L'état et l'évolution des écosystèmes côtiers font partie des principales préoccupations des institutions européennes. Leur fonctionnement global et leur structure sont fortement conditionnés par le comportement des premiers échelons de la chaîne alimentaire, et en particulier par les micro-algues qui se développent dans la colonne d’eau (phytoplancton) et au niveau du sédiment (microphytobenthos).Ces microalgues constituent les plus importants producteurs primaires des zones côtières (Pannard et al., 2008 ; Woelfel et al., 2010). Ils sont à la base de la chaine trophique et composent l’essentiel de la nourriture de la faune, en particulier des espèces économiquement importantes (praires, huîtres,….). Cependant, bien que le phytoplancton ait été largement étudié, le microphytobenthos est beaucoup moins connu, en particulier dans les zones subtidales. Il colonise tous les milieux (roche, vase…) dès lors qu’il y a suffisamment de lumière pour la photosynthèse (MacIntyre et al. 1996) et sa production peut égaler, voire même dépasser, la production du phytoplancton de la colonne d’eau qui le surplombe (Underwood and kromkamp, 1999). Dans cette étude, nous avons effectué un suivi hebdomadaire en Rade de Brest (55 sorties en mer en 2011), pour étudier simultanément la dynamique saisonnière du phytoplancton et du microphyto-benthos en relation avec les paramètres environnementaux.Nos résultats montrent que la dynamique du phytoplancton et du microphytobenthos dans la zone subtidale sont tout à fait différentes l’une de l'autre. Le microphytobenthos est le premier à se développer dans la saison. Il constitue un apport important d'énergie dans l'écosystème dès le début du printemps (avec 60% de la biomasse totale jusqu'en avril) et joue donc un rôle primordial dans le démarrage de l’activité biologique benthique. Le système se déplace ensuite d'un système dominé par la biomasse benthique au début du printemps, vers un système où la biomasse pélagique prend le dessus.Ces résultats mettent en évidence l’adaptation particulière du microphytobenthos aux faibles éclairements, puisqu’il est capable de produire la même biomasse que le phytoplancton de la colonne d’eau, mais avec 10 fois moins de lumière disponible. Le broutage par les hétérotrophes peut sans doute expliquer le déclin des biomasses microalgales et la différence de dynamique saisonnière après les premières floraisons. Le manque de nutriments, et en particulier les phosphates dissous dans l’eau pourrait aussi être avancé pour expliquer la chute de la biomasse microphytobenthique début d’avril, alors que le déclin du phytoplancton dans la première semaine du mois de mai coïncide à une carence en acide silicique. L’azote inorganique dissous devient ensuite potentiellement limitant dans la colonne d'eau avec des concentrations en dessous du seuil de détection, jusqu'à la fin d'octobre. D’un point de vue taxonomique, la communauté benthique est très spécifique et totalement différente de la communauté pélagique. Nous avons pu identifier 54 espèces, exclusivement des diatomées, toutes pennées, dominées par le genre Navicula. Dans la colonne d’eau, nous avons identifié 74 espèces, parmi lesquelles 51 étaient des diatomées (essentiellement centriques), dominées par Chaetoceros sp.. Le reste était partagé entre les dinoflagellés (dominé par Gymnodium sp.) et d’autres groupes fonctionnels comme les euglena, les cryptophycées, les prasinophycées, quelques rares coccolithophoridés et des petits flagellés non identifiés.Ces résultats très novateurs ouvrent de nouvelles perspectives de recherches. Il serait par exemple très intéressant de mieux comprendre les processus d’adaptation qu’ont développés les microalgues benthiques, pour être capables à des niveaux de lumière beaucoup plus faibles, d’être aussi efficace vis-à-vis de la photosynthèse que leurs homologues pélagiques. Différentes pistes sont à l’étude comme le contenu pigmentaire ou la structure de leur enveloppe siliceuse. / The most important primary producer groups of the coastal zones are suspended phytoplankton cells (Pannard et al, 2008) and microphytobenthos (MPB) (Woelfel et al., 2010). In these regions, phytoplankton and benthic microalgae are both recognized as being principal components of the diet for economically important suspension-feeding fauna (Gillespie et al., 2000). However, although phytoplankton has been vastly documented, MPB is often understudied.In sufficient light for photosynthesis they can inhabit the top few centimeters of the substrate layers (mud or sand) of marine sediment (Charpy and Charpy-Roubaud 1990, MacIntyre et al. 1996, MacIntyre and Cullen 1996) and play an important role as a food source for higher trophic levels (Revsbech et al. 1981, Sorokin 1991, Charpy and Charpy-Roubaud 1990 ). Benthic microalgal biomass mostly follows a similar distribution to the total organic matter content of surficial sediments indicating that sediment geochemical processes such as nutrient release from the breakdown of organic matter may be important in determining the distribution of MPB (Light, 1998). However, on the other hand, though not proportional with the MPB biomass, benthic production can even surpass the pelagic contribution (Underwood and kromkamp, 1999). With their ability of high primary production benthic microalgal communities can profoundly influence the flux, transformation and turnover of carbon and nutrients in coastal areas. Benthic primary producers contribute to the availability of energy and matter for benthic and pelagic food webs and define benthic and pelagic energy budgets, which affect the chemistry at the sediment-water interface, and regulate sediment stability. The shallow waters, where MPB thrives, allow a more direct interaction between pelagic and benthic processes keeping the benthos much less susceptible to physical and biochemical disturbances such as evaporation, eutrophication, and wind-forcing (Molen, 2011). Because attached microalgae can avoid advective processes and adapt to changes in light availability at short time scales, their importance is particularly enhanced (Phinney, 2004). As a result of the impact that MPB carries in a coastal ecosystem, along with the study of the functional role of MPB, investigations on their diversity have also gained some importance in the last two decades (Sundbaeck & Joensson, 1988; Blanchard, 1990; Montagna