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Les communautés nordiques du Nunavik, le territoire du nord du Québec, font face à des contraintes alimentaires fortes liées notamment à l'appauvrissement des ressources halieutiques et terrestres. Afin de développer l'offre alimentaire locale, une serre communautaire est installée à Kuujjuaq (2 668 habitants en 2021, latitude 58$^{\circ}$ nord et longitude 68$^{\circ}$ ouest). Cette serre étant conçue pour les climats continentaux, elle n'est pas thermiquement adaptée au climat nordique. Il en découle une saison de culture courte et des rendements faibles. La serre a été instrumentée en juin 2016 afin de définir les améliorations à apporter. Les mesures ont montré que malgré une ressource solaire riche, les pertes thermiques nocturnes provoquaient une chute de la température importante. Ceci freine le développement des plantes et est engendré par la faible isolation ainsi que le peu d'inertie thermique des matériaux formant la serre : les températures nocturnes intérieures restent proches des températures nocturnes extérieures. Un système de stockage thermique de l'énergie (STE) a donc été conçu, construit et testé par l'équipe afin de stocker l'énergie thermique diurne et la réinjecter dans la serre la nuit. Bien qu'efficace, des améliorations sont envisagées et à ce titre, il est nécessaire de développer un outil d'analyse. Un modèle numérique de la serre de Kuujjuaq et de son STE a donc été développé à l'aide de l'outil Modelica. L'objectif de ce travail est d'évaluer la validité de ce modèle : une étude comparative sera présentée sur la température intérieure de la serre avec ou sans STE pendant des semaines de culture typiques. Ceci permettra à terme de définir les différents paramètres géométriques et thermiques optimaux pour la construction de futurs systèmes de stockage. L'article complet présentera les modèles de serre et de stockage, puis la méthodologie de couplage. Nous présenterons ensuite l'étude des résultats de simulation du modèle couplé en évaluant la cohérence physique des résultats puis leur précision sur plusieurs échelles temporelles.

Within a 3D concrete printing process, the fresh concrete is aging due to hydration. One of the consequences from the purely mechanical point of view is that its constitutive relation must be defined in rate form. This restriction is taken into account in this contribution and, besides on the incremental elasticity, we moreover introduce the relaxation of the internal stresses in order to describe the creep at early age. On another hand, due to the soft nature of the material, the finite strain range is herein a priori assumed. Eventual structural instabilities during the printing process can therefore be predicted as well. On another hand, with regards to the incremental formulation of the boundary value problem, the kinematics must be adapted as well. We use for this the multiplicative decomposition of the actual deformation gradient into its known part at an earlier time and the relative deformation gradient with respect to the configuration at that time. Within a Lagrangian formulation, the incremental constitutive relations and evolution equations can then be ideally defined on the above mentioned intermediate configuration prior to be transported back to the reference configuration. In particular, the early age creep is here described through an internal variable approach the evolution of which is motivated by the generalized Maxwell model. In this work, this latter is adapted for incremental viscoelasticity. Model examples are proposed and the numerical efficiency of the proposed framework is illustrated through a set of representative simulations.

Nowadays, the production of a low-carbon energy and fresh water management are essential. Consequently, the sustainability of hydropower schemes is a vital issue. However, some concrete dams around the world are affected by Alkali-Aggregates Reaction (AAR). This chemical reaction between the concrete components generates an expansive gel in the aggregates, that induces a swelling and the decrease of the mechanical properties of the concrete. The AAR development in the structure can change its initial stress field, which compromises the stability, but also the failure of the spillway and hydropower production. A critical safety of the structure leads the site supervision to engage important reinforcement works and if needed, to stop the operations. So, performance models and decision-support tools are needed. These tools must be able to compute and extrapolate the behavior of the structure during AAR. The main objective of this PhD thesis is to propose a non-linear homogenization model which couples creep and AAR at mesoscale while allowing the structural computing. This model rests on assumptions on the mesoscopic behavior made thanks to data provided from an original experimental program. The chronology of this experimental program was designed to be representative of a real case. To study the effects of the AAR on the creep of the concrete, two concretes were designed in order to be similar except for the reactivity of larger particles. The immersion of 11x22 cylinder specimens in a sodium-hydroxide solution during all the program allows the continuous development of the reaction. After a curing of 28 days at 20°C, the velocity of the reaction was accelerated by an increase of the temperature at 38°C. Once reached 75% of the total free swelling potential, some specimens were studied under a constant uniaxial loading corresponding to 30% of the compressive strength at the date of the loading. The strains evaluation in the longitudinal and orthoradial directions was performed by optic fiber sensors resistant to the severe conditions of the program. The strains evolutions show that during AAR, the creep of the reactive concrete is faster than the non-reactive one. The swelling in the loading direction was stopped by the load application and induced a resorption of about 50% of the free swelling. This inhibited and resorbed swelling was reported in the free to swell directions, where higher swelling of the loaded specimens than the unloaded was reported. After unloading, we observed a volumetric swelling 8% higher than for reactive concrete specimens. The behavior of the reactive concrete can be explained by stress in the matrix that is different around the aggregates and in zones further away. The model's originality consists in considering analytically this non-homogeneous stress state on the creep of matrix and on its permanent strains. To this end, cracks criteria are defined at the interfacial zone between the matrix and the aggregates, the coupling between chemical swellings, long terms strains and non-linear local behavior were then automatically considered. Once implemented in a finite elements analysis software and its results verified by comparison with a mesoscopic numerical model, the model was used in two applications. The first one managed to reproduce the results found in the experimental program, while the second one consisted of computing and extrapolating the behavior of a real dam affected by AAR.; Dans le contexte actuel, où la production d'énergie doit être décarbonée et la gestion des ressources en eau potable est vitale, la durabilité des ouvrages hydrauliques est un enjeu crucial. Cependant, une partie du parc mondial des barrages en béton est atteint de Réaction Alcali-Granulat (RAG). Cette réaction chimique entre les différents constituants du béton engendre la production de gels expansifs dans les granulats, ce qui provoque un gonflement et une diminution des propriétés mécaniques du béton. Dans un ouvrage hydroélectrique, ces effets modifient le champ des contraintes initiales, ce qui peut compromettre la stabilité de l'ouvrage, mais aussi entraîner un dysfonctionnement des organes de gestion des crues et de production électrique. Lorsque la sécurité de l'ouvrage n'est plus assurée, le maître d'ouvrage doit entreprendre d'importants travaux de confortement, voire se résoudre à l'arrêt de son exploitation. Il doit donc disposer d'outils d'aide à la décision performants, tels que des modèles capables de calculer le comportement de l'ouvrage et de l'extrapoler en fonction de l'état d'avancement de la pathologie. Cette thèse a pour objectif de proposer un modèle d'homogénéisation non-linéaire permettant le calcul à l'échelle de l'ouvrage. Ce modèle est basé sur des hypothèses de mécanismes se produisant à l'échelle mésoscopique, émises à partir des données issues d'un programme expérimental original. Ce programme expérimental a consisté en l'étude en laboratoire du couplage entre la RAG et le fluage dans le cas représentatif d'un ouvrage réel. Deux bétons qui ne se différencient que par la réactivité de leurs gravillons, ont été formulés. Les éprouvettes cylindriques 11 x 22 cm ont été conservées dans une solution d'hydroxyde de sodium pendant la totalité du programme expérimental afin d'assurer un développement continue de la réaction. Après les 28 premiers jours de cure à 20 °C, elles ont été maintenues à 38 °C afin d'accélérer la réaction. Une fois 75 % du potentiel de gonflement du béton réactif atteint, une partie des éprouvettes a été placée sous chargement constant de compression uniaxiale correspondant à 30 % de la résistance en compression des bétons. Des capteurs à fibre optique résistants aux conditions de conservation sévères ont été utilisés pour enregistrer les déformations longitudinales et orthoradiales des éprouvettes. Les résultats montrent que le fluage du béton réactif est plus important quand la réaction est en cours de développement. Le chargement entraine non seulement un arrêt du gonflement mais aussi sa résorption d'environ 50 % de la valeur avant la mise en charge. Ce gonflement, empêché et partiellement résorbé, est reporté dans les directions libres, où des déformations supérieures au cas non chargé sont observées. Bien que la réaction chimique soit achevée, un surplus de gonflement volumique de 8 % a été observé après décharge sur les éprouvettes réactives. Ces comportements peuvent s'expliquer par un état de contraintes dans la matrice qui diffère au voisinage du granulat et dans les zones plus éloignées. L'originalité du modèle d'homogénéisation non-linaire qui a été développé réside d'une part dans la prise en compte analytique d'un fluage non homogène de la matrice et d'autre part de critères de fissuration locaux à l'interface matrice-inclusions. Ce modèle permet le couplage des réactions de gonflement interne avec les déformations différées du béton et la micro-fissuration pour tout type de chargement. Une fois implanté dans un logiciel de calcul aux éléments finis, les résultats du modèle sont comparés avec ceux issus d'un modèle mésoscopique purement numérique comportant les lois de comportement local. Le modèle a fait l'objet de deux applications. La première a permis de reproduire les résultats du programme expérimental et la deuxième le comportement d'un ouvrage réel, complété d'une prédiction à 40 ans.

National audience; Nous proposons une étude analytique, numérique et expérimentale permettant de quantifier le profil d'amplitude et de phase des impulsions picosecondes générées par un laser à verrouillage de modes fibré à base d'amplificateur optique à semi-conducteur (SOA) en vue d'optimiser les performances en bruit de phase d'un oscillateur optoélectronique couplé (COEO) oscillant à 10 GHz. Nous allons démontrer qu'une très faible dispersion anormale prévaut à l'optimisation d'un COEO.

Dye tracing experiments are generally set up to identify karst springs catchments or transport properties of heterogeneous or homogeneous aquifers. They are also relevant methods for characterizing flow and transport processes in fractured and karst aquifers, ang get insights about their complex structure and heterogeneity. A precise analysis of breakthrough curves (BTCs) obtained from dye tracing experiments in synthetic pipe networks and fracture networks of know geometry and topology should thus allow a better assessment of the relationship between drainage network properties and transport processes.In this work, solute transport experiments consisting of step tracing are thus conducted, with a focus on dual-conduit structure. Five groups of experiments have been carried out to investigate how the following factors related to the dual-conduit structure may influence the transport processes: length ratio, total length (fixing the length ratio), connection angle, aperture contrast, and flow rate. Numerical models are then applied to fit the experimental BTCs and quantitatively evaluate the solute transport processes. The single-peaked BTCs are simulated considering i) the Advection Dispersion Equation (ADE) model, ii) the Dual Region Mobile Immobile Model (DRMIM), and iii) the Transfer Function Approach (TFA). The dual-peaked BTCs are simulated considering i) the Dual Region Advection Dispersion (DRAD) model, ii) the Weighted Sum Advection–Dispersion Equation (WSADE) model and iii) the DRMIM. Based on these results, a method has been proposed for estimating underground karstic conduit lengths from experimental dual peaked BTCs. For some experiments, it is shown that the TFA allows a better fitting than the ADE model and DRMIM. In order to assess what physical information contain the TFA parameters, we analyse the equivalence between TFA and Advection Dispersion Equation (ADE). We then obtain two equations that, under certain conditions, make TFA and ADE produce identical BTCs and allow expressing the TFA parameters as a function of the variable and parameters considered in the ADE.Finally, a methodology for characterizing a karst conduit network at the scale of an experimental field site where both pumping test and dye tracing experiment have been performed is proposed. This characterization is based on a hydraulic tomography method which considers a discrete conduit network model to explicitly represent the underground conduit network, integrating hydraulic data and dye tracing data to constrain the diameter distribution of the karst conduit network.The results of these lab scale and field scale experiments, together with the proposed numerical tools, should help hydrogeologists to better interpret the results of the tracing tests realized in real karst aquifers and improve their understanding of transport processes. These results may also guide hydrogeologists to select the most suitable model for interpreting their dye tracing experiment.; Les essais par traçages sont généralement mis en place pour identifier le bassin d’alimentation de sources karstiques ou les propriétés de transport des aquifères hétérogènes ou homogènes. Elles sont également des méthodes pertinentes pour caractériser les processus d'écoulement et de transport dans les aquifères fracturés et karstiques afin mieux appréhender la complexité de leur structure et leur forte hétérogénéité. Ainsi, les relations entre les propriétés du réseau de drainage et les processus de transport peuvent être appréciée par une étude précise des courbes de restitutions de traçages dans un réseau de conduits ou de fractures de géométrie et de topologie connues.Dans ce travail, nous étudions le processus de transport de soluté dans des réseaux synthétiques de conduits ou et de fractures de géométrie et de topologie connues. Pour ce faire, nous réalisons des expériences de transport de soluté consistant en l’injection d’un créneau de concentration, en étudiant tout particulièrement l’influence d’une structure à double conduit. Des modèles numériques sont ensuite appliqués pour ajuster les courbes de restitutions expérimentales et évaluer quantitativement les processus de transport de soluté. Les courbes de restitutions à un seul pic sont simulées en utilisant i) le modèle basé sur l'équation d’advection dispersion (ADE), ii) le modèle DRMIM (Dual Region Mobile Immobile Model), et iii) l'approche de la fonction de transfert (TFA). Les courbes de restitutions à deux pics sont simulés en considérant i) le modèle de dispersion par advection à deux régions (DRAD), ii) le modèle d'équation d'advection-dispersion à somme pondérée (WSADE) et iii) le DRMIM. Sur la base de ces résultats, une méthode a été proposée pour estimer la longueur des conduits karstiques souterrains à partir courbes de restitutions expérimentales à deux pics. Pour certaines expériences, il est montré que le TFA permet un meilleur ajustement que le modèle ADE et le DRMIM. Afin d'évaluer quelles informations physiques contiennent les paramètres de la TFA, nous analysons l'équivalence entre la TFA et l'équation de dispersion par advection (ADE). Nous obtenons alors deux équations qui, sous certaines conditions, permettent de génèrer des courbes de restitutions identiques et d'exprimer les paramètres de la TFA en fonction de la variable et des paramètres considérés dans l'ADE.Enfin, une méthodologie de caractérisation d'un réseau de conduits karstiques à l'échelle d'un site de terrain expérimental où ont été réalisés à la fois des essai par pompage et des expérience de traçages est proposée. Cette caractérisation est basée sur une méthode de tomographie hydraulique qui considère un modèle de réseau de conduits pour représenter explicitement le réseau de conduits souterrains, et intègre des données hydrauliques et des données de traçage de colorant pour contraindre la distribution de diamètre du réseau de conduits karstiques.Les résultats de ces expériences à l'échelle du laboratoire et du terrain, ainsi que les outils numériques proposés, devraient aider les hydrogéologues à mieux interpréter les résultats des tests de traçage réalisés dans des aquifères karstiques réels et à améliorer leur compréhension des processus de transport. Ces résultats peuvent également guider les hydrogéologues à choisir le modèle le plus approprié pour interpréter leur expérience de traçage de colorant.

