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In order to understand the behavior of the materials with microstructure better, a set of experiments was conducted including four-point bending of specimens of different sample sizes and patterns of microstructure. Microstructure of the material was formed by introducing an array of circular holes into a homogenous material (aluminum).

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

Dans la lignée des travaux qui étudient la façon dont l’État gère ses groupes culturels, cet article se donne pour objectif de rendre compte de la complexité du processus de construction des catégories où les récits et les représentations de plusieurs acteurs s’entrelacent. À rebours d’une vision dichotomique de l’État vs les Nubien.ne.s, cet article vise à mettre en présence l’hétérogénéité d’acteur.trices (l’État, les chercheurs, les militant.e.s, les leaders associatifs, etc.) qui participent aux processus de catégorisation. Dans cette perspective, il propose d’étudier ce processus au croisement des problématiques de politisation et de dépolitisation, à savoir les lectures déconflictuelles, diffusées dans un contexte globalisé, donnant lieu à des processus de politisation à géométrie variable. À géométrie variable parce que ces processus dépendent des différentes interactions entre les divers acteurs, la circulation des récits et des travaux académiques, et la mise en place des espaces qui ne sont pas tous nécessairement politiques ; mais qui favorisent une prise de conscience et renforcent l’identification des individus. Comme nous le verrons dans cet article, les processus de catégorisation s’inscrivent dans une zone grise qui oscille entre reconnaissance et déni, politique et ‘apolitique’, donnant naissance à des stratégies d’appropriation, de négociation et de contestation. Pour ce faire, cet article analyse, d’abord, la façon dont l’intérêt aux enjeux patrimoniaux devient un instrument d’homogénéisation dont l’objectif est de déconflictualiser les rapports à l’État. Il examine ensuite les études ethnologiques portant sur la population nubienne et leur rôle dans la diffusion d’une image folklorique et parfois essentialiste de celle-ci. L’article retrace, ensuite, les tentatives de politisation à travers l’appropriation des catégories politiques (comme « indigènes » et « minorités ») afin de faire partie d’un discours global. Alors que ce discours émerge, à partir des années 2000, chez certain.e.s militant.e.s, les chercheurs contribuent aussi à ces processus de politisation en mobilisant davantage ces catégories dans leurs travaux. In line with works that study the way the state manages its cultural groups, this article aims to account for the complexity of the process of category construction on which the narratives and representations of several actors are intertwined. Reversing a dichotomous vision of the state vs. the Nubians, the article aims to highlight the heterogeneity of actors (the state, researchers, activists, associative leaders, etc.) who participate in the categorisation process. Using this perspective, it examines this process at the intersection of the issues of politicisation and depoliticisation, namely, the deconflicted readings, disseminated in a globalised context, giving rise to processes of politicisation with variable geometry. “Variable geometry” because these processes depend on the different interactions between the various actors, the circulation of narratives and academic works, and the setting-up of spaces that are not all necessarily political but that promote awareness and reinforce the identification of individuals. As we will see, the processes of categorisation are part of a grey zone that oscillates between recognition and denial, between political and “apolitical”, giving rise to strategies of appropriation, negotiation and contestation. To this end, the article first analyses the way in which interest in heritage issues becomes an instrument of homogenisation, the aim of which is to reduce conflict with the state. It then examines ethnological studies of the Nubian population and their role in the dissemination of a folkloric and sometimes essentialist image of the population. The article then traces the attempts at politicisation through the appropriation of political categories (such as “indigenous” and “minority”) in order to become part of a global discourse. While this discourse emerges among some activists from the 2000s onwards, researchers also contribute further to these processes of politicisation by making use of these categories in their work. تماشياً مع البحوث التي تَـدرُس الطريقة التي تدير بها الدولةُ مجموعاتِها الثقافيةَ، يهدف هذا المقال إلى فَهم تعقيد عملية بناء الفئات حيث تتشابك سرديات وتمثيلات العديد من الجهات الفاعلة. وعلى عكس الرؤية الثنائية للدولة في مقابل النوبيين، يهدف هذا المقال إلى تسليط الضوء على عدم تجانس الجهات الفاعلة (الدولة والباحثين والناشطين وقادة الجمعيات وما إلى ذلك) التي تُشارك في عملية التصنيف. من هذا المنظور، يقترح المقالُ دراسةَ هذه العملية عند تقاطُع إشكاليات التسييس مع إشكاليات عدم التسييس، أي القراءات اللانِزاعية، المنتشرة في سياق معولَم، مُؤَدّيةً إلى عمليات تسييس ذات هندسة متغيرة. ذات الهندسة المتغيرة لأن هذه العمليات تعتمد على التفاعلات المختلفة بين العديد من الجهات الفاعلة وبين تداول الروايات والأعمال الأكاديمية وإنشاء فضاءات ليست بالضرورة سياسية؛ ولكنها تُشجّع الوعي وتُعزّز التعرُّف على الأفراد. وكما سنرى في هذا المقال، فإن عمليات التصنيف تندرج ضمن منطقة رمادية تتأرجح بين الاعتراف والإنكار، بين السياسي و«اللاسياسي»، مما يؤدي إلى ظهور استراتيجيات استيلاء وتفاوُض ونزاع. وللقيام بذلك، يُحلِّل هذا المقال، أولاً، الطريقة التي يصبح بها الاهتمام بقضايا التراث أداة تجانُس هدفُها هو تفادي نزاع العلاقات مع الدولة. ثم يبحث في الدراسات الإثنولوجية عن السكان النوبيين ودورهم في نشر صورة فولكلورية وأحياناً ماهُويَّة [جوهرية] عنهم. ثم يَسرد المقالُ محاولاتِ التسييس من خلال الاستيلاء على الفئات السياسية (مثل «السكان الأصليين» و«الأقليات») لكي تصبح جزءاً من خطاب عالمي. وفي حين أنّ هذا الخطاب قد ظَهَرَ، ابتداءً من سنوات عام ٢٠٠٠، لدى بعض النشطاء، فقد ساهم الباحثون أيضاً في عمليات التسييس هذه من خلال زيادة تسخير هذه الفئات في بحوثهم.

Raw earth is a very old construction material whose use has grown in recent years because it meets current ecological, economic, and societal criteria. However, the properties of earth highly fluctuate depending on its composition. To determine the behavior of the material, an experimental campaign is currently necessary before any use. The objective of this thesis is to propose a non-linear homogenization model capable of predicting the properties of raw earth according to its composition. This model will thus facilitate the procedure for determining the suitability of a soil for use in construction. In order to calibrate and validate the numerical model, an experimental campaign on a model material is carried out. This material is composed of a pure non-swelling clay (matrix), kaolinite, and a fine sand (inclusions) in variable proportions. The main mechanical, thermal and acoustic properties of these mixtures are tested for variable water contents in order to observe the effects of water on the properties of the material.Raw earth is an unsaturated porous material whose microscopic interactions between water and solid influence its macroscopic properties. For example, capillary pressures increase during the drying of the soil and generate an increase in cohesion but also a significant shrinkage. In addition, the presence of sand grains in the clay matrix limits the free shrinkage of the matrix, which can generate a local stress disturbance at the interface between the matrix and the inclusions and then initiate the cracking of the matrix. In this thesis, a non-linear homogenization model is developed. Firstly, it consists in analytically determining the microscopic state of stress and strain at any point of the heterogeneous material, which makes it possible to apply local cracking criteria related to the microscopic physical phenomena caused by the presence of water. Secondly, the macroscopic constitutive law of the material is deduced from the description of the microscopic behavior of each phase of the material and is implemented in a finite element software. This manuscript concludes with the validation of the model by comparison with the results of the experimental campaign.; La terre crue est un matériau de construction très ancien dont l’utilisation s’est développée ces dernières années car il répond aux critères écologiques, économiques et sociétaux actuels. Cependant, les propriétés de la terre fluctuent grandement en fonction de sa composition. Pour déterminer le comportement du matériau, une campagne expérimentale est actuellement nécessaire avant toute utilisation. L’objectif de cette thèse est de proposer un modèle d’homogénéisation non linéaire capable de prédire les propriétés de la terre crue en fonction de sa composition. Ce modèle permettra ainsi de faciliter la procédure visant à déterminer si une terre est adéquate pour la construction. Afin de calibrer et valider le modèle numérique, une campagne expérimentale sur un matériau modèle est menée. Ce matériau est composé d’une argile pure non gonflante (matrice), la kaolinite, et d’un sable fin (inclusions) dans des proportions variables. Les principales propriétés mécaniques, thermiques et acoustiques de ces mélanges sont testées pour des teneurs en eau variables dans le but d’observer les effets de l’eau sur les propriétés du matériau.La terre crue est un matériau poreux non saturé dont les interactions microscopiques entre l’eau et le solide influent sur les propriétés macroscopiques. Par exemple, les pressions capillaires augmentent lors du séchage de la terre et engendrent une augmentation de la cohésion mais également un retrait important. De plus, la présence de grains de sable dans la matrice argileuse limite le retrait libre de la matrice, ce qui peut engendrer une perturbation locale de la contrainte à l’interface entre la matrice et les inclusions et peut alors initier une fissuration de la matrice. Dans cette thèse, un modèle d’homogénéisation non linéaire est développé. Il consiste dans un premier temps à déterminer analytiquement les états de contrainte et de déformation microscopiques en tout point du matériau hétérogène, ce qui permet d’appliquer des critères de fissuration locaux liés aux phénomènes physiques microscopiques causés par la présence d’eau. Dans un second temps, la loi de comportement macroscopique du matériau est déduite de la description du comportement microscopique de chacune des phases du matériau et elle est implantée dans un code aux éléments finis. Ces travaux de thèse se concluent par la validation du modèle par comparaison avec les résultats de la campagne expérimentale.