et al., 1995). Like phytoplankton, MPB communities can also act as sensitive indicators of water quality as the taxonomic composition of MPB assemblages can vary as per different nutrient levels (Lange-Bertalot, 1979; Kann, 1986). However, although the importance of MPB has been emphasized on intertidal zones (Pinckney & Zingmark, 1993; Colijn & De Jonge, 1984; Herman et al., 2000), the subtidal zones have generally been ignored till yet on this regard and as a result of which not much is known about the MPB dynamics in the subtidal zones. The subtidal zone of Bay of Brest was chosen for this study because there had been comprehensive input of nitrates to the zone in the past century .This zone has being amazingly resistant to eutrophication for quite some time, although silicate and nitrate ratio got down during the past 20 years. Research has been done previously on the spatial distribution of MPB in the zone in terms of primary productivity and biomass, but in order to achieve a more holistic view of these important photoautotrophs, a temporal study is necessary as well. The objectives of this work have been to characterize the temporal distribution of MPB in terms of biomass, productivity and biodiversity in the subtidal zone of Bay of Brest on a monthly scale, assess a comparative reasoning between MPB and the phytoplankton of the overlying water column complying on the same factors and draw an understanding on the significance of seasonal fluctuations of MPB in the overall seasonal distribution of photoautotrophs. […]

Les failles dans la croûte supérieure sont des zones de déformation localisées capables de conduire des fluides sur de longues distances. L'estimation de la perméabilité des zones de failles et de leurs propriétés hydromécaniques est cruciale dans nombreux domaines de recherche et applications industrielles. Dans l'industrie pétrolière, et plus particulièrement dans les applications d'exploration et de production, l'intégrité de l'étanchéité des failles doit être évaluée pour la détection des pièges à hydrocarbures. Il existe déjà des approches permettant d'estimer la capacité de scellement latéral d'une faille à partir de la teneur en argile des couches (par exemple le Shale Gouge Ratio). Pourtant, les conditions dans lesquelles la faille se comporte comme un conduit le long de sa structure ne sont pas encore suffisamment contraintes. Dans ce contexte, la géomécanique peut apporter un éclairage complémentaire sur les paramétres qui contrôlent le comportement hydrodynamique de la faille. Ces paramètres comprennent le champ de contraintes, la pression du fluide, l'orientation des structures de la zone de faille et les propriétés des matériaux. Des expériences d'injection à une échelle décamétrique ont été réalisées dans une zone de faille située dans le site expérimental de Tournemire, dans le sud de la France, au cours desquelles la pression et le débit du fluide, la déformation du massif, la sismicité ont été suivis. Sur la base des observations issues de ces expériences, une étude numérique a été réalisée pour explorer l'évolution de la perméabilité etétablir le lien avec la réponse hydromécanique de la faille ainsi que la sismicité induite. Les comportements des failles secondaires, les fractures de la zone endommagée ainsi que la roche encaissante ont été modélisés numériquement en utilisant la méthode des éléments discrets. La modélisation des essais expérimentaux et l'analyse des modèles génériques utilisés pour les études paramétriques ont mis en évidence le rôle majeur des conditions de contrainte in situ. L'effet combiné de la contrainte et de l'orientation des structures de la faille détermine en premier lieu la nature de la réactivation selon le concept de l'état de contrainte critique de la faille décrit dans la littérature. Pour des conditions de contrainte et des éléments structuraux donnés, il a été démontré que selon le niveau de pression du fluide, la faille offre trois gammes différentes de perméabilité : i) perméabilité équivalente à la perméabilité de la formation, ii) 2 à 4 ordres de grandeur plus élevés et iii) plus de 4 ordres de grandeur plus élevés. Alors que pour les deux cas extrêmes, la faille est caractérisée comme étant hydromécaniquement active ou inactive, le second cas est principalement contrôlé par des mécanismes de chenalisation du fluide favorisés par des hétérogénéités aussi bien à l'échelle d'une seule fracture ou qu'à l'échelle du réseau de fractures. Les changements dans les propriétés hydrauliques sont dans certains cas détectés par la sismicité induite lors de l'injection en supposant que la sismicité est l'effet direct de la propagation du fluide, de l'augmentation de la pression du fluide et de la chute de la contrainte effective. Néanmoins, les mécanismes à l'origine de la sismicité induite par injection sont encore peu connus. A partir des résultats expérimentaux du site de Tournemire, le rôle de la diffusivité hydraulique des structures de la faille a été exploré sur la sismicité observée dans le cadre d'une analyse hydro-mécanique. Les résultats indiquent que la microsismicité induite était probablement liée à des perturbations de contrainte résultantes d'une déformation asismique importante plutôt que de la propagation de fluides à travers des structures hydrauliquement connectées. / Faults in the Earth crust are localized zones of deformation which can drive fluids over long distances. Estimating the permeability of fault zones and their hydro-mechanical properties is crucial in a wide range of fields of research and industrial applications. In the petroleum industry, and more specifically in exploration and production applications, the seal integrity of faults in low permeability formations (e.g. shale) needs to be evaluated for the detection of hydrocarbon traps. There already exist approaches able to sufficiently estimate the "side-sealing" capacity of a fault based on the clay or shale content of the layers (e.g. Shale Gouge Ratio). Nevertheless, the conditions under which the fault acts as a drain along its structure are still not properly constrained. In this context, the response of the fault is directly controlled by a number of factors that can be better approached from a geomechanics point of view. These factors include the stress field, the fluid pressure, the orientation of the fault-related structures and the material