L’augmentation de l’efficacité des turbines fonctionnant sur un cycle de Brayton récupéré passe par l’augmentation de la température des gaz d’admission. Cependant, les pales métalliques doivent être massivement refroidies afin de supporter des températures dépassant les 1600 K. Une nouvelle configuration utilisant des pales en céramiques supportées par une jante de composite et un moyeu flexible supporte des températures de plus de 1600 K sans refroidir les pales. La configuration maintient les pales en compression durant la rotation de la turbine évitant le bris de la céramique lorsque soumise à la tension. La jante de composite ne doit pas dépasser 600 K, nécessitant un système de refroidissement. L’utilisation d’un refroidissement par film sur la paroi de bout de pales permet de réduire de 30 % le flux thermique traversant la paroi. Dans une configuration classique d’une turbine, les pales ne sont pas supportées par leur bout, faisant en sorte qu’aucune recherche ne porte sur le refroidissement par film de la paroi de bout de pales. Les multiples recherches faites sur le refroidissement par film des différentes composantes d’une turbine montrent que la rotation de la turbine et la courbure des surfaces à protéger influence l’efficacité du refroidissement par film. Ce projet de maitrise vise à expliquer comment le champ centrifuge créé par la rotation de la turbine et la courbure de la paroi de bout de pales affectent le refroidissement par film. Une analyse de stabilité de gaz stratifiés, confinés entre deux parois et ayant une injection de gaz à l’une des parois explique théoriquement comment la vitesse des gaz, le champ centrifuge et la vitesse d’injection influencent la stabilité des gaz stratifiés. Le champ centrifuge augmente la plage de longueur d’onde de perturbations que peut tolérer le système sans être déstabilisé, alors qu’une différence de vitesse entre les gaz déstabilise le système. La vitesse d’injection doit être réduite au minimum puisqu’elle déstabilise le système. Les résultats de cette analyse ont été vérifiés expérimentalement dans un canal courbé. Les tests montrent que l’injection normale à l’écoulement ne permet pas de stratifier deux gaz, alors qu’une injection parallèle entraine une stratification qui prend plus de 37 𝑚𝑚 à se mélanger, soit plus du double de la longueur du rotor de la turbine étudiée dans ce projet. Cependant, en raison du couplage entre la vitesse des gaz et le champ centrifuge qu’impose un canal courbé, il est impossible d’observer l’effet du champ centrifuge et de la différence de vitesse entre les gaz indépendamment, indiquant la nécessité de concevoir un banc d’essai rotatif pour de futurs tests. Une analyse thermique du refroidissement par film de la paroi de bout de pales relie le flux thermique traversant la paroi au débit massique de gaz de refroidissement et à la température de la paroi. Cette analyse, fait le lien entre le refroidissement par film et le refroidissement par ailettes séparant la jante de composite de la paroi de bout de pales.

Cette thèse rend compte des résultats parus dans deux articles écrit ou coécrit par l’auteur de cette thèse, à savoir [60, 24]. Ces articles sont assez indépendants entre eux. C’est pour cela qu’on peut séparer la thèse en deux parties. Dans le début de la thèse on étudie la théorie de τ-inclinaison comme une extension de la théorie d’inclinaison classique, en prouvant, par exemple, une version τ-inclinante du théorème d’inclination. Aussi, on introduit les τ-tranches. On montre que les τ-tranches généralisent d’autres tranches présentes dans la littérature. De plus, on obtient des résultats reliant les τ-tranches avec les algèbres inclinées. Dans la deuxième partie, on commence pour étudier les conditions de stabilité introduites par King et Rudakov dans [44, 52], respectivement. Notamment, on donne une description de la structure de chambres et parois d’une algèbre en utilisant les g-vecteurs des modules τ-rigides indécomposables. Pour finir, on introduit les chemins verts pour montrer que les conditions de stabilité de King et Rudakov sont compatibles.

