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Over the past four decades, the decline in the extent and thickness of Arctic sea ice has accelerated dramatically due to global warming. The rate of this decline is much faster than predicted by existing climate models. The evolution of the decline in the extent and average thickness of sea ice is subject to thermodynamic processes that are affected by important parameters, such as the mechanical properties and thickness of the ice. Although the physical processes explaining this decline are understood, sea ice and climate models do not clearly reproduce the observed variations. Therefore, continuous and accurate monitoring of these parameters is essential given the need to update our climate models.The use of seismic methods to study sea ice has long been neglected despite their potential for very accurate estimates of ice properties. However, thanks to rapid technological and methodological advances in the last decade, these approaches have recently been reconsidered.Part of this thesis aims to prove the concept of a methodology based on the measurement of guided seismic waves in ice to estimate its Young's modulus, Poisson's ratio, density and thickness in different directions using ambient seismic noise recorded by a dense array of sensors. To illustrate the potential of this method, we present the exploitation of continuous seismic data recorded by an autonomous array of 247 geophones deployed between March 1 and 24, 2019, on the fast ice of Lake Vallunden, Van Mijen Fjord, Norwegian Svalbard Archipelago.The method consists of extracting a noise correlation function and then inverting the dispersion curves of guided modes propagating in the sea ice. To calculate the daily noise correlation function, we show that selecting time windows where the dominant seismic source is aligned with the receivers significantly improves the signal-to-noise ratio. The dispersion curves of the three fundamental guided modes are inverted with MCMC sampling to derive the probability density function of the sea ice parameters. We obtain satisfactory results that are consistent with observations and measurements made in situ. Thus, we demon- strate that by using this method, it is possible to constrain the thickness, density, and elastic properties of sea ice both precisely and on a daily basis.Secondly, we have exploited particular events contained in the recorded seismic noise: icequakes. These are sudden, impulsive releases of energy from various ice mechanisms such as fracturing. There are more than a hundred of them per day in our records. They have the advantage of being isotropic around our seismic array. To isolate these specific signals from the continuous noise records, a waveform sorting method based on a deep scattering network was used. A careful manual selection of the time windows associated with the icequakes was then performed. We then performed the first steps prior to a tomographic inversion by measuring the time shifts in the arrival velocity of the wavefield within our array. We discuss the prospects of this work, which paves the way for imaging from the wavefield emitted by icequakes.; Durant ces quatre dernières décennies, le déclin de l’extension et l’épaisseur moyenne de la glace de mer Arctique s’est accéléré de manière spectaculaire face au réchauffement climatique. Ce déclin est beaucoup plus rapide que celui prédit par les modèles de climat existant. L’évolution de l’étendue de la glace de mer est soumise à des processus thermodynamiques qui sont affectés par des paramètres importants évoluant à un rythme accéléré, tels que les propriétés mécaniques et l’épaisseur de la glace. Bien que les processus physiques expliquant ce déclin soient compris, les modèles actuels de banquise et climatiques ne reproduisent pas clairement les variations observées. Par conséquent, une surveillance continue et précise de ces paramètres est essentielle compte tenu de la nécessité de mettre à jour nos modèles climatiques. L’utilisation de méthodes sismiques pour étudier la glace de mer a longtemps été délaissée malgré leur potentiel pour des estimations très précises des propriétés de la glace. Toutefois, grâce aux rapides progrès technologiques et méthodologiques de la dernière décennie, ces approches ont été récemment reconsidérées.Une partie de cette thèse vise à prouver l’efficacité d’une méthodologie basée sur la mesure des ondes sismiques guidées dans la glace pour estimer son module d’Young, son coefficient de Poisson, sa densité et son épaisseur dans différentes directions en utilisant le bruit sismique ambiant enregistré par un réseau dense de capteurs. Pour illustrer le potentiel de cette méthode, nous présentons l’exploitation des données sismiques continues enregistrées par un réseau autonome de 247 géophones déployés entre le 1er et le 24 mars 2019, sur la banquise côtière du lac Vallunden, dans le fjord de Van Mijen, dans l’archipel norvégien de Svalbard. La méthode consiste à extraire une fonction de corrélation de bruit puis à inverser les courbes de dispersion des modes guidés se propageant dans la glace de mer. Pour calculer la fonction de corrélation de bruit quotidienne, nous montrons que la sélection des fenêtres de temps où la source sismique dominante est alignée avec les récepteurs améliore significativement le rapport signal/bruit. Les courbes de dispersion des trois modes guidés fondamentaux sont inversées avec un échantillonnage de type Monte Carlo par chaînes de Markov pour déduire la fonction de densité de probabilité des paramètres de la glace de mer. Nous obtenons des résultats cohérents avec les observations et les mesures effectuées in situ. Ainsi, nous démontrons qu’en utilisant cette méthode, il est possible d’estimer l’épaisseur, la densité et les propriétés élastiques de la glace de mer avec précision et sur une base quotidienne.Ensuite, nous avons exploité des évènements particuliers contenus dans le bruit sismique enregistré : les tremblements de glace - icequakes en anglais. Il s’agit de libérations soudaines et impulsives d’énergie issues de divers mécanismes propres à la glace tels que la fracturation. On en compte plus d’une centaine par jour dans nos enregistrements. Ils ont l’avantage d’être isotropes autour de notre réseau sismique. Pour isoler ces signaux spécifiques des enregistrements continus debruit, une méthode de hiérarchisation des formes d’ondes basée sur un réseau de diffusion profond a été utilisée. Nous avons ensuité sélectionné manuellement et minutieusement les fenêtres temporelles associées aux icequakes. Finalement, les premières étapes antérieures à une inversion tomographique ont été réalisées en mesurant les décalages temporels d’arrivée du champ d’ondes au sein de notre réseau. Nous discutons des perspectives de ce travail qui ouvre la voie à l’imagerie à partir du champ d’ondes émis par les icequakes.

Inferring the liquid sheet thickness is primordial for understanding the complex physics of the liquid-sheet disintegration and droplet formation. In particular, perforation holes appear on the sheet and extend up to the disintegration of the whole sheet to form ligaments and droplets. The expansion velocity of holes has strong dependence on local liquid sheet thickness and thermo-physical properties of test fluid. This example reveals the necessity of a systematic study of the problem. Consequently, for the engineering system design, there exists significant need to have a knowledge of liquid sheet thickness and of the stable and unstable regions in the liquid sheet.The present work focuses on the development and application of a non-invasive technique for measuring the thickness of a flat liquid sheet. The technique consists in separating a 100 femtosecond (fs) laser pulse into an imaging pulse which passes through the liquid sheet and a gating pulse, that travels only in air and whose path length can be adjusted using a delay line. The time delay Δτ between the imaging and gating pulse is directly proportional to the liquid sheet thickness h and can be measured using Second Harmonic Generation (SHG) based time gate (here a Beta Barium Borate crystal is used for SHG). In order to enhance the thickness measurement resolution, an original two-pass inline configuration was designed where the imaging pulse is passing twice through the medium which increases the time delay between imaging and gating pulse. As a first step, we have checked the reliability of this technique by conducting measurements for a glass plate of known thickness (h=140 μm). The measured thickness value (h=141±1 μm) is in close agreement with the expected value.Then, attention has been paid on flat liquid sheets produced by single-hole fan spray nozzles with various water-glycerol solutions. The streamwise evolution of the measured thickness of the sheet exhibits good agreement with the theoretical model of Dombrowski et al. up to certain downstream distance from nozzle exit. Further downstream, there exists a position where the evolution liquid sheet thickness suddenly departs from Dombrowski expression. Using visualizations of the flow, we have identified that this position corresponds to the onset of instabilities that destabilize the rim and the entire liquid sheet. Next, High-speed back-light illumination experiments were performed with the goal of capturing the expansion of puncture at the same flow conditions. An explicit relationship between the expansion velocity of perforation ⟨up ⟩ and geometrical parameter of holes (area, perimeter) was derived and used to characterize the kinematics of perforations and its relation to the local liquid-sheet thickness. In addition, each perforation test case has been analyzed meticulously, by computing area evolution, convection velocity, circularity of hole and fluctuations in thickness which proposes scenario to explain underlying phenomena of expansion of perforation., Déduire l'épaisseur d'une nappe liquide est primordial pour comprendre la physique complexe de la désintégration de ces nappes et de la formation de gouttelettes. En particulier, des trous de perforation apparaissent sur la nappe et s'étendent jusqu'à désintégrer de la nappe entière pour former des ligaments et des gouttelettes. La vitesse d'expansion des trous dépend fortement de l'épaisseur de la nappe liquide locale et des propriétés thermo-physiques du fluide testé. Cet exemple révèle la nécessité d'une étude systématique du problème. Par conséquent, pour la conception de systèmes d'ingénierie, il existe un besoin important de connaître l'épaisseur de la nappe liquide et les régions stables et instables dans la nappe liquide.Le présent travail porte sur le développement et l'application d'une technique non invasive de mesure de l'épaisseur d'une nappe liquide plane. La technique consiste à séparer une impulsion laser de 100 femtosecondes (fs) en une impulsion d'imagerie qui traverse la nappe liquide et une impulsion de déclenchement, qui traverse uniquement l'air et dont la longueur de trajet peut être ajustée en utilisant une ligne de retard. Le délai Δτ entre l'impulsion d'imagerie et l'impulsion de déclenchement est directement proportionnel à l'épaisseur h de la nappe liquide et peut être mesuré à l'aide d'une porte temporelle basée sur la génération de deuxième harmonique (SHG) (ici, un cristal de borate de baryum bêta est utilisé pour la SHG). Afin d'améliorer la résolution de cette mesure, une configuration en ligne originale à deux passages a été conçue, où l'impulsion d'imagerie traverse deux fois le milieu, ce qui augmente le délai entre l'imagerie et l'impulsion de déclenchement. Dans un premier temps, nous avons vérifié la fiabilité de cette technique en effectuant des mesures pour une plaque de verre d'épaisseur connue (h=140 μm). La valeur d'épaisseur mesurée (h =141±1 μm) est en bonne adéquation avec la valeur attendue.Ensuite, l'attention a été portée sur les nappes liquides plates produites par des buses de pulvérisation à trou unique avec diverses solutions eau-glycérol. L'évolution dans le sens de l'écoulement de l'épaisseur de nappe mesurée est en bon accord avec le modèle théorique de Dombrowski et al. jusqu'à une certaine distance en aval de la sortie de buse. Plus en aval, il existe une position où l'évolution de l'épaisseur de la nappe liquide s'écarte subitement de l'expression de Dombrowski. A l'aide de visualisations de l'écoulement, nous avons montré que cette position correspond à l'apparition d'instabilités qui déstabilisent le bord et l'ensemble de la nappe liquide. Ensuite, des expériences de rétro-éclairage à haute vitesse ont été réalisées dans le but de capturer l'expansion de perforation dans les mêmes conditions d'écoulement. Une relation explicite entre la vitesse d'expansion de la perforation ⟨up⟩ et le paramètre géométrique des trous (surface, périmètre) a été induite et utilisée pour caractériser la cinématique des perforations et sa relation avec l'épaisseur locale de nappe liquide. En outre, chaque cas de test de perforation a été analysé méticuleusement, en calculant l'évolution de la zone, la vitesse de convection, la circularité du trou et les fluctuations de l'épaisseur, fournissant ainsi un scénario explicatif aux phénomènes sous-jacents de l'expansion des perforations.

Ce que vivent les enfants en ville continue d’échapper largement à la compréhension de la quotidienneté et des dynamiques urbaines. A la suite de temps passés avec des élèves d’un collège à Echirolles (France), situé dans un quartier paupérisé et stigmatisé, cet article discute de leurs expériences urbaines quotidiennes. Elles sont pensées comme épaisses avec trois registres thématiques : un discours de situation ou de positionnement dans le temps et dans l’espace, des attentions sensibles et un registre émotionnel, dominé ici par la peur et la colère. Les expériences sont aussi ambivalentes, conjuguant les contraires : petit et grand, ici et ailleurs, gêne et plaisir, subir et agir, souvenir et immédiateté. Saisir l’épaisseur et l’ambivalence des expériences contribue à éviter le risque d’une vision homogène de l’enfance. What children experience in the city continues to elude understanding of everyday life and urban dynamics. After spending time with pupils from a secondary school in Echirolles (France), located in a deprived and stigmatised neighbourhood, this article discusses their everyday urban experiences. They are thought of as thick with three thematic registers: a discourse of situation or positioning in time and space, sensitive attentions and the emotional register, dominated here by fear and anger. The experiences are also ambivalent, combining opposites: child and young, here and far away, discomfort and pleasure, suffering and acting, memory and immediacy. Understanding the thickness and ambivalence of experiences helps to avoid the risk of a homogenous view of urban childhood.

The crystalline silicon wafer is the key component of the solar cell and accounts for a significant portion of the total photovoltaic (PV) module cost. Reducing wafer thickness is therefore a privileged pathway to decrease solar energy production costs. Maintaining low breakage rates when processing such thin samples remains however challenging. In this context, it is essential to improve our understanding of the mechanisms responsible for wafer embrittlement and failure. This work investigates the mechanical properties of silicon wafers obtained using diamond wire sawing. We developed a mechanical characterization methodology suited for these thin, brittle samples, combining destructive tests with 4-line bending, biaxial bending and dynamic impacts. In parallel, finite element simulations were implemented to better understand the underlying phenomena. Tests performed on as-cut, chemically etched and annealed samples revealed that the most critical damage regarding mechanical failure is located within a thin subsurface layer (less than 3 µm), which properties are controlled by the sawing step. Through an extensive characterization campaign on wafers with different thicknesses (from 180 to 100 µm), we demonstrated that thinner samples exhibit an increased bending flexibility without alteration of their intrinsic mechanical strength, accompanied however by a higher risk of failure following an impact. Finally, we highlighted that the presence of structural defects in multicrystalline and mono-like silicon is indirectly responsible for the lower fracture strength of the wafers: the increased suffering of the diamond wire when cutting through these defects generates indeed deeper microcracks.; Le wafer de silicium cristallin est le composant clé de la cellule solaire et représente une part significative du prix du module photovoltaïque. La réduction de l’épaisseur des wafers offre donc une voie privilégiée pour diminuer les coûts de production de l’énergie solaire. Le maintien de faibles taux de casse lors de la manipulation de ces fines plaquettes reste cependant un obstacle majeur. Dans ce contexte, il est primordial d’améliorer notre compréhension des mécanismes de fragilisation et de rupture des wafers. Ce travail étudie les propriétés mécaniques des wafers de silicium obtenus par découpe au fil diamanté. Nous avons développé une méthodologie de caractérisation mécanique adaptée à l’extrême fragilité de ces échantillons, en combinant des essais de rupture en flexion 4-lignes, biaxiale ainsi que des sollicitations dynamiques par chocs. En parallèle, des simulations par la méthode des éléments finis ont été implémentées afin de mieux comprendre les phénomènes en jeu. Des essais réalisés sur des échantillons bruts de découpe, attaqués chimiquement et recuits thermiquement ont révélé que l’endommagement le plus critique pour la défaillance mécanique se situe dans une couche de faible épaisseur inférieur à 3 µm) sous la surface, dont les propriétés sont contrôlées par l’étape de découpe. Au travers d’une vaste campagne de caractérisation sur des wafers de différentes épaisseurs (de 180 à 100 µm), nous avons montré que l’amincissement des plaquettes permet un gain de flexibilité sans diminution de la résistance mécanique intrinsèque, mais qui s’accompagne d’un risque plus élevé de rupture suite à un impact sur la tranche. Enfin, nous avons mis en évidence que les défauts structurels dans le silicium multicristallin et mono-like sont indirectement responsables de la diminution de la résistance à rupture des wafers : la difficulté accrue du fil à traverser ces défauts se traduit par des microfissures plus profondes.

The crystalline silicon wafer is the key component of the solar cell and accounts for a significant portion of the total photovoltaic (PV) module cost. Reducing wafer thickness is therefore a privileged pathway to decrease solar energy production costs. Maintaining low breakage rates when processing such thin samples remains however challenging. In this context, it is essential to improve our understanding of the mechanisms responsible for wafer embrittlement and failure. This work investigates the mechanical properties of silicon wafers obtained using diamond wire sawing. We developed a mechanical characterization methodology suited for these thin, brittle samples, combining destructive tests with 4-line bending, biaxial bending and dynamic impacts. In parallel, finite element simulations were implemented to better understand the underlying phenomena. Tests performed on as-cut, chemically etched and annealed samples revealed that the most critical damage regarding mechanical failure is located within a thin subsurface layer (less than 3 µm), which properties are controlled by the sawing step. Through an extensive characterization campaign on wafers with different thicknesses (from 180 to 100 µm), we demonstrated that thinner samples exhibit an increased bending flexibility without alteration of their intrinsic mechanical strength, accompanied however by a higher risk of failure following an impact. Finally, we highlighted that the presence of structural defects in multicrystalline and mono-like silicon is indirectly responsible for the lower fracture strength of the wafers: the increased suffering of the diamond wire when cutting through these defects generates indeed deeper microcracks., Le wafer de silicium cristallin est le composant clé de la cellule solaire et représente une part significative du prix du module photovoltaïque. La réduction de l’épaisseur des wafers offre donc une voie privilégiée pour diminuer les coûts de production de l’énergie solaire. Le maintien de faibles taux de casse lors de la manipulation de ces fines plaquettes reste cependant un obstacle majeur. Dans ce contexte, il est primordial d’améliorer notre compréhension des mécanismes de fragilisation et de rupture des wafers. Ce travail étudie les propriétés mécaniques des wafers de silicium obtenus par découpe au fil diamanté. Nous avons développé une méthodologie de caractérisation mécanique adaptée à l’extrême fragilité de ces échantillons, en combinant des essais de rupture en flexion 4-lignes, biaxiale ainsi que des sollicitations dynamiques par chocs. En parallèle, des simulations par la méthode des éléments finis ont été implémentées afin de mieux comprendre les phénomènes en jeu. Des essais réalisés sur des échantillons bruts de découpe, attaqués chimiquement et recuits thermiquement ont révélé que l’endommagement le plus critique pour la défaillance mécanique se situe dans une couche de faible épaisseur inférieur à 3 µm) sous la surface, dont les propriétés sont contrôlées par l’étape de découpe. Au travers d’une vaste campagne de caractérisation sur des wafers de différentes épaisseurs (de 180 à 100 µm), nous avons montré que l’amincissement des plaquettes permet un gain de flexibilité sans diminution de la résistance mécanique intrinsèque, mais qui s’accompagne d’un risque plus élevé de rupture suite à un impact sur la tranche. Enfin, nous avons mis en évidence que les défauts structurels dans le silicium multicristallin et mono-like sont indirectement responsables de la diminution de la résistance à rupture des wafers : la difficulté accrue du fil à traverser ces défauts se traduit par des microfissures plus profondes.

Semicrystalline polymers (such as polyethylene, polylactic acid, polyamide, etc.) are used in a wide range of application (such as automotive, pipes, gearing, etc.) due to promoted mechanical properties. There is strong link between the mechanical properties and microstructure of semicrystalline polymer, such as bimodality, molecular topology (the way polymer chains pass through crystalline and amorphous phases), chain entanglements, lamellar thickness, temperature, and so on. However, these microstructure cannot be access quantitatively in experiment. There exists some molecular dynamics investigations, but the homogeneous crystallization is very difficult to achieve and not extensively discussed. Thus, the crystallization mechanism of polymers and the dependence of microstructure remain relatively unclear and controversy. In this thesis, we have performed the homogeneous crystallization of polymers using a coarse-grained molecular dynamics (CG-MD) model published in our previous article 1, which favors chain alignment and crystallization. The main objective of this thesis is to use CG-MD simulation technique to provide more insights of the homogeneous nucleation and crystal growth behavior of bimodal and unimodal MWD polymers, the influence of bimodality on the molecular topology (loop, tie, cilia) and entanglement concentration, the chain disentanglement process and its influence on lamellar thickening as well the temperature dependence., Les polymères semi-cristallins (comme le polyéthylène, l'acide polylactique, le polyamide, etc.) sont utilisés dans un large éventail d'applications (automobiles, tuyaux, engrenages, etc.) en raison de propriétés mécaniques promues. Il existe un lien étroit entre les propriétés mécaniques et la microstructure du polymère semi-cristallin, comme la bimodalité, la topologie moléculaire (la façon dont les chaînes de polymères passent à travers les phases cristallines et amorphes), les enchevêtrements de chaînes, l'épaisseur lamellar, température, et ainsi de suite. Cependant, ces microstructures ne peuvent pas être accédées quantitativement à l'expérience. Il existe quelques études de dynamique moléculaire, mais la cristallisation homogène est très difficile à réaliser et n'a pas fait l'objet de discussions approfondies. Ainsi, le mécanisme de cristallisation des polymères et la dépendance de la microstructure restent relativement flous et controversés. Le premier chapitre est une introduction de la recherche générale, qui intègre des polymères semi-cristallins, des nucléations et de la cinétique de croissance cristalline, la théorie classique de la nucléation et des simulations numériques. Dans cette thèse, nous avons effectué la cristallisation homogène des polymères à l'aide d'un modèle de dynamique moléculaire à grain grossier (CG-MD) publié dans notre article précédent, qui favorise l'alignement des chaînes et la cristallisation. L'objectif principal de cette thèse est d'utiliser la technique de simulation CG-MD pour fournir plus d'informations sur la nucléation homogène et le comportement de croissance cristalline des polymères MWD bimodaux et unimod, l'influence de la bimodalité sur la topologie moléculaire (boucle, cravate, cils) et la concentration d'enchevêtrement, le processus de démêlage de chaîne et son influence sur l'épaississement lamellar aussi bien que la dépendance de température.

Semicrystalline polymers (such as polyethylene, polylactic acid, polyamide, etc.) are used in a wide range of application (such as automotive, pipes, gearing, etc.) due to promoted mechanical properties. There is strong link between the mechanical properties and microstructure of semicrystalline polymer, such as bimodality, molecular topology (the way polymer chains pass through crystalline and amorphous phases), chain entanglements, lamellar thickness, temperature, and so on. However, these microstructure cannot be access quantitatively in experiment. There exists some molecular dynamics investigations, but the homogeneous crystallization is very difficult to achieve and not extensively discussed. Thus, the crystallization mechanism of polymers and the dependence of microstructure remain relatively unclear and controversy. In this thesis, we have performed the homogeneous crystallization of polymers using a coarse-grained molecular dynamics (CG-MD) model published in our previous article 1, which favors chain alignment and crystallization. The main objective of this thesis is to use CG-MD simulation technique to provide more insights of the homogeneous nucleation and crystal growth behavior of bimodal and unimodal MWD polymers, the influence of bimodality on the molecular topology (loop, tie, cilia) and entanglement concentration, the chain disentanglement process and its influence on lamellar thickening as well the temperature dependence.; Les polymères semi-cristallins (comme le polyéthylène, l'acide polylactique, le polyamide, etc.) sont utilisés dans un large éventail d'applications (automobiles, tuyaux, engrenages, etc.) en raison de propriétés mécaniques promues. Il existe un lien étroit entre les propriétés mécaniques et la microstructure du polymère semi-cristallin, comme la bimodalité, la topologie moléculaire (la façon dont les chaînes de polymères passent à travers les phases cristallines et amorphes), les enchevêtrements de chaînes, l'épaisseur lamellar, température, et ainsi de suite. Cependant, ces microstructures ne peuvent pas être accédées quantitativement à l'expérience. Il existe quelques études de dynamique moléculaire, mais la cristallisation homogène est très difficile à réaliser et n'a pas fait l'objet de discussions approfondies. Ainsi, le mécanisme de cristallisation des polymères et la dépendance de la microstructure restent relativement flous et controversés. Le premier chapitre est une introduction de la recherche générale, qui intègre des polymères semi-cristallins, des nucléations et de la cinétique de croissance cristalline, la théorie classique de la nucléation et des simulations numériques. Dans cette thèse, nous avons effectué la cristallisation homogène des polymères à l'aide d'un modèle de dynamique moléculaire à grain grossier (CG-MD) publié dans notre article précédent, qui favorise l'alignement des chaînes et la cristallisation. L'objectif principal de cette thèse est d'utiliser la technique de simulation CG-MD pour fournir plus d'informations sur la nucléation homogène et le comportement de croissance cristalline des polymères MWD bimodaux et unimod, l'influence de la bimodalité sur la topologie moléculaire (boucle, cravate, cils) et la concentration d'enchevêtrement, le processus de démêlage de chaîne et son influence sur l'épaississement lamellar aussi bien que la dépendance de température.

Understanding and predicting the fatigue damage is a major issue in the design of the sodium-gas heat exchanger of the next generation of nuclear reactors.Cyclic tests were carried out on 316L SS specimens with different thicknesses, for two very different grain sizes, in order to quantify the influence of these parameters on the fatigue lifetime. Then, cyclic tests interrupted by microscopy observations (SEM) allowed the understanding of the early stages of fatigue damage induced by a large grain size specimen. Finite element simulations of the cyclic deformation of crystalline aggregates were performed with the Cast3M software. The localization of plasticity in the form of persistent slip bands (PSBs) is considered. The increase of the vacancy concentration in the PSBs, leading to their dilatation is introduced. Predictions of the PSB extrusion through impinged GBs and of the associated stress fields were studied. All these predictions, coupled with two damage models, made possible to predict the number of cycles to intergranular microcrack initiation. Finally, comparisons between experimental measurements and predictions of (i) the PSB extrusion through GBs and (ii) the number of cycles to microcrack initiation are made. The effects of material, nature of GBs and loading conditions on fatigue crack initiation mechanisms are finally discussed.; La compréhension et la prédiction de l’endommagement par fatigue est un enjeu majeur dans la conception de l’échangeur de chaleur sodium-gaz de la prochaine génération de réacteurs nucléaire. Des essais cycliques à rupture ont été réalisés sur des éprouvettes en acier 316L à différentes épaisseurs, pour deux tailles de grains très différentes afin de quantifier l’influence de ces paramètres sur la durée de vie. Ensuite, des essais cycliques interrompus par des séances de microscopie (MEB) ont permis la compréhension des stades précoces de l'endommagement par fatigue induits par une forte taille de grains.Des simulations numériques par éléments finis de la déformation cyclique d’agrégats cristallins ont été réalisées avec le logiciel Cast3M. La localisation de la plasticité sous forme de bandes de glissement persistantes (BGPs) est considérée. L’accroissement de la concentration des lacunes au sein des BGPs induisant une dilatation de ces dernières est introduit. Des prédictions de l’évolution des extrusions formées au travers des joints impactés par les BGPs ainsi que les champs de contraintes associés ont été étudiées. L’ensemble de ces prédictions couplées à deux modèles d’endommagement ont permis la prédiction du nombre de cycles à initiation de microfissures intergranulaires. Finalement, des comparaisons entre mesures expérimentales et prédictions (i) des extrusions des BGPs au travers des joints de grains et (ii) du nombre de cycles à initiation des fissures sont réalisées. Les effets de matériau, de nature des joints de grains et de chargement sur les mécanismes d’initiation de fissures de fatigue sont finalement discutés.

International audience; Compositional change in sewage sludge due to thermal treatment drives rheological changes in the sludge. In this study, the viscoelastic characteristics of waste activated sludge (WAS) was investigated by measuring viscoelastic properties of sludge, the storage (G′) and loss (G″) moduli over 1 h thermal treatment at different temperatures ranging from 20 to 80 °C as well as after treatment when sludge cooled down to 20 °C (thermal history effect). The soluble chemical oxygen demands (COD) was also measured at the same thermal treatment conditions. The results showed a distinctive difference between thermally-treated sludge and raw sludge in transitions from solid-like to liquid-like behaviour. It was observed that thermally induced compositional change in sludge impacted on both viscoelastic properties (G′ and G″) and viscous properties of sludge. Modified Cox-Merz rule (or Rutgers-Delaware) was successfully used to determine the sludge flow curve from the linear viscoelastic measurements of sludge. It was also found that the effect of short-time thermal treatment at high temperature on viscoelastic properties of sludge is similar to the effect of long-time thermal treatment at low temperature. This indicates that the amount of supplied thermal energy was the key controlling parameter of the evolution of rheological properties and the degree of organic matter solubilisation. A linear proportionality was also established between a dimensionless form of the released soluble COD and a dimensionless form of both G′ and G″. This suggests a possibility of controlling thermal treatment processes via rheological measurements.

International audience; The thickness of grain pericarp, the outer layer of the kernel, is an important breeding criterion for sorghum. This cereal is mainly used through traditional processing in family-based food systems in many regions of the world. We investigated in this study how pericarp thickness could be predicted by Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS), a fast and non-destructive measurement method that is commonly used to measure physico-chemical parameters of sorghum grains, and how this trait also influences the prediction of those parameters. We showed that, using a classification approach, it was possible to discriminate thick from thin pericarp whole grain samples with a good accuracy and that the proportion of thin and thick grains in mixed samples could also be predicted. In addition, pericarp thickness had a significant effect on the calibration performance for other grain parameters indicating that the pericarp can distort spectral information of whole grain samples. As a practical consequence, we suggest to develop separate whole grain calibration models for thin and thick pericarp samples, combined with a two-steps prediction approach to improve the accuracy of whole grain NIRS calibrations for grain quality parameters in sorghum.

Today, crop residues are no longer considered as waste: their contributions to the agronomic and environmental balance of cropping systems are recognized In this context, knowing their quantity on the soil surface after harvest, becomes an important stake of the management of organic matter in the crop rotation. Generally, the quantitative estimation is carried out by taking samples, in order to determine the dry mass (DM) in the laboratory. The aim of this work is to propose a rapid method of quantification of soil residues, the assumption of which is based on a method for estimating standing grass biomass. This work has been carried out on farms practising conservation agriculture in a crop farming region. The residues were ground during the harvest or a subsequent specific operation. Biomass data were collected using 0.5 x 0.5 m frames, while thickness measurements were collected using an asperimeter. This work compares two methods of thickness measurement: either by random repetitions of positioning of the asperimeter along a transect perpendicular to the direction of progression of the harvester, or by side-by-side repetitions. A test of the number of thickness measurements was carried out to know the maximum spacing to keep making an accurate estimate. The results show that it is preferable to perform residue thickness measurements over the entire harvester transect to accurately estimate this information, and that 100 thickness measurements must be maintained to keep an estimate close to the reference thickness measurement; the spacing between two measurements must not exceed 6 cm. Moreover, this work shows that it possible to approximate the biomass left on the soil with a good quality of estimation by retaining that one millimeter of residue thickness represents 50 g DM.m(-2)., Aujourd’hui, les résidus de culture ne sont plus considérés comme des déchets : leurcontribution aux équilibres agronomiques et environnementaux des systèmes de culture est reconnue.Dans ce contexte, connaître leur quantité à la surface d’un sol, après une récolte, devient un enjeuimportant de la gestion des matières organiques dans la rotation des cultures. Généralement,l’estimation quantitative se réalise par prélèvement d’échantillons, afind’en déterminer la masse sèche(MS) au laboratoire. L’objectif de ce travail est de proposer une méthode rapide de quantification desrésidus au sol, dont l’hypothèse est basée sur une méthode d’estimation de biomasse prairiale sur pied.Ce travail a été réalisé sur des exploitations pratiquant l’agriculture de conservation en région degrandes cultures. Les résidus ont été broyés lors de la récolte ou lors d’une opération spécifiquesuivante. Les données de biomasse ont été collectées à l’aide de cadres de 0,5 0,5 m, tandis que lesmesures d’épaisseur ont été effectuées à l’aide d’un aspérimètre. Ce travail compare deux méthodes demesure d’épaisseur : soit par répétitions aléatoires de positionnement de l’aspérimètrelelongd’untransect perpendiculaire au sens de progression de la moissonneuse, soit par répétitions côte à côte. Untest du nombre de mesures d’épaisseur a été réalisé pour connaître l’espacement maximal à conserverpour réaliser une estimation précise. Les résultats montrent qu’il est préférable de réaliser les mesuresd’épaisseur des résidus sur l’intégralité d’un transect de moissonneuse pour estimer avec précision cetteinformation, et qu’il faut maintenir 100 mesures d’épaisseur pour conserver une estimation proche de lamesure d’épaisseur de référence, l’espacement entre deux mesures ne devant pas excéder 6 cm. Parailleurs, ce travail montre qu’il est possible d’obtenir une approximation de la biomasse présente auchamp avec une bonne qualité d’estimation, en retenant qu’un millimètre d’épaisseur de résidureprésente 50 g MS.m 2.

Selected papers of the 8th International RILEM PhD Workshop held in 2016, Marne-la-Vallée, FRANCE, 26-/09/2016 - 27/09/2016; Civil engineering structures and historical buildings can suffer from corrosion of the embedded reinforcing steel once the concrete cover is totally carbonated and/or when chloride ions have reached the steel/concrete interface. In practice, these two types of contamination can be encountered separately or combined requiring implementation of proper repair methods. In this research, carbonated and chloride-contaminated reinforced concrete specimens were studied by three main analysis means: electrochemical characterizations, Raman microspectrometry and scanning electron microscopy (SEM). The specimens were contaminated in a two-step process involving addition of chlorides followed by carbonation of the complete cover. Electrochemical chloride extraction (ECE) was then performed as a repair treatment (1 A/m2 of steel surface during 8 weeks). The efficiency of the treatment and its impact on the steel/concrete interface and cement matrix were studied during the treatment, after steel depolarization and on the long term (several months) in order to evaluate the durability of the treatment. Electrochemical characterizations showed an increase of corrosion rates comparing the specimens after fabrication and after carbonation (from a negligible level of 0.1 µA/cm2 to values in excess of 10 µA/cm2). SEM observations confirmed this significant increase with the identification of a corrosion layer on most of the steel/concrete interface after carbonation. The ECE efficiency was evidenced by a decrease of chloride content below the practical threshold value of 0.4% by weight of cement after a two weeks treatment. Simultaneously a realkalisation ring was observed around the reinforcement bar having a diameter of about 1 cm after four weeks. Results obtained after depolarization showed that a two weeks ECE treatment allowed the stabilization of the corrosion state of the rebar.

Planning and transport engineering have for a long time considered pathways and lanes as continuous lines connecting a point A to a point B. In terms of transport, those points are considered as places located in the space-time, while the link between them is considered as a “no-place” that should be reduced in terms of travel time or distance. This transport and mobility representation does not take into consideration the reality of pathways’ territorial thickness. The latter relates on the first hand to the multiplicity of activities, temporalities and representations that are overlaid on each other like a palimpsest. On the other hand, thinking in terms of lines is quite reductive. It denies the fact that a line has a thickness that includes a part of the crossed territory on both sides of the line itself. This paper will contribute first to define the territorial thickness of pathways or lanes. It will distinguish between vertical and horizontal thickness. Then, the text will explore methods to identify and characterize it. Finally, through two case studies in Algeria, we will show how transport planning at local as well as regional scales denies this thickness and disturbs lanes and pathways systems. La planificación y la ingeniería de la movilidad han considerado al camino como una simple línea continua que conecta un punto A con un punto B. En términos de transporte, estos puntos son concebidos como lugares situados en el espacio-tiempo, mientras que su conexión sería un no-lugar que es necesario reducir en tiempo de recorrido y/o distancia. Esta representación, relacionada con la movilidad, no refleja la realidad del camino ni su espesor territorial. En cambio, él implica a una multiplicidad de actividades, temporalidades y representaciones que se superponen, como un palimpsesto, y lo hacen un lugar como cualquier otro. Entonces, la línea es solo una representación que no refleja la realidad, ya que ésta incluye porciones del territorio a ambos lados del camino. El artículo contribuye primero distinguir entre espesor vertical y horizontal. Luego, explora algunos métodos de identificación y caracterización del espesor, que toman a la escala local y al caminar como referencias, y que muestran la dificultad de delimitarlo en diferentes escalas. El texto se articula a través de dos casos en Argelia, que muestran cómo la planificación del transporte, a escala nacional y regional, niega este espesor territorial y perturba los sistemas de caminos a escala local.

For some Lamb modes propagating in plane structures, the group velocity vanishes while the phase velocity remains finite. These modes are associated with local and narrow resonances and are sensitive to thickness, elastic properties and boundary conditions. Laser ultrasound techniques are well suited to generate and detect these resonances. In the first part of this thesis, spatial optimization of laser sources (Top-Hat and Gaussian beam, rectangular and Gaussian ring produced by an axicon-lens system) are studied in order to enhance the generation of a Lamb mode at wavelength λ. Optimal radius of a Gaussian beam is demonstrated to be λ/π. Theoretical results are shown to be in a good agreement with semi-analytical simulation and experimental results performed in a Duralumin plate at the S1S2-ZGV mode frequency. The second part of this work is dedicated to the use of ZGV resonances for the inspection of bonded plates. Trilayers are described by rheological model where interfaces are modelized by stiffnesses. The sensitivity of ZGV frequencies to the interfacial stiffnesses as well as adhesive layer parameters has been studied. Stiffnesses and adhesive thickness maps have been extracted from ZGV resonance measurements. In addition, ZGV mode measurements have been shown to allow the differenciation of controled bond strengh samples; Les structures planes supportent la propagation de modes de Lamb, dont certains présentent une vitesse de groupe nulle et une vitesse de phase finie. Ces modes ZGV, favorablement engendrés et détectés par ultrasons laser, donnent lieu à des résonances locales étroites qui sont sensibles à l'épaisseur, aux propriétés élastiques et aux conditions de surface. Dans le premier volet de cette thèse, l'optimisation spatiale de la source laser (Faisceau rectangle ou Gaussien, anneau à profil rectangle ou Gaussien obtenu à l'aide d'un axicon) est étudiée afin d'améliorer la génération d'un mode de Lamb de longueur d'onde λ. Il est démontré que le rayon optimal d'un faisceau Gaussien est égal à λ/π. Les résultats théoriques sont en bon accord avec les simulations semi-analytiques et les mesures réalisées à la fréquence du mode ZGV S1S2 dans une plaque de Duralumin. Le second volet est dédié au contrôle de plaques collées par résonance ZGV. Ces structures sont décrites par un modèle rhéologique adhésif faisant intervenir des raideurs d'interface. La sensibilité des fréquences ZGV aux paramètres de la couche d'adhésif et aux raideurs d'interface est étudiée. La mesure des résonances ZGV a conduit à l'obtention des cartes de raideurs et d'épaisseur de colle. Elle a également permis de différencier des assemblages à tenue mécanique contrôlée

This work focuses on the exo- and endostructural crowns variations of maxillary and mandible permanent teeth of Neandertals and modern Humans. It integrates three fields of investigation using high-resolution imaging (e.g. μCT-scan) and the third dimension applied in canines (excepted 3D geometric morphometrics), premolars and molars. One of these fields relates to the 3D enamel thickness and the 3D tissues proportion, the second concerns outer enamel surface and enamel-dentine junction shapes (3D geometric morphometrics), and the third concerns the nonmetric traits at the outer enamel surface and enamel-dentine junction. This study includes a sample of 190 microtomographic Neandertal teeth, including unpublished microtomographic data of Hortus (Hérault, France) and Portel-Ouest (Ariège, France) teeth (n = 45), and microtomographic sample of 300 modern Humans teeth. The results show that 3D approach of dental crowns using microtomography data is very useful to distinguish Neandertals from modern Humans in terms of 3D enamel thickness and tissues proportions (except for the M1 / M1), as well as in terms of the EDJ marginal edge shape, for the majority of studied teeth. Moreover, differences of tissues organization in crowns were observed within the Neandertal sample, between the Krapina specimens, that can be considered as a group of early Neandertals (MIS 5e, approx. 130 ka), and the Hortus and Portel specimens, that can be considered as a group of least Neandertals (MIS 3, approx. 44 ka) and show a tissues organization of dental crowns more similar to modern Humans. This suggests a significant geographic or diachronic inter-group variation among Neandertals that seems to relate endostructural reorganization of the coronary tissues to the reduction of the absolute volume of dental crowns.; Ce travail de thèse porte sur la variation exo- et endostructurale des couronnes des dents permanentes du maxillaire et de la mandibule chez les Néandertaliens et les Hommes modernes. Il intègre trois champs d’investigation faisant appel à l’imagerie a haute-résolution (e.g. μCT-scan) et a la 3eme dimension appliquées sur les canines, les prémolaires et les molaires. L’un de ces champs concerne l’épaisseur et la proportion de l’email 3D, le deuxième concerne la forme de la surface externe de l’email et de la jonction email-dentine (morphométrie géométrique 3D) et le dernier concerne les traits non métriques a la surface externe de l’email et à la jonction email-dentine. Cette étude comprend un échantillon microtomographique de 190 dents néandertaliennes, incluant les données inédites des dents de l’Hortus (Hérault, France) et du Portel-Ouest (Ariège, France) (n=45), et de 300 dents d’Hommes modernes. Les résultats montrent que l’approche 3D des couronnes dentaires au moyen de la microtomographie s’avère être très utile pour distinguer les Néandertaliens des Hommes modernes en termes d’épaisseur et de proportion d’email 3D pour la majorité des dents étudiées, a l’exception des M1/M1 et de la forme 3D du contour marginal de la JED de la majorité des dents. De plus, des différences dans l’organisation des tissus des couronnes ont été observées au sein de l’échantillon des Néandertaliens entre les spécimens de Krapina, pouvant être considères comme des premiers représentant de ce taxon (SIM5e, env. 130 ka) et ceux de l’Hortus et du Portel, pouvant être considérés comme des derniers représentants (SIM3, env. 44 ka) et dont l’organisation des tissus des couronnes dentaires se rapproche de celle des Hommes modernes. Cela suggère une importante variation intergroupe chez les Néandertaliens d’ordre géographique ou diachronique, lequel se traduirait par une réorganisation endostructurale des tissus coronaires en lien avec la réduction du volume absolu des couronnes dentaires.

L’objectif de cet article est l’étude de l’influence de l’épaisseur sur le coefficient de dilatation thermique de la tôle AlMgSi. Les résultats obtenus dépendent fortement de l’épaisseur. Les courbes dilatométriques varient d’une direction à une autre. Il y a présence d’une anisotropie dont l’intensité dépend de l’épaisseur et de la direction de mesure. L’échantillon prélevé selon la direction Y et dont l’épaisseur est de 1.15mm présente une dilatation faible devant les autres. Ce comportement le rend intéressant dans le domaine industriel.

Homology theory formalizes the concept of hole in a space. For a given subset of the Euclidean space, we define a sequence of homology groups, whose ranks are considered as the number of holes of each dimension. Hence, β0, the rank of the 0-dimensional homology group, is the number of connected components, β1 is the number of tunnels or handles and β2 is the number of cavities. These groups are computable when the space is described in a combinatorial way, as simplicial or cubical complexes are. Given a discrete object (a set of pixels, voxels or their analog in higher dimension) we can build a cubical complex and thus compute its homology groups. This thesis studies three approaches regarding the homology computation of discrete objects. First, we introduce the homological discrete vector field, a combinatorial structure which generalizes the discrete gradient vector field and allows us to compute the homology groups. This notion allows us to see the relation between different existing methods for computing homology. Next, we present a linear algorithm for computing the Betti numbers of a 3D cubical complex, which can be used for binary volumes. Finally, we introduce two measures (the thickness and the breadth) associated to the holes in a discrete object, which provide a topological and geometric signature more interesting than only the Betti numbers. This approach provides also some heuristics for localizing holes, obtaining minimal homology or cohomology generators, opening and closing holes. La théorie de l’homologie formalise la notion de trou dans un espace. Pour un sous-ensemble de l’espace Euclidien, on définit une séquence de groupes d’homologie, dont leurs rangs sont interprétés comme le nombre de trous de chaque dimension. Ainsi, β0, le rang du groupe d’homologie de dimension zéro, est le nombre de composantes connexes, β1 est le nombre de tunnels ou anses et β2 est le nombre de cavités. Ces groupes sont calculables quand l’espace est décrit d’une façon combinatoire, comme c’est le cas pour les complexes simpliciaux ou cubiques. À partir d’un objet discret (un ensemble de pixels, voxels ou leur analogue en dimension supérieure) nous pouvons construire un complexe cubique et donc calculer ses groupes d’homologie. Cette thèse étudie trois approches relatives au calcul de l’homologie sur des objets discrets. En premier lieu, nous introduisons le champ de vecteurs discret homologique, une structure combinatoire généralisant les champs de vecteurs gradients discrets, qui permet de calculer les groupes d’homologie. Cette notion permet de voir la relation entre plusieurs méthodes existantes pour le calcul de l’homologie et révèle également des notions subtiles associées. Nous présentons ensuite un algorithme linéaire pour calculer les vi nombres de Betti dans un complexe cubique 3D, ce qui peut être utilisé pour les volumes binaires. Enfin, nous présentons deux mesures (l’épaisseur et la largeur) associées aux trous d’un objet discret, ce qui permet d’obtenir une signature topologique et géométrique plus intéressante que les simples nombres de Betti. Cette approche fournit aussi quelques heuristiques permettant de localiser les trous, d’obtenir des générateurs d’homologie ou de cohomologie minimaux, d’ouvrir et de fermer les trous. La teoría de la homología formaliza la noción de agujero en un espacio. Dado un subconjunto del espacio Euclídeo, se define una secuencia de grupos de homología, cuyos rangos se consideran el número de agujeros de cada dimensión. Así, β0, el rango del grupo de homología de dimensión 0, es el número de componentes conexas, β1 es el número de túneles o asas y β2 es el número de cavidades. Estos grupos son calculables cuando el espacio es descrito de manera combinatoria, como ocurre con los complejos simpliciales o cúbicos. También, dado un objeto discreto (un conjunto de píxeles, vóxeles o elementos de dimensión superior), podemos construir un complejo cúbico y así calcular sus grupos de homología. Esta tesis estudia tres enfoques relativos al cálculo de la homología en los objetos discretos. En primer lugar, introducimos el campo de vectores discreto homológico, una estructura combinatoria que generaliza el campo de vectores gradiente discreto y que permite calcular los grupos de homología. Este concepto permite ver la relación entre varios métodos existentes para el cálculo de la homología. Posteriormente presentamos un algoritmo lineal para calcular los números de Betti de un complejo cúbico 3D, y por tanto, de un volumen binario. Por último introducimos dos medidas (el espesor y la amplitud) asociadas a los agujeros de un objeto discreto, las cuales proporcionan una firma topológica y geométrica más interesante que simplemente los números de Betti. El cálculo de estas medidas además también aporta unas heurísticas para localizar los agujeros, obtener generadores de homología o cohomología mínimos, abrir o cerrar agujeros.

Homology theory formalizes the concept of hole in a space. For a given subset of the Euclidean space, we define a sequence of homology groups, whose ranks are considered as the number of holes of each dimension. Hence, β₀, the rank of the 0-dimensional homology group, is the number of connected components, β₁ is the number of tunnels or handles and β₂ is the number of cavities. These groups are computable when the space is described in a combinatorial way, as simplicial or cubical complexes are. Given a discrete object (a set of pixels, voxels or their analog in higher dimension) we can build a cubical complex and thus compute its homology groups.This thesis studies three approaches regarding the homology computation of discrete objects. First, we introduce the homological discrete vector field, a combinatorial structure which generalizes the discrete gradient vector field and allows us to compute the homology groups. This notion allows us to see the relation between different existing methods for computing homology. Next, we present a linear algorithm for computing the Betti numbers of a 3D cubical complex, which can be used for binary volumes. Finally, we introduce two measures (the thickness and the breadth) associated to the holes in a discrete object, which provide a topological and geometric signature more interesting than only the Betti numbers. This approach provides also some heuristics for localizing holes, obtaining minimal homology or cohomology generators, opening and closing holes., La teoría de la homología formaliza la noción de agujero en un espacio. Dado un subconjunto del espacio Euclídeo, se define una secuencia de grupos de homología, cuyos rangos se consideran el número de agujeros de cada dimensión. Así, β₀, el rango del grupo de homología de dimensión 0, es el número de componentes conexas, β₁ es el número de túneles o asas y β₂ es el número de cavidades. Estos grupos son calculables cuando el espacio es descrito de manera combinatoria, como ocurre con los complejos simpliciales o cúbicos. También, dado un objeto discreto (un conjunto de píxeles, vóxeles o elementos de dimensión superior), podemos construir un complejo cúbico y así calcular sus grupos de homología.Esta tesis estudia tres enfoques relativos al cálculo de la homología en los objetos discretos. En primer lugar, introducimos el campo de vectores discreto homológico, una estructura combinatoria que generaliza el campo de vectores gradiente discreto y que permite calcular los grupos de homología. Este concepto permite ver la relación entre varios métodos existentes para el cálculo de la homología. Posteriormente presentamos un algoritmo lineal para calcular los números de Betti de un complejo cúbico 3D, y por tanto, de un volumen binario. Por último introducimos dos medidas (el espesor y la amplitud) asociadas a los agujeros de un objeto discreto, las cuales proporcionan una firma topológica y geométrica más interesante que simplemente los números de Betti. El cálculo de estas medidas además también aporta unas heurísticas para localizar los agujeros, obtener generadores de homología o cohomología mínimos, abrir o cerrar agujeros., La théorie de l'homologie formalise la notion de trou dans un espace. Pour un sous-ensemble de l'espace Euclidien, on définit une séquence de groupes d'homologie, dont leurs rangs sont interprétés comme le nombre de trous de chaque dimension. Ainsi, β₀, le rang du groupe d'homologie de dimension zéro, est le nombre de composantes connexes, β₁ est le nombre de tunnels ou anses et β₂ est le nombre de cavités. Ces groupes sont calculables quand l'espace est décrit d'une façon combinatoire, comme c'est le cas pour les complexes simpliciaux ou cubiques. À partir d'un objet discret (un ensemble de pixels, voxels ou leur analogue en dimension supérieure) nous pouvons construire un complexe cubique et donc calculer ses groupes d'homologie.Cette thèse étudie trois approches relatives au calcul de l'homologie sur des objets discrets. En premier lieu, nous introduisons le champ de vecteurs discret homologique, une structure combinatoire généralisant les champs de vecteurs gradients discrets, qui permet de calculer les groupes d'homologie. Cette notion permet de voir la relation entre plusieurs méthodes existantes pour le calcul de l'homologie et révèle également des notions subtiles associées. Nous présentons ensuite un algorithme linéaire pour calculer les nombres de Betti dans un complexe cubique 3D, ce qui peut être utilisé pour les volumes binaires. Enfin, nous présentons deux mesures (l'épaisseur et la {largeur) associées aux trous d'un objet discret, ce qui permet d'obtenir une signature topologique et géométrique plus intéressante que les simples nombres de Betti. Cette approche fournit aussi quelques heuristiques permettant de localiser les trous, d'obtenir des générateurs d'homologie ou de cohomologie minimaux, d'ouvrir et de fermer les trous.

Cette étude porte sur des dépôts de couches minces dures de chrome élaborées par pulvérisation cathodique (PVD) et leur caractérisation. Des films de chrome ont été préparés par pulvérisation RF. L’influence de l’épaisseur des films, de la puissance appliquée à la cible sur les contraintes résiduelles a été étudiée. L’analyse des contraintes résiduelles par le dispositif des anneaux de Newton, pour différentes épaisseurs, montre l’existence d’un pic de contraintes entre 170 et 200 nm et ce pour une puissance de l’ordre de 200 W. Ce qui vérifie d’une part les résultats obtenus lors de précédentes études sur CrN, BN, AlN ou ZrBN et d’autre part, le modèle de croissance proposé par Nouveau et all. [1].

This research aims to evaluate adaptation of two contrasting sorghum genotypes to flooding: a landrace from Cameroon described as a “floating sorghum” (Wulaga) and a typical dryland improved variety (Cirad437) from Burkina Faso. Anatomical and morphological features of the basal internodes were quantified in control conditions (drained pots) and long-term flooded conditions from the five-leaf stage for the entire cropping cycle. This study revealed that the Wulaga variety expressed aerenchyma in basal internodes in both control and flooded treatments (constitutive aerenchyma) whereas Cirad437 only developed aerenchyma in flooded conditions (inducible aerenchyma). The level of lignification and epidermis thickness of basal internodes was identical for the two varieties and the two treatments, suggesting that lignin does not contribute to the enhancement of a tight barrier against O2 losses. However, Cirad437 showed shorter and larger internodes in flooded conditions while Wulaga did not show any difference between the two conditions. Results indicate the existence of diversity in adaptive response to flooded conditions for the two varieties. Further studies on phenotypic traits associated with phenology, leaf traits, root traits and yield components, are needed to confirm these preliminary results and to explore a broader range of genetic diversity that could be used for future sorghum breeding programs designed for flood-prone environments. (Resume d'auteur)

Cette étude porte sur des dépôts de couches minces dures de chrome élaborées par pulvérisation cathodique (PVD) et leur caractérisation. Des films de chrome ont été préparés par pulvérisation RF. L’influence de l’épaisseur des films, de la puissance appliquée à la cible sur les contraintes résiduelles a été étudiée. L’analyse des contraintes résiduelles par le dispositif des anneaux de Newton, pour différentes épaisseurs, montre l’existence d’un pic de contraintes entre 170 et 200 nm et ce pour une puissance de l’ordre de 200 W. Ce qui vérifie d’une part les résultats obtenus lors de précédentes études sur CrN, BN, AlN ou ZrBN et d’autre part, le modèle de croissance proposé par Nouveau et all. [1]

Modulated photothermal radiometry, a remote non-intrusive technique, was used to measure the thickness and the thermal diffusivity of a metal plate and to characterize a layer on a substrate. A thermal model of 3D heating was developed with considering the thermal exchange by convection for a plate and the thermal resistance of the interface for a layer on a substrate. The sensibility analysis and the multi-parameter studies on the phase shift were performed by the code developed with the Matlab software. Simple formulas were obtained to determine the thickness and the thermal diffusivity of a plate and the ratio of the thermal effusivities for a layer on a substrate. The obtained formulas were experimentally validated for 100 μm - 500 μm plate thickness of various metals (stainless steel 304L, nickel, titanium, tungsten, molybdenum, zinc and iron). The uncertainty of the measurements was lower than 10 % for thickness and lower than 15 % for thermal diffusivity determination. The same technique was applied in the study on Zircaloy-4 cladding that may be of particular interest for the nuclear industry. It was found that the presence of the oxide layer of some μm thickness had practically no effect on the thickness and the thermal diffusivity measurements of Zircaloy-4 cladding. However, the observed effect of a phase shift on high frequency (> 1kHz) may open new perspectives and widen the field of the method application for semi-transparent layers and for very thin layers (of less than μm thickness).; L'objectif de nos études est d’appliquer la technique de radiométrie photothermique modulée, technique non intrusive et applicable à distance, pour d’une part, mesurer l'épaisseur et la diffusivité thermique d'une plaque, et d’autre part, caractériser une couche sur un substrat. Un modèle thermique du chauffage 3D a été développé avec prise en compte de l’échange thermique par convection dans le cas d'une plaque, et de la résistance thermique de l'interface dans le cas d'une couche sur un substrat. Une analyse de sensibilité des paramètres sur le déphasage et des études multiparamétriques ont été réalisées à l'aide d'un code de calcul développé sous Matlab. Des formules simples ont ainsi été déterminées pour mesurer l'épaisseur et la diffusivité thermique d'une plaque ainsi que le rapport des effusivités thermiques dans le cas d'une couche sur un substrat. Les formules établies pour les plaques ont été validées expérimentalement sur des plaques d’épaisseur variant de 100μm à 500μm pour différents métaux : inox 304L, nickel, titane, tungstène, molybdène, zinc et fer. L’incertitude de ces déterminations est inférieure à 10% pour l'épaisseur et inférieure à 15% pour la diffusivité thermique. La technique a ensuite été appliquée à des gaines de Zircaloy-4, qui représentent une application très intéressante dans le domaine du nucléaire : les résultats montrent que la présence de la couche d'oxyde, d’épaisseur quelques μm, n'a que très peu d’influence sur les déterminations de l'épaisseur et de la diffusivité thermique du Zircaloy-4. Le comportement du déphasage à hautes fréquences (> 1 kHz) ouvre de plus de nouvelles perspectives, avec la possibilité d’étendre le domaine d’application de la méthode aux couches semi-transparentes et aux couches très minces (inférieures au μm).

La sécheresse constitue le principal stress abiotique limitant la production et la stabilité des rendements chez le riz (Oryza sativa) tant pour le riz pluvial que pour celui produit en altitude. Les systèmes radiculaires jouent un rôle important en matière de résistance à la sécheresse. L'introduction de critères de sélection pour les racines en vue d'améliorer la résistance à la sécheresse est rendue difficile en raison de l'absence de techniques de sélection efficaces et fiables. À l'aide d'un dispositif à deux couches (cire-pétrole) simulant des couches de sol compactées, certaines caractéristiques des racines ont été évaluées chez une population de lignées haploïdes doublées (HD) dérivées d'un croisement entre 'IR64' et 'Azucena'. Douze possibles QTL (" quantitative trait loci ") ont été détectés par cartographie d'intervalles. Ceux-ci comprenaient quatre QTL pour l'aptitude à pénétrer, quatre pour l'épaisseur des racines, deux pour le nombre de racines pénétrées et deux pour le nombre total de racines. Entre 8,4 % et 16,4 % de la variation phénotypique pouvait être attribuée à ces QTL individuellement. Aucun QTL n'a été détecté par cartographie d'intervalles pour la longueur maximale de pénétration racinaire. Un QTL localisé entre RG104 et RG348 affectait à la fois l'aptitude à la pénétration et l'épaisseur des racines. Les QTL pour l'aptitude à pénétrer et pour l'épaisseur ont été comparés chez deux populations ('IR64'-'Azucena' et 'C039'-'Moroberekan') dans diverses conditions. Les QTL reproductibles pourraient être employés pour la sélection assistée de racines profondes et épaisses ayant une grande aptitude à la pénétration du sol.

Thin films deposited on silicon substrates are very common especially in microelectronic applications. The physical properties expected for these types of structures depend on the properties of the layer. Therefore, it is essential to know elastic parameters and thickness of the films considered. Furthermore, some layer defects detection is often required. The aim of this work was to contribute to the characterization of structures composed of a single layer deposited on a substrate. For this, laser ultrasonics offers many advantages since it is nondestructive and non-contact method. Surface acoustic waves excited in a frequency range up to 45 MHz are used. Analytical models have been developed and experimental results have also been compared with some finite element simulations. More specifically, we have shown that it was possible to obtain the thickness of the layer and all elastic parameters of both substrate and layer. In addition, we have been interested in the detection of various defects with a broadband and quasi-monochromatic excitation. Original results concerning the effect of a lack of layer with a specific geometry on the first Rayleigh mode or even adhesion problems were presented. Concerning this last point, an innovative method to tell difference between high and low adhesion was introduced.; Les dépôts effectués sur substrats de silicium sont très courants notamment dans le domaine de la microélectronique. Les propriétés physiques recherchées pour ce type de structures dépendent fortement de celles de la couche. Il apparaît donc essentiel de connaître les paramètres élastiques ainsi que l’épaisseur des films considérés. De plus, la détection de certains défauts concernant la couche est souvent recherchée. L’objectif de ce travail a été de contribuer à la caractérisation de structures du type couche sur substrat. Pour cela, les ultrasons-lasers présentent de nombreux avantages puisqu’ils autorisent entre autres leur contrôle non destructif sans contact. Les ondes acoustiques de surface dans une gamme de fréquence s’étendant jusqu’à 45 MHz ont été utilisées. Nous avons développé différents modèles analytiques et les résultats expérimentaux ont aussi été comparés à certaines simulations par éléments finis. Plus particulièrement, nous avons montré qu’il était possible d’obtenir l’ensemble des paramètres élastiques du substrat et de la couche ainsi que l’épaisseur de cette dernière. Par ailleurs, nous nous sommes aussi intéressés à la détection de certains défauts en régime impulsionnel mais aussi quasi-monochromatique. Des résultats originaux concernant l’effet d’une absence de couche de forme déterminée sur le premier mode de Rayleigh ou bien encore de problèmes d’adhésion ont été présentés. Sur ce dernier point, une méthode innovante permettant de distinguer un fort niveau d’adhésion d’un faible a aussi été introduite.

Des zones de rendements homogènes ont été identifiées sur deux parcelles adjacentes de l’ordre de 50 ha chacune localisées sur la commune de Villamblain dans le Loiret. Le zonage a été réalisé selon deux approches à partir de mesures sur 11 années de rendements du blé et du maïs effectuées à l’aide de capteurs embarqués sur les machines de récoltes. La première approche de zonage est basée sur une analyse fréquentielle que nous avons dénommé AFQ dans ce mémoire, et la seconde approche est basée sur une analyse géostatistique mutivariable connue sous le nom d’analyse factorielle krigeante (AFK). Dans un premier temps et dans les deux cas, on parvient à obtenir des zones présentant des rendements moyens différents et de tailles suffisantes pour qu’elles soient envisagées comme des unités de gestion différenciées pour l’agriculteur. Toutefois, les résultats révèlent que le zonage par AFK paraît notamment mieux approprier dans le cas d’une culture systématiquement irriguée pour laquelle le zonage établi par AFQ est d’avantage influencé par la méthode d’irrigation. Le zonage selon l’approche AFK semble donc plus générique, il demeure néanmoins moins facile à mettre en oeuvre comparativement à l’approche par AFQ qui est plus intuitive. Dans un second temps, en utilisant une carte pédologique détaillée de la parcelle établie antérieurement, on montre que le zonage établi par les deux approches est en adéquation avec le type de sol, son épaisseur et sa réserve utile potentielle. Ce constat ouvre de nombreuses perspectives en ce qui concerne l’utilisation des cartes de zones de rendements homogènes., Homogeneous yield areas were identified on two adjacent plots of about 50 ha each, in the centre France. The zoning was done using two approaches based on measurements of 11-year yields of wheat and maize made using onboard sensors of harvest machines. The first zoning approach is based on a frequency analysis referred as FQA in this work, and the second approach is based on a multivariate geostatistical analysis known as factorial kriging analysis (FKA). Both approaches lead to areas with average yields statistically different and sufficient sizes for them to be considered as differentiated management units for farmers. However, the results show that the FKA zoning seems more appropriate in the case of a systematically irrigated crop for which the zoning established by FQA is more influenced by irrigation method. Zoning according to FKA approach seems more generic, it nevertheless remains less easy to implement compared to the FQA approach which is much more intuitive. In addition, this work revealed that the zoning established by the two approaches is consistent with soil type, its thickness and its potential available water content. This finding opens many perspectives regarding the use of maps of homogeneous yield areas.

Dans le projet cadre du projet CAREX de l’INRA, le travail présenté dans ce document a pour objectif d’étudier et de comparer deux approches (non spatial et spatial) de spatialisation de l’épaisseur du sol (variable d’intérêt), à partir de mesures de la résistivité électrique du sol (variable auxiliaire). Une prospection électrique a été réalisée sur l’ensemble du site expérimental de l’INRA d’Epoisses à partir du dispositif tracté ARP, qui mesure la résistivité pour trois profondeurs d’investigation. Une analyse en composantes principales des trois voies de résistivité montre que le premier facteur (PC1) représente 85 % de la variance. L’approche non spatiale repose sur deux modèles de régression linéaire simple qui utilisent soit la voie 3 de la prospection électrique - voie la mieux corrélée à l’épaisseur de sol – soit PC1, comme variables explicatives dans la modélisation et la spatialisation de la variable d’intérêt. L’approche spatiale utilise soit PC1, soit ses basses fréquences (S2-PC1), comme dérive externe dans le krigeage de la variable d’intérêt. Les résultats obtenus montrent que seule l’approche spatiale (en particulier le krigeage avec S2-PC1 comme dérive externe) permet de reproduire tout le spectre de variation mesurée dans le jeu de donnée initial. Elle fournit également des cartes présentant un aspect plus lisse, plus contrasté avec des zones homogènes plus larges facilitant leur usage., In the framework of CAREX project, this work aims at studying and comparing two approaches (spatial and non-spatial) to map the soil depth (the target variable) from the soil electrical resistivity (the auxiliary variable). Therefore, an electrical resistivity survey was performed by the ARP mobile device throughout the experimental site of INRA Epoisses. A principal component analysis of the three arrays of electrical resistivity measurements demonstrated that the first principal component (PC1) accounted for 85 % of the total variance. The non-spatial approach was based on two simple linear regression models considering the third electrical resistivity array – that is the best correlated with the soil thickness - or PC1, as independent variables to model and map the target variable. The spatial approach, considers PC1 and its low frequencies (S2-PC1) respectively, as an external drift in kriging of the target variable. The results have shown that the spatial approach (especially kriging with S2-PC1 as an external drift) allowed reproducing the full spectrum of variation measured in the training data. In addition, the spatial approach provided more realistic maps compared to the statistical approach. Indeed, these maps are more contrasted with a smooth aspect and with larger homogeneous areas and would then be helpful for management at the plot scale.

The lead zirconate titanate PbZrTiO3 (PZT) of perovskite structure are widely used in the electronics industry due to their excellent dielectric and electromechanical properties. The current context of technological innovation is the miniaturization and lightening of products while ensuring greater reliability. Today is the era of nanotechnology and at this scale, the effects of interface Electrode/Ferroelectric on the properties of the structures classically called MIM (Metal/Insulator/Metal) become substantial. This thesis aims at studying these effects on the properties of PZT thin films deposited by rf magnetron sputtering. The study is based on modeling of the MIM structure as capacitances in series : the ferroelectric capacitance and those of non-ferroelectric interfaces. Experimental investigations have shown that size effects are caused by the interface effects that are the manifestation of the interface capacitance charged by an internal potential. The nature [oxide (LaNiO3) or metal (Pt)] of the top electrode has a significant influence in terms of size effects (on the parameters εr, Ec, d33eff) while the bottom one mainly affects the microstructure of the PZT layer. LNO (a perovskite oxide) is a promising material for limiting the interface effects. The ferroelectric fatigue which is correlated with size effects is a consequence of degradation of the interface. The LNO/PZT/LNO structure has good fatigue endurance and is less prone to size effects. A modeling of fatigue has been proposed from experimental data. The final stage of this thesis has highlighted the effect of the nature of the substrate on the growth mode and the electrical properties of PZT films.; Les titano-zirconate de plomb PbZrTiO3 (PZT) de structure pérovskite sont largement utilisés dans l'industrie de l'électronique en raison de leurs excellentes propriétés diélectriques et électromécaniques. Le contexte actuel de l'innovation technologique est la miniaturisation et l'allègement des produits tout en en garantissant une fiabilité accrue. Aujourd'hui, nous sommes dans l'ère de la nanotechnologie et à cette échelle les effets d'interface Electrode/Ferroélectrique sur les propriétés des structures appelées classiquement MIM (Métal/Isolant/Métal) deviennent substantiels. L'objectif de cette thèse est d'étudier ces effets sur les propriétés des couches minces de PZT déposées par pulvérisation cathodique rf magnétron. L'étude est basée sur la modélisation de la structure MIM comme des capacités en série : la capacité ferroélectrique et celles des interfaces non ferroélectriques. Les investigations expérimentales ont montré que les effets d'épaisseur sont causés par les effets d'interface qui sont la manifestation de la capacité d'interface chargée par un potentiel interne. La nature [oxyde (LaNiO3) ou métal (Pt)] de l'électrode supérieure a une influence significative en termes d'effets d'épaisseur (sur les grandeurs εr, Ec, d33eff) tandis que celle inférieure conditionne principalement la microstructure de la couche de PZT. Le LNO (un oxyde pérovskite) se révèle un matériau prometteur pour limiter les effets d'interface. La fatigue ferroélectrique qui s'est avérée en corrélation avec les effets d'épaisseur est une conséquence de la dégradation de l'interface. La structure LNO/PZT/LNO a une bonne endurance à la fatigue et est moins encline aux effets d'épaisseur. Une modélisation de la fatigue a été proposée à partir des données expérimentales. L'ultime étape de cette thèse a mis en exergue l'effet de la nature du substrat sur le mode de croissance et les propriétés électriques des films de PZT.

Thèse de doctorat en Electronique, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, 10 novembre; The deposition of thin layers on substrates is more and more required in many applications. For example, to reach high technical performance, bumpers or other parts are nickeled to improve their impermeability and resistance. Another example in microelectronics is the realization of transistors found in LCDs where they are associated with each pixel. The use of these layer/substrate structures is growing, so the importance of having non-destructive techniques to monitor and characterize them is well understood. The point in using ultrasonic waves for non-destructive testing and evaluation of various materials and structures is well known. In this work, the aim was to use guided waves to monitor and to characterize plaque-like structures. The main advantage of using these modes lies in their ability to test very large areas and inaccessible structures. For the generation and detection of guided waves, the laser ultrasonics technique was preferred. It is a broadband and non contact method which doesn't imply the use of coupling medium and which can be adapted to complex geometries. To take full advantage of this technique, it has been combined with neural networks in order to solve the inverse problem posed by the propagation of guided waves. As a result, an original, e cient and polyvalent characterization method has been obtained, which allowed us to determine the geometric properties and / or the elastic parameters of di erent plate-like structures. Structures made of silicon have been studied with this method. Finite element simulations and studies concerning the in uence of defects, including adhesion, on the waves propagation are also presented.; La réalisation de couches minces déposées sur substrats est très recherchée dans de nombreuses applications. C'est le cas par exemple des pièces nickelées destinées à des dispositifs à hautes performances techniques, où une couche anti-corrosion est déposée a n d'améliorer leur imperméabilité. L'utilisation de ces structures du type couche sur substrat étant grandissante, on comprend dès lors l'importance de disposer de moyens non destructifs permettant de les contrôler et de les caractériser. Dans ce travail, l'objectif a été de mettre à pro t les ondes acoustiques guidées pour le contrôle et la caractérisation de structures du type plaque. Pour la génération et la détection de ces ondes guidées, la technique laser-ultrasons a été privilégiée. C'est une méthode large bande et sans contact permettant d'éviter l'utilisation d'un milieu de couplage ou tout contact direct avec la structure et pouvant s'adapter à des géométries complexes. Pour tirer pro t au maximum de l'utilisation de cette technique, des réseaux de neurones lui ont été associés a n de résoudre le problème inverse posé par les ondes de plaque. Une méthode de caractérisation originale, e cace et polyvalente a ainsi été mise en oeuvre, permettant de déterminer les propriétés géométriques et/ou mécaniques de plaques simples ou de structures à couches. Des structures composées de silicium ont plus particulièrement été étudiées par le biais de cette méthode. Des simulations éléments nis, ainsi que des études sur certains défauts présents dans les couches minces, comme l'adhérence, sont présentées.

Thèse de doctorat en Electronique, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, 10 novembre; The deposition of thin layers on substrates is more and more required in many applications. For example, to reach high technical performance, bumpers or other parts are nickeled to improve their impermeability and resistance. Another example in microelectronics is the realization of transistors found in LCDs where they are associated with each pixel. The use of these layer/substrate structures is growing, so the importance of having non-destructive techniques to monitor and characterize them is well understood. The point in using ultrasonic waves for non-destructive testing and evaluation of various materials and structures is well known. In this work, the aim was to use guided waves to monitor and to characterize plaque-like structures. The main advantage of using these modes lies in their ability to test very large areas and inaccessible structures. For the generation and detection of guided waves, the laser ultrasonics technique was preferred. It is a broadband and non contact method which doesn't imply the use of coupling medium and which can be adapted to complex geometries. To take full advantage of this technique, it has been combined with neural networks in order to solve the inverse problem posed by the propagation of guided waves. As a result, an original, e cient and polyvalent characterization method has been obtained, which allowed us to determine the geometric properties and / or the elastic parameters of di erent plate-like structures. Structures made of silicon have been studied with this method. Finite element simulations and studies concerning the in uence of defects, including adhesion, on the waves propagation are also presented.; La réalisation de couches minces déposées sur substrats est très recherchée dans de nombreuses applications. C'est le cas par exemple des pièces nickelées destinées à des dispositifs à hautes performances techniques, où une couche anti-corrosion est déposée a n d'améliorer leur imperméabilité. L'utilisation de ces structures du type couche sur substrat étant grandissante, on comprend dès lors l'importance de disposer de moyens non destructifs permettant de les contrôler et de les caractériser. Dans ce travail, l'objectif a été de mettre à pro t les ondes acoustiques guidées pour le contrôle et la caractérisation de structures du type plaque. Pour la génération et la détection de ces ondes guidées, la technique laser-ultrasons a été privilégiée. C'est une méthode large bande et sans contact permettant d'éviter l'utilisation d'un milieu de couplage ou tout contact direct avec la structure et pouvant s'adapter à des géométries complexes. Pour tirer pro t au maximum de l'utilisation de cette technique, des réseaux de neurones lui ont été associés a n de résoudre le problème inverse posé par les ondes de plaque. Une méthode de caractérisation originale, e cace et polyvalente a ainsi été mise en oeuvre, permettant de déterminer les propriétés géométriques et/ou mécaniques de plaques simples ou de structures à couches. Des structures composées de silicium ont plus particulièrement été étudiées par le biais de cette méthode. Des simulations éléments nis, ainsi que des études sur certains défauts présents dans les couches minces, comme l'adhérence, sont présentées.

This chapter describes the impact echo non-destructive test method. After a summary of the history of the development of the method, the basic physical phenomena underlying the method are presented. Then data analysis approaches and signal processing techniques, including time and frequency domain processing, are described. A description of the needed equipment and classical measurement configurations are reviewed. Finally classical applications of the impact echo method are summarized.

The classical way of assessing fatigue performance of bituminous materials is to study the loss of stiffness during constant amplitude sinusoidal loading test performed in laboratory. This kind of signal is different from the signal induced by traffic load in real pavement. The temperature, frequency, rest periods and shape of the waveform may affect the results of the fatigue test, and therefore the results of pavement thicknesses computation based on fatigue performances.The study presented in this paper focuses on the influence of the shape of the periodic signal, by comparing the fatigue performances derived from classical sinusoidal signal; to those resulting from more realistic signal as it can be measured by strain gauges in full-scale pavement structures. Some multi-peak signals are studied modeling the effect of two axles loading. The main parameter studied is the decrease of the load between the two loading peaks within one cycle. The Wöhler curves of the different multi-peak test results are compared to the classical sinusoidal loading.The study clearly shows that, for same loading amplitude, the two peaks signals are less damaging than the classical sinusoidal loading. Moreover, loading (or unloading) rate effect within the signals appears to affect fatigue life. Analytical analysis of signal aggressiveness is then proposed to take into account the signal shape complexity. Therefore the effect of the frequency is also explored showing fatigue life reduction with the increase of frequency. This last point confirms the increase of damage with the frequency and opens future prospects.

Colonic mucosal protection is provided by the mucus gel, mainly composed of mucins. Several factors can modulate the formation and the secretion of mucins, and among them butyrate, an end-product of carbohydrate fermentation. However, the specific effect of butyrate on the various colonic mucins, and the consequences in terms of the mucus layer thickness are not known. Our aim was to determine whether butyrate modulates colonic MUC genes expression in vivo and whether this results in changes in mucus synthesis and mucus layer thickness. Mice received daily for 7 days rectal enemas of butyrate (100 mM) versus saline. We demonstrated that butyrate stimulated the gene expression of both secreted (Muc2) and membrane-linked (Muc1, Muc3, Muc4) mucins. Butyrate especially induced a 6-fold increase in Muc2 gene expression in proximal colon. However, butyrate enemas did not modify the number of epithelial cells containing the protein Muc2, and caused a 2-fold decrease in the thickness of adherent mucus layer. Further studies should help understanding whether this last phenomenon, i.e. the decrease in adherent mucus gel thickness, results in a diminished protective function or not.