L’encrassement biologique des revêtements de façade constitue un problème esthétique et économique. Parmi les microorganismes impliqués, les algues sont les plus répandues. Ce travail avait pour but d’étudier expérimentalement l’influence des paramètres intrinsèques (porosité, rugosité et carbonatation) de mortiers à base de ciment sur leur bioréceptivité et de modéliser le développement du biofilm d’algues.Pour étudier l’effet de ces paramètres sur la biodétérioration des mortiers, un essai accéléré de laboratoire a été développé. Les travaux ont été réalisés avec l’algue verte Klebsormidium flaccidum fréquemment identifiée dans les prélèvements réalisés sur des façades colonisées. Les résultats montrent qu’une augmentation de rugosité et une diminution du pH de surface par carbonatation favorisent l’encrassement des mortiers par les algues.Un modèle inspiré de la loi d’Avrami a permis de modéliser le phénomène de colonisation par les algues. Deux processus interviennent dans le mécanisme de colonisation : l’accrochage (ou « germination ») et la croissance des algues. Les paramètres cinétiques représentant ces processus ont été déterminés et révèlent l’importance de la rugosité et de la carbonatation sur la constante de vitesse de « germination ».L’exposition d’échantillons en extérieur a été également réalisée. Les résultats obtenus permettent de retrouver partiellement le comportement des matériaux en laboratoire même si le démarrage de la colonisation semble être affecté par les conditions climatiques. / Biofouling of wall coatings is an aesthetic and economic problem. Among microorganisms involved, the algae are the most involved. This work aimed to study experimentally the influence of intrinsic parameters (porosity, roughness and carbonation) of a cement-based mortar on its bioreceptivity and to model the development of algae.To study the algal biodegradation, an accelerated laboratory test was developed. This work was carried out with the green alga Klebsormidium flaccidum frequently identified in samples taken on colonized facades. The results show that an increase in roughness and a decrease in surface pH by carbonation of mortars promote fouling by algae.A model based on Avrami's law was used to simulate the algal colonization. Two processes involved in the mechanism of colonization: the attachment (or "germination") and the growth of algae. The kinetic parameters representing these processes have been determined and reveal the importance of the roughness and the carbonation on the constant rate of "germination".Exposure of samples in nature was also carried out. The results obtained allow recovering partially the behavior of materials in the laboratory test even if the start of colonization seems to be affected by weather conditions.

Au cours des 20 dernières années, le développement des méthodes de télédétection et le succès des missions spatiales ont considérablement enrichi nos connaissances sur les surfaces planétaires révélant une immense diversité de morphologies. Etant le reflet de l'interaction et de la compétition entre des processus géologiques dont les modalités sont variables d'un corps à l'autre, elles sont largement étudiées pour retracer l'histoire géologique des planètes telluriques. En particulier, des informations précieuses sur la nature des processus et sur les lois générales qui contrôlent la formation et l'évolution des paysages sont enregistrées dans le champ topographique qui peut être analysé en tant que champ statistique. Nous rapportons dans cette thèse les résultats d'une étude comparative des propriétés statistiques de la topographie des principaux corps du système solaire en nous appuyant sur le volume croissant de données altimétriques et photogrammétriques. Notre approche est centrée sur la notion de loi d'échelle qui vise à caractériser les symétries du champ en traduisant le caractère auto-similaire des surfaces naturelles : les détails d'une surface ressemblent en général à des versions réduites de l'ensemble. Nous mettons en oeuvre plusieurs méthodes d'analyse de données dites «multifractales» pour dégager le meilleur modèle statistique capable de décrire la topographie dans différents contexte et proposons de nouveaux indicateurs de rugosité à l'échelle globale, régionale et locale. Nous montrons qu'en dépit de leur diversité, les surfaces du système solaire respectent des lois statistiques similaires que nous explicitons. En particulier nous montrons que la distribution globale des pentes d'un corps respecte en général des lois multifractales pour les échelles supérieures à 10-20km et présente une structure statistique différente pour les échelles inférieures. Enfin nous proposons une méthode pour générer des topographies synthétique sphériques dont le propriétés statistiques sont similaires aux topographie planétaire du système solaire. / Over the past 20 years, the development of remote sensing methods and the