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Cet article étudie l’orgue du Nautilus de trois points de vue : l’objet technique, métonymie du sous-marin tout entier ; la machine à fabriquer de « l’extase musicale » qui produit l’atmosphère de mélancolie qui enveloppe Nemo ; la fonction de la musique et la relation qui, par le biais de l’instrument, réunit les deux fluides essentiels du roman, la mer, « infini vivant », et l’électricité, « âme de l’univers », pour créer l’harmonie supérieure qui exalte la surhumanité de Nemo et du Nautilus., This article studies the organ on board the Nautilus from three points of view: the technical object, a metonymy of the submarine as a whole; the machine for producing “musical ecstasy” that produces the atmosphere of melancholy that envelops Nemo; the function of music and the relationship that, through the instrument, brings together the novel’s two essential fluids: the sea, “living infinity,” and electricity, “soul of the universe,” to create the superior harmony that exalts Nemo’s and the Nautilus’s superhumanity.

National audience; La présence de basaltes coiffant le manteau serpentinisé est un fait assez commun en domaineocéanique, au niveau des dorsales (ultra-)lentes et dans la partie la plus distale des margespauvres en magma. Cette interface entre basaltes et manteau, subhorizontale à faiblementinclinée et imagée par la géophysique, fait l’objet de deux interprétations. Selon l’une d’elle, ils’agit d’un contact discordant : l’interface représente un ancien fond marin sur lequel lesbasaltes sont venus s’épancher. Dans la seconde interprétation, plus récente, le contact esttectonique et correspond à une faille de détachement extensive. Toutes les études des sériesophiolitiques exhibant à terre ce type d’interface ont conclu en faveur de la premièreinterprétation, y compris dans des situations où l’existence d’un détachement extensif est avéréeou probable. A chaque fois, l’argument-clé est la présence, à la base de la série volcanique, debrèches sédimentaires remaniant les serpentinites. De plus, ces brèches et le sommet desserpentinites sous-jacentes montrent fréquemment les effets d’une carbonatation pervasive quiles a transformés en ophicalcites. L’interaction entre eau de mer et roches mantelliquesproduisant la carbonatation est classiquement considérée comme s’effectuant au niveau duplancher océanique, ce qui semble renforcer l’hypothèse d’une mise en place plus tardive, endiscordance, des épanchements basaltiques. Les modèles évolutifs proposés dans la litératureconsidèrent tous qu’une fois la discordance établie, l’interface basaltes-serpentinites n’est plusactive, ni tectoniquement, ni du point de vue de la circulation des fluides, tout du moins jusqu’àl’éventuelle période orogénique subséquente.Une telle interface basaltes-manteau serpentinisé est exposée le long d’une coupecontinue de 350 m au niveau du site de Falotta, dans les Alpes suisses (Nappe de Platta, Cantondes Grisons). Notre étude montre que le contact ne correspond ni à une discordance ‘statique’ nià un détachement, mais à une discordance ayant été activée en décollement au cours de latectonique extensive. La déformation s’exprime par une série de zones de cisaillementconjuguées localisées le long de l’interface, sur une épaisseur de 20 à 40 m, associées à uneintense carbonatation. Le développement syn-cinématique des ophicalcites, ainsi que d’autresarguments, permettent d’exclure un lien avec la déformation orogénique alpine. Les faillesnormales recoupant les basaltes s’enracinent sur les zones de cisaillement ; la déformationcisaillante elle-même et la carbonatation associée affectent l’extrême base des basaltes (sur ≤ 2m d’épaisseur => difficile à ‘traquer’ en milieu océanique actuel), ce qui montre que les basaltesne sont pas postérieurs à cette déformation. L’essentiel de la carbonatation s’est ainsi développésous la couverture basaltique et non au plancher marin. L’activation de l’interface basaltesserpentinitesen zone de décollement a pu être facilitée par le fait que la discordancecorrespondait à une zone de forte perméabilité (présence de brèches sédimentaires), permettantune localisation de la circulation des fluides. L’interface basaltes- serpentinites peut ainsiconstituer un niveau de découplage mécanique venant s’ajouter aux niveaux de découplage plusprofonds de la (proto-)lithosphère océanique (front de serpentinisation, front de percolationmagmatique diffuse). Une telle situation est ici identifiée dans la partie ultra-distale d’unemarge continentale (cas de la Nappe de Platta) mais peut probablement se retrouver aussi auniveau des dorsales océaniques lentes.

