments sémantiques par des frames (FrameNet ). Les structures de frames sont hiérarchisées, et sont des fragments de connaissances auxquels on peut insérer, fusionner ou inférer d'autres fragments de connaissances. Les structures de frames sont dérivables en formules logiques. Nous proposons un système de compréhension de la parole à partir de règles logiques avec le support d'une ontologie, afin de pouvoir créer des liens à partir de composants sémantiques. Puis, nous avons mené une étude sur la découverte des supports syntaxiques des relations sémantiques. Nous proposons une expérience de composition sémantique afin d'enrichir les composants sémantiques de base. Enfin, nous présentons un système de détection de lambda-expression pour mettre en hypothèse les relations à trouver à travers le discours

Cette étude a pour objectif principal de développer un réacteur structuré de type monolithe pour atteindre des performances élevées en oxydation partielle du méthane en gaz de synthèse. Les catalyseurs étudiés sont à base de Pt et Ni comme métaux noble et non noble, respectivement, supportés sur un oxyde mixte CeO2-ZrO2 et déposés sur les parois d'un monolithe en corundum. Le rôle de différents dopants introduits dans le support oxyde mixte du catalyseur vis à vis du stockage-déstockage d'oxygène a été élucidé et l'influence des conditions opératoires et des paramètres du procédé sur les performances d'un élément mono canal du monolithe a été précisée. Une étude mécanistique a révélé d'importants facteurs comme la nature et la dynamique des espèces de surface et de coeur et montré que l'interaction entre le Pt et l'oxyde mixte CeO2-ZrO2 déterminait l'activité du catalyseur. Des expériences cinétiques ont démontré que le Pt est requis pour les réactions de reformage mais que le support CeO2-ZrO2 dopé pouvait présenter une activité non négligeable pour l'activation oxydante du méthane. Une modélisation mathématique des données expérimentales a été réalisée avec un modèle prenant en compte essentiellement l'activité du Pt. Cette dernière a été trouvée très supérieure à celle du support. Cependant des expériences en réacteur TAP ont montré qu'une oxydation du catalyseur permettait une vitesse d'oxydation du méthane supérieure.

L'ophiolite de la Nouvelle-Calédonie (Sud-Ouest Pacifique) correspond à l'une des plus grandes du monde (500 km de long, 50 km de large et 2 km d'épaisseur). Celle-ci se compose d'un massif principal au Sud de l'île et de petites klippes localisées le long de la côte Ouest. Les péridotites sont majoritairement de nature harzburgitique, à l'exception de massifs les plus au Nord, également constitués de lherzolites. Mise en place durant l'Éocène, cette ophiolite chevauche l'unité magmatique de Poya, principalement composée de basaltes océaniques de type MORB, associés à quelques basaltes de bassin arrière-arc et d'île océanique. Cette unité s'est également mise en place durant l'Éocène, avant l'obduction de la nappe ultrabasique. Basée sur une approche à la fois pétrologique, géochimique et minéralogique et sur le développement de nouvelles techniques d'analyses, notre étude montre que l'ophiolite de la Nouvelle-Calédonie a été affectée tout au long de son évolution par de multiples processus magmatiques, métamorphiques et d'altération. Les analyses géochimiques effectuées sur les péridotites démontrent que les péridotites du complexe ophiolitique ont subi deux processus de fusion successifs: (1) un premier en contexte de ride lors de l'ouverture du bassin Sud Loyauté, durant la période Crétacé Supérieur-Paléocène. Cette fusion aboutit à la formation des basaltes océaniques de l'unité de Poya et de leur résidu associé, les lherzolites des massifs du Nord; (2) un second durant l'Éocène en contexte supra-subductif, entrainant la formation des boninites et des harzburgites composant la majeure partie de l'ophiolite. L'occurrence de ces deux types de fusion au sein de la même ophiolite s'explique par l'initiation forcée de la subduction à (ou à proximité de) l'axe de la ride. Parallèlement à ces évènements magmatiques, nos résultats montrent que les péridotites ont subi une serpentinisation caractéristique des différents environnements dans lesquels l'ophiolite a évolué. Quatre épisodes de serpentinisation ont ainsi pu être mis en évidence: (1) la formation de la lizardite par interaction des lherzolites avec l'eau de mer en contexte de ride durant l'ouverture de bassin Sud Loyauté; (2) la formation de la lizardite au sein des harzburgites par la circulation de fluides métasomatiques extraits de la plaque plongeante durant la subduction Éocène; (3) la formation de l'antigorite par la circulation de fluides métasomatiques associées à l'exhumation isotherme rapide de l'unité métamorphique du Diahot, provoquant l'advection de chaleur sous l'ophiolite; (4) la formation tardive du chrysotile durant l'obduction par la circulation de fluides météoriques. Finalement, une fois sa mise en place terminée (à ~34 Ma), nos résultats montrent que l'ophiolite a subi une forte altération supergène due aux conditions climatiques tropicales. Cette altération se manifeste par un processus de latéritisation entrainant le lessivage de la silice, du magnésium et des terres-rares dans les péridotites de la partie superficielle de l'ophiolite. Ces éléments vont être transportés par la percolation des fluides météoriques jusqu'à la semelle serpentineuse où ils s'accumulent et finalement reprécipitent par sursaturation sous la forme de magnésite, de silice amorphe et de talc. Ainsi, grâce notamment aux développements de nouvelles méthodes analytiques, nous montrons qu'il est possible de retracer l'évolution d'une ophiolite, de sa formation en profondeur jusqu'à son altération en surface.

