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La réduction des nuisances sonores est un enjeu permanent pour les acteurs du transport aérien, notamment autour des aéroports. En particulier, le bruit de soufflante (fan noise) tient une place importante dans le bruit global de l’avion. Aussi, relativement à la réduction du bruit d'aéronef, sont développés des matériaux dits liners positionnés le long de la nacelle moteur. De par leur position à l'intérieur des nacelles de réacteurs, ces traitements acoustiques sont soumis à de forts niveaux sonores, à un écoulement rasant important, et à des gradients thermiques intenses.Cette étude a consisté à mettre en place une métrologie multi-physiques (acoustique, aérodynamique, thermique et turbulence) permettant de constituer une base de données expérimentales, afin d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques en jeu et d’alimenter les modèles de conception de liners pour répondre aux nouveaux enjeux posés par l'implantation des liners dans les nacelles.Compte tenu de la complexité des phénomènes physiques mis en jeu, un effort important a été conduit pour disposer d'outils expérimentaux performants pour caractériser finement le couplage entre l'acoustique, la thermique et la turbulence. On associe donc des mesures microphoniques classiques permettant de déterminer le comportement acoustique des liners et des mesures par thermographie infrarouge pour caractériser leur réponse aérothermique. Une veine d'essai spécifique permettant d'intégrer ces différentes techniques de mesure a été réalisée, et une nouvelle méthode de détermination d'impédance acoustique a été développée afin de prendre en compte les effets aéroacoustiques. Une modélisation des phénomènes de transfert et de convection thermiques a ensuite permis de lier la réponse aérothermique au comportement acoustique des échantillons de liners sélectionnés pour l'étude. The reduction of noise pollution, particularly around airports, is a permanent challenge for the aviation industry. In particular, fan noise plays an important role in the overall noise of the aircraft. Therefore, with regard to the reduction of aircraft noise, materials referred to as acoustic liners, positioned along the engine nacelle, are developed. Due to their position inside the engine nacelles, these acoustic treatments are simultaneously subjected to high noise levels, to a significant grazing flow, and to intense thermal gradients.This study consisted in setting up a multi-physics metrology (acoustics, aerodynamics, thermics and turbulence) allowing to constitute an experimental database, in order to improve the understanding of the physical phenomena involved and to feed the liner design models to answer the new stakes posed by the implementation of the liners in the nacelles.Given the complexity of the physical phenomena involved, a major effort has been made to have effective experimental tools to characterize the coupling between acoustic effects, thermal effects and turbulence. We thus associate classical microphonic measurements to determine the acoustic behavior of liners, and infrared thermography measurements to characterize their aero-thermal response. A specific test section allowing the integration of these different measurement techniques has been realized, and a new method of acoustic impedance determination has been developed in order to take into account the aero-acoustic effects. A model of the thermal transfer and convection phenomena was finally used to link the aero-thermal response to the acoustic behavior of the liner samples selected for the study.

La réputation de la « voix » de Diderot n’est plus à faire : son écriture est empreinte d’une oralité contagieuse. À partir d’une démarche stylistique, cette thèse entreprend d’inventorier les mécanismes qui président à cette illusion acoustique, en analysant la manière dont les représentations du discours rencontrent et structurent l’imaginaire auditif de Diderot.D’abord conduite au niveau lexical, l’enquête examine le réseau isotopique de la voix à partir de ses maîtres-mots ; elle détaille leurs contextes d’apparition, leur entourage cotextuel et les axes sémantiques qui s’en dégagent : voix, ton, accent et, sur le versant des métaphores, ramage et caquet permettent de dresser un premier aperçu de l’acoustique discursive de Diderot.Une seconde partie s’intéresse à l’intégration d’un imaginaire vocal dans la conduite de la narration. Elle s’attache aux scénographies narratoriales qui agencent les fictions de Diderot, aux réaménagements apportés à la fiction d’oralité et aux rapports équivoques entretenus avec le modèle épistolaire alors en plein essor ; elle répertorie également les modes d’embrayage et de marquage du discours direct, discrets réglages de l’énonciation autre qui sont à même d’encoder son relief acoustique.Le dernier temps de la thèse se focalise sur les dispositifs d’écoute mis en œuvre chez Diderot : la récurrence des formes d’audition acousmatique – audition éloignée, écoute réduite, sons remémorés ou imaginés – est mise en regard des formes de discours représenté : tous deux participent d’une réflexion sur la virtualisation sonore, et permettent de mieux appréhender l’expressivité que Diderot escompte des « voix » fictionnelles., The reputation of Diderot’s “voice” is now well-established: there is a contagious oral quality to his writing. This thesis endorses a stylistic methodology to make the inventory of the mechanisms that convey this acoustic illusion, by analysing how the representations of discourse structure Diderot’s auditory imagery. Starting at the lexical level, I survey the isotopic network of voice by focusing on some keywords. I detail the context of their apparitions, their textual neighbourhoods, and the semantic orientations they convey. Voix, ton, accent and, on the metaphoric side, ramage and caquet provide a first insight into Diderot’s discursive acoustic.In a second part, I examine how the narrative structure itself encompasses a vocal imagery. I study how Diderot’s fictions are structured by complex narratorial settings, how he reinvents the fiction of orality, and how ambiguously his work stands in relation to the epistolary model which was rapidly expanding at the time. I also list the different ways in which direct speech is clutched and marked, which are so many unobtrusive technics to incorporate the acoustic quality of someone else’s enunciation.The last part of the thesis is dedicated to the listening settings which Diderot puts in place. The numerous forms of acousmatic audition – distant audition, limited audition, remembered or imaginary sounds – are linked with the different forms of represented speech. Both are part of a reflection on sound virtualization and allow us to understand better the expressivity Diderot expects from fictional “voices”.

MR-guided transcranial focused ultrasound is a novel modality to treat neurological diseases non-invasively. Aberration correction techniques are used to concentrate the acoustic energy inside the patient’s brain. They rely on CT based 3D simulation of the propagation of the wavefront through each patient’s skull. We demonstrate here on a clinical device (Exablate Neuro, Insightec) that two different simulation strategies (ray-tracing, and numerical scheme solving the wave equation inside the skull bone) lead to similar performances. The quantification of the impact of the increase of the incoming ultrasonic waves’ incident angles at the skull surface highlights the potential interest of taking into account elastic simulations.We additionally show that the computation time of full-wave simulation can be reduced by artificially decreasing the acoustic frequency, in order to increase the wavelength and consequently increase the spatial step of the simulation. We demonstrate that the computation time is divided by 10, while maintaining a similar performance in terms of restored pressure at target.We also present preliminary experiments on four human skulls using MR images instead of CT scans for the aberration correction simulation. Such an approach would prevent the patient from being exposed to ionizing radiations.Finally, we initiated a clinical trial conducted at the Hôpital de la Pitié Salpêtrière during which patients suffering from Essential Tremor were treated with MR-guided focused ultrasound for the first time in France. The Exablate Neuro device was used to perform a thermal lesion of the thalamic nucleus (VIM). During this study, we equipped the patients with accelerometers to quantitatively measure the tremor in real time during the treatment and throughout the postoperative observation period. We compared the accelerometry data to the clinical tremor rating scales used by neurologists. We showed that the accelerometric measurements correlated with the clinical scales, and that the data collected in real time during the treatment were (i) predictive of the long-term clinical outcome (ii) useful for the medical team in the adjustment of the treatment parameters per-operatively.Before irreversible ablation of the VIM, we also assessed the impact of reversible low-intensity transcranial ultrasound stimulation. On two patients, we report here that low-intensity ultrasound stimulation induced a 98% tremor reduction for more than 30 minutes., Cette thèse porte sur l’utilisation des ultrasons focalisés transcrâniens dans le traitement non-invasif de maladies neurologiques.Nous nous sommes d’abord concentrés sur la méthode de correction d’aberrations permettant de concentrer l’énergie à l’intérieur du cerveau. Celle-ci repose sur une simulation de la propagation des ultrasons à travers le crâne de chaque patient, dont les propriétés acoustiques sont modélisées de manière tri-dimensionnelle au moyen de scanners X cérébraux. Nous avons montré que deux méthodes différentes de simulation (tracé de rayon et simulations aux différences finies) aboutissaient à des performances similaires, et mis en évidence que les performances de chacune des méthodes se dégradaient lorsque les angles d’incidence de l’onde ultrasonore à l’entrée du crâne augmentaient.Dans un second temps, nous avons cherché à augmenter la vitesse de calcul des simulations aux différences finies en diminuant de manière artificielle la fréquence acoustique, afin d’augmenter la longueur d’onde et donc la taille du pas de simulation. Nous avons démontré qu’une telle approche divisait le temps de calcul par 10 tout en conservant les performances.Nous présentons également des expériences préliminaires sur quatre crânes humains utilisant des images IRM au lieu de tomodensitométries pour la simulation de la correction des aberrations. Une telle approche permettrait d'éviter d'exposer les patients à des radiations ionisantes.Cette thèse s’est également inscrite dans le cadre d’un essai clinique mené à l’Hôpital de la Pitié Salpêtrière pour le traitement par ultrasons focalisés de patients atteints de tremblement essentiel, pour la première fois en France. L'Exablate Neuro a été utilisé pour réaliser une lésion thermique du noyau thalamique (VIM) sans craniotomie. Au cours de cette étude, nous avons équipé les patients d'accéléromètres pour mesurer quantitativement le tremblement en temps réel pendant le traitement et tout au long de la période d'observation postopératoire. Nous avons comparé les données de l'accélérométrie aux échelles d'évaluation clinique du tremblement utilisées par les neurologues. Nous avons montré que les mesures accélérométriques étaient corrélées aux échelles cliniques et que les données recueillies en temps réel pendant le traitement étaient (i) prédictives du résultat clinique à long terme (ii) utiles à l'équipe médicale pour l'ajustement per-opératoire des paramètres du traitement.Avant l'ablation irréversible du VIM, nous avons également testé l'impact d'une stimulation ultrasonore transcrânienne réversible de faible intensité. Sur deux patients, nous rapportons ici que la stimulation ultrasonore de faible intensité a induit une réduction des tremblements de 98% pendant plus de 30 minutes.

The non-idiomatic collective improvised music analysis is at the center of our research. More and more musicologists, researchers and pedagogues attempt to analysis the creation process of improvised music and the manifest links it maintains with a form of writing close to composition (Savouret, 2010 ; Canonne, 2010 ; Bhagwati, 2013), also highlighting a form of discursive dialogism within the same practice (Stévance, 2012a) and the use of incorporation and automatization of behaviors processes for improvisers in play situation (Canonne, 2016). We wanted to be part of the emergence of these analytical advances concerning the non- idiomatic collective improvised music by proposing an analysis protocol of this music. After having realized a work of information collection with the help of three groups of improvisers and having constituted our study corpus, we imagined a hybrid analysis protocol that respects the specificities proper to the improvisers groups that experiment it on the base of three axes of fundamental research: (1) the listening of sound material in situ (Schaeffer, 1966 ; Roy, 2003), (2) the denomination and metaphorization of different significative sound events of improvised discourse in enunciation situation (Spampinato, 2008, 2011) and (3) the graphical representation of the improvised form (Couprie, 2020 ; Lalitte, 2014a , 2014b ; Gonin, 2019). This protocol’s implementation will allow to provoke an interdisciplinary dialog between Musical analysis, Musical language sciences and Acoustic.; L’analyse des musiques improvisées collectives non-idiomatiques est au cœur de notre recherche. De plus en en plus de musicologues, de chercheurs et de pédagogues tentent d’analyser le processus de création de la pratique improvisée et les liens manifestes qu’elle entretient avec une forme d’écriture proche de la composition (Savouret, 2010 ; Canonne, 2010 ; Bhagwati, 2013), mettant également en avant une forme de dialogisme discursif au sein même de la pratique (Stévance, 2012a) et l’usage de processus d’incorporation et d’automatisation des comportements pour les improvisateurs en situation de jeu (Canonne, 2016). Nous avons souhaité prendre part à l’émergence de ces avancées analytiques à propos des musiques improvisées collectives non-idiomatiques en proposant, à notre tour, un protocole d’analyse de cette pratique. Après avoir réalisé un travail de collecte de données auprès de trois groupes d’improvisateurs et constitué ainsi notre corpus d’étude, nous avons imaginé un protocole d’analyse « hybride » respectant les spécificités propres aux groupes d’improvisateurs qui l’expérimentent et reposant sur trois axes de recherches fondamentaux : (1) écoute de la matière sonore in situ (Schaeffer, 1966 ; Roy, 2003), (2) dénomination et métaphorisation des différents événements sonores significatifs du discours improvisé en situation d’énonciation (Spampinato, 2008, 2011) et (3) représentation graphique de la forme improvisée (Couprie, 2020 ; Lalitte, 2014a, 2014b ; Gonin, 2019). La mise en application de ce protocole permettra de provoquer un dialogue interdisciplinaire entre Analyse musicale, Sciences du langage musical et Acoustique.

Combustion is a chemical reaction process present in almost all social sectors, being responsible for more than 80% of the energy primary conversion. For instance, in aircraft engines, the combustion and acoustic coupling may lead to thermoacoustic instabilities that could damage the engines, causing failures. This work focuses on the modelling, characterization and control of combustion instabilities, through computational approaches. More precisely, reactive computational fluid dynamic models, reduced order models and state observer design are used. The unstable combustion processes studied were shown to exhibit a rich frequency spectrum, and the corresponding gain and phase were favourably compared to experiments. An observer was designed using artificial neural network techniques, and its application to non linear systems evidenced the low error estimation of systems states.; La combustion est un processus réactif présent dans presque tous les secteurs sociaux, étant responsable de plus de 80% de la conversion primaire de l'énergie. Par exemple, dans les moteurs d'avion, le couplage entre la combustion et l'acoustique peut conduire à des instabilités thermo-acoustiques qui peuvent endommager les moteurs, conduisant à l'échec. Ce travail se concentre sur la modélisation, caractérisation et contrôle des instabilités de combustion, à travers des approches computationnelles. Plus précisément, des modèles réactifs de dynamique des fluides numériques, des modèles d'ordre réduit et la conception d'observateurs d'état sont utilisés. Les processus de combustion instables étudiés présentent un riche spectre de fréquences, et le gain et la phase correspondants sont comparés favorablement aux expériences. Un observateur a été conçu en utilisant des techniques de réseaux neuronaux artificiels, et son application à des systèmes non linéaires a mis en évidence la faible erreur d'estimation des états des systèmes.

Colloidal solutions constitute a class of soft materials with a huge spectrum of application in the construction, food and cosmetics industries. These materials are composed of nanometric particles that aggregate and form an elastic but fragile network. Adapting the viscoelasticity of these solutions in real time thanks to an external stimulus appears to be a major challenge in the design of intelligent materials. High power ultrasound, already used in the medical field, seems to be a suitable tool to achieve this goal in a non-intrusive way. In this thesis, we present three examples of rheo-acoustic materials, whose mechanical properties are sensitive to acoustic vibrations. This work relies on experimental setups to quantify the structure of the particle network as well as the mechanical properties of the material subjected to ultrasound. First of all, we are interested in carbon black gel. This material is strongly softened during the application of power ultrasounds. Also, we have shown that the latter accelerate the fluidization and facilitate the flow of the gel. These phenomena are attributed to the appearance of microscopic fractures within the particle network, which may not even resume its initial organization once the vibrations are turned off. Then, we studied the effect of ultrasound on a solution of cellulose nanocrystals. This biomass material is particularly sensitive to acoustic vibrations under flow. The viscoelastic properties are largely decreased according to an irreversible process. This fluidization is due to a phase transition induced by ultrasound. Finally, we have highlighted the sensitivity of silica paste to high frequency vibrations. These vibrations allow a rearrangement of the particles and strongly and irreversibly soften the solution.; Les solutions colloïdales sont au cœur des problématiques industrielles du bâtiment, de l'agro-alimentaire ou des cosmétiques. Ces matériaux sont composés de particules nanométriques qui s'agrègent et forment un réseau élastique mais fragile. Adapter la viscoélasticité de ces solutions en temps réel grâce à un stimulus externe apparaît comme un défi majeur dans la conception de matériaux « intelligents ». Les ultrasons de puissance, déjà utilisés dans le domaine médical, semblent être un outil adapté pour atteindre cet objectif de manière non intrusive. Dans cette thèse, nous présentons trois exemples de matériaux « rhéo-acoustiques », dont les propriétés mécaniques sont sensibles aux vibrations acoustiques. Ces travaux s'appuient sur des dispositifs expérimentaux permettant de quantifier la structure du réseau de particules ainsi que les propriétés mécaniques du matériau soumis à des ultrasons. Tout d'abord, nous nous sommes intéressés au gel de noir de carbone. Ce matériau est fortement ramolli lors de l'application d'ultrasons de puissance. Aussi, nous avons montré que ces derniers accélèrent la fluidification et facilitent la mise en écoulement du gel. Ces phénomènes sont attribués à l'apparition de fractures microscopiques au sein du réseau de particules, celui-ci peut même ne pas reprendre son organisation initiale une fois les vibrations éteintes. Ensuite, nous avons étudié l'effet des ultrasons sur une solution de nanocristaux de cellulose. Ce matériau issu de la biomasse est particulièrement sensible aux vibrations acoustiques sous écoulement. Les propriétés viscoélastiques sont largement diminuées selon un processus irréversible. Cette fluidification est due à un changement de phase induit par les ultrasons. Pour finir, nous avons mis en évidence la sensibilité de pâte de silice aux vibrations de haute fréquence. Ces dernières permettent un réarrangement des particules et ramollissent fortement et irréversiblement la solution.