In this study, scour-based vibrations of bridge piers are investigated using a bridge model in a water flume: first, the eigenmode corresponding to the measured frequencies of pier-like structures is identified. Secondly, the effect of the pier-deck interaction is studied. Finally, a theoretical model is proposed to characterize the pier vibration, and identify its input parameters.To this end, experimental campaigns were conducted and a laboratory scale model pier was tested in two configurations: single piers and two piers in bridge configuration. The experimental results enable the identification of the modal shape and indicate that the deck decreases significantly the pier's frequency. Parallely, a theoretical model was proposed to model the pier, where the soil was modeled with both lateral springs along the pier and a rotational spring at the base. These springs stiffness were then identified using a 3D-finite element model. These results, obtained with the theoretical and numerical models, are in good agreement with the experimental results with the bridge pier in the two tested configurations. Moreover the obtained theoretical, numerical and experimental results were compared to experimental data found in the literature, for further validation.

Non-linear finite element analyses have intrinsic model and user factors that influence the results of the analyses. However, non-linear finite element analysis can provide a tool to assess safety using realistic descriptions of material behaviour with actual material properties. A realistic estimation of the existing safety and capacity of slender column elements can be achieved by means of "true" material properties. Nevertheless, it seems that for some structural components, such as slender columns, non-linear finite element analyses can, due to its complexity and its various setting parameters, cause the risk of overestimating the real performance of analysed components or systems. Hence, an invited expert group has carried out an investigation into the experimental testing and the prediction of the bearing capacity of slender columns by performing independent non-linear finite element analyses in order to determine the practical applicability, and its inconsistencies, with respect to the stability failure of slender columns. This work aims the characterization of modelling uncertainties, concerning the prediction of slender columns stability when forecasted by non-linear finite element analysis., This paper was partly carried out during research exchanges at TU Brno (BUT), Lehigh University (LU). The authors acknowledge also the financial support provided by the SAFEBRIDGE ATCZ190 EU Interreg project, the Scientific Grant Agency of the Ministry of Education of Slovak Republic, the Slovak Academy of Sciences VEGA No. 1/0696/14, and Slovak Research and Development Agency under the contract No. APVV-150658. The computational results presented have been achieved [in part] using the Vienna Scientific Cluster (VSC).

International audience; This paper aims at defining the key mechanical properties of atmospheric ice in order to improve the design ofmechanical de-icing systems. Based on ice fracture mechanisms, the parameters of interest are the cohesivestrength of the ice and its fracture toughness. A hybrid experimental/numerical vibrating method is used tomeasure those critical values. Parameters such as temperature and precipitation rate influence the ice densityand ice samples are thus defined with respect to this parameter. First, the cohesive strength of ice is measuredover the entire range of ice density and a polynomial expression of the cohesive strength of ice is given as afunction of this density. Then the fracture toughness is measured for a smaller range of density and an averagecritical value is given. Finally, the influence of the properties computed is discussed to assess the conditions ofatmospheric ice mechanical removal and the challenges for the design of mechanical ice protection systems. Thestudy tends to show that as its density decreases, ice is more difficult to remove mechanically.

External sulfate attack (ESA) and delayed ettringite formation (DEF) are well-known concrete degradation phenomena induced by ettringite crystallization. This paper proposes a poromechanical model based on the surface-controlled ettringite growth mechanism and the chemical composition of the solution, explaining both ESA and DEF in a similar model. The driving force for this expansion is the crystallization pressure from the supersaturation of the sulfate solution that leads to the formation of ettringite in pores. The growth of ettringite is separated into two processes: (1) the pore invasion process, where ettringite forms in the existing largest pores and then penetrates progressively into the ever-smaller capillary and gel pores, and (2) the deformation process during which damage and cracks occur. Two kinetic constants corresponding to these two processes are proposed in this paper, and the predicted expansions show good consistency with the experimental measurements found in the literature.

Les principaux cancers (sein, poumon, prostate) induisent des métastases osseuses (tumeurs ayant migré du site principal vers l'os). Ces métastases peuvent être de différentes natures. En particulier, les métastases ostéolytiques induisent une destruction de l'os pouvant augmenter le risque de fracture. Lors de la prise en charge de patients atteints de métastases osseuses, les cliniciens doivent évaluer le risque de fracture pour choisir entre une chirurgie préventive de la fracture ou un traitement du cancer. Actuellement, ils s'appuient notamment sur des scores cliniques (SINS pour les vertèbres [1], Mirels pour les fémurs [2]) qui restent peu discriminant. Depuis quelques années, des modèles biomécaniques ont été proposés pour estimer la résistance à la fracture de la vertèbre ou du fémur atteint de métastases [par ex. 3, 4]. Cependant, ces modèles ont été évalués par une équipe de recherche sur un seul jeu de données. Il y a eu très peu d'évaluations croisées entre 2 laboratoires, ou d'évaluation de différents modèles biomécaniques sur le même jeu de données. Or la reproductibilité de ces modèles biomécaniques est un élément clef pour envisager une future utilisation en pratique clinique courante. Dans cette optique, il est essentiel d'évaluer leur répétabilité, leur reproductibilité et leur précision sur un jeu de données expérimentales le plus large possible.

La validité et la légitimité scientifiques des modèles numériques de climat et de leurs prévisions des changements climatiques sont basées sur les confrontations entre les simulations et les données d’observation. Les validations ou plutôt les évaluations des modèles par les données constituent la majeure partie du travail des modélisateurs. Il n’y a pas de méthodologie générale d’évaluation des modèles ; on observe une grande variété de pratiques car on ne valide pas un modèle en général mais sa capacité à rendre compte d’un phénomène climatique particulier. À partir des pratiques scientifiques observées dans les deux principaux centres de recherche qui développent et utilisent des modèles de climat en France, cet article donne quelques exemples de la façon dont les chercheurs établissent des connexions, des « dialogues » entre modèles et données qui ne se réduisent pas à la validation des premiers par les secondes. L’analyse de ces pratiques nous permettra de tirer quelques leçons d’« épistémologie bottom‑up » de modélisation du climat. The validity and scientific legitimacy of computer climate models and their predictions of climate change are based on confrontations between simulations and observation data. Model validations, or rather evaluations, represent the majority of the actual work done by modellers. There is indeed no general methodology for evaluating simulations; validations are different in each case, because one never validate a model in general, but the capacity of a model to account for a defined climatic phenomenon. From practices observed in the two research centres developing and using a climate model in France, this paper provides examples of the different ways in which the researchers establish links, “dialogues” between models and data, which don’t reduce to valid the former using the second. The analysis of practices allows us to raise some elements of “bottom-up epistemology” of climate modelling. La validez y legitimidad científica de los modelos numéricos del clima y de las previsiones del cambio climático están basadas en la confrontación de las simulaciones y de los datos de las observaciones. Las validaciones, o mas bien evaluaciones de los modelos por los datos forman la mayor parte del trabajo de los modeladores. No hay una metodología general de evaluación de los modelos; se observa una gran variedad de prácticas porque no se valida un modelo en general sino su capacidad para rendir cuenta de un fenómeno climático particular. A partir de las practicas de los científicos que hemos observado en los dos principales centros de la investigación que desarrollan y utilizan modelos climáticos en Francia, este articulo da ejemplos de la manera en que se establecen las conexiones, el «dialogo» entre modelos y datos que no son simples validaciones de modelos por datos. El análisis de las prácticas nos permitirá extraer algunas lecciones de «epistemología bottom-up» de la modelización del clima.

La modélisation numérique joue un rôle important dans la compréhension des climats passés, présents et futurs. Dans cet exposé, j'illustrerai quelques-unes des problématiques auxquelles est confrontée cette discipline scientifique, à travers la description synthétique de certaines de mes activités de recherche. J'évoquerai dans un premier temps, ma contribution à la mise au point des différentes configurations du modèle climatique du CNRM, contribution visant à une meilleure description de la composante atmosphérique (dynamique et chimie stratosphériques notamment). Mes travaux sur la sensibilité climatique à l'équilibre, essentiellement basés sur des approches conceptuelles, seront abordés ensuite. Enfin, je conclurai cet exposé par la présentation d'activités plus prospectives sur l'utilisation de l'intelligence artificielle au service de la modélisation climatique.

Climate change is currently taking place at the scale of our planet, leading to aviolent response from the environment, particularly with regard to the water cycle. One of the risk is already floods. As an example, in France, the average annual costof damages caused by floods (and insured under the Natural Disaster plan) amounts to 520 million euros. In metropolitan France, nearly 17 million people, about aquarter of the national population, are exposed to the risk of flooding by overflowaccording to the preliminary flood risk assessment carried out by the State in 2011.And with climate evolution, floods will become more frequent and more intense.Onechallenge during floods is to be able to access to people refugee over buildings.In order to investigate the hydraulic context generated by the grouped obstaclesrepresentative of a submerged housing estate, both an experimental and numericalstudy is being conducted.We experimentally study the flow in the presence of rows of macro-roughnesses representative of a slightly emerged and of a submerged housing estate, and this for situations representing both current and more intense floods. Measurements of the velocity field will provide information on currents distribution that might affect an evacuation process. In parallel a numerical study is also conducted with the opensource code Saturne. The numerical results are compared to experimental results and this preliminary stupy opens the way to a systematic investigation., Le changement climatique se produit actuellement à l'échelle de notre planète, entraînant une réaction violente de l'environnement, notamment en ce qui concerne le cycle de l'eau. L'un des risques est déjà les inondations. A titre d'exemple, en France, le coût annuel moyen des dommages causés par les inondations (et assurés au titre du régime des catastrophes naturelles) s'élève à 520 millions d'euros. En France métropolitaine, près de 17 millions de personnes, soit environ un quart de la population nationale, sont exposées au risque d'inondation par débordement, selon l'évaluation préliminaire des risques d'inondation réalisée par l'État en 2011.Et avec l'évolution du climat, les inondations deviendront plus fréquentes et plus intenses. Afin d'étudier le contexte hydraulique généré par les obstacles groupés représentatifs d'un lotissement submergé, une étude expérimentale et numérique est menée.Nous étudions expérimentalement l'écoulement en présence de rangées de macro-rugosités représentatives d'un lotissement légèrement émergé et d'un lotissement submergé, et ce pour des situations représentant les crues actuelles et plus intenses. Les mesures du champ de vitesse fourniront des informations sur la distribution des courants qui pourraient affecter un processus d'évacuation. En parallèle, une étude numérique est également menée avec le code opensource Saturne. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux et cette étude préliminaire ouvre la voie à une investigation systématique.

