Les bétons fluides à rhéologie adaptée représentent une nouvelle génération de bétons à hautes performances. Ces bétons possèdent un faible seuil de cisaillement et une viscosité plastique similaire à celui [i.e. celle] du béton conventionnel. Pour concevoir un tel matériau, l'utilisation des adjuvants chimiques est indispensable, notamment, des superplastifiants, des agents de viscosité et des agents entraîneurs d'air. De manière pragmatique, il s'avère nécessaire de comprendre les interactions entre différents types d'adjuvants et de développer une base de données qui sera d'une grande utilité dans la phase de conception des matériaux cimentaires à rhéologie adaptée. Une méthode simple, la méthode mortier de béton équivalent (MBE), est proposée afin d'analyser rapidement les exigences d'efficacité des adjuvants chimiques et de maintien théologique et mécanique dans les matériaux cimentaires. Avec cette méthode, cinq compositions de mortier et les rapports eau / liant de 0,41 à 0,5 ont été utilisées.Les superplastifiants seuls, les combinaisons superplastifiants / agents de viscosité et les combinaisons superplastifiants / agents entraîneur d'air sont utilisées [i.e. utilisés] séparément dans le mortier afin d'étudier les effets de ces différentes combinaisons d'adjuvants chimique [i.e. chimiques]. Pour terminer, quelques validations du béton ont [été] effectuées. Les résultats obtenus sur les mortiers issus de différentes compositions de béton ont montré que : l'augmentation du dosage en superplastifiant peut diminuer le seuil et la viscosité plastique en même temps; l'incorporation d'agent de viscosité augmente la viscosité même s'il y a une augmentation du dosage en superplastifiant pour garder le même étalement. Le type du superplastifiant choisit [i.e. choisi] est un facteur principal qui influence la rétention de maniabilité dans le temps; La résistance à la compression et la teneur en air possèdent une corrélation linéaire, les différences de la perte de résistance sur la teneur en air dépend [i.e. dépendent] du type de combinaison superplastifiant / agent entraîneur d'air employé. Enfin, après les validations sur les bétons autoplaçants pour la construction des bâtiments et les bétons de masse avec une fluidité identique au béton semi-autoplaçant, les résultats de recherche démontrent que les effets des adjuvants chimiques sur les propriétés dans les bétons et leurs mortiers sont corrélés.Les phénomènes qui existent dans les mortiers peuvent se retrouver dans leur béton correspondant.