success of space missions have considerably enriched our knowledge of planetary surfaces revealing an immense diversity of morphologies. Being the reflection of the interaction and the competition between geological processes whose modalities are variable from one body to the other, they are widely studied to trace the geological history of the telluric planets. In particular, precise information on the nature of processes and general laws controlling the formation and evolution of landscapes is recorded in the topographic field which can be analyzed as a statistical field. We report in this thesis the results of a comparative study of the statistical properties of the topography of the main bodies of the solar system based on the increasing volume of altimetric and photogrammetric data. Our approach focuses on the notion of scaling law which aims to characterize the symmetries of the field by translating the self-similar nature of natural surfaces: the details of a surface generally look like reduced versions of the whole. We use several methods of analyzing so-called "multifractal" to derive the best statistical model capable of describing the topography in different contexts and propose new indicators of roughness at the global, regional and local scale. We show that in spite of their diversity, the surface of the solar system respects similar statistical laws. In particular, we show that the overall distribution of the slopes of a body generally respects multifractal laws for scales greater than 10-20 km and presents a different statistical structure for the lower scales. Finally, we propose a method for generating spherical synthetic topographies whose statistical properties are similar to the topographies in the solar system.

La FA (Fabrication Additive) est un procédé de fabrication qui rend possible, en ajoutant de la matière couche après couche, la création de pièces en trois dimensions. Cette technologie a de nombreux intérêts car elle permet l’intégration de formes ou de structures complexes, la réduction des déchets, la fabrication sur demande et la réduction du temps de conception. Au cours de cette thèse, nous avons cherché à déterminer des orientations remarquables de pièces afin de les fabriquer par des procédés de FA. Au vu du grand nombre d’effets liés à l’orientation d’une pièce, nous avons choisi une approche multicritères prenant en compte la qualité de surface des pièces, le volume de support, le temps et le coût de fabrication. Afin d’avoir une bonne qualité de surface sur les faces fonctionnelles de la pièce et pour limiter le post-traitement, une orientation précise a été définie pour chacune d’elle. Cette méthodologie a été développée dans le cadre du projet Taal, projet de recherche et développement précurseur du logiciel 4D-Additive de Coretechnologie. Sur ce dernier, en plus de cette méthodologie, de nombreuses fonctions ont été développées pour préparer la fabrication d’une pièce par un procédé additif. L’orientation d’une pièce en FA est une étape à ne surtout pas négliger. Elle pourra permettre de trouver un compromis entre les spécificités liées aux procédés de FA ou entrainer un coût important de fabrication et une qualité de surface de la pièce médiocre. Des évolutions de la méthode sont possibles comme une étude mécanique de la pièce dans les différentes orientations testées car de nombreuses questions se posent sur la résistance des pièces imprimées. / AM (Additive Manufacturing) is a manufacturing process that makes possible, by adding layer-by-layer material, to create three-dimensional parts. This technology has many interests as it allows complex shapes or structures integration, waste reduction, on-demand fabrication and reduced conception time. During this thesis, we tried to determine remarkable orientations of parts in order to manufacture them by AM process. Considering the large number of effects related to part orientation, we chose a multi-criteria approach taking into account the surface quality of the parts, the volume of support, the manufacturing time and cost. In order to have a good surface quality on functional faces of the part and to limit the post-treatment, a precise orientation has been defined. This methodology was developed in the structure of the Taal project, a research and development project precursor of Coretechnologie's 4D-Additive software. On this last, in addition to this methodology, many functions have been developed to prepare the manufacture of a part by an additive process. The orientation of a part in AM is a step that can’t be overlooked. It may make it possible to find a compromise between the specificities related to the AM processes or generate a high manufacturing cost and a poor surface quality of the part. Evolutions of the method are possible as a mechanical study of the part in the different orientations tested because many questions arise on the strength of the printed parts.