International audience; Les équations macroscopiques de bilan des interfaces fluides ont été établies en considérant deux échelles de longueur et moyennant quelques approximations, telles que la conservation du vecteur vitesse mixte et du gradient parallèle à la traversée de la zone interfaciale. Nous généralisons cette méthode au cas des quadri interfaces en présence de champs électromagnétiques. Le passage à l'espace-temps i, ii est en effet un moyen d'obtenir une présentation homogène des bilans 1 .

International audience

There are three bodily fluids whose recurrence in literature is matched only by their symbolic coherence: sperm, menstrual blood, and milk. These secretions, through their manifestations and occurrences in the texts, question the very fluidity of our socio-cultural representations, with regard, first, to sex (understood both as sexuality and sexual difference – what we may call gender from a social class perspective); then in the face of various notions such as taboo, disgust, or pollution. Thus Dracula by Bram Stoker (1897), as well as later vampiric works springing from this canonical novel, become a privileged vessel for the representation of these fluids. Indeed, the vampire, as a quintessential creature forever in excess of fluids, causes various forms of bodily incontinence relentlessly epitomizing a threat of overflowing otherness. Literary vampires embody the most directly visible avatar of a persisting cultural discomfort regarding bodily fluids. The perspective, therefore, is both aesthetic and comparatist, following a logic drawing just as much from literary and artistic analysis, as it does from political theories issued from gender studies. By relying on a dynamic corpus of text, with an unapologetic subjectivity, the present study aims to sketch a genealogy of these bodily fluids, or, so to speak, of their performative significance, hereby seen as a symptom of "discontent in civilization” highlighted by the vampire’s presence : trouble., Il existe trois fluides corporels dont la récurrence dans la littérature n’a d’égale que leur cohérence symbolique : sperme, sang des menstrues, et lait. Ces sécrétions, par leurs manifestations et occurrences, amènent à remettre en question la liquidité ou fluidité même de nos représentations socioculturelles à l’égard du sexe d’abord (donné à la fois comme sexualité et différence sexuelle de classe – le genre), mais ensuite face aux notions de tabou, de dégoût et de souillure. Or, le roman Dracula de Bram Stoker (1897), ainsi que les œuvres vampiriques héritières de ce texte canonique, se font les vecteurs privilégiés de cette représentation. Le vampire, créature en excès de fluides par excellence, provoque l’incontinence des corps et incarne, sans cesse, une menace de débordement : il est l’avatar le plus directement évident des complexes de culture persistant à l’égard des fluides corporels. La recherche est conduite ici selon une perspective à la fois esthétique et comparatiste, suivant une logique qui emprunte tant à l’analyse littéraire et artistique, qu’aux discours politiques des théories circulant autour des études de genre. En s’appuyant sur un corpus dynamique, élaboré sur mesure et résolument subjectif — la dimension affective étant un angle de vue choisi pour nos recherches — cette étude entend interroger la signification proprement performative des fluides, compris comme symptômes d’un « malaise dans la culture », que le vampire réveille : le trouble.

