Cette thèse s’intéresse à la modélisation dynamique d’une pile à combustible (PàC) PEM en vue de son utilisation en électronique de puissance. Un modèle statique basé sur une expression de la tension en fonction du courant débité est tout d’abord présenté. Le modèle dynamique est élaboré ensuite. Il est montré que l’impédance électrochimique de diffusion-convection (Zd) s’apparente à une ligne de transmission de type RC. Une discrétisation en un nombre fini d’éléments a été effectuée. Afin d’obtenir un modèle simple, deux branches RC différentes sont considérées pour l’impédance Zd auxquelles sont ajoutées la capacité de double couche, les résistances de transfert et de la membrane. Ce modèle est validé sur deux PàC de 500 W et 5 kW sur une gamme de fréquence 5 mHz à 2 kHz, lors d’échelons de courant et lors du débit sur un hacheur élévateur. Il est montré que l’utilisation du découpage haute fréquence du convertisseur permet un diagnostic de l’état d’humidification de la membrane / This thesis deals with dynamic modelling of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) with a view to integrate it into power electronics environment. Firstly a static model based on an expression that links current and voltage is presented. The dynamic model is then obtained. It is shown that the electrochemical diffusion-convection impedance (Zd) is similar to a RC transmission line. A discretization on a short number of elements is carried out. In order to obtain a simple model, two different RC branches for Zd impedance, a double layer capacitor, a transfer resistance, and a membrane resistance are considered. This modelling is validated on two 500 W and 5 kW PEMFC, for frequencies varying from 5 mHz to 2 kHz. The model is validated for both fuel cells during current step responses and operation with a boost converter. In this case it is shown how the high frequency switching of the converter can be used to obtain a diagnostic on the humidification state of the membrane

Nous avons d’abord entrepris de tracer un tableau de la Norvège en nous reportant à des ouvrages d’auteurs tels Raymond Aron (1905-1983) et son « Guerre et paix entre nations », de Francis Fukuyama (1952-) avec son étude « The Origins of Political Order » [Les origines de l’ordre politique], de Hans Magnus Enzensberger (1929-), auteur de « Norsk utakt » [La Norvège qui marche à contretemps], d’Henrik Ibsen (1828-1906) et son « Peer Gynt », et de nombreux écrits d’Olav Riste (1933-) et d’autres auteurs.A la fin de cette première partie notre analyse a permis d’identifier l’isolationnisme traditionnel et défensif des Norvégiens que nous désignons comme étant du premier degré, puis une seconde forme d’isolationnisme appelé organique et du second degré, car intériorisé et ainsi occulté.Nos sources principales ont été les Comptes rendus de réunions du Comité des Affaires étrangères et de la Constitution au Storting (Parlement) à Oslo.La deuxième partie de cette thèse traite la période de 1940 à 1949 qui se termine par l’adhésion de la Norvège au Pacte atlantique et l’OTAN en 1949, car le pays n’avait tout simplement pas d’autre choix. En troisième partie nous suivons la Norvège dans une phase d’internationalisation profonde de 1950 à 1972 où le pays adhère, de nouveau sous la contrainte, d’abord à l’Association européenne de libre échange puis cherche à se joindre à la Communauté économique européenne. L’échec au référendum sur l’Europe en 1972 est à imputer en très grande partie à son isolationnisme que nous qualifions d’extraordinaire. / We start by building up a portrait of Norway by referring to works by authors such as Raymond Aron (1905-1983) and his «War and peace between nations» [Guerre et paix entre nations], Francis Fukuyama (1952-) with his study of « The Origins of Political Order », Hans Magnus Enzensberger(1929-), author of « Out-of-step Norway » [Norsk utakt], Henrik Ibsen and his « Peer Gynt» as well as numerous writings by Olav Riste (1933-) and other contributors.At the end of this first part our analysis has uncovered the traditional and defensive isolationism of the Norwegians which we qualify as being of the first degree, then a second degree isolationism, organic in character, since it is interiorised and hence hidden.Our main sources are accounts of meetings of the “Committee for Foreign affairs and of the Constitution” at the Storting (Parliament) in Oslo.The second part of this thesis deals with the period from 1940 to 1949 where Norway joined the Atlantic pact and NATO in 1949, quite simply because the country had no other choice. In the third part we look at Norway during her period of opening up to the international community from 1950 to 1972 where the country joins, again because she was forced to, first the European Free Trade area (EFTA), then is a candidate for membership of the European Economic Community (EEC). The loss at the referendum on Europe in 1972 is mostly due to her isolationism that we in the end shall qualify as being extraordinary.

