De part leur surface poreuse développée, les carbones activés montrent une grande efficacité pour l'adsorption de composés organiques en solution et la dépollution de l'eau. Cependant, l'adsorption est souvent irréversible et se pose le problème de la régénération de l'adsorbant. Dans ce travail, nous avons examiné les potentialités de piégeage réversible d'un herbicide, la bentazone, sur des tissus de carbone activé en utilisant un procédé électrochimique. Nous avons montré que la polarisation cathodique permet véritablement de régénérer la porosité du tissu de carbone avec une cinétique de désorption rapide et supérieure à la cinétique d'adsorption. Le processus d'adsorption fait intervenir essentiellement des interactions dispersives, en partie atténuées par les répulsions électrostatiques avec les groupes de surface dissociés. La bentazone s'adsorbe à plat par interactions et envahit les ultramicropores. La désorption sous polarisation négative implique des forces électrostatiques répulsives entre la surface de carbone polarisée et la bentazone chargée négativement, significativement renforcées par la présence du champ électrostatique, d'autant plus à des valeurs de pH élevées. L'électrodécomposition de l'eau joue un rôle crucial en provoquant une augmentation locale de pH dans la porosité, favorisant la dissociation de la bentazone, et donc en accentuant les répulsions électrostatiques. Les taux de désorption sont élevés et atteignent jusqu'à 95% au second cycle de désorption, sans altérer les propriétés physico-chimiques initiales de l'adsorbant carboné. Lors du premier cycle de désorption, on constate qu'une partie de la bentazone reste piégée irréversiblement (30 à 50%), soit parce qu'elle est bloquée dans l'ultramicroporosité ou bien parce qu'elle est adsorbée au niveau de feuillets qui ne sont pas connectés électriquement aureste du réseau carboné, et restent donc inefficaces lors de la polarisation de l'électrode.

Les travaux présentés dans ce manuscrit traitent de la détection de présence humaine à l'aide d'un ou plusieurs capteurs. Ces travaux ont été menés au sein de l'Institut PRISME dans le cadre du projet CAPTHOM du pôle de compétitivité S2E2. Nous proposons une réflexion sur les phénomènes physiques en jeu pour la détection de présence humaine et un état de l'art des différents systèmes utilisés pour la détection de présence humaine aujourd'hui. La solution commerciale la plus prisée aujourd'hui est l'utilisation des détecteurs de mouvements basés sur la détection de la chaleur du corps humain, c'est-à-dire, la détection des émissions infrarouges. Le besoin de l'information de présence se fait ressentir dans de nombreux projets qui ont pour but de gérer les ressources énergétiques domestiques et/ou qui ont une vocation pour le maintien à domicile. Après une évaluation de plusieurs capteurs de différentes technologies à l'aide de scénarios basiques, notre intérêt s'est porté sur les capteurs de type thermopile. Ces capteurs ont fait l'objet d'une série de tests pour aboutir à la proposition d'un modèle de la réponse des capteurs. En parallèle, nous abordons la problématique de la localisation d'une personne dans une pièce. Deux méthodes sont proposées et ont pour point commun l'utilisation d'un réseau de capteurs. La première méthode utilise les chaînes de Markov cachées et permet de trouver le chemin parcouru par la personne et ouvre des perspectives sur le diagnostic des erreurs de détections des capteurs. La deuxième méthode permet d'obtenir les coordonnées dans l'espace d'une cible à l'aide d'une optimisation par Levenberg-Marquardt des coordonnées à l'aide des réponses des capteurs de type thermopile et de leur modèle. Au final, nous nous sommes intéressés au cadre du maintien à domicile. Nous avons à notre disposition un appartement pilote qui a la particularité d'être entièrement domotisé. Une personne âgée a pu tester cet habitat durant plusieurs semaines. Les résultats obtenus nous confortent pour l'utilisation des capteurs étudiés et des méthodes de localisation développées.