This thesis is devoted to the study of self-gravitating systems in differential rotation. It brings a novel contribution to the theory of figures in the axisymmetrical regime, by considering multibody and multi-layer configurations. In this purpose, we have developed a scale-free approach that provides us with new theoretical and numerical diagnostic tools enabling to better understand the internal structure of astrophysical objects such as planets, exoplanets, stars and rings.We have improved the DROP code based on a Self-Consistent Field method in order to solve the Bernoulli equation coupled with the Poisson’s equation for polytropic fluids. From a wide exploration of the parameter space, we show how the spheroid-ring configurations populate the rotation-angular momentum reference diagram. We find that there are many connections between the Maclaurin sequence and the One-Ring sequence along with a maximum rotation rate for all permitted equilibria. We have characterized the influence of differential rotation and of an external gravitational potential on the internal structure of a two-layer system made of a core and an envelope. We corroborate that the mass limit of the core given by a Schönberg-Chandrakhar-like limit is indeed reduced by differential rotation. However, this mass limit is increased by the presence of a massive toroidal companion. Strikingly, we show that different internal structures can lead to the same mass-radius-surface velocity relationship. We highlight the critical effect of a density jump paired with a rotation discontinuity at each layer interface.The new version of the DROP code is already able to generate equilibria composed of multiple multi-layer objects, and, thereby, it gives us the opportunity to fine-tune observables. A short application to the internal structure of the massive ring in the GG tau is presented. The internal structure of Jupiter and Saturn as two-layer systems in currently being investigated., Cette thèse est consacrée aux systèmes auto-gravitants en rotation différentielle. Elle apporte une contribution originale à l’étude des équilibres à symétrie axiale de type “multi-domaines” se déclinant en des configurations multi-objets et/ou multi-couches. Grâce à une approche multi-échelle, elle offre de nouveaux outils de diagnostics permettant de sonder la structure interne d’une grande diversité de systèmes astrophysiques en rotation rapide allant des étoiles au anneaux en passant par les planètes et les exoplanètes.Notre travail s’est appuyé sur la résolution numérique de l’équation de Bernoulli couplée à l’équation de Poisson pour des fluides d’équation d’état polytropique. Il a notamment nécessité le développement d’un algorithme de champ auto-cohérent (méthode SCF) spécifique implémenté dans le code DROP et dont la validité a été largement testée.S’agissant de l’aspect multi-objets, une vaste exploration de l’espace des paramètres a permis de positionner les configurations binaires de type sphéroïde-anneau dans le diagramme de référence “rotation-moment cinétique”. Nous avons ainsi mis en évidence les bifurcations connectant la séquence de Maclaurin et celle des anneaux, des solutions dégénérées ainsi qu’un ensemble de rotations limites. Concernant l’aspect multi-couches, nous avons caractérisé l’impact du profil de rotation et celui d’un champ gravitationnel externe sur la structure interne d’un système à deux couches de type “coeur-enveloppe”. Nous confirmons la diminution de la masse limite de type Schönberg-Chandrasekhar sous l’effet d’une rotation différentielle globale. Nous montrons que ce seuil se trouve en revanche réhaussé en présence d’un compagnon massif. Le couplage d’un saut de densité et d’une discontinuité de rotation aux interfaces apparaît comme critique sur la structure globale. Enfin, en dépit du faible nombre de paramètres libres, nous montrons qu’il existe des solutions auto-gravitantes qui partagent la même forme, la même masse et la même vitesse de surface mais qui possédent des structures internes différentes.Le code de calcul permet dès à présent de générer des équilibres composés de plusieurs objets et de plusieurs couches et devrait ainsi permettre d’accroître le réalisme des modèles en prédisant des observables plus pertinantes. Une application à l’anneau massif entourant le système triple de GG Tau est proposée. Une étude de la structure interne de Jupiter et de Saturne est en cours.

