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Many studies have demonstrated that arc basalts are more oxidized (~ ∆QFM+1.5 ± 1) than mid-ocean ridge basalts (MORB; ∆QFM-1.2 à ~ ∆QFM). However, the oxidation state of the sub-arc mantle is still debated. The use of various proxies on the same set of samples aims to determine the oxidation state of magmas, the effects of secondary processes on their oxidation state and to better constrain the fO2 of primary magmas from different geodynamic settings and that of their mantle source. For that purpose, Fe3+/ΣFe ratios, V partition coefficients between silicate melts and olivines (DvOl/Melt) as well as V/Sc and V/Yb ratios were measured in melt inclusions from high-Mg olivines (Fo > 80 %) from subduction zones, mid-oceanic ridges and hot spots. The analysis of Fe3+/ΣFe ratios by XANES spectroscopy using analytical conditions that prevent beam damage during analysis of hydrous glasses and by Mössbauer spectroscopy confirmed that arc magmas are more oxidized than those from hot spots and mid-ocean ridges. A positive correlation between Fe3+/ΣFe ratios and water contents in melt inclusions suggests that the oxidation state recorded in primitive arc magmas is likely to be due to changes in the oxidation state of the mantle beneath arcs because of subduction processes. The calculation of the fO2 from Fe3+/ΣFe ratios also indicates that the range of oxidation state recorded in arc melt inclusions varies from one subduction zone to another. An evaluation of the effects of volatile degassing and differentiation processes on the magmatic fO2 was carried out on each melt inclusion population. fO2 values were then estimated for reconstructed primary melt compositions using the different redox proxies. Results obtained from Fe3+/ΣFe ratios, DvOl/Melt partition coefficients and V/Yb ratios suggest that arc primary magmas are more oxidized than those from hot spots and mid-ocean ridges. However, fO2 values differ from one proxy to another. Furthermore, the positive correlation between the Fe3+/ΣFe ratios, the fO2 calculated from these ratios and the water contents of primary magmas suggests that the difference in the oxidation state of magmas is not due to secondary processes. However, the comparison between the Fe3+/ΣFe ratios, the fO2 values calculated from these ratios and Th/La and Ba/La ratios of primary magmas does not confirm that the observed changes in redox state can be simply linked to the influence of silicate melt or aqueous fluids coming from the slab to the mantle wedge. On the opposite, fO2 values calculated from V/Sc ratios suggest that primary arc magmas are comparable to those from mid-ocean ridges and hot spots., Plusieurs études ont permis de mettre en évidence que les basaltes d’arc sont plus oxydés (~ ∆QFM+1.5 ± 1) que les basaltes de rides médio-océaniques (MORB ; ∆QFM-1.2 à ~ ∆QFM). Cependant, l’état redox du manteau sous les arcs est toujours débattu. L’utilisation de différents proxys de la détermination de la fugacité d’oxygène (fO2) sur un même jeu d’échantillons a pour objectif de déterminer plus précisément l’état d’oxydation des magmas, de contraindre l’effet des processus secondaires tels que la différenciation et le dégazage sur leur état d’oxydation et ainsi de mieux caractériser la fO2 des magmas primaires et du manteau supérieur dans les différents contextes géodynamiques. Pour cela, les rapports Fe3+/ΣFe, les coefficients de partage du V entre les liquides silicatés et les olivines (DvOl/Liq) ainsi que les rapports V/Sc et V/Yb ont été déterminés dans des magmas piégés précocement après la fusion du manteau sous forme d’inclusions magmatiques dans des olivines magnésiennes (Fo > 80 %) provenant de différents contextes géodynamiques (i.e. contexte de dorsale médio-océanique, de zone de subduction et de point chaud). La détermination des rapports Fe3+/ΣFe par spectroscopie XANES avec des conditions analytiques permettant d’éviter les processus de photo-oxydation des verres hydratés et par spectroscopie Mössbauer a permis de confirmer que les basaltes d’arc sont plus oxydés que ceux des points chauds (OIB) et des MORB. La corrélation entre les rapports Fe3+/ΣFe et les teneurs en H2O des inclusions magmatiques suggère que la différence d’état d’oxydation serait liée à une variation de l’état d’oxydation du coin de manteau causée par le processus