Après avoir rappelé les points-forts de ce que Joas propose dans Les pouvoirs du sacré, l’auteur repart de la question de la sécularisation qui obsède les institutions religieuses et les empêche de discerner les traits propres du contemporain : de l’inédit et de l’innovation, portant des quêtes et des refus, à déchiffrer, s’inscrivant en outre dans une redistribution de ce qui fait le social. Or n’en répond plus le jeu des désacralisations-resacralisations collectives cher à Joas, dont il faut dès lors se décaler, pour souligner que le social est d’abord disséminé et désinstitutionnalisé et que le religieux ne se résume pas à la fonction ici mobilisée. Ce dernier est aussi, foncièrement même, marque d’écart et de différence. L’auteur estime que cet aspect doit être validé au regard du contemporain et esquisse ce qui en est entrainé pour le statut et les formes des traditions religieuses. After recalling the key points of what Joas proposes in The Power of the Sacred, the author takes up the question of secularisation which obsesses religious traditions and prevents them from discerning the specific features of the contemporary era: unprecedented and the innovative developments, bearing quests and refusals, which must be deciphered, and which are part of a redistribution of what makes up the social. The game of collective desacralisations-resacralisations dear to Joas no longer responds to this, compelling us to move away, in order to emphasise that the social is first and foremost disseminated and de-institutionalised and that the religious is not limited to the sacral function mobilised here. Religion or the religious also, fundamentally, a mark of difference. The author believes that this aspect must be validated in the light of contemporary transformations and outlines what this means for the status and forms of religious traditions.

International audience; High-pressure treatments combined with crossflow microfiltration were used to obtain citrus concentrates enriched in carotenoids. The aim of this study was to investigate the effect of this process combination on carotenoid bioaccessibility and uptake by intestinal Caco-2 cells. Two high-pressure processes, high hydrostatic pressure treatment (HHP) and ultra-high-pressure homogenization (UHPH) were compared to conventional pasteurization. Processing effects on carotenoid content and bioaccessibility, on physicochemical and structural characteristics of the product, on methylation degree of pectins and micelle size after in vitro digestion were assessed. UHPH at 400 MPa drastically enhanced carotenoid bioaccessibility compared to HHP and pasteurization. Moreover, carotenoid uptake by Caco-2 cells was significantly improved by UHPH underlining the importance of the micelle size after in vitro digestion and the degree of methylation of pectins in this uptake. Finally, the in vitro bioavailable carotenoid content of different concentrates was evaluated, taking into account carotenoid content, bioaccessibility and uptake. Combining crossflow microfiltration with UHPH increased by 4–6 fold the bioavailable carotenoid content in the final product. The process led to a concentrate of high nutritional quality compared to the original juice, raw or pasteurized concentrates.

International audience; Ce travail s’intéresse aux effets induits par la proximité des hétérogénéités sur le comporte-ment de composites inclusionnaires biphasiques. Nous considérons des inclusions sphériques monodis-persées, de fraction volumique modérée, rigides ou souples. La distance entre inclusions varie entre lerayon des sphères et un dixième de ce rayon. Des calculs numériques sur VER sont réalisés. Les proprié-tés élastiques effectives et moyennes par phase obtenues sont comparées aux estimations de Mori-Tanaka.Les aspects locaux (contraintes), importants dans une démarche multiéchelle, sont également regardés

Synaptic plasticity is a biological mechanism, integrating neuronal activity in the evolution of recurrent connections between neurons. Spike-timing dependent plasticity (STDP) represents all plasticity mechanisms that depends on the timings of the pre- and postsynaptic spikes. We have developed a general class of models to reproduce different STDP rules in a stochastic setting, modeling spike trains as point processes. Synaptic plasticity is a slow process, compared to neuronal activity, supporting an analysis of this system using slow-fast theory. Adding regularity hypotheses, we prove a convergence theorem in the slow-fast limit, and apply it to different sets of STDP rules. A theoretical and numerical analysis of the synaptic weight asymptotic behavior is performed and has led us to conclude on the potential impact of each STDP rule on a simple network. At the same time, we also study the influence of anti-Hebbian STDP in networks inspired from the striatum, a subcortical nucleus involved in procedural learning. Finally, experimental results have recently shown that two regions of the dorsal striatum, the dorsolateral (DLS) and the dorsomedial (DMS) striatum display different kinds of STDP. We show that STDP present at DMS synapses leads to a quicker forgetting of learned patterns and consequently to higher flexibility, while STDP at DLS synapses helps maintaining these patterns in memory., La plasticité synaptique est un mécanisme biologique intégrant l'activité neuronale dans l'évolution des connections récurrentes entre différents neurones. La spike-timing dependent plasticity (STDP) représente l'ensemble des mécanismes de plasticité dépendant des instants de potentiels d'action pré- et post-synaptiques. Nous avons développé une classe générale de modèles pour reproduire différentes règles de STDP dans un cadre stochastique, en modélisant notamment les ensembles de potentiels d'action par des processus ponctuels. La plasticité synaptique est un processus lent comparé à l'activité neuronale, justifiant une analyse de ce système avec des arguments de la théorie lent-rapide. En ajoutant des hypothèses de régularité, un théorème de convergence dans la limite lent-rapide est énoncé et appliqué à différentes règles de STDP. Enfin, une analyse théorique et numérique de l'évolution des poids synaptiques nous a amené à conclure sur l'impact de la STDP sur un système neuronal simple. En parallèle, nous avons étudié l'influence de la STDP de type anti-Hebienne dans des réseaux reproduisant certaines propriétés du striatum, un noyau sous-cortical impliqué dans l'apprentissage procédural. Des résultats expérimentaux ont récemment démontré que deux régions du striatum dorsal, le striatum dorsolatéral (DLS) et le striatum dorsomédial (DMS) sont caractérisées par deux types de STDP de polarités différentes. Les conclusions de cette étude mettent en avant que la plasticité présente dans le DMS permet au réseau d'oublier rapidement tous motifs précédemment acquis, alors que la STDP du DLS participe à la maintenance de ces mêmes motifs.

Phase Change Material (P C M) have been widely used for thermal energy storage due to their highlatent heat of fusion for thermal management applications. However, P C M suffer from their verylow thermal conductivity which limits heat spreading around the heat source. Without properthermal conductivity enhancement, melting would occur mainly around the heat source and heatwould be conducted too slowly for the device to be efficient. To do so, a variety of fillers have beendeveloped and extensively studied in the past decades. A thorough literature review of the differ-ent fillers as well as their behavior when combined with P C M is presented in the first part of themanuscript. Then, a new kind of architected filler based on metal lattice structure is presentedalongside with a model allowing to evaluate its performances. The following chapter presents acombined theoretical and experimental study on the implementation of such filler on a relevantuse-case. The final chapter of the thesis displays another kind of fillers based on the cascadedstorage principle which consists in adapting locally the filler’s volume ratio to enhance heat con-duction and optimize P C M heat absorption; Les matériaux à changement de phase (P C M) sont largement utilisés du fait de leur forte chaleur latente de fusion pour des applications de management thermique. Malgré cela, les P C M pâtissent de leur faible conductivité thermique qui limite la propagation de la chaleur autour de la source.Sans amélioration notable de la conductivité, la fusion ne se déroule qu’autour de la source de chaleur limitant grandement les performances du dispositif. Pour parer à cela, une multitudes de renforts thermiques ont été développées et étudiées ces dernières années. Une revue de littérature détaille l’étude de ces différents renforts ainsi que de leurs performances lorsqu’ils sont combinés aux P C M dans le premier chapitre de ce manuscrit. Le deuxième chapitre présente, lui,un nouveau renfort basé sur l’utilisation de lattices métalliques ainsi qu’un modèle permettant d’évaluer ses propriétés thermiques. Le chapitre suivant étudie l’utilisation d’un tel renfort pour le management thermique d’un cas concret, de façon théorique et expérimentale. Enfin, le dernier chapitre présente l’utilisation d’un nouveau type de renforts sur basant sur principe du Cas cadedstorage consistant à modifier localement la proportion de renfort afin d’optimiser les transferts thermiques et l’absorption de chaleur par le P C M.