Les stratégies de maintenance et leurs évaluations demeurent une préoccupationparticulièrement forte au sein des entreprises aujourd'hui. Les enjeux socio-économiquesdépendant de la compétitivité de chacune d'entre elles sont de plus en plus étroitement liés àl'activité et à la qualité des interventions de maintenance. Une suite d'évènements particulierspeut, éventuellement, informer l'expert d'une panne prochaine. Notre étude tente d'appréhender" cette signature " à l'aide d'un modèle de Markov caché. Nous proposons à l'expert deuxstratégies sur l'estimation du niveau de dégradation du système maintenu. La première stratégieconsiste à utiliser des lois de dégradation non paramétrique et semi-paramétrique. La deuxièmestratégie consiste à utiliser une approche markovienne. Toutes les propositions sont illustrées surdeux études de cas correspondant à deux situations réelles de travail (système continu dans lafabrication de pain et produits moulés en alliages d'aluminium dans le cadre d'un processusdiscontinu).

En France, un tiers des personnes tuées sur la route le sont lors d’un accident sur un obstacle fixe. Dans 90% des cas, ces accidents surviennent après une perte de contrôle du véhicule. Les dispositifs de retenue de véhicule ont pour but de maintenir les véhicules en perdition sur la chaussée en limitant la sévérité de l’impact. Ces dispositifs doivent subir des essais de chocs normatifs afin de pouvoir être installés sur le bord des routes européennes et d’évaluer leurs performances en termes de sévérité et de déflexion. Les tolérances existantes sur les paramètres d’essai (véhicule, masse du véhicule, vitesse, angle et point d’impact …) et les incertitudes sur les caractéristiques mécaniques des matériaux constituant le dispositif ont un effet sur les performances de ce dispositifs et doivent être prises en compte lors des calculs Les dispositifs mixtes (acier-bois) présentent une difficulté supplémentaire en raison de l’hétérogénéité du matériau et de sa sensibilité aux variables d’environnement telles que la température et l’humidité. Afin de prendre en compte cette variabilité et d’évaluer son impact sur les performances d’un dispositif, des essais dynamiques sur des échantillons de structure ont été réalisés et modélisés numériquement. Enfin, un modèle complet d’un dispositif de retenue de véhicule a été effectué et corrélé sur un essai de choc réel à l’aide d’une méthode prenant en compte la variation de paramètres physiques liés à l’apparition des modes de ruine de la structure. Une fois corrélé, le modèle a été utilisé afin d’évaluer l’incidence de la modification des caractéristiques mécaniques du bois liée aux variations des conditions environnementales.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont été réalisés dans le cadre d'une collaboration entre le LAboratoire PLAsma et Conversion d'Énergie (LAPLACE), Université de Toulouse, et la Seconde Université de Naples (SUN). Ce travail a reçu le soutien de la société Rongxin Power Electronics (Chine) et traite de l'utilisation des convertisseurs multi-niveaux pour le transport d'énergie électrique en courant continu Haute Tension (HVDC). Depuis plus d'un siècle, la génération, la transmission, la distribution et l'utilisation de l'énergie électrique sont principalement basées sur des systèmes alternatifs. Les systèmes HVDC ont été envisagés pour