Colloidal solutions constitute a class of soft materials with a huge spectrum of application in the construction, food and cosmetics industries. These materials are composed of nanometric particles that aggregate and form an elastic but fragile network. Adapting the viscoelasticity of these solutions in real time thanks to an external stimulus appears to be a major challenge in the design of intelligent materials. High power ultrasound, already used in the medical field, seems to be a suitable tool to achieve this goal in a non-intrusive way. In this thesis, we present three examples of rheo-acoustic materials, whose mechanical properties are sensitive to acoustic vibrations. This work relies on experimental setups to quantify the structure of the particle network as well as the mechanical properties of the material subjected to ultrasound. First of all, we are interested in carbon black gel. This material is strongly softened during the application of power ultrasounds. Also, we have shown that the latter accelerate the fluidization and facilitate the flow of the gel. These phenomena are attributed to the appearance of microscopic fractures within the particle network, which may not even resume its initial organization once the vibrations are turned off. Then, we studied the effect of ultrasound on a solution of cellulose nanocrystals. This biomass material is particularly sensitive to acoustic vibrations under flow. The viscoelastic properties are largely decreased according to an irreversible process. This fluidization is due to a phase transition induced by ultrasound. Finally, we have highlighted the sensitivity of silica paste to high frequency vibrations. These vibrations allow a rearrangement of the particles and strongly and irreversibly soften the solution.; Les solutions colloïdales sont au cœur des problématiques industrielles du bâtiment, de l'agro-alimentaire ou des cosmétiques. Ces matériaux sont composés de particules nanométriques qui s'agrègent et forment un réseau élastique mais fragile. Adapter la viscoélasticité de ces solutions en temps réel grâce à un stimulus externe apparaît comme un défi majeur dans la conception de matériaux « intelligents ». Les ultrasons de puissance, déjà utilisés dans le domaine médical, semblent être un outil adapté pour atteindre cet objectif de manière non intrusive. Dans cette thèse, nous présentons trois exemples de matériaux « rhéo-acoustiques », dont les propriétés mécaniques sont sensibles aux vibrations acoustiques. Ces travaux s'appuient sur des dispositifs expérimentaux permettant de quantifier la structure du réseau de particules ainsi que les propriétés mécaniques du matériau soumis à des ultrasons. Tout d'abord, nous nous sommes intéressés au gel de noir de carbone. Ce matériau est fortement ramolli lors de l'application d'ultrasons de puissance. Aussi, nous avons montré que ces derniers accélèrent la fluidification et facilitent la mise en écoulement du gel. Ces phénomènes sont attribués à l'apparition de fractures microscopiques au sein du réseau de particules, celui-ci peut même ne pas reprendre son organisation initiale une fois les vibrations éteintes. Ensuite, nous avons étudié l'effet des ultrasons sur une solution de nanocristaux de cellulose. Ce matériau issu de la biomasse est particulièrement sensible aux vibrations acoustiques sous écoulement. Les propriétés viscoélastiques sont largement diminuées selon un processus irréversible. Cette fluidification est due à un changement de phase induit par les ultrasons. Pour finir, nous avons mis en évidence la sensibilité de pâte de silice aux vibrations de haute fréquence. Ces dernières permettent un réarrangement des particules et ramollissent fortement et irréversiblement la solution.

The methods and techniques of airborne acoustic communications indoors represent a relevant alternative to radio-frequency communications, for example in ATEX zones, environments with strong electromagnetic interference or even to ensure a high level of confidentiality. However, the limitations of such communications are low through put and the inability to function properly in the presence of an obstacle or complex path. In order to overcome these limitations, this research work introduces and develops theoretically and experimentally a new acoustic communication system based on previous research and developments of the company STIMSHOP. The system operates in the frequency domain of near ultrasoundusing spread spectrum modulation, chirps. Thus, user discomfort is minimized, compatibility with consumer equipment increased, and signals are robust against interference. A first work on the synthesis of signals makes it possible, overlapping of symbols and the use of particular forms of modulation, to obtain an improvement of the bit rate and of the encoding capacities. An analytical decoding error prediction model, specific to chirps, is developed and evaluated. A second work presents the development and evaluation of a transceiver element making it possible to carry out SISO communications.The assembly of several of these elements thus allows the development of a time reversal mirror, accompanied by a dedicated communication protocol. This communication system is then evaluated in a wide range of indoor configurations,in real and constrained environments, and for MISO and MU-MISO transmission schemes. The system is also designed for communications between a time-reversing mirror and one or more smartphones. This highlights the capabilities of this system vis-à-vis a conventional SISO system, in particular the gain linked to focusing and operation in LOS and NLOS configuration, but also its limits.; Les méthodes et techniques de communications aéroportées acoustiques en intérieur représentent une alternative pertinente aux communications radio-fréquence, par exemple dans les zones ATEX, les environnements à forte interférence électromagnétique ou encore pour assurer un haut niveau de confidentialité. Néanmoins, les limites de telles communications sont un faible débit et l'incapacité de fonctionner correctement en présence d'obstacle ou de trajet complexe. Afin de dépasser ces limitations, ce travail de recherche introduit et développe théoriquement et expérimentalement un nouveau système de communication acoustique fondé sur les recherches et développements précédents de l'entreprise STIMSHOP. Le système opère dans le domaine fréquentiel des ultrasons proches en utilisant une modulation par étalement spectral, les chirps. Ainsi, la gêne de l'utilisateur est minimisée, la compatibilité avec du matériel grand public accrue et les signaux sont robustes face aux interférences. Un premier travail sur la synthèse des signaux permet, recouvrement de symbole et l'utilisation de formes de modulation particulières, d'obtenir une amélioration du débit et des capacités d'encodage. Un modèle analytique de prédiction de l'erreur au décodage, spécifique aux chirps, est développé et évalué. Un deuxième travail présente le développement et l'évaluation d'un élément émetteur-récepteur permettant de réaliser des communications SISO. L'assemblage de plusieurs de ces éléments permet ainsi le développement d'un miroir à retournement temporel, accompagné d'un protocole de communication dédié. Ce système de communication est alors évalué dans un large éventail de configurations en intérieur, dans des environnements réels et contraints, et pour des schémas de transmission MISO et MU-MISO. Le système est également étudié pour des communications entre un miroir à retournement temporel et un ou plusieurs smartphones. On met ainsi en lumière les capacités de ce système vis-à-vis d'un système classique SISO, en particulier le gain lié à la focalisation et le fonctionnement en configuration LOS et NLOS, mais également ses limites.

Decorated caves are extremely stable environments that have required Prehistoric People to select and/or to adapt their underground activities to the characteristics of the chosen site. Understanding their perception of the site then becomes a key element in interpreting its Palaeolithic occupation. Numerical simulations have emerged as the ideal tool to explore the question of the Palaeolithic perception of decorated caves. In fact, not only do they make it possible to reproduce phenomena that could not have been preserved, such as sound or light, but they also produce reproducible results from fully calibrated data. It is also possible to use 3D models reproducing a morphology considered to represent the one known by the Palaeolithic, although physically long lost. We decided to investigate the ways in which Palaeolithic People invested the subterranean world in the decorated caves of Cussac and Lascaux (Dordogne), whose archaeological contexts are complementary. In Cussac cave, we only have a portion of the 3D model, and it only reproduces the current morphology, but the presence of a multidisciplinary team (PCR Cussac, dir. J. Jaubert) and the attention paid to its preservation have enabled us to obtain data for the archaeological context, while the Lascaux cave has seen a large part of its grounds destroyed, making it impossible to contextualise many of its artefacts. However, the cave benefits from a complete 3D reconstruction, reworked to offer several states: current, of the discovery (in 1940), and during the Palaeolithic incursions (MicroPaGO project, dir. D. Lacanette). In order to analyse how the Prehistoric People understood the underground environment, we have chosen to set up numerical simulation tools for acoustics and lighting. These tools, still little used in the analysis of the karstic context, required a fundamentally innovative and rigorous approach with the recording of a maximum of physical parameters for each of the caves. Experiments were carried out in order to reproduce examples of prehistoric lighting and to measure its spectra and illuminances. To find out the wall reflection factors or the acoustic absorption coefficient of the materials involved, measurements on samples and/or in caves were carried out. These parameters were incorporated into Phanie and Icare, two software which enable the simulation of lighting and sound in a 3D model, respectively. For example, we were able to test the complementarity between grease lamps and torches depending on the situation: in Cussac, the exploration of large spaces benefited more from the high power and mobility of the torches, while in Lascaux, where the walls are more reflective and the spaces are smaller, the use of grease lamps seemed more efficient. It was also possible to show the interest of echolocation in this context, or to analyse the acoustic qualities of the Cussac cave which seems to be a place particularly suited to speech, with low reverberation but excellent intelligibility. Without any claim of exhaustivity, these examples have enabled us to validate the interest of numerical simulations in understanding the perception, apprehension and occupation of underground space by prehistoric societies., Les grottes ornées sont des espaces naturels extrêmement stables qui ont nécessairement contraint les Préhistoriques à sélectionner et/ou adapter leurs activités souterraines aux caractéristiques du site élu. Comprendre la perception qu’ils avaient dudit site devient alors un élément clé pour en interpréter l’occupation paléolithique. Les simulations numériques sont apparues comme l’outil idéal pour investir la question de la perception paléolithique des cavités ornées. En effet, non seulement ils permettent de reproduire des phénomènes qui ne se conservent pas, tels le son ou la lumière, mais ils produisent, à partir de données entièrement calibrées, des résultats reproductibles. Il est aussi possible d’utiliser des modèles 3D reconstituant la morphologie considérée comme celle connue par les Paléolithiques, pourtant physiquement perdue depuis. Nous nous sommes intéressés aux modalités de l’investissement du monde souterrain par les Hommes du Paléolithique au travers de deux exemples : les grottes ornées de Cussac et de Lascaux (Dordogne), aux contextes archéologiques complémentaires. À Cussac, nous ne bénéficions que d’une portion du modèle 3D et celui-ci reproduit uniquement la morphologie actuelle, mais la présence d’une équipe pluridisciplinaire (PCR Cussac, dir. J. Jaubert) et l’attention portée à sa préservation ont permis d’obtenir des données sur le contexte archéologique. À l’opposé, la grotte de Lascaux a vu une grande partie de ses sols détruits, rendant impossible la contextualisation de nombre de ses vestiges. Cependant, la grotte bénéficie d’une reconstitution 3D complète, retravaillée pour proposer plusieurs états : actuel, de la découverte (en 1940), et lors des incursions paléolithiques (projet MicroPaGO, dir. D. Lacanette). Afin d’analyser l’appréhension du milieu souterrain par les Préhistoriques, nous avons choisi de mettre en place des outils de simulations numériques d’acoustique et d’éclairage. Encore peu utilisés dans l’analyse du contexte karstique, ces outils ont nécessité une approche fondamentalement innovante et rigoureuse avec l’enregistrement d’un maximum de paramètres physiques pour chacune des grottes étudiées. Des expérimentations ont été réalisées afin de reproduire des exemples d’éclairages préhistoriques et d’en mesurer les spectres et éclairements, tandis que pour connaître les facteurs de réflexion des parois et les coefficient d’absorption acoustique des matériaux en jeu, des mesures sur échantillons, et/ou dans des grottes ont été mises en place. Ces paramètres ont ensuite été intégrés aux logiciels Phanie et Icare, permettant respectivement de simuler des éclairages et des sons dans un modèle 3D. Nous avons ainsi pu, par exemple, éprouver la complémentarité entre les lampes à graisse et les torches selon les situations : à Cussac, l’exploration de vastes espaces a pu davantage bénéficier de la forte puissance et de la mobilité des torches tandis qu’à Lascaux, où les parois sont plus réfléchissantes et les espaces moins étendus, l’utilisation de lampes à graisse semble plus efficace. Il a également été possible de montrer l’intérêt de l’écholocalisation dans ce contexte, ou encore d’analyser les qualités acoustiques de la grotte de Cussac qui semble être un lieu particulièrement adapté à la parole, avec une faible réverbérance mais une excellente intelligibilité. Ces quelques exemples, non exhaustifs, nous ont permis de valider l’intérêt des simulations numériques dans la compréhension de la perception, de l’appréhension et de l’occupation de l’espace souterrain par les sociétés préhistoriques.

Modelling the vibroacoustic behavior of submerged cylindrical shells has been a challenging issue for the last decades in the naval industry. The application of viscoelastic coatings on submarine hulls allows reducing the noise radiated and scattered by the shell and is thus of paramount importance for their acoustic furtivity. These coatings can generally be decomposed into two categories. Decoupling coatings isolate the hull from the surrounding medium and reduce the radiated noise, serving as a protection against passive sonars, while anechoic coatings serve as a protection against active sonars by reducing the acoustic scattering from the hull. If fully coated cylindrical shells have been intensively studied in the literature, few works can be found on partially coated cylindrical shells. Modelling the vibroacoustic behavior of such structures may be useful for predicting the impact of missing coating tiles, or for studying cylindrical shells with several kinds of coatings. Compared to fully coated cylindrical shells, partial coating induces a coupling of the circumferential orders of the submerged shell, leading to prohibitive calculation costs for numerical methods and the impossibility of applying classical semi-analytical methods. In this work, a subtractive modelling approach is developed to circumvent this issue. It is based on a reverse formulation of the Condensed Transfer Function method, a substructuring approach that has already proven its ability in dealing with complex vibroacoustic problems. Considering this approach, the partially coated cylindrical shell can be studied considering the model of a fully coated cylindrical shell, from which a model of the missing part of the coating is removed. The theoretical framework of the method is explored for 1-D and 3-D problems before being applied to several test cases to evaluate the method’s accuracy and its sensitivity to model errors. Finally, the partially coated cylindrical shell is studied using this subtractive modelling approach., La recherche sur le comportement vibroacoustique des coques cylindriques est d'un grand intérêt dans un contexte industriel, pour ses applications dans les domaines naval et aéronautique. Afin de limiter le bruit rayonné et diffusé par les coques, et dans un contexte de grande nécessité de furtivité acoustique et de discrétion des navires sous-marins, des revêtements peuvent être appliqués sur la surface de la coque. Les revêtements que l'on peut trouver sur des structures sous-marines sont des matériaux viscoélastiques que l'on peut généralement séparer en deux grandes catégories. D'un côté, les matériaux de masquage permettent d'isoler la coque résistante du milieu environnant, servant ainsi de protection face aux sonars passifs. D'un autre côté, les matériaux anéchoïques ont pour but de protéger le sous-marin face aux sonars actifs en limitant au maximum la réflexion des ondes provenant de l'extérieur. Si l'on peut trouver dans la littérature de nombreuses recherches s'intéressant aux coques cylindriques entièrement revêtues, peu de travaux ont été effectués sur les coques partiellement revêtues. Modéliser le comportement vibroacoustique de telles structures pourrait s'avérer utile afin de prédire l'impact des zones de revêtement manquantes, ou pour étudier des coques cylindriques présentant plusieurs types de revêtement différents. Par rapport à une coque entièrement revêtue, la perte de l'axisymétrie induite par le revêtement partiel entraîne un couplage des ordres circonférentiels de la coque en eau, ce qui conduit à des calculs très lourds limitant la possibilité d'utiliser les méthodes numériques classiques, tout en rendant impossible l'application des méthodes semi-analytiques usuellement utilisées pour étudier les coques cylindriques. Dans cette thèse, une approche de modélisation soustractive est développée afin de remédier à ce problème. Elle se base sur une formulation inversée de la méthode des fonctions de transfert condensées (CTF, Condensed Transfer Function), une approche de sous-structuration ayant déjà montré sa capacité pour étudier et modéliser des systèmes vibroacoustiques complexes. Grâce à cette approche de modélisation soustractive, une coque cylindrique partiellement revêtue pourrait être modélisée en partant d'un modèle de la coque cylindrique intégralement revêtue, auquel on enlèverait un modèle de la partie manquante du revêtement. Les principes théoriques de la méthode sont dans un premier temps explorés sur des problèmes 1-D et 3-D, avant d'être appliqués à des cas tests permettant d'évaluer l'efficacité et la précision de la méthode. Des erreurs numériques sont ensuite introduites afin d'évaluer la sensibilité de la méthode aux erreurs de modèle. Enfin, l'approche de modélisation soustractive est appliquée au cas d'intérêt initial, correspondant à la coque cylindrique partiellement revêtue.