Les mousses liquides sont dans un état métastable. Un moyen de les stabiliser est d’y incorporer des particules solides. Lorsqu’elles sont hydrophobes, ces particules s’attachent aux interfaces liquide-air de la mousse et changent radicalement la rhéologie des films séparant les bulles. L’objectif de cette thèse est d’étudier expérimentalement deux composants élémentaires des mousses chargées en particules, à savoir les films et les bulles. La rhéologie des films particulaires est sondée grâce à des expériences d’éclatement et de compression alors que la résistance des bulles armurées est étudiée en faisant varier leur pression interne. En utilisant l’imagerie rapide, nous montrons d’abord que les particules qui pontent les deux interfaces du film peuvent inhiber l’ouverture d’un trou et que pour les autres configurations, la dynamique de rétraction peut être décrite par un équilibre inertio-capillaire pour des fractions surfaciques en particules <0.6 environ. L’étude de la dynamique de rétraction des films particulaires par Particle Image Velocimetry a permis de les caractériser par une viscosité effective qui diverge à la transition de jamming. De plus, les films particulaires flambent à fraction surfacique en particules élevée indiquant une transition d’un comportement liquide vers un comportement solide. En ce qui concerne les bulles particulaires, nous avons montré l’existence de pressions critiques 10 fois plus grandes que la pression de Laplace avant que les bulles ne se déforment aussi bien en dépression qu’en surpression ; la tension effective dans le plan de la coque granulaire est donc 10 fois plus importante que la tension dans un film liquide. Une fracture, correspondant à l’étirement du film liquide, est par ailleurs observée sur les bulles particulaires en surpression. En adoptant une approche élastique, le critère de Griffith permet de retrouver le bon ordre de grandeur de la pression de fracture / Liquid foams are in a metastable state. One way to stabilize them is incorporating solid particles. When hydrophobic, these particles attach to liquid-air interfaces of the particle-laden foam inducing a drastic change in the rheology of the films between bubbles. The aim of this thesis is to study experimentally two elementary components of particle-laden foams, namely soap films and bubbles. The rheology of particulate films is probed through bursting and compression experiments while the resistance of armored bubbles is studied by inner pressure variations. Using high speed photography, we first show that particles bridging both liquid-air interfaces of a liquid film can resist hole opening and that the retraction dynamics for the other configurations can be described by a balance between inertia and capillarity for surface fractions of particles <0.6 approximately. Then studying the retraction dynamics of particulate soap films by Particle Image Velocimetry, we characterized these systems by an effective viscosity that diverges at the jamming transition. Moreover, buckling is observed at high surface fraction of particles indicating a transition from liquid-like to solid-like behavior. Concerning particulate bubbles, we showed the existence of pressure thresholds 10 times greater than Laplace pressure that need to be exceeded in order to observe a deformation in depression and overpressure experiments; the effective tension in the granular shell is thus 10 times greater that the tension in a liquid film. When inflated, a fracture corresponding to the stretching of the liquid film appears on particulate bubbles. Through an elastic approach, Griffith’s criterion gives the right order of magnitude of fracture pressures

L'étude de stabilité des systèmes différentiels issus des équations de Navier-Stokes consiste à analyser la réponse du système linéarisé à une perturbation en onde plane. Elle ne peut pas rendre compte de tous les mécanismes possibles d'instabilité non linéaire. De telles analyses de stabilité non linéaire ont été abordées pour des discrétisations en différences finies de l'équation scalaire non visqueuse de Burgers. Elles sont basées sur l'analyse en ondes résonantes, en considérant un ensemble d'ondes qui forment un groupe fermé pour l'équation discrétisée. Une conclusion importante de ces travaux est que quelques mécanismes non linéaires instables existent qui échappent à l'analyse linéaire, comme le mécanisme de focalisation étudié et expliqué à l'aide des modes de side band, introduits pour amorcer les instabilités. Cette approche d'ondes résonantes est étendue à l'analyse non linéaire de stabilité pour les méthodes LBM (Lattice Boltzmann Method). Nous présentons pour la première fois une équation vectorielle à la place de l' équation scalaire de Burgers, car la méthode LBM considère une fonction de distribution par vitesses discrètes. L'application du principe des ondes résonantes aux équations de Boltzmann sur réseau pour un écoulement monodimensionnel, compressible et isotherme dans un schéma D1Q3 donne des cartes d'instabilité, dans le cas de 1 ou plusieurs modes résonants, très dépendantes des conditions initiales. Le phénomène de focalisation n'a pas été obtenu dans la formulation LBM. Des croissances