Cette thèse porte sur l'évaluation de la réponse cellulaire in vitro vis-à-vis de différentes stratégies de modification de surface pour améliorer la capacité d’ostéointégration de céramiques bioinertes pour implants orthopédiques et dentaires. Premièrement des surfaces l'alumine-zircone avec différentes micro-rugosités obtenues par moulage par injection ont été étudiées. Le comportement d'ostéoblastes primaires humains (obtenus à partir de têtes de fémurs soumis à arthroplastie) a été étudié sur les surfaces telles quelles ou modifiées par traitement avec acide hydrofluorique. La micro-rugosité a eu seulement un effet mineur sur la réponse ostéoblastique tandis que la combinaison de micro- et nano-rugosité a eu un effet synergique sur la maturation ostéoblastique. Cette stratégie de modification de surface ouvre la voie vers des cupules acétabulaires céramiques monoblocs directement ostéo-intégrées. Deuxièmement, le robocasting (une technique d’impression 3D) a été exploré pour la production de structures macroporeuses en alumine-zircone avec une haute reproductibilité et contrôle architectural. Les structures imprimées ont présentées une topographie aux multiples niveaux grâce au design et les conditions de frittage. Les ostéoblastes ont pu s'attacher sur les structures 3D mais la préservation des cellules à l’intérieur des scaffolds sur le long terme reste à améliorer. Des techniques de sélection rapide de modifications de surface ont fait l'objet de la dernière partie de cette thèse. Deux différentes stratégies ont été utilisées sur la zircone: laser femtoseconde pour la production de multiples motifs sur un échantillon unique et échantillons avec un gradient de rugosité via le contrôle du temps d’attaque chimique. La morphologie des cellules souches humaines a permis d'avoir un indicateur précoce de la lignée de différentiation cellulaire. En conclusion, les différentes techniques de modification de surface de zircone et alumine-zircone utilisées à travers la thèse peuvent moduler l’interaction cellule-matériau en stimulant la différentiation ostéoblastique de cellules souches et la maturation des ostéoblastes. / The focus of this PhD thesis is the in vitro evaluation of cell-material interactions on bioinert ceramics with novel surface modifications for enhanced osseointegration of orthopaedic and dental implants. Firstly, alumina-zirconia surfaces with different micro-roughnesses obtained by injection moulding were studied. The behaviour of human primary osteoblasts (hObs) obtained from patients undergoing total hip replacements was studied on the different micro-rough ZTA surfaces and on combined micro-/nano-rough surfaces modified by hydrofluoric acid treatment. Micro-roughness alone had minor effects on hOb response while the combination micro-/nano-roughness induced a synergic effect on hOb maturation. This latter surface modification technique opens the way to the fabrication of ceramic acetabular cups with direct implantation capabilities. Secondly, robocasting (a 3D printing technique) was explored for the fabrication of a alumina-zirconia macroporous structures with high reproducibility and control of the architecture. Roughness at different scales was observed for the 3D structures due to the scaffold design and to the low temperature sintering conditions. Osteoblasts were able to attach on the 3D structures but cell retention at long term needs further optimization. Rapid screening of cell-material interactions was the subject of the last part of the thesis. Two different strategies were tested on zirconia: femtosecond laser to produce multiple patterns on a single sample and samples with a roughness gradient by the control of chemical etching time. Stem cell morphology was used as an early marker of cell differentiation lineage. In conclusion, the different surface modification techniques of zirconia and alumina-zirconia surfaces used in the thesis allow the modulation of cell-material interactions by stimulating stem cells osteogenesis and osteoblast maturation.

