Les exigences de sécurité dans le domaine aéronautique imposent de tenir compte des diverses incertitudes affectant les structures, notamment la variabilité matériau. Malgré son essor la simulation numérique considère actuellement cette problématique de façon simplifiée, par exemple en usant d'abattements sur les valeurs de propriétés utilisées dans les calculs. Mais l'emploi accru des matériaux composites, par nature plus sensibles aux incertitudes, demande l'introduction de méthodes plus précises afin d'assurer une meilleure robustesse du dimensionnement. Pour cela, il a été développé une nouvelle démarche dite d'Analyse de Variabilité respectant certaines contraintes de la simulation numérique telle l'indépendance vis-à-vis du code de calcul (non-intrusivité) et la parcimonie des calculs. Face à la grande diversité des techniques de transport d'incertitudes, le choix a été fait de construire une démarche en s'appuyant sur les techniques de surfaces de réponses. Afin d'exploiter au mieux les diverses formes retenues (polynômes en les paramètres incertains, chaos polynomial, krigeage) pour construire l'approximation, la démarche a été rendue progressive. Des méthodes de validation croisée (leave-k-out, bootstrap) ont été utilisées pour évaluer la qualité de l'approximation. Ainsi, il est possible d'afficher une estimation des effets des incertitudes (par exemple sous la forme de barres d'erreur) mais également de quantifier la confiance dans cette estimation. La validation de la démarche s'est tout d'abord appuyée sur des exemples mathématiques, puis sur des situations mécaniques simples et analytiques. Les résultats obtenus montrent notamment une bonne cohérence vis-à-vis des simulations de Monte-Carlo pour un coût de calcul nettement inférieur. Les incertitudes considérées portent aussi bien sur des paramètres géométriques que matériau, avec notamment des caractéristiques propres aux composites (angles d'empilement, épaisseur des plis). L'application de la démarche à divers exemples (plaque multiperforée, assemblage boulonné,...) de calcul de structures par la méthode des éléments finis a souligné son applicabilité pour un surcoût de calcul raisonnable. Pour finir, le problème de la réduction des effets des incertitudes a été abordé sous des angles classiques comme la réduction des incertitudes d'entrée ou l'amélioration de la qualité des modèles utilisés. Enfin, une méthode plus originale, dite de consolidation de bases de données, utilisant les corrélations entre paramètres mesurés aux diverses échelles des composites a été proposée.

L'objet de cette thèse est l'étude du comportement des anomalies de salinité de surface (SSS) dans l'Atlantique. On étudie leurvariabilité aux échelles de temps interannuelles à décennales, leur réponse aux principaux modes de variabilité atmosphérique dans l'Atlantique Nord et leur lien avec la circulation océanique de grande échelle. Etant donné le manque d'observations de SSS sur des longues périodes et à l'échelle du bassin, le travail est essentiellement basé sur des simulations globales couplées. Dans la première partie de la thèse, la dynamique proprement dite des anomalies de SSS est analysée grâce à deux simulations couplées en conditions de contrôle étudiées successivement: le run SINT EX (ECHAM4-OPA8) et le run de contrôle du Bergen Climate Model (ARPEGE-MICOM). Nos résultats montrent que l'advection par les anomalies de courants d'Ekman est en moyenne au moins aussi efficace que le flux d'eau douce pour générer des anomalies de SSS aux échelles de temps intrasaisonnières. Ceci a pu être confirmé dans les observations. Une fois créées, les anomalies de SSS sont relativement persistantes car elles ne sont pas amorties par les flux atmosphériques, au contraire des anomalies de température de surface. Elles sont donc plus fortement influencées par les courants moyens et par la variabilité géostrophique. En fait, ces deux facteurs dominent les changements de SSS à basse fréquence sur la majorité du bassin. En utilisant un outil de calcul de trajectoires lagrangiennes, on a pu suivre en particulier la propagation d'anomalies de SSS le long des courants océaniques moyens pendant au moins 5 ans. L'analyse a été effectuée aussi bien localement que pour la réponse aux principaux modes de variabilité atmosphérique dans l'Atlantique Nord comme l'Oscillation Nord-Atlantique (NAO) et l'East Atlantic Pattern. Les résultats sont similaires. Dans la deuxième partie de la thèse, la variabilité de la circulation méridienne en moyenne zonale est analysée dans le Bergen Climate Model. L'intensification de la convection profonde dans les hautes latitudes de l'Atlantique Nord force une accéleration de la circulation méridienne moyenne avec un délai de 5 ans environ. L'influence de la NAO sur la convection profonde est également mise en évidence mais le lien entre la NAO et la c irculation méridienne se fait principalement par action mécanique du vent et n'est détectable qu'aux échelles de temps interannuelles. Le Pacifique tropical influence quant à lui la variabilité basse fréquence de la circulation méridienne moyenne dans le modèle. Le phénomène El Ni~no crée des anomalies positives de salinité dans l'Atlantique tropical. Celles-ci sont advectées en une trentaine d'années dans les hautes latitudes de l'océan At lantique Nord où elles semblent forcer une accélération de la circulation méridienne moyenne en contribuant à la déstabilisation de la colonne d'eau.

Beta Pictoris est jusqu'à présent la seule étoile autour de laquelle un disque de matière a été image. Ce disque pourrait constituer un système protoplanétaire dans un état d'évolution encore indéterminé. Nous présentons les observations en spectroscopie haute résolution (visible et uv) de la partie gazeuse de ce disque et un modèle de disque proposé pour en rendre compte. Ce modèle est discuté et comparé à ceux dérivés des observations en imagerie de la poussière. D'importantes variations sont observées dans la partie rouge des raies circumstellaires des éléments métalliques ionisés. Ces variations sont analysées en detail. Nous montrons qu'elles peuvent s'expliquer par l'évaporation de gros corps solides (environ 1 km) en chute vers l'étoile. Nous présentons enfin une approche possible dans la recherche d'autres systèmes semblables à celui de beta Pictoris et les premiers résultats dans ce domaine

Le territoire belge est caractérisé par de nombreuses découvertes de Préhistoire ancienne, réparties sur un espace géographique restreint mais contrasté en termes de relief et de disponibilité des ressources minérales. Il est donc favorable à létude de la relation de lHomme à son Environnement par le biais des importantes différences régionales relatives aux types de sites représentés (grottes/plein air) ainsi quà la proximité et à la morphologie du silex disponible. Le rapport entre les populations néandertaliennes et chacun des types denvironnements rencontrés constitue le cur de ce travail, structuré en quatre parties intimement liées. La première partie est consacrée aux variations environnementales. Celles du substrat dabord, puisque quelques kilomètres à peine séparent les plaines riches en silex de Moyenne Belgique des profondes vallées de Haute Belgique. Variations chronologiques ensuite, puisque la sédimentation quaternaire eut une incidence tant sur laccessibilité des ressources lithiques que sur la préservation des traces archéologiques qui nous sont parvenues. Lhistorique des recherches est aussi abordé car les motivations et les contraintes des chercheurs qui se sont succédés depuis 1829 sont largement responsables de labondance mais aussi de la qualité très variable des documents. La deuxième partie concerne cette documentation. Nous avons identifié 437 lieux, inégalement répartis sur le territoire, qui ont livré des artefacts relatifs au Paléolithique moyen : 46 sites en contexte karstique (dont 16 majeurs) et 391 en plein air (dont 31 majeurs). Leur distribution tient tant à des paramètres taphonomiques et aux circonstances des découvertes quà des choix opérés par les Néandertaliens eux-mêmes. Deux environnements sont particulièrement favorisés : les plaines dont le substrat livre un silex abondant et les grottes du Bassin mosan. Lexamen de la position topographique des gisements montre des récurrences traduisant des choix liés à limplantation dans le paysage : les plateaux ou le haut des versants surplombant de petites vallées sont ainsi clairement privilégiés. La distribution chronologique des traces est aussi abordée, mettant notamment en évidence labondance de la documentation relative au Début Glaciaire weichselien, labsence de véritable occupation durant le Pléniglaciaire weichselien inférieur ainsi quune concentration de traces attribuables au Pléniglaciaire weichselien moyen tout à fait exceptionnelle pour le Nord-Ouest européen. En létat actuel des données, les datations situent les industries les plus récentes du Paléolithique moyen vers 38.000 B.P. (grotte Scladina) et les derniers Néandertaliens vers 36.000 B.P. ( Bètche-aux-Rotches à Spy). La troisième partie consiste en une étude approfondie dune dizaine dindustries lithiques dépendant de contextes environnementaux variés. Plusieurs tendances générales sen dégagent dans la manière dont les populations paléolithiques ont adapté leurs systèmes dacquisition et dexploitation des roches. Ainsi, des variations claires se marquent dans les systèmes dacquisition des roches exploitées selon un gradient nord-est sud-ouest. En Basse Belgique, lemploi de galets de silex local est couplé à limportation de nucléus et d'éclats provenant de Moyenne Belgique. En Moyenne Belgique, le silex disponible localement est employé prioritairement et le recours à dautres roches locales ou importées est tout à fait exceptionnel. En Haute Belgique, limportation de silex depuis la Moyenne Belgique combinée au recours à dautres matériaux disponibles localement constitue la règle. Ces variations dans les systèmes dacquisition génèrent de la diversité en termes de nature, de morphologie, de conditionnement et de disponibilité des matériaux mis en uvre par les tailleurs. Ces différents paramètres ont une incidence sur les choix techniques posés par les Néandertaliens lors de la phase de débitage. Sobservent ainsi des différences régionales importantes. Les sites de Haute Belgique procèdent doptions économiques qui se manifestent tant dans la réduction des blocs, comme au Trou du Diable à Hastière, que dans ladaptation des concepts de débitage à tel point quils en deviennent parfois atypiques comme lattestent les nombreux remontages de la grotte Scladina. À linverse, les sites de Moyenne Belgique témoignent dun usage dispendieux de la matière première et dune expression des concepts Levallois, Discoïde et Laminaire dans leur acception la plus stricte comme le montrent notamment les industries du gisement paléolithique dOtrange ou dObourg Canal. La quatrième partie est consacrée à une discussion des résultats et à une ouverture sur le reste de lEurope. Cette disparité des productions liée à la position géographique des gisements est particulièrement importante : des sites voisins mais diachroniques (couches 5 et 1A de la grotte Scladina) présentent entre eux plus danalogies que dautres pénécontemporains mais dépendant denvironnements contrastés (couches 1A de la grotte Scladina et WFL de Veldwezelt-Hezerwater). Dautres facteurs de variabilité se surimposent à cette diversité régionale : fonction des sites, traditions culturelles et techniques, variations paléoenvironnementales, chronologie. Des comparaisons sont opérées avec les résultats obtenus dans les régions limitrophes de la Belgique mais aussi à plus grande distance, des similitudes comportementales étant observées dans le sud de lEurope, dans des environnements qui évoquent par certains aspects le karst des vallées du Bassin mosan. Belgium is noted for its many ancient prehistoric sites which are spread over a limited geographic area. Despite its limited size, this area shows important regional contrasts in terms of topographic relief and availability of mineral resources. These factors in conjunction with important regional differences related to the types of sites represented (cave/open air) as well as the proximity and morphology of the available flint make this area favorable for the study of man's relationship with his environment. The connection between the Neanderthal populations and the types of environments encountered constitutes the focus of this study which is divided into four closely associated parts. The first part is devoted to environmental variation starting with the interface between the flint-rich plains of Middle Belgium and the deep valleys of Upper Belgium. Only a few kilometers separate these two contrasting environments. Chronological variations follow because quaternary sedimentation had as much impact on the accessibility of lithic resources as on site preservation. The history of the research from 1829 to the present is also addressed. The motives and constraints of the researchers are responsible for both the abundance of documentary evidence and for the extremely variable quality of these documents. The second part concerns the previously mentioned documentation. Artifacts attributable to the Middle Paleolithic have been recovered from 437 sites : 46 sites (16 major ones) are found in karstic contexts and 391 sites (31 major ones) are open air sites. The distribution of these sites is a direct result of taphonomic processes, circumstances of discovery, and choices made by the Neanderthals themselves. In particular, two environments were favored : the plains which have abundant flint resources and the caves of the Mosan Basin. Prehistoric Man's choice of sites appears to be linked to topographical position : plateaus or cliff tops overhanging small valleys were preferred. Chronological distribution is also examined. It notably shows an abundant documentation from the Beginning of the Weichselian Pleniglacial and an absence of occupation during the Lower Weichselien Pleniglacial It also shows a concentration of archaeological evidences related to the Middle Weichselian Pleniglacial which is very exceptional for Northwest Europe. Based on research to date, Scladina Cave (38.000 B.P.) gives the most recent date for Middle Palaeolithic industries and Betche-aux-Rochtes at Spy (36.000 B.P.) provides the date for the last Neanderthals. The third part consists of a detailed study of ten lithic industries and their environmental context. Several general tendencies were detected in the way Palaeolithic populations adapted their systems of acquisition and exploitation of rocks. Clear variations in the systems of acquisition and exploitation along a northwest/southeast gradient were noted. In Lower Belgium, the use of local flint pebbles was coupled with the importation of nuclei and flakes from Middle Belgium. In Middle Belgium, the available local flint was used almost exclusively. Recourse to other local rocks or to imports was very exceptional. In Upper Belgium, the importation of flint from Middle Belgium in combination with other locally available materials constituted the rule. These variations in the systems of raw material procurement generated diversity in terms of nature, morphology, conditioning, and availability of the nodules chosen by the knappers. These diverse parameters impacted the technical choices of the Neanderthals during the reduction or debitage stage. Other important regional differences were also observed. The sites of Upper Belgium exhibited economic options which manifested in the reduction of blocks (Trou du Diable at Hastière) and in extreme adaptations or manipulation of concepts of reduction such as those recognized in several refittings from Scladina Cave. The sites of Middle Belgium exhibited an extravagant use of the primary material and a strict expression of different concepts : mainly Levallois, also Discoid, and volumetric blade production (gisement paléolithique d'otrange, Obourg Canal). The fourth part is devoted to a discussion of the results and a preliminary comparison to the rest of Europe. The connection of the diversity in lithic productions and the geographic position of the sites is particularly important. Lithic industries from the two occupation layers of Scladina (layers 5 and 1A) present more analogies between themselves than other plenicomtemporaneous sites in different environments (lays 1A of Scladina and WFL of Veldwezelt-Hezerwater). Other factors of variability superimpose themselves in this diverse region : function of the sites, cultural traditions and techniques, palaeoenvironmental variations, chronology. Comparisons with the results obtained from regions bordering Belgium as well as those obtained from greater distances showed some behavioural similarities in southern Europe in environments which evoke aspects of the karst valleys of the Mosan Basin. Translation : Cheryl Roy, Department of Anthropology, Faculty of Social Sciences, Vancouver Island University

Ces travaux de these s'integrent dans les objectifs du projet international d'Analyse de la Mousson Africaine (AMMA). Ils abordent la caracterisation des echanges entre l'ocean et l'atmosphere dans l'Atlantique Equatorial Est (AEE) de l'echelle diurne a interannuelle a partir de donnees d'observation et de la modelisation numerique. Ces echanges sont d'une tr'es grande importance pour le declenchement de la Mousson Africaine qui determine en grande partie la saison des pluies en Afrique de l'Ouest. Nous montrons que les parametres de la couche de melange oceanique dans le GG sont principalement pilotes, a l'echelle diurne, par les flux de chaleur et les processus de subsurface (l'entraınement, le melange vertical) et nous montrons aussi qu'a partir d'une parametrisation de la turbulence oceanique (TKE) fermee a l'ordre 1.5, on parvient a restituer la turbulence oceanique observee dans cette region. Afin de quantifier le role de la tension du vent sur la variabilite des parametres de la couche de melange oceanique, nous utilisons un modele lineaire force par les anomalies de la tension du vent. Les resultats montrent que pres de l'equateur (3°S-3°N), le signal est retrouve ; par contre de part et d'autre de la bande 3°S-3°N, les amplitudes des parametres de la couche de melange sont tres largement sous estimes, ce qui montre que la tension du vent n'est pas le seul parametre a moduler la variabilite de la temperature surface 'a ces latitudes. Les bilans de chaleur integres sur la couche de melange ont permis de montrer le role des flux de chaleur et du melange vertical dans l'AEE. En effet, l'AEE est subdivise en plusieurs boıtes en tenant compte de la dynamique et de la thermodynamique et dans chaque boıte le bilan y est calcule. Les resultats montrent que les flux de chaleur et le m'elange vertical dominent le bilan aux echelles saisonniere et interannuelle. Ce melange vertical, calcule par residu, est compare avec les donnees independantes de turbulence oceanique (Dengler et al., 2010 ; Rhein et al., 2010) collectees lors des campagnes EGEE/AMMA en 2005-2007. Les resultats montrent que le residu se compare tres bien avec ces donnees independantes en terme de variabilite spatiale et temporelle. Le melange vertical est tres fort dans la region sauf dans les boıtes au sud de l'AEE et sa variabilite est largement pilotee par les flux de flottabilite et la tension du vent. En regard de ces resultats avec ceux obtenus sur le cycle diurne, on peut dire que dans l'AEE, la variabilite spatio-temporelle des parametres de la couche de melange est principalement pilotee a toutes les echelles par les flux de chaleur et les processus de subsurface.

Faidherbia albida (Del.) A. Chev. (syn. Acacia albida, Del.) est un arbre a usages multiples de la famille des légumineuses, très répandu en Afrique. Sa stratégie face à la sécheresse apparaît très originale : il est présent en zone semi-aride mais sa phénologie est inversée par rapport aux pluies : il débourre en fin de saison des pluies, fructifie et croît en cours de saison sèche, puis perd ses feuilles au début de la nouvelle saison des pluies. Son fonctionnement hydrique est très peu connu. Nous avons mené des suivis saisonniers du fonctionnement hydrique d'arbres adultes en parc agroforestier (Burkina Faso, Afrique de l'Ouest ; 920 mm de pluies). Le potentiel hydrique de base est reste élevé tout au long de la saison sèche, indiquant que les arbres accédaient en permanence à des horizons de sol très bien pourvus en eau. Les racines descendaient jusqu'au voisinage de la nappe (-7 à -15 m selon les sites). La teneur isotopique en oxygène de l'eau du sol, de la nappe et de la sève brute indiquait que les arbres absorbaient essentiellement au voisinage de la nappe, sauf au moment des pluies, où ils opéraient un basculement vers la surface. Les arbres transpiraient intensément, notamment au début de la saison sèche (environ 400 l/jour pour un arbre de 65 cm de diamètre, mesuré par une méthode de flux de sève). Mais la densité des tiges était faible, et la transpiration annuelle de la composante arbre des parcelles est restée inférieure à 5 % des pluies. En cours de saison sèche, la contrainte hydrique édaphique a augmenté modérément (légère diminution des potentiels hydriques de base, réduction de 50 % de la conductance hydraulique totale spécifique sol-feuilles). Les composantes édaphique et atmosphérique de la contrainte hydrique ont probablement contribué à la fermeture des stomates en cours de saison sèche. Nous avons suivi les variations de l'efficience intrinsèque d'utilisation de l'eau (rapport de l'assimilation nette à la conductance stomatique, A/g) à l'aide de la composition isotopique en carbone des feuilles. A/g a diminué en cours de saison sèche malgré la fermeture de stomates. La capacité photosynthétique a donc pu être affectée, et nous avons recherché une cause nutritionnelle. La teneur en azote foliaire a effectivement chuté de 50 % en cours de saison sèche : F. albida n'absorbait et ne fixait probablement l'azote que dans une étroite " fenêtre " correspondant à l'initiation foliaire, lorsque les horizons de surface sont encore humectés et que l'azote de surface reste mobilisable. La croissance radiale s'est arrêtée précocement en cours de saison sèche, avant la chute des feuilles : elle était peut-être aussi tributaire de la réduction de la capacité photosynthétique. La chute des feuilles a commencé après les nouvelles pluies, elle serait donc indépendante de la sécheresse édaphique : en revanche, l'étroite " fenêtre " d'assimilation et de fixation prédisposerait à la sénescence des feuilles en cours de saison sèche, et pourrait expliquer leur abscission. La stratégie d'utilisation de l'eau de juvéniles qui n'ont pas encore atteint la nappe est certainement très critique, et pourrait expliquer pourquoi certaines provenances à croissance rapide montrent de faibles taux de survie dans les essais pratiqués en zone sèche. Nous avons utilisé des provenances panafricaines à croissance initiale contrastée pour décrire la diversité des caractères écophysiologiques de F. albida au stade jeune plant. Nous avons testé les facteurs : provenance, disponibilité en eau du sol et site expérimental (en serre à Nancy-France ou en pépinière à Ouagadougou-Burkina Faso), facteurs qui sont susceptibles d'affecter I'effïcience d'utilisation de l'eau intégrée (W : rapport biomasse sèche produite sur eau consommée). La fixation de l'azote peut également moduler W, en jouant soit sur A, soit sur l'allocation de carbone pour la symbiose. La fixation de l'azote a été estimée par l'abondance naturelle de l'azote 15, et modulée par l'apport de phosphore. Les provenances vigoureuses présentaient une surface foliaire et une transpiration plus importantes et investissaient moins dans la croissance racinaire. Les écarts de vigueur entre provenances étaient très réduits sur le site plus contraignant de Ouagadougou : les provenances vigoureuses perdaient une grande partie de leur avantage de croissance initiale, montrant une moindre rusticité. Ces éléments semblent essentiels pour interpréter leur médiocre survie en zone sèche. Les différences inter-provenances de W, A/g et de discrimination isotopique du carbone, étaient significatives mais modérées. A/g était meilleur pour les provenances les plus vigoureuses, un fait confirmé par la discrimination isotopique du carbone. Mais la relation entre W et la discrimination isotopique du carbone différait entre provenances, probablement en raison de différences dans les processus non-photosynthétiques. Les provenances vigoureuses, qui fixaient davantage d'azote, présentaient des valeurs de W plus faibles pour une même valeur de la discrimination isotopique du carbone. Des pertes de carbone, liées peut-être aux exigences de la symbiose pourraient expliquer ceci. La relation entre W et la discrimination isotopique du carbone, testée sur les deux sites, différait principalement à cause des différences de déficit de saturation de l'air. La relation entre A/g et la discrimination isotopique du carbone semblait conservée au contraire. Nous en concluons qu'il existait un lien étroit entre A/g et la discrimination isotopique du carbone, démontrant la pertinence de l'utilisation du carbone 13 sur le terrain pour estimer A/g, mais pas W. Faidherbia albida apparaît en définitive comme une espéce phréatophyte à l'état adulte, ce qui I'affranchit relativement de la contrainte hydrique édaphique. Son débourrement très tardif a peu d'impact sur son fonctionnement hydrique, mais affecte grandement la nutrition, et probablement la photosynthèse et la croissance. Au stade juvénile, les stomates se ferment très rapidement en réponse à une sécheresse édaphique modérée, montrant une stratégie " d'évitement " de la sécheresse. Nous concluons que F. albida représente un excellent modèle végétal pour l'étude de l'impact de la sécheresse à différents stades physiologiques. (Résumé d'auteur)

Les développements technologiques permettent aujourd'hui l'élaboration de systèmes optiques interférentiels composés d'un grand nombre de composants. Ainsi, des formules de filtres diélectriques multicouches comportant plusieurs dizaines ou centaines de couches minces ont été proposées. La combinaison cohérente de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de sources laser fibrées fait également l'objet de nombreux travaux de recherche. De même, d'autres systèmes comme les réseaux diffractifs bi et tridimensionnels composés d'un grand nombre d'ouvertures peuvent être étudiés. L'évaluation de la robustesse de tels systèmes interférentiels aux incertitudes de fabrication constitue un enjeu important mais d'autant plus difficile que le nombre de paramètres décrivant le système est grand. Dans ce document de synthèse, sont rappelés, dans un premier temps, les méthodologies liés aux plans d'expériences numériques et les résultats concernant leur qualité d'exploration des espaces de grandes dimensions au moyen de la construction d'un graphe : l'Arbre de Longueur Minimale. Dans une seconde partie, l'analyse de l'influence des incertitudes des paramètres d'entrée de systèmes interférentiels sur leurs performances est illustrée au moyen de deux applications : les filtres interférentiels multidiélectriques et la combinaison cohérente de sources laser fibrées. La méthodologie mise en oeuvre permet notamment d'identifier les incertitudes et les synergies les plus critiques au sein du système tout en construisant des métamodèles représentatifs. A partir de ces acquis, la caractérisation spatiale du speckle de surfaces rugueuses et plus généralement la caractérisation de la variabilité spatiale de phénomènes optiques sont ensuite explicitées. Enfin, les perspectives scientifiques issues de l'ensemble de ces activités de recherche sont développées. (PS : Les planches présentées lors de la soutenance ont été ajoutées en annexe du document original : pages 170 à 202).