de subduction. De plus, les fO2 obtenues à partir de ces rapports indiquent qu’au sein de la population des magmas d’arc, l’état d’oxydation des magmas est variable d’une zone de subduction à l’autre. Par la suite, une évaluation de l’effet du dégazage des éléments volatils et de la cristallisation fractionnée sur la fO2 des magmas a été menée pour chaque population d’inclusions des différentes localités. Après avoir reconstitué les compositions des liquides magmatiques primaires, leur fO2 a été estimée à partir des différents proxys de la mesure de la fO2. Les résultats obtenus à partir des rapports Fe3+/ΣFe, des coefficients de partage DvOl/Liq et des rapports V/Yb indiquent que les magmas primaires d’arc sont plus oxydés que ceux des rides médio-océaniques et des points chauds. Cependant, les valeurs de fO2 obtenues à partir de ces trois proxys diffèrent. Par ailleurs, la corrélation entre les rapports Fe3+/ΣFe, les fO2 calculées à partir de ces rapports et les teneurs en H2O des magmas primaires suggère que la différence d’état d’oxydation des magmas n’est pas liée à l’effet des processus secondaires. Toutefois, la comparaison entre les rapports Fe3+/ΣFe, les fO2 calculées à partir de ces rapports et les rapports Th/La et Ba/La des magmas primaires ne permet pas d’affirmer que les variations observées seraient liées à l’influence d’un liquide silicaté provenant de la fusion des sédiments recouvrant la plaque plongeante ou d’un fluide aqueux libéré par la plaque au cours de la subduction. A l’opposé, les fO2 obtenues à partir des rapports V/Sc suggèrent que les magmas primaires d’arc ont un état d’oxydation comparable à ceux des MORB et des OIB.

We witness today an explosion of nomadic technologies. Portable devices have become the main tool that people use to connect with the rest of the world. The microelectronics embedded in these devices is the technology that drives this process. The pace of development of these technologies is such that the versatility of portable devices today were science fiction only 10 years ago.The functionalities that will be integrated in the coming years cannot be imagined yet. These features will imply an increase of the computing demands, and consequently, of the heat dissipated inside them. The trend leads to complex stacks with heterogeneous modules of heat dissipating layers.These technologies will be integrated in everyday life. Internet of Things, as we call it, will demand an increasing amount of independent low footprint devices that will be connected. Heat dissipation strategies must therefore be compatible with increasingly smaller dimensions. Compact packages demand is growing rapidly, not only because of telephones and tablets, but also because of the massive introduction of electronics into in everyday life devices.The objective of the thesis is to study the integration of heat-spreaders in compact packages to enhance its thermal performance. This work goes deeply in the characterization of the thermal performance of carbon-base heat spreaders. Heat-spreaders are able to extract the heat produced in hot spots and transport it along its surface.In order to study the heat spreading phenomenon, a methodology that takes into account the multi-level nature of heat dissipation has been implemented. The objective is to be able to focus on the interaction between the heat-spreader and each one of the elements of the package stack. Two test vehicles have been re-used from previous works. A specific test vehicle was also design in order to emulate the thermal behavior of imaging sensors.The thesis is based on two main axes: Integration studies and thermal studies. The integration studies take into account the constraints derived from the implementation of heat spreaders in compact packages. Firstly, we focus on the implementation processes within an industrial process. Latelly, we study the thermomechanical effects of heat spreaders and the impact on the integrity of high frequency signals.Thermal studies are aimed to characterize the performance gain derived from this heat spreader integration. The thermal phenomena are analyzed with measurements and simulations. First at silicon and interface level, then at package level, finally we focus on the effects in image sensor die and package.In the light of the results it can be said that carbon based materials are the most