properties. Meso-scale field injection experiments were carried out inside a fault zone located in the Tournemire massif at the South of France during which the fluid pressure, the deformation, the seismicity and the flow rate were monitored. Based on the Tournemire experiments and field observations, a numerical study was performed exploring the evolution of the permeability and how it is related to the fault hydro-mechanical reactivation and potentially to the induced seismicity. Fault-related structures such as subsidiary faults or fractures that were targeted during the experiments together with the surrounding intact rock, were modeled using the Discrete Element method. Modeling of the experimental tests and the analysis of generic models used to perform parametric studies highlighted the primary role of the in-situ stress conditions. The combined effect of stress and orientation of the fault structures determine in the first place the nature of the reactivation according to the critically stressed fault concept reported in the literature. For given stress conditions and structural features, it was shown that depending on the fluid pressure level, the fault offers three different ranges of permeability: i) permeability that is equivalent to the formation's permeability, ii) 2 to 4 orders of magnitude higher and iii) more than 4 orders of magnitude higher. While for the two extreme cases the fault is characterized as hydro-mechanically inactive or active, the second case is mostly controlled by fluid channeling mechanisms promoted by heterogeneities at the scale of a single fracture or at the scale of the fracture network. Changes in the hydraulic properties are in some cases detected by the seismicity triggered during the injection under the assumption that the seismicity is the direct effect of fluid propagation, fluid pressure increase and effective stress drop.However, the mechanisms behind the injection induced seismicity are still poorly understood. Using experimental results from the Tournemire site, the role of the hydraulic diffusivity of the fault-related structures was explored on the recorded seismicity in the framework of a hydro-mechanical analysis. The results suggest that the induced microseismicity was possibly related to stress perturbations caused by a significant aseismic deformation rather than fluid propagation through hydraulically connected structures.

A fusão zonal compreende uma família de métodos para controle e distribuição de impurezas na qual uma pequena zona fundida é deslocada lentamente ao longo de um material sólido, redistribuindo o soluto. Ela é utilizada na purificação de materiais, num processo denominado refino zonal, mas também pode ser usada na distribuição homogênea ou descontínua de impurezas e no crescimento de cristais. A fusão zonal aplicada ao crescimento de grãos, visando a obtenção de materiais mono ou policristalinos com grãos grosseiros é denominada recristalização por fusão zonal (ZMR) e seu uso principal é na preparação de materiais para fabricação de dispositivos eletrônicos e fotovoltaicos, especialmente em silício. Na última década, o progresso na tecnologia ZMR foi feito principalmente em três campos: desenvolvimento de equipamento, controle de processo e modelagem numérica, mas somente algumas pesquisas abordam a fusão zonal a baixas temperaturas e restringem a aplicação do método a outros materiais semicondutores como os elementos do grupo III, IV ou V. Deste modo, o presente trabalho tem como objetivo verificar a influência da velocidade de varredura, da largura da zona fundida e do número de passadas no processo de fusão zonal de materiais de baixo ponto de fusão, em relação à obtenção de materiais policristalinos com grãos grosseiros. Para tanto, construiu-se um equipamento de fusão zonal horizontal e barras de alumínio puro (P0610) foram submetidas ao processo, variando os parâmetros acima referidos. A macroestrutura das amostras foi analisada e os resultados obtidos do número de grãos/área foram interpretados, verificando a influência dos parâmetros físicos anteriormente citados, do gradiente térmico e do super-resfriamento constitucional. Verificou-se que a redução na velocidade de varredura e na largura da zona fundida, de modo geral, mostrou-se eficiente em relação à diminuição do número de grãos por área. Os resultados obtidos indicam que a fusão zonal foi efetiva na obtenção de alumínio policristalino com grãos grosseiros e colaboram para melhorar a compreensão do processo. / The zone melting comprises a family of methods to control and to distribute impurities in which a small molten zone is moved slowly along a solid material, redistributing solute. It is used in materials purification, in a so-called zone refining process, but can also be used in homogeneous or discontinuous distribution of impurities and crystal growth. The zone melting applied to grain enlargement, leading to attain singlecrystalline or polycrystalline materials with coarse grains is so-called zone melting recrystallization (ZMR) and its major use is the preparation of materials for electronic and photovoltaic devices process especially silicon. In the last decade, progress in ZMR technology was done mainly in three areas: equipment development, process control, and numerical modeling, but only a few researches handle on zone melting at low temperatures and it limits the application of the method to other semiconductor materials such as III, IV or V group elements. Thus, this study aims to examine the influence of scan rate, zone width and the number of zone passes in the zone melting process of low melting point materials about getting polycrystalline materials with coarse grains. For this, horizontal zone melting equipment was built and pure aluminum bars (P0610) were zone melted, varying the parameters mentioned above. The macrostructure of the samples was analyzed and the results of the number of grains per area were assessed by checking the influence of physical parameters previously mentioned and the thermal gradient and the constitutional supercooling. It was found that scan rate and zone width reduction in general, proved to be efficient in reducing the number of grains per area. The results indicate that the zone melting was effective in obtaining aluminum polycrystalline coarse-grained and collaborate to improve the understanding of the process.