Fluid-rock interactions are widespread processes on earth including divergent settings from hyper-extended margins to oceanic ridges. There, mantle rocks are exhumedto the seafloor thanks to detachment faults. In the same time, the inception of mafic magmatism occurs during asthenosphere partial melting. Coupling between activemagmatic and tectonic processes triggers hydrothermal circulation in exhuming mantle rocks. This leads to several alterations like: i) the serpentinization of mantle rocks, ii) theformation of Cu-Zn-Fe-Co-Au-Ag-rich hydrothermal mineralized systems and iii) the carbonation of mantle rocks. Mineralization represents critical resources for our technological and societal needs. Hence, studies dealing with ore-forming processes applied to oceanic hydrothermal systems are essential to unravel where and how mineralization forms. However, in present-day oceanic domains, the study of these systems is limited by the bad observation conditions at the seafloor. Hence, one way tofully understand these systems is to turn on fossil analogs preserved on-land. We adopted this strategy here and focused on a Tethyan ophiolite preserved in the Platta nappe where subsequent Alpine metamorphism and deformation had minor effect on oceanic geometries. Sulfide mineralization somewhat similar to this formed in oceanic settings occurred where the magmatic buget was high enough to trigger hydrothermal circulation. The mineralization displays peculiarities (presence of Fe-Ca-silicates, association with mafic intrusions) indicating it corresponds to the root zone of present-day mineralized systems.Geochemical signatures of the mineralization (Co/Ni ratio decrease, Se contentincrease) suggests it formed from hydrothermal fluid mixing with seawater. Subsequently, mantle rocks and basalts recorded a carbonation event under hydrothermal temperatures at about 90-130°C. Syn-tectonic carbonation was the result of serpentinized-derived fluids mixing with seawater at the serpentinite-basalt interface. These alterations reported in mantle rocks from the Platta nappe are the legacy of the diversity of fluid-rock interactions in hyper-extended margins., Les interactions fluide-roches sont des processus omniprésents sur la planète et notamment dans les environnements de divergence lithosphérique, des marges hyper-étendues jusqu’à l’axe des dorsales océaniques. Dans de tels environnements, les roches de la lithosphère profonde sont exhumées au plancher océanique à la faveur de failles de détachement. Parallèlement, un magmatisme s’instaure suite à la fusion partielle asthénosphérique. Le couplage des processus tectoniques et magmatiques entraîne la circulation d’eau de mer dans les roches du manteau qui s’exhument. Cela conduit à l’altération des roches sous différentes formes telles que : i) la serpentinisation des roches du manteau, ii) la formation de systèmes minéralisés riches en Cu, Zn, Fe, Co, Au, Ag et iii) la carbonatation des roches du manteau. Les minéralisations reconnues dans les environnements océaniques actuels représentent un enjeu technologique, économique et sociétal crucial. Par conséquent, l’étude de ces systèmes est indispensable pour comprendre comment et où ils se forment. Cependant, dans les domaines actuels, la reconnaissance de ces altérations est limitée par les conditions d’observation au plancher océanique. Il devient alors impératif de se tourner vers les systèmes fossiles exposés à terre, dans les chaînes de montagne, pour étudier les processus hydrothermaux à l’origine de la formation des minéralisations. Cette stratégie a été adoptée dans ce travail de thèse à travers l’étude d’’une ophiolite téthysienne préservée dans les Alpes suisses. La déformation et le métamorphisme alpin n’ont eu que peu de conséquences sur les structures et altérations océaniques. Des minéralisations sulfurées similaires à celles reportées aux dorsales océaniques sont présentes dans la nappe là où le budget magmatique a été suffisant pour enclencher des circulations de haute température. Les minéralisations montrent quelques particularités ; présence de Fe-Ca-silicates, association des minéralisations avec des intrusifs mafiques ; diagnostics d’une position structurale profonde. L’évolution des traceurs géochimique (Se, Co/Ni) et minéralogiques de la minéralisation suggèrent qu’elle résulte du mélange entre un fluide hydrothermal et l’eau de mer. Postérieurement, les roches mantelliques et les basaltes ont subi une carbonatation à partir d’un fluide d’origine marine sous des conditions hydrothermales de 90-130°C. Cette carbonatation, se produisant durant une tectonique extensive active, résulte du mélange entre un fluide issu de la serpentinisation et l’eau de mer. Ces différentes altérations des roches du manteau dans la nappe de Platta montrent la richesse des interactions fluides-roches dans les marges hyper-étendues.

Habituée des lectures olfactives des œuvres du XIXe siècle, Clara Muller s'intéresse ici au rôle singulier des odeurs et de l'odorat dans Les Chants de Maldoror. Elle détaille non seulement la nature des senteurs évoquées, mais également les enjeux de l'acte de sentir dans une œuvre se voulant pénétrante et agissante et dont le texte lui-même est assimilé à un effluve., Accustomed to olfactory readings of nineteenth-century works, Clara Muller focuses here on the singular role of odors and the sense of smell in