interesting alternative for large-scale implementation of heat spreaders in compact packages. This implementation will be driven by the research of new functionalities and performances in compact packages. The heat spreader will have to perform while maintaining a minimal footprint. The combination of carbon layers at all package levels, along with reduced thermal interface thickness will be the trend in the coming years for this type of device.This thesis is part of a tripartite collaboration between the CEA-LETI of Grenoble, the G2Elab laboratory of the INP Grenoble and STMicroelectronics in Crolles., On assiste aujourd’hui au développement massif des technologies nomades. L’utilisation de boîtiers compacts est ainsi en plein croissance, non seulement à cause des téléphones portables et tablettes, mais aussi à cause de l’introduction massive de l’électronique dans les appareils portables de la vie quotidienne. La microélectronique embarquée dans ces appareils représente le principal outil d’information et de communication des personnes avec le monde extérieur. Le rythme de développement de ces technologies dans les dernières années est tel que les possibilités d’utilisation des appareils portables d’aujourd’hui étaient de la science-fiction il y a seulement 10 ans.Les fonctionnalités qui verront le jour dans les années à venir ne peuvent donc pas toutes être encore imaginées. Ces fonctionnalités vont toutefois très certainement impliquer une augmentation des performances de calcul des dispositifs, et par conséquent de la chaleur qu’ils dissipent.Aujourd’hui, on envisage des puces complexes comprenant plusieurs niveaux logiques et basées sur technologies hétérogènes. On demande également que ces technologies soient intégrées dans les appareils utilisés dans la vie quotidienne, qu’ils soient connectés entre eux et qu’ils réagissent de façon intelligente. Les stratégies de dissipation de la chaleur doivent donc être en adéquation avec la réduction des dimensions des dispositifs de la microélectronique.L’objectif de la thèse présentée dans ce manuscrit est ainsi d’étudier les stratégies de dissipation thermique des boîtiers compacts avec l’aide de répartiteurs de chaleur intégrés. Ce travail porte sur la caractérisation des performances et contraintes des répartiteurs thermiques avec matériaux carbonés. Les répartiteurs sont capables de dissiper sur sa surface la chaleur produite dans un point chaud.Afin d’étudier le phénomène de la dissipation avec un répartiteur, on a mis en place une méthodologie qui prend en compte le caractère multiniveau de la dissipation thermique. L’objectif est de pouvoir se concentrer sur l’interaction entre le répartiteur thermique et chacun des éléments de l’ensemble. On a réutilisé deux véhicules de test et on a désigné un véhicule de test spécifique pour l’étude de la thermique des puces imageurs.Les travaux sont basés sur deux axes : Les études d’intégration et les études thermiques. Les études d’intégration prennent en compte les contraintes dérivées de l’implémentation des couches répartiteurs dans des boitiers compactes. On se concentre d’abord sur les procès d’implémentation des couches répartiteurs au sein de l’ensemble dans un procès industriel. Ensuite on étudie les effets thermomécaniques et les effets sur l’intégrité des signaux à haute fréquence.Les études thermiques caractérisent le gain en performances dérivé de cette intégration. On analyse ces phénomènes thermiques avec des mesures et des simulations. Premièrement au niveau silicium et répartiteur, deuxièmement au niveau boitier et finalement on se concentre sur les effets dans une puce et boitier imageur.A la lumière des résultats on peut dire que les matériaux carbonés se présentent comme l’alternative plus intéressante pour l’implémentation à grande échelle de répartiteurs dans des boitiers compacts. Cette implémentation sera poussée par la recherche des prestations dans des boitiers de plus en plus complexes et hétérogènes, ou l’empreinte du répartiteur doit être minimale. La combination des couches de carbone a tous les niveaux du boitier, avec des TIMs des épaisseurs réduites sera la tendance dans les années à venir pour ce type de dispositifs.Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration tripartie entre le CEA-LETI de Grenoble, le laboratoire G2Elab de l’INP Grenoble et STMicroelectronics à Crolles.