abstract: ABSTRACT Objective: This research examined the effectiveness of a weight loss diet incorporating high protein pasta and breakfast cereal products as compared to a weight loss diet using conventional versions of gluten-free pasta and breakfast cereal. Design: In a 6-week parallel-arm food trial (representing the first phase of a 12-week cross-over trial), 26 overweight and obese (Mean BMI 43.1 ± 12.4 kg/m²) participants, free of related comorbidities, were randomly assigned to the Zone diet (~29% energy intake from protein) or a control diet (~9% energy from protein). Participants were included in the trial if they satisfied the criteria for elevated risk for metabolic syndrome (top half of the TG/HDL ratios of all who were tested). Participants were instructed to eat prepared meals (total of 7 cereal packets and 14 pasta meals weekly) that included patented food technologies for the Zone diet and commercially available gluten-free rice pasta and a conventional name brand boxed cereal for the control diet. Body composition was measured with a bioelectrical impedance scale at weeks 1, and 6. Food records and diet adherence were recorded daily by the participants. Results: Both the Zone and control diets resulted in significant weight loss (-2.9 ± 3.1 kg vs. -2.7 ± 2.6 kg respectively) over time (p = 0.03) but not between groups (p = 0.96). Although not statistically significant, the Zone diet appears to have influenced more weight loss at trial weeks 3, 4, and 5 (p = 0.46) than the control diet. The change in FFM was significant (p = 0.02) between the Zone and control groups (1.4 ± 3.6 kg vs. -0.6 ± 1.5 kg respectively) at week-6. Study adherence did not differ significantly between diet groups (p = 0.53). Conclusions: Energy-restricted diets are effective for short-term weight loss and high protein intake appears to promote protein sparing and preservation of FFM during weight loss. The macronutrient profile of the diet does not appear to influence calorie intake, but it does appear to influence the quality of weight loss. Other measures of body composition and overall health outcomes should be examined by future studies to appropriately identify the potential health effects between these diet types. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Nutrition 2015

A fusão zonal compreende uma família de métodos para controle e distribuição de impurezas na qual uma pequena zona fundida é deslocada lentamente ao longo de um material sólido, redistribuindo o soluto. Ela é utilizada na purificação de materiais, num processo denominado refino zonal, mas também pode ser usada na distribuição homogênea ou descontínua de impurezas e no crescimento de cristais. A fusão zonal aplicada ao crescimento de grãos, visando a obtenção de materiais mono ou policristalinos com grãos grosseiros é denominada recristalização por fusão zonal (ZMR) e seu uso principal é na preparação de materiais para fabricação de dispositivos eletrônicos e fotovoltaicos, especialmente em silício. Na última década, o progresso na tecnologia ZMR foi feito principalmente em três campos: desenvolvimento de equipamento, controle de processo e modelagem numérica, mas somente algumas pesquisas abordam a fusão zonal a baixas temperaturas e restringem a aplicação do método a outros materiais semicondutores como os elementos do grupo III, IV ou V. Deste modo, o presente trabalho tem como objetivo verificar a influência da velocidade de varredura, da largura da zona fundida e do número de passadas no processo de fusão zonal de materiais de baixo ponto de fusão, em relação à obtenção de materiais policristalinos com grãos grosseiros. Para tanto, construiu-se um equipamento de fusão zonal horizontal e barras de alumínio puro (P0610) foram submetidas ao processo, variando os parâmetros acima referidos. A macroestrutura das amostras foi analisada e os resultados obtidos do número de grãos/área foram interpretados, verificando a influência dos parâmetros físicos anteriormente citados, do gradiente térmico e do super-resfriamento constitucional. Verificou-se que a redução na velocidade de varredura e na largura da zona fundida, de modo geral, mostrou-se eficiente em relação à diminuição do número de grãos por área. Os resultados obtidos indicam que a fusão zonal foi efetiva na obtenção de alumínio policristalino com grãos grosseiros e colaboram para melhorar a compreensão do processo. / The zone melting comprises a family of methods to control and to distribute impurities in which a small molten zone is moved slowly along a solid material, redistributing solute. It is used in materials purification, in a so-called zone refining process, but can also be used in homogeneous or discontinuous distribution of impurities and crystal growth. The zone melting applied to grain enlargement, leading to attain singlecrystalline or polycrystalline materials with coarse grains is so-called zone melting recrystallization (ZMR) and its major use is the preparation of materials for electronic and photovoltaic devices process especially silicon. In the last decade, progress in ZMR technology was done mainly in three areas: equipment development, process control, and numerical modeling, but only a few researches handle on zone melting at low temperatures and it limits the application of the method to other semiconductor materials such as III, IV or V group elements. Thus, this study aims to examine the influence of scan rate, zone width and the number of zone passes in the zone melting process of low melting point materials about getting polycrystalline materials with coarse grains. For this, horizontal zone melting equipment was built and pure aluminum bars (P0610) were zone melted, varying the parameters mentioned above. The macrostructure of the samples was analyzed and the results of the number of grains per area were assessed by checking the influence of physical parameters previously mentioned and the thermal gradient and the constitutional supercooling. It was found that scan rate and zone width reduction in general, proved to be efficient in reducing the number of grains per area. The results indicate that the zone melting was effective in obtaining aluminum polycrystalline coarse-grained and collaborate to improve the understanding of the process.