A significant part of petroleum, gas, and geothermal reservoirs contain natural fractures that impact their performance. When these discontinuities fall on the sub-seismic scale, it is a challenge to incorporate them into numerical models, because the computational costs of their explicit representation are usually too high. Popular solutions that deal with the effect of these small-scale fractures are the dual-porosity approaches and classical flow-based upscaling. However, while the dual-porosity models disregard the geometrical complexity of real fracture networks, traditional upscaling can not capture the dynamic influence of the fractures, whose permeabilities change continuously during the reservoir’s productive life. This thesis is dedicated to the multiscale hydro-mechanical simulation of reservoirs containing complex fracture networks. The adopted multiscale method is an adaptation of the multi-level Finite Element Method (FEM), which solves both the macroscale and the microscale numerically and couples them according to the principles of homogenization. The modification proposed here is called the multi-level Box because it replaces the FEM with the Box method, also called the control-volume FEM. Contrary to upscaling techniques, this method can capture the dynamic influence of the heterogeneities on the large-scale behavior without the need of defining equivalent constitutive laws. At the level of the REV, the fractures are generated stochastically and represented by interface elements. Major modifications were made to an open-source code to make the hydro-mechanical simulation of elastoplastic fractures possible. A new statistics-based methodology based on the Central Limit Theorem was proposed to define the REV of random fractured media. Also, two methods used to impose periodic boundary conditions on periodic and non-periodic meshes were adapted to domains containing interface elements. The developed tools and methods were applied in a synthetic case of depletion inspired by a real naturally fractured chalk reservoir. The multiscale method was able to represent the loss of productivity caused by depletion, the permeability enhancement induced by shear dilation, and the anisotropic evolution of the pore pressure field., Une partie importante des réservoirs de pétrole, de gaz et géothermiques contient des fractures naturelles qui ont un impact sur leur performance. Lorsque ces discontinuités se situent à l'échelle sub-sismique, leur incorporation aux modèles numériques pose un défi, car le coût de calcul de leur représentation explicite est généralement trop élevé. Les solutions populaires qui traitent de l'effet de ces fractures à petite échelle sont les approches à double porosité et l'obtention de propriétés constitutives équivalentes par changement d'échelle (upscaling). Pourtant, alors que les modèles à double porosité ne tiennent pas compte de la complexité géométrique des réseaux de fractures réels, les techniques traditionnelles de changement d'échelle ne peuvent pas capturer l'influence dynamique des fractures, dont les perméabilités changent continuellement pendant l'exploitation du réservoir. Cette thèse est dédiée à la simulation hydromécanique multi-échelle de réservoirs contenant des réseaux de fractures complexes. La méthode multi-échelle adoptée est une adaptation de la méthode des éléments finis au carré, qui résout numériquement à la fois la macro-échelle et la micro-échelle et les couple selon les principes d'homogénéisation. La modification proposée ici s'appelle la méthode Box multi-niveaux car elle remplace la méthode des éléments finis par la méthode Box. Contrairement au changement d’échelle conventionnel, cette méthode permet de capturer l'influence dynamique des hétérogénéités sur le comportement à grande échelle sans qu'il soit nécessaire de définir des lois constitutives pour la macro-échelle. Au niveau du Volume Élémentaire Représentatif (VER), les fractures sont générées de manière stochastique et représentées par des éléments d'interface. Des modifications majeures ont été apportées à un code open-source pour permettre la simulation hydro-mécanique des milieux fracturés élastoplastiques. Une nouvelle méthodologie statistique basée sur le théorème de la limite centrale a été proposée pour définir le VER de milieux fracturés aléatoires. De plus, deux méthodes utilisées pour imposer des conditions aux limites périodiques sur des maillages périodiques et non-périodiques ont été adaptées aux domaines contenant des éléments d'interface. Les outils et méthodes développés ont été appliqués dans un cas synthétique de déplétion inspiré d'un réservoir carbonaté fracturé réel. La méthode multi-échelle a permis de représenter la perte de productivité causée par la déplétion, l'augmentation de la perméabilité induite par la dilatation par cisaillement, et l'évolution anisotrope du champs de pression.

Recanalization is a common complication after treating cerebral aneurysms with endovascular coiling. Studying hemodynamics and relating them with recanalization in the coiled aneurysm can help in preventing aneurysm rupture. For this purpose, numerical models were developed, for example, the coils resolved models at the University of Washington. Nevertheless, due to the opacity of the coils, the process to recreate the geometry of the coils is very complex, and the computational time is very long. Modeling blood flow in aneurysms with coils using a porous model would solve this problem. In previous studies, the porous models developed do not include the heterogeneous distribution of the porosity of the coils and aren't accurate. Indeed, the permeability and the inertial factor were only based on the mean porosity. Therefore, the objective of this work was to develop a porous model that would be biofidelic and that could be used for the prediction of the treatment outcome. First, we created an innovative experimental setup to study residence time in coiled aneurysms using the Planar Laser-Induced Fluorescence technique. The results of this experimental study were used to validate the coils resolved model. We compared the residence time measured experimentally and the residence time obtained with passive scalar simulations (coils resolved model). This comparison showed that the coils resolved model can be considered biofidelic. It was, later on, used to validate the porous models. Second, to improve porous models, we first characterized the porosity distribution of the coils using images of eight phantom aneurysms treated with coils. These physical models were scanned at high resolution at the ESRF. The porosity distribution was highly heterogeneous but presented a pattern: the porosity is very high near the wall and homogeneous in the bulk. These porosity gradients are not negligible and need to be included in the definition of the porous model. The 3D images have been also used to compute the permeability and the inertial factor of the coils. Based on these results, we then proposed two homogeneous isotropic porous models that took into account the heterogeneity of the porosity distribution within the permeability and inertial factor definition: the crowns porous model and the bilinear model. Both models shared the hypothesis that the blood flow mainly moves parallel to crowns in the aneurysm. However, the crowns porous model needs the geometry of the coils to calculate the permeability and inertial factor. The bilinear model only requires the geometry of the aneurysm, the target porosity by the surgeon, and the bilinear approximation of the porosity profile. These two models were validated numerically with patient-specific boundary conditions. The results show that both models are accurate, and in particular the bilinear model could be used in the future to predict patient-specific treatment outcomes in neuro-suite., Une des complications fréquentes des anévrismes cérébraux après traitement par déploiement de coils est la recanalisation. Etudier l'hémodynamique dans les anévrismes traités avec des coils et définir les paramètres liés à la recanalisation peut permettre de prévenir la rupture de l'anévrisme. C’est dans ce but que des modèles numériques ont été développés, comme le « coils resolved model » à l'Université de Washington. Ce modèle utilise la géométrie complète des coils pour reproduire un modèle d’anévrisme traité bio-fidèle. Néanmoins, en raison de l'opacité des coils, le processus pour recréer la géométrie des coils est très complexe, et le temps de calcul est très long. Modéliser le flux sanguin dans les anévrismes avec coils avec un modèle poreux permettrait de résoudre ce problème. Dans les études précédentes, les modèles poreux développés ne prennent pas en compte la distribution hétérogène de la porosité des coils et les résultats montrent que ces modèles ne peuvent pas être considérés comme bio-fidèles. En effet, dans ces études, la perméabilité et le facteur d'inertie sont estimés uniquement à partie de la porosité moyenne. Par conséquent, l'objectif de ce travail est de développer un modèle poreux bio-fidèle et qui peut être utilisé pour évaluer l’efficacité du traitement avant sa mise en oeuvre. Afin d’atteindre cet objectif, nous avons tout d’abord créé un dispositif expérimental innovant pour étudier le temps de séjour dans les anévrismes avec coils en utilisant la PLIF (planar laser-induced fluorescence). Les résultats de cette étude expérimentale ont été utilisés pour valider le modèle « coils resolved ». Pour cela, nous avons comparé le temps de séjour mesuré expérimentalement et le temps de séjour obtenu avec des simulations avec un scalaire passif (modèle coils resolved). Cette comparaison a montré que le modèle « coils resolved » peut être considéré comme bio-fidèle. Il a été, par la suite, utilisé pour valider les modèles poreux. Afin d’améliorer les modèles poreux, nous avons dans un second temps caractérisé la distribution de porosité des coils en utilisant des images de huit anévrismes fantômes traités avec des coils. Ces modèles physiques ont été scannés à haute résolution. Les résultats de cette analyse montrent que la distribution de porosité est très hétérogène mais présente la même tendance pour tous les patients : la porosité est très élevée près de la paroi de l’anévrisme et est homogène au centre. Ces gradients de porosité ne sont donc pas négligeables et doivent être inclus dans la définition du modèle poreux. Les images 3D ont également été utilisées pour calculer la perméabilité et le facteur d'inertie des coils. Sur la base de ces résultats, nous avons proposé deux modèles poreux. Ces modèles sont homogènes isotropes et prennent en compte la distribution hétérogène de la porosité dans la définition de la perméabilité et du facteur d'inertie : le « porous crowns model » et le « bilinear model ». Les deux modèles reposent sur l'hypothèse selon laquelle le flux sanguin s’effectue principalement parallèlement à la paroi de l'anévrisme (selon des couronnes). Cependant, le « porous crowns model » nécessite de connaitre la géométrie des coils pour évaluer la perméabilité et le facteur d'inertie. Le « bilinear model » ne nécessite que la géométrie de l'anévrisme, la porosité cible par le chirurgien, et l'approximation bilinéaire du profil de porosité. Ces deux modèles ont été validés numériquement avec des conditions aux limites spécifiques à chaque patient. Les résultats montrent que les deux modèles sont précis, et en particulier que le « bilinear model » pourrait être utilisé dans l'avenir pour évaluer l’efficacité du traitement dans des conditions patient-spécifiques avant sa mise œuvre.