Cette thèse propose une étude de l’œuvre intégrale de Jacques-Antoine de Révéroni Saint-Cyr (1767-1829), ingénieur militaire et écrivain, au sein de la production littéraire de l’époque révolutionnaire et impériale, à la croisée de la littérature, de l’histoire des sciences et de la musique. Étude historique, thématique et herméneutique, cette lecture critique analyse un imaginaire au tournant des Lumières qui comprend des mémoires sur l’art militaire, sur les beaux-arts et sur l’équilibre européen, des textes scéniques (opéras-comiques et comédies) et des romans. Cette diversité générique témoigne d’un complexus imaginaire partagé entre cœur et raison, mécanique et sensibilité, sérénité et inquiétude, qui inscrit le corpus révéronien dans un paradigme charnière entre l’héritage rationaliste de la philosophie des Lumières et une esthétique à coloration romantique. / This thesis studies the integral work of Jacques-Antoine de Révéroni Saint-Cyr (1767-1829), a military engineer and writer, at the breast of literary production of the French Revolution and Empire, encompassing literature, history of sciences and music. Historical, thematic and hermeneutical, this critical study analyses Reveroni’s imagery at the turning point of the age of enlightenment which includes essays about military art, fine arts and European equilibrium, theatrical production (comic operas and comedies) and novels. This variety of genres constructs an “imagery complexus” divided between heart and reason, mechanic and sensibility, serenity and anxiety, linked to a key paradigma between the rationalist heritage of the philosophy of enlightenment and an aesthetic coloured with romanticism.

Cette thèse traite de la compilation efficace des langages à objets en héritage multiple. La programmation objet est caractérisée par un mécanisme fondamental, emph{la liaison tardive} --- la méthode appelée dépend du type dynamique d'un paramètre distingué, le emph{receveur}. L'efficacité de ce mécanisme nécessite une implémentation adéquate qui est conditionnée par le schéma de compilation utilisé --- compilation séparée avec chargement dynamique, compilation globale, etc. Cependant la programmation par objets présente une apparente incompatibilité entre trois termes : l'héritage multiple, l'efficacité et l'owa --- en particulier, le chargement dynamique. Nous avons étudié les techniques d'implémentation compatibles avec l'héritage multiple couramment utilisées ainsi qu'une alternative prometteuse, le ph. Nous nous plaçons dans le cadre du typage statique, donc nos conclusions peuvent valoir pour des langages comme cpp, eiffel, java, csharp, etc. Différents schémas de compilation sont considérés, de l'owa à l'cwa. Ces techniques et ces schémas ont été mis en uvre dans le compilateur auto-gène du langage prm. L'influence sur l'efficacité de tous ces éléments a été testée dans un protocole expérimental rigoureux de méta-compilation et les tests ont été réalisés sur une variété de processeurs différents. Les résultats des ces expérimentations sont discutés et comparés aux évaluations a priori effectuées sur les techniques d'implémentation. Ils confirment aussi que le ph est une technique d'implémentation intéressante pour le sous-typage multiple à la java. / His thesis is about efficient compilation of object oriented language with multiple inheritance.Object oriented programing is characterized by a main mechanism, emph{late binding} --- invoked method only depends on the dynamic type of one special parameter, the emph{receiver}.In order to be efficient this mechanism needs an implementation which depends on some compilation scheme --- separate compilation with dynamic loading, global compilation, etc.However object oriented programming present akin of incompatibility between three terms: multiple inheritance, efficiency and open world assumption --- especially with dynamic loading.In this thesis, we have studied common implementation techniques compatible with multiple inheritance and a promising alternative, perfect class hashing.The context of this study is static typing, our conclusion holds for languages like cpp, eiffel, java, csharp, etc.Different compilation schemes are considered, from open world assumption to closed world assumption.These techniques and schemes are implemented in the prm bootstraped compiler.Efficiency influence of all this artifacts has been tested with a rigorous meta-compilation experimental protocol and these tests have been performed on a variety of different processors.Results of these experiments are discuss and compared to an a priori evaluations of implementations techniquesThey mainly confirm perfect class hashing as an interesting implementation for multiple subtyping, a la java.

Les systèmes embarqués sont largement utilisés de nos jours. Pour des raisons d'efficacité, les plus contraints en termes de ressources sont toujours programmés en C et en assembleur. L'adoption de langages de plus haut niveau tels que C# ou Java offrirait plus d'abstraction au programmeur, ce qui réduirait les temps de développement et par conséquent le coût de ces systèmes. Certains d'entre eux ont déjà migré vers de tels langages, comme les téléphones mobiles ou les tablettes tactiles, mais ils sont équipés d'une grande quantité de mémoire externe et ne reflètent pas la majorité des systèmes embarqués.Cette thèse s'intéresse à l'implémentation de Java et .NET pour l'embarqué, et plus spécifiquement à la compilation efficace du polymorphisme. Ce polymorphisme génère un certain coût à l'exécution, comme des indirections dans le cas des appels de méthodes (polymorphisme d'inclusion), ou de la duplication de code dans le cas de la généricité (polymorphisme paramétrique). De nombreuses techniques d'implémentation ont été proposées, notamment pour Java. Il reste cependant à identifier lesquelles sont applicables pour le type de systèmes que nous ciblons, et à en concevoir de nouvelles pour certains aspects comme la généricité. Nous partons du principe que les techniques globales (hypothèse du monde clos) sont les mieux adaptées. Par l'analyse de types, nous détectons qu'une partie importante des programmes est monomorphe et qu'elle peut donc être compilée sans surcoût. Pour implémenter le polymorphisme restant, nous choisissons la technique la mieux adaptée au matériel cible. Nous proposons également une implémentation de la généricité qui est adaptée aux systèmes embarqués. D'après nos évaluations, l'impact négatif du polymorphisme sur l'efficacité est largement réduit. L'efficacité du code optimisé devrait s'approcher de celle du C, et les techniques que nous employons pourraient être applicables dans le contexte plus général du chargement dynamique. / Nowadays, embedded systems are ubiquitous. For efficiency reasons, most constrained systems are still programmed in C and assembly. Adopting higher-level languages such as C# or Java should enhance the level of abstraction offered to programmers and reduce development time and cost for these systems. A small part of them have migrated to such languages, like smartphones and tablet computers, but they have a large amount of external memory available and do not represent the majority of embedded systems.This thesis focuses on the implementation of Java and .NET for embedded systems, and more especially on the efficient compilation of polymorphism. Polymorphism generates an overhead at run-time, such as indirections when methods are invoked (inclusion polymorphism) or code duplication in the case of generics (parametric polymorphism). Many implementation techniques have been proposed, especially for Java. However, it remains to identify which ones are applicable in the context of low-end embedded systems. We consider that whole program optimization (closed-world assumption) is well-suited in this context. Using type analysis, we observe that most part of programs is monomorph, therefore it can be compiled with no overhead with respect to C. In order to implement the remaining polymorphism, we choose the technique which is better suited for the target hardware. We also propose an appropriate implementation of run-time generics. Our results show that the negative impact of polymorphism is mostly reduced. The efficiency of the optimized code should be comparable with C, and the techniques we employ could be applicable in the context of dynamic loading (open-world assumption).

Sans exécuter une application, est-il possible de prévoir quelle est la méthode cible d’un site d’appel ? Est-il possible de savoir quels sont les types et les valeurs qu’une expression peut contenir ? Est-il possible de déterminer de manière exhaustive l’ensemble de comportements qu’une application peut effectuer ? Dans les trois cas, la réponse est oui, à condition d’accepter une certaine approximation. Il existe une classe d’algorithmes − peu connus à l’extérieur du cercle académique − qui analysent et simulent un programme pour calculer de manière conservatrice l’ensemble des informations qui peuvent être véhiculées dans une expression.Dans cette thèse, nous présentons ces algorithmes appelés CFAs (acronyme de Control Flow Analysis), plus précisément l’algorithme multivariant k-l-CFA. Nous combinons l’algorithme k-l-CFA avec l’analyse de taches (taint analysis),qui consiste à suivre une donnée sensible dans le flot de contrôle, afin de déterminer si elle atteint un puits (un flot sortant du programme). Cet algorithme, en combinaison avec l’interprétation abstraite pour les valeurs, a pour objectif de calculer de manière aussi exhaustive que possible l’ensemble des comportements d’une application. L’un des problèmes de cette approche est le nombre élevé de faux-positifs, qui impose un post-traitement humain. Il est donc essentiel de pouvoir augmenter la précision de l’analyse en augmentant k.k-l-CFA est notoirement connu comme étant très combinatoire, sa complexité étant exponentielle dans la valeur de k. La première contribution de cette thèse est de concevoir un modèle et une implémentation la plus efficace possible, en séparant soigneusement les parties statiques et dynamiques de l’analyse, pour permettre le passage à l’échelle. La seconde contribution de cette thèse est de proposer une nouvelle variante de CFA basée sur k-l-CFA, et appelée *-CFA, qui consiste à faire du paramètre k une propriété de chaque variante, de façon à ne l’augmenter que dans les contextes qui le justifient.Afin d’évaluer l’efficacité de notre implémentation de k-l-CFA, nous avons effectué une comparaison avec le framework Wala. Ensuite, nous validons l’analyse de taches et la détection de comportements avec le Benchmark DroidBench. Enfin, nous présentons les apports de l’algorithme *-CFA par rapport aux algorithmes standards de CFA dans le contexte d’analyse de taches et de détection de comportements. / Without executing an application, is it possible to predict the target method of a call site? Is it possible to know the types and values that an expression can contain? Is it possible to determine exhaustively the set of behaviors that an application can perform? In all three cases, the answer is yes, as long as a certain approximation is accepted.There is a class of algorithms - little known outside of academia - that can simulate and analyze a program to compute conservatively all information that can be conveyed in an expression. In this thesis, we present these algorithms called CFAs (Control flow analysis), and more specifically the multivariant k-l-CFA algorithm.We combine k-l-CFA algorithm with taint analysis, which consists in following tainted sensitive data inthe control flow to determine if it reaches a sink (an outgoing flow of the program).This combination with the integration of abstract interpretation for the values, aims to identify asexhaustively as possible all behaviors performed by an application.The problem with this approach is the high number of false positives, which requiresa human post-processing treatment.It is therefore essential to increase the accuracy of the analysis by increasing k.k-l-CFA is notoriously known as having a high combinatorial complexity, which is exponential commensurately with the value of k.The first contribution of this thesis is to design a model and most efficient implementationpossible, carefully separating the static and dynamic parts of the analysis, to allow scalability.The second contribution of this thesis is to propose a new CFA variant based on k-l-CFA algorithm -called *-CFA - , which consists in keeping locally for each variant the parameter k, and increasing this parameter in the contexts which justifies it.To evaluate the effectiveness of our implementation of k-l-CFA, we make a comparison with the Wala framework.Then, we do the same with the DroidBench benchmark to validate out taint analysis and behavior detection. Finally , we present the contributions of *-CFA algorithm compared to standard CFA algorithms in the context of taint analysis and behavior detection.