Dans le contexte actuel de raréfaction de l'eau, une meilleure efficacité de l'utilisation de l'eau est essentielle pour maintenir une croissance économique durable. En France, en période ordinaire, 48% d'eau est utilisé pour l'irrigation. Ce pourcentage augmente jusqu'à 79% en période d'été. Cela souligne la nécessité d'utiliser des méthodes d'irrigation performantes. La micro-irrigation offre la meilleure efficience, cependant, son utilisation n'est pas très répandue. Dans le monde, ce système ne couvre que 3% des terres irriguées et 5% en France, du fait de la sensibilité de ce système au colmatage, ce qui augmente le coût de son installation et de sa maintenance. Ce colmatage est fortement lié aux faibles sections de passage du distributeur de micro-irrigation. En effet, un labyrinthe constitué de chicanes est généralement inséré dans les distributeurs. Les chicanes existantes, qui jouent un rôle important pour générer des pertes de pression et assurent la régulation du débit sur le réseau d'irrigation, produisent des zones de recirculation où la vitesse est faible voire nulle. Ces zones de recirculation favorisent le dépôt de particules ou autre développement biochimique provoquant le colmatage du goutteur. La caractérisation de la topologie de l'écoulement dans le labyrinthe du goutteur doit être décrite pour analyser la sensibilité du goutteur au colmatage qui réduit considérablement ses performances.Des expériences utilisant la micro-PIV et un ensemencement avec des particules de 1 µm sont menées sur dix motifs répétitifs pour analyser les régions qui peuvent être sensibles au colmatage. Un goutteur fonctionne avec un débit faible, et la section transversale du labyrinthe est d'environ 1mm2. Le nombre de Reynolds varie de 400 à 800. Ainsi, cette étude expérimentale permet d'analyser le régime d'écoulement et son influence. Un algorithme de traitement est développé pour obtenir la moyenne et les fluctuations des vitesses. Une attention particulière est apportée à la validation de la technique micro-PIV et aux courbes débit-pression qui quantifient la performance globale du goutteur. Plusieurs modèles de turbulence, implémentés dans ANSYS/Fluent, sont utilisés pour modéliser l'écoulement au sein du labyrinthe. Les résultats des expériences de micro-PIV et des modélisations sont comparés afin de valider le modèle numérique. Puis, des méthodes avancées d’analyses tourbillonnaires ont été utilisées pour détecter précisément la vorticité et les zones de recirculations. L'objectif global de ce manuscrit est d'identifier le meilleur modèle qui permettra ensuite de prédire et analyser les zones sensibles au colmatage afin de les réduire grâce à l'optimisation de géométrie. / In the present context of increasing water scarcity, a better water use efficiency is essential to maintain a sustainable economical growth. Moreover, water use efficiency covers also important environmental and social issues. Micro-irrigation system has the best water efficiency, nevertheless, its use is not much widespread. In the world, this system covers only 3 % of land irrigated against 4% in France, as this system is sensitive to clogging, which increases the installation cost.The baffle-fitted labyrinth-channel is largely used in micro-irrigation systems. The existing baffles, which play an important role for generating pressure losses and ensure the flow regulation on the irrigation network, produce vorticities where the velocity is low or zero. These vorticities favor the deposition of particles or other biochemical development causing emitter clogging. Flow topology characterization in the labyrinth-channel of emitter must be described to analyze emitter clogging sensibility which drastically reduces its performance.Micro-PIV experiments, using 1µm particles, are conducted on ten-pattern repeating baffles to characterize the labyrinth-channel flow and to analyze regions which can be sensitive to clogging. An emitter works with a weak flow rate, and the labyrinth-channel cross-section is about 1 mm2 Reynolds number varies from 400 to 800. So, this experimental investigation allows analyzing the flow regime and its influence. A treatment algorithm is developed to get the mean and fluctuating velocities. Advanced swirl analysis method is adapted to precisely detect the vorticity. Particular attention is focused on the technique acquisition and on pressure losses curves accuracy in the labyrinth-channel flow since this curve represents the emitter global performance.Several turbulent models, implemented in ANSYS/Fluent, are used to perform modelling of the labyrinth-channel geometry. The micro-PIV and modeling results comparisons are presented in order to validate numerical model. The global objective of this manuscript is to identify the best model which allows to predict and analyze the sensitive areas in order to reduce them thanks to geometry optimization.