L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les variations temporelles des signaux altimétriques sur la calotte polaire Antarctique. Nous exploitons les observations effectuées par l'altimètre à bord d'ENVISAT entre janvier 2003 et décembre 2007. Ces observations s'étendent jusqu'à 82°Sud, ce qui permet de couvrir environ 80% du continent Antarctique. Pendant la période d'étude deux fréquences sont exploitables (Bande S, soit 3.2GHz, et Bande Ku soit 13.6GHz), ce qui permet de mieux cerner la sensibilité de la mesure aux variations d'état du manteau neigeux couvrant la calotte polaire Antarctique. L'état de la surface neigeuse en Antarctique varie dans l'espace comme dans le temps, en réponse aux événements météorologiques de proche surface, et tout particulièrement les vents. Selon l'état de la surface, l'onde électromagnétique émise par l'altimètre va pénétrer plus ou moins profondément dans le manteau neigeux, modifiant la forme de l'écho enregistré lorsque cette onde retourne au satellite. La précision des mesures de topographie de la calotte polaire dépend alors de la connaissance des propriétés de surface, ainsi que de la compréhension des mécanismes contrôlant l'interaction des ondes électromagnétiques avec la surface neigeuse. Nous étudions dans cette thèse comment la forme de l'écho altimétrique évolue lorsque les conditions de vent à la surface de la calotte polaire changent, et affectent l'état de la surface. Nous commençons par étudier la variabilité spatiale et temporelle des observations altimétriques d'une part, et des intensités de vent d'autre part (réanalyses des modèles atmosphériques globaux NCEP/NCAR, NCEP/DOE et ERA-Interim). Nous en identifions les échelles de variations spatiales et temporelles caractéristiques. Cela nous permet de concevoir les traitements à appliquer afin d'homogénéiser les différentes sources d'information. Nous constatons que les variations de nos séries temporelles décrivent essentiellement un signal annuel, toujours maximal en été austral pour les variations de vents. En revanche les variations annuelles de la forme d'onde ne sont pas homogènes à l'échelle de la calotte polaire, mais mettent en évidence deux régions principales. Nous utilisons ensuite les propriétés de la forme d'onde altimétrique, et leurs variations temporelles pour reconstruire les variations d'intensité de vents. Nous obtenons de très bonnes cohérences, ce qui atteste la sensibilité de la mesure altimétrique aux changements d'état de la surface induits par les variations de vent. Nous utilisons en dernier lieu un modèle régional (MAR/LGGE), qui prend en compte les interactions des vents avec l'état de la surface avec une résolution spatiale plus fine. Cela nous permet de confirmer les résultats déjà obtenus, et de mettre en valeur les spécificités du modèle MAR. Les méthodes mises en jeu sont empiriques et les résutats obtenus qualitatifs. Nous avons toutefois identifié deux régions majeures, réagissant différemment aux variations de vents, que nous expliquons par l'existence de structures de surface particulières, et un impact différent des vents sur l'état de la surface.

L’étude du contact électrique quasi statique à plusieurs échelles permet de comprendre celui des micro-relais MEMS. Au cours de ce travail, une modélisation fine du contact est développée pour valider des lois de comportement établies à partir des mesures obtenues grâce à la mise au point de deux dispositifs expérimentaux originaux : la balance de précision, qui permet de réaliser un contact à l’échelle macroscopique entre barreaux croisés recouverts des films minces des matériaux à tester, et un nanoindenteur instrumenté pour la mesure électrique reproduisant un micro-contact identique à celui des micro-relais. Ils permettent tous deux de mener une étude comparative de différents échantillons en fonction de la force (de la dizaine de µN à quelques N), du courant (du µA à l’A), de l’état de surface (rugosité) ou encore du temps ; le contact étant caractérisé par sa résistance électrique. Ce travail concerne principalement le contact réalisé entre films minces en Au, matériau de contact de référence pour les applications micro-relais MEMS. L’étude des contacts de grande dimension a néanmoins été élargie à Ru, Rh, Pt et à l’alliage Au-Ni.Les résultats obtenus à l’aide de la balance de précision ont démontré la nécessité de prendre en compte l’influence de la configuration en film mince des matériaux de contact, tant du point de vue mécanique (rugosité) qu’électrique (répartition des lignes de courant). Leur comparaison à une modélisation statistique du contact rugueux donne des résultats satisfaisants. Cette approche a par ailleurs nécessité le développement d’un algorithme d’analyse d’image des relevés topographiques réalisés au microscope à force atomique, permettant ainsi de quantifier