transitoires dues à la non-normalité des opérateurs peuvent exister. Elles sont calculées par une méthode d'optimisation Lagrangienne utilisant les équations adjointes de LBM. L'application du principe des ondes résonantes est étendue à un modèle 2D. On montre que les instabilités deviennent prépondérantes. / The stability study of differential systems derived from the Navier- Stokes equations consists in analysing the response of the planar linearized system from a disturbance on a flat wave. It cannot account for all possible mechanisms of nonlinear instability. Such non-linear stability analyses were discussed for finite difference of the scalar non-viscous Burger equation. They are based on the analysis in resonant waves, considering a set of waves that form a closed group for the discretized equation. An important conclusion of this work is that some unstable nonlinear mechanisms exist that are beyond the linear analysis, as the focusing mechanism studied and explained using the methods of side band, introduced to initiate instabilities. This approach of resonant waves is extended to non-linear stability analysis for LBM (Lattice Boltzmann Method) methods. We report for the first time a vector equation instead of the scalar Burgers equation, because the LBM method considers a distribution function by discrete speeds. The principle of resonant waves to lattice Boltzmann equations for one-dimensional flow in a compressible and isothermal D1Q3 scheme gives instability maps, in the case of one or more resonant modes , highly dependent upon the initial conditions. The phenomenon of focus has not been obtained in the LBM formulation. Transient growth due to non-normality of operators may exist. They are calculated by a Lagrangian optimization method combined with LBM equations. The principle of resonant waves is extended to a 2D model. We show that the instabilities become dominant.

Le travail présenté dans cette thèse concerne l'amélioration de la stabilité de cellules photovoltaïques organiques à base de poly(3-hexylthiophène) : [6,6]-phényl-C61-butanoate de méthyle (P3HT:PCBM) par des réseaux semi-interpénétrés de polymères (semi-RIP).La couche photoactive d'une cellule solaire organique forme une hétérojonction volumique entre un matériau donneur et un matériau accepteur d'électrons. Pour un effet photovoltaïque performant, sa morphologie doit non seulement être optimisée mais également être conservée et éviter ainsi une micro-séparation de phase thermodynamiquement favorable entre les deux matériaux qui serait néfaste aux performances photovoltaïques du dispositif.De plus, la couche tampon de poly(3,4-éthylène dioxythiophène) : polystyrène sulfonate (PEDOT:PSS) possède une acidité néfaste pour l'anode à base d'oxyde d'indium et d'étain (ITO). Ceci représente un autre facteur de dégradation des cellules photovoltaïques.Dans le cadre de nos travaux, nous avons choisi d'utiliser une structure de référence (ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al) auquel nous proposons des modifications par formation de semi-RIP au niveau de la couche de PEDOT:PSS ou au niveau de la couche photoactive (P3HT:PCBM).Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la formation d'un semi-RIP dans la couche de PEDOT:PSS grâce un réseau de polyoxyde d'éthylène (POE). Enfin dans un second temps, l'étude de semi-RIP à base de polyméthacrylate (de butyle ou de lauryle) dans la couche active pour l'amélioration de la durée de vie des dispositifs a été réalisée. Au cours de ces travaux, des analyses de dégradation photochimique, de dégradation thermique ou encore de vieillissement dans des conditions de température ambiante ont montré une amélioration de la durée de vie des dispositifs. / This thesis relates to improving the stability of organic photovoltaic solar cells based on poly(3-hexylthiophene):phenyl-C61-butyric acid methyl ester (P3HT:PCBM) by semi-interpenetrating polymer networks (semi-IPN).The photoactive layer of an organic solar cell forms a bulk heterojunction between a donor material and an electron acceptor material. For efficient photovoltaic effect, morphology should not only be optimized but also be maintained in order to avoid a micro-phase separation thermodynamically favorable between the two materials that would be detrimental to the photovoltaic device performance.Moreover, an other factor of degradation of the photovoltaic cells may be the acidity of the buffer layer of poly (3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS) to the anode based on indium and tin oxide (ITO).In the framework of our study, a reference structure (ITO/PEDOT: PSS/P3HT:PCBM/Al) was chosen and modified by forming semi-IPN in the layer of PEDOT:PSS or in the active layer (P3HT: PCBM).At first, the formation of a semi-IPN in the layer of PEDOT: PSS through a network of polyethylene oxide (PEO) was developed. Finally, in a second time, the study of semi-IPN based on polymethacrylate (butyl or lauryl) in the active layer to improve the lifetime of the devices was carried out. In this research, analyzes of photochemical degradation, thermal degradation or aging under conditions of room temperature showed an improvement of the devices lifetime.