Synaptic plasticity is a biological mechanism, integrating neuronal activity in the evolution of recurrent connections between neurons. Spike-timing dependent plasticity (STDP) represents all plasticity mechanisms that depends on the timings of the pre- and postsynaptic spikes. We have developed a general class of models to reproduce different STDP rules in a stochastic setting, modeling spike trains as point processes. Synaptic plasticity is a slow process, compared to neuronal activity, supporting an analysis of this system using slow-fast theory. Adding regularity hypotheses, we prove a convergence theorem in the slow-fast limit, and apply it to different sets of STDP rules. A theoretical and numerical analysis of the synaptic weight asymptotic behavior is performed and has led us to conclude on the potential impact of each STDP rule on a simple network. At the same time, we also study the influence of anti-Hebbian STDP in networks inspired from the striatum, a subcortical nucleus involved in procedural learning. Finally, experimental results have recently shown that two regions of the dorsal striatum, the dorsolateral (DLS) and the dorsomedial (DMS) striatum display different kinds of STDP. We show that STDP present at DMS synapses leads to a quicker forgetting of learned patterns and consequently to higher flexibility, while STDP at DLS synapses helps maintaining these patterns in memory., La plasticité synaptique est un mécanisme biologique intégrant l'activité neuronale dans l'évolution des connections récurrentes entre différents neurones. La spike-timing dependent plasticity (STDP) représente l'ensemble des mécanismes de plasticité dépendant des instants de potentiels d'action pré- et post-synaptiques. Nous avons développé une classe générale de modèles pour reproduire différentes règles de STDP dans un cadre stochastique, en modélisant notamment les ensembles de potentiels d'action par des processus ponctuels. La plasticité synaptique est un processus lent comparé à l'activité neuronale, justifiant une analyse de ce système avec des arguments de la théorie lent-rapide. En ajoutant des hypothèses de régularité, un théorème de convergence dans la limite lent-rapide est énoncé et appliqué à différentes règles de STDP. Enfin, une analyse théorique et numérique de l'évolution des poids synaptiques nous a amené à conclure sur l'impact de la STDP sur un système neuronal simple. En parallèle, nous avons étudié l'influence de la STDP de type anti-Hebienne dans des réseaux reproduisant certaines propriétés du striatum, un noyau sous-cortical impliqué dans l'apprentissage procédural. Des résultats expérimentaux ont récemment démontré que deux régions du striatum dorsal, le striatum dorsolatéral (DLS) et le striatum dorsomédial (DMS) sont caractérisées par deux types de STDP de polarités différentes. Les conclusions de cette étude mettent en avant que la plasticité présente dans le DMS permet au réseau d'oublier rapidement tous motifs précédemment acquis, alors que la STDP du DLS participe à la maintenance de ces mêmes motifs.

The main subject of this thesis is the study of time-harmonic electromagnetic waves in a heterogeneous medium composed of a dielectric and a negative material (i.e. with a negative dielectric permittivity ε and/or a negative magnetic permeability μ) which are separated by an interface with a conical tip. Because of the sign-change in ε and/or μ, the Maxwell’s equations can be ill-posed in the classical L2 −frameworks. On the other hand, we know that when the two associated scalar problems, involving respectively ε and μ, are well-posed in H1, the Maxwell’s equations are well-posed. By combining the T-coercivity approach with the Mellin analysis in weighted Sobolev spaces, we present, in the first part of this work, a detailed study of these scalar problems. We prove that for each of them, the well-posedeness in H1 is lost iff the associated contrast belong to some critical set called the critical interval. These intervals correspond to the sets of negative contrasts for which propagating singularities, also known as black hole waves, appear at the tip. Contrary to the case of a 2D corner, for a 3D tip, several black hole waves can exist. Explicit expressions of these critical intervals are obtained for the particular case of circular conical tips. For critical contrasts, using the Mandelstam radiation principle, we construct functional frameworks in which well-posedness of the scalar problems is restored. The physically relevant framework is selected by a limiting absorption principle. In the process, we present a new numerical strategy for 2D/3D scalar problems in the non-critical case. This approach, presented in the second part of this work, contrary to existing ones, does not require additional assumptions on the mesh near the interface. The third part of the thesis concerns Maxwell’s equations with one or two critical coefficients. By using new results of vector potentials in weighted Sobolev spaces, we explain how to construct new functional frameworks for the electric and magnetic problems, directly related to the ones obtained for the two associated scalar problems. If one uses the setting that respects the limiting absorption principle for the scalar problems, then the settings provided for the electric and magnetic problems are also coherent with the limiting absorption principle. Finally, the last part is devoted to the homogenization process for time-harmonic Maxwell’s equations and associated scalar problems in a 3D domain that contains a periodic distribution of inclusions made of negative material. Using the T-coercivity approach, we obtain conditions on the contrasts such that the homogenization results is possible for both the scalar and the vector problems. Interestingly, we show that the homogenized matrices associated with the limit problems are either positive definite or negative definite., Le sujet principal de cette thèse est l’étude de la propagation des ondes électromagnétiques, en régime harmonique, dans un milieu hétérogène composé d’un diélectrique et d’un matériau négatif (c’est-à-dire avec une permittivité diélectrique négative ε et/ou une perméabilité magnétique négative μ) qui sont séparés par une interface avec une pointe conique. En raison du changement de signe de ε et/ou μ, les équations de Maxwell peuvent être mal posées dans les cadres classiques (basés sur l’espace L2). D’autre part, nous savons que lorsque les deux problèmes scalaires associés, impliquant respectivement ε et μ, sont bien posés dans H1, les équations de Maxwell sont bien posées. En combinant la méthode de la T-coercivité avec l’analyse de Mellin dans les espaces de Sobolev à poids, nous présentons, dans la première partie de ce travail, une étude détaillée de ces problèmes scalaires. Nous prouvons que pour chacun d’entre eux, le caractère bien posé dans H1 est perdu si et seulement si le contraste associé appartient à un ensemble critique appelé intervalle critique. Ces intervalles correspondent aux ensembles de contrastes négatifs pour lesquels des singularités propagatives, aussi appelées ondes de trou noir, apparaissent à l’extrémité de la pointe. Contrairement au cas d’un coin 2D, pour une pointe 3D, plusieurs ondes de trou noir peuvent exister. Des expressions explicites de ces intervalles critiques sont obtenues pour le cas particulier des pointes coniques circulaires. Pour les contrastes critiques, en utilisant le principe de radiation de Mandelstam, nous construisons des cadres fonctionnels dans lesquels le caractère bien posé des problèmes scalaires est restauré. Le cadre physiquement pertinent est sélectionné par un principe d’absorption limite. En outre, nous présentons, dans la deuxième partie de ce travail, une nouvelle méthode numérique pour les problèmes scalaires dans le cas des contrastes non-critiques. Cette approche, contrairement aux techniques existantes, ne nécessite pas d’hypothèses supplémentaires sur le maillage au voisinage de l’interface. La troisième partie de la thèse concerne l’étude des équations de Maxwell avec un ou deux coefficients critiques. En utilisant de nouveaux résultats de potentiels vecteurs dans des espaces de Sobolev à poids, nous expliquons comment construire de nouveaux cadres fonctionnels pour les problèmes électrique et magnétique, qui sont directement liés à ceux obtenus pour les deux problèmes scalaires associés. Si l’on utilise le cadre qui respecte le principe d’absorption limite pour les problèmes scalaires, alors les cadres fournis pour les problèmes électrique et magnétique sont également cohérents avec le principe d’absorption limite. Enfin, la dernière partie porte sur des résultats d’homogénéisation des équations de Maxwell harmoniques et des problèmes scalaires associés dans un domaine 3D qui contient une distribution périodique d’inclusions faites de matériau négatif. En utilisant l’approche de la T-coercivité, nous obtenons des conditions sur les contrastes telles que le processus d’homogénéisation est possible pour les problèmes scalaires et vectoriels. De façon peu intuitive, nous montrons que les matrices homogénéisées associées auxproblèmes limites sont soit définies positives, soit définies négatives.