Osseointegration defines the connection between the bone and the implant and it ensures the proper functioning of the implant. Such a connection is governed, among others, by the surface properties of the implant, which influence the cells response. Surface roughness can significantly modify different cellular processes (i.e. migration, adhesion, proliferation…) occurring during growth. Additive manufacturing (FA) "Selective Laser Melting" (SLM) is an innovative process bringing many advantages in the biomedical field. However, samples obtained by FA SLM exhibit a very rough surface which affects cellular response and osseointegration. Therefore, the use of this process for a biomedical application requires the understanding of the effects of roughness on biocompatibility. This thesis presents an experimental and numerical methodology allowing to evaluate the influence of roughness of surfaces obtained by FA SLM on the cellular behavior. The roughness and the wettability of raw SLM surfaces were characterized by microscopic, profilometer and wettability observations. In addition, several surface treatments (i.e. chemical etching and sandblasting) have been applied in order to seek an improvement in the biocompatibility of the surfaces. Biological cytocompatibility tests as well as analysis of cell morphology have validated the biocompatibility of raw SLM surfaces and modified surfaces. However, the tests did not show a preferential treatment of the surfaces which ensures a significant improvement in biocompatibility. In parallel, a discrete numerical model of cell migration and proliferation has been developed to quantify the influence of roughness at the microscopic scale on cellular activities. The results have shown an important role of topographic parameters on migration as well as cell proliferation.; L’ostéointégration définit la connexion entre l’os et l’implant et permet de garantir son bon fonctionnement. Cette connexion osseuse est régie, entre autres, par les propriétés surfaciques de l’implant, qui influencent la réponse cellulaire ainsi que la croissance osseuse. Parmi les différentes propriétés, la rugosité de la surface peut modifier de façon significative différents processus cellulaires (i.e. migration, adhésion, prolifération...) intervenant durant la croissance. La fabrication additive (FA) « Selective Laser Melting » (SLM) est un procédé innovant apportant de nombreux avantages dans le domaine biomédical. Cependant, les pièces obtenues par FA SLM présentent un état de surface très rugueux qui affecte la réponse cellulaire et l’ostéointégration. L’utilisation de ce procédé pour une application biomédicale nécessite donc de comprendre l’effet de la rugosité sur la biocompatibilité. Cette thèse présente une méthodologie expérimentale et numérique permettant d’évaluer l’influence de la rugosité de surfaces obtenues par FA SLM sur le comportement cellulaire. La rugosité et la mouillabilité d’éprouvettes SLM brutes ont été caractérisées par des observations au microscope, au profilomètre et au banc de mouillabilité. De plus, plusieurs traitements de surfaces (i.e. attaque chimique et sablage) ont été appliqués afin de rechercher une amélioration de la biocompatibilité des surfaces. Des tests biologiques de cytocompatibilité ainsi que l’analyse de la morphologie cellulaire ont permis de valider la biocompatibilité des surfaces SLM brutes et des surfaces modifiées. Cependant, les tests n’ont pas permis de mettre en évidence un traitement préférentiel des surfaces qui assure une amélioration significative de la biocompatibilité. Dans un deuxième temps, un modèle numérique discret de migration et prolifération cellulaires a été développé pour quantifier l’influence de la rugosité à l’échelle microscopique sur les activités cellulaires. Les résultats ont montré un rôle important des paramètres topographiques sur la migration ainsi que la prolifération cellulaire.

Of interest in this paper is a modeling framework when constitutive relations are given in incremental form. This is particularly true for aging concretes due to hydration. Furthermore, having in mind applications to 3D concrete printing, geometrical nonlinearities must be accounted for due to the soft nature of the fresh material. The kinematics must then be adapted adequately for a theoretically sound formulation. For this, the multiplicative split is chosen here for the deformation gradient into its known part at an earlier time and the relative deformation gradient. From the geometric point of view, this gives rise to an intermediate configuration on which incremental constitutive relations can be ideally defined prior to be transported back to the reference configuration for a Lagrangian formulation. Model examples are given for the purpose of demonstration and a set of simulations illustrate the effectiveness of the proposed framework.

ICAAR 2021, 16th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete Structrures, Lisbonne, PORTUGAL, 01-/06/2021 - 03/06/2021; Internal swelling reactions (ISR) in concrete can have significant impact on the long-term behaviour of massive concrete structures. This communication presents the foundations of a constitutive model developed within the framework of the finite-element method. In order to reach, in further step, a correct quantification of the visible crack patterns, we first develop a set of evolutive constitutive equations based on Larive's law and taking into account the main couplings that affect ISR in structures: chemical extent, available moisture, past and present temperature, and creep. First, the aim of this modelling framework is presented by setting the set of constitutive equations and identifying material parameters on the base of observable data. Then we describe the evolution equation governing the chemical expansion. The third part focuses on coupling with various phenomena. Finally, we propose perspectives about material damage and cracking in concrete.

The present work analyses the basic creep of concrete compositions for which 75% of Portland cement is substituted by limestone filler and/or blast furnace slag. Compressive creep tests are performed during and after the peak of hydration of the slag in order to track the effect of the slag on the development of the creep properties. An adapted version of the Model Code 2010 (MC2010) is used to model basic creep. It is observed that the high substitution rate of cement by limestone filler and/or slag leads to a significant change in the evolution of the viscoelastic properties of concrete till a significant degree of reaction of slag is reached. It corresponds to the end of the second peak of hydration due to slag. After the slag peak of hydration, the basic creep is similar to ordinary Portland cement concrete with equivalent water-to-binder ratio. For very early age, a new model is developed and is composed of two terms which consider the hydration of (i) Portland cement and (ii) slag in the aging of the specific creep function.

The thermal insulation of the vehicles’enclosures used in refrigerated transport is a critical element both for the quality of the cold chain and for the energy consumption of these vehicles. Its efficiency is characterized by the overall insulation coefficient ("K coefficient"), which tends to increase over time due to the ageing of the enclosure. This thesis presents the results of a work carried out according to three complementary approaches to understand the ageing phenomenon. The results from experimental test campaigns have been confronted with results produced by methods from the world of data science to support physical modeling efforts. The experiments consisted of measurements of the K coefficient of prototype vehicles after their manufacturing and in service-vehicles after 12 years of use. This made it possible to evaluate the impact of the refrigerating unit and to quantify the difference between the new vehicles and their prototypes. Besides, the thermal and energy performances of a new type of vehicle built with sandwich panels with vacuum inserts in the walls were determined. The availability of a large amount of data stored in Cemafroid's Datafrig® databases makes it possible to study the ageing phenomenon using a data-centric approach. The data were statistically analysed using simple probability density concepts and artificial intelligence techniques. A numerical model of ageing was developed using a random forest algorithm: it allows the prediction of the ageing with an error of less than 6%. Finally, a 1D physical model was developed in order to understand the ageing phenomenon from a thermal point of view. This model reproduces the initial insulation performances (K_p and K_0) of a refrigerated vehicle and allows to simulate the ageing of the vehicle after 12 years of life, L'isolation thermique de la caisse des véhicules utilisés dans le transport sous température dirigée est un élément critique tant pour la qualité de la chaîne du froid que pour la consommation énergétique de ces véhicules. Son efficacité est caractérisée par le coefficient d'isolation global ("coefficient K"), qui tend à augmenter au cours du temps en raison du vieillissement de la caisse. Cette thèse présente les résultats de travaux réalisés selon trois approches complémentaires pour comprendre le vieillissement. Des résultats de campagnes d'essais expérimentaux ont été confrontés à des résultats produits par des méthodes du monde de la science des données pour conforter des efforts de modélisation physique. Les expériences ont consisté à réaliser des mesures du coefficient K d'engins prototypes après leur fabrication et d'engins en service depuis 12 ans. Ceci a permis d'évaluer l'impact du groupe frigorifique et de quantifier la différence entre les nouveaux engins et leurs prototypes. Par ailleurs, les performances thermiques et énergétiques d'un nouveau type d’engin construit avec des panneaux sandwich ayant des inserts sous vide dans les parois ont été déterminées. La disponibilité d'un grand nombre de données stockées dans les bases de données Datafrig® du Cemafroid permet d'étudier le phénomène de vieillissement par une approche centrée sur les données. Les données ont été analysées statistiquement en utilisant des concepts simples de densité de probabilité et des techniques d'intelligence artificielle. Un modèle numérique de vieillissement a été développé à partir d’un algorithme de forêt aléatoire : il permet de prédire le vieillissement avec une erreur inférieure à 6%. Enfin, un modèle physique 1D a été développé afin de comprendre le phénomène de vieillissement d'un point de vue thermique. Ce modèle reproduit les performances d'isolation initiales (K_p et K_0) d'un véhicule frigorifique et permet de simuler le vieillissement du véhicule après 12 ans de vie.

An autonomous device aimed at recovering energy from low-speed streams has been developed within the ICube laboratory. Its operation is based on the vortex-induced vibration phenomenon: immersed in a flow, a cylinder attached to a spring sees vortices appear downstream which cause a cyclic asymmetry of the pressure field on its surface, which will tend to make it oscillate. Mechanical energy can then be converted into electrical energy through the use of a generator. The aim of this thesis was to prove the concept of the device, while optimizing its operation. An analytical model has been developed to allow optimal parameters to be applied to optimize energy recovery. It also makes it possible to easily estimate the recoverable energy under given conditions. A two-dimensional digital model was then developed under OpenFoam to allow validation of the analytical model. Finally, experimental tests were carried out to verify the viability of such a device under realistic conditions.; Un dispositif autonome visant à récupérer de l'énergie de cours d'eau à faible vitesse a été développé au sein du laboratoire ICube. Son fonctionnement repose sur les vibrations induites par vortex : plongé dans un écoulement, un cylindre rattaché à un ressort voit apparaître à son aval des tourbillons qui provoquent une dissymétrie cyclique du champ de pression à sa surface, ce qui va avoir tendance à faire osciller. L'énergie mécanique qui en résulte peut ensuite être convertie en énergie électrique par l'utilisation d'une génératrice. L'enjeu de cette thèse a été de prouver le concept du dispositif, tout en optimisant son fonctionnement. Un modèle analytique a été développé pour permettre l'estimation des paramètres optimaux à appliquer pour maximiser la récupération d'énergie. Il permet en outre d'estimer de façon simple l'énergie récupérable dans des conditions données. Un modèle numérique en deux dimensions a ensuite été développé sous OpenFoam pour permettre la validation du modèle analytique. Enfin, des essais expérimentaux ont été réalisés pour vérifier la viabilité d'un tel dispositif dans des conditions réalistes.

RILEM International Symposium on Bituminous Materials, ISBM Lyon 2020, LYON, FRANCE, 14-/12/2020 - 16/12/2020; The oxidative ageing of hot mix asphalt (HMA) and foamed warm mix asphalt (WMA), performed through laboratory accelerated ageing processes is investigated in this study. 50/70 pen-grade bitumen was used to produce the mixes. Four ageing durations (0, 3, 6 and 9 days) were considered to investigate the kinetics of long-term ageing based on a RILEM procedure. The binders of the aged mixes were extracted and characterized. Moreover, RTFOT and PAV tests were carried out on fresh bitumen to simulate the long-term ageing of HMA. These procedures were adapted to simulate the long-term ageing of WMA for which there is not yet a standardized ageing procedure. Rheological tests were performed to determine the stiffness modulus of binders and mixes. The results show that the stiffness modulus increases with the ageing kinetic for both binders and mixes. This increase is more pronounced for WMA and their binders than HMA. Furthermore, the equivalence between the RTFOT and RTFOT+PAV ageing procedures on bitumen and the RILEM procedure on mixes was discussed for both HMA and WMA. Finally, a multi-scale model was implemented to predict stiffness moduli and phase angles of the mixes based on bitumens' and aggregates' properties. The results show a relatively good agreement between the multi-scale model and the experimental data curve-fitted with the well-known modified Huet-Sayegh model.

The present work analyses the basic creep of concrete compositions for which 75% of Portland cement is substituted by limestone filler and/or blast furnace slag. Compressive creep tests are performed during and after the peak of hydration of the slag in order to track the effect of the slag on the development of the creep properties. An adapted version of the Model Code 2010 (MC2010) is used to model basic creep. It is observed that the high substitution rate of cement by limestone filler and/or slag leads to a significant change in the evolution of the viscoelastic properties of concrete till a significant degree of reaction of slag is reached. It corresponds to the end of the second peak of hydration due to slag. After the slag peak of hydration, the basic creep is similar to ordinary Portland cement concrete with equivalent water-to-binder ratio. For very early age, a new model is developed and is composed of two terms which consider the hydration of (i) Portland cement and (ii) slag in the aging of the specific creep function.