Les études menées au cours de cette thèse portent sur le développement de différents traitements du bois basés sur l'utilisation de carbonates cycliques dérivés du glycérol, matière première d'origine renouvelables, dans le but de développer de nouvelles méthodes de modification chimiques du matériau bois. Les travaux se sont déroulés en deux temps: la première partie du travail a consisté à utiliser directement le carbonate de glycérol pour développer des traitements en phase aqueuse suivis, après imprégnation du produit dans le bois, d'une réaction de polymérisation permettant de fixer ce dernier afin d'éviter son lessivage. Les résultats obtenus se sont avérés difficilement applicables en raison des conditions réactionnelles trop dures, incompatibles avec la stabilité thermique du bois. La seconde partie a concerné la formation de polyuréthanes dans le bois sans avoir recours à l'utilisation d'isocyanates en utilisant des réactions de condensation d'amines sur des di ou polycarbonates cycliques. Différentes voies ont été explorées pour l'élaboration des di ou polycarbonates cycliques impliquant soit l'utilisation du carbonate de glycérol sur un module de jonction approprié, soit l'action du carbonate de diméthyle sur du polyglycérol. La formation des polyuréthanes a ensuite été étudiée en phase homogène puis appliquée au traitement du bois. Les résultats obtenus indiquent, en fonction des traitements réalisés, une augmentation de la stabilité dimensionnelle et de la résistance du bois au champignon de pourriture brune Poria placenta. / The studies conducted during this thesis focuses on the development of various wood treatments based on the use of cyclic carbonates derived from glycerol, renewable source of raw materials in order to develop new methods of chemical modification of wood materials. The work proceeded in two stages: the first part of this work was to directly use the glycerol carbonate to develop treatments in the aqueous phase followed, after impregnating the wood product, a polymerization reaction for fixing the last to avoid leaching. The results have proved difficult to apply because of the reaction conditions too harsh, inconsistent with the thermal stability of wood. The second part related to the formation of polyurethanes in the wood without resorting to the use of isocyanates using condensation reactions of amines on cyclic di or polycarbonates. Various ways have been explored for the development of cyclic di or polycarbonate involving either the use of glycerol carbonate in a suitable junction module, or the action of dimethyl carbonate of polyglycerol. The formation of polyurethanes has been studied in a homogeneous phase and then applied to the treatment of wood. The results indicate, for the treatments performed, an increase of dimensional stability and resistance to wood brown rot fungus Poria placenta.

Du fait de l'augmentation de la durée de vie de la population et de la fréquence de certains types d'accidents, la problématique de l'évolution des articulations et du vieillissement osseux devient primordiale, ce qui implique de nombreuses opérations chirurgicales nécessitant une pose d'implant. Bien que ces interventions soient réalisées depuis longtemps de façon routinière, il subsiste des risques d'échec chirurgical pouvant avoir des conséquences dramatiques pour le patient. Malgré les évolutions apportées, le taux d'échec implantaire est encore important car les phénomènes mis en jeu restent mal compris du fait de leur complexité et de leur nature multi-échelle. Un des aspects essentiels de la réussite des ces opérations concerne l'ostéointégration de l'implant, c'est-à-dire la capacité de l'os à se régénérer autour de ce corps étranger en l'intégrant durablement. La réussite chirurgicale dépend en premier lieu des caractéristiques physiques de l'interface os-implant transmettant les efforts biomécaniques qui jouent un rôle majeur dans le remodelage osseux. Ces travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre du développement d'une approche expérimentale multimodale pour la caractérisation de l'interface os-implant afin d'évaluer l'impact de la reconstruction osseuse sur la réponse mécanique de l'implant. La première partie met en œuvre une approche multiphysique utilisant un modèle animal dédié. Des pastilles en titane sont implantées in vivo sur la partie proximale du tibia du lapin pendant différents temps de cicatrisation. Une technique de nanoindentation permet de mesurer les propriétés mécaniques de l'os néoformé à l'échelle microscopique. La technique de diffusion micro-Brillouin permet de mesurer la vitesse ultrasonore de l'os néoformé à la même échelle. Les résultats obtenus à partir de ces deux techniques permettent de déterminer la différence de densité volumique entre l'os mature et l'os néoformé aux différents temps de cicatrisation considérés. Dans la seconde partie, un dispositif ultrasonore destiné à l'étude de la stabilité d'implants dentaires en titane est présenté. La réponse ultrasonore obtenue en mode échographique est sensible aux propriétés du matériau (os, biomatériau) au contact de l'implant. Premièrement, la réponse ultrasonore d'implants dentaires insérés dans un substitut dentaire bioactif (silicate tricalcique) et