Little is known about how bow mechanical characteristics objectively and quantitatively influence violinists' preferences and performance. Hypothesizing that the bow shape (i.e., camber) and mass distribution modifications would alter both violinists' appreciations of a bow and objective assessments of their performance, we recruited 10 professional violinists to play their own violin using 18 versions of a single bow, modified by combining three cambers and six mass distributions, in random order. A musical phrase, composed for this study, was played legato and spiccato at three octaves and two tempi. Each violinist scored all 18 bows. Then, experts assessed the recorded performances according to criteria inspired by basic musical analysis. Finally, 12 audio-descriptors were calculated on the same note from each trial, to objectivise potential acoustic differences. Statistical analysis (ANOVA) reveals that bow camber impacted the violinists' appreciations (p < 0.05), and that heavier bow tips gave lower scores for spiccato playing (p < 0.05). The expert evaluations reveal that playing with a lighter bow (tip or frog), or with a bow whose camber's maximum curvature is close to the frog, had a positive impact on some violinists' performance (NS to p < 0.001). The “camber-participant” interaction had significant effects on the violinists' appreciations (p < 0.01 to p < 0.001), on the expert's evaluation and on almost all the audio-descriptors (NS to p < 0.001). While trends were identified, multiple camber-participant interactions suggest that bow makers should provide a variety of cambers to satisfy different violinists.

This thesis proposes acoustic models designed for musicological use that describe harmonic phenomena, defined as the set of sound phenomena or the formal relationships between several simultaneous or successive notes. We introduce the notion of harmonic descriptors, which characterize the interactions between nodes, and model both static (isolated chords) and dynamic (chord sequences) aspects of harmony. Proposed descriptors — roughness, harmonicity, concordance, total concordance, tension, harmonic change, differential concordance and differential roughness — are defined through a hybrid implementation at the intersection of symbolic and signal-based approaches. Harmonic descriptors provide representations that are then used to study sets of chords and transitions. We present maps of continuous harmonic spaces, highlighting structures linked to different spectral properties. The use of Shepard spectra makes it possible to generalize the models to chord classes. This generalization is applied to two classifications: the combinatorial potential of Estrada and the Tonnetz, by associating a “harmonic color” to identities and transitions between chord classes.Finally, we demonstrate the analytical potential of harmonic descriptors in highlighting the acoustic logics at work in a corpus of three works from the same period that use radically different languages: Fratres by Arvo Pärt (1977), the Piece for organ n°2 by Alfred Schnittke (1980) and Almeida Prado’s Cartas Celestes I (1974)., Cette thèse propose des modèles acoustiques adaptés à l’usage musicologique capables de rendre compte du phénomène harmonique, décrit comme l’ensemble des phénomènes sonores et des relations formelles impliquant l’interaction simultanée ou successive de plusieurs notes. Nous introduisons dans ce travail la notion de descripteur harmonique, comme type particulier de descripteur audio décrivant ce type d'interaction. Les modèles développés s'attachent aux aspects à la fois statique (accords isolés) et dynamique (enchaînements d'accords) de l'harmonie. Les descripteurs proposés — rugosité, harmonicité, concordance, concordance totale, tension, changement harmonique, concordance différentielle et rugosité différentielle — sont définis à travers une implémentation hybride, à l'interface entre les approches symbolique et signal.Les descripteurs harmoniques fournissent des représentations que nous mettons à profit pour étudier les ensembles d'accords et de transitions. Nous proposons des cartographies des espaces harmoniques continus mettant en avant des structures liées à différentes propriétés spectrales. Le recours à des spectres de Shepard permet de généraliser les modèles aux classes d'accords. Nous appliquons cette généralisation à deux classifications : le potentiel combinatoire d'Estrada et le Tonnetz, en associant une «~couleur harmonique~» aux identités et aux transitions entre classes d'accords.Les descripteurs harmoniques offrent des outils d'analyse à même de mettre en évidence des logiques acoustiques à l'œuvre dans la musique. Nous en tirons parti pour analyser un corpus de trois œuvres de la même époque qui font appel à des langages radicalement différents : Fratres d’Arvo Pärt (1977), la Pièce pour orgue n°2 d’Alfred Schnittke (1980) et les Cartas Celestes I d’Almeida Prado (1974).

New buildings in urban areas are divided into commercial and residential areas. Commercial stores are generally located on the ground floor, private residences on the upper floors. This use has revealed critical disturbances due to noise generated by delivery carts when buildings are mainly occupied (e.g. early morning). These carts generate low frequency vibrations (less than 100 Hz) which easily propagate through the building structure and to the upper floors, disturbing the residents therein. While work has been done to study impact noise, little research has been done in the area of rolling noise in buildings. This thesis presents an original model for rolling noise in buildings: taking into account the influencing factors such as the roughness of the wheel and floor, the material properties of the wheel and floor, the speed of the trolley, and the load on the trolley. Discrete irregularities, such as wheel flats and floor joints, are also taken into account. The model is capable of capturing the physical phenomena present in the rolling contact indoors, as well as estimating the relative noise benefit of adding a floor covering to a given floor system. The model can be used as a tool to study how different flooring systems (including multi-layer systems) respond to rolling excitation, with the aim of developing multi-story building solutions that are better equipped to combat this type of noise source., Les nouveaux bâtiments dans les zones urbaines sont divisés en zones commerciales et en zones habitables. Les magasins commerciaux se trouvent généralement au rez-de-chaussée, les résidences privées aux étages supérieurs. Cette utilisation a révélé des perturbations critiques dues au bruit généré par les chariots de livraison lorsque les bâtiments sont principalement occupés (par exemple tôt le matin). Ces chariots génèrent des vibrations à basse fréquence (moins de 100 Hz) qui se propagent facilement dans la structure du bâtiment et aux étages supérieurs, perturbant les habitants qui s'y trouvent. Si des travaux ont été réalisés pour étudier le bruit d'impact, peu de recherches ont été menées dans le domaine du bruit de roulement dans les bâtiments. Cette thèse présente un modèle original du bruit de roulement dans les bâtiments, prenant en compte les facteurs d'influence tels que la rugosité de la roue et du sol, les propriétés matérielles de la roue et du sol, la vitesse du chariot, et la charge sur le chariot. Les irrégularités discrètes, telles que les méplats des roues et les joints de sol, sont également prises en compte. Le modèle est capable de saisir les phénomènes physiques présents dans le contact de roulement à l'intérieur, ainsi que d'estimer l'avantage relatif du niveau sonore de l'ajout d'un revêtement de sol à un système de plancher donné. Le modèle peut être utilisé comme un outil pour étudier comment différents systèmes de revêtement de sol (y compris les systèmes multicouches) réagissent à l'excitation par roulement, dans le but de développer des solutions de construction à plusieurs étages qui sont mieux équipées pour combattre ce type de source de bruit.

With the emergence of MEMS and the overall decrease in the cost of sensors, the acquisitions multichannel are becoming more widespread, particularly in the field of acoustic source identification. The quality of source localization and quantification can be degraded by the presence of ambient or electronic noise. In particular, in the case of in flow measurements, the turbulent boundary layer that develops over the measuring system can induce pressure fluctuations that are much greater than those of acoustic sources. It then becomes necessary to process the acquisitions to extract each component of the measured field. For this purpose, it is proposed in this thesis to decompose the measured spectral matrix into the sum of a matrix associated with the acoustic contribution and a matrix for aerodynamic noise. This decomposition exploits the statistical properties of each pressure field. Assuming that the acoustic contribution is highly correlated on the sensors, the rank of the corresponding cross-spectral matrix is limited to the number of equivalent uncorrelated sources. Concerning the aerodynamic noise matrix, two statistical models are proposed. A first model assumes a totally uncorrelated field on the sensors, and a second is based on a pre-existing physical model. This separation problem is solved by a Bayesian optimization approach, which takes into account the uncertainties on each component of the model. The performance of this method is first evaluated on wind tunnel measurements and then on particularly noisy industrial measurement, coming from microphones flushmounted on the fuselage of an inflight large aircraft., Avec l'apparition des MEMS et la diminution globale du coût des capteurs, les acquisitions multivoies se généralisent, notamment dans le domaine de l'identification de sources acoustiques. La qualité de la localisation et de la quantification des sources peut être dégradée par la présence de bruit de mesure ambiant ou induit par le système d'acquisition. En particulier, dans le cas de mesures en présence d'un écoulement, la couche limite turbulente qui se développe sur le système de mesure peut induire des fluctuations de pression de niveau bien supérieur à celles des sources acoustiques. Il devient alors nécessaire de traiter les acquisitions pour extraire chaque composante du champ mesuré. Pour cela, on propose de décomposer la matrice spectrale mesurée en la somme d'une matrice associée à la contribution acoustique et d'une matrice pour le bruit aérodynamique. Cette décomposition exploite les propriétés statistiques de chaque champ de pression. En supposant que la contribution acoustique est fortement corrélée sur les capteurs, le rang de la matrice interspectrale associée se limite au nombre de sources décorrélées équivalentes. Concernant la matrice du bruit aérodynamique, deux modèles statistiques sont proposés. Un premier modèle fait l'hypothèse d'un champ totalement décorrélé sur les capteurs, et un second repose sur un modèle physique préexistant. Ce problème de séparation est résolu par une approche d'optimisation bayésienne, qui permet de prendre en compte les incertitudes sur chaque composante du modèle.Les performances de cette méthode sont d'abord évaluées sur des mesures en soufflerie puis sur des données industrielles particulièrement bruitées, provenant de mesures microphoniques effectuées sur le fuselage d'un avion de ligne en vol.

A discrete dynamic approach (DDM) is developed in the context of beam mechanics to calculate the dispersion characteristics of periodic structures. Subsequently, based on this dynamical beam formulation, we calculate the dispersion characteristics of one-dimensional and two-dimensional periodic media. A sufficiently high order development of the forces and moments of the structural elements is necessary to accurately describe the propagation modes of higher order. These results show that the calculations of the dispersion characteristics of structural systems can be approached with good accuracy by the dynamics of the discrete elements. Besides, non-classical behaviors can be captured not only by higher order expansion but also by higher gradient formulations. To that scope, we develop a higher gradient dynamic homogenization method with micro-inertia effects. Using this formulation, we compute the macroscopic constitutive parameters up to the second gradient, using two distinct approaches, namely Hamilton’s principle and a total internal energy formulation. We analyze the sensitivity of the second gradient constitutive terms on the inner material and geometric parameters for the case of composite materials made of a periodic, layered microstructure. Moreover, we show that the formulations based on the total internal energy taking into account higher order gradient terms give the best description of wave propagation through the composite. We analyze the higher order and micro-inertia contributions on the mechanical behavior of composite structures by calculating the effective static and dynamic properties of composite beams using a higher order dynamic homogenization method. We compute the effective longitudinal static response with higher order gradient, by quantifying the relative difference compared to the classical formulation of Cauchy type, which is based on the first gradient of displacement. We then analyze the propagation properties of longitudinal waves in terms of the natural frequency of composite structural elements, taking into account the contribution of micro-inertia. The internal length plays a crucial role in the contributions of micro-inertia, which is particularly significant for low internal length values, therefore for a wide range of materials used in structural engineering. The developed method shows an important size effect for the higher gradients, and to remove these effects correction terms have been incorporated which are related to the quadratic moment of inertia. We analyze in this context the influence of the correction terms on the static and dynamic behavior of composites with a central inclusion.; Une approche dynamique discrète (DDM) est proposée dans le contexte de la mécanique des poutres pour calculer les caractéristiques de dispersion des structures périodiques. Cette démarche permet de calculer les caractéristiques de dispersion de milieux périodiques unidimensionnels et bidimensionnels. Il est montré qu’un développement d'ordre supérieur suffisamment élevé des forces et des moments d’éléments structuraux est nécessaire pour décrire avec précision les modes de propagation d’ordre supérieur. Ces résultats montrent dans l’ensemble que les calculs des caractéristiques de dispersion de systèmes structurels périodiques peuvent être abordés avec une bonne précision par la dynamique des éléments discrets. Les comportements non classiques peuvent être capturés non seulement par une expansion d'ordre supérieur mais aussi par des formulations à gradient supérieur. Nous calculons ainsi les paramètres constitutifs macroscopiques jusqu'au deuxième gradient du déplacement en utilisant deux formulations différentes, soit selon une méthode d'homogénéisation dynamique à gradient supérieur (DHGE) prenant en compte les effets de micro-inertie, ou alternativement selon le principe de Hamilton. Nous analysons ensuite la sensibilité des termes constitutifs du second gradient aux paramètres microstructuraux pour des matériaux composites à microstructure périodique de type laminés. En plus, on montre que les modèles du deuxième gradient formulés à partir de l'énergie interne totale en tenant compte des termes de gradient d'ordre supérieur donnent la meilleure description du propagation d’onde à travers ces milieux. On analyse les contributions d'ordre supérieur et de micro-inertie sur le comportement mécanique de structures composites en utilisant une méthode d'homogénéisation dynamique d'ordre supérieur qui intègre les effets de micro-inertie. Nous calculons la réponse effective statique longitudinale à gradient d’ordre supérieur, en quantifiant la différence relative par rapport à la formulation classique de type Cauchy qui repose sur le premier gradient du déplacement. Nous analysons ensuite les propriétés de propagation d’ondes longitudinales en termes de fréquence propre de composites, en tenant compte de la contribution de la micro-inertie. La longueur interne joue un rôle crucial dans les contributions de micro-inertie avec un effet substantiel pour les faibles valeurs de longueur interne, et qui correspond à une large gamme de matériaux utilisés en ingénierie des structures. La méthode d’homogénéisation développée montre un effet de taille important pour les modules élastiques homogénéisés d’ordre supérieur. Par conséquent, nous développons une formulation indépendante de la taille qui est basée sur des termes de correction liée aux moment quadratique. Dans ce contexte, on analyse l’influence des termes de correction sur le comportement statique et dynamique de composites à inclusion.