Liquefaction is one of the most devastating instabilities in saturated granular materials and is the major cause of damage to the ground and earth structures during earthquakes. Field observations of liquefactioncase histories triggered by strong earthquakes evidence the development of large deformations and strength loss due to the pore water pressure build-up for a broad range of saturated soils. Earlier experimental attempts to study the liquefaction phenomenon of soils date back to the 1960's, nevertheless, soil liquefaction is still one of the most difficult phenomenon to assess, as it is strongly acted by different factors, such as relative density, confining pressure, fine content, overconsolidation, stress or strain amplitude and loading path. Hence, predicting the occurrence of liquefaction of soils is a critical aspect of geotechnical earthquake engineering practice. The goal of this research is to identify factors affecting liquefaction resistance of silty-sands and investigate their influence on liquefaction susceptibility. To this purpose, in the first part of the work, the behavior of loose, medium and dense silty-sands is analyzed through experimental tests, including monotonic and cyclic consolidated undrained triaxial tests, as well as resonant column tests, using different fine contents and confining pressures. The results show that the behavior of mixtures strongly depends on the packing configuration of coarse and fine particles. The experimental results are analyzed in terms of equivalent intergranular void ratio, which is identifed in the literature as an adequate state parameter to characterize the global effect of fine particles. However, the estimation of the equivalent intergranular void ratio requires the determination of the active fine fraction b participating in the force transfer. An original formula is proposed for the b parameter based on packing configuration, thereby allowing a satisfactory prediction of liquefaction triggering in sand-nes mixtures independently from the fine content. In the second part, the set of laboratory test results are used to calibrate the 3D Iwan-Iai constitutive model for saturated sands, whose main advantage is its small number of geotechnical parameters commonly measured. A parametric study is performed to investigate the effects of the aforementioned factors known to affect liquefaction susceptibility and resistance of silty-sands. The correlation of liquefaction parameters with the relative density, fine content and confining pressure is proposed.In the last part of this work, the model parameters obtained by numerical calibration are used in a nite element model, simulating the vertical wave propagation in layered soil profiles, in order to investigate the influence of liquefaction parameters on the seismic response. Then, a dataset of 300 one-dimensional soil proles are generated through a Monte Carlo method to investigate the reliability and the limit of using the average shear wave velocity in the upper 30 m of the soil profile, as single proxy, to characterize seismic site effects for weak and strong events. Correlations between site-specific amplification factors deduced using the numerical response spectra and other proposed site proxies are analyzed for period ranges and compared to those proposed by dirent international and national design codes. The results, obtained under assumption of linear and nonlinear behavior of soil, emphasize the need to introduce complementary site parameters proxies to characterize the expected site effects in design response spectra., Le phénomène de liquéfaction est l'une des instabilités les plus dévastatrices des massif sableux saturés et constitue la principale cause de dégâts au sol et aux structures lors des tremblements de terre. Les observations sur le terrain des cas historiques de rupture par liquéfaction déclenchés par de forts tremblements de terre montrent le développement de grandes déformations et la perte de résistance due à l'augmentation de la pression de l'eau interstitielle pour une large gamme de sols saturés. Les premières travaux qui ont permis de mettre en évidence le phénomène de liquéfaction au laboratoire remontentaux années 1960, mais la liquéfaction des sols reste néanmoins l'un des phénomènes les plus diffciles à évaluer, car elle est fortement influencée par différents facteurs, tels que la densité relative, la pression de confinement, la teneur en fines, l'amplitude des contraintes ou des déformations et le chemin de chargement. Par conséquent, la prévision de l'occurrence de la liquéfaction des sols est un aspect essentiel de l'ingénierie géotechnique parasismique. L'objectif de cette thèse est d'identifier les facteurs affectant la résistance à la liquéfaction des sables silteux et d'étudier leur influence sur la susceptibilité à la liquéfaction. À cette fin, dans la première partie du travail, le comportement des sables limoneux lâches, moyens et denses est analysé par des essais au laboratoire, qui comprennent des essais triaxiaux non drainésmonotones et cycliques, ainsi que des essais à la colonne résonante, en utilisant différents teneur en fines et pressions de confinement. Les résultats montrent que le comportement des mélanges dépend fortement des caractéristiques des particules grossières et fines. Les résultats expérimentaux sont analysés en termes d'indice des vides intergranulaire équivalent, qui est identifié dans la littérature comme un paramètre d'état adéquat pour caractériser l'effet global des particules fines. Cependant, l'estimation de l'indice des vides intergranulaire équivalent nécessite la détermination de la fraction fine active b participant au transfert de force. Une formule originale est proposée pour le paramètre b, basée sur l'arrangement des particules, permettant ainsi une prédiction satisfaisante du déclenchement de la liquéfaction dans les mélangessable-fines indépendamment de la teneur en fines. Dans la deuxième partie, l'ensemble des résultats des essais de laboratoire est utilisé pour calibrer le modèle constitutif 3D d'Iwan-Iai pour les sablessaturés, dont le principal avantage est le nombre limité de paramètres géotechniques couramment mesurés. Une étude paramétrique est réalisée pour étudier les effets des différents facteurs sur la résistance à la liquéfaction des sables limoneux. La corrélation des paramètres de liquéfaction avec la densité relative, la teneur en fines et la pression de confinement est proposée. Dans la dernière partie de ce travail, les paramètres du modèle obtenus par calibration numérique sont utilisés dans un modèle éléments finis simulant la propagation verticale des ondes dans des profils de sol stratifiés afin d'étudier l'influence de ces paramètres dans la réponse sismique. Ensuite, une base de données de 300 profils de sol est générée par la méthode de Monte Carlo afin d'étudier la fiabilité et la limite de l'utilisation de la vitesse moyennedes ondes de cisaillement dans les 30 m supérieurs du profil de sol, en tant que paramètre unique, pour caractériser les effets de site. Des corrélations entre les facteurs d'amplification et les paramètres de site sont analysées pour différentes gammes de périodes et comparées à celles proposées par différents codes de conception internationaux et nationaux. Les résultats, obtenus dans l'hypothèse de comportement linéaire et non linéaire du sol, soulignent la nécessité d'introduire des paramètres de site complémentaires pour mieux caractériser les effets de site dans les spectres de réponse de conception.

In the context of developing renewable energies, storing energy improves energy efficiency and promotes the insertion of intermittent renewable energies. It consists of accumulating energy for later use in a place that may be the same or different from the place of production. Converting electrical energy to high-pressure air seems a promising solution in the energy storage field: it is characterized by a high reliability, low environmental impact and a remarkable stored energy density (kWh/m3). Currently, many researchers are focusing on developing small scale of the compressed air energy storage system (CAES) coupled to a building applications based on the work done for multiple large scale CAES systems installed in the world. A global numerical model of trigeneration CAES system coupled to a building model and renewable energy modules was developed in order to analyze the CAES system behavior responding to electrical, hot and cold energy building demand. Different energy scenarios (autonomous and connected to the grid modes), geographical locations and building typologies were proposed and analyzed. The CAES numerical model development is based on solving energy and heat transfer equations for each system component (compressor/expander, heat exchanger, high pressure air reservoir, thermal water storage tank). Adiabatic compressor and expander were firstly selected to investigate the trigeneration advanced adiabatic compressed air energy system (AA-CAES) coupled to the building and to grids with the different scenarios described above. Similar to adiabatic components, quasi-isothermal compressor and expander developed by LightSail Energy and Enairys Powertech were also analyzed by solving the energy and heat transfer equations for each phase of the compression and expansion processes. These analytical models allowed us to have a better understanding of these technologies operations and to have several orders of magnitudes of different physical parameters. I-CAES and AA-CAES were also compared from a financial point of view based on compressed air market analysis. Three different prototypes were studied: Two AA-CAES systems (ideal and virtual (some of which are based on commercial units found in the compressed air market)) and one I-CAES system (based on LightSail Energy CAES prototype)., Le développement des énergies renouvelables pose la question du stockage de l’énergie électrique. L’utilisation du stockage par air comprimé semble une solution prometteuse dans le domaine du stockage d'énergie : elle se caractérise par une grande fiabilité, un faible impact environnemental et une remarquable densité énergétique stockée (kWh/m3). Jusqu’à présent, l'air comprimé a été utilisé dans de nombreux domaines comme vecteur d’énergie pour stocker différentes formes d'énergies (transport routier, poste pneumatique, plongée sous-marine). Néanmoins, actuellement de nombreux chercheurs se concentrent sur le développement de stockage d'énergie par air comprimé (CAES) à petite échelle couplé à une application de bâtiment en se basant sur les travaux développés pour les multiples systèmes de CAES à grande échelle installés dans le monde. Un modèle numérique global du système de stockage par air comprimé à petite échelle, couplé à un modèle de bâtiment et à des modules d’énergie renouvelable a été développé dans le but de modéliser différents compresseurs/détendeurs et structures d’installation développés par plusieurs startups (LightSail Energy et Enairys Powertech) et chercheurs. Les compresseurs et détendeurs adiabatiques ont d’abord été sélectionnés pour étudier le système de trigénération de stockage d'énergie par air comprimé adiabatique avancé (AA-CAES) couplé au bâtiment et aux réseaux avec les différents scénarios décrits ci-dessus. Les compresseurs et détendeurs quasi-isothermes développés par LightSail Energy et Enairys Powertech ont été modélisés pour chaque phase de la compression et de la détente. Ces modèles analytiques ont permis une meilleure compréhension du fonctionnement principal de ces technologies et d'avoir l’ordre de grandeur de différents paramètres physiques. Les systèmes I-CAES et AA-CAES sont comparés d'un point de vue financier en se référant à une analyse du marché des systèmes de production/utilisation de l'air comprimé. Trois prototypes différents ont été étudiés: deux systèmes AA-CAES (idéal et virtuel (basés sur des unités commerciales trouvées sur le marché de l'air comprimé)) et un système I-CAES (basé sur le prototype LightSail Energy CAES).

This doctoral thesis focuses on the numerical prediction of the sound transmission of insulating double glazing and wooden windows in the low frequency range. In this context, the finite element method is used to solve the multiphysical problem. This choice is justified by the fact that this approach is suitable for the resolution of fluid-structure interaction problems in low frequencies, due in particular to its flexibility in taking into account the coupling between domains and the geometrical and material complexities of the structures. To reach the desired objective, experimental modal analyses of the main components of a window, and then of a complete window, are performed in order to calibrate the numerical models. In addition, the effect of experimental conditions on the measurement of the sound transmission loss is analysed through the definition of four numerical configurations of the acoustic laboratory test. These configurations, whose difference is linked to the representation of the emitting and receiving chambers, allow to highlight their influence on the determination of the transmission loss below the Shroeder frequency. The numerical results, obtained with a free-field configuration for double glazing and windows, are compared to experimental results to evaluate the efficiency and validity of the developed models. Finally, parametric studies are carried out to investigate the influence on the sound transmission loss of some parameters such as (i) the properties of the glazing or sealing system, (ii) the characteristics of the inter-glazing cavity, and (iii) the boundary conditions., Les travaux de cette thèse portent sur la prédiction numérique de la transmission acoustique de doubles vitrages isolants et de fenêtres en menuiserie bois dans le domaine des basses fréquences. Dans ce cadre, pour la résolution du problème multiphysique, la méthode des éléments finis est utilisée. Ce choix est justifié par le fait que cette approche est adaptée à la résolution des problèmes d'interaction fluide-structure en basse fréquence, grâce notamment à sa souplesse dans la prise en compte du couplage entre domaines et des complexités géométriques et matérielles des structures. Pour atteindre l'objectif visé, des analyses modales expérimentales des principaux composants d'une fenêtre, puis d'une fenêtre complète, sont réalisées afin de recaler les différents modèles numériques. De plus, l'effet des conditions expérimentales sur la mesure de l'indice d'affaiblissement acoustique est analysé au travers de la définition de quatre configurations numériques de l'essai acoustique en laboratoire. Ces configurations, dont la différence est liée à la représentation des salles d'émission et de réception, permettent de caractériser leur influence sur la détermination de l'indice d'affaiblissement acoustique en dessous de la fréquence de Shroeder. Les résultats numériques, obtenus avec une configuration en champ libre pour des doubles vitrages et des fenêtres, sont comparés à des résultats expérimentaux pour évaluer l'efficacité et la validité des modèles développés. Enfin, des études paramétriques sont menées pour étudier l'influence sur l'indice d'affaiblissement acoustique de certains paramètres tels que (i) les propriétés des vitres ou du système d'étanchéité, (ii) les caractéristiques de la cavité inter-vitrage, et (iii) les conditions aux limites.

This doctoral thesis focuses on the numerical prediction of the sound transmission of insulating double glazing and wooden windows in the low frequency range. In this context, the finite element method is used to solve the multiphysical problem. This choice is justified by the fact that this approach is suitable for the resolution of fluid-structure interaction problems in low frequencies, due in particular to its flexibility in taking into account the coupling between domains and the geometrical and material complexities of the structures. To reach the desired objective, experimental modal analyses of the main components of a window, and then of a complete window, are performed in order to calibrate the numerical models. In addition, the effect of experimental conditions on the measurement of the sound transmission loss is analysed through the definition of four numerical configurations of the acoustic laboratory test. These configurations, whose difference is linked to the representation of the emitting and receiving chambers, allow to highlight their influence on the determination of the transmission loss below the Shroeder frequency. The numerical results, obtained with a free-field configuration for double glazing and windows, are compared to experimental results to evaluate the efficiency and validity of the developed models. Finally, parametric studies are carried out to investigate the influence on the sound transmission loss of some parameters such as (i) the properties of the glazing or sealing system, (ii) the characteristics of the inter-glazing cavity, and (iii) the boundary conditions.; Les travaux de cette thèse portent sur la prédiction numérique de la transmission acoustique de doubles vitrages isolants et de fenêtres en menuiserie bois dans le domaine des basses fréquences. Dans ce cadre, pour la résolution du problème multiphysique, la méthode des éléments finis est utilisée. Ce choix est justifié par le fait que cette approche est adaptée à la résolution des problèmes d'interaction fluide-structure en basse fréquence, grâce notamment à sa souplesse dans la prise en compte du couplage entre domaines et des complexités géométriques et matérielles des structures. Pour atteindre l'objectif visé, des analyses modales expérimentales des principaux composants d'une fenêtre, puis d'une fenêtre complète, sont réalisées afin de recaler les différents modèles numériques. De plus, l'effet des conditions expérimentales sur la mesure de l'indice d'affaiblissement acoustique est analysé au travers de la définition de quatre configurations numériques de l'essai acoustique en laboratoire. Ces configurations, dont la différence est liée à la représentation des salles d'émission et de réception, permettent de caractériser leur influence sur la détermination de l'indice d'affaiblissement acoustique en dessous de la fréquence de Shroeder. Les résultats numériques, obtenus avec une configuration en champ libre pour des doubles vitrages et des fenêtres, sont comparés à des résultats expérimentaux pour évaluer l'efficacité et la validité des modèles développés. Enfin, des études paramétriques sont menées pour étudier l'influence sur l'indice d'affaiblissement acoustique de certains paramètres tels que (i) les propriétés des vitres ou du système d'étanchéité, (ii) les caractéristiques de la cavité inter-vitrage, et (iii) les conditions aux limites.

International audience; The authors discuss the use of a 1-D model or a 2-D model for the evolution of the bed between the levees while the spreading of water and sediment over the floodplains is sim-ulated using a 2-D model. A 1-D model cannot represent the asymmetrical behaviour of the flow in the bends but makes easier the estimate of the variations of the sediment transport capacity along the river if the bed geometry is complex. For the case of the Agly river floods, results in terms of water elevation and bed evolution are compared for a sim-plified geometry of the bed. The two models (coupled 1-D/2-D or full 2-D) provide quite similar processes in the flood plain but different erosion rates of the main channel bed. Because differences of both results to observations are large, one cannot decide which model provides the more relevant results.

ICTAEM 2020, Proceedings of the Third International Conference on Theoretical, Applied and Experimental Mechanics , Athenes, GRECE, 14-/06/2020 - 17/06/2020; The paper presents an experimental test of macrocrack propagation in bones associated with a numerical strategy to determine from this test some mechanical properties by inverse identification. A 3 point bending test is performed on a notched segment of long human bone, and the load vs notch opening displacement is measured. The compliance method is applied in the context of a realistic FE simulation of the test. A first application of this methodology is described and shows its feasibility and capabilities. The ultimate objective of this research project is to develop a probabilistic modelling of the macrocracking processes in human long bone tissues based on an experimental database of mechanical parameters fed up by this methodology.

Geosynthetics were used since 1970 in the base course reinforcement supported by soft subgrade in unpaved road application. The various factors and parameters influencing the dominant mechanism and its relative contribution on the platform improvement explain the need of more investigations in this topic. In this research work, large-scale laboratory test was developed to study the reinforcement contribution in the unpaved road improvement. Therefore, an unpaved platform was built of 600 mm of artificial subgrade supporting a base course layer. A detailed experimental Protocol was established regarding the soil preparation, the installation and the soils compaction procedure to reproduce the site conditions and insure the platform repeatability for each test. Three geosynthetics were tested first under a cyclic plate load test. Cyclic load was performed on the prepared platform, with a maximum load of 40 kN resulting in a maximum applied pressure of 560 kPa. The platform was subjected to 10,000 cycles with a frequency of 0.77 Hz. An advanced and complete soil instrumentation was provided in order to collect the maximum data needed for thorough analysis. Quality control tests were performed before each test to verify the soil layers homogeneity and properties. Two base course thicknesses were tested under this test condition, 350 and 220 mm. Once the developed protocol was confirmed under the circular plate load tests, further tests using the Simulator Accelerator of Traffic (SAT) were performed. Indeed, the laboratory prepared platform was placed in a larger box of 1.8 m in large, 5 m in length and 1.1 m in height. The prepared platform was subjected to two solicitations: a particular plate and traffic load. The Simulator Accelerator of Traffic was developed specially for this application. A machine that simulates the traffic load under an effective length of 2 m and a velocity of 4 km/h. The two areas were instrumented: the area under the circulation load, and the area under the plat load, located aside. In addition, a numerical model based on the differential element method using FLAC 3D was developed. The model simulated the circular plate load test with the same platform configuration under monotonic load. The results were compared to the first monotonic load applied on the rigid plate experimentally.; Les géosynthétiques sont utilisés depuis les années 70 dans le renforcement des plateformes granulaires reposant sur des sols de faible portance pour des applications de routes non revêtues. La complexité des mécanismes développés et la diversité des produits de renforcement nécessitent encore d’étudier ces plateformes renforcées. Un essai au laboratoire permettant de tester des plateformes à échelle réelle a été développé. Une plateforme granulaire non revêtue reposant sur un sol de faible portance a été reproduite. Un protocole de mise en place de ce sol a été élaboré pour assurer son homogénéité et la répétabilité des essais. Une instrumentation spécifique a été développée pour collecter le maximum de mesures utiles pour l’interprétation du transfert de charge et du comportement des géogrilles utilisées. Trois types de géogrille ont été testées : une géogrille extrudée et deux géogrilles tricotées de rigidité différente. Après de nombreux essais de faisabilité, dix essais ont été effectués sous un chargement cyclique sur plaque circulaire, la plateforme testée a été placée dans un banc d’essai de 1,8 m de large, 1,9 m de long et 1,1 m de haut. Sur la base du même protocole de mise en œuvre, des essais de circulation avec un Simulateur Accélérateur de Traffic (SAT) ont été effectués. Ce simulateur a été spécifiquement conçu et construit pour cette application. Pour ces essais, la plateforme testée a été placée dans le banc d’essai allongé à 5 m. La plateforme a été soumise à deux types de sollicitations : un chargement cyclique sur plaque et un chargement de circulation. Des essais de répétabilité ont permis de vérifier le protocole mis en place. A partir des essais, plusieurs observations ont pu être faites sur le comportement des plateformes granulaires, le sol peu porteur, et sur l’efficacité du renforcement. De plus, ces essais ont permis de montrer que le chargement de circulation est beaucoup plus endommageant que le chargement sur plaque. Parallèlement à ces essais, un modèle numérique a été développé en se basant sur la méthode des différences finies avec le logiciel FLAC 3D. Cette modélisation a permis de prédire le comportement de la plateforme sous le premier chargement de plaque.

The composite materials, including CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer), are increasingly used in aeronautics and automotives which is currently raising many complications in the machining processes. As those materials are made with multiple phases, they are accountable for poor machining quality and undesired defects. This thesis seeks to better understand the fundamental physical technique involved in chip formation mechanism in orthogonal cutting of CFRP machining by combined numerical and experimental studies. Then, the analysis focuses to how certain cutting parameters, e.g., cutting depth, affect to the cutting efforts, surface quality, interply delaminations, inner crack generation and to generated chip shape and size. Moreover, an experimental observation has been made to find out the minimum cuttable depth below which the material does not get cut smoothly over the whole surface. This research work has been finished by a preliminary study on cutting tool wear mechanism.; Les matériaux composites, y compris le PRFC (polymère renforcé de fibre de carbone), sont de plus en plus utilisés en aéronautique et dans l'automobile, ce qui soulève actuellement de nombreuses complications dans les processus d'usinage. Comme ces matériaux sont fabriqués en plusieurs phases, ils sont responsables d'une mauvaise qualité d'usinage et de défauts indésirables. Cette thèse vise à mieux comprendre la technique physique fondamentale impliquée dans le mécanisme de formation de copeaux dans le découpage orthogonal d'usinage en PRFC par des études numériques et expérimentales combinées. Ensuite, l'analyse se concentre sur la manière dont certains paramètres de coupe, par exemple, la profondeur de coupe, affectent les efforts de coupe, la qualité de surface, les délaminations entre couches, la génération de fissures internes et la forme et la taille de copeaux générées. De plus, une observation expérimentale a été faite pour déterminer la profondeur de coupe minimale en dessous de laquelle le matériau ne peut pas être coupé en douceur sur toute la surface. Ce travail de recherche a été complété par une étude préliminaire sur le mécanisme d'usure des outils de coupe.

The composite materials, including CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer), are increasingly used in aeronautics and automotives which is currently raising many complications in the machining processes. As those materials are made with multiple phases, they are accountable for poor machining quality and undesired defects. This thesis seeks to better understand the fundamental physical technique involved in chip formation mechanism in orthogonal cutting of CFRP machining by combined numerical and experimental studies. Then, the analysis focuses to how certain cutting parameters, e.g., cutting depth, affect to the cutting efforts, surface quality, interply delaminations, inner crack generation and to generated chip shape and size. Moreover, an experimental observation has been made to find out the minimum cuttable depth below which the material does not get cut smoothly over the whole surface. This research work has been finished by a preliminary study on cutting tool wear mechanism.; Les matériaux composites, y compris le PRFC (polymère renforcé de fibre de carbone), sont de plus en plus utilisés en aéronautique et dans l'automobile, ce qui soulève actuellement de nombreuses complications dans les processus d'usinage. Comme ces matériaux sont fabriqués en plusieurs phases, ils sont responsables d'une mauvaise qualité d'usinage et de défauts indésirables. Cette thèse vise à mieux comprendre la technique physique fondamentale impliquée dans le mécanisme de formation de copeaux dans le découpage orthogonal d'usinage en PRFC par des études numériques et expérimentales combinées. Ensuite, l'analyse se concentre sur la manière dont certains paramètres de coupe, par exemple, la profondeur de coupe, affectent les efforts de coupe, la qualité de surface, les délaminations entre couches, la génération de fissures internes et la forme et la taille de copeaux générées. De plus, une observation expérimentale a été faite pour déterminer la profondeur de coupe minimale en dessous de laquelle le matériau ne peut pas être coupé en douceur sur toute la surface. Ce travail de recherche a été complété par une étude préliminaire sur le mécanisme d'usure des outils de coupe.

The prediction of delayed strains is very important in prestressed concrete structures. Temperature and relative humidity of concrete structures are two important parameters for this prediction and, on site, are varying over time. Based on model code 2010 and superposition principle, we propose an analytical method to take into account these varying temperature and relative humidity. The coupling between delayed strain of concrete and relaxation of stress in prestressing bars are also considered. We validate the proposed method against in-situ measurement on the mockup of VeRCoRs which is a 1/3 scale mockup of a biaxially prestressed confining building. In the end, we discuss the importance of taking into account the coupling between delayed strain and relaxation of stress, the influence of varying temperature on delayed strain of concrete and also the value of Poisson's ratio of drying creep.

Le phénomène de liquéfaction est l'une des instabilités les plus dévastatrices des massif sableux saturés et constitue la principale cause de dégâts au sol et aux structures lors des tremblements de terre. Les observations sur le terrain des cas historiques de rupture par liquéfaction déclenchés par de forts tremblements de terre montrent le développement de grandes déformations et la perte de résistance due à l'augmentation de la pression de l'eau interstitielle pour une large gamme de sols saturés. Les premières travaux qui ont permis de mettre en évidence le phénomène de liquéfaction au laboratoire remontent aux années 1960, mais la liquéfaction des sols reste néanmoins l'un des phénomènes les plus diffciles à évaluer, car elle est fortement influencée par différents facteurs, tels que la densité relative, la pression de confinement, la teneur en fines, l'amplitude des contraintes ou des déformations et le chemin de chargement. Par conséquent, la prévision de l'occurrence de la liquéfaction des sols est un aspect essentiel de l'ingénierie géotechnique parasismique. L'objectif de cette thèse est d'identifier les facteurs affectant la résistance à la liquéfaction des sables silteux et d'étudier leur influence sur la susceptibilité à la liquéfaction. À cette fin, dans la première partie du travail, le comportement des sables limoneux lâches, moyens et denses est analysé par des essais au laboratoire, qui comprennent des essais triaxiaux non drainés monotones et cycliques, ainsi que des essais à la colonne résonante, en utilisant différents teneur en fines et pressions de confinement. Les résultats montrent que le comportement des mélanges dépend fortement des caractéristiques des particules grossières et fines. Les résultats expérimentaux sont analysés en termes d'indice des vides intergranulaire équivalent, qui est identifié dans la littérature comme un paramètre d'état adéquat pour caractériser l'effet global des particules fines. Cependant, l'estimation de l'indice des vides intergranulaire équivalent nécessite la détermination de la fraction fine active b participant au transfert de force. Une formule originale est proposée pour le paramètre b, basée sur l'arrangement des particules, permettant ainsi une prédiction satisfaisante du déclenchement de la liquéfaction dans les mélanges sable-fines indépendamment de la teneur en fines. Dans la deuxième partie, l'ensemble des résultats des essais de laboratoire est utilisé pour calibrer le modèle constitutif 3D d'Iwan-Iai pour les sables saturés, dont le principal avantage est le nombre limité de paramètres géotechniques couramment mesurés. Une étude paramétrique est réalisée pour étudier les effets des différents facteurs sur la résistance à la liquéfaction des sables limoneux. La corrélation des paramètres de liquéfaction avec la densité relative, la teneur en fines et la pression de confinement est proposée. Dans la dernière partie de ce travail, les paramètres du modèle obtenus par calibration numérique sont utilisés dans un modèle éléments finis simulant la propagation verticale des ondes dans des profils de sol stratifiés afin d'étudier l'influence de ces paramètres dans la réponse sismique. Ensuite, une base de données de 300 profils de sol est générée par la méthode de Monte Carlo afin d'étudier la fiabilité et la limite de l'utilisation de la vitesse moyenne des ondes de cisaillement dans les 30 m supérieurs du profil de sol, en tant que paramètre unique, pour caractériser les effets de site. Des corrélations entre les facteurs d'amplification et les paramètres de site sont analysées pour différentes gammes de périodes et comparées à celles proposées par différents codes de conception internationaux et nationaux. Les résultats, obtenus dans l'hypothèse de comportement linéaire et non linéaire du sol, soulignent la nécessité d'introduire des paramètres de site complémentaires pour mieux caractériser les effets de site dans les spectres de réponse de conception. Liquefaction is one of the most devastating instabilities in saturated granular materials and is the major cause of damage to the ground and earth structures during earthquakes. Field observations of liquefaction case histories triggered by strong earthquakes evidence the development of large deformations and strength loss due to the pore water pressure build-up for a broad range of saturated soils. Earlier experimental attempts to study the liquefaction phenomenon of soils date back to the 1960's, nevertheless, soil liquefaction is still one of the most difficult phenomenon to assess, as it is strongly acted by different factors, such as relative density, confining pressure, fine content, overconsolidation, stress or strain amplitude and loading path. Hence, predicting the occurrence of liquefaction of soils is a critical aspect of geotechnical earthquake engineering practice. The goal of this research is to identify factors affecting liquefaction resistance of silty-sands and investigate their influence on liquefaction susceptibility. To this purpose, in the first part of the work, the behavior of loose, medium and dense silty-sands is analyzed through experimental tests, including monotonic and cyclic consolidated undrained triaxial tests, as well as resonant column tests, using different fine contents and confining pressures. The results show that the behavior of mixtures strongly depends on the packing configuration of coarse and fine particles. The experimental results are analyzed in terms of equivalent intergranular void ratio, which is identifed in the literature as an adequate state parameter to characterize the global effect of fine particles. However, the estimation of the equivalent intergranular void ratio requires the determination of the active fine fraction b participating in the force transfer. An original formula is proposed for the b parameter based on packing configuration, thereby allowing a satisfactory prediction of liquefaction triggering in sand-nes mixtures independently from the fine content. In the second part, the set of laboratory test results are used to calibrate the 3D Iwan-Iai constitutive model for saturated sands, whose main advantage is its small number of geotechnical parameters commonly measured. A parametric study is performed to investigate the effects of the aforementioned factors known to affect liquefaction susceptibility and resistance of silty-sands. The correlation of liquefaction parameters with the relative density, fine content and confining pressure is proposed. In the last part of this work, the model parameters obtained by numerical calibration are used in a nite element model, simulating the vertical wave propagation in layered soil profiles, in order to investigate the influence of liquefaction parameters on the seismic response. Then, a dataset of 300 one-dimensional soil proles are generated through a Monte Carlo method to investigate the reliability and the limit of using the average shear wave velocity in the upper 30 m of the soil profile, as single proxy, to characterize seismic site effects for weak and strong events. Correlations between site-specific amplification factors deduced using the numerical response spectra and other proposed site proxies are analyzed for period ranges and compared to those proposed by dirent international and national design codes. The results, obtained under assumption of linear and nonlinear behavior of soil, emphasize the need to introduce complementary site parameters proxies to characterize the expected site effects in design response spectra.

A number of structures worldwilde are known to suffer from chemically induced expansion of the concrete. The proposed benchmark includes two sets of problems : on the material scale concrete specimens, and at the structural scale.

Geosynthetics were used since 1970 in the base course reinforcement supported by soft subgrade in unpaved road application. The various factors and parameters influencing the dominant mechanism and its relative contribution on the platform improvement explain the need of more investigations in this topic. In this research work, large-scale laboratory test was developed to study the reinforcement contribution in the unpaved road improvement. Therefore, an unpaved platform was built of 600 mm of artificial subgrade supporting a base course layer. A detailed experimental Protocol was established regarding the soil preparation, the installation and the soils compaction procedure to reproduce the site conditions and insure the platform repeatability for each test. Three geosynthetics were tested first under a cyclic plate load test. Cyclic load was performed on the prepared platform, with a maximum load of 40 kN resulting in a maximum applied pressure of 560 kPa. The platform was subjected to 10,000 cycles with a frequency of 0.77 Hz. An advanced and complete soil instrumentation was provided in order to collect the maximum data needed for thorough analysis. Quality control tests were performed before each test to verify the soil layers homogeneity and properties. Two base course thicknesses were tested under this test condition, 350 and 220 mm. Once the developed protocol was confirmed under the circular plate load tests, further tests using the Simulator Accelerator of Traffic (SAT) were performed. Indeed, the laboratory prepared platform was placed in a larger box of 1.8 m in large, 5 m in length and 1.1 m in height. The prepared platform was subjected to two solicitations: a particular plate and traffic load. The Simulator Accelerator of Traffic was developed specially for this application. A machine that simulates the traffic load under an effective length of 2 m and a velocity of 4 km/h. The two areas were instrumented: the area under the circulation load, and the area under the plat load, located aside. In addition, a numerical model based on the differential element method using FLAC 3D was developed. The model simulated the circular plate load test with the same platform configuration under monotonic load. The results were compared to the first monotonic load applied on the rigid plate experimentally., Les géosynthétiques sont utilisés depuis les années 70 dans le renforcement des plateformes granulaires reposant sur des sols de faible portance pour des applications de routes non revêtues. La complexité des mécanismes développés et la diversité des produits de renforcement nécessitent encore d’étudier ces plateformes renforcées. Un essai au laboratoire permettant de tester des plateformes à échelle réelle a été développé. Une plateforme granulaire non revêtue reposant sur un sol de faible portance a été reproduite. Un protocole de mise en place de ce sol a été élaboré pour assurer son homogénéité et la répétabilité des essais. Une instrumentation spécifique a été développée pour collecter le maximum de mesures utiles pour l’interprétation du transfert de charge et du comportement des géogrilles utilisées. Trois types de géogrille ont été testées : une géogrille extrudée et deux géogrilles tricotées de rigidité différente. Après de nombreux essais de faisabilité, dix essais ont été effectués sous un chargement cyclique sur plaque circulaire, la plateforme testée a été placée dans un banc d’essai de 1,8 m de large, 1,9 m de long et 1,1 m de haut. Sur la base du même protocole de mise en œuvre, des essais de circulation avec un Simulateur Accélérateur de Traffic (SAT) ont été effectués. Ce simulateur a été spécifiquement conçu et construit pour cette application. Pour ces essais, la plateforme testée a été placée dans le banc d’essai allongé à 5 m. La plateforme a été soumise à deux types de sollicitations : un chargement cyclique sur plaque et un chargement de circulation. Des essais de répétabilité ont permis de vérifier le protocole mis en place. A partir des essais, plusieurs observations ont pu être faites sur le comportement des plateformes granulaires, le sol peu porteur, et sur l’efficacité du renforcement. De plus, ces essais ont permis de montrer que le chargement de circulation est beaucoup plus endommageant que le chargement sur plaque. Parallèlement à ces essais, un modèle numérique a été développé en se basant sur la méthode des différences finies avec le logiciel FLAC 3D. Cette modélisation a permis de prédire le comportement de la plateforme sous le premier chargement de plaque.

In this paper we compare a single reservoir model and a trip-based model under piecewise linear MFD and a piecewise constant demand. These assumptions allow to establish the exact solution of the accumulation-based model, and continuous approximations of the trip-based model at any order using Taylor series.

This paper extends a trip-based aggregate dynamic traffic model to account for on-street parking search. The trip-based approach for a road network defined as a reservoir characterizes the internal traffic states by a macroscopic fundamental diagram (MFD) in speed while individualizing all vehicle travel distances. This paper first investigates distances to park for on-street parking based on real data in Lyon (France) and stochastic numerical experiments. An updated formulation compared to the existing literature is proposed for the relation between such distances and the parking occupancy. This new formulation is then incorporated into an event-based numerical scheme that solves the trip-based MFD model.

The reawakening of volcanoes asleep since hundreds or thousands years (ex. Komagatake, 1640; Pinatubo, 1991) is a mysterious phenomenon. Volcanic eruptions are the surface expressions of processes occurring in the underlying magmatic systems. Long-lived magmatic reservoirs located in the upper crust have been shown to result from the accumulation of intrusions of new magmas, and spend most of their dwelling time as mush. A mush is a magma that is cooled and crystallized, in which the crystals are touching each other to form a rigid framework, that inhibit its ability to flow. The generation of eruptible conditions requires destabilizing the force chains link crystals in contact. Such destabilization is often thought to be triggered by the recharge of the mush with new magma. A better understanding of the physical processes occurring in magmatic reservoirs by the emplacement of new magma is required to identify the conditions that primer in volcanic eruptions. The characterization of the effects of the intrusion on the physical conditions of the magmatic reservoir and on the associated geophysical signals is necessary to best mitigate volcanic hazards.This thesis explores first the physical processes controlling the motions of the crystals in magmas and mush. Previous studies have not considered the presence of lubrication forces. These hydrodynamic forces are opposed to the relative motions between neighboring crystals. By developing scaling relationships of the importance of the forces controlling the motion of the solids, and numerical simulations using a Discrete Element Method coupled with a Computational Fluid Dynamic approach (CFD-DEM), we constrained the effects of lubrication on magmas and defined a dimensionless number able to predict lubrication importance. Results show that lubrication is opposed to the onset or the arrest of motions within the mush. Neglecting lubrication results in underestimating the duration of transient dynamics, but does not affect the quantification of steady-state dynamics.We then used CFD-DEM simulations to explore the emplacement mechanisms of mobile magmas within mush and their effects on the magmatic reservoir. Results show that the behavior of the intrusion is controlled by the injection velocity and by the density contrast between the two melt phases of the resident mush and the intruded material. Under most natural conditions, simulations suggest that the intruded magma is expected to pond at the base of the mush and to be emplaced as a horizontal layer. This scenario does not lead to a high degree of mixing nor to conditions for which an eruption may be triggered rapidly. The recharge in new magmas, however, generates conditions propitious for the extraction of eruptible magmas from the mush. It appears that the unfolding of a recharge event depends on the evolution of the density contrast between the mush interstitial melt and the intruded melt and on the thermal exchanges following the intrusion.The detection of volumes composed by eruptible magmas from seismic signals requires knowledge of their seismic properties, which are yet poorly constrained. We used the coupled phase approach to compute the propagation velocities and attenuation coefficients of seismic waves in magmas. This approach is based on the linearization of the continuum conservation equations that control the motions of the fluid and the solids. Results show that, in crystal-bearing magmas, the propagation velocity of compressional waves is mainly controlled by the crystal volume faction. The measure of the intrinsic attenuation coefficient is required to distinguish the chemical composition of the magmas. The joint monitoring in time of seismic waves velocities and intrinsic attenuation coefficients seems the most suitable method to detect the initiation of an eruption from a magmatic reservoir.; Le réveil de volcans endormis depuis de nombreuses années (ex. Komagatake, 1640; Pinatubo, 1991) est un phénomène qui reste mystérieux. Les éruptions volcaniques sont les expressions de surface de processus prenant place dans le système magmatique sous-jacent. Les réservoirs magmatiques situés dans la croûte supérieure sont formés par des injections répétées de magmas mobiles, et résident la plupart du temps à l’état de mush. Un mush est un magma refroidi et cristallisé, où les cristaux se touchent et forment un squelette rigide qui inhibe sa capacité à s’écouler. Les chaines de forces liant ces cristaux en contact doivent être déstabilisées afin de générer des conditions pouvant mener à une éruption. Une telle déstabilisation est souvent considérée comme le résultat de la recharge du réservoir. Une meilleure compréhension des processus physiques liés à la recharge d’un mush est donc nécessaire afin d’identifier les conditions qui favorisent le déclenchement d’une éruption volcanique. La caractérisation de l’effet d’une intrusion sur les conditions physiques du réservoir et sur les signaux géophysiques associés, est nécessaire pour permettre la détection des dynamiques menant à une éruption, et de gérer au mieux les risques associés.Cette thèse explore dans un premier temps les processus physiques qui contrôlent le mouvement des cristaux dans les magmas et les mush. Les études précédentes ne considéraient pas les forces de lubrification. Ces forces hydrodynamiques sont opposées au mouvement relatif entre deux cristaux voisins. A l’aide de lois d’échelle quantifiant l’importance des différentes forces contrôlant le mouvement des cristaux et de simulations numériques utilisant la méthode des éléments discrets, couplée à la modélisation dynamique de la phase fluide (CFD-DEM), nous avons contraint l’effet de la lubrification et défini un nombre sans dimension indiquant son importance. Les résultats montrent que la lubrification s’oppose à l’initiation ou l’arrêt de mouvements dans le mush. La négliger sous-estime la durée des phases transitoires mais n’affecte pas la quantification de l’état stationnaire de l’écoulement.Nous avons utilisé des simulations CFD-DEM afin d’explorer les mécanismes d’emplacement de magmas mobiles dans un mush. Les résultats montrent que le comportement de l’intrusion est contrôlé par la vitesse d’injection et le contraste de densité entre la phase fondue du mush et celle du magma mis en place. Dans la plupart des conditions naturelles, les simulations montrent que le magma injecté se met en place sous forme d’une couche horizontale à la base du mush. Cette situation ne résulte ni en un mélange efficace entre mush et intrusion, ni en des dynamiques permettant de générer immédiatement une éruption. En revanche, la recharge du mush génère des conditions qui peuvent mener à la génération et à l’extraction de volumes de magmas possédant une éruptivité. Il apparait que le déroulement d’un événement de recharge dépend de l’évolution de la densité relative entre la phase fondue du mush et celle du magma mis en place et de l’évolution thermique qui suit l’intrusion.La détection de volumes de magmas possédant une éruptivité à partir de données sismiques requiert une connaissance de leurs propriétés sismiques. Ces propriétés sont à ce jour mal contraintes. En utilisant une approche de phases couplées basée sur la linéarisation des équations conservatives contrôlant le mouvement des phases fluide et solide, nous avons calculé les vitesses de propagation et facteurs d’atténuation des ondes sismiques dans les magmas. Les résultats montrent que, dans les magmas chargés en cristaux, la vitesse des ondes dépend principalement du contenu en cristaux. Distinguer des magmas de différentes compositions chimiques nécessite de mesurer l’atténuation intrinsèque. Le suivi des évolutions conjointes de ces deux observables semble être l’approche la plus à même de détecter des dynamiques magmatiques menant à une éruption.

The present thesis is part of a long-term objective to control the drying step of ceramic green bodies in real-time. Given this general aim, the present work is based on two complimentary parts. The first part deals with the measurement of drying parameters (sample temperature, moisture content and dimension changes by an optical method). Then, since the ultimate objective of this work is the construction of a numerical model, an experimental evaluation of physical properties involved during drying is made for input into the model. The current study is focused on two technologically important materials frequently used in the ceramic industry which are alumina and clays (kaolin here). Alumina is one of most common raw materials used in technical ceramics and kaolin is typically used in traditional ceramics. Experimentally, the macroscopic drying behaviour of both materials zqs determined as well as the dependence of physical properties (in particular the diffusion coefficient and the thermal conductivity) on moisture content as drying proceeds. Furthermore, a study on the spatial distributions of water within the ceramic green body at different scales (MRI and ESEM) is used to interpret how physical properties vary with moisture content. Then, from the examination of numerous situations of drying, we concluded that the proposed numerical model yields good predictions of moisture content and the green body temperature. These parameters can help to evaluate progress in the drying step with eventual feedback in process control.; Cette thèse s’inscrit dans un objectif à long terme de contrôle et de pilotage en temps réel du séchage des produits céramiques. Pour cela, cette étude se décompose en deux volets. Une première partie expérimentale qui porte sur la détermination en temps réel des paramètres de séchage (température de l’échantillon, teneur en eau et variations dimensionnelles par méthode optique). Une seconde partie, quant à elle, consiste à étudier l’évolution des propriétés physiques des matériaux pendant le séchage pour ensuite construire un modèle numérique macroscopique qui utilise ces données expérimentales. Deux matériaux céramiques ont été choisis pour cette étude : une alumine et une argile kaolinitique. L’alumine a été choisie pour son utilisation fréquente dans les céramiques techniques et le kaolin dans les céramiques traditionnelles. La partie expérimentale de cette étude a permis de déterminer le comportement macroscopique au séchage des deux matériaux ainsi que d’évaluer la dépendance des propriétés physiques (en particulier le coefficient de diffusion et la conductivité thermique) avec la teneur en eau. De plus, une étude à une échelle plus petite par RMN et microscopique par MEB environnemental a permis de mettre en relation l’évolution des propriétés physiques avec la localisation de l’eau au sein du matériau pendant le séchage. Puis, à partir de l’évaluation de nombreuses situations de séchage, les prédictions numériques se sont avérées être en bon accord avec les résultats expérimentaux. Pour conclure, ce modèle représente un bon moyen pour contrôler l’étape de séchage.

The reawakening of volcanoes asleep since hundreds or thousands years (ex. Komagatake, 1640; Pinatubo, 1991) is a mysterious phenomenon. Volcanic eruptions are the surface expressions of processes occurring in the underlying magmatic systems. Long-lived magmatic reservoirs located in the upper crust have been shown to result from the accumulation of intrusions of new magmas, and spend most of their dwelling time as mush. A mush is a magma that is cooled and crystallized, in which the crystals are touching each other to form a rigid framework, that inhibit its ability to flow. The generation of eruptible conditions requires destabilizing the force chains link crystals in contact. Such destabilization is often thought to be triggered by the recharge of the mush with new magma. A better understanding of the physical processes occurring in magmatic reservoirs by the emplacement of new magma is required to identify the conditions that primer in volcanic eruptions. The characterization of the effects of the intrusion on the physical conditions of the magmatic reservoir and on the associated geophysical signals is necessary to best mitigate volcanic hazards.This thesis explores first the physical processes controlling the motions of the crystals in magmas and mush. Previous studies have not considered the presence of lubrication forces. These hydrodynamic forces are opposed to the relative motions between neighboring crystals. By developing scaling relationships of the importance of the forces controlling the motion of the solids, and numerical simulations using a Discrete Element Method coupled with a Computational Fluid Dynamic approach (CFD-DEM), we constrained the effects of lubrication on magmas and defined a dimensionless number able to predict lubrication importance. Results show that lubrication is opposed to the onset or the arrest of motions within the mush. Neglecting lubrication results in underestimating the duration of transient dynamics, but does not affect the quantification of steady-state dynamics.We then used CFD-DEM simulations to explore the emplacement mechanisms of mobile magmas within mush and their effects on the magmatic reservoir. Results show that the behavior of the intrusion is controlled by the injection velocity and by the density contrast between the two melt phases of the resident mush and the intruded material. Under most natural conditions, simulations suggest that the intruded magma is expected to pond at the base of the mush and to be emplaced as a horizontal layer. This scenario does not lead to a high degree of mixing nor to conditions for which an eruption may be triggered rapidly. The recharge in new magmas, however, generates conditions propitious for the extraction of eruptible magmas from the mush. It appears that the unfolding of a recharge event depends on the evolution of the density contrast between the mush interstitial melt and the intruded melt and on the thermal exchanges following the intrusion.The detection of volumes composed by eruptible magmas from seismic signals requires knowledge of their seismic properties, which are yet poorly constrained. We used the coupled phase approach to compute the propagation velocities and attenuation coefficients of seismic waves in magmas. This approach is based on the linearization of the continuum conservation equations that control the motions of the fluid and the solids. Results show that, in crystal-bearing magmas, the propagation velocity of compressional waves is mainly controlled by the crystal volume faction. The measure of the intrinsic attenuation coefficient is required to distinguish the chemical composition of the magmas. The joint monitoring in time of seismic waves velocities and intrinsic attenuation coefficients seems the most suitable method to detect the initiation of an eruption from a magmatic reservoir., Le réveil de volcans endormis depuis de nombreuses années (ex. Komagatake, 1640; Pinatubo, 1991) est un phénomène qui reste mystérieux. Les éruptions volcaniques sont les expressions de surface de processus prenant place dans le système magmatique sous-jacent. Les réservoirs magmatiques situés dans la croûte supérieure sont formés par des injections répétées de magmas mobiles, et résident la plupart du temps à l’état de mush. Un mush est un magma refroidi et cristallisé, où les cristaux se touchent et forment un squelette rigide qui inhibe sa capacité à s’écouler. Les chaines de forces liant ces cristaux en contact doivent être déstabilisées afin de générer des conditions pouvant mener à une éruption. Une telle déstabilisation est souvent considérée comme le résultat de la recharge du réservoir. Une meilleure compréhension des processus physiques liés à la recharge d’un mush est donc nécessaire afin d’identifier les conditions qui favorisent le déclenchement d’une éruption volcanique. La caractérisation de l’effet d’une intrusion sur les conditions physiques du réservoir et sur les signaux géophysiques associés, est nécessaire pour permettre la détection des dynamiques menant à une éruption, et de gérer au mieux les risques associés.Cette thèse explore dans un premier temps les processus physiques qui contrôlent le mouvement des cristaux dans les magmas et les mush. Les études précédentes ne considéraient pas les forces de lubrification. Ces forces hydrodynamiques sont opposées au mouvement relatif entre deux cristaux voisins. A l’aide de lois d’échelle quantifiant l’importance des différentes forces contrôlant le mouvement des cristaux et de simulations numériques utilisant la méthode des éléments discrets, couplée à la modélisation dynamique de la phase fluide (CFD-DEM), nous avons contraint l’effet de la lubrification et défini un nombre sans dimension indiquant son importance. Les résultats montrent que la lubrification s’oppose à l’initiation ou l’arrêt de mouvements dans le mush. La négliger sous-estime la durée des phases transitoires mais n’affecte pas la quantification de l’état stationnaire de l’écoulement.Nous avons utilisé des simulations CFD-DEM afin d’explorer les mécanismes d’emplacement de magmas mobiles dans un mush. Les résultats montrent que le comportement de l’intrusion est contrôlé par la vitesse d’injection et le contraste de densité entre la phase fondue du mush et celle du magma mis en place. Dans la plupart des conditions naturelles, les simulations montrent que le magma injecté se met en place sous forme d’une couche horizontale à la base du mush. Cette situation ne résulte ni en un mélange efficace entre mush et intrusion, ni en des dynamiques permettant de générer immédiatement une éruption. En revanche, la recharge du mush génère des conditions qui peuvent mener à la génération et à l’extraction de volumes de magmas possédant une éruptivité. Il apparait que le déroulement d’un événement de recharge dépend de l’évolution de la densité relative entre la phase fondue du mush et celle du magma mis en place et de l’évolution thermique qui suit l’intrusion.La détection de volumes de magmas possédant une éruptivité à partir de données sismiques requiert une connaissance de leurs propriétés sismiques. Ces propriétés sont à ce jour mal contraintes. En utilisant une approche de phases couplées basée sur la linéarisation des équations conservatives contrôlant le mouvement des phases fluide et solide, nous avons calculé les vitesses de propagation et facteurs d’atténuation des ondes sismiques dans les magmas. Les résultats montrent que, dans les magmas chargés en cristaux, la vitesse des ondes dépend principalement du contenu en cristaux. Distinguer des magmas de différentes compositions chimiques nécessite de mesurer l’atténuation intrinsèque. Le suivi des évolutions conjointes de ces deux observables semble être l’approche la plus à même de détecter des dynamiques magmatiques menant à une éruption.

National audience; La basse plaine de l'Agly est constituée par les alluvions apportés par le fleuve au fil des siècles. L'endiguement du fleuve dans sa partie la plus aval dans la seconde moitié du vingtième siècle a réduit l'apport massif de sédiments au lit majeur. Malgré la présence d'un barrage à l'amont, des volumes importants de sédiments sont encore apportés et doivent transiter jusqu'à la mer. Pour comprendre l'importance relative des différents processus en oeuvre dans la basse plaine et la répartition des sédiments entre les différentes zones de dépôt potentiels, une modélisation numérique du transport de sédiments a été effectuée. Deux événements de crue sont examinés : la crue de 1992 et la crue de 1999 pendant laquelle les endiguements se sont rompus. En alternative à l'utilisation d'un modèle hydrosédimentaire bidimensionnel adapté à la simulation de dépôts sur la plaine alluviale, un modèle couplé 1D/2D est proposé : la modélisation unidimensionnelle du lit endigué peut être une alternative efficace (elle évite un maillage fin du lit mineur) si elle réussit à transcrire l'évolution dissymétrique de la géométrie du lit dans les courbes, la modélisation bidimensionnelle restant indispensable pour simuler l'étalement des sédiments déposés sur le lit majeur. La comparaison entre les deux types de modélisation pour différentes valeurs des paramètres sédimentaires permet à la fois d'évaluer l'intérêt de cette modélisation couplée et d'identifier l'importance des crues rares dans l'évolution du lit prévisible à long terme.