The study of this alkaline plutonic complex was multidisciplinary, mixing field observations and measurements, AMS, petrography, mineralogy, geochemistry (major and traces), isotopic geochemistry Rb / Sr and Sm / Nd and geochronology U-Pb on zircons. The synthesis of the results shows the minor participation of several sources (metasomatised mantle and continental fragments) in addition to the predominant source which is the typical asthenospheric mantle of the Kerguelen plume. In a dynamic and open magmatic system, the contaminated magmas formed the oldest magmatic and calcic series of the complex. The second and younger magmatic series produced (in a closed environment) more and more agpaitic rocks during differentiation. The incremental emplacement of the intrusions occurred between 11.7 (in the south) and 7.9 Ma (in the north). Finally, the type of construction of this pluton makes it a unique known example of laccolith in oceanic within-plate settings.; L’étude de ce complexe plutonique alcalin fut multidisciplinaire mêlant, observations et mesures sur le terrain, ASM, pétrographie, minéralogie, géochimie (majeur et traces), géochimie isotopique Rb/Sr et Sm/Nd et géochronologie U-Pb sur zircons. La synthèse des résultats démontre la participation minoritaire de plusieurs sources (manteau métasomatisé et fragments continental) en plus de la source prédominante qui est le manteau typique du panache de Kerguelen. Dans un environnement magmatique ouvert, les magmas contaminés ont formé la plus ancienne série magmatique calcique du complexe. La seconde et plus jeune série magmatique a produit (dans un environnement clos) des roches de plus en plus agpaïtique au cours de la différenciation. La mise en place progressive mais diachrone des intrusions s’est faite entre 11,7 (au sud) et 7,9 Ma (au nord). Enfin, le mode de construction de ce pluton en fait un exemple unique connu de laccolithe en contexte intraplaque océanique.

The study of this alkaline plutonic complex was multidisciplinary, mixing field observations and measurements, AMS, petrography, mineralogy, geochemistry (major and traces), isotopic geochemistry Rb / Sr and Sm / Nd and geochronology U-Pb on zircons. The synthesis of the results shows the minor participation of several sources (metasomatised mantle and continental fragments) in addition to the predominant source which is the typical asthenospheric mantle of the Kerguelen plume. In a dynamic and open magmatic system, the contaminated magmas formed the oldest magmatic and calcic series of the complex. The second and younger magmatic series produced (in a closed environment) more and more agpaitic rocks during differentiation. The incremental emplacement of the intrusions occurred between 11.7 (in the south) and 7.9 Ma (in the north). Finally, the type of construction of this pluton makes it a unique known example of laccolith in oceanic within-plate settings.; L'étude de ce complexe plutonique alcalin fut multidisciplinaire mêlant, observations et mesures sur le terrain, ASM, pétrographie, minéralogie, géochimie (majeur et traces), géochimie isotopique Rb/Sr et Sm/Nd et géochronologie U-Pb sur zircons. La synthèse des résultats démontre la participation minoritaire de plusieurs sources (manteau métasomatisé et fragments continental) en plus de la source prédominante qui est le manteau typique du panache de Kerguelen. Dans un environnement magmatique ouvert, les magmas contaminés ont formé la plus ancienne série magmatique calcique du complexe. La seconde et plus jeune série magmatique a produit (dans un environnement clos) des roches de plus en plus agpaïtique au cours de la différenciation. La mise en place progressive mais diachrone des intrusions s'est faite entre 11,7 (au sud) et 7,9 Ma (au nord). Enfin, le mode de construction de ce pluton en fait un exemple unique connu de laccolithe en contexte intraplaque océanique.

Massive flank collapses are destructive events that affect all volcanic edifices. They can take off huge volumes of rock, from tens to hundreds km3. Oceanic shield volcanoes are also affected by such events even if they have shallow slopes, thus, tsunamis could also be generated in this context. However, a shield volcano flank collapse has never been observed. Nowadays, only relics are visible, such as collapse scars, detritic deposit offshore or tsunami deposits on nearby islands. The relationships between collapse and magmatic history of oceanic shield volcanoes are poorly constrained.Two flank collapses are studied in this thesis, with the aim to better understand these relationships: the Monte Amarelo collapse, on Fogo Island (Cape Verde), and the Güímar collapse, located on North-East rift-zone of Tenerife (Canary Islands). Those archipelagos are the result of hot spot activity below the African plate.Geochemical (major and trace elements, and Sr-Nd-Pb isotopes), petrological and geochronological (K-Ar and Ar-Ar) analyses were carried out on volcanic samples as to identify the source and magmatic processes at stake during magma genesis. The temporal evolution of source and magmatic processes is reconstructed in order to track possible links with the flank collapse.The magmatic system of Fogo Island evolves through time, favouring the formation of superficial storage zones, intrusive complex and explosive eruptions prior to the collapse, which participate to the instability of the edifice. Following the Monte Amarelo collapse, shallow storage zones are destabilized within a few thousand years. Lithospheric magmatic processes (assimilation, partial melting) are also affected but on a longer timescale (tens of thousands years). The Güímar collapse shows no links with the magmatic evolution of Tenerife Island.The main difference between the two collapses is the location of the collapse area with respect to the plumbing system. Güímar collapse is located at the periphery of the plumbing system and show no link with the magmatic history. Contrariwise, the Monte Amarelo collapse is located directly above the plumbing system and influence rapidly the superficial plumbing system, and the deep plumbing system in the long term., Les effondrements massifs de flancs sont des évènements destructeurs qui affectent tous les édifices volcaniques. Ces effondrements peuvent impliquer quelques dizaines, voire centaines de km3 de roche. Les volcans boucliers océaniques, bien que possédant de faibles pentes, sont également affectés par ces épisodes destructeurs, entraînant la formation de tsunamis. Dans le contexte de bouclier océanique, ces déstabilisations n’ont jamais été observées. Actuellement, seules des reliques sont présentes sur les îles volcaniques, avec la présence de cicatrices d’effondrements, de dépôts détritiques en mer ou de dépôts de tsunami sur les îles voisines. Les relations entre le magmatisme des volcans boucliers et les effondrements de flanc sont peu contraintes. Afin de mieux comprendre ces relations, deux effondrements de flanc de volcans boucliers océaniques ont été étudiés : l’effondrement de Monte Amarelo sur l’île de Fogo, dans l’archipel du Cap Vert, et l’effondrement de Güímar, situé sur la rift-zone Nord-Est de Tenerife, dans l’archipel des Canaries. Les deux archipels résultent de l’activité d’un panache mantellique sous la plaque africaine.Les produits volcaniques pré et post-effondrement de ces deux secteurs ont été étudiés d’un point de vue géochimique (majeurs, traces, isotopes Sr-Nd-Pb), pétrologique et géochronologique (K-Ar, Ar-Ar), de manière à identifier à la fois les sources et les processus magmatiques mis en jeu lors de leur formation. L’évolution temporelle des sources, ainsi que des processus magmatiques, a été reconstruite afin d’identifier d’éventuels liens avec l’effondrement de flanc étudié.Les résultats montrent que l’évolution du magmatisme de l’île de Fogo amène à la formation de zones superficielles de stockage, de complexes intrusifs et d’éruptions explosives conduisant à de nouvelles instabilités de l’édifice. Suite à l’effondrement, ces zones de stockage sont déstabilisées en quelques milliers d’années. Les processus magmatiques lithosphériques (assimilation, fusion partielle) sont également perturbés mais sur une période plus longue (plusieurs dizaines de milliers d’années). L’effondrement de Güímar ne montre aucun lien avec le magmatisme de l’île de Tenerife.La différence principale entre ces deux contextes est la localisation de la zone effondrée par rapport au système magmatique. En effet, l’effondrement de Güímar est situé en périphérie du système magmatique et ne montre aucun lien avec ce dernier ; à l’inverse l’effondrement du Monte Amarelo, situé à l’aplomb du système magmatique, se répercute rapidement sur ce système à faible profondeur, mais également à des profondeurs lithosphériques avec un délai plus long.

La participation, notion complexe et englobante, fait l’objet de multiples déclinaisons sémantiques. Dans un premier temps, il s’agit de clarifier un ensemble de termes utiles à la compréhension du mémoire. Cette recherche de sens met en exergue les composantes d’un « temps humain » difficilement pris en compte dans les processus participatifs. En effet, la réussite des démarches participatives résulteraient de facteurs tels que l’écoute, la confiance et l’apprentissage mutuel. Cette réflexion générale est issue d’un apprentissage de dix mois au CAUE de l’Isère, lors duquel nous avons pris part à des processus de concertation lors de la révision ou de l’élaboration de documents d’urbanisme. De plus, une immersion de deux années au sein des collocations à projets solidaires de Mistral a permis une observation active d’un processus de participation original permettant l’empowerment des individus et la mise en mouvement d’un territoire enclavé. Cette expérience associative particulière a favorisé l’émergence d’un concept de hot spot de participation.