précisément les positions, taille et rayon de courbure de chaque aspérité de la surface.Les mesures effectuées à l’aide du nanoindenteur ont mis en évidence l’effet de la durée de fermeture des microcontacts sur la valeur de la résistance électrique. Le fluage des aspérités serait en partie responsable de la décroissance temporelle observée, aboutissant à des valeurs de résistance limite comparables à celles calculées à l’aide d'une modélisation numérique du contact entre des aspérités discrétisées et une sphère lisse. / The multi scale study of quasi static electrical contact is aimed at understanding those in MEMS microswitches. In this work, an accurate modeling of contact is developed to validate constitutive relations based on measurements obtained through the development of two original experimental set ups: a precision balance, which enables to perform a macroscopic contact between crossed roads coated with thin films of the materials to be tested, and a nanoindenter instrumented for electrical measurements reproducing microswitches contacts. They both allow a comparative study of different samples depending on the force (from μN to N), current (µA to A), surface condition (roughness) or time, while the contact is characterized through its electrical resistance. The measurements are obtained in the first place for gold, the reference contact material for MEMS microswitches applications. The study of large contacts was nevertheless extended to Ru, Rh, Pt and Au-Ni alloy.The results obtained using the precision balance showed the need to take into account the influence of the thin film configuration of contact materials, both in terms of mechanical (roughness) and electrical (distribution of current lines). Their comparison to a statistical model of rough contact gives satisfactory results. This approach also required the development of an image analysis algorithm of topographic maps obtained through atomic force microscopy. It allows quantifying precisely the position, height and radius of curvature of each surface asperity.Measurements made using the nanoindenter showed the effect of the time of closure of the micro contact on electrical resistance values. The creep of asperities may be partly responsible for the observed time decay, leading to limit resistance values comparable to those calculated using a numerical modeling of the contact between discretized asperities and a smooth sphere.

L'objectif de cette thèse est de caractériser la résistance thermique de contact au niveau de deux interfaces bien distinctes. La première est une interface physique entre le Silicium(111) et l'Hélium-4 superfluide. La résistance thermique de contact est alors mesurée expérimentalement pour des températures allant 0.3K à 2.0K et en variant la pression depuis la pression de vapeur saturante jusqu'à la pression de solidification de l'Hélium-4 (i.e. 25bars). L'analyse des résultats expérimentaux par le modèle d'Adamenko et Fuks montre la prédominance de la nano-rugosité de surface dans la transmission de la chaleur à l'interface entre ces deux matériaux. Lors de la solidification de l'Hélium-4, une transition du premier ordre dans la résistance thermique est mise en évidence. La deuxième interface étudiée est une forte constriction créée par une jonction de taille micrométrique entre deux membranes suspendues. Sans discontinuité de matériaux, les simulations numériques Monte-Carlo montrent la présence d'une résistance thermique de contact entre la membrane et l'entrée de la jonction dans le régime de diffusion des phonons les parois du système. Les simulations permettent alors d'explorer les effets des dimensions de la jonction ainsi que de la rugosité de surface des micro-structures bidimensionnelles et tridimensionnelles. / This thesis aims at characterizing the thermal contact resistance at two interfaces of different nature. The first is a physical interface between Silicon(111) and superfluid Helium-4. The thermal contact resistance is evaluated experimentally for temperatures between 0.3K and 2.0K while varying pressure from the saturated vapor pressure to the Helium-4 solidification pressure (i.e. 25bars). Experimental results, analysed with Adamenko and Fuks model, show that nanoscale surface roughness governs heat transmission at this interface. Furthermore, a first order transition in the thermal contact resistance is revealed due to Helium-4 solidification. The second studied interface is an abrupt constriction created by a micro-junction between two suspended membranes. Even though there is no material discontinuity, Monte-Carlo numerical simulations show the existence of a thermal contact resistance between the membrane and the entrance of the junction. Using simulations we explore the effects of geometry and nanoscale surface roughness in bidimensional and tridimensional micro-structure.

Le laminage à chaud de l’acier inoxydable est une étape du procédé de fabrication agissant significativement sur la qualité de surface des produits. Les nuances ferritiques stabilisées sont largement utilisées dans les applications automobiles et de décoration mais sont concernées par le phénomène de collage à chaud. Ces nuances, ayant des résistances élevées en corrosion sèche et en fluage, sont riches en éléments tels que le Cr, le Nb ou le Ti, limitant aussi l’oxydation des brames lors du laminage. Or, l’oxydation maitrisée de la brame permet de protéger la surface du métal de tout contact direct avec les cylindres de laminage.Afin de comprendre l’initiation du collage, une première campagne d’étude sur la topographie et la dégradation de l’état de surface des cylindres a été réalisée. Il a été mis en évidence que l’initiation du collage ne serait pas du à des rayures d’usure en surface des cylindres et dont la profondeur serait supérieure à la couche d’oxyde, car la probabilité que la profondeur d’une rayure de cylindre soit plus importante que la couche d’oxyde est très faible.Ensuite, un banc d’essai reproduisant les conditions tribologiques de l’emprise du laminoir a été conçu afin de mieux appréhender les mécanismes à l’origine du collage. Etant donné l’importance de l’état de surface des brames et des cylindres, ce banc d’essai a permis de travailler sur des échantillons pris en production, permettant d’étudier la surface oxydée des tôles. Cette deuxième campagne d’étude a mis en évidence l’importance des oxydes de silicium sur l’adhérence partielle de la couche d’oxyde, ainsi que la relative hétérogénéité en épaisseur et en composition chimique. / Hot rolling of stainless steel is one of the most important steps in manufacturing process regarding surface quality of the product. Stabilised ferritic stainless steels are widely used in automotive and cosmetic appliances but are also concerned by sticking phenomenon. These grades, having high dry corrosion and creep resistance, are enriched in specific chemical elements such as Cr, Nb or Ti, limiting also slab oxidation during hot rolling. Nevertheless, the mastered oxidation of slab surface is a way to protect metal surface from direct contact with rolls.In order to better understand initiation of sticking, a first campaign was based on topography and rolls surface state wear analysis. This study revealed that sticking initiation is not due to the presence of roll scratches which depth is higher than oxide layer thickness. Indeed, the probability that roll scratches are deeper than oxide layer thickness is very low.In a second time, a pilot was designed, reproducing tribological conditions of a roll bite, to better understand mechanisms that initiate sticking. Keeping in mind the importance of rolls and slab surface state, this pilot is able to use specimen taking from industrial products, having the original oxide layer surface. This second study highlighted the major role of silicium oxides on scale adherence and the high heterogeneity of this scale layer in thickness and in chemical composition.

L’objectif de cette thèse est de faire progresser la modélisation de la transition de couche limite sur des aubes de turbines basse-pression fortement chargées. Cette modélisation repose sur l’utilisation du modèle de transition de Menter et Langtry utilisé pour des calculs RANS dans le code elsA. Une fois les limitations du modèle de transition clairement identifiées par une étude sur la mise en données des calculs, nous avons entrepris de modifier ce dernier. Pour cela, un processus d’optimisation a été développé afin de permettre la recalibration des fonctions de corrélation internes au modèle de transition. Cette nouvelle version du modèle nous permet d’obtenir des gains sur la modélisation d’environ 20 % sur les cas T106C du VKI en capturant mieux la transition au sein du bulbe de décollement. Ces précédents calculs correspondent à des cas idéaux, où l’on peut considérer les surfaces comme étant lisses. Cependant, nous avons aussi un besoin de se rapprocher de surfaces plus réalistes pour lesquelles les rugosités peuvent avoir un impact sur l’écoule- ment. En effet, les rugosités de surface peuvent notamment avoir un effet sur la transition. En particulier, si les rugosités entraînent le déclenchement de la transition en amont du point de décollement laminaire théorique en surface lisse, ce décollement sera supprimé. Vu nos efforts pour améliorer la prévision de la transition par bulbe de décollement par le modèle γ-Rθt, il parait intéressant que celui-ci puisse prendre en compte l’état des surfaces. Pour cela, nous avons implanté une méthode de prévision de la transition sur surfaces rugueuses développée par Stripf et al. au sein du modèle γ-Rθt. Enfin, l’utilisation du modèle de transition γ-Rθt a été étendue au modèle de turbulence k-l de Smith. / The goal of this thesis is to enhance laminar-turbulent transition modeling on high-lift low- pressure turbine blades. The presented transition modeling method relies on the Menter and Langtry transition model used in a RANS framework in the elsA solver. Once the model’s limits were clearly identified through a parametric study, we moved on to modification of the model. To do so, an optimization method was developed that allows recalibration of the model’s inner correlation functions. This new version of the model allows us to obtain modeling gains of about 20% on the VKI T106C cases through better capture of the separation-induced transition process. These previous computations correspond to ideal cases, for which surfaces may be considered as being smooth. However, we also have the need to consider more realistic surfaces for which roughness may influence the flow. Indeed, among those effects, is the potential influence of surface roughness on transition. In particular, if surface roughness induces transition up-stream of the smooth separation point, the separation bubble will be suppressed. Considering our efforts on modeling separation-induced transition with the γ-Rθt model, it seemed natural to add roughness-induced transition modeling capacities to it. To do so, we implemented in the γ-Rθt model a method developed by Stripf et al. to take into account surface roughness. Finally, the use of the γ-Rθt transition model was extended to the k-l of Smith tur- bulence model. Indeed, this turbulence model is widely used in turbomachinery. In order that our works on transition modeling over turbine blades be more widely usable, we have completed this thesis by proposing an evolution of the transition model so that it may be used alongside the k-l model.