International audience; Designing efficient rock-ramp fish passes with flows over a bottom with roughness on the same scale as the water depth requires a precise knowledge of hydrodynamics in order to avoid or limit characteristics unattractive for fish, particularly for small fish. This paper considered the numerical modeling of free-surface flow across a steep-sloped ramp covered with staggered surface emergent cylinders. Considering the importance of complex flow features for fish passage, computational fluid dynamics (CFD) was adopted because it is capable of predicting such features. Because of the longitudinal periodicity of the arrangement of the obstacles, cyclic boundary conditions made this fine simulation possible. Two computational meshes (coarse and fine) and two turbulence models [shear stress transport (SST) k-ω and Smagorinsky large-eddy simulation (LES)] were used. The SST k-ω coarse mesh model gives correct time-averaged values, the main flow unstationarities and is usable for rock-ramp fish pass design, but a fine model using LES turbulence closure can provide detailed flow characteristics in the wakes in order to provide possible rest zones, particularly for smaller fish.

International audience; In order to model the process of flooding induced by fluvial dike breaching, 2-D shallow water equations are often used. They can be coupled with a sediment transport model simulating the dike erosion and the erosion of the neighbouring bed areas. However, such a model is not dedicated to the specific process of embankment erosion. One may prefer using a specific breach model, simulating the breach expansion and outflow hydrograph, associated to a 2D shallow water model simulating the flood propagation in the areas protected. In the present work, the two approaches are compared on a field case and on laboratory experiments. For the field case, the short overtopping duration involves that the results are very sensitive to the erosion parameters associated to the dike breaching, particularly the critical shear stress necessary for the initiation of surface erosion. The breach development depends on the modelling approach that can favour either the breach deepening or widening. With a fast breach deepening (breach model), the breach peak outflow is high whereas a high breach widening (sediment transport model) yields a peak flow reduced by more than 90%. The laboratory experiments represent a long flood event leading to a total erosion of the dike over a long distance with a large part of the upstream flow being deviated into the floodplain through the breach. The two approaches (breach model and sediment transport model) provide rather similar results and close to the laboratory measurements although the breach model provides faster initial erosion and is less sensitive to the type of erosion rate equations.

International audience; Prediction of the thermo-mechanical behavior of woven composites necessitates a reliable knowledge of their innerstructure. An accurate description of the fabric geometry could be obtained using X-ray computed microtomography (μCT) at the mesoscopic scale. However, systematic construction of numerical models fromμCT remains a difficult task.To address this challenge, we propose a variational segmentation approach which combinesμCT with a prior geometricmodel that is iteratively improved thanks to a heuristic optimization process. The fidelity of the models with respect tothe inputμCT is evaluated using a measure of similarity including both gray levels and local directions. Our method allowed to build realistic numerical models of woven fabrics that preserve the prescribed weaving pattern, which are free of interpenetration, which makes them compatible with further numerical simulations. Using our approach, models of complex woven fabrics, but also of woven composites, could be consistently generated fromμCT and can serve as reference models, e.g. to analyze in situ tests by providing numerical twins.; La prévision du comportement thermo-mécanique d’un composite tissé nécessite une connaissance approfondie de son architecture interne. Une description réaliste de sa méso-structure peut être obtenue grâce à une micro-tomographie à rayon-X (μCT) du matériau. La difficulté consiste alors à construire automatiquement un modèle géométrique d’un tissage à partir deμCT. Nous proposons ici une méthode de segmentation variationnelle, visant à optimiser un modèle géométrique construit initialement sur la connaissance approchée de son arrangement textile et en utilisant l’information extraite delaμCT. Une mesure quantitative a été introduite pour comparer un modèle géométrique et uneμCT, incluant un terme calculant la ressemblance du modèle avec le masque de laμCT ainsi qu’un terme évaluant l’orientation locale des entités géométriques. Notre méthode permet de construire des modèles réalistes de tissage 3D qui respectent les motifs de tissages tomographiés, et dont les entités sont désinterpénétrées, ce qui les rend compatibles avec les techniques de maillages.

Les échangeurs air-sol (EAS) sont utilisés pour préchauffer ou rafraîchir l’air insufflé dans les bâtiments. Ils sont généralement installés à très faible profondeur (< 2 m). Le dimensionnement de ces systèmes dépend essentiellement des conditions climatiques (température extérieure, ensoleillement, ...) et des conditions environnementales (type et teneur en eau du sol). Une étude énergétique est entreprise pour quantifier l’impact du type de sol d’enrobage et de sa teneur en eau sur les performances énergétiques d’un EAS. Un nouveau modèle numérique basé sur la méthode des éléments finis est proposé. Ce modèle décompose le sol en plusieurs couches (terre végétale, remblai, sol d’enrobage et lit de pose) en les caractérisant par des propriétés thermophysiques moyennés sur la période de simulation. Le modèle est en bon accord avec les mesures de l’EAS expérimental situé à l’Université de Strasbourg. Cet EAS possède la particularité d’être composé de trois différents sols d’enrobage (du sable, un mélange sable-bentonite et de la terre insitu). Ensuite, à partir du modèle numérique précédent, six EAS sont modélisés en respectant les caractéristiques de l’EAS expérimental. En outre, chaque modélisation comprend un unique sol d’enrobage sur toute sa longueur conditionné à une teneur en eau constante. Les résultats obtenus montrent que le type de sol d’enrobage ainsi que sa teneur en eau influencent les performances énergétiques d’un EAS. Ces dernières augmentent de 17.4 % pour un EAS composé du mélange sablebentonite à une teneur en eau maximale comparé aux performances avec un sol d’enrobage composé de sable à une teneur en eau minimale.

Ce travail vise à mieux comprendre les décharges dans les torches à plasma micro-ondes, en étudiant les caractéristiques de propagation des ondes électromagnétiques et les propriétés diélectriques de plasma dans les torches à plasma micro-ondes à base d’un guide d'onde rectangulaire dans différentes conditions de fonctionnement. En premier lieu, le mode de propagation des ondes électromagnétiques dans le tube à décharge plasma, leurs conditions d'existence ont été étudiés théoriquement étudiés et validés numériquement par un outil de modélisation électromagnétique rigoureux, avec l'hypothèse de propriétés de plasma constantes lorsque de la production de décharge plasma. Ensuite, sur la base de l’hypothèse selon laquelle la torche à plasma micro-ondes deviendra un convertisseur de mode guide d'onde-ligne quasicoaxiale lorsque la décharge se produit, des expériences sont menées pour étudier les effets du tube de verre sur l'efficacité du conversion en fonction de la puissance micro-onde, de pressions et de débits d'entrée de gaz afin d'explorer la possibilité d'améliorer l'efficacité du couplage par micro-ondes plasma en faisant une étude paramétrique complète. Troisièmement, un modèle de fluide bidimensionnel est proposé pour simuler les décharges d'argon dans la torche à plasma à micro-ondes sous pression atmosphérique, en utilisant l'approximation de la diffusion ambipolaire et la distribution axisymétrique du champ micro-ondes dans le tube à décharge. Avec ce modèle simplifié, le mécanisme du changement de longueur de la colonne de plasma sous différentes puissances hyperfréquences et débits entrants de gaz, ainsi que le mécanisme du problème de surchauffe du tube de verre ont été étudiés numériquement. Enfin, un modèle tridimensionnel est également proposé pour étudier les décharges dans les torches à plasma micro-ondes. Les décharges d'argon sous pression atmosphérique dans deux types de torches à plasma microondes avec différents tubes en verre ont été modélisées et comparées à la simulation bidimensionnelle. Il est montré que le tube à décharge avec enveloppe métallique dans les torches à plasma micro-ondes peut devenir un guide d’ondes de type quasi-coaxial lorsque les propriétés de décharge répondent à certaines exigences. Avec cette transition de structure de guide d’ondes, le tube à décharge cylindrique permet à l’onde hyperfréquence de pénétrer dans le tube à décharge et de se propager le long de la colonne de plasma vers les deux extrémités du tube en verre sans être limité par une fréquence de coupure. Ces conclusions peuvent aider à mieux comprendre les propriétés de décharge et les caractéristiques de propagation des microondes dans les torches à plasma micro-ondes et à contribuer à l'optimisation des torches à microondes actuelles ou à la conception de nouveaux types de torches à plasma

National audience; In a 2-D hydrodynamic code, the development of a breach in a levee can be represented by two ways: - associating to hydrodynamic equations some equations that describe the sediment transport, the erosion and the deposition to the levee and the surrounding area (integrated approach); - using a breach model that specifically calculates the evolution of the breach features. Moreover, these two approaches can be associated, I.E. using the specific model for the breach and the general sediment transport model for the area downstream from the breach in order to simulate the sediment entrainment. Using a field case study (a breach in a levee along Agly River), the two methods are compared for various sets of parameters. These parameters can be common to the two models (such as the size of the cells, the friction coefficients, the erosion rate) or be specific to one approach (such as the evolution of the breach geometry). Using identical erosion parameters, the weak head and short overtopping duration prevent the development of the breach if an integrated approach is used while, generally, the breach develops over, at least, one cell width with the breach model. For the two approaches, the erosion downstream from the breach can be simulated and it has a weak but certain influence on the breach development and, consequently, the breach hydrograph. Yet one can see that the method for calculating erosion and the parameters that are associated are the main uncertainty factors for all the results.; Le défi pour passer des écoulements au transport de sédiment et à l'évolution du lit dans un modèle couplé 1D/2D Dans un code hydrodynamique 2D, le développement d'une brèche dans un remblai peut être représenté de deux manières : - en associant aux équations hydrodynamiques, des équations qui décrivent le transport des sédiments, l'érosion et le dépôt au droit du remblai et de son environnement immédiat (approche « intégrée ») ; - en utilisant un modèle de brèche qui calcule spécifiquement l'évolution des caractéristiques d'une brèche. En outre, ces deux approches peuvent être associées, à savoir utiliser le modèle spécifique pour la brèche et le modèle général de transport sédimentaire pour l'aval de la brèche afin, par exemple, de simuler l'entraînement des matériaux. En s'appuyant sur un cas de terrain (une brèche dans une digue le long de l'Agly), on compare les deux méthodes pour différentes valeurs des paramètres. Ces paramètres peuvent être communs aux deux modèles (tels que la taille des mailles, le coefficient de frottement, le taux d'érosion,...) ou calculés différemment (comme l'évolution de la géométrie de la brèche,...). Avec des paramètres d'érosion identiques, la faible charge et la faible durée de surverse empêchent un développement important de la brèche si on passe par une approche intégrée alors que, en général, la brèche se développe sur, au moins, une largeur de maille pour le module spécifique de brèche. Dans les deux approches, l'érosion en aval de la brèche peut être simulée et elle a un rôle faible mais certain sur le développement de la brèche et, par suite, sur l'hydrogramme de brèche. Toutefois, on s'aperçoit que le mode de calcul de l'érosion et les paramètres qui la déterminent restent les facteurs principaux d'incertitude des résultats.

International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures - SMSS 2019, Novel Methods for Characterization of Materials and Structures, ROVINJ, CROATIE, 20-/03/2019 - 22/03/2019; Dealing with structural robustness concept requires to investigate whether or not a structure can prevent a disproportionate collapse after the occurrence of a local failure due to an exceptional event. Numerical models can be used to simulate progressive collapse and help quantify the robustness level at a design stage. Non-linear static or dynamic finite element analyses are commonly used tools for structural performance assessment. However, computational time might be in most cases too large for complex structures where several local failure scenarios need to be investigated, and one may encounter convergence issues if the loads applied are close to the limit ones. In this context, this study proposes a framework for studying the progressive collapse of framed structures, which combines both the yield design approach and the non-linear analysis method. This proposed framework is applied to a steel-framed multi-storey building submitted to column(s) loss.

Floating offshore renewable energies (OREs), such as offshore floating wind turbines (wind energy) or wave power (wave and wave energy), are increasingly in demand. Submarine cables that transmit the energy produced from offshore farms all the way to onshore stations are critical structures that must be able to work perfectly over 20 years without any maintenance. In order to reduce the significant costs associated with electrical cables, it is important to optimize the dimensioning of the components of these cables, or to develop structural monitoring techniques that target zero and/or minimum maintenance over their lifespan. In this paper, we FEM of the impact of damage mechanisms of the conductor part of a submarine power phase on its mechanical, electrical, and thermal behavior. The main damage mechanisms are local plasticity and wire failure. The first mechanical study made it possible to obtain the elasto-plastic behavior of the conductor. The electrical study took into consideration the deformed geometry of the conductor in the elasto-plastic domain, as well as the non-homogeneous distribution of the electrical conductivity of the conductor. Their influence on the electrical resistance of the conductor was then analyzed. Finally, we studied the impact of plasticity and conductor failure on the thermal behavior of the phase. The temperature differences obtained in the numerical analysis of this work may be used further to help preventive and curative maintenance of the cables, for example, by using an optical fiber as sensor for structural health monitoring.