This work concerns the modeling of the effective properties of composites and porous media within the framework of the numerical homogenization method based on Fast Fourier Transform (FFT). The first part of the work deals with the consideration of interface discontinuities between the matrix and the inclusions. The approach fits within the framework of the FFT variational approaches with an enrichment of the discretization space in order to account for the interface discontinuities. The approach is developed to simulate the jump of temperature for composites conductors (Kapitza type interface) and the jump of displacement in elastic composites (adhesive type interfaces). The method is based on the use of the periodic Green’s functions and the shape coefficients to describe the geometry of the inclusions and the interfaces. The linear system is solved by means of the iterative gradient method combined with the TFR algorithm to achieve the convolution product with the Green operator. We study the convergence and the precision of our results in the case of composites with rectangular, cylindrical and spherical inclusion shapes by comparisons with the finite element and analytical solutions. In the second part of this work, we propose to determine the effective transport pro- perties of porous media with two populations of pores (micropores and macropores). A double homogenization approach is then adopted. At the micropore scale, the flow is simulated by the Stokes equations. At the intermediate scale, Brinkman’s equations are used to describe the flow in the matrix containing the micropores and the Stokes equations is considered for the flow in the macropores. The central point of the present work concerns the identification of Brinkman constitutive parameters which govern the boundary layer effects in relation with the geometry of the microstructure. These coefficients are identified by by the comparison with full calculations simulating the Stokes flow at both the micropores and macropores scales considering biporous solid made up of aligned cylinders with circular and rectangular cross-sections, Ce travail concerne la modélisation des propriétés effectives de composites et de milieux poreux dans le cadre des techniques d’homogénéisation numérique par Transformée de Fourier Rapide (TFR). Le premier volet porte sur la prise en compte des discontinuités d’interface entre la matrice et les inclusions. L’approche s’inscrit dans le cadre des approches variationnelles des méthodes TFR avec un enrichissement de l’espace de discretisation pour prendre en compte les discontinuités d’interface. L’approche est développée pour simuler des discontinuités du champ de température pour les composites conducteurs de la chaleur (interface de type Kapitza) et des discontinuités du déplacement dans les composites élastiques (interfaces adhésives). La méthode repose sur l’utilisation des fonctions de Green du milieu périodique et des coefficients de forme pour décrire la géométrie des inclusions et des interfaces. La résolution du système linéaire repose sur le schéma itératif du gradient conjugué conjointement avec l’algorithme de TFR pour réaliser le produit de convolution avec l’opérateur de Green. On étudie la convergence et la précision des résultats pour des inclusions de forme rectangulaire, cylindrique et sphérique par des comparaisons avec la méthode des éléments finis et des solutions analytiques. Dans une seconde partie, on propose des modélisations des propriétés de transporte dans les milieux à deux échelle de porosité. Une démarche par double homogénéisation est alors adoptée. A l’échelle des micropores on simule l’écoulement par les équations de Stokes. A l’échelle intermédiaire, on utilise les équations de Brinkman pour décrire l’écoulement dans la matrice contenant les micropores et les équations de Stokes pour l’écoulement dans les macropores. Le point central du travail concerne l’identification des paramètres du modèle de Brinkman qui régissent les effets de couche limite en lien avec la géométrie de la microstructure. Ceux-ci sont obtenus par identification avec des calculs simulant l’écoulement de Stokes aux deux échelles simultanées pour des réseaux de cylindres de sections circulaire et rectangulaire

A multi-scale modeling strategy is proposed that takes into account the temperature and cure dependence of the viscoelastic behavior of the constituent materials of a composite material and the effects of stress relaxation on thermal expansion and chemical shrinkage. A homogenization strategy is presented, which, starting from the constituent behaviors, yields the homogenized viscoelastic behavior of the composite with time-dependent expansion coefficients. This time-dependence is a direct consequence of the viscoelastic behavior of the constituents, as their expansion coefficients are supposed to be time-independent. In the simulation of a heating process, the model predicts sign changes in the thermal strain rate due to residual stress relaxation close to the glass transition temperature, which cannot be obtained with classical thermo-elastic homogenization methods.

Topology optimization is a systemic design that requires simulation and optimization of a system for a single or multiple physics coupling processes. However, it is short of the engineering sense regarding the absence of uncertainties and limitations on applied monophase material. The foundation of this dissertation is to combine homogenization and stochastic processing into topology optimization to formulate a robust multiscale topology optimization approach. Accordingly, this Ph.D. dissertation concerns (1) the multiscale and multiphysics performance of heterogeneous materials/structures embedded with microstructures material, taking into account the uncertainties, (2) for further optimizing the heterogeneous structure at different scales to satisfy target performance. These microstructures may arise from the processing of biological materials, or from dedicated engineered materials, e.g., aerogels, foams, composites, acoustics metamaterials, etc. We parametrize architecture material; study the performances of the microstructure at the macroscopic scale by homogenization method. Then, the homogenization model can be considered a stochastic model with presented uncertainties exhibited in the unit cell. It can be built from a polynomial chaos development. In addition, these parametrized micro geometry features can be mapped into homogenized properties space, which can be utilized as design variables to control the macrostructure performance. Afterward, we combined the topology optimization, homogenization, and uncertainties qualification to (1) design macro topology and micro material distribution to maximum structure stiffness (2) reduce the structure sensitivity to presented uncertainties (e.g., loading and material properties). This proposed general framework has the advance and compatibility ability in solving optimization problems considering the (1) multiple parametrized architectures cells, (2) complex loading problem, (3) hybrid uncertified, etc., with an affordable computation manner., L'optimisation de la topologie est une conception systémique qui nécessite la simulation et l'optimisation d'un système pour un ou plusieurs processus de couplage physique. Cependant, il manque de sens technique en ce qui concerne l'absence d'incertitudes et de limitations sur le matériau monophasé appliqué.Le fondement de cette thèse est de combiner l'homogénéisation et le traitement stochastique dans l'optimisation de la topologie pour formuler une approche robuste d'optimisation de la topologie à plusieurs échelles. En conséquence, ce doctorat. La thèse porte sur (1) les performances multi-échelles et multiphysiques de matériaux/structures hétérogènes noyés dans des matériaux à microstructures, en tenant compte des incertitudes, (2) pour optimiser davantage la structure hétérogène à différentes échelles pour satisfaire les performances cibles. Ces microstructures peuvent provenir du traitement de matériaux biologiques ou de matériaux d'ingénierie dédiés, par exemple des aérogels, des mousses, des composites, des métamatériaux acoustiques, etc. Nous paramétrons le matériau d'architecture ; étudier les performances de la microstructure à l'échelle macroscopique par la méthode d'homogénéisation. Ensuite, le modèle d'homogénéisation peut être considéré comme un modèle stochastique avec les incertitudes présentées dans la cellule unitaire. Il peut être construit à partir d'un développement de chaos polynomial. De plus, ces caractéristiques de microgéométrie paramétrées peuvent être mappées dans un espace de propriétés homogénéisé, qui peut être utilisé comme variables de conception pour contrôler les performances de la macrostructure. Par la suite, nous avons combiné l'optimisation de la topologie, l'homogénéisation et la qualification des incertitudes pour (1) concevoir la macrotopologie et la distribution des micromatériaux pour une rigidité maximale de la structure (2) réduire la sensibilité de la structure aux incertitudes présentées (par exemple, le chargement et les propriétés des matériaux). Ce cadre général proposé a la capacité d'avance et de compatibilité pour résoudre les problèmes d'optimisation en considérant (1) les cellules d'architectures paramétrées multiples, (2) le problème de chargement complexe, (3) les hybrides non certifiés, etc., avec un mode de calcul abordable.

Faced with the current needs for electromagnetic protection of buildings associated with classified activities (data centers, military facilities...), use of alternative materials, less expensive and more suitable to construction process, have appeared in past decades. GreyShield(R), proposed by Spie batignolles and EuroMC, is one of these materials. It consists of a fiber-reinforced concrete, combined with a conductive coating. The principle has been patented in 2016, and the objective of this work is to propose a model that quantifies the shielding effectiveness of GreyShield(R).We focus on fiber-reinforced concrete, and try to determine its homogeneous equivalent parameters. Assuming that wavelength is large in front of heterogeneities which are the fibers (quasi-static assumption), it is possible to implement classical homogenized schemes, valid for low volume ratios. Predictions of these schemes are, in a first time, compared to experimental measurements, carried out on fiber-reinforced concrete samples. The validity area of these schemes is thus determined.In order to take into account the interaction between fibers, and precise the influence of volume ratio on homogenized electromagnetic parameters, a numerical homogenization model is built for the conductivity of a fibrous medium (assuming quasi-static approximation). This model (based on equivalent inclusion method), turns to be less expensive than a finite element method, in terms of degrees of freedom. It also gives a much more accurate estimation of the homogenized conductivity than classical schemes based on a one-fiber problem.Finally, some calculations are made in order to predict the influence of high frequencies on the measured attenuations. These calculations are qualitatively in agreement with measures, but are perfectible, Face aux besoins actuels de protection électromagnétique de bâtiments associés à des activités sensibles (centres de calcul, bâtiments militaires...), l'utilisation de matériaux alternatifs, moins coûteux et plus faciles à mettre en oeuvre, a fait son apparition dans les dernières décennies. Le GreyShield(R), développé par Spie batignolles et EuroMC, est un de ces matériaux. Il est constitué d'un béton fibré associé à un revêtement conducteur. Le principe de fonctionnement a été breveté en 2016, et l'objectif de ce travail est de proposer un modèle pour quantifier l'atténuation électromagnétique qu'apporte ce GreyShield(R).On se concentre sur le béton fibré, et l'on cherche à déterminer ses paramètres homogènes équivalents. En supposant que la longueur d'onde est grande devant la taille des hétérogénéités que sont les fibres (approximation quasi-statique), on peut utiliser des schémas d'homogénéisation connus, valables pour des fractions volumiques faibles. Les prédictions de ces schémas sont, dans un premier temps, comparées à des mesures expérimentales, réalisées sur des échantillons de béton fibré. On détermine ainsi le domaine de validité des schémas utilisés.Pour prendre en compte les interactions entre les fibres, et rendre compte plus précisément de l'influence de la fraction volumique sur les paramètres homogénéisés du béton fibré, un modèle numérique d'homogénéisation de la conductivité d'un milieu fibré est construit (dans le cadre de l'hypothèse quasi-statique). Ce modèle (basé sur la méthode d'inclusion équivalente), s'avère moins coûteux qu'un calcul de type éléments finis, en termes de nombre de degrés de liberté. Il donne en outre une estimation bien plus précise de la conductivité homogénéisée que des schémas classiques basés sur un problème à une seule fibre.Enfin, quelques calculs sont réalisés pour prédire l'effet des hautes fréquences sur les atténuations obtenues expérimentalement. Ces calculs donnent une tendance en accord avec les mesures, mais sont encore perfectibles