Les sols non saturés jouent un rôle important dans de nombreux domaines. En Génie Civil (stabilité des talus, fondations superficielles), en Ingénierie de l'environnement (transport de polluants par les eaux souterraines, enfouissement de déchets radioactifs), en Ingénierie des Réservoirs (subsidence suite aux pompages dans les champs pétroliers ou dans les nappes aquifères), etc. L'objet de la thèse est l'étude du comportement hydromécanique des sols fin non saturés, tels les limons et les argiles. Les phénomènes typiques du comportement de ces sols sont d'abord présentés avant d'aborder l'étude de leurs lois constitutives. Divers modèles sont passés en revue et un modèle unifié original est développé. Ensuite, une vaste gamme d'essais de laboratoire est analysée. Ils portent sur des sols saturés, quasi saturés et non saturés et concernent quatre matériaux: l'argile de Kruibeke, le limon de Gembloux, l'argile de Boom et la bentonite d'Almeria. Cette partie de la recherche conduit à une critique détaillée des procédures classiques d'essais de laboratoires sur les sols supposés saturés. Elle fournit également une base de données importante pour la calibration de la loi constitutive unifiée développée plus haut. Enfin, des simulations numériques, réalisées en aveugle, d'expériences n'ayant pas servi à la calibration permettent de valider ce modèle.

Le bois mort constitue un attribut structural important du sol forestier et un nombre croissant d'études montrent qu'il est primordial pour un vaste éventail d'espèces végétales et animales et pour le recyclage des nutriments. Pourtant, certaines opérations forestières, telles que la coupe totale et les coupes avec protection de la régénération et des sols (CPRS), réduisent la quantité de débris ligneux grossiers (DLG) au sol et continuent d'être employées de manière extensive au Québec et ailleurs en Amérique du Nord. L'effet des DLG sur les micromammifères en forêt boréale aménagée est, par conséquent, méconnu dans les forêts récoltées mais il est possible que le bois mort joue un rôle important dans le maintien de leurs populations. Cette étude a pour but de déterminer les effets des DLG sur les micromammifères dans les forêts de pessières à mousses aménagées de l'ouest du Québec et ce, à plusieurs échelles spatiales. Nous supposons d'abord que (1) les micromammifères sont dépendants de la distribution des DLG, principalement ceux qui présentent un stade de dégradation avancée. Nous supposons également que (2) l'effet des DLG est important dans tous les traitements forestiers car cette ressource offre plusieurs avantages pour les micromammifères. Enfin, nous supposons que (3) les relations entre les micromammifères et les DLG seront détectées principalement à fine échelle car l'utilisation des ressources se fait d'abord au niveau de l'individu. À l'aide d'un système de piégeage structuré de façon spatiotemporelle, nous avons analysé l'abondance des micromammifères à fine échelle (50 m) et à l'échelle du peuplement forestier (300 m). La fiabilité des identifications des spécimens capturés a été assurée grâce au développement de deux clés d'identification. Ces clés ont été construites en comparant les identifications faites avec tous les critères morphologiques (identification considérée certaine) à celles faites selon les critères accessibles lorsque les spécimens sont vivants ou victimes de prédation (restes osseux). Nous avons analysé la fréquence de capture des micromammifères à l'aide de modèles linéaires généralisés mixtes où le site était l'effet aléatoire. Nous avons sélectionné les modèles les plus parcimonieux et avons procédé à l'aide d'inférence multimodèles pour chaque espèce afin de déterminer les effets du bois mort et des coupes. Les campagnols à dos roux de Gapper (Myodes gapperi), les campagnols des champs (Microtus pennsylvanicus), les campagnols-lemmings de Cooper (Synaptomys cooperi), les souris sylvestres (Peromyscus maniculatus) et les musaraignes cendrées (Sorex cinereus) ont tous répondu de façon positive aux DLG de façon spécifique. Selon les prédictions des modèles, les parcelles de coupes partielles munies d'un grand volume de DLG dégradés (11,4 m3 par 0,03 ha) présentent une abondance de campagnols à dos roux de Gapper similaires aux forêts matures peu perturbées. Les DLG dégradés ont aussi été utilisés par les campagnols-lemmings de Cooper et les musaraignes cendrées dans les coupes totales. À la lumière de nos résultats, de grands volumes de DLG dégradés ont le potentiel d'atténuer les impacts négatifs liés à la récolte des arbres matures. Nous suggérons d'assurer la présence de grands volumes de DLG dégradés après coupe afin de maintenir de fortes abondances de micromammifères, principalement ceux associés aux vieilles forêts. De plus, l'emploi des coupes partielles qui maintiennent une proportion substantielle du couvert forestier (30%) assurerait un apport continu de DLG. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : micromammifères, forêt boréale, coupe partielle, débris ligneux grossiers, clé d'identification.

Dans l'étude du ruissellement et de l'érosion à l'échelle des bassins versants, la résistance hydraulique à l'écoulement d'une surface est évaluée par l'intermédiaire d'un coefficient de frottement. Nous avons à notre disposition de nombreuses expressions de ces coefficients issues de tout aussi nombreuses études expérimentales ou théoriques.<br />Cependant, la plupart de ces coefficients ont été établis sous l'hypothèse implicite de micro rugosité. C'est-à-dire que la lame d'eau est considérée suffisamment importante pour que l'influence des aspérités de la surface sur l'écoulement se borne à leur effet sur la friction. La diversité des tailles des rugosités sur les surfaces naturelles, fait qu'une telle hypothèse est rarement vérifiée.<br /><br /> Dans ce travail, nous proposons de considérer une séquence de réseaux hydrauliques fonctions du degré d'inondation de la surface. En nous appuyant sur ces réseaux, nous présentons des modèles hydrauliques afin de déterminer le coefficient de frottement de la surface en fonction du taux d'inondation. Les modélisateurs ayant besoin d'associer un coefficient de frottement à un type de surface, nous avons voulu généraliser nos résultats en appliquant notre démarche à des surfaces aléatoires de mêmes caractéristiques statistiques que la surface originale. Ce faisant, nous avons mis en évidence l'influence de la répartition spatiale des rugosités.<br />Si nous n'avons pas pu valider expérimentalement notre modèle numérique en raison du peu de résultats pour les faibles taux d'inondation, nous avons mis en évidence que la transition entre les régimes d'inondation partielle et marginale se traduit par une brusque augmentation de la croissance des débits.