La variété de l'offre alimentaire actuelle incite à l'hyperphagie qui est en partie responsable de la prise de poids corporel. Réduire la consommation est ainsi devenu une contrainte pour une certaine partie de la population. Dans ce contexte, les fibres, qui sont des glucides non-digestibles dans l'intestin grêle, permettent de réduire la prise alimentaire, d'atténuer les sensations de faim et/ou d'augmenter les sensations de satiété. Cependant, les mécanismes comportementaux, périphériques et centraux à l'origine de ces effets sont mal-connus. Leur capacité à maintenir cet effet anorexigène en présence d'autres nutriments comme les lipides et les protéines a également été très peu étudiée.L'étude de ces mécanismes est l'objet de cette thèse. Des fibres telles que la gomme de guar (GG) fortement viscosifiante et le fructo-oligosaccharide (FOS) très fermentescible ont été administrées, en début de journée, aux souris sous forme de solution à raison de 700 µL et à une dose de 3%, 5% et 14% via un gavage intra-gastrique. Cette étude a montré que les solutions fortement visqueuses, notamment le GG 5% et le mélange GG-FOS 14% étaient les seules capables d'exercer un effet anorexigène à court terme comparées aux solutions moins visqueuses comme l'eau, le GG 3%, le FOS 14% et les solutions de nutriments comme les protéines (peptides de caséine) et les lipides (huile de colza) qui fournissent 10% de l'ingéré calorique quotidien des animaux (1.2 kcal). Pour le cas du mélange visqueux GG-FOS 14%, la baisse de la prise alimentaire est due au rassasiement (réduction de 50% de la taille et de la durée du repas dans les 30 premières minutes post-ingestion). Cette baisse, non compensée jusqu'à la fin de la journée, n'est pas associée à une aversion gustative conditionnée. Ce rassasiement est dû à l'intégration au niveau du centre de contrôle de la taille du repas (NTS), des signaux vagaux de distension gastrique et de la cholecystokinine (CCK). Quand les fibres visqueuses GG 5% et GG-FOS 14% sont mélangées avec des protéines, elles perdent leur effet anorexigène. L'action de les mélanger avec les lipides a par contre montré que seul le mélange visqueux GG-FOS 14% est capable d'exercer un effet anorexigène. L'effet anorexigène du mélange lipide et GG-FOS 14% est dû au niveau de chaque repas aux signaux mécaniques gastriques et CCK vagaux, et à l'axe PYY- système mélanocortique hypothalamique pour le maintien de l'effet sur la journée.En conclusion, les fibres visqueuses sont des nutriments qui peuvent participer au contrôle de la prise alimentaire en stimulant le rassasiement. Elles sont capables de maintenir cet effet en milieu lipidique. Elles pourraient ainsi être ajoutées aux aliments riches en lipides pour mieux contrôler la prise alimentaire et le poids corporel. / The various types of food currently marketed encourage people to eat more, thus leading to weight gain, and reducing food intake has become challenging. To help deal with this, it was shown that dietary fibers decreased food intake and/or feelings of hunger while increasing those of satiety. However, the behavioral, peripheral and central mechanisms underlying this phenomenon are not well known. This study was undertaken in order to characterize these mechanisms. Dietary fibers such as the highly viscous guar gum (GG) and the highly fermentable fructo-oligosaccharide (FOS), in doses of 3%, 5% and 14%, were given to mice by intra-gastric gavage of 700 µL volume. It appeared that highly viscous fibers such as GG 5% and the mixture GG-FOS 14% were able to decrease food intake compared to less viscous preloads such as water, FOS and nutrient solutions (protein solution with casein peptides, lipid solution with rapeseed oil supplying 1.2 kcal or 10% of daily energy intake in mice). Specifically, the mixture GG-FOS 14% induced satiation by reducing the size and duration of meals during the first 30 min post-treatment. This effect was neither compensated for by the end of the day, nor was it associated with conditioned taste aversion. The GG-FOS 14% -induced satiation was due to gastric distension and vagal CCK signaling which were integrated at the level of the NTS, a nucleus controlling meal size. Moreover, mixing GG 5% and GG-FOS 14% with protein abolished their food intake inhibitory effect. In contrast, when mixed with lipid, GG-FOS 14% maintained its anorexigenic effect. The mixture of lipid and GG-FOS 14% stimulated satiation which involved vagal CCK signaling, gastric distension and the NTS. Additionally, the communication between systemic PYY and melanocortic neurons at the level of the hypothalamus was implicated in the anorexigenic effect of this mixtureIn conclusion, viscous dietary fibers can control food intake by stimulating satiation. They are able to maintain their anorexigenic effect in lipid media such that they can be added to foods containing more fat in order to control food intake and body weight.

Cette thèse est divisée en deux parties. La première partie introduit une méthode probabiliste numérique pour les EDPs parabolique et complètement non-linéaire, puis on considère ses propriétés asymptotiques (convergence et taux de convergence) et aussi l'analyse de l'erreur due à l'approximation de l'espérance conditionnelle par une méthode de type Monte Carlo. Les EDPs complètement non- linaires apparaissent dans plusieurs applications en ingénierie, économie et finance. Citons par exemple le problème de propagation de front par courbure moyenne, ou le problème de sélection de portefeuille. Une classe importante d'EDP complètement non-linéaire est constituée par les équations de HJB découlant du contrôle optimal stochastique. Dans la plupart des cas, il n'existe pas de solution dans le sens classique. Par conséquent, la notion de solution de viscosité est utilisé pour les EDP complètement non-linéaires. En raison de manque de de solution explicite dans de nombreuses applications, les schémas d'approximation sont devenus très importants. Pour montrer la convergence, la méthode utilisée dans cette thèse a été introduite par Barles et Souganidis. Leurs travaux fournissent le résultat de convergence vers des solutions de viscosité pour une solution approchée obtenue à partir cohérente, monotone et stable régime. An d'obtenir le taux de convergence, nous avons supposé que le EDP a non-linéarité concave de type HJB. En d'autres termes, la non-linéarité est une borne inférieure des opérateurs linéaires. La thèse a utilisé la méthode de Krylov des coefficients secoué et d'approximation par un système d'équations HJB couplées pour obtenir des bornes sur les taux de convergence. La mise en œuvre du schéma requiert d'introduire une approximation des espérances conditionnelles. Pour une classe d'estimateurs, nous avons obtenu une borne inférieure sur le nombre de chemins échantillon qui préserve la vitesse de convergence obtenue avant. La généralisation de la méthode à des équations intégro-diférentielles est simple et on peut utiliser les mÃa mes arguments que dans le cas local pour obtenir la convergence et le taux de convergence. Notons cependant que le cas non local introduit la difficulté supplémentaire d'approximation des termes non locaux. La première partie sera terminée est illustrée par quelques expériences numériques. La méthode est utilisée pour résoudre le problème géométrique des taux de courbure moyenne, le problème de la sélection sur un portefeuille d'actifs avec volatilité stochastique dans le modèle de Heston, et le problème de sélection de portefeuille de deux actifs à la fois avec une volatilité stochastique, on satisfait modèle de Heston et l'autre CEV modèle. La deuxième partie de la thèse traite de la politique de production optimale dans le marché des allocations des permis d'émission de carbone. Le marché des permis d'émissions de carbone est une approche de marché pour mettre en œuvre le protocole de Kyoto. Nous avons calculé la production optimale dans 4 cas: quand il n'y a pas un tel marché, quand il y a un tel marché, mais sans grand producteur de carbone, quand il y a un gros producteur qui n'est pas teneur de marché, et quand il existe un marché avec un grande producteur. Nous avons montré que dans les premiers, la production optimale est toujours diminuée. Cependant, dans le dernier cas, nous avons montré que le gros producteur peut bénéficier du marché en changeant la prime de risque de l'allocation de carbone en raison de sa production d'appoint. Cette partie est illustrée par quelques expériences numériques qui montre des cas que le grand producteur peut bénéficier d'une production d'appoint.