La protection de la grotte ornée de Cussac, inventée en 2000, se base en partie sur la compréhensionde ses relations avec le massif karstique et des conditions d’écoulement dans la zone non saturée deseaux liées à la cavité.Nous bénéficions à Cussac d’un accès à plusieurs écoulements provenant de différentes parties de laZone Non Saturée (ZNS) et d’une petite zone saturée ainsi que de la présence d’une grotte interceptantdes écoulements à l’intérieur du massif. Les paramètres aérologiques de la cavité dont la pressionpartielle de CO2 (pCO2) et la température ont fait l’objet d’un suivi depuis 2003 pour élaborer unmodèle simple de ses relations avec l’atmosphère extérieure et l’atmosphère de la ZNS.Une première partie de l’étude est consacrée à la caractérisation des écoulements par le suivihydrochimique et hydrodynamique depuis 2008. Elle aboutit à un schéma général du fonctionnementdu système karstique perché de Cussac.Au-delà de l’utilisation des outils classiques pour l’étude des aquifères karstiques nous avons souhaitéétudier les écoulements hydrologique et aérologique à travers l’une des spécificités du systèmekarstique : l’interdépendance des phases gazeuse, liquide et solide.Les échanges entre la roche, l’eau et la pCO2 de l’air de la ZNS ont été estimés à partir de l’utilisationdes équations d’équilibre calco-carboniques. Le schéma de fonctionnement est enrichi par une visionconceptuelle des conditions d’écoulement et une localisation dans les différentes parties du massif desprocessus de dissolution et évasion de CO2 et de dissolution et précipitation de carbonate.L’étude du delta13C apporte des précisions sur l’évolution de la pCO2 dans la ZNS et dansl’environnement particulier qu’est la cavité. La signature isotopique du CO2 de la ZNS est estimée àpartir des mesures de delta13C dans les eaux. Cela nécessite de prendre en compte les processusd’évolution du carbone minéral total dissout au cours des écoulements. / The protection of Cussac engraved cave, discovered in 2000, is based upon the comprehension of itsrelationship with the karstic system and flow conditions in the unsaturated zone (UZ) understanding.Cussac site gives access to several springs from different parts of the UZ and a small saturated area.The cave itself is accessible and allows interception of flow inside the karst environment. Aerologicparameters including CO2 partial pressure (pCO2) and temperature of the cave have been monitoredsince 2003 to build a simple model of its relations with external atmosphere air and UZ air.A first part of the work is dedicated to the characterisation of the flows by a monitoring since 2008 ofwater chemistry and dynamics. This part lead to a Cussac perched aquifer functioning general scheme.To complete these classical investigations we wished to define hydrologic and aerologic flows in karstaquifers using one of its specificity: interdependency of gaseous, liquid and solid phases.Exchanges between rock, water and pCO2 of the UZ are estimated using calco-carbonic equilibriumequations. Functioning scheme is enriched by a conceptual view of flow conditions and a localisationin the karst of the CO2 dissolution or evasion and carbonate dissolution or precipitation process.Precisions on pCO2 evolution in UZ and in the particular environment of the cave are given by d13C.Unsaturated Zone CO2 isotopic composition is estimated from d13C measurement in water. This needto take in account total dissolved inorganic carbon variations process.

La zone morte, région laminaire confinée au coeur des disques protoplanétaires dont la turbulence de l'écoulement à petite échelle explique l'accrétion de matière sur l'étoile en formation, semble être un lieu propice à la formation planétaire. En effet, au bord interne de la zone morte la différence d'accrétion entraîne le développement d'une sur-densité capable de piéger les grains de poussière qui dérivent vers l'étoile. L'écoulement à cet endroit est de plus potentiellement instable. Le cas échéant, il s'organise en structures tourbillonnaires appelées ''vortex'' qui collectent efficacement la poussière. La position du bord interne est toutefois très incertaine et dépend en particulier de la thermodynamique du modèle de disque considéré. Récemment, le déplacement du bord interne a été envisagé pour expliquer la variabilité de l'accrétion des étoiles jeunes. Cette thèse aborde le problème posé par l'influence de la thermodynamique sur la dynamique du bord interne de la zone morte. Des simulations MHD qui incluent le couplage entre les processus thermodynamiques avec la dynamique de l'écoulement ont tout d'abord permis de confirmer le comportement dynamique du bord interne ainsi que de réaliser la mesure inédite de sa vitesse typique de déplacement. La comparaison de ces résultats avec les prédictions données par un modèle de champ moyen a révélé le rôle du transport d'énergie par des ondes excitées au bord interne de la zone morte. Ces simulations présentent de plus un phénomène nouveau: les vortex formés à l'interface suivent un cycle de formation-migration-destruction. Cette découverte est susceptible de modifier notre vision du scénario de formation planétaire. En résumé, cette thèse met en évidence le fait que les processus thermodynamiques sont au coeur du fonctionnement de la région du bord interne de la zone morte dans les disques protoplanétaires. / The dead zone, a quiescent region enclosed in the turbulent flow of a protoplanetary disk, seems to be a promising site for planet formation. Indeed, the development of a density maximum at the dead zone inner edge, that has the property to trap the infalling dust, is a natural outcome of the accretion mismatch at this interface. Moreover, the flow here may be unstable and organize itself into vortical structures that efficiently collect dust grains. The inner edge location is however loosely constrained. In particular, it depends on the thermodynamical prescriptions of the disk model that is considered. It has been recently proposed that the inner edge is not static and that the variations of young stars accretion luminosity are the signature of this interface displacements. This thesis address the question of the impact of the gas thermodynamics onto its dynamics around the dead zone inner edge. MHD simulations including the complex interplay between thermodynamical processes and the dynamics confirmed the dynamical behaviour of the inner edge. A first measure of the interface velocity has been realised. This result has been compared to the predictions of a mean field model. It revealed the crucial role of the energy transport by density waves excited at the interface. These simulations also exhibit a new intriguing phenomenon: vortices forming at the interface follow a cycle of formation-migration-destruction. This vortex cycle may compromise the formation of planetesimals at the inner edge. This thesis claims that thermodynamical processes are at the heart of how the region around the dead zone inner edge in protoplanetary disks works.

La zone non saturée joue un rôle clé sur le transfert des pesticides et la qualité des eaux souterraines. Les connaissances sur les processus d’écoulement et de rétention dans les matériaux géologiques de la zone non saturée au-delà des sols sont toutefois parcellaires. Le transfert du glyphosate et du S-métolachlore (SMOC), et de leurs métabolites AMPA, ESA-métolachlore (MESA) et OXA-métolachlore (MOXA) est étudié en colonne pour deux matériaux fluvio-glaciaires issus d’un aquifère de l’Est lyonnais : un sable, S-x, et un mélange bimodal de graviers et de sables, Gcm,b. Pour des conditions de non-saturation en eau, l’écoulement dans les colonnes est fractionné en deux zones, eau mobile et eau immobile, d’importance variable suivant le solide. La sortie du SMOC est retardée par rapport au traceur de l’eau ; son bilan de masse déficitaire traduit une rétention de la molécule lors de son transfert. A l’inverse, le MESA et le MOXA se comportent comme le traceur de l’eau. Le glyphosate et l’AMPA sont très peu mobiles dans la colonne de Gcm,b (seul matériau étudié) avec des quantités éluées inférieures à 1% de la quantité appliquée. La modélisation montre que le transfert des molécules est affecté de manière variable suivant le matériau par la cinétique physique d’échange entre les zones d’eau mobile et immobile et par la cinétique chimique des molécules. Cette cinétique chimique est décrite par des expérimentations complémentaires de sorption en batch. La caractérisation des matériaux révèle la présence d’oxydes et de minéraux argileux qui pourrait expliquer leur forte réactivité, qui s’avère parfois supérieure à celle des sols de la zone d’étude. / Vadose zone play a key role in pesticides transfer and groundwater quality. Knowledge’s about leaching and retention processes in the vadose zone below the shallow soil zone are still poorly understood. Transfer of glyphosate, S-metolachlor (SMOC), and their metabolites AMPA, ESA-metolachlor (MESA) and OXA-metolachlor (MOXA) is studied in unsaturated columns filled with two glaciofluvial materials collected in the East of Lyon: a sand, S-x, and a bimodal gravel, Gcm,b. Experiments show water fractionation into mobile and immobile compartments with variable importance according to material column. SMOC outflow is delayed compared to the conservative tracer. SMOC mass balance is in deficit revealing retention in columns. At the opposite, complete mass elution associated with retardation factors close to unity shows that there is no adsorption of MESA and MOXA in either lithofacies. Glyphosate and AMPA mobility is very low in the one Gcm,b column studied with amounts in leachates inferior to 1% of applied. Modelling show pesticides and metabolites transfer is affected by both flow regionalisation and non-equilibrium sorption. Chemical kinetic of sorption mechanisms is studied with complementary batch experiments. The high glaciofluvial materials reactivity, in some cases upper than soil reactivity from the study site, could be attributed to oxides and clay minerals.