A discrete dynamic approach (DDM) is developed in the context of beam mechanics to calculate the dispersion characteristics of periodic structures. Subsequently, based on this dynamical beam formulation, we calculate the dispersion characteristics of one-dimensional and two-dimensional periodic media. A sufficiently high order development of the forces and moments of the structural elements is necessary to accurately describe the propagation modes of higher order. These results show that the calculations of the dispersion characteristics of structural systems can be approached with good accuracy by the dynamics of the discrete elements. Besides, non-classical behaviors can be captured not only by higher order expansion but also by higher gradient formulations. To that scope, we develop a higher gradient dynamic homogenization method with micro-inertia effects. Using this formulation, we compute the macroscopic constitutive parameters up to the second gradient, using two distinct approaches, namely Hamilton’s principle and a total internal energy formulation. We analyze the sensitivity of the second gradient constitutive terms on the inner material and geometric parameters for the case of composite materials made of a periodic, layered microstructure. Moreover, we show that the formulations based on the total internal energy taking into account higher order gradient terms give the best description of wave propagation through the composite. We analyze the higher order and micro-inertia contributions on the mechanical behavior of composite structures by calculating the effective static and dynamic properties of composite beams using a higher order dynamic homogenization method. We compute the effective longitudinal static response with higher order gradient, by quantifying the relative difference compared to the classical formulation of Cauchy type, which is based on the first gradient of displacement. We then analyze the propagation properties of longitudinal waves in terms of the natural frequency of composite structural elements, taking into account the contribution of micro-inertia. The internal length plays a crucial role in the contributions of micro-inertia, which is particularly significant for low internal length values, therefore for a wide range of materials used in structural engineering. The developed method shows an important size effect for the higher gradients, and to remove these effects correction terms have been incorporated which are related to the quadratic moment of inertia. We analyze in this context the influence of the correction terms on the static and dynamic behavior of composites with a central inclusion.; Une approche dynamique discrète (DDM) est proposée dans le contexte de la mécanique des poutres pour calculer les caractéristiques de dispersion des structures périodiques. Cette démarche permet de calculer les caractéristiques de dispersion de milieux périodiques unidimensionnels et bidimensionnels. Il est montré qu’un développement d'ordre supérieur suffisamment élevé des forces et des moments d’éléments structuraux est nécessaire pour décrire avec précision les modes de propagation d’ordre supérieur. Ces résultats montrent dans l’ensemble que les calculs des caractéristiques de dispersion de systèmes structurels périodiques peuvent être abordés avec une bonne précision par la dynamique des éléments discrets. Les comportements non classiques peuvent être capturés non seulement par une expansion d'ordre supérieur mais aussi par des formulations à gradient supérieur. Nous calculons ainsi les paramètres constitutifs macroscopiques jusqu'au deuxième gradient du déplacement en utilisant deux formulations différentes, soit selon une méthode d'homogénéisation dynamique à gradient supérieur (DHGE) prenant en compte les effets de micro-inertie, ou alternativement selon le principe de Hamilton. Nous analysons ensuite la sensibilité des termes constitutifs du second gradient aux paramètres microstructuraux pour des matériaux composites à microstructure périodique de type laminés. En plus, on montre que les modèles du deuxième gradient formulés à partir de l'énergie interne totale en tenant compte des termes de gradient d'ordre supérieur donnent la meilleure description du propagation d’onde à travers ces milieux. On analyse les contributions d'ordre supérieur et de micro-inertie sur le comportement mécanique de structures composites en utilisant une méthode d'homogénéisation dynamique d'ordre supérieur qui intègre les effets de micro-inertie. Nous calculons la réponse effective statique longitudinale à gradient d’ordre supérieur, en quantifiant la différence relative par rapport à la formulation classique de type Cauchy qui repose sur le premier gradient du déplacement. Nous analysons ensuite les propriétés de propagation d’ondes longitudinales en termes de fréquence propre de composites, en tenant compte de la contribution de la micro-inertie. La longueur interne joue un rôle crucial dans les contributions de micro-inertie avec un effet substantiel pour les faibles valeurs de longueur interne, et qui correspond à une large gamme de matériaux utilisés en ingénierie des structures. La méthode d’homogénéisation développée montre un effet de taille important pour les modules élastiques homogénéisés d’ordre supérieur. Par conséquent, nous développons une formulation indépendante de la taille qui est basée sur des termes de correction liée aux moment quadratique. Dans ce contexte, on analyse l’influence des termes de correction sur le comportement statique et dynamique de composites à inclusion.

Cette thèse de doctorat se place dans la continuité de l’effort engagé par l’ONERA sur la compréhensiondes mécanismes de stabilisation des flammes diphasiques dans les moteurs aéronautiques. Ces travauxconcernent plus particulièrement la dynamique de sprays et de flammes perturbés par des ondes acoustiques.Ils étudient le rôle de l’injection de carburant liquide sur la réponse non linéaire de flammes stabilisée à l’avald’un injecteur industriel multipoint à zone centrale pilote. Sur la base de travaux antérieurs, l’objectif premierest d’étudier l’influence de perturbations acoustiques sur le comportement de l’injection de carburant liquide.Pour cela, une première configuration expérimentale simplifiée analyse l’influence de perturbationsacoustiques sur le comportement d’un jet liquide débouchant transversalement dans un écoulement d’air.Les résultats mettent en évidence les mécanismes d’atomisation du jet ainsi que son interaction avec desperturbations acoustiques. L’étude des phénomènes de transport du brouillard de gouttes montrel’apparition d’ondes de densité de gouttes. L’influence de la taille des gouttes sur ces phénomènes estcaractérisée. Le second objectif de ces travaux est d’analyser le comportement d’une flamme diphasique(kérosène/air) en présence d’excitations acoustiques. Dans ce cas, une deuxième configurationexpérimentale est mise en œuvre. Elle reproduit de manière réaliste les phénomènes rencontrés dans leschambres de combustion. Ce travail utilise l’approche « Flame Describing Function » (FDF). Pour cela, lesfluctuations du taux de dégagement de chaleur de la flamme sont caractérisées à partir d’une méthodeoriginale basée sur la mesure simultanée de la chimiluminescence de plusieurs radicaux. Les résultats sontobtenus pour deux configurations d’injection, l’une utilisant la zone pilote seul et l’autre l’injecteur dans sonintégralité. L’analyse des FDF met en évidence des phénomènes de saturation qui limitent la réponse de laflamme. La comparaison des résultats entre les deux configurations d'injection montre que le retard entre laréponse de la flamme et les perturbations de l’écoulement est fortement influencé par le mode d’injection.L’ensemble des résultats obtenus dans ces travaux constituent une base de donnée expérimentale pourvalider des simulations LES réactives et pour fournir un modèle de description du comportement de laflamme à des codes de simulation « bas ordre ». This PhD thesis supports the effort undertaken by ONERA to understand the mechanisms of stabilizationof two-phase flames in aeronautical engines. This work concerns more particularly the dynamics of spraysand flames disturbed by acoustic waves. This work studies the role of liquid fuel injection on the non-linearresponse of stabilized flames downstream of an industrial multipoint injector with a central pilot zone. Basedon previous work, the first objective is to study the influence of acoustic disturbances on the behavior ofliquid fuel injection in the multipoint zone. The observed phenomena are reproduced, in an idealized form,from a simplified experimental set up based on the configuration of a liquid jet injected into air crossflowsubmitted to an acoustic forcing. The results highlight the atomization mechanisms of the jet and itsinteraction with acoustic disturbances. The study of the spray shows the appearance of droplet densitywaves. The influence of drop size on these phenomena is characterized. The second objective of this workis to analyze the behavior of a two-phase flame (kerosene/air) disturbed by acoustic excitations. In this case,a second experimental configuration is implemented. This experimental set up reproduces in a realistic waythe phenomena encountered in combustion chambers. This work uses the "Flame Describing Function"(FDF) approach. In order to do this, the fluctuations of the heat release rate from the flame are characterizedusing an original method based on the simultaneous measurement of the chemiluminescence of severalradicals. The results are obtained for two injection configurations, one using the pilot zone alone and theother using the entire injector. The analysis of the FDFs reveals saturation phenomena which limit the flameresponse. Comparison of the results between the two injection configurations shows that the delay betweenflame response and flow disturbances is strongly influenced by the injection mode. All the results obtainedin this work constitute an experimental database to validate reactive LES simulations and to provide a modelfor describing the flame behavior in simulations based on "low order" approaches.

Zonal flows are expected to play a major role in the heat transfer mechanism of geophysical bodies such as the Earth's core of Jupiter's atmosphere.However due to the turbulent regime the systems are in, and the specific force balance, dominated by rotation, it is very hard to accurately model zonal flows. This causes their formation and dynamics to still not be well understood.Experimental studies propose a complementary approach where all scales of structures coexist. However most of the experimental set-up remain far from the relevant regimes found in the natural systems.We present a new laboratory experiment to study zonal flows induced by thermal convection, called ZoRo. The originality of this new apparatus resides in the fast that all balances, forcings and geometry are closest to the geophysical bodies. In order to match those, ZoRo is a rapidly rotating spheroid (flattened sphere) filled with air.In order to experimentally study zonal flows, all physical ingredients are reunited in the apparatus, and we measure the flow field. Since the working fluid is air, so gaseous, it is very challenging to accurately measure its velocity.To tackle to this problem, we developed a new velocimetry technique based on the acoustic resonances of the fluid cavity, the modal acoustic velocimetry (MAV).As the quantity of interest is velocity, we develop theoretical predictions that take into account the other effects that influence the acoustic spectrum (cavity's geometry, fluid's diffusions, container elasticity etc).Once the velocity contribution is isolated, it is possible to retrieve the flow field using acoustic frequencies through an inverse problem. We test this method against both synthetic cases and real experimental flows measured in ZoRo.MAV is a well-technique for measuring global azimuthal flows such as zonal flows. It is very sensitive to variations in the flow structure, down to a few centimetres.We were able to image the internal flow velocity with non-intrusive sensors thanks to MAV.This thesis is a first landmark towards realistic zonal flows laboratory experiments. The velocimetry technique is fully developed, allowing accurate non-intrusive measurements of zonal flows., Les vents zonaux sont une famille d’écoulement jouant un rôle majeur dans la transmission de la chaleur dans les systèmes géophysiques tels que le noyau de la Terre ou l’atmosphère de Jupiter. Cependant ces systèmes présentent des régimes turbulents dominés par la rotation, ce qui rend l’étude des vents zonaux diÿcile. De ce fait les méchanismes de leur formation et de leur dynamique sont encore mal compris. Les études expérimen-tales permettent une approche complémentaire où toutes les tailles de structures peuvent facilement coexister. Pour des raisons pratiques, la plupart des expériences existantes présentent des régimes di˙érents de ceux des systèmes planétaires.Nous présentons une nouvelle expérience de laboratoire appelée ZoRo pour étudier les vents zonaux. L’originalité de ce nouveau montage est qu’il se rapproche autant que possible des conditions présentes dans les systèmes planétaires. Pour ce faire, nous avons choisi de construire un sphéroïde (sphère aplatie) rempli d’air en rotation rapide.Pour mesurer la vitesse des éoulements nous avons développé une nouvelle technique de mesure qui s’appuie sur les modes acoustiques de la cavité fluide. Cette technique est non-intrusive et particulièrement adaptée à la mesure d’écoulement azimuthaux de grande échelle. Nous avons testé cette méthode sur des cas synthétiques puis des écoulements réels mesurés dans ZoRo. Grâce à la résolution d’un problème inverse, il est possible de remonter au champ de vitesse à partir des fréquences des modes acoustiques.Les vents zonaux sont une famille d’écoulement jouant un rôle majeur dans la transmission de la chaleur dans les systèmes géophysiques tels que le noyau de la Terre ou l’atmosphère de Jupiter. Cependant ces systèmes présentent des régimes turbulents dominés par la rotation, ce qui rend l’étude des vents zonaux diÿcile. De ce fait les méchanismes de leur formation et de leur dynamique sont encore mal compris. Les études expérimen-tales permettent une approche complémentaire où toutes les tailles de structures peuvent facilement coexister. Pour des raisons pratiques, la plupart des expériences existantes présentent des régimes di˙érents de ceux des systèmes planétaires.Nous présentons une nouvelle expérience de laboratoire appelée ZoRo pour étudier les vents zonaux. L’originalité de ce nouveau montage est qu’il se rapproche autant que possible des conditions présentes dans les systèmes planétaires. Pour ce faire, nous avons choisi de construire un sphéroïde (sphère aplatie) rempli d’air en rotation rapide.Pour mesurer la vitesse des éoulements nous avons développé une nouvelle technique de mesure qui s’appuie sur les modes acoustiques de la cavité fluide. Cette technique est non-intrusive et particulièrement adaptée à la mesure d’écoulement azimuthaux de grande échelle. Nous avons testé cette méthode sur des cas synthétiques puis des écoulements réels mesurés dans ZoRo. Grâce à la résolution d’un problème inverse, il est possible de remonter au champ de vitesse à partir des fréquences des modes acoustiques.

During this thesis, we experimentally reproduced centimeter-scale earthquakes under stress conditions close to reality. The experiments allowed us to explore two main themes: (i) the origin of high-frequency radiation during the dynamic rupture and (ii) foreshocks during the nucleation of dynamic rupture. Our results show that the high-frequency radiation is concomitant with the propagation of the rupture front and that two parameters induce an increase of the high-frequency radiation: normal stress and rupture velocity. Microstructural analyzes of rock samples suggest that coseismic damage or gouge particles production also contribute to highfrequency radiation. The study of foreshocks (i.e., acoustic precursors) shows that nucleation process is almost fully aseismic. This very low coupling could explain the few observations of foreshocks at the scale of crustal faults. The temporal analysis of acoustic emissions suggests that their dynamics is mainly controlled by slip acceleration during nucleation phase. Microtopographic and microstructural analyses of the rock samples show that the coupling is directly related to the roughness of the fault plane. An increase in normal stress conditions favors the occurrence of plastic deformation processes or partial melting during the seismic rupture, which reduces the roughness and therefore the coupling.; Au cours de cette thèse, nous avons reproduit expérimentalement des séismes à l’échelle centimétrique dans des conditions de pression proches de la réalité. Les expériences réalisées nous ont permis d’explorer deux grandes thématiques : (i) l’origine du rayonnement haute-fréquence pendant la rupture dynamique et (ii) les signaux précurseurs pendant la phase de nucléation de la rupture dynamique. Nos résultats montrent que le rayonnement haute-fréquence est concomitant à la propagation du front de rupture et que deux paramètres induisent une augmentation du rayonnement haute-fréquence : l’état de contrainte initial et la vitesse de rupture. Les analyses microstructurales des échantillons de roches suggèrent que la production d’endommagement cosismique ou de particules de gouge contribue au rayonnement haute fréquence. L’étude des signaux précurseurs (i.e., précurseurs acoustiques) montre que la nucléation est un processus en très large majorité asismique. Ce très faible couplage pourrait expliquer le peu d’observations de séismes précurseurs à l’échelle des failles crustales. L’analyse temporelle des émissions acoustiques suggère que leur dynamique est principalement contrôlée par l’accélération du glissement pendant la phase de nucléation. La microtopographie et la microstructure des échantillons de roches montrent que le couplage est directement relié à la rugosité du plan de faille. Une augmentation des conditions de pression favorise l’occurrence de processus de déformation plastique ou de fusion partielle au cours de la rupture sismique, ce qui diminue la rugosité et donc le couplage.

Ibro-acoustic analysis in medium and high frequency range is always very delicate, and there are few methods that work efficiently in a broad frequency band of analysis. It is even more delicate if dissipative couplings appear between the different elements in the structure under analysis. Some recent works have proposed some extensions of the SEA (Statistical Energy Analysis) method, which is a method designed for vibration analysis in high frequency domain. These extensions make it possible to make use of SEA in the medium frequency domain. However, it seems that none of these extensions or alternatives of SEA allow the existence of non-conservative couplings. If such a restriction can be lifted, the applications of SEA method can be much easier in the engineering problems as dissipation is really important for a dynamical system. The current strategy consists in gathering together all the subsystems that are connected by dissipative couplings.In this manuscript, a brief introduction of SEA for a coupled-oscillators system is presented with an extension to non-conservative couplings. New SEA coefficients, referred as 'Equivalent Coupling Power Proportionality' (ECPP) coefficients are introduced, which allow non-conservative couplings for N>2 coupled-oscillators system. This formulation of the SEA with ECPP coefficients will be referred as SEA-ECPP approach. Numerical applications are presented in order to validate the proposed approach. Moreover, another outcome brought during this work concerns the construction of an ad hoc reduced model for vibro-acoustic systems that will be referred as 'Condensed Reduced-Order Model' (CROM) in the rest of the manuscript. CROM is based on a modal analysis in limited frequency band. A selection of modes and a re-construction including truncation and Schur complements of the global frequency response function is carried out in order to minimize the dimension of the computational model. Based on CROM, an 'Equivalent Second-Order Model' (ESOM) is established to identify the equivalent mechanical couplings form CROM for a SEA calculation. With the conservative and non-conservative couplings identified by ESOM, the new 'Equivalent Coupling Power Proportionality' (ECPP) coefficients are proposed to solve energy relations in a system that contains non-conservative couplings, which is not allowed in classic SEA. This new approach is hereinafter named as SEA-ECPP approach.Uncertainties related to the construction of ESOM are propagated into the SEA-ECPP approach and a probabilistic model is constructed in using the non-parametric approach. The robust analysis of the SEA-ECPP based on ESOM is carried out with respect to the modelling uncertainties in using such a non-parametric probabilistic computational model, L'analyse vibro-acoustique en moyennes et hautes fréquences est toujours très délicate, et il existe peu de méthodes qui soient efficaces pour des domaines fréquentiels d'analyse. La situation est encore plus délicate en présence de couplage dissipatif entre les différents éléments de la structure étudiée. Des avancées récentes ont été publiées dans la littérature afin de proposer des extensions de la méthode SEA (Statistical Energy Analysis), laquelle a été développée spécifiquement pour l'analyse vibratoire dans le domaine des hautes fréquences, au domaine des moyennes fréquences. Cependant, il nous semble, qu'aucune méthode dérivant de la SEA n'autorise à ce jour des couplages non-conservatifs. La prise en compte des couplages non-conservatifs est importante car la dissipation et l'amortissement dans les systèmes dynamiques tiennent un rôle important, tant dans les applications en ingénierie des structures que dans la modélisation des systèmes physiques. Les stratégies présentées dans la littérature consistent à regrouper ensemble en une seul système plusieurs sous-systèmes dissipant de l'énergie au travers des couplages dissipatifs. Cette approche permet de prendre en compte l'amortissement en tant que dissipation interne d'un "macro" sous-système, ce qui est possible dans le cadre usuelle de la SEA.Dans ce travail de thèse, nous présenterons un bref rappel de la méthode SEA appliquées aux oscillateurs avec couplages conservatifs, puis nous étendrons son cadre théorique au cas des couplages non-conservatifs. Cette extension sera faite en introduisant un nouveau coefficient, lequel sera désigné par la terminologie "Equivalent Coupling Power Proportionality" (ECPP), qui permet la formulation d'une méthode de type SEA pour des systèmes d'oscillateurs à N>2 degrés de liberté avec couplages non-conservatifs. Des applications numériques seront présentées pour analyser les performances de l'approche proposée. Par ailleurs, un soin tout particulier sera apporté à la construction des modèles réduits généralisés pour la vibro-acoustique. Notamment, un modèle réduit, construit par l'analyse modale, sera présenté et désigné par "Condensed Reduced-Order Model" (CROM). Ce CROM est donc issu d'une analyse modale en partitionnant la bande fréquentielle d'étude (LF, MF et HF) en bande fréquentielle plus petite, en sélectionnant les modes de vibration vibro-acoustique, dits "résonnants", qui contribuent le plus a priori à la représentation modale de la solution. Des compléments de Schur successifs sont effectués sur les inconnues généralisées des autres modes "non-résonants" pour réduire la dimension du modèle numérique. Un "Equivalent Second-Order Model" (ESOM) était construit pour identifier les différentes couplages dans la méthode SEA. Dans notre cas d'étude, il identifie non-seulement les couplages conservatifs mais aussi les couplages non-conservatifs qui viennent de la condensation du CROM, qui seront mis dans les coefficients ECPP sur lequel sera formulée l'extension ECPP de la méthode SEA et que nous appelerons "approche SEA-ECPP".Les différentes sources d'incertitudes sur les paramètres et sur la modélisation des opérateurs du ESOM dues aux approximations introduites par l'approche ECPP par rapport au ESOM seront prises en compte par une approche probabiliste non paramétrique des incertitudes. L'analyse en robustesse sera menée et présentée dans un chapitre qui lui sera dédié en fin de manuscrit

It is not always easy to follow a conversation in a noisy environment. In order to discriminate two speakers, we have to mobilize many perceptual and cognitive processes to maintain attention on a target voice and avoid shifting attention to the background. In this dissertation, the processes underlying speech segregation are explored through behavioural and neurophysiological experiments. In a preliminary phase, the development of an intelligibility task -- the Long-SWoRD test -- is introduced. This protocol allows participants to benefit from cognitive resources, such as linguistic knowledge, to separate two talkers in a realistic listening environment. The similarity between the two speakers, and thus by extension the difficulty of the task, was controlled by manipulating the acoustic parameters of the target and masker voices. In a second phase, the performance of the participants on this task is evaluated through three behavioural and neurophysiological studies (EEG). Behavioural results are consistent with the literature and show that the distance between voices, spatialisation cues, and semantic information influence participants' performance. Neurophysiological results, analysed with temporal response functions (TRF), indicate that the neural representations of the two speakers differ according to the difficulty of listening conditions. In addition, these representations are constructed more quickly when the voices are easily distinguishable. It is often presumed in the literature that participants' attention remains constantly on the same voice. The experimental protocol presented in this work provides the opportunity to retrospectively infer when participants were listening to each voice. Therefore, in a third stage, a combined analysis of this attentional information and EEG signals is presented. Results show that information about attentional focus can be used to improve the neural representation of the attended voice in situations where the voices are similar., Il n’est pas toujours aisé de suivre une conversation dans un environnement bruyant. Pour parvenir à discriminer deux locuteurs, nous devons mobiliser de nombreux mécanismes perceptifs et cognitifs, ce qui peut parfois entraîner un basculement momentané de notre attention auditive sur les discussions alentour. Dans cette thèse, les processus qui sous-tendent la ségrégation de la parole sont explorés à travers des expériences comportementales et neurophysiologiques. Dans un premier temps, le développement d’une tâche d’intelligibilité – le Long-SWoRD test – est introduit. Ce nouveau protocole permet, tout d’abord, de s’approcher de situations réalistes et, in fine, de bénéficier pour les participants de ressources cognitives, telles que des connaissances linguistiques, pour séparer deux locuteurs. La similarité entre les locuteurs, et donc par extension la difficulté de la tâche, a été contrôlée en manipulant les paramètres des voix. Dans un deuxième temps, les performances des sujets avec cette nouvelle tâche est évaluée à travers trois études comportementales et neurophysiologiques (EEG). Les résultats comportementaux sont cohérents avec la littérature et montrent que la distance entre les voix, les indices de spatialisation, ainsi que les informations sémantiques influencent les performances des participants. Les résultats neurophysiologiques, analysés avec des fonctions de réponse temporelle (TRF), suggèrent que les représentations neuronales des deux locuteurs diffèrent selon la difficulté des conditions d’écoute. Par ailleurs, ces représentations se construisent plus rapidement lorsque les voix sont facilement distinguables. Il est souvent supposé dans la littérature que l’attention des participants reste constamment sur la même voix. Le protocole expérimental présenté dans ce travail permet également d’inférer rétrospectivement à quel moment et quelle voix les participants écoutaient. C’est pourquoi, dans un troisième temps, une analyse combinée de ces informations attentionnelles et des signaux EEG est présentée. Les résultats soulignent que les informations concernant le focus attentionnel peuvent être utilisées avantageusement pour améliorer la représentation neuronale du locuteur sur lequel est porté la concentration dans les situations où les voix sont similaires.

We study the rotational mechanical effects resulting from sound-matter interaction in the presence of orbital angular momentum transfer. A set of experimental realizations are implemented by using ultrasonic waves propagating in the air and 3D printed centimeter-sized objects acting as structured mirrors imparting a helical phase profile to the reflected wave. The main result consists of the quantitative direct measurement of the orbital angular momentum carried by acoustic vortex beams via two independent approaches. The first one is based on the use of a freely rotating helical mirror placed at air-water interface, and the second one relies on the development of a torsional mechanical oscillator driven by acoustic orbital angular momentum.; Ce travail de thèse traite des effets mécaniques rotationnels résultant de l'interaction son-matière en présence de transfert de moment angulaire de nature orbitale. Deux approches expérimentales sont mis en œuvre, toutes deux utilisant des ondes ultrasonores se propageant dans l'air et des objets de taille centimètrique obtenus par impression 3D imprimés et se comportant comme des miroirs structurés imprimant un profil de phase hélicoïdal au champ réfléchi. Le résultat principal consiste en la mesure directe quantitative du moment angulaire orbital porté par un faisceau vortex via deux approches indépendantes. La première est basée sur l’utilisation d’un miroir hélicoïdal placé à l’interface air-eau, et la seconde repose sur le développement d'un oscillateur mécanique de torsion forcé par le transfert de moment angulaire.

The industrial and transportation sectors require more and more efficient and complex machines and installations increasing the risk of failure and disruption. This can lead to the immediate shutdown of a machine and disrupts the proper functioning of the entire production system. The diagnosis of industrial machines is essentially based on the monitoring of symptoms related to different degradation conditions. These symptoms can be derived from various sources of information, including vibration and acoustic signals. Nowadays, many effective techniques are well established, based on powerful tools offered by the theory of cyclostationary processes. The complexity of these tools requires an expert to use them and to interpret the results based on his/her experience. The continuous presence of the expert is expensive and difficult to achieve in practice. Condition indicators for rotating machines exist in the literature but they are conceived under the assumption of perfect operating conditions. They are limited, dispersed and generally not supported by theoretical frameworks. The main objective of this thesis is to reduce the use of human intervention by proposing strategies to design two optimal indicators that summarize diagnostic information into a scalar value. A distinction is made between two families in diagnosis: the case where prior information on the faults is known and the case where it is unknown. These indicators are designed to be used in an autonomous process without requiring human intervention, using statistical hypothesis tests. The capacity of these indicators is validated on real data and compared with other indicators from the literature in terms of detection performance.; Le monde de l’industrie et des transports dispose de machines et d’installations de plus en plus performantes et complexes. Ils ne peuvent être exempts de perturbations et de défaillances, influant sur la qualité du produit, pouvant provoquer l’arrêt immédiat d’une machine et porter atteinte au bon fonctionnement d’un système de production entier. Le diagnostic de ces machines, s’appuie essentiellement sur la surveillance de symptômes liés à différentes conditions de dégradation. Ces symptômes peuvent être tirés de diverses sources d’information, parmi lesquelles l’analyse vibratoire et acoustique occupe une place prépondérante. Aujourd'hui, de nombreuses techniques efficaces sont bien établies, ancrées sur des outils puissants offerts notamment par la théorie des processus cyclostationnaires. La complexité de ces outils exige un expert pour les utiliser et les interpréter. La présence continue d’un expert est difficilement réalisable et couteuse. Des indicateurs d’état de machines tournantes existent dans la littérature mais ils sont conçus sous l'hypothèse de conditions de fonctionnement parfaites. Ces travaux restent limités, dispersés et généralement non soutenus par des cadres théoriques. Le principal objectif de cette thèse est de réduire le recours à l'intervention humaine en proposant des stratégies pour concevoir deux indicateurs optimaux qui résument l'information de diagnostic en une valeur scalaire. Ces stratégies sont élaborées en distinguant deux familles dans le diagnostic : le cas où les informations sur les défauts sont connues et celle où elles sont inconnues. Ces indicateurs sont destinés à être utilisés dans le cadre d'un processus de diagnostic autonome, sans nécessiter d’intervention humaine, à l’aide des tests d’hypothèses statistiques. La capacité de ces indicateurs est validée sur des données réelles et comparée avec d’autres indicateurs de la littérature en termes de performance de détection.

The industrial and transportation sectors require more and more efficient and complex machines and installations increasing the risk of failure and disruption. This can lead to the immediate shutdown of a machine and disrupts the proper functioning of the entire production system. The diagnosis of industrial machines is essentially based on the monitoring of symptoms related to different degradation conditions. These symptoms can be derived from various sources of information, including vibration and acoustic signals. Nowadays, many effective techniques are well established, based on powerful tools offered by the theory of cyclostationary processes. The complexity of these tools requires an expert to use them and to interpret the results based on his/her experience. The continuous presence of the expert is expensive and difficult to achieve in practice. Condition indicators for rotating machines exist in the literature but they are conceived under the assumption of perfect operating conditions. They are limited, dispersed and generally not supported by theoretical frameworks. The main objective of this thesis is to reduce the use of human intervention by proposing strategies to design two optimal indicators that summarize diagnostic information into a scalar value. A distinction is made between two families in diagnosis: the case where prior information on the faults is known and the case where it is unknown. These indicators are designed to be used in an autonomous process without requiring human intervention, using statistical hypothesis tests. The capacity of these indicators is validated on real data and compared with other indicators from the literature in terms of detection performance.; Le monde de l’industrie et des transports dispose de machines et d’installations de plus en plus performantes et complexes. Ils ne peuvent être exempts de perturbations et de défaillances, influant sur la qualité du produit, pouvant provoquer l’arrêt immédiat d’une machine et porter atteinte au bon fonctionnement d’un système de production entier. Le diagnostic de ces machines, s’appuie essentiellement sur la surveillance de symptômes liés à différentes conditions de dégradation. Ces symptômes peuvent être tirés de diverses sources d’information, parmi lesquelles l’analyse vibratoire et acoustique occupe une place prépondérante. Aujourd'hui, de nombreuses techniques efficaces sont bien établies, ancrées sur des outils puissants offerts notamment par la théorie des processus cyclostationnaires. La complexité de ces outils exige un expert pour les utiliser et les interpréter. La présence continue d’un expert est difficilement réalisable et couteuse. Des indicateurs d’état de machines tournantes existent dans la littérature mais ils sont conçus sous l'hypothèse de conditions de fonctionnement parfaites. Ces travaux restent limités, dispersés et généralement non soutenus par des cadres théoriques. Le principal objectif de cette thèse est de réduire le recours à l'intervention humaine en proposant des stratégies pour concevoir deux indicateurs optimaux qui résument l'information de diagnostic en une valeur scalaire. Ces stratégies sont élaborées en distinguant deux familles dans le diagnostic : le cas où les informations sur les défauts sont connues et celle où elles sont inconnues. Ces indicateurs sont destinés à être utilisés dans le cadre d'un processus de diagnostic autonome, sans nécessiter d’intervention humaine, à l’aide des tests d’hypothèses statistiques. La capacité de ces indicateurs est validée sur des données réelles et comparée avec d’autres indicateurs de la littérature en termes de performance de détection.