Cette thèse est consacrée à l'étude de la dynamique et de la rhéologie des fluides complexes. Nous utilisons une méthode de simulation numérique à trois dimensions. Les systèmes que nous étudions ici sont des suspensions de micro-nageurs actifs, des suspensions de particules sphériques rigides en présence d'un champ externe auquel elles sont sensibles et de la dynamique de suspensions de particules sphériques et confinées en cisaillement. Les Micro-nageurs sont les objets microscopiques qui se propulsent dans un fluide et ils sont omniprésents dans la nature. Un exemple commun de micro-nageurs est la micro-algue textit{Chlamydomonas} . Un des buts principaux de cette thèse est de comprendre l'effet de la motilité de ces micro-organismes sur les propriétés macroscopiques globales de la suspension, telles que la viscosité effective pour expliquer les observations expérimentales. Nous avons élaboré différents modèles de suspensions de textit{Chlamydomonas} et effectué des simulations numériques utilisant la version 3D de la dynamique des particules fluides (FPD) (méthode expliquée dans cette thèse). Les résultats de nos simulations numériques ont été présentés et discutés à la lumière des observations expérimentales. Un des modèles proposés intègre tous les phénomènes observés expérimentalement et sont applicables à d'autres types de suspensions de micro-nageurs. Cette thèse consacre également un chapitre sur les effets du confinement sur la dynamique de cisaillement des suspensions diluées de particules sphériques. Nous avons constaté que dans la géométrie confinée, la vitesse angulaire des particules diminue par rapport à celle imposée par l'écoulement de cisaillement. La vitesse angulaire des particules diminue également lorsque la particule est proche d'une paroi unique et la vitesse de translation de la particule par rapport à la vitesse de la paroi diminue. Un autre objectif de cette thèse est d'étudier les suspensions à viscosité effective ajustable. Nous avons mené une étude numérique sur des suspensions de particules sphériques en présence d'un couple externe. Nous avons montré que le changement de vitesse angulaire des particules due à l'application d'un couple externe est suffisante pour modifier fortement la viscosité de la suspension. Basée sur des simulations numériques, une formule semi-empirique a été proposée pour la viscosité des suspensions de particules sphériques valables jusqu'à 40% de concentration. Nous avons également montré que la 2ème loi de Faxén peut être étendue par une expression empirique pour de grandes concentrations.

The calculations of the viscosity coefficient of a gas become very complicated when the density of particles increases.<br />These calculations become very complicate because of the possibility of occurrence of more than two particles collisions. But the hypothesis of the “molecular chaos” cannot always be valid and the correlations between the particles become more important with increasing density.<br />The introduction of a micro-irreversibility process in the collision between two particles compatible with the H-theorem, cannot assure the definition of the band of dissipation on the basis of dynamics and statistical models. We need the theory of the intermolecular forces and the electromagnetic theory.<br />In order to overcome this difficulty, we define by simulation a relation between the relaxation of the pair distribution function and the collision time of two particles. In this way, we get a band of dissipation in the attractive part of a realistic potential as Lennard-Jones or Hanley-Klein potential. It is the space where the acceleration variations are negative

Le manuscrit est constitué de deux parties indépendantes.Propriétés des Solutions de Viscosité des Equations Integro-Différentielles.Nous considérons des équations intégro-différentielles elliptiques et paraboliques non-linéaires (EID), où les termes non-locaux sont associés à des processus de Lévy. Ce travail est motivé par l'étude du Comportement en temps long des solutions de viscosité des EID, dans le cas périodique. Le résultat classique nous dit que la solution u(¢, t ) du problème de Dirichlet pour EID se comporte comme ?t Åv(x)Åo(1) quand t !1, où v est la solution du problème ergodique stationaire qui correspond à une unique constante ergodique ?.En général, l'étude du comportement asymptotique est basé sur deux arguments: la régularité de solutions et le principe de maximumfort.Dans un premier temps, nous étudions le Principe de Maximum Fort pour les solutions de viscosité semicontinues des équations intégro-différentielles non-linéaires. Nous l'utilisons ensuite pour déduire un résultat de comparaison fort entre sous et sur-solutions des équations intégro-différentielles, qui va assurer l'unicité des solutions du problème ergodique à une constante additive près. De plus, pour des équationssuper-quadratiques le principe de maximum fort et en conséquence le comportement en temps grand exige la régularité Lipschitzienne.Dans une deuxième partie, nous établissons de nouvelles estimations Hölderiennes et Lipschitziennes pour les solutions de viscosité d'une large classe d'équations intégro-différentielles non-linéaires, par la méthode classique de Ishii-Lions. Les résultats de régularité aident de plus à la résolution du problème ergodique et sont utilisés pour fournir existence des solutions périodiques des EID.Nos résultats s'appliquent à une nouvelle classe d'équations non-locales que nous appelons équations intégro-différentielles mixtes. Ces équations sont particulièrement intéressantes, car elles sont dégénérées à la fois dans le terme local et non-local, mais leur comportement global est conduit par l'interaction locale - non-locale, par exemple la diffusion fractionnaire peut donner l'ellipticité dans une direction et la diffusion classique dans la direction orthogonale.Visualisation et Restauration d'Images par Mouvements de CourbureLe rôle de la courbure dans la perception visuelle remonte à 1954, et on le doit à Attneave. Des arguments neurologiques expliquent que le cerveau humain ne pourrait pas possiblement utiliser toutes les informations fournies par des états de simulation. Mais en réalité on enregistre des régions où la couleur change brusquement (des contours) et en outre les angles et les extremas de courbure. Pourtant, un calcul direct de courbures sur une image est impossible. Nous montrons comment les courbures peuvent être précisément évaluées, à résolution sous-pixelique par un calcul sur les lignes de niveau après leur lissage indépendant.Pour cela, nous construisons un algorithme que nous appelons Level Lines (Affine) Shortening, simulant une évolution sous-pixelique d'une image par mouvement de courbure moyenne ou affine. Aussi bien dans le cadre analytique que numérique, LLS (respectivement LLAS) extrait toutes les lignes de niveau d'une image, lisse indépendamment et simultanément toutes ces lignes de niveau par Curve Shortening(CS) (respectivement Affine Shortening (AS)) et reconstruit une nouvelle image. Nousmontrons que LL(A)S calcule explicitement une solution de viscosité pour le le Mouvement de Courbure Moyenne (respectivement Mouvement par Courbure Affine), ce qui donne une équivalence avec le mouvement géométrique.Basé sur le raccourcissement de lignes de niveau simultané, nous fournissons un outil de visualisation précis des courbures d'une image, que nous appelons un Microscope de Courbure d'Image. En tant que application, nous donnons quelques exemples explicatifs de visualisation et restauration d'image : du bruit, des artefacts JPEG, de l'aliasing seront atténués par un mouvement de courbure sous-pixelique

Cette thèse concerne la construction d’un microrhéomètre. Il assure la mesure des propriétés viscoélastiques linéaires des fluides complexes sur une large gamme de fréquence (de 1Hz à 100kHz). Afin de répondre à la problématique de mesure des propriétés rhéologiques de petites quantités de fluide pour des gammes de fréquence étendues, la dynamique en milieu liquide des microstructures résonantes en silicium a été analysée. A cette échelle micrométrique, les vibrations de micropoutre dépendent non seulement des propriétés de la microstructure (géométrie, matériaux) mais aussi des propriétés du fluide environnant (densité, viscoélasticité). En effet, de façon schématique, la présence du fluide se traduit par deux phénomènes : un phénomène d’inertie (‘effet de masse’) et un phénomène dissipatif (‘effet de pertes visqueuses’). Ainsi l’analyse de la réponse fréquentielle des microstructures mobiles permet de remonter aux propriétés des fluides en fonction de la fréquence. / Abstrac