des raisons techniques et économiques dès les années 60. Aujourd'hui il est unanimement reconnu que ces systèmes de transport d'électricité sont plus appropriés pour les lignes aériennes au-delà de 800 km de long. Cette distance limite de rentabilité diminue à 50 km pour les liaisons enterrées ou sous-marines. Les liaisons HVDC constituent un élément clé du développement de l'énergie électrique verte pour le XXIème siècle. En raison des limitations en courant des semi-conducteurs et des câbles électriques, les applications à forte puissance nécessitent l'utilisation de convertisseurs haute tension (jusqu'à 500 kV). Grâce au développement de composants semi-conducteurs haute tension et aux architectures multicellulaires, il est désormais possible de réaliser des convertisseurs AC/DC d'une puissance allant jusqu'au GW. Les convertisseurs multi-niveaux permettent de travailler en haute tension tout en délivrant une tension quasi-sinusoïdale. Les topologies multi-niveaux classiques de type NPC ou " Flying Capacitor " ont été introduites dans les années 1990 et sont aujourd'hui couramment utilisées dans les applications de moyenne puissance comme les systèmes de traction. Dans le domaine des convertisseurs AC/DC haute tension, la topologie MMC (Modular Multilevel Converter), proposée par le professeur R. Marquardt (Université de Munich, Allemagne) il y a dix ans, semble particulièrement intéressante pour les liaisons HVDC. Sur le principe d'une architecture de type MMC, le travail de cette thèse propose différentes topologies de blocs élémentaires permettant de rendre le convertisseur AC/DC haute tension plus flexible du point de vue des réversibilités en courant et en tension. Ce document est organisé de la manière suivante. Les systèmes HVDC actuellement utilisés sont tout d'abord présentés. Les configurations conventionnelles des convertisseurs de type onduleur de tension (VSCs) ou de type onduleur de courant (CSCs) sont introduites et les topologies pour les systèmes VSC sont ensuite plus particulièrement analysées. Le principe de fonctionnement de la topologie MMC est ensuite présenté et le dimensionnement des éléments réactifs est développé en considérant une commande en boucle ouverte puis une commande en boucle fermée. Plusieurs topologies de cellules élémentaires sont proposées afin d'offrir différentes possibilités de réversibilité du courant ou de la tension du côté continu. Afin de comparer ces structures, une approche analytique de l'estimation des pertes est développée. Elle permet de réaliser un calcul rapide et direct du rendement du système. Une étude de cas est réalisée en considérant la connexion HVDC d'une plateforme éolienne off-shore. La puissance nominale du système étudié est de 100 MW avec une tension de bus continu égale à 160 kV. Les différentes topologies MMC sont évaluées en utilisant des IGBT ou des IGCT en boitier pressé. Les simulations réalisées valident l'approche analytique faite précédemment et permettent également d'analyser les modes de défaillance. L'étude est menée dans le cas d'une commande MLI classique avec entrelacement des porteuses. Enfin, un prototype triphasé de 10kW est mis en place afin de valider les résultats obtenus par simulation. Le système expérimental comporte 18 cellules de commutations et utilise une plate-forme DSP-FPGA pour l'implantation des algorithmes de commande.