Cette thèse, en s’appuyant sur l’expérimentation et la modélisation numérique vise à une meilleure compréhension du comportement des dalles épaisses en béton armé sous sollicitations de cisaillement. Le cas particulier des dalles avec épingles est d’ailleurs spécifiquement étudié et comparé aux dalles sans armatures d’effort tranchant, l’influence de l’effort membrane est également abordé. Une synthèse bibliographique a tout d’abord été effectuée pour mettre en évidence les paramètres agissant sur la contrainte de cisaillement à travers les résultats des travaux et études précédentes comme la résistance caractéristique du béton en compression, le taux d’armatures longitudinales et transversales, et le rapport a/d, la taille des granulats. La campagne expérimentale a ensuite été réalisée sur trente dalles dont 9 dalles sans épingles et 21 dalles avec épingles partagées en quatre séries, la première conçue pour étudier le comportement global et local au cisaillement, la deuxième pour analyser l’interaction des épingles avec les armatures longitudinales, la troisième pour étudier l’effet d’un effort axial sur la résistance au cisaillement et vérifier s’il existe une interférence des aciers d’effort tranchant sur l’effort axial et la quatrième pour étudier l’effet de l’engrènement des granulats en faisant varier la taille de leur diamètre maximal. Les résultats montrent l’augmentation de la résistance au cisaillement grâce aux épingles mais également l’interaction de ceux-ci avec les armatures longitudinales et l’effort de compression. Pour ce qui est de l’influence de l’augmentation du diamètre des granulats, celle-ci est supplantée par les épingles qui remplacent cet effet. Les résultats expérimentaux sont comparés aux prévisions basées sur l’Eurocode 2, l’Annexe Nationale Française, le Fib Model Code 2010 et l’ACI 318-14. Les résultats montrent que globalement l’approche française ANF et le fib Model Code 2010 donnent des résultats très proches des valeurs expérimentales. L’EC2 donne également des résultats acceptables avec des marges de sécurité raisonnable. La comparaison des résultats analytiques obtenus avec l’EC2, l’ACI 318-14, le Fib Model Code montre que l’ANF donnent de bons résultats. La modélisation des dalles, en utilisant le modèle de béton élasto-plastique avec endommagement d’ABAQUS EXPLICIT, donne les meilleurs résultats en comparaison avec la campagne expérimentale, tant pour la détermination de la charge ultime et de l’effort tranchant maximal que pour le mode de rupture qui est similaire au mode de rupture expérimental. / This thesis, based on experimentation and numerical modeling aims at a better understanding of the behaviour of reinforced concrete slabs equipped with shear reinforcements, by measuring the effect of stirrups on their shear strength. A bibliographical synthesis was first carried out to highlight the parameters acting on the shear stress through the results of previous work and studies such as the characteristic resistance of concrete in compression, the rate of longitudinal and transverse reinforcements, the shear to span ratio the size of the aggregates and the applying of an axial load. The experimental campaign was then carried out on thirty slabs including 9 slabs without shear reinforcement and 21 slabs with stirrups shared in four series, the first designed to study the global and local shear behaviour, the second to analyze the interaction of the stirrups with the longitudinal reinforcement, the third to study the effect of an axial effort on the shear strength and to check whether there is interference from the shear reinforcement on the behaviour of axial effort and the fourth to study the effect of meshing of aggregates by varying the size of their maximum diameter. The results confirm the shear gain through the adding of stirrups and also their interaction with longitudinal reinforcement and axial compression. Also, the stirrups cancel the effect of increasing the diameter of concrete aggregates. The experimental results are compared with the forecasts based on Eurocode 2, the French national Annex, the Fib Model Code 2010 and the ACI 318-14. The results show that overall the French approach ANF (avg = 1.00, std = 0.08) and the fib Model Code 2010 give very close results of experimental values. The EC2 also gives acceptable results with reasonable security margins. Comparison of the analytical results obtained with the EC2, the ACI 318-14, the Fib Model Code shows that both the ANF is successful; The best average of the "experimental shear strength and the numerical shear strength ratio (1.014) was obtained with the ANF (0.03). The modeling of slabs, using the elastoplastic concrete model with damage through ABAQUS EXPLICIT gives results comparable to the experimental results, not only for the determination of the ultimate load and the maximum shear strength but also for the failure mode which is similar to the experimental one.

La mise en glissement d’une interface de contact est un phénomène dont la dynamique spatiotemporelle est encore mal comprise. Dans cette thèse, nous avons développé et mis en oeuvre un dispositif expérimental original permettant de visualiser in situ les phénomènes locaux en jeu lors de la mise en glissement d’interfaces rugueuses élastomères, avec une bonne résolution temporelle. Nous avons mis en évidence une forte réduction de l’aire de contact réelle au sein d’une interface de contact sous cisaillement, et ce bien avant le début du glissement macroscopique. Cette réduction influence la valeur de la force de frottement statique de l’interface. Nous avons montré que le paramètre qui quantifie l’amplitude de la réduction vérifie une loi d’échelle valable largement, allant des monocontacts millimétriques jusqu’aux jonctions micrométriques impliquées dans les interfaces rugueuses. Nous avons ensuite montré que la contrainte de cisaillement critique de mise en glissement d’une interface n’est pas une constante pour un couple de matériaux en contact. En effet, en changeant systématiquement l’épaisseur d’un revêtement élastique sur l’un des corps en contact, on peut varier cette contrainte d’un facteur trois. Cet effet est interprété semi-quantitativement via un modèle couplant dissipation à l’interface et dans le volume des matériaux. Nous avons enfin montré que la dynamique spatio-temporelle de mise en glissement est influencée par le couple appliqué à l’interface par la force de frottement, lorsque celle-ci n’est pas exercée dans le plan de l’interface. En particulier, via une mesure du champ de déplacement par corrélation d’images, nous avons réalisé la première comparaison quantitative avec un modèle récent décrivant cet effet de couple. / The onset of sliding of a contact interface is a phenomenon the space-time dynamics of which are still poorly understood. In this thesis, we have developed and implemented an original experimental device allowing us to visualize in situ the local phenomena involved during the onset of sliding of rough elastomer interfaces, with a good temporal resolution. We have shown a strong reduction of the real contact area within a sheared contact interface, well before the beginning of macroscopic sliding. This reduction affects the value of the static friction force of the interface. We have shown that the parameter that quantifies the amplitude of the reduction obeys a well-defined scaling law ranging from millimetric mono-contacts to the micrometric junctions involved in rough interfaces. We have then shown that the shear strength of an interface is not a constant for a couple of materials in contact. Indeed, by systematically changing the thickness of an elastic coating on one of the bodies in contact, we could vary the value of the shear strength by a factor three. This effect is interpreted semi-quantitatively via a model incorporating dissipation both at the interface and in the bulk of the materials. We have finally shown that the space-time dynamics of the onset of sliding is influenced by the torque applied to the interface by the friction force, when the latter is not exerted in the plane of the interface. In particular, via a digital image correlation-based measurement, we performed the first quantitative comparison with a recent model describing this torque effect.

Actuellement, la restauration des oeuvres d’art, notamment des statues fracturées, repose sur des techniqueséprouvées, mais empiriques. Les statues endommagées comportent souvent des parties brisées. Leur restaurationconsiste la plupart du temps à les rassembler. Ainsi apparait la nécessité de prendre en compte lespropriétés mécaniques des interfaces entre les différentes parties brisées, ce qui permet de limiter l’ampleur desréparations et ainsi, de mieux conserver l’intégrité de l’oeuvre. Par ailleurs, les techniques numériques d’acquisition3D font leur entrée au service de la conservation du patrimoine. Cette thèse propose une méthodologiecapable d’utiliser des données issues d’une acquisition 3D pour simuler les opérations de restauration et leurseffets sur la structure de l’oeuvre. Les processus de restauration peuvent ainsi être testés et optimisés.Un scanner laser est utilisé pour l’acquisition de la géométrie des oeuvres, ce qui nous permet de reconstruireun modèle 3D pour la simulation numérique. Les calculs sont menés dans le cadre de la mécanique des milieuxcontinus déformables avec FLAC3D. Pour vérifier tous les points clés garantissant la stabilité mécanique, lecomportement des éléments de renforts et celui des interfaces entre les blocs ont été considérés. À partirdes résultats de ces études, une critique des stratégies de restauration mises en oeuvre ou envisageables estproposée.De plus, plusieurs méthodes de caractérisation visant à retrouver la provenance du matériau et/ou estimerles propriétés mécaniques de l’oeuvre sont proposées : caractérisations physico-chimiques et minéralogiques,essais non destructifs et destructifs. Une campagne expérimentale visant à caractériser le comportement desfractures en contact frottant avec acquisition de l’état de surface a été réalisée. Une analyse des corrélationsentre les propriétés mécaniques et morphologique des interfaces est ensuite élaborée. Enfin nous proposonsdes modèles prédictifs construits par régressions linéaires multiples et multivariées. Cette étude permet desimuler le comportement d’une oeuvre fracturée. / Currently, the artworks restoration, including broken statues, are based on proven but empirical techniques. Damaged statues often have broken parts. Restoration mainly consists in joining these parts. Thus appears the necessity of taking into account the interfaces mechanical properties between the different broken parts, reducing thereby the extent of repairs and thus better maintain the integrity of the work. Beside this, digital 3D acquisition techniques become more and more popular among the cultural heritage community. This thesis proposes a methodology able to use 3D acquisition datas to simulate the restoration operations and their effects on the structure. The restoration strategy can thus be tested and optimized. A laser scanner is used to acquire the statue geometry, allowing to reconstruct a 3D model for numerical simulation. Computations are carried out within the framework of deformable continuum mechanics using the FLAC3D software. In order to check all the key points ensuring mechanical stability, the behavior of reinforcing elements and those of the interfaces between blocks were considered. From the results of the present studies, a critical analysis of implemented or possible restoration strategy is proposed. In addition, several characterization methods to find the material origin and/or estimate the mechanical properties of the work are proposed : physico-chemical and mineralogical characterizations, non-destructive and destructive tests. An experimental campaign to characterize the behavior of fractures in contact with surface acquisition was performed. An analysis of correlations between mechanical and morphological interfaces properties is then developed. Finally, we propose a predictive modelling based on multiple linear and multivariate regressions. This study allow the simulation of fractured artworks behaviour.

Le soudage par friction malaxage (FSW) est un procédé de soudage innovant pour les matériaux à bas point de fusion (aluminium, cuivre…). Il a été breveté en 1992 par l’organisme anglais The Welding Institute (TWI). Depuis plusieurs années, celui-ci se développe dans l’industrie en cherchant à réduire son coût d’investissement. Le principe du FSW est de réaliser un cordon de soudure grâce à un outil animé d’un mouvement de rotation et d’avance. Les niveaux d’efforts et de précision requis contraignent à l’utilisation de machines cartésiennes de grande envergure. L’utilisation des robots industriels est un moyen de réduire les coûts, mais ils ne sont pas conçus pour ce genre d’applications et leur inconvénient majeur réside dans leur manque de rigidité. Ainsi, lorsque l’outil entre en contact avec les pièces à assembler, celui-ci peut dévier de plusieurs millimètres dans différentes directions de l’espace, rendant la mise en oeuvre d’une compensation de la trajectoire du robot obligatoire afin d’obtenir des soudures sans défauts. Le but de cette thèse a été de développer un procédé robotisé robuste. Le premier objectif est la mise en oeuvre d’une commande en effort robuste. En effet, en FSW, le maintien d’un effort axial constant est obligatoire. Le contrôle de cet effort permet de compenser la déviation axiale de l’outil et les défauts de mise en position des pièces à souder. Ainsi, une démarche d’identification et de modélisation afin de créer une commande en effort a été mise en oeuvre. La commande est définie de manière robuste afin d’éviter les réglages de l’asservissement lorsque les outils, les paramètres de soudage ou les trajectoires du robot changent. Une validation expérimentale complète a été réalisée dans le contexte du FSW. Le second objectif de cette thèse a été de développer une compensation de la déviation latérale de l’outil. Contrairement à l’objectif précédent, il n’y a pas d’effort à maintenir pour compenser cette déviation latérale. Dans l’industrie, cette déviation peut être compensée à l’aide d’un système de vision, mais ce dernier comporte de nombreux inconvénients en FSW (réflexion de l’aluminium, non visibilité du joint, coût, mise en oeuvre complexe). Ainsi, dans cette partie, un algorithme de compensation temps réel de la déviation latérale de l’outil a été mis en oeuvre. Celui-ci repose sur l’identification d’un modèle élasto-statique du robot. L’algorithme de compensation de la déviation latérale de l’outil a été couplé à la commande en effort et validé expérimentalement en FSW. La différence avec la majorité des travaux de recherche dans ce domaine est que les procédures d’identification n’utilisent pas de système de mesure 3D (photogrammétrie CCD ou laser de poursuite) dont le coût est un frein indéniable pour beaucoup d’industriels. La démarche est simple à mettre en oeuvre sur un robot industriel du marché actuel, et applicable pour d’autres procédés à contact comme l’usinage ou le polissage. / Friction Stir Welding (FSW) is an innovative welding process for materials with a low melting point (aluminium, copper…). It was patented in 1992 by the English organization The Welding Institute (TWI). For many years, an effort is done to reduce the investment cost for industrial applications. FSW process involves a rotating tool advancing along a path. Currently, gantry-type CNC systems are using for FSW manufacturing. These machines offer a high stiffness and can tolerate the forces during FSW in order to carry out a good weld quality. Industrials robots can reduce the investment cost; however they are not design for these applications. The main limitation is the low stiffness of the robot structure. Consequently, the robot deformation under the high process forces causes tool deviations about several millimeters. The robot path has to be compensated in order to obtain a good weld quality. The aim of this thesis is to develop a robust robotized process. The first goal is to realize a robust force control. During FSW, a constant axial forging force should be applied. Axial tool deviation is compensated with the force control approach. In this way, a modeling and identification method is done in order to design a force controller. The force controller is robust because no tuning is required, even if welding parameters or robot paths change. An experimental validation in FSW is done. The second goal is to realize a compensation of the lateral tool deviation. Unlike the axial deformation, there is no force to maintain for compensate this deviation. In industry, the lateral tool deviation could be compensated with a camera or laser sensor in order to track the weld seam path during welding. However, the cost of a seam tracking device, the aluminium reflexion and the lack of visibility in lap joint configuration are significant drawbacks. In this chapter, a compensation algorithm is designed. An elastostatic model of the robot is used to estimate in real time the deflection of the robot TCP. The compensation algorithm is coupled with the force controller defined previously. Compare with others research works about this topic, identification methods don’t need a 3D measurement system (CCD camera or laser tracker). The cost of such system is a main drawback for industrial applications. In this thesis, identification methods are easy to implement in an industrial robot and available for others processes like machining or polishing.