sollicités par un protocole de fatigue mécanique in vitro est mesurée. Pour cela, un banc de fatigue mécanique simulant la mastication a été développé. Deuxièmement, ce même dispositif ultrasonore est utilisé pour déterminer in vitro la stabilité primaire d'un implant dentaire placé dans un os bovin. Troisièmement, une étude in vivo utilisant un modèle animal (lapins) a permis de mettre en évidence l'effet du temps de cicatrisation sur la réponse ultrasonore de l'implant. Ce dispositif ultrasonore permet de quantifier la stabilité primaire et secondaire d'un implant dentaire. Les phénomènes de propagation ultrasonore dans l'implant sont modélisés en utilisant des techniques de simulations numériques par éléments finis. Les simulations montrent le potentiel de la technique pour suivre les variations de plusieurs paramètres déterminants pour l'ostéointégration de l'implant dans des conditions contrôlées / Due to the increase of life duration and to the frequency of certain types of accidents, the problematic of the evolution of joints and aging bone has become crucial, leading to an important number of surgical interventions requiring implant placement. Although these interventions are carried out routinely in the clinic, there are still risks of surgical failure, which induce dramatic consequences for the patient. Despite the evolution of the surgical strategies, the implants failure rate remains important because the phenomena involved are not well understood due to their complexity and to their multi-scale nature. One of the main determinants of the success of these surgical interventions lies in the implant osseointegration, that is to say the ability of bone tissue to regenerate around the implant integrating the implant in a sustainable manner. The surgical success depends primarily on the physical characteristics of the bone-implant interface transmitting the biomechanical efforts, which play a major role in bone remodeling. The approach carried out in the present research consist in developing a multimodal experimental approach to characterize the biomechanical properties of the bone-implant interface in order to assess the impact of bone remodeling around the implant on the mechanical response of the implant. In the first part, a multiphysical approach is carried out using a dedicated animal model. Coin-shaped titanium implants are implanted in vivo on the proximal part of the tibia of rabbits during different periods of healing time. A nanoindentation device is used to measure the mechanical properties of the newly formed bone at the microscopic level. A micro-scattering Brillouin device is employed to estimate the ultrasonic velocity of newly formed bone at the same scale. The results obtained with both techniques are used to determine the difference of bone mass density difference between mature bone tissue and newly formed bone tissue for different healing times.In the second part, an ultrasonic device aims at investigating the stability of titanium dental implants. The ultrasonic response is measured in echographic mode and is shown to be sensitive to the properties of the material (bone, biomaterial) in contact with the implant. Firstly, the evolution of the in vitro ultrasonic response of dental implants inserted into a bioactive dental substitute (tricalcium silicate based cement) and loaded using a mechanical protocol stress is assessed. To do so, a mechanical fatigue bench simulating chewing motions was developed. Secondly, the same ultrasonic device is used to determine in vitro the primary stability of an implant placed into bovine bone tissue. Third, an in vivo study using an animal model (rabbit) investigates the effect of healing time on the ultrasonic response of the implant. The ultrasound device is used to quantify the primary and secondary dental implant stability. The phenomena of ultrasonic propagation in the implant are modeled using techniques of numerical simulations by finite elements. The simulations show the potential of the technique to monitor changes in several key parameters for osseointegration of the implant under controlled conditions

Au cours des vingt dernières années, les nanomatériaux (caractérisés par des dimensions de l’ordre de 10 à 100 nm) ont attiré une attention croissante de par leurs propriétés optoélectroniques uniques. C’est tout particulièrement vrai pour les nanomatériaux inorganiques, tels que les quantum dots, les nanoparticules métalliques ou encore les nanoparticules à base de silice. Par contre, l’étude des nanomatériaux obtenus à partir de molécules organiques est un domaine d’intérêt beaucoup plus récent. Cette thèse présente une étude détaillée de nanoparticules organiques fluorescentes originales et des nanostructures organiques préparées à partir de deux ou trois types de chromophores distincts (nanocomposites binaires et ternaires). En particulier, l'attention est focalisée sur la préparation, la caractérisation et la stabilisation de ces nouveaux nanomatériaux, ainsi que leurs applications dans le domaine biologique et de l’opto-electronique. / During the past two decades, increasing research attention has been devoted to nanomaterials (materials in the range of 10-100 nm) because of their unique optoelectronic properties. In particular, inorganic nanomaterials, such as quantum dots, metal-based nanoparticles and silica nanoparticles, have been investigated extensively. Instead, nanomaterials based on organic molecules are been subject of research only since very recent years. This thesis presents an extensive study of novel fluorescent organic nanoparticles and fluorescent organic binary and ternary nanoassemblies. In particular the attention is focused on the preparation and characterization of organic nanoparticles and new nanocomposites obtained from different types of small organic chromophores, their stabilization and the use of these materials for biological and optoelectronics applications.