This thesis concerns the study of metamaterials for water surface waves. The study is based on a laboratory experiment which makes it possible to measure the wave field precisely.In the first part, we demonstrate experimentally and numerically that metamaterials can be used to control the wave propagation and resonance properties of a closed cavity, including the cloaking of its eigenmodes. The anisotropic medium is designed using coordinate transformation theory and the homogenization of a three-dimensional linear water wave problem. This medium consists of a set of vertical plates whose spacing is much lower than the wavelength. This structure imposes an anisotropic bathymetry which influences the propagation of the waves differently according to their direction of propagation. Three different cavities manufactured by a 3D printer are tested and compared to the reference case with bathymetry without structuring. Fourier Transform Profilometry, as well as confocal displacement sensors, are used for measurements of water surface deformation resolved in time and space. Experimental data shows a remarkable ability of the metamaterial to influence the anisotropic propagation of waves on the water surface.The second part concerns the metamaterials submerged between two water layers for which a homogenized model is proposed, and the numerical solution by the modal method is provided. The anisotropic properties of such a structure are investigated experimentally using the same technique. An analysis based on the Bloch-Floquet formalism is performed to verify the dispersion relation of this medium predicted by the homogenization method.The main objective of the third part of this thesis is to experimentally study topologically protected edge states in a waveguide with periodic geometry in both linear and non-linear regimes. One of the representations of topological states, provided by the Su-Schrieffer-Heeger (SSH) model, is applied to describe the observed phenomena. A waveguide with periodic width is compared to the regular case of a rectangular reservoir with constant width. Confocal displacement sensors are used to measure the wave field very precisely. The experimental data is compared with the results of the 2D numerical simulations and the prediction of the SSH model. The results obtained show that this very simple configuration presents all the properties of the SSH model with excellent agreement.; La thèse concerne l'étude des métamatériaux dans le contexte des ondes à la surface de l'eau. Cette étude s'appuie sur une expérience en laboratoire qui permet de mesurer précisément le champ des ondes.Dans la première partie, nous démontrons expérimentalement et numériquement que les métamatériaux peuvent être utilisés pour contrôler la propagation des ondes et les propriétés de résonance d'une cavité fermée, y compris le « cloaking » de ses modes propres. Le milieu anisotrope est conçu à partir de la théorie de la transformation des coordonnées et de l'homogénéisation d'un problème d’onde tridimensionnel. Ce milieu est constitué par un ensemble de plaques verticales dont l’espacement est très inférieur à la longueur d’onde. Cette structure impose une bathymétrie anisotrope qui influe sur la propagation des ondes différemment selon leur direction de propagation par rapport à ce milieu structuré. Trois cavités différentes, fabriquées par une imprimante 3D, sont testées et comparées au cas de référence avec bathymétrie sans structuration. La profilométrie par transformée de Fourier, ainsi que des capteurs de déplacement confocaux, sont utilisés pour les mesures de la déformation de la surface de l'eau résolues en temps et en espace. Les données expérimentales montrent une capacité remarquable du métamatériau à influer sur la propagation anisotrope des ondes à la surface de l'eau.La deuxième partie concerne les métamatériaux immergés entre deux eaux pour lesquels un modèle homogénéisé est proposé et la solution numérique par méthode modale est fournie. Les propriétés anisotropes d'une telle structure sont étudiées expérimentalement en utilisant la même technique. Une analyse basée sur le formalisme de Bloch-Floquet est effectuée pour vérifier la relation de dispersion de ce milieu prédite par la méthode d'homogénéisation.L'objectif principal de la troisième partie de cette thèse est d'étudier expérimentalement les états de bord topologiquement protégés dans un guide d'ondes à géométrie périodique en régime linéaire et non linéaire. Une des représentations des états topologiques, fournie par le modèle Su-Schrieffer-Heeger (SSH), est appliquée pour décrire les phénomènes observés. Un guide d'ondes avec une largeur périodique est comparé au cas régulier d’un réservoir rectangulaire avec une largeur constante. Des capteurs de déplacement confocaux sont utilisés pour mesurer le champ d'onde très précisément. Les données expérimentales sont comparées aux résultats des simulations numériques 2D et à la prédiction du modèle SSH. Les résultats obtenus montrent que cette configuration très simple présente toutes les propriétés du modèle SSH avec un excellent accord.

Joints or nodes with complex geometrical configuration at the connection between rods are commonly found in lattice materials. The existence of nodes definitely has a determinant impact on the mechanical properties of the lattice materials. The main focus of this thesis is elementary cubic truss lattices. The first innovation that is proposed is an analytical model to identify the effect of nodes and bending on the compressive response of FCC lattices. Based on the obtained result, lightweight ultra-strong open-form BCC shellular and closed-form SC tubular mechanical materials are presented, for supporting load and absorbing energy. The choice of nodes provides one with a possibility to control the elastic isotropy of lattice materials. We propose a new class of light-weight elastic isotropic bending-dominated truss lattice by replacing the inner node of the BCC lattice with a SC lattice. Numerical simulations reveal that the proposed lattices not only exhibit elastic isotropy but also a nearly isotropic nonlinear response. We also propose a new class of isotropic and reusable cork-like metamaterial that is designed from an hybrid truss-lattice material with complex node connection. The metamaterial shows an isotropic Poisson's ratio close to zero. It can recover 96.6% of its original shape after a compressional test exceeding 20% strain. Uniaxial compression tests are performed to confirm the designs in all cases.; Les joints ou nœuds avec une configuration géométrique complexe connectant des tiges se trouvent couramment dans les matériaux en treillis. L'existence des nœuds a un impact certain sur les propriétés mécaniques du réseau. La thèse s'intéresse principalement aux treillis cubiques élémentaires de poutres. La première innovation que nous proposons est un modèle analytique pour identifier les effets nodaux et de flexion sur la réponse en compression du réseau FCC. Sur la base des résultats obtenus, des métamatériaux mécaniques tubulaires BCC de forme ouverte ultra-résistants et légers sont présentés pour supporter la charge et absorber l'énergie. Le choix du nœud offre la possibilité de contrôler l'isotropie élastique des métamatériaux. Nous proposons une nouvelle classe de treillis élastiquement isotropes et légers, dominés par la flexion, en remplaçant le nœud interne du treillis BCC par un treillis SC. Des simulations numériques révèlent que les réseaux proposés possèdent non seulement une isotropie élastique, mais aussi une réponse non linéaire presque isotrope. En particulier, notre matériau avec une densité relative inférieure à 1% atteint presque la limite supérieure du coefficient de Poisson pour un matériau isotrope. Nous proposons également une nouvelle classe de métamatériau isotrope et réutilisable de type liège, qui est conçu à partir d'un matériau hybride en treillis avec une connexion de nœud complexe qui permet d'obtenir un coefficient de Poisson isotrope proche de zéro. Il peut récupérer 96,6% de sa forme originale après un test de compression dépassant 20% de déformation. Des tests de compression uniaxiale sont effectués pour toutes les conceptions proposées.

Joints or nodes with complex geometrical configuration at the connection between rods are commonly found in lattice materials. The existence of nodes definitely has a determinant impact on the mechanical properties of the lattice materials. The main focus of this thesis is elementary cubic truss lattices. The first innovation that is proposed is an analytical model to identify the effect of nodes and bending on the compressive response of FCC lattices. Based on the obtained result, lightweight ultra-strong open-form BCC shellular and closed-form SC tubular mechanical materials are presented, for supporting load and absorbing energy. The choice of nodes provides one with a possibility to control the elastic isotropy of lattice materials. We propose a new class of light-weight elastic isotropic bending-dominated truss lattice by replacing the inner node of the BCC lattice with a SC lattice. Numerical simulations reveal that the proposed lattices not only exhibit elastic isotropy but also a nearly isotropic nonlinear response. We also propose a new class of isotropic and reusable cork-like metamaterial that is designed from an hybrid truss-lattice material with complex node connection. The metamaterial shows an isotropic Poisson's ratio close to zero. It can recover 96.6% of its original shape after a compressional test exceeding 20% strain. Uniaxial compression tests are performed to confirm the designs in all cases.; Les joints ou nœuds avec une configuration géométrique complexe connectant des tiges se trouvent couramment dans les matériaux en treillis. L'existence des nœuds a un impact certain sur les propriétés mécaniques du réseau. La thèse s'intéresse principalement aux treillis cubiques élémentaires de poutres. La première innovation que nous proposons est un modèle analytique pour identifier les effets nodaux et de flexion sur la réponse en compression du réseau FCC. Sur la base des résultats obtenus, des métamatériaux mécaniques tubulaires BCC de forme ouverte ultra-résistants et légers sont présentés pour supporter la charge et absorber l'énergie. Le choix du nœud offre la possibilité de contrôler l'isotropie élastique des métamatériaux. Nous proposons une nouvelle classe de treillis élastiquement isotropes et légers, dominés par la flexion, en remplaçant le nœud interne du treillis BCC par un treillis SC. Des simulations numériques révèlent que les réseaux proposés possèdent non seulement une isotropie élastique, mais aussi une réponse non linéaire presque isotrope. En particulier, notre matériau avec une densité relative inférieure à 1% atteint presque la limite supérieure du coefficient de Poisson pour un matériau isotrope. Nous proposons également une nouvelle classe de métamatériau isotrope et réutilisable de type liège, qui est conçu à partir d'un matériau hybride en treillis avec une connexion de nœud complexe qui permet d'obtenir un coefficient de Poisson isotrope proche de zéro. Il peut récupérer 96,6% de sa forme originale après un test de compression dépassant 20% de déformation. Des tests de compression uniaxiale sont effectués pour toutes les conceptions proposées.