L'objectif de la thèse a été de développer une méthode capable de fournir des mesures précises de la température pendant les essais mécaniques à grande vitesse de déformation. Comme la température connaît des variations très rapides en dynamique (entre 100 et 200 microsecondes) et dans des conditions proches de l'adiabatique, on considère que la façon la plus appropriée pour procéder, est avec l'utilisation d'une méthode infrarouge. Le plus grand avantage des méthodes infrarouges, qui sont basées sur la mesure de la radiation émise par l'échantillon, par rapport aux méthodes qui imposent un contact thermique, réside dans leur rapidité. Mais elles manquent souvent de précision à cause de la mauvaise estimation de l'émissivité de la surface rayonnante de l'échantillon. Le facteur qui affecte le plus les valeurs de l'émissivité est l'état de la surface. Et comme pendant un essai mécanique, l'état de la surface de l'échantillon change, il est inévitable que l'émissivité de la surface change aussi. En conséquence, afin d'avoir une mesure précise de la température en dynamique, il est nécessaire de développer une méthode capable de déterminer à la fois la température et l'émissivité de l'échantillon

Résumé non disponible

Ce travail a pour but l'optimisation du dépouillement de l'essai aux barres de Hopkinson dans les cas où une analyse classique ne peut s'appliquer. L'analyse classique suppose, en effet, l'équilibre des efforts imposés à l'échantillon au cours du èhargement. Le comportement est, dans ce 'cas assimilable à une situation quasi-statique et où les champs mécaniques dans l'échantillon sont considérés comme homogènes, donné sous la forme d'une courbe contrainte - déformation. Dans certains cas cependant, cette hypothèse d'équilibre est illicite: l'échantillon doit être considéré comme une structure et non plus comme un élément de matière, puisque les effets d'inertie y jouent un rôle important. Il s'agit alors de trouver le comportement de l'échantillon à partir des efforts et des vitesses mesurées durant l'essai. Ceci constitue un problème de type inverse pour lequel l'information (sur le comportement) réside dans la donnée de conditions aux limites duales. On propose une résolution du problème inverse général qui consiste à déterminer le comportement d'une structure pour laquelle on se donne le chargement à la fois en effort et en déplacement sur la frontière, comme fonctions du temps. Cette analyse permet, dans ce cadre mal posé (et pour des problèmes voisins comme le problème de Cauchy), de donner une solution au problème d'évolution de la structure. La résolution de ce problème inversé répose sur une notion d'écart au comportement, développée et discutée dans ce travail.

Le travail qui est présenté dans ce document a été réalisé au laboratoire G.3S (Groupement pour l'étude des Structures Souterraines de Stockage) de l'Ecole Polytechnique, à Palaiseau. Le G.3S est un G.I.P. (Groupement d'Intérêt Public) fonctionnant grâce à la réalisation de contrats de recherches industrielles. Ces recherches, à caractère expérimental ou de modélisation numérique, portent pour la plupart sur les roches intéressant le stockage souterrain, de déchets radioactifs en particulier. L'accent est mis sur les différents couplages thermohydromécaniques (THM) susceptibles d'intervenir, au champ proche comme au champ lointain.

L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer la représentation du cycle diurne des nuages convec- tifs dans les modèles de circulation générale atmosphérique grande-échelle. La sous-estimation des nuages bas, le déclenchement prématuré des précipitations convectives ainsi que leur arrêt prématuré en fin de journée sont des biais communs à la plupart des modèles de climat. L'amélioration de ces dif- férents aspects passe notamment par une représentation plus réaliste des mouvements convectifs de la couche limite atmosphérique. Pour cela, les processus en jeu dans la turbulence de couche limite, la convection sèche et nuageuse, peu profonde et profonde, sont d'abord étudiés à l'aide d'observations et de simulations haute résolution. Cela permet d'établir les hypothèses à la base de la paramétrisation que l'on souhaite développer. Pour essayer de prendre en compte toutes les échelles de turbulence observées dans la couche limite convec- tive, on combine à un schéma diffusif classique une paramétrisation en flux de masse représentant les structures cohérentes de la couche limite : le modèle du thermique nuageux. Le schéma est principale- ment testé dans une version unicolonne du modèle LMDZ, développé au Laboratoire de Météorologie Dynamique, sur des cas particuliers de convection continentale, sèche et nuageuse, peu profonde et pro- fonde, et évalué à partir d'observations et de simulations haute résolution. La représentation explicite d'un panache ascendant entraînant et détraînant, ainsi que d'une subsidence compensatoire dans l'en- vironnement, permet d'améliorer le cycle diurne de la couche limite et des cumulus qui se forment par beau temps. Cette meilleure représentation des nuages de couche limite a par ailleurs des répercussions sur le cycle diurne de la convection plus profonde associée aux orages et prise en compte par une para- métrisation indépendante. Le contrôle du déclenchement et de l'intensité de la convection profonde par les processus dits sous-jacents, de couche limite d'une part et liés à la formation de poches froides sous le système convectif précipitant d'autre part, permet de retarder le déclenchement des précipitations de plusieurs heures et de les maintenir plus tard dans la soirée. Enfin, les développements effectués sont adaptés à la représentation de la convection induite par les feux de biomasse dans les Tropiques. Initialisé par les caractéristiques des feux dans ces régions, le modèle du thermique nuageux devient celui du pyro-thermique nuageux, avec des panaches qui restent confinés dans la couche limite mais peuvent aussi percer jusqu'à la moyenne troposphère. Les différentes paramétrisations évoquées sont destinées à faire partie de la nouvelle version 3D de LMDZ, en vue des simulations climatiques à effectuer dans le cadre du prochain rapport du Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC).