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The work of this thesis concerns the development of a model using the discrete element method, for the thermo-mechanical behavior of an aluminum alloy and its microstructural evolution when exposed to conditions of large deformations and/or high deformation rates (Friction StirWelding or FSW). Friction stir welding is a recent welding process invented in 1991 by "The welding Institute" (TWI). This process is different from the others by its ability to weld material in the viscous state, without reaching the melting point. The principle is relatively simple and similar to a milling process except that the cutting tool is replaced by a rotary tool composed of a pin and a shoulder. This process is of great interest in the aircraft industry because it offers the possibility to weld aluminum alloys 2XXX and 7XXX series, known to be difficult to weld by other processes. Since friction stir welding is a recent process, it still remains a subject of active research, to better understand certain issues such as material flow, influence of process parameters (rotation speed, tool shape, ...) and the modification of the microstructure. This last point is particularly important for structural hardening alloys such as those of the 2XXX and 7XXX series. For these aluminum alloys, the mechanical properties are highly dependent on their state of precipitation, which is itself influenced by the heat generated during thewelding. The optimization ofwelding parameters in order to obtain good mechanical properties requires the prediction of precipitation state along thewelded joint. Thework of this thesis is to develop required models at the scale of microstructure allowing to predict the modification of material properties related to the process parameters, Les travaux de cette thèse concernent le développement d’un modèle par éléments discrets du comportement thermo-mécanique d’un alliage d’aluminium et de son évolution microstructurale lorsqu’il est soumis à des conditions de grandes déformations et/ou de grandes vitesses de déformation (soudage par friction-malaxageou FSW). Le procédé de « soudage par friction malaxage » (Friction Stir Welding,FSW) est un procédé de soudage récent, inventé en 1991 par « The Welding Institute (TWI) ». Ce procédé se distingue des autres par sa capacité à souder la matière à l’état visqueux, sans atteindre le point de fusion. Le principe est relativement simple et comparable à une opération de fraisage, si ce n’est que l’outil coupant est remplacé par un outil malaxant composé d’un pion et d’un épaulement. Ce procédé revêt un fort intérêt pour l’industrie aéronautique, car il offre la possibilité de souder des alliages d’aluminium des séries 2XXX et 7XXX, réputés difficiles à souder par d’autres procédés.Le soudage par friction-malaxage étant un procédé récent, il demeure encore un sujet de recherche actif, pour mieux appréhender certains points comme l’écoulement de la matière, l’influence des paramètres du procédé (vitesse de rotation, forme de l’outil, ...)et la modification de la microstructure. Ce dernier point est particulièrement important pour les alliages à durcissement structural comme ceux des séries 2XXX et 7XXX. Pour ces alliages d’aluminium, les propriétés mécaniques dépendent étroitement de leur état de précipitation, lui-même influencé par l’apport de chaleur généré lors du soudage.L’optimisation des paramètres de soudage par rapport aux propriétés mécaniques passe obligatoirement par la prédiction de l’état de la précipitation le long du joint soudé. Le travail de la thèse vise à mettre en place des modèles à l’échelle de la microstructure permettant de prévoir la modification des propriétés de la matière liées aux paramètres du procédé.

Le bassin amazonien est le plus important bassin versant du monde par sa taille d’environ 6 000 000 km2 (≈ 5% des terres émergées) et son débit moyen annuel de 209 000 m3/s (Molinier et al., 1996). Il s’étend sur 7 pays, le Brésil, où se trouve 63% de sa superficie, le Pérou (16%), la Bolivie (12%), la Colombie (6%), l’Equateur (2%), le Venezuela et la Guyana (1%). Il abrite la plus grande forêt tropicale de la planète et un des plus riches écosystèmes connus (Turner, 2001). Pour ces raisons, compte tenu des enjeux liés au changement climatique et à la déforestation, la communauté scientifique internationale a déployé des efforts considérables dans les dernières années pour mieux comprendre les mécanismes climatiques dans cette région. Cependant les impacts du climat sur l’hydrologie restent un sujet peu abordé alors que se éveloppent de grands équipements le long de rivières (barrages hydroélectriques, hydrovias ou voies fluviales, etc) et que surviennent des événements extrêmes comme la seca de 2005. Ce manque est plus important encore dans les pays andins (Pérou, Bolivie, Colombie, Equateur) à cause principalement des difficultés d’accès aux données in situ et de la complexité géographique de cette région. Une vision globale du rôle du climat sur l’hydrologie du bassin amazonien faisant donc défaut, nous nous proposons de contribuer à combler cette lacune. Université Paris 6 - Pierre et Marie Curie LOCEAN (IPSL); Universidad Nacional Agraria La Molina (Perú) Tesis