Non renseigné / Most mega-earthquakes (i.e. earthquakes with Mw ≥ 8.5) occur along subduction mega-thrusts, the interfaces between the subducting - and the overriding plates in convergent margins. These events may have catastrophic impact on human societies due to their destructive potential. For this reason being able to predict the timing and size of these earthquakes became one goal of the international scientific community. The subduction seismic cycle is influenced by many different parameters. The interplay between these parameters governing the frequency and size of megathrust earthquakes still remains unclear, mainly due to the short (i.e. limited to the last century) seismic record.The seismogenic part of the subduction thrust fault spans between depths of 11±4 and ± 51 km (Heuret et al. 2011). In this zone a combination of temperature, pressure and rocks characteristics creates conditions favourable for seismic behaviour. Whether a specific area in the subduction thrust fault has the ability to trigger mega-earthquakes can be expressed using the degree of seismic coupling, i.e. the amount of slip that occurs with respect to the total amount of plate convergence (e.g. Scholz 1998; Scholz & Campos 2012). When a fault is fully coupled, all of the fault slip occurs during earthquakes instead of also during aseismic behaviour (e.g. slow slip events). The internal structure of the interplate fault zone mainly determines whether an area within a subduction zone behaves seismic or aseismic (Wang & Bilek 2011). This is influenced by the topography of the plate interface (e.g. subducting seamounts; Wang & Bilek 2014), but also subducted sediments and fluids in the subduction channel may play an important role.The main goal of this project is to understand which parameters affect the behaviour of mega-earthquake ruptures. This will be done by comparing natural data (e.g. seafloor roughness, sediment thickness and fluid content in the subduction channel) to rupture characteristics of major recent earthquakes. With this analysis also more knowledge can be gained on the triggering of slow earthquakes instead of mega-earthquakes. These are slow slip events with lower frequencies and longer durations than ‘regular’ earthquakes (Saffer & Wallace 2015).The database of natural data, implemented by the long-term scientific joint venture between the Univ. Montpellier and the LET (Roma Tre) will be used for the analysis. Ongoing work is done on determining a method for estimating the seafloor roughness, i.e. the distribution of high, low and smooth areas (by Michel Peyret in collaboration with Serge Lallemand, Univ. Montpellier). Also data is available on the trench sediment thickness around the world (Heuret et al. 2011). In the frame of this project, information on the roughness of the seafloor will be added to the database. In addition the rupture characteristics of major recent earthquakes will be collected. By performing a multiparametric statistical analysis of the database, a conceptual model will be realized, exploring the possible link between all the different parameters. The aim is to validate this model in the lab using scaled 3D analogue models. This will be done both at the LET and at Univ. Montpellier by using a broad range of geometries and contact materials with different rheologies (e.g. gelatin, foam rubber and a new analogue material; Caniven et al. 2015; Corbi et al. 2013). This jointed experimental approach with both the Univ. Montpellier and the LET involved creates a rich environment where differences and similarities of the two different approaches can be used to validate the results.