How do producers within an organizational field react when being confronted with the entry of evaluating organizations? Based on empirical cases dealing with the diffusion of accreditation processes in French and English Business Schools, this article discusses the institutional isomorphism thesis. By reducing accreditations to quality signals primarily addressed to potential students, neo-institutionalist authors enhance convergent mimetic strategies that translate into homogenizing processes within the organizational field. This article highlights the local Business Schools' strategies to reduce uncertainty towards the accreditation agencies. Conflicts, negotiations and disparities are thus introduced for each stage of the neo-institutionalist thesis., comment les offreurs d'un champ organisationnel réagissent-ils face à l'apparition et à la pérennisation d'organisations censées le hiérarchiser ? Cet article discute la thèse de l'isomorphisme institutionnel en s'appuyant sur le cas du développement des accréditations des écoles de management en France et en Angleterre. Réduisant les accréditations à leur fonction de signal de la qualité, la thèse néo-institutionnaliste pose que les établissements adoptent des comportements mimétiques vis-à-vis de ces standards, ce qui se traduit par une homogénéisation du champ organisationnel. Nous mettons en avant les stratégies des acteurs pour réduire leur incertitude vis-à-vis des agences d'accréditation, ce qui nous permet de réintroduire conflits, négociations et disparités à chaque étape.

In this thesis, we study a class of quasilinear elliptic equations posed in atwo-component domain with an L1 data and its asymptotic analysis. More precisely, we consider a two-component domain, denoted by Ω, which can be written as the disjoint union Ω = Ω 1 ∪ Ω 2 ∪ Г, where the open sets Ω 1 and Ω 2 are the two components of Ω, and Г is the interface between thesecomponents. We study the following quasilinear elliptic problem posed in Ω:−div(B(x, u1)∇u1) = f in Ω1,−div(B(x, u2)∇u2) = f in Ω2,(B(x, u1)∇u1)υ1 = (B(x, u2)∇u2)υ1 on Г,(B(x, u1)∇u1)υ1 = −h(x)(u1 − u2) on Г,u1 = 0 on ∂Ω,where υ1 is the unit outward normal to Ω1, f is an L1 function, and B is a coercive matrix field which has a restricted growth assumption (B(x, r) is bounded on any compact set of R). The first part of this thesis is dedicated to existence and uniqueness results for this problem in the framework of renormalized solutions, which was introduced by R.J. DiPerna and P.L. Lions. In the second part, we study the corresponding homogenization problem for a two-component domain with a (disconnected) periodic second component by combining the notion of renormalized solutions and the periodic unfolding method, introduced D. Cioranescu, A. Damlamian and G. Griso. It has been successively adapted to two-component domains by P. Donato, K.H. Le Nguyen, and R. Tardieu. In order to obtain a uniqueness result for the homogenized problem, we study the properties of the corresponding cell problem. In particular, we show that if the matrix field in the cell problem, denoted A(y, t), is local Lipschitzcontinuous with respect to t, then the resulting homogenizedmatrix A0 keeps this property. This uniqueness result ensures that the convergences obtained in the homogenization process hold for the whole sequence of the periodicity parameter (and not only a subsequence)., Dans cette thèse, nous étudions une classe de problèmes elliptiques quasilinéaires posés dans un domaine à deux composantes avec une donnée L 1 et son analyse asymptotique. Plus précisement, on considère un domaine Ω, que l’on écrit comme une réunion disjointe Ω = Ω1 ∪ Ω2 ∪ Γ, où les ensembles ouverts Ω1 et Ω2 sont les deux composantes de Ω, et Γ est l’interface entre les composantes. Nous étudions le problème elliptique quasi-linéaire suivant posé dans Ω :−div(B(x, u1)∇u1) = f in Ω1,−div(B(x, u2)∇u2) = f in Ω2,(B(x, u1)∇u1)υ1 = (B(x, u2)∇u2)υ1 on Г,(B(x, u1)∇u1)υ1 = −h(x)(u1 − u2) on Г,u1 = 0 on ∂Ω,où υ1 est le vecteur normal unitaire extérieur à Ω1, f 2 L 1 (Ω) et B est une matrice coercitive qui vérifie une hypothèse assez générale (B(x, r) n’est pas uniformément borné mais borné sur tout ensemble compact de R). La première partie de cette thèse est donc dédiée à des résultats d’existence et d’unicité de ce problème dans le cadre des solutions renormalisées, qui a été introduit par R.J. DiPerna et P.L. Lions. Dans la deuxième partie, nous étudions l’homogénéisation d’un problème du même type, posé dans un domaine à deux composantes dont la deuxième est une réunion périodique d’ensembles déconnectés, en mélangeant la notion des solutions renormalisées et la méthode de l’éclatement périodique. Cette méthode a été introduite par D. Cioranescu, A. Damlamian and G. Griso et adaptée aux domaines à deux composantes par P. Donato, K.H. Le Nguyen, et R. Tardieu. Pour obtenir un résultat d’unicité pour le problème homogénéisé qui puisse assurer que les convergences obtenues sont valables pour toute la suite du paramètre de périodicité (et non pas à une sous-suite près), nous étudions les propriétés du problème périodique correpondant, posé dans la cellule de référence. En particulier, nous démontrons que si la matrice A(y, t) du problème dans la cellule de référence est localement lipschitzienne par rapport à t, alors la matrice homogénéisée résultante A0 (t) garde cette propriété.

This thesis studies the interaction between quantitative homogenization theory and two stochastic models: the supercritical percolation model and interacting particle systems. Stochastic homogenization focuses on large-scale properties in the random environment, and these two models represent generalization in the degenerate random environment and the dynamic random environment, respectively.In chapters 2 and 3, we study an efficient algorithm for the Dirichlet problem with random coefficients. This algorithm is proposed by Armstrong, Hannukainen, Kuusi and Mourrat, which allows an approximation in $H^1$ for the solution with high precision and low computational cost. We confirm its consistency in chapter 2, then extend it to the supercritical percolation model in chapter 3.Chapter 4 is devoted to the quantitative homogenization of the semigroup for the random walk on the infinite supercritical percolation cluster. Its probabilistic interpretation is as a quantitative local central limit theorem, and it also implies the convergence rate of the elliptic Green's function. The proof in this chapter combines several quantitative estimates on the percolation model: first-order correctors, flux, two-scaled expansion, and also the cluster density concentration.In chapters 5 and 6, we develop the homogenization theory for an interacting particle system without gradient condition in continuum configuration space. In chapter 5, we construct this model and prove its variance decay of Gaussian type. In chapter 6, we study its bulk diffusion coefficient and obtain a rate of convergence for the finite-volume approximation. Our strategy is the subadditivity-renormalization approach, and we also develop new functional inequalities adapted to this infinite-dimensional setting.; Cette thèse étudie l'interaction entre la théorie de l'homogénéisation quantitative et deux modèles stochastiques : le modèle de percolation surcritique et les systèmes de particules en interaction. L'homogénéisation stochastique se concentre sur les propriétés à grande échelle dans l'environnement aléatoire, et ces deux modèles représentent respectivement la généralisation dans l'environnement aléatoire dégénéré et dans l'environnement aléatoire dynamique.Dans les chapitres 2 et 3, nous étudions un algorithme efficace pour le problème de Dirichlet avec des coefficients aléatoires. Cet algorithme est proposé par Armstrong, Hannukainen, Kuusi et Mourrat, qui permet une approximation de $H^1$ pour la solution avec une grande précision et un faible coût numérique. Nous confirmons sa cohérence au chapitre 2, puis nous l'étendons au modèle de percolation surcritique au chapitre 3.Le chapitre 4 est consacré à l'homogénéisation quantitative du semigroupe pour la marche aléatoire sur l'amas de percolation surcritique infini. Son interprétation probabiliste est le taux pour le théorème de la limite centrale locale, et elle implique également le taux de convergence de la fonction elliptique de Green. La preuve dans ce chapitre combine plusieurs estimations quantitatives sur le modèle de percolation : les correcteurs de premier ordre, le flux, l'expansion à deux échelles, et aussi la concentration de la densité de l'amas.Dans les chapitres 5 et 6, nous développons la théorie de l'homogénéisation pour un système de particules en interaction sans condition de gradient dans l'espace de configuration du continuum. Dans le chapitre 5, nous construisons ce modèle et prouvons sa variance de type gaussien. Dans le chapitre 6, nous étudions son coefficient de diffusion globale et prouvons la vitesse de l'approximation en volume fini. Notre stratégie est l'approche de sous-additivité-renormalisation et nous développons également quelques nouvelles inégalités fonctionnelles dans l'espace Sobolev sur la configuration.

This work presents a study in non-linear mechanics, in the classical framework of brittle fracture in heterogeneous media. We study numerically the localization and propagation of damage in a triamino-trinitrobenzene-based (TATB) material under various mechanical and thermal loadings. The polycrystalline microstructure, which in addition contains a binder and porosities, is partially characterized by electron microscopy images as well as experimental testings under mechanical and thermal solicitations, and presents in its initial state, residual stresses and, possibly, pre-existing cracks. We first develop a numerical method based on fast Fourier transforms for predicting the material's brittle response. A "phase field" is used to describe local damage within the microstructure. The proposed algorithms, validated by comparisons with data obtained in the literature, takes into account the irreversible nature of damage as well as the strong crystal anisotropy in TATB grains, in elasticity and tenacity. Secondly, we apply the developed numerical schemes to the study of TATB polycrystals. We focus first on transgranular cracking under a cooling-heating thermal cycle, after which the role of the porosity and of the binder as well as purely-mechanical loadings are investigated. These various phenomena are taken into account incrementally and identified by an inverse method using available experimental data. The results obtained in the present work show the preponderant role played by inter and transgranular cracks on the thermal behavior under thermal and mechanical loadings. Moreover our approach also quantifies the relative influence of various mechanisms : porosity, binder and grains elasticity, but also the grains mechanical anisotropy and pre-existing cracks in the material in its initial state.; Ce travail s'inscrit dans la thématique classique en mécanique non-linéaire de la modélisation du comportement à rupture de milieux hétérogènes. On étudie par des moyens numériques la localisation et la propagation de l'endommagement dans un comprimé au TATB (triamino-trinitrobenzène) soumis à diverses sollicitations mécaniques et thermiques. La microstructure polycristalline, qui contient en outre liant et porosités, est partiellement caractérisée à travers des images obtenues par microscopie électronique, ainsi que des essais mécaniques et thermiques, et présente, à l'état initial, des contraintes résiduelles, voir des fissures pré-existantes. On développe dans un premier temps une méthode numérique de calculs par transformées de Fourier rapide pour la prédiction de l'endommagement reposant sur l'utilisation d'un "champ de phase", qui décrit l’endommagement local au sein de la microstructure. Les algorithmes proposés, validés à partir de données issues de la littérature, prennent en compte le caractère irréversible de l'endommagement ainsi que la forte anisotropie des cristaux de TATB, en élasticité maiségalement du point de vue de la fissuration. Dans un second temps, on applique les schémas numériques développés aupolycristal étudié. On s’intéresse en particulier à la fissuration transgranulaire sous cycle thermique à froid, puis on intègre la porosité et la fissuration dans le liant sous chargement thermique et en traction. Ces divers phénomènes sont pris en compte de manière incrémentale et identifiés par méthode inverse sur les données expérimentales disponibles. Les résultats de ce travail montrent d'une part le rôle prépondérant joué par l'endommagement inter et transgranulaire sur le comportement thermique à froid et lors des essais mécaniques. La démarche entreprise permet, en outre, de préciser l'influence relative des divers mécanismes pris en compte : porosité, élasticité dans le liant et dans les grains, mais également anisotropie mécanique des grains ou endommagement du matériau à l'état initial.

Pulse Width Modulation (PWM) control of electric motors induces torque oscillations over a wide frequency range and with large amplitudes. These excitations can lead to the rupture of rotating parts. The PWM control coupled with simplified mechanical models often leads to oversizing of complex rotors. The objective of this thesis is to provide confident models describing the dynamic behavior when excited by PWM strategies. The first methodological contribution consists in a reduced order modelling strategy of the mechanical model of the rotor based on a projection basis linking the DOFs of the complete model to the rotation DOFs of the reduced model. In addition, the computation of stresses in the rotating parts during a speed-up is obtained by expanding the solution obtained from the resolution of the problem in the reduced space. The second contribution focuses on the dynamic behavior of the laminated stack. An asymptotic non-linear homogenization methodology is proposed. The equivalent elasticity moduli of the laminated stack are estimated from a series of non-linear quasi-static computations and by the prediction of the assembly preload. The results of this method are compared to experimental tests on both academic and industrial cases.; Le pilotage par Modulation de Largeur d’Impulsion (MLI) des moteurs électriques induit des oscillations de couple au niveau du rotor sur une large plage de fréquence et avec des amplitudes importantes. Ces excitations peuvent conduire à la rupture des pièces tournantes. Ce pilotage couplé à des modèles mécaniques simplifiés rend le dimensionnement des rotors complexes, ce qui mène à un surdimensionnement. L’objectif de la thèse est de maîtriser les modélisations dynamiques des rotors et de définir une méthodologie de dimensionnement sous excitation MLI. Le premier apport méthodologique concerne une méthode de réduction du modèle mécanique du rotor s’appuyant sur une base de projection liant les DDLs du modèle complet aux DDLs en rotation du modèle réduit. De plus, l’estimation des contraintes dans les pièces tournantes sur une montée en vitesse, nécessaire au dimensionnement, est obtenue par opération inverse à partir de la résolution du problème dans l’espace réduit. Le second apport se focalise sur le comportement dynamique du paquet de tôles. Une méthodologie d’homogénéisation non-linéaire asymptotique est proposée. Les modules d’élasticité équivalents de l’empilement de tôles sont estimés à partir d’un ensemble de calculs quasi-statiques non-linéaires et par la prédiction de la précharge dans l’assemblage. Les résultats issus de cette méthode sont comparés à des essais expérimentaux sur deux cas, académique et industriel.

Veins in geological reservoir settings are mineral-filled fractured long being associ- ated with the model of ‘crack seal’. However, some veins exhibit features that do not match with the model of ‘crack seal’ but would better fit with a ‘seal-crack’ model driven by the concept of crystallisation pressure. From this, two main experimental tests are conducted. We start with an experiment of counter diffusion to precipitate a barite front in an oolite limestone, the Lavoux limestone, and a sandstone with a shale fraction, the Adamswiller sandstone. The reacted samples are analysed via 3D X-ray microtomography, microscopy and SEM-EDS microanalysis. Although we do not ob- serve damage, we show that barite nucleation and crystallisation is linked to the pore distribution and the matrix mineral. In particular, barium interacts with clay min- erals like the smectite-chlorite complex. Ultimately, this interaction may expand the complex basal space when barite precipitates. Then salt studies for the understanding of damage induced on cultural heritage are the starting point of a new protocol with Na2SO4 and MgSO4 to be tested under isotropic confining pressure inside a triaxial cell (ENS Paris). It consists of precipitating an anhydrous salt layer in an Adamswiller sandstone. Later the anhydrous salt layer is rewetted to precipitate a more hydrated salt phase. The damage is monitored at a confining pressure up to 27 MPa with acous- tic emission, elastic wave propagation, strain gauges and 3D X-ray microtomography. These experiments emphasize the competition between salt cementation of the porous medium and salt crystallisation induced damage. The last point is confirmed by the ef- fective modeling of the elastic properties of a porous medium impregnated with sodium sulphate when it is rewetted without confining pressure.; En contexte de réservoirs géologiques, les veines sont des fractures dans lesquels des espèces chimiques ont précipité et qui ont été longtemps associées avec le modèle de ‘fissuration-minéralisation’. Cependant, certaines veines présentent des caractéristiques laissant penser que la précipitation provoquerait la fissuration en s’appuyant sur le concept de pression de cristallisation. En partant de là, deux expériences ont été développées. Pour commencer, nous avons fait précipiter un front de barytine, par diffusion de deux solutions respectivement enrichies en baryum et sulfate à travers deux milieux poreux : un calcaire de Lavoux et un grès des Vosges contenant une fraction d’argile. Le front de barytine précipité a été investigué par l’acquisition de donnés de micro tomographie rayon X, de la microscopie optique et à balayage électronique et de la spectroscopie rayon X. En pratique, aucun endommagement n’a été détecté mais la barytine a nucléé et précipité en relation avec la distribution des pores, l’état de cristallisation des minéraux de la matrice et la présence des complexes argileux. On suspecte une augmentation de volume en lien avec ce dernier point. L’étude de l’endommagement des sels dans le contexte de la préservation des monuments historiques est à la base de notre deuxième expérience réalisée sous un confinement isotrope dans une cellule triaxial du laboratoire de géologie de l’école normale supérieur de Paris. Un front de sulfate de sodium ou de sulfate de magnésium déshydraté est préalablement précipité dans un grès des Vosges et réhydraté pendant l’expérience par imbibition capillaire d’eau milli-Q. De l’endommagement a été mesuré jusqu’à une pression de 27 MPa par l’acquisition d’émissions acoustiques, la propagation d’onde élastique, des jauges de déformation et données de micro tomographie rayons X. Ces experiences montrent une compétition entre la cimentation par le sel du milieu poreux et l'endommagement par crystallisation. Ceci est confirmé par la modélisation des propriétés mécaniques du milieu poreux saturé en sel lors de son hydratation.