The East African Rift System (EARS) is the best example worldwide of an active magmatic rift. It extends over more than 3500 km from the Afar province to the Mozambican Gulf, cutting through the Ethiopian and East Africa elevated plateaus that are the topographic expression of one or several Cenozoic mantle plumes beneath this part of Africa. Extensional strain initited along the eastern magmatic branch of the EARS at ca. 30 My in the Afar, and then propagated southwards by linkage of discrete magmatic cells centered on the Kenyan dome, to reach South Kenya 8 My ago. There, the North Tanzanian Divergence (NTD) corresponds to a dramatic change in structural style, associated with the abrupt disappearance of magmatism southwards. The transition zone from the NS axial valley into three diverging rift arms (Eyasi, Natron-Manyara and Pangani), dominated by tilted basement fault blocks, is outlined by a 200 km-long transverse volcanic chain, including major Neogene volcanic edifices such as the Ngorongoro, Mount Meru and Kilimanjaro.Our work presents new structural and geochemical results on magmatic rocks in the NTD, and its main originality is to integrate complementary approaches involving field investigations, petrological-mineralogical analyses, geochronology, Sr-Nd isotopic and trace elements geochemistry. That allows us to also precise the build-up history and mechanisms of a number of major volcanoes of the NTD (Ngorongoro, Mount Meru, Kilimanjaro) during Plio-Quaternary times. Applying this approach to a wider scale, and compiling published radiometric data with our own K-Ar age determinations, allows us to establish a kinematic rift propagation model to the NTD for the last 8 My. It is proposed that both magmatism and strain shifted eastwards along the transverse volcanic chain, up to the Pangani arm, from 8 My to Present, with the onset of magmatic activity in the whole NTD at 2.5 My. But, the main contribution of our study is devoted to the Kilimanjaro long-lived edifice that forms the prominent structure in the EARS, as a whole. Seventeen new K-Ar ages provide constraints for précising time relationships between its three main magmatic centres, and emphasis has been put on the Kibo central vent that recorded the last building phases in the time range 492-165 ky. In addition, new petrological and geochemical results on Kilimanjaro mafic lavas bring some new insights on the nature of mantle sources that are thought to be heterogeneous lithospheric material with residual amphibole and garnet. Two different metasomatic events, Precambrian and Plio-Quaternary in age, are inferred to have governed the evolution of the mantle sources, with the infiltration of melt from the underlying Neogene plume. These conclusions, extended at the scale of the NTD for young (Ce travail de thèse présente les résultats de l'étude volcano-structurale menée sur cette zone de rift divergent. L'originalité de notre approche provient de la combinaison d'outils complémentaires (terrain, pétrologie, radiochronologie, géochimie isotopique Sr-Nd et des éléments en traces), appliquées à une zone clé du REA. Ainsi, à l'échelle des principaux volcans de la DNT, et particulièrement pour le Ngorongoro et le Mt Meru, nous avons pu reconstituer leur activité Plio-Quaternaire en précisant les mécanismes de mise en place de leurs principales formations volcaniques. Cette approche locale a été étendue à l'échelle régionale en synthétisant les données radiochronologiques existantes, complétées par six nouveaux âges K-Ar. Nous avons ainsi pu reconstituer l'histoire volcano-tectonique de la DNT et proposer un modèle d'évolution spatio-temporel du volcanisme depuis 8 Ma. Ce dernier met en évidence une migration de l'activité magmatique vers l'Est entre 8 Ma et l'actuel avec une activité généralisée dans l'ensemble de la DNT à 2,5 Ma, qui accompagne l'extension de la déformation vers la branche de Pangani. Le Kilimandjaro, édifice majeur à l'échelle du Rift Africain, constitue le cœur de ce travail. La détermination de dix sept nouveaux âges K-Ar a permis de contraindre dans le temps les processus volcaniques ayant affecté les trois centres le constituant, et plus particulièrement le centre principal de Kibo pour lequel nous parvenons à reconstituer les dernières phases d'édification entre 492 ka et 165 ka. Grâce à l'approche pétrologique et géochimique réalisée sur les laves du Kilimandjaro, nous proposons un modèle d'évolution des sources mantelliques de ces magmas, en montrant qu'ils sont issus de la fusion partielle