The fields of applications involving elastic waves propagating in slender structures are numerous. A slender structure can be considered as a waveguide, infinite in one or more directions (plates, bars, tubes ...). Guided waves have the particularity of propagating over long distances with little loss of energy, which can constitute an advantage or a disadvantage depending on the targeted application (non-destructive evaluation vs. reduction of vibrations, for example).One difficulty associated with guided waves is that they are multimodal and dispersive in nature. To determine the behavior of these waves, modeling tools are essential. My research works have been oriented towards the development of generic tools, capable of handling complex geometries. Such modeling tools requires numerical methods. They are based on finite element methods allowing the computation of modes in waveguides with a cross-section, or a unit cell, of arbitrary shape. The developments, theoretical or numerical, take into account various specificities: curvature of waveguides (helical or/and rotational symmetries), excitation, presence of inhomogeneities (local defects), leakage losses (buried waveguides), multi-wire geometry (cables). These five aspects are broken down into different sections that form the outline of the presentation. The overall objective is to take advantage of the modal formalism at every stage: for obtaining the dispersion curves (free response), for the calculation of solutions under excitation (forced response) or for the resolution of diffraction problems (interaction between waves and local inhomogeneities).Among the perspectives of this work, we can cite the development of imaging methods using sensitivity methods. The proposed modeling tools make it possible to exploit the power of modal formalism to quickly calculate solutions to a given excitation (direct and adjoint problems) as well as synthetic data., Les domaines d'applications impliquant des ondes élastiques se propageant dans des structures élancées sont nombreux. Une structure élancée peut être considérée comme un guide d'onde, infini dans une ou plusieurs directions (plaques, barres, tubes...). Les ondes guidées ont la particularité de se propager sur de longues distances avec peu de perte d'énergie, ce qui peut constituer un avantage ou bien un inconvénient suivant l'application visée (évaluation non-destructive vs. réduction des vibrations, par exemple). Une difficulté liée aux ondes guidées est qu'elles sont de nature multimodale et dispersive. Pour déterminer le comportement de ces ondes, des outils de modélisation sont indispensables. Mes travaux se sont orientés vers le développement d'outils généraux, capables de traiter des géométries de guides complexes, ce qui nécessite la mise en oeuvre de méthodes numériques. Les outils mis en place sont basés sur des méthodes d'éléments finis permettant le calcul des modes d'onde. Ils permettent d'étudier des guides ayant une section, ou une cellule unitaire, de forme arbitraire. Les développements, théoriques ou numériques, tiennent compte de diverses spécificités : courbure du guide (symétries hélicoïdales ou/et de rotation), excitation, présence d'inhomogénéités («défauts»), pertes par fuite (enfouissement), géométrie multi-brins (câbles). Ces cinq aspects sont déclinés tour à tour en différentes sections qui forment le plan de l'exposé. L'objectif global est de tirer parti du formalisme modal, que ce soit pour l'obtention des courbes de dispersion (réponses libres), le calcul de solutions sous excitation (réponses forcées) ou pour la résolution de problèmes de diffraction (interaction entre ondes et inhomogénéité locale). Parmi les perspectives envisagées de ces travaux, on peut citer le développement de méthodes d'imagerie par méthodes de sensibilité. Les outils de modélisation proposés permettent en effet d'exploiter la puissance du formalisme modale pour calculer rapidement des solutions à une excitation donnée (problèmes directs et adjoints) ainsi que des données synthétiques.

The fields of applications involving elastic waves propagating in slender structures are numerous. A slender structure can be considered as a waveguide, infinite in one or more directions (plates, bars, tubes ...). Guided waves have the particularity of propagating over long distances with little loss of energy, which can constitute an advantage or a disadvantage depending on the targeted application (non-destructive evaluation vs. reduction of vibrations, for example).One difficulty associated with guided waves is that they are multimodal and dispersive in nature. To determine the behavior of these waves, modeling tools are essential. My research works have been oriented towards the development of generic tools, capable of handling complex geometries. Such modeling tools requires numerical methods. They are based on finite element methods allowing the computation of modes in waveguides with a cross-section, or a unit cell, of arbitrary shape. The developments, theoretical or numerical, take into account various specificities: curvature of waveguides (helical or/and rotational symmetries), excitation, presence of inhomogeneities (local defects), leakage losses (buried waveguides), multi-wire geometry (cables). These five aspects are broken down into different sections that form the outline of the presentation. The overall objective is to take advantage of the modal formalism at every stage: for obtaining the dispersion curves (free response), for the calculation of solutions under excitation (forced response) or for the resolution of diffraction problems (interaction between waves and local inhomogeneities).Among the perspectives of this work, we can cite the development of imaging methods using sensitivity methods. The proposed modeling tools make it possible to exploit the power of modal formalism to quickly calculate solutions to a given excitation (direct and adjoint problems) as well as synthetic data.; Les domaines d'applications impliquant des ondes élastiques se propageant dans des structures élancées sont nombreux. Une structure élancée peut être considérée comme un guide d'onde, infini dans une ou plusieurs directions (plaques, barres, tubes...). Les ondes guidées ont la particularité de se propager sur de longues distances avec peu de perte d'énergie, ce qui peut constituer un avantage ou bien un inconvénient suivant l'application visée (évaluation non-destructive vs. réduction des vibrations, par exemple). Une difficulté liée aux ondes guidées est qu'elles sont de nature multimodale et dispersive. Pour déterminer le comportement de ces ondes, des outils de modélisation sont indispensables. Mes travaux se sont orientés vers le développement d'outils généraux, capables de traiter des géométries de guides complexes, ce qui nécessite la mise en oeuvre de méthodes numériques. Les outils mis en place sont basés sur des méthodes d'éléments finis permettant le calcul des modes d'onde. Ils permettent d'étudier des guides ayant une section, ou une cellule unitaire, de forme arbitraire. Les développements, théoriques ou numériques, tiennent compte de diverses spécificités : courbure du guide (symétries hélicoïdales ou/et de rotation), excitation, présence d'inhomogénéités («défauts»), pertes par fuite (enfouissement), géométrie multi-brins (câbles). Ces cinq aspects sont déclinés tour à tour en différentes sections qui forment le plan de l'exposé. L'objectif global est de tirer parti du formalisme modal, que ce soit pour l'obtention des courbes de dispersion (réponses libres), le calcul de solutions sous excitation (réponses forcées) ou pour la résolution de problèmes de diffraction (interaction entre ondes et inhomogénéité locale). Parmi les perspectives envisagées de ces travaux, on peut citer le développement de méthodes d'imagerie par méthodes de sensibilité. Les outils de modélisation proposés permettent en effet d'exploiter la puissance du formalisme modale pour calculer rapidement des solutions à une excitation donnée (problèmes directs et adjoints) ainsi que des données synthétiques.

It seems now accepted that speech noise in open-plan offices is the main source of annoyance for employees. This work aims to evaluate the psychophysiological effects of intelligible speech on the employees performing one or multiple tasks. For this purpose, two experiments were conducted. The first experiment evaluates the decrease in performance (DP) during a serial recall task for high values of speech intelligibility. The chosen acoustical indicator is the Speech Transmission Index (STI). Fifty-five subjects participated during this experiment. The results show a significant effect of the STI on the DP. However, this experiment does not reflect the reality of an open-plan office because of the specificity of the task performed during a brief period of time. The second experiment aims to elaborate on laboratory tests which are closer to work conditions in an open-plan office and to evaluate the effect of intelligible speech on the psychological indicators. Thirty-nine subjects participated to the experiment. Different measurements such as psychological fatigue, sound annoyance and the cognitive workload were performed. The subjects were subdued to three different sound conditions (stationary noise, ‘speech-like’ amplitude-modulated noise and intelligible speech) during three days. For each day, the subjects did their work while being exposed to the same sound condition during six hours and forty-five minutes. The results show a significant effect of the speech condition on the psychological state of the subjects. The speech seems to be the most tiring and the most annoying sound source out of the three conditions. It also induces a supplementary cognitive workload. Hereafter the results of these two experiments, the psychological models applied during this thesis could be adopted to conduct in-situ surveys for purposes of preventing the psychological hazards due to noise in open-plan offices., Il est aujourd’hui accepté que le bruit de parole représente la principale source de gêne pour les employés des bureaux ouverts. L’objectif de ce travail est d’évaluer les effets psychophysiologiques de la parole intelligible sur les salariés effectuant une ou plusieurs tâches. Pour répondre à cet objectif, deux expériences ont été réalisées. La première a pour but d’évaluer le décrément de performance (DP) lors d’une tâche de sériation pour de fortes valeurs d’intelligibilité. L’indicateur acoustique choisi est le STI (« Speech Transmission Index »). Les résultats de l’étude menée auprès de cinquante-cinq participants montrent un effet du STI sur le DP. Cependant, cette expérience a une validité écologique réduite puisqu’elle est de courte durée et qu’elle est limitée à une tâche très spécifique. La deuxième expérience a donc pour but d’élaborer des tests en laboratoire plus proches des conditions de travail en bureau ouvert et d’étudier l’effet de la parole intelligible sur des indicateurs psychologiques. Trente-neuf participants ont participé à cette expérimentation. Plusieurs mesures telles que la fatigue psychologique, la gêne sonore et la charge mentale de travail ont été réalisées. Les participants ont été soumis à trois conditions sonores différentes (bruit stationnaire, bruit modulé et parole) durant trois journées. Chaque jour, les participants ont réalisé leur travail en étant exposés à la même condition sonore pendant 6h45min. Les résultats montrent un effet de la parole sur l’état psychologique des participants. La parole semble être la source de bruit la plus fatigante et la plus gênante. Elle entraine également une charge mentale supplémentaire. Au-delà des résultats de ces expériences, les modèles psychologiques mobilisés lors de cette thèse peuvent être adaptés pour mener des enquêtes in-situ afin d’évaluer et prévenir les risques psychologiques liés aux bruits dans les bureaux ouverts.

International audience; This article will present some preliminary results of the numerical activities carried out at ONERA in the framework of the European Project ADEC, part of Clean Sky 2. A dual-stream nozzle installed under a wing in high-lift condition is considered and the interaction between the jet flow and a flap is investigated. In particular, the work focuses on the effect of the nacelle external boundary layer thickness on the jet flow development. The goal of the study is to perform a comparison between a configuration with a thick boundary layer, presented in this article, and a configuration with a thinner boundary layer, already investigated in a previous paper. The simulations are carried out with the Zonal Detached Eddy Simulation in its automatic mode, which allows the use of the method for industrial applications. A preliminary comparison between the two configurations indicate that only small differences can be observed, which is assumed to be due to the fact that the thinner boundary layer is already quite thick. The analysis of the aerodynamic field of the installed configuration gives insights on the consequences of the jet impinging on the flap and on the shielding effect of the wing on the radiated noise.; Cet article présente les résultats préliminaires de l'étude numérique effectuée à l'ONERA dans le cadre du projet européen ADEC. Une tuyère double flux installée sous une voilure a été considérée afin d'évaluer son comportement aérodynamique et acoustique. L'étude se base sur l'approche ZDES et permet de comparer les résultats avec une étude similaire où la couche limite autour de la nacelle était moins épaisse.

The New Caledonian pelagic ecosystem in the southwest Pacific contains a high diversity of predators, such as seabirds and cetaceans. The recent creation of the Natural Park of the Coral Sea created a need for solid information on the functioning of this remarkable ecosystem, particularly on the dynamics of the micronecton (organisms between 1 and 20 cm constituting food of top predators) and its central role in food webs, especially since is the most poorly understood. In this context, this PhD showed a strong influence of environment on its spatial and seasonal distribution with on average more micronekton in the south than in the north, and more in winter than in summer. The species composing the micronecton are riche in crustaceans in the north and in cephalopods and fish in the south. The micronecton abundance would tend to decrease under the influence of climate change. Finally, we showed that the spatial distribution of this group influenced the presence of six groups of predators: yellowfin tuna, albacore tuna, dolphin, dolphin, shearwater and red-footed body., L'écosystème océanique Néo-Calédonien dans le Pacifique sud-ouest contient une forte diversité de prédateurs, comme les oiseaux marins ou les cétacés. La récente création du Parc naturel de la mer de corail a ouvert un besoin d'informations solides sur le fonctionnement de cet écosystème remarquable, notamment sur la dynamique du micronecton (organismes entre 1 et 20cm constituant la nourriture des prédateurs supérieurs) et de son rôle central dans les réseaux alimentaires, d'autant plus que ce maillon est le plus méconnu. Dans ce contexte, cette thèse a montré une forte influence de l’environnement sur sa distribution spatiale et saisonnière avec en moyenne plus de micronecton dans le sud que dans le nord, et plus en hiver qu’en été. Les espèces composant le micronecton sont plus riches en crustacés au nord en céphalopodes et poissons au sud. L’abondance de micronecton aurait tendance à diminuer sous l’influence du changement climatique. Enfin, nous avons montré que la répartition spatiale de ce groupe influençait la présence de six groupes de prédateurs : thon jaune, thon germon, dorade coryphène, dauphins, puffin et fou à pieds rouges.

Kidney Stones can be found in the kidney, ureter, or in the bladder, and affect about 1 in 11 people at least once in a lifetime in the US. Extracorporeal shock wave lithotripsy is a widely used technique where high intensity acoustic pulses are focused toward kidney stones in order to break them. The work presented in this thesis focus on optimizing piezoelectric lithotripter, both in design and efficiency, in order to have more efficient treatment while also being less costly. First, a study of the current state of lithotripsy was made, followed by experiments on commercial and experimental lithotripters in order to define properly the different parameters to be worked on. From this, it was decided to optimize the current piezoelectric elements in the lithotripter to obtain a more efficient treatment. Then, a lithotripter using optimized lens focused piezoelectric transducers set in confocal setups was designed and manufactured. Its acoustic characterization, effect on cavitation and model stone fragmentation efficiency were evaluated. The resulting lithotripter showed performances equivalent to existing commercial lithotripter, while allowing more flexible treatment than traditional lithotripter, Les lithiases urinaires peuvent affecter le rein, l'uretère ou la vessie, et affectent en moyenne, au moins une fois durant leur vie, 1 personne sur 11 aux Etats-Unis. La lithotritie extracorporelle est une technique largement répandue dans le monde qui consiste à focaliser des ondes de choc acoustiques de haute intensité sur les lithiases afin de les briser. Le travail présenté dans cette thèse porte sur l'optimisation de la lithotritie piézoélectrique, à la fois dans sa conception mais aussi dans son efficacité, tout en réduisant son coût de fabrication. Premièrement, une étude de l'état de l'art de la lithotritie a été réalisée, suivie par des expériences sur des lithotriteurs commerciaux et expérimentaux afin de déterminer les différents axes de recherche de la thèse. Ensuite, une optimisation des éléments piézoélectriques d'un lithotriteur a été réalisée afin d'obtenir un traitement plus performant. Finalement, des lithotriteurs composés de transducteurs piézoélectriques focalisés grâce à des lentilles optimisées ont été conçus et fabriqués. Leurs champs acoustiques, leurs effets sur la cavitation et leur efficacité à fragmenter des lithiases artificielles ont été évalués. Les lithotriteurs résultant ont montré des performances équivalentes à des lithotriteurs commerciaux existant, tout en permettant un traitement plus flexible que ces derniers

This thesis is devoted to the fabrication and the study of a novel class of acoustic gradient index (GRIN) materials for the manipulation of waterborne acoustic waves. As in optics, acoustic GRIN are inhomogeneous materials, in which the acoustic refractive index n =C_(L,water/air)/C_(L,material) varies as a function of the position inside the material. Here, C_(L,water/air) and 〖 C〗_(L,material) are the acoustic wave speeds in a reference medium (water for underwater acoustics) and in the material respectively. We here describe the fabrication of ultrathin (i.e. sub-wavelength) GRIN materials named “Soft acoustic gradient index metasurfaces” engineered from soft graded-porous silicone rubbers with a high acoustic index for broadband ultrasonic three-dimensional wave-front shaping in water., Cette thèse est consacrée à la fabrication et à l’étude d’une nouvelle classe de matériaux à gradient d’indice acoustique (GRIN) pour la manipulation des ondes acoustiques ultrasonores dans l’eau. Comme en optique, les « GRIN acoustiques » sont des matériaux non homogènes, dans lesquels l'indice de réfraction acoustique n =C_(L,eau/air)/C_(L,matériau) varie en fonction de la position à l'intérieur du matériau. Ici, C_(L,eau/air) and 〖 C〗_(L,matériau) sont respectivement les vitesses des ondes acoustiques dans un milieu de référence (l’eau pour l'acoustique sous-marine dont il est question ici) et dans le matériau. Nous décrivons ici la fabrication de matériaux GRIN ultra-minces (c’est-à-dire sub-longueur d’onde) que nous désignons de fait sous le terme de métasurfaces acoustiques « molles » à gradient d’indice, conçues à partir de silicone poreux à indice acoustique élevé. Nous montrons que ces matériaux permettent a priori la génération de tous types de fronts d’onde en milieu sous-marin, et ce sur une très large bande de fréquence des ondes ultrasonores.

The technology of cylinder of deactivation has been developed in order to reduce gas consumption and CO2 emissions. Two strategies were studied at groupe PSA called fixed and rotating deactivations depending on the number of cylinders deactivated per engine cycle. This implies non neglecting modifications of sound and vibrations transmitted to the car cabin depredating the global comfort of the car.This research work focused on how driver’s comfort was altered by these engine configurations and how it would be possible to improve this comfort. Among the solutions possible, appears the principle of real-time sonification of the engine noise.To answer these questions, five perceptual experiments have been conducted. First, the aim was to evaluate global comfort with different engine configurations and validate the use of a vibro-acoustic simulator. This showed that one deactivation strategy was significantly reducing the comfort evaluation. Then, we focused on the second strategy which was also considered as not comfortable. On the third experiment, we were interested in finding an acceptable threshold between the vibrations and sounds with the deactivation and with the usual engine configuration. This led to a target of signal to reach in order to provide acceptable situations in terms of sound and vibrations. In the last two experiments, we were interested in the simulation of two solutions about the deactivation settings that would reduce the annoyance: the modification of the engine speed range in which the deactivation occurs and the softening of horizontal suspensions part in order to reduce vibrations resonances at low engine speed., La technologie de désactivation des cylindres a été développée dans le but de réduire la consommation de carburant et les émissions de CO2. Deux stratégies ont été étudiées au sein du groupe PSA, les désactivations fixes et rotatives, en fonction du nombre de cylindres désactivés par cycle moteur. Ceci implique des modifications non négligeables des sons et des vibrations transmis à l'habitacle de la voiture, ce qui nuit au confort global de la voiture.Ce travail de recherche s'est intéressé à la manière dont le confort du conducteur était modifié par ces configurations moteur et comment il serait possible d'améliorer ce confort. Parmi les solutions possibles, apparaît le principe de la sonification en temps réel du bruit du moteur.Pour répondre à ces questions, cinq expériences perceptives ont été menées. Tout d'abord, il s'agissait d'évaluer le confort global avec différentes configurations du moteur et de valider l'utilisation d'un simulateur vibro-acoustique. Ces expériences ont montré qu'une stratégie de désactivation réduisait de manière significative l'évaluation du confort. Ensuite, nous nous sommes concentrés sur la deuxième stratégie qui était également considérée comme peu confortable. Lors de la troisième expérience, nous avons cherché à trouver un seuil acceptable entre les vibrations et les sons avec la désactivation et avec la configuration habituelle du moteur. Ceci a conduit à une cible de signal à atteindre afin de fournir des situations acceptables en termes de sons et de vibrations. Dans les deux dernières expériences, nous nous sommes intéressés à la simulation de deux solutions concernant les paramètres de désactivation qui réduiraient la gêne : la modification de la plage de régime moteur dans laquelle la désactivation se produit et l'assouplissement de la partie horizontale des suspensions afin de réduire les résonances des vibrations à bas régime.

National audience; The productions of French final neutral declarative, polar question with “est-ce que” and major continuation by seven Chinese learners of French (CL) and six French native speakers (NS) were perceptually (perception tests for two of these intonation patterns) and acoustically analysed (difference between F0 ending and F0 beginning a stress group (F0-diff); F0 range in stress group). The “est-ce que” questions produced by NS were perceived as an affirmation, those of the CL as a question. The major continuations of NS were perceived as a question, those of the CL as an affirmation and a question. For the declarative, the CL did a falling contour with a F0 range too small or too large compared to the NS. In a rising contour, the same F0-diff and F0 range characterized the polar and the total questions of the CL. Concerning the major continuation, unlike NS, CL sometimes perform rising or falling contours.; Dans cette étude, nous avons étudié des problèmes et des difficultés majeurs dans l'apprentissage de l'intonation du français chez des apprenants sinophones. Trois patrons intonatifs de base font l'objet de cette étude : le conclusif neutre en position finale, la question polaire avec "est-ce que" et le continuatif majeur (terminologie de Di Cristo, 2016). Notre recherche comprend d'abord une étude perceptive qui est destinée aux patrons de la question polaire "est-ce que" et du continuatif majeur ; et puis une étude acoustique a été procédée pour examiner la différence de la F0 fin et début dans le groupe prosodique, l'étendue de la F0 du groupe prosodique et le contour mélodique. Par l'analyse perceptive, nous avons remarqué que la production de la question "est-ce que" chez des apprenants sinophones est souvent considérée comme "question" tandis que celle chez des francophones natifs est considérée comme "affirmation" ; pour le continuatif majeur, la production des apprenants sinophones est marquée comme "affirmation" et celle de francophones natifs est marquée comme "question". Par notre étude acoustique, des apprenants sinophones réalisent une descente mais elle est caractérisée par, soit une très grande étendue, soit une très petite étendue. La montée réalisée par des apprenants sinophones possède quantitativement la même différence F0 fin-début et la même étendue de variation dans les deux modalités interrogatives (avec et sans "est-ce que"). Concernant le continuatif majeur, un mélange de montée et de descente est révélé chez des apprenants sinophones.

Bonding is of great interest to replace traditional assembly techniques, as it makes it possible to lighten structures, through a better distribution of stresses but also to limit the stresses associated with assembling different materials. However, the lack of a robust non-destructive control technique for bonding quality and more particularly adhesion slows down its development, particularly in the aeronautical field. In this work an ultrasonic inspection method of glued interfaces which should reveal defects in adhesion is proposed. This technique is validated on a system representative of industrial applications, metal substrates bonded by a thin film epoxy adhesive. Defects have been introduced into the adhesive interface (in the adhesive or at the adhesive/substrate interface) in order to simulate defects encountered in an industrial environment. In order to improve the detection capabilities of conventional linear ultrasonic guided waves methods, algorithms for reconstructing optimized dispersion curves have been developed. However, the guided waves were not sufficiently sensitive to low interfaces in this configuration, where adhesives are thin, and an uncertainty of material thickness is tolerated. Therefore, control methods based on the non-linear interaction between a high amplitude ultrasonic wave and a defect are proposed. To detect and quantify these non-linearities, sufficiently energetic ultrasound must be generated, which generally involves the use of potentially intrinsically non-linear electronic power devices. To overcome these technological limitations, a dedicated device is proposed, using transducers powered under low voltage and placed on a reverberant object. The emission of complex signals previously established by calibration makes it possible to concentrate acoustic energy temporally and spatially, to generate after time reversal ultrasonic particle movements of high amplitude on the surface of the controlled sample. To validate this approach, the device is used to control glued interfaces in which different types of gluing defects have been introduced: pollution (PTFE particles, release agent, fingerprints, etc.), insert. The samples are finally mechanically tested to assess the sensitivity of the interface resistance to the presence of these defects.; Le collage suscite un intérêt important pour remplacer les techniques traditionnelles d’assemblage, car il permet d’alléger les structures via une meilleure répartition des contraintes, et également de limiter les contraintes liées à l’assemblage de matériaux différents. Cependant, l’absence de technique de contrôle non destructive robuste de la qualité du collage et plus particulièrement de l’adhésion freine son développement en particulier dans le domaine aéronautique. Dans ce travail une méthode d’inspection ultrasonore d’interfaces collées qui doit révéler des défauts d’adhésion est proposée. Cette technique est validée sur un système représentatif d’applications industrielles, à savoir une liaison entre substrats métalliques liés par un adhésif époxy en film de faible épaisseur. Des défauts ont été introduits au sein de l’interface adhésive (dans l’adhésif ou à l’interface adhésif/substrat) de façon à simuler des défauts rencontrés en environnement industriel. Afin d’améliorer les capacités de détection des méthodes ultrasonores linéaires usuelles, des algorithmes de reconstruction des courbes de dispersion optimisés ont été développés. Cependant, les ondes guidées ne se sont pas montrées suffisamment sensibles à des interfaces faibles dans cette configuration, pour des adhésifs de faible épaisseur et lorsqu’une incertitude des épaisseurs des matériaux est tolérée. Dès lors, des méthodes de contrôle reposant sur l’interaction non-linéaire entre une onde ultrasonore de forte amplitude et un défaut sont proposées car moins système dépendant. Pour détecter et quantifier ces nonlinéarités, des ultrasons suffisamment énergétiques doivent être générés, ce qui implique généralement l’usage de dispositifs électroniques de puissance potentiellement intrinsèquement non-linéaires. Pour contourner ces limitations technologiques, un dispositif dédié est proposé, utilisant des traducteurs alimentés sous tension faible et placés sur un objet réverbérant. L’émission de signaux complexes préalablement établis par étalonnage permet par retournement temporel de concentrer l’énergie acoustique temporellement et spatialement, pour générer des déplacements particulaires ultrasonores de fortes amplitudes à la surface de l’échantillon contrôlé. Pour valider cette approche, le dispositif est utilisé pour contrôler des interfaces collées au sein desquelles différents types de défauts de collage ont été introduits : pollutions (particules de PTFE, démoulant, trace de doigt, etc.), insert. Les échantillons sont finalement testés mécaniquement pour évaluer la sensibilité de la résistance des interfaces à la présence de ces défauts.

In this thesis, we studied the perception and production of the French oral vowels by sixteen Tunisian children (8-9 years old) learning French. Data are collected at three different periods: at the beginning of their first year of learning, after nine months of learning, and after a period of phonetic training. Main results are: (1) the perception and production of the vowels are greatly influenced by the L1 of the learners, both at the beginning and after nine months of learning; (2) the perception and production performances of the learners are better predicted by the identity of the vowel rather than its status in L2 compared to L1 (new, similar or identical vowels); (3) the phonetic training we gave showed no benefit on the perceptual or production performances of the children.; Dans ce travail de recherche nous avons abordé la question de la perception et de la production des voyelles orales du français par seize enfants tunisiens (8-9 ans) néo-apprenants du français à trois moments différents de leur apprentissage : au début de leur première année de français, après 9 mois d’apprentissage et suite à une période d’entraînements phonétiques. Les résultats obtenus montrent que (1) la perception et la production des voyelles sont fortement influencées par la L1 des apprenants aussi bien au début qu’après 9 mois d’apprentissage ; (2) les performances en perception et en production des néo-apprenants dépendent plus des voyelles elles-mêmes que de leur statut en L2 par rapport à la L1 (voyelles nouvelles, similaires, ou identiques) ; (3) les entraînements phonétiques que nous avons administrés n’apportent pas de bénéfice sur la perception et la production des voyelles orales françaises par les néo-apprenants tunisien.

Because of the important compressibility of gas bubbles in water, inducing a very low resonance frequency, one can find interest in studying bubbles from an acoustic and a fluid mechanics point of view. Using microfluidics techniques in order to produce assemblies of acoustically driven bi-dimensional bubbles, we are studying their influence on both acoustic waves and the surrounding fluid.Bubbles being sub-wavelength resonators, we show that a micro-bubbles assembly interacts with acoustical waves which wavelengths that are substantially bigger than the bubbles size. Developing a way to extract bubbles contribution to the acoustic signal, we show that their resonance frequency follows a law slightly different from the one Minnaert had found for spherical bubbles. The impact of this medium on the acoustical wave has been studied and we show that a decrease in the acoustical transmission happens in a range of frequencies above the resonance. This decrease can be adjusted in amplitude and in frequency making our system an easily tunable metameterial.Because of the strong response of bubbles induced by acoustical waves, the bubbles surface oscillates with a great amplitude in the surrounding fluid. This oscillation, working together with a coupling present between the bubbles, can drive a strong steady streaming in the fluid. Systems of several bubbles are studied, and a theory is proposed in order to predict the flow they induce. The interaction between the streaming phenomenon and an external flow is also presented, showing that exclusion zones can be present under certain circumstances in these systems. These exclusion zones can be useful in micro-fluidics in order to trap particles or chemicals., De par leur importante compressibilité et leur fréquence de résonance extrêmement basse, les bulles sont des objets physiques singuliers du point de vue de l'acoustique et de la mécanique des fluides. En utilisant la technique de la microfluidique afin de créer des assemblées de bulles bi-dimensionnelles, que nous excitons acoustiquement, nous étudions à la fois leur influence sur une onde sonore et sur le fluide présent à leur voisinage.Les bulles étant des résonateurs sub-longueur d'onde, nous montrons qu'une assemblée de micro-bulles va interagir avec une onde sonore de longueur d'onde bien plus importante que la taille des bulles individuelles. En proposant une méthode pour extraire la contribution des bulles au signal acoustique, nous montrons que leur résonance suit une loi légèrement modifiée par rapport à celle proposée par Minnaert pour des bulles sphériques.Nous avons également exploré le potentiel de ce système expérimental comme méta-matériau pour l'acoustique. Nous observons en effet une baisse de la transmission d'une onde sonore à travers ce matériau et ce, dans une gamme de fréquence située au-delà de la fréquence de résonance.Cette baisse de la transmission peut être ajustée à la fois en fréquence et en amplitude ce qui fait de ce système un méta-matériau adaptable dont les caractéristiques peuvent être facilement ajustées.

Because of the important compressibility of gas bubbles in water, inducing a very low resonance frequency, one can find interest in studying bubbles from an acoustic and a fluid mechanics point of view. Using microfluidics techniques in order to produce assemblies of acoustically driven bi-dimensional bubbles, we are studying their influence on both acoustic waves and the surrounding fluid.Bubbles being sub-wavelength resonators, we show that a micro-bubbles assembly interacts with acoustical waves which wavelengths that are substantially bigger than the bubbles size. Developing a way to extract bubbles contribution to the acoustic signal, we show that their resonance frequency follows a law slightly different from the one Minnaert had found for spherical bubbles. The impact of this medium on the acoustical wave has been studied and we show that a decrease in the acoustical transmission happens in a range of frequencies above the resonance. This decrease can be adjusted in amplitude and in frequency making our system an easily tunable metameterial.Because of the strong response of bubbles induced by acoustical waves, the bubbles surface oscillates with a great amplitude in the surrounding fluid. This oscillation, working together with a coupling present between the bubbles, can drive a strong steady streaming in the fluid. Systems of several bubbles are studied, and a theory is proposed in order to predict the flow they induce. The interaction between the streaming phenomenon and an external flow is also presented, showing that exclusion zones can be present under certain circumstances in these systems. These exclusion zones can be useful in micro-fluidics in order to trap particles or chemicals.; De par leur importante compressibilité et leur fréquence de résonance extrêmement basse, les bulles sont des objets physiques singuliers du point de vue de l'acoustique et de la mécanique des fluides. En utilisant la technique de la microfluidique afin de créer des assemblées de bulles bi-dimensionnelles, que nous excitons acoustiquement, nous étudions à la fois leur influence sur une onde sonore et sur le fluide présent à leur voisinage.Les bulles étant des résonateurs sub-longueur d'onde, nous montrons qu'une assemblée de micro-bulles va interagir avec une onde sonore de longueur d'onde bien plus importante que la taille des bulles individuelles. En proposant une méthode pour extraire la contribution des bulles au signal acoustique, nous montrons que leur résonance suit une loi légèrement modifiée par rapport à celle proposée par Minnaert pour des bulles sphériques.Nous avons également exploré le potentiel de ce système expérimental comme méta-matériau pour l'acoustique. Nous observons en effet une baisse de la transmission d'une onde sonore à travers ce matériau et ce, dans une gamme de fréquence située au-delà de la fréquence de résonance.Cette baisse de la transmission peut être ajustée à la fois en fréquence et en amplitude ce qui fait de ce système un méta-matériau adaptable dont les caractéristiques peuvent être facilement ajustées.

The use of recycled concrete aggregate (i.e. aggregate produced from concrete demolition rubble) has a significant impact on the mechanical behavior of reinforced concrete members. This work focuses on the influence of recycled concrete aggregate on rebar-concrete bond. First, an analytical madel of the rebar-concrete bond is developed. The original feature of this modellies in the limited number of non-free physically-based parameters on which it is based. These parameters are then experimentally determined through a pull out test campaign. Three types of concrete, including two recycled aggregate concretes, are studied. Pull-out test monitoring is completed by acoustic measurements in order to obtain data from inside the concrete bulk, where the reinforcing bar is located.; L'introduction de granulats de béton recyclé (i.e. granulats produits à partir des gravats issus de la démolition d'ouvrages en béton obsolètes) dans les formulations de béton impacte de manière significative le comportement structurel des éléments en béton armé. Ce travail est consacré à l'étude de l'influence des granulats de béton recyclé sur l'adhérence armature-béton. Dans un premier temps, un modèle analytique de l'adhérence armature-béton est développé. L'originalité du modèle proposé réside dans le nombre limité de paramètres physiques sur lesquels il est fondé. Ces paramètres physiques sont ensuite déterminés expérimentalement via la réalisation d'une campagne d'essais d'arrachement. Trois types de bétons, dont deux bétons de granulats de béton recyclé, sont étudiés. Le suivi de l'arrachement de l'armature est complété par des mesures acoustiques permettant d'obtenir des informations provenant du coeur de l'échantillon, où l'armature se trouve.

In the developing field of spin wave-based information technology, this work investigates the possibility to use surface acoustic waves (SAW) to excite spin-waves in ferromagnetic thin layers relying on the magnetoelastic coupling. This would provide a non-inductive, efficient, and remote addressing of spin waves. In the first project we develop an experimental setup to generate electrically excited SAWs phase-locked to probe laser pulses. The magnetization dynamics is detected by an optical bridge using magneto-optical effects (Kerr and Voigt). We investigate the resonant magneto-elastic coupling in a thin film of the ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As. To reach resonant coupling, the spin-wave frequency is scanned across the SAW frequency using a magnetic field. We disentangle the photoelastic contribution from the magneto-optical one, from which we obtain the amplitude of magnetization precession. We show that it is driven solely by the acoustic wave. Its field dependence is shown to agree well with theoretical calculations. Its amplitude resonates at the same field as the resonant attenuation of the acoustic wave, clearly evidencing the magnetoacoustic resonance with high sensitivity. The influence of temperature, SAW frequency and power on the coupling efficiency are studied. In the second project we use SAWs thermoelastically excited by a tightly focused laser beam on ferromagnetic metals (Ni, FeGa, Co) on a transparent substrate (glass, sapphire). Spatio-temporal maps of the surface displacement and magneto-optical signal are obtained. A high-frequency shift of the frequency spectrum of the latter gives a hint for spin-wave excitation by SAWs.; Ce travail se situe dans le contexte de l’utilisation des ondes de spin comme vecteur d’information. Il explore la possibilité d’exciter l’aimantation dans de fines couches ferromagnétiques grâce au couplage magnéto-élastique. Cela permettrait un adressage non-inductif, efficace, et distant des ondes de spin. Dans un premier volet, nous avons développé un dispositif expérimental générant des ondes acoustiques de surface (ODS) électriquement, verrouillées en phase à des impulsions de laser sonde. La dynamique d’aimantation est détectée grâce aux effets magnéto-optiques (Kerr et Voigt). Nous étudions le couplage magnétoélastique résonant dans une couche mince du semiconducteur magnétique (Ga,Mn)As. Afin d’atteindre la résonance, la fréquence des ondes de spin est ajustée à celle des ODS par un champ magnétique. Nous isolons les contributions photo-élastique et magnéto-optique du signal, pour quantifier l’amplitude de la précession d’aimantation. Nous montrons que la précession observée est exclusivement déclenchée par l’ODS. La variation en champ de son amplitude correspond très bien à celle calculée, et elle est maximum au champ pour laquelle l’absorption de l’ODS est maximale, démontrant clairement la résonance magnétoacoustique. L’influence de la fréquence et de la puissance de l’ODS, ainsi que de la température sur l’efficacité du couplage est également explorée. Dans un deuxième volet, nous avons excité des ODS par effet thermoélastique grâce à un faisceau laser focalisé, et cela sur des couches magnétiques métalliques cette fois-ci (Ni, FeGa, Co), déposées sur un substrat transparent (verre, sapphire). Des cartes spatio-temporelles du déplacement de la surface et du signal magnéto-optique ont été obtenues. Un décalage du spectre magnéto-optique vers les hautes fréquences semble indiquer une excitation des ondes de spin par les ODS.

NDE/NDT, Structural Materials Technology for Highways and Bridges (SMT) and the International Symposium on Non-Destructive Testing in Civil Engineering (NDT-CE) 2018, New Brunswick, ETATS-UNIS, 27-/08/2018 - 29/06/2018; Pre-stressed concrete nuclear power plant containment vessel is the third barrier in case of an accident so that quantifying concrete properties with Non Destructive Evaluation (NDE) is a continuing goal. This includes the mapping of the following concrete properties: elastic modulus, water saturation, permeability. In addition, those measurements have to be challenged with the level of stress (which will be modified during an accident) possibly coupled with thermal induced damage. In the ANR French project 'Non Destructive Evaluation of containment nuclear plant structures' (ENDE) eight partners have carried out laboratory and in situ NDE measurements with the aim to compare and combine them to reach quantitative useful information about concrete conditions. In this paper we present a synthesis of the mains results obtained with classical and non-classical NDE methods. This includes electromagnetic techniques such as radar, capacitive measurements, resistivity measurements and ultrasonic measurements (impact echo, ultrasonic pulse velocity - in reflexion and transmission mode for longitudinal and transverse waves, surface waves, diffuse waves, coda wave interferometry, nonlinear acoustics, etc.). The laboratory experiments have been conducted on slabs 0.5 m x 0.25 m x 0.12 m, for one concrete mix formulated to be representative of nuclear containment walls, in different conditions: - sound concrete without any stress for different water saturations,- heat damage of partially saturated slab (at 80°C, 150°C, 200°C),- sound concrete under stress (up to 30% of the compressive strength),- heat damage concrete under stress.A series of NDE method combinations (using data fusion approach) is performed to solve the problem of multiple sensitivity issues. This laboratory work is then transposed on the VeRCoRS mock-up which is a 1/3 scaled concrete power plant (a Õ 16 m x h 30 m cylinder, with 0.40 m thick walls) heavily instrumented (700 sensors, 2 km of fiber optic). In this paper we present results obtained before, during and after a decennial test simulation which consists in increasing the internal pressure with air, maintaining its level to 4 bars during 2 hours and then decreasing back to the atmospheric pressure level.To conclude industrial and research perspectives are presented.; Pre-stressed concrete nuclear power plant containment vessel is the third barrier in case of an accident so that quantifying concrete properties with Non Destructive Evaluation (NDE) is a continuing goal. This includes the mapping of the following concrete properties: elastic modulus, water saturation, permeability. In addition, those measurements have to be challenged with the level of stress (which will be modified during an accident) possibly coupled with thermal induced damage. In the ANR French project 'Non Destructive Evaluation of containment nuclear plant structures' (ENDE) eight partners have carried out laboratory and in situ NDE measurements with the aim to compare and combine them to reach quantitative useful information about concrete conditions. In this paper we present a synthesis of the mains results obtained with classical and non-classical NDE methods. This includes electromagnetic techniques such as radar, capacitive measurements, resistivity measurements and ultrasonic measurements (impact echo, ultrasonic pulse velocity - in reflexion and transmission mode for longitudinal and transverse waves, surface waves, diffuse waves, coda wave interferometry, nonlinear acoustics, etc.). The laboratory experiments have been conducted on slabs 0.5 m x 0.25 m x 0.12 m, for one concrete mix formulated to be representative of nuclear containment walls, in different conditions: - sound concrete without any stress for different water saturations,- heat damage of partially saturated slab (at 80°C, 150°C, 200°C),- sound concrete under stress (up to 30% of the compressive strength),- heat damage concrete under stress.A series of NDE method combinations (using data fusion approach) is performed to solve the problem of multiple sensitivity issues. This laboratory work is then transposed on the VeRCoRS mock-up which is a 1/3 scaled concrete power plant (a Õ 16 m x h 30 m cylinder, with 0.40 m thick walls) heavily instrumented (700 sensors, 2 km of fiber optic). In this paper we present results obtained before, during and after a decennial test simulation which consists in increasing the internal pressure with air, maintaining its level to 4 bars during 2 hours and then decreasing back to the atmospheric pressure level.To conclude industrial and research perspectives are presented.

The radiation from a loudspeaker mounted on a box shaped enclosure is usually characterized by measurements or simulations based on finite element method. However, these reference methods are still very expensive and do not allow for a physical interpretation of the results. In this manuscript, two analytical models are proposed to predict this radiation, within the framework of the application to a sound bar. The first model consists of assimilating the sound bar geometry to a spheroid. In this way, the variables are separated and an analytical solution can be found in the form of a sum of spheroidal harmonics. The calculation for a circular loudspeaker on the spheroid, as well as a harmonic truncation criterion, is detailed. Each step of the method will be described, as well as the comparison of the results with the reference methods. The calculation for a circular loudspeaker on the spheroid and the implementation of a harmonic truncation criterion will be developed. This model works well at low-frequency, but cannot account for the diffraction phenomena, which come from the enclosure and appear at high-frequency. Therefore, we have developed a second analytical model based on an integral formulation of the diffraction. This model is seen as a set of secondary sources located on the edges of the enclosure. It will be shown how to establish this model and how it can be implemented. This model allows us to interpret the radiation of a sound bar, and therefore allows us to conclude on the validity of the spheroidal model. It also shows how the baffle edges of a loudspeaker enclosure lead to constructive interference effects, resulting in a gain up to 3 dB. These effects also lead to a counterintuitive phenomenon: if the speaker is not centered on the baffle, the direction of maximum radiation intensity tends to shift to the opposite side of the speaker offset on the baffle.; Le rayonnement d'un haut-parleur monté sur une enceinte est généralement caractérisé par des mesures ou une simulation par la méthode des éléments finis. Cependant, ces méthodes de référence restent très coûteuses et ne permettent pas une interprétation physique des résultats. Dans ce manuscrit, nous proposons deux modèles analytiques pour prédire ce rayonnement, dans le cadre d'une application à une barre de son. Le premier modèle consiste à assimiler la géométrie de la barre de son à un sphéroïde. De cette manière, les variables sont séparées et on peut trouver une solution analytique sous la forme d'une somme d’harmoniques sphéroïdales. On décrira chaque étape de la méthode, ainsi que la comparaison des résultats à ceux des méthodes de référence. On développera particulièrement le calcul pour un haut-parleur circulaire sur le sphéroïde et la mise en place d'un critère de troncature des harmoniques. Ce modèle fonctionne bien en basse-fréquence, mais ne peut pas rendre compte de tous les phénomènes de diffraction par l'enceinte en haute fréquence. Pour celles-ci, la diffraction du champ sonore par les arêtes de l'enceinte devient non négligeable. Nous avons donc développé un second modèle analytique, basé sur une formulation intégrale de cette diffraction. Celle-ci est vue comme un ensemble de sources secondaires localisées sur les arêtes. On montrera comment établir ce modèle et on donnera des détails sur son implémentation. L'application de ce modèle permet d'interpréter physiquement le rayonnement d'une barre de son, et donc de conclure sur la validité du modèle sphéroïdal. On montre également comment les arêtes du baffle d'une enceinte entraînent des effets d'interférences constructives, qui peuvent induire un gain allant jusqu’à 3 dB. Ces effets entraînent également un phénomène contre-intuitif : si le haut-parleur n'est pas centré sur le baffle, la direction du maximum d'intensité du rayonnement tend à se décaler vers le côté opposé au décalage du haut-parleur sur le baffle.

Considered a mild form of pyrolysis, torrefaction appears as an alternative thermal treatment where the biomass is heated at temperatures between 200-300°C in partial or total absence of oxygen to produce a more hydrophobic, homogeneous and higher calorific solid fuel when compared to the raw material. Several torrefaction technologies have already been developed and implemented in the industry. The present work has as main objective to deepen the knowledge in the biomass thermo-degradation process during torrefaction. For this, an innovative experimental apparatus was developed aiming to improve the wood heat treatment by coupling an acoustic field to the temperature parameter. The assumption is that an acoustic field within a reactor modifies the pressure field and consequently the velocity of the particles around the sample by altering the interaction between the gaseous environment and the released volatile around the wood surface, accelerating its degradation process. With this objective, an acoustic system was implemented in a reactor. A characterization and mapping of the acoustic behavior contemplating the measurement of acoustic flux rate and its intensity was performed. The physical and chemical torrefaction experiments were performed for two treatment temperatures with and without influence of the acoustic, providing the mass yield evolution, the temperature curves and the chemical properties of the torrefied material. Concomitantly, a numerical model of kinetics and elemental composition was established for the mass yield and the composition prediction in terms of carbon hydrogen and oxygen during the degradation. The torrefaction experimental results, as well as the chemical analysis and pyrolysis of the final product, provided evidence such as: reduction of residence time, increase of the samples internal temperature during treatment and a greater calorific power for the samples treated under acoustic influence. A final comparison between experimental and simulation results allowed the evaluation of the torrefaction numerical model and the influence of the acoustics on the degradation kinetics, Considerada uma forma suave de pirólise, a torrefação aparece como alternativa de tratamento térmico da biomassa, onde essa é aquecida a temperaturas de 200 - 300 ° C em ausência parcial ou total de oxigênio visando produzir um combustível sólido mais hidrofóbico, homogêneo e com maior teor de carbono quando comparado à matéria-prima. Várias tecnologias de torrefação já foram desenvolvidas e implementadas na indústria. O presente trabalho tem como objetivo principal aprofundar o conhecimento no processo de termo-degradação da biomassa durante a torrefação. Para isso um inovador aparato experimental foi desenvolvido visando aprimorar o tratamento térmico da madeira acoplando um campo acústico ao fator temperatura. O pressuposto é que um campo acústico dentro de um reator modifica o campo de pressão e, consequentemente, a velocidade das partículas ao redor da amostra alterando a interação entre o ambiente gasoso e os voláteis na superfície da madeira, acelerando o seu processo de degradação. Com este objetivo, um sistema acústico foi implementado em um reator. Uma caracterização e mapeamento do comportamento acústico contemplando a aferição da taxa de fluxo acústica e da sua intensidade foi executada. Os experimentos físicos e químicos da torrefação foram realizados para duas temperaturas de tratamento com e sem influência da acústica, fornecendo o rendimento mássico, as curvas de temperaturas e as propriedades químicas do material torrificado. Concomitantemente, foi estabelecido um modelo numérico da cinética e da composição elementar para a predição do rendimento mássico e da composição em termos de carbono hidrogênio e oxigênio durante a degradação. Os resultados experimentais da torrefação, bem como a análise química e pirólise do produto final, forneceram evidências como: redução do tempo de residência, aumento da temperatura interna da amostra e um maior poder calorífico para as amostras tratadas sobre influência da acústica. Uma comparação final entre resultados experimentais e numéricos permitiram a avaliação da precisão do modelo para o tratamento de torrefação e a influência da acústica na cinética de degradação, Considérée comme une forme douce de la pyrolyse, la torréfaction apparaît comme une alternative au traitement thermique de la biomasse où elle est chauffée à des températures de 200-300°C en absence partielle ou totale d'oxygène pour produire un combustible solide plus hydrophobe, homogène et de meilleure qualité par rapport à la matière première. Plusieurs technologies de torréfaction ont déjà été développées et mises en œuvre dans l'industrie. Le présent travail a pour objectif principal d'approfondir les connaissances dans le processus de thermo-dégradation de la biomasse pendant la torréfaction. Pour cela, un appareil expérimental innovant a été développé visant à améliorer le traitement thermique du bois en couplant un champ acoustique au facteur température. L'hypothèse est qu'un champ acoustique dans un réacteur modifie le champ de pression et par conséquent la vitesse des particules autour de l'échantillon en modifiant l'interaction entre l'environnement gazeux et les volatiles à la surface du bois, accélérant son processus de dégradation. Avec cet objectif, un système acoustique a été mis en place dans un réacteur. Une caractérisation et une cartographie du comportement acoustique envisageant la mesure du débit acoustique et de son intensité ont été réalisées. Les expériences physiques et chimiques de la torréfaction ont été effectuées pour deux températures de traitement avec et sans influence de l'acoustique, fournissant le rendement massique, les courbes de température et les propriétés chimiques du matériau torrifié. Concomitamment, un modèle numérique de la cinétique et de la composition élémentaire a été établi pour la prédiction du rendement en masse et de la composition en termes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène au cours de la dégradation. Les résultats expérimentaux de la torréfaction, ainsi que l'analyse chimique et la pyrolyse du produit final ont fourni des preuves telles que: réduction du temps de séjour, augmentation de la température interne de l'échantillon et pouvoir calorifique supérieur pour les échantillons traités sous l'influence de l'acoustique. Une dernière comparaison entre les résultats expérimentaux et numériques a permis d'évaluer la précision du modèle pour le traitement de torréfaction et l'influence de l'acoustique sur la cinétique de dégradation