Cette thèse propose une nouvelle stratégie d'amortissement des oscillations de fréquence critiques par la modulation de l'injection rapide de puissances actives, qui ouvre la voie à l'utilisation d'actionneurs géographiquement dispersés, par exemple des ressources énergétiques distribuées (DERs), dans le contrôle des basses fréquences dynamique de l'angle du rotor du réseau électrique, qui comprend les oscillations interzones et les oscillations de fréquence transitoire. La méthode proposée intègre ces deux dynamiques différentes dans un cadre basé sur un système linéaire invariant dans le temps, dans lequel le contrôle de l'oscillation de fréquence transitoire est traduit en contrôle de la dynamique de mode commun du système. A cet effet, un examen attentif de la relation entre la variation transitoire de fréquence et la dynamique du mode commun est effectué; Les simulations montrent que le mode commun définit la forme d'un changement transitoire de faible signal de fréquence. La méthode de contrôle proposée vise à utiliser efficacement la réserve de marche limitée des DERs existants pour atténuer ces oscillations. Ceci est réalisé en découplant les actions de commande d'amortissement à différents endroits en utilisant les signaux d'oscillation du mode concerné comme commandes de puissance. Une base théorique pour cette commande de modulation découplée est fournie. Techniquement, les signaux d'oscillation modale souhaités sont filtrés en combinant linéairement les fréquences de l'ensemble du système, ce qui est déterminé par la technique (LQRSP). Avec la stratégie proposée, la modulation de chaque injection de puissance active peut être conçue efficacement en tenant compte de la limite de réponse et de la capacité de sortie en régime permanent du dispositif de support. Dans le cadre proposé, le signal de commande pour la commande de fréquence primaire est automatiquement déterminé dans une direction de commande (presque) optimale; des expériences montrent que ce signal a tendance à être la vitesse du système vue par le point d'injection de puissance. La commande modulante découplée a tendance à isoler les actions de commande pour les oscillations interzones et les oscillations de fréquence transitoire, ce qui atténue grandement les préoccupations concernant l'interaction entre la commande de ces deux types de dynamiques / This dissertation provides a novel wide-area control strategy for damping of critical frequency oscillations via modulation of fast active power injections, which paves the way for the utilization of large-scale geographically dispersed actuators, e.g., distributed energy resources (DERs), in the control of power system low-frequency rotor angle dynamics, this includes the inter-area oscillations and the transient frequency swing. The proposed method incorporates these two different dynamics into a linear time invariant (LTI) system based control framework, in which the control of the transient frequency swing is translated into the control of the system common mode dynamics. For this purpose, a careful examination of the relationship between the transient frequency swing and the common mode dynamics is carried out; extensive simulations show that the common mode defines the shape of a small-signal transient frequency swing. The proposed control method pursues an efficient utilization of the limited power reserve of existing DERs to mitigate these oscillations. This is accomplished by decoupling the damping control actions at different sites using the oscillation signals of the concerned mode as the power commands. A theoretical basis for this decoupled modulating control is provided. Technically, the desired sole modal oscillation signals are filtered out by linearly combining the system-wide frequencies, which is determined by the linear quadratic regulator based sparsity-promoting (LQRSP) technique. With the proposed strategy, the modulation of each active power injection can be effectively engineered considering the response limit and steady-state output capability of the supporting device. In the proposed control framework, the power command signal for the primary frequency control is determined in a (near) optimal control sense; experiments show that this signal tends to be the system speed seen by the power injection point. Importantly, the decoupled modulating control tends to isolate the control actions for the inter-area oscillations and the transient frequency swing, thereby greatly relieving the concern about the interaction between the control of these two types of dynamics.

La localisation de la déformation dans un milieu ductile déformé est le mécanisme d’instabilité qui provoque la défaillance finale. Ce phénomène se produit sous charge statique ainsi que dynamique. Elle peut se trouver au sein des matériaux, dans lequel cas elle porte le nom l’instabilité matérielle, ou sur la structure entière, dans lequel cas l’on parle de l’instabilité géométrique. Cette thèse étude le phénomène de localisation de déformation dans des contextes matériaux ou géométriques et avec des conditions de charge statique ou dynamique. Dans tous les cas, un outil unifié est utilisé : l’évolution de la perturbation à support localisé.Le premier chapitre serve comme une introduction au problème de localisation de déformation en mécanique des solides. Le deuxième chapitre est consacré à l’aspect de l’instabilité matérielle de la localisation de déformation dans des milieux à microstructure sous compression quasi-statique, ainsi que sa connexion à l’ellipticité macroscopique (le continuum critère de la présence d’un champ de déformation discontinue). Dans ce chapitre nous démontrons la connexion entre la solution de post-bifurcation homogénéisée et la présence ou l’absence d’un champ de déformation localisé dans un domaine de composites renforcées de fibres infiniment large sous compression. Le troisième chapitre est consacré à l’aspect de l’instabilité matérielle de la localisation de déformation sous charge dynamique, où l’effet d’inertie devient non négligeable. Dans ce chapitre nous étudions une perturbation singulière sur une plaque infiniment large sous tension biaxiale et ses cônes d’influence, avec une loi de comportement qui perd l’ellipticité. Le quatrième chapitre est consacré à l’aspect de l’instabilité géométrique de la localisation de déformation sous charge dynamique, dans lequel nous étudions la compression dynamique d’un anneau métallique sous charge électromagnétique. Contrairement au cas quasi-statique, des domaines de déformation localisée sont observés dans le mode de défaillance de l’anneau. / Localization of deformation in finitely strained ductile solids is the instability mechanism leading to their failure by rupture. This phenomenon occurs under static and dynamic loading conditions. It can appear in the bulk of solids, in which case it is referred to as a material instability phenomenon or in a structure, in which case one talks about a structural instability problem. The thesis at hand studies localization in the material and structural context, both under static and dynamic conditions, using a common tool: the evolution of a geometrically localized perturbation.An introduction to the localization of deformation problem in solid mechanics is presented in Chapter 1. The material instability aspect of localization of deformation in microstructured solids under quasistatic loading and its connection to macroscopic ellipticity – the continuum criterion for the presence of a discontinuous strain field – are addressed in Chapter 2. In this part we show the connection of the homogenized post-bifurcation response to the presence or absence of a localized deformation field in an infinite, fiber-reinforced composite under plane strain compression. The material instability aspect of localization of deformation under dynamic loading, i.e. where inertia becomes important, is addressed in Chapter 3. In this part we study the influence cones for the wave propagation emerging from a point perturbation in an infinite, biaxially strained plate whose constitutive response loses ellipticity at finite level of strain. The structural instability aspect of localization of deformation is investigated under dynamic loading conditions in Chapter 4 by studying the dynamic compression on an electromagnetically loaded metallic ring. In contrast to the quasistatic case, where a global failure mode is observed, the failure pattern for the rapidly compressed ring shows highly localized deformation areas.