Les spectres de rotation de anti- et gauche-normal-butyronitrile, mesurés au laboratoire jusqu'à 506 GHz ont été analysés pour obtenir un jeu de paramètres moléculaires précis pour l'état fondamental de vibration et cinq vibrations de faible énergie de chaque conformère. L'objectif est de pouvoir fournir les meilleures prévisions possibles pour la radioastronomie. Un total d'environ 15000 raies a été utilisé pour l'analyse. Des paramètres améliorés ont été déterminés pour v30 = 1, v30 = 2, v18 = 1, v29 = 1, pour le conformère anti, et v30 = 1, v30 = 2, v28 = 1, v29 = 1, pour le conformère gauche. Des paramètres ont été déterminés pour la première fois pour v18 = v30 = 1 du conformère anti et v29 = v30 = 1 du conformère gauche. Des preuves ont été trouvées pour un couplage des vibrations pour certains transitions supérieures à 380 GHz. Le couplage entre v18 = 1 et v30 = 2 du conformère anti a été bien caractérisé. Certaines raies montrent aussi un dédoublement dû à la rotation interne qui ne devrait pas être résolu dans les spectres astronomiques. / Laboratory measured rotational spectra of anti- and gauche-normal-propyl cyanide up to 506 GHz have been analyzed to obtain a precise set of molecular parameters for the ground state and five low-lying vibrational states of each conformer. The objective is to be able to make best possible predictions for radio-astronomy. In total around 15000 lines have been included in the analysis. Improved parameters have been determined for v30 = 1, v30 = 2, v18 = 1, v29 = 1, for the anti conformer, and v30 = 1, v30 = 2, v28 = 1, v29 = 1, for the gauche conformer. Parameters are derived for the first time for v18 = v30 = 1 of the anti conformer and v29 = v30 = 1 of the gauche conformer. Evidence has been found for vibrational coupling for some transitions above 380 GHz. The coupling between v18 = 1 and v30 = 2 of the anti conformer has been well characterized. Internal rotation splitting is also observed but not expected to be resolved in astronomical spectra.

Dans la première partie de la thèse, les schémas d’intégration conservatifs sont appliqués aux poutres co-rotationnelles 2D. Les cinématiques d'Euler-Bernoulli et de Timoshenko sont abordées. Ces formulations produisent des expressions de l'énergie interne et l'énergie cinétique complexe et fortement non-linéaires. L’idée centrale de l’algorithme consiste à définir, par intégration, le champ des déformations en fin de pas à partir du champ de vitesses de déformations et non à partir du champ des déplacements au travers de la relation déplacement-déformation. La même technique est appliquée aux termes d’inerties. Ensuite, une poutre co-rotationnelle plane avec rotules généralisées élasto-(visco)-plastiques aux extrémités est développée et comparée au modèle fibre avec le même comportement pour des problèmes d'impact. Des exemples numériques montrent que les effets de la vitesse de déformation influencent sensiblement la réponse de la structure. Dans la seconde partie de cette thèse, une théorie de poutre spatiale d’Euler-Bernoulli géométriquement exacte est développée. Le principal défi dans la construction d’une telle théorie réside dans le fait qu’il n’existe aucun moyen naturel de définir un trièdre orthonormé dans la configuration déformée. Une nouvelle méthodologie permettant de définir ce trièdre et par conséquent de développer une théorie de poutre spatiale en incorporant l'hypothèse d'Euler- Bernoulli est fournie. Cette approche utilise le processus d'orthogonalisation de Gram-Schmidt couplé avec un paramètre rotation qui complète la description cinématique et décrit la rotation associée à la torsion. Ce processus permet de surmonter le caractère non-unique de la procédure de Gram-Schmidt. La formulation est étendue au cas dynamique et un schéma intégration temporelle conservant l'énergie est également développé. De nombreux exemples démontrent l’efficacité de cette formulation. / In the first part of the thesis, energymomentum conserving algorithms are designed for planar co-rotational beams. Both Euler-Bernoulli and Timoshenko kinematics are addressed. These formulations provide us with highly complex nonlinear expressions for the internal energy as well as for the kinetic energy which involve second derivatives of the displacement field. The main idea of the algorithm is to circumvent the complexities of the geometric non-linearities by resorting to strain velocities to provide, by means of integration, the expressions for the strain measures themselves. Similarly, the same strategy is applied to the highly nonlinear inertia terms. Next, 2D elasto-(visco)-plastic fiber co-rotational beams element and a planar co-rotational beam with generalized elasto-(visco)-plastic hinges at beam ends have been developed and compared against each other for impact problems. In the second part of this thesis, a geometrically exact 3D Euler-Bernoulli beam theory is developed.The main challenge in defining a three-dimensional Euler-Bernoulli beam theory lies in the fact that there is no natural way of defining a base system at the deformed configuration. A novel methodology to do so leading to the development of a spatial rod formulation which incorporates the Euler-Bernoulli assumption is provided. The approach makes use of Gram-Schmidt orthogonalisation process coupled to a one-parametric rotation to complete the description of the torsional cross sectional rotation and overcomes the non-uniqueness of the Gram-Schmidt procedure. Furthermore, the formulation is extended to the dynamical case and a stable, energy conserving time-stepping algorithm is developed as well. Many examples confirm the power of the formulation and the integration method presented.

Les suspensions colloïdales magnétiques sont utilisées dans de nombreuses applications pratiques. Toutefois, leurs propriétés structurales et dynamiques, en particulier en présence d'un champ appliqué, restent mal connues. Dans ce but, nous avons adopté une approche qui couple une modélisation par simulation numérique de dynamique brownienne à plusieurs techniques expérimentales sur des dispersions aqueuses préparées «sur mesure». L'emploi de la diffusion de rayonnement, en particulier de neutrons, a permis d'une part, l'élucidation de la structure locale et d'autre part, l'examen de la dynamique de translation à plusieurs échelles. L'effet d'un champ extérieur a été mesuré et évalué parallèlement par la simulation numérique. De plus, la dynamique de rotation a été sondée par la relaxation de biréfringence magnéto-optique. La confrontation des résultats expérimentaux et de simulation numérique complète la compréhension du système, soulignant le rôle des interactions dipolaires.