d'une source lithosphérique hétérogène à amphibole et grenat résiduels, ayant acquis ses caractéristiques géochimiques au cours de deux épisodes métasomatiques distincts : un premier, probablement d'âge Précambrien, et le deuxième, Plio-Quaternaire, provoqué par la percolation des magmas formés au sein du panache asthénosphérique sous-jacent. La généralisation de cette approche à l'échelle de la DNT, pour les laves primitives d'âges < 1 Ma, met en évidence des différences dans les processus pétrogénétiques à l'origine du magmatisme de cette région. Si sa manifestation, à l'Est de la DNT, présente des compositions caractéristiques d'une fertilisation de la lithosphère par l'activité sub-actuelle d'un panache, les laves émises à l'Ouest comportent des signatures géochimiques héritées d'un manteau lithosphérique métasomatisé au Précambrien, en accord avec les résultats obtenus sur les enclaves mantelliques. Le type de métasomatisme, sa localisation et sa période d'activité sont certainement liés à l'héritage structural, et particulièrement au positionnement relatif des blocs cratoniques Archéen et des zones transverses affectant les ceintures orogéniques Protérozoïques.

The widespread use of nonlinear loads in the industry is the source of several disturbances in the electrical network. Thus the current harmonics leads to increase the losses due to proximity and skin effects in the transformer windings. Therefore, the transformers become more sensitive to overheating. In order to avoid a dielectric failure as well as a premature ageing, the hot spot temperature must not exceed the prescribed insulating value. However, for a given nonlinear load it is difficult to predict the electromagnetic and thermal state of the transformer. The main objective of this research is to characterize the harmonic behaviour of the power transformer to prevent, at the design stage, these unexpected troubles.A first work presented in this thesis deals with an analytical and axisymetric method to compute the winding current density distribution. Then, the conductor layers are homogenised and a steady state thermal finite element calculation is applied to obtain the temperature map. Finally, the effectiveness of the proposed method is verified on a medium power dry type transformer loaded by an innovative experimental installation.A second model is based on a new analytical and numerical method. First a 3D finite element method (FEM) is applied to compute the magnetic field in the free and the iron spaces. This non-linear calculation is combined with a mixed form of the electrical circuit equation. Then a 3D thermal FEM allows to show the temperature distribution in the transformer. Finally, this coupling model is applied to a small power distribution transformer with embedded sensors to verify the overheating effect of non sinusoidal currents.; La généralisation des charges non linéaires dans l'industrie cause de nombreuses perturbations dans les réseaux électriques. Ainsi, les courants harmoniques augmentent les pertes dans les transformateurs, par le biais des effets pelliculaire et de proximité. Dès lors, ceux-ci sont assujettis à un sur échauffement. Afin d'éviter une défaillance diélectrique ainsi qu'un vieillissement prématuré, la température du point chaud ne doit pas excéder celle spécifiée par la classe. Néanmoins, pour une charge donnée il est difficile de prévoir le comportement électromagnétique et thermique d'un transformateur. L'objectif de cette thèse est donc de caractériser ce fonctionnement pour se prémunir lors de la phase de conception des nuisances ultérieures. Une première modélisation s'appuie sur une méthode analytique et axisymétrique permettant le calcul de la distribution des densités de courant dans les enroulements. Puis, après une homogénéisation des conducteurs, une méthode de résolution par éléments finis aboutit à l'obtention de la température en régime permanent. Enfin, la méthode est vérifiée sur un transformateur de type sec et de puissance modérée, associé à un banc expérimental innovant. Un second modèle propose une nouvelle approche analytique et numérique. Tout d'abord, une méthode des éléments finis 3D (MEF) permet le calcul du champ magnétique. Ce calcul non linéaire est alors associé aux équations de circuit. Puis, une MEF thermique 3D fournie la distribution de température. Finalement, le modèle couplé est appliqué à un transformateur de distribution de petite puissance et instrumenté pour vérifier le suréchauffement engendré par des courants non sinusoïdaux.

Bernard Castaing... ExaminateurLuce Fleitout... RapporteurPhilippe Lognonné... Examinateur / Président du juryTony Watts... Rapporteur; Two analysis have been used to characterize the interaction of different convective scales in the Earth's mantle. First, the experimental study of viscous fluid convective motions in a tank heated by one side and cooled from above makes it possible to describe small-scale convection morphology at the bottom of the oceanic lithosphere, where instabilities from the upper cold boundary layer are sheared by plate tectonics flow. We show that these instabilities can be organized in stationary rolls or in plumes. Second, a precise analysis of geophysical data leads to the characterization of the Hawaiian hot spot signature resulting from the interaction of a plume with the oceanic lithosphere. Time evolutions of the swell and volcanic edifices volumes show an important increase since 30 Ma, and point out the magma production rate as the best relevant parameter to describe the hot spot temporal evolution.; Deux approches nous ont permis d'améliorer la compréhension des modes de convection dans le manteau terrestre. Nous avons étudié expérimentalement les mouvements de fluides visqueux dans une cuve chauffée latéralement et refroidie par le dessus. La convection à petite échelle qui se développe par déstabilisation de la couche limite thermique froide, analogue de la lithosphère océanique, s'organise en présence de l'écoulement cisaillant de la tectonique des plaques. Elle prend alors la forme de rouleaux stationnaires ou de panaches, deux régimes possibles dans le cas de la Terre. L'interaction d'un panache avec la lithosphère a quant à elle été étudiée grâce à une analyse précise des observables géophysiques associées au point chaud d'Hawai'i. L'évolution temporelle des volumes du bombement et des édifices volcaniques met en évidence une importante augmentation de l'activité de ce dernier depuis 30 Ma. Le taux de production magmatique en est le meilleur indicateur.

Overheating of electrical machines has a considerable impact on their life duration. So, the knowledge of the temperature distribution inside the machine is primordial. Furthermore, association of machines with static converters has become classic but contributes to losses increase due to harmonics injection. It is then also important to determine their contribution to system heating.The work presented here details electric, magnetic and thermal analysis of an induction motor subjected to sinusoidal and non sinusoidal supply. Waveform of current and distribution of magnetic induction are determined to locate exactly the losses in the machine. Temperature rise is then calculated in the machine. Equivalent physical properties are determined by inverse problem, particularly as regards to bundles of conductors.Tools developed for simulations and results of calculations are validated by experimental measurements. An instrumented installation is used to validate the technique for equivalent properties determination. A machine equipped with thermocouples allows the measurement of temperatures in the stator as in the rotor.; Les surchauffes des machines électriques ont un impact considérable sur leur durée de vie. C’est pourquoi il est important de connaître la distribution des températures qu’elles subissent. De plus, l’association des machines avec des convertisseurs statiques est devenue classique mais contribue à l’augmentation des pertes par injection d’harmoniques. Il est donc tout aussi important de déterminer leur contribution à l’échauffement du système.Le travail présenté ici détaille une analyse électrique, magnétique et thermique d’un moteur asynchrone soumis à une alimentation sinusoïdale ou non. La forme d’onde du courant et la répartition de l’induction magnétique dans la machine sont déterminées afin de situer précisément les pertes. L’évolution de la température est alors calculée dans la machine. Les propriétés physiques équivalentes sont déterminées par problème inverse, en particulier en ce qui concerne les enroulements. Les outils développés pour les simulations et les résultats des calculs sont validés par desmesures expérimentales. Une installation instrumentée est utilisée pour valider la technique de détermination des propriétés. Une machine équipée de thermocouples permet la mesure de températures au stator comme au rotor.