Le déclenchement de la dette des Subprime en 2007, suivie de la crise de la dette Européenne en 2011, a attiré l'attention vers le risque de crédit, ses causes et ses implications. Depuis, Les décideurs des politiques économiques cherchent à trouver un moyen pour réguler les mouvements sur le marché des obligations et des dettes. Ainsi, sous l'impulsion du Conseil de stabilité financière, les accords de Bâle III sont apparus. Ce sont des réformes visant à renforcer le système financier afin d'affirmer la solidité financière des banques en imposant des conditions d'emprunt dont un niveau minimum de capitaux propres. Les travaux étudiant les risque de crédit avec ses différentes façades ont connu un boom. Il y a notamment la modélisation du risque de crédit qui s'est énormément développée. Cette thèse s'inscrit dans une branche macroéconomique à l'échelle Européenne. Nous essayons d'identifier les déterminants du risque de crédit aux niveaux souverains et bancaires et d'étudier les connections entre les deux. Dans une première partie, nous utilisons une modélisation Autoregressive à retards échelonnés1(ARDL) an de définir les déterminants macroéconomiques d'un échantillon de pays européens. Nous suggérons que le risque de crédit de ces derniers dépend largement des fondamentaux macroéconomiques avec des élasticités différentes selon la santé économique du pays. Plus précisément, nous trouvons que l'endettement a des effets opposés suivant le niveau du risque de crédit du pays. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons aux déterminants du risque de crédit d'un échantillon de groupes bancaires Européens. Depuis 2007, Ces derniers ont été affectés par les deux crises (Subprime et la crise de la dette Européenne). Les relations de long terme dénies selon les tests de cointégration via l'approche des Bounds Tests 2, montrent qu'une dévaluation de l'Euro baisse le risque de crédit des banques étudiées en rendant leurs dettes libellées en Euro moins coûteuses. Aussi, notre analyse indique que la valeur de marché de l'entité ainsi que l'indice boursier dans lequel la banque est inscrite sont inconsistant dans l'explication du risque de crédit de cette dernière. Dans la dernière partie nous étudions les relations de causalité entre les risques de crédit des entités souveraines et bancaires étudiées dans les chapitres précédents. Les tests de causalité au sens de Granger révèlent que les relations trouvées sont asymétriques et dynamiques. Ces liens varient considérablement en fonction de l'état de l'économie de la région. L'analyse montre aussi que juste avant les période de grandes turbulences financières, notamment les crises financières, le transfert du risque de crédit est très important augmentant ainsi les contagions et par la suite le risque systémique. Cependant, la propagation de la méfiance et de la prudence pendant les périodes d'incertitude et des crises, fait baisser significativement le transfert du risque de crédit. Ceci s'accentue dans une zone monétaire comme la zone Euro puisque les pays adoptent forcément les mêmes politiques monétaires voire fiscales malgré leur hétérogénéité. / The outbreak of the Subprime debt in 2007, followed by the European debt crisis in 2011, drew attention to credit risk, its causes and implications. Since then, the economic policy makers are seeking to and a way to regulate the movementson the bond and debt market. Thus, the Basel III appeared under the guidance of the Financial Stability Board. These are reforms aiming at strengthening the financial system in order to assert the financial soundness of banks by imposingloan conditions and requirements including a minimum level of Capital. Works studying the credit risk with its diferent fronts boomed. Credit risk modeling has expanded tremendously. This thesis fits into a macroeconomic branchon a European scale. We try to identify the determinants of credit risk on the sovereign and banking levels and to study the connections between both. In the first section, Using Autoregressive Distributed Lag Modeling (ARDL), weempirically investigate the link between the macroeconomic fundamentals and sovereign credit risk for particular countries in the Euro zone. The studied sample was affected by disadvantageous economic conditions. We did not retain the same macroeconomic factors to explain the risk of default for the selected countries. The results, indicate that the reditworthiness of the studied entities depends largely on macroeconomic fundamentals with various elasticities which require a different economic policy for each country. The assessment of the results shows that the unemployment rate is the most influential variable especially for countries with disadvantageous economic conditions. The estimated relationships are globally stable in the long run (for 7 out of 9 countries), while the short run links are rare (except the unemployment rate). In the second section, we investigate the long-run relationships between European Banks' Credit default swap spreads and contextual factors using Bounds testing approach to cointegration (ARDL-ECM). The results reveal that in the long run, an increase of the inflation and/or the home countries' credit risk rise the European banks' credit risk as measured by credit default swap spreads. The estimatessuggest that the devaluation of the Euro, makes Euro-denominated debt less costly which lowers the credit risk of the European entities. Yet, unlike what is expected, our analysis shows that the market value of an entity as well as the stock index in which the firm is registered are becoming insignificant in explaining its credit risk. In this last section, we investigate the evolution and the expansion of the CDS network among the studied entities over the 2008 - 2013 period by splitting it intothree sub-periods. We highlight the variation of the connectedness according to the financial and economic characteristics of each studied sub-period. We found that the resulting relationships are not symmetrical and that they vary considerablydepending on the state of the region economy. We also show that just before huge financial turmoil phases, the risk transfer is very important increasing contagion and the systemic risk, while it drops significantly during uncertainty times marked by mistrust spread. This is particularly important in the European Union as countries adopt the same monetary policies while being heterogeneous.