La rhéologie à hauts taux de cisaillement pour deux polymères, le PEHD semi-cristallin et le PMMA amorphe a été étudiée. Des outils de rhéométrie classique, un rhéomètre plan-plan en mode dynamique, et un rhéomètre capillaire, ont été utilisés dans des conditions extrêmes (avec des filières pour la rhéométrie capillaire de diamètres allant jusqu'à 0,3 mm) mais les dépouillements de ces résultats ont été fait suivant les hypothèses conventionnelles en négligeant les instabilités et les phénomènes physiques qui interviennent lors de ces écoulements.Nous avons par la suite développé un modèle mathématique de l'écoulement dans un capillaire pour rendre compte de l'importance des différents phénomènes physiques qui peuvent avoir lieu dans des écoulements extrêmes, à savoir l'échauffement et la piezodépendance de la viscosité, la compressibilité et le glissement à la paroi. Les résultats du modèle développé ont été comparés avec les résultats expérimentaux.Nous avons aidé au développement d'une presse de microinjection originale et nous l'avons testée avec un moule de plaque instrumenté d'épaisseur allant jusqu'à 0,2 mm. Nous avons montré qu'il était possible de réaliser des pièces de qualité ce qui est avéré par des mesures de pression, vitesse et de température bien reproductibles. Nous avons exploité les données rhéologiques expérimentales dans la modélisation de la phase de remplissage avec le logiciel de calcul Rem3D. Des corrélations entre les mesures expérimentales et les calculs ont été réalisées en comparant l'évolution des pressions dans le système d'alimentation et dans l'empreinte.

Les travaux présentés s’axent autour de 2 chapitres indépendants : - le 1er concerne l’étude rhéologique d’une formulation pour SMC sans fibres. Cette étude permet d’élaborer des lois de comportement rhéologique. Ces lois sont ensuite insérées dans un code de calcul de simulation numérique afin de prédire les efforts mis en jeu lors d’une compression. Ces données simulées sont comparées avec des données de compression obtenues expérimentalement. - le 2ème se penche sur l’étude d’un comportement rhéologique rare : la rhéopexie négative. La viscosité de l’échantillon dépend de l’histoire de cisaillement qui lui est appliquée. Ce comportement est très sensible à la composition du mélange, et fait intervenir 4 constituants. Dès lors que l’un d’eux est retiré, le phénomène disparaît. Le mélange étudié est constitué de produits classiquement utilisés pour la production de SMC. / The research presented is divided into 2 independents chapters: - the 1st one focuses on the rheological study of a fibreless formulation for SMC. This study allows us to write constitutive equations of the formulation. These equations are in turn implemented in a numerical simulation program, in order to predict the forces generated during a compression experiment. These simulated data are eventually compared with experimental data obtained during compression.- the 2nd chapter concerns the study of a rare rheological behaviour: the negative rheopexy. The viscosity of the sample depends on its shear history, in a very different way than a thixotropic sample’s viscosity would. This rheological behaviour is very component sensitive, and results from the interactions between 4 components. As soon as one of them is missing, the negative rheopexy disappears. The mixture studied is constituted of products traditionally used for the production of SMC.

Dans le contexte de la modélisation 3D en thermo-aéraulique du bâtiment à l'aide de codes de champs, il est nécessaire de réduire les temps de calcul afin de modéliser des volumes toujours plus grands. La solution proposée dans cette étude est le couplage de deux modélisations : l'approche zonale et l'approche CFD. La première partie du travail effectué est la mise en place d'une modélisation CFD simplifiée. Cette dernière propose des règles d'utilisation de maillages grossiers, une loi de viscosité effective constante et de coefficients d'échange thermique adéquats à la thermo-aéraulique du bâtiment. La seconde partie du travail concerne la création de Macro-Eléments fluides et leur couplage avec un calcul de type CFD volumes finis. En fonction des conditions aux limites du problème, une description locale de l'écoulement moteur est proposée via la mise en place et l'utilisation de lois d'évolution semi-empiriques. Le Macro-Elément est ensuite inséré dans le calcul CFD : les valeurs de la vitesse calculées par les lois d'évolution sont imposées aux cellules CFD correspondants au Macro-Elément. Nous appliquons ces deux approches sur cinq cas tests représentatifs en thermo-aéraulique du bâtiment. Les résultats sont confrontés à des données expérimentales et à des simulations numériques de type RANS traditionnelle. Nous mettons en évidence l'important gain de temps que notre approche permet d'obtenir, tout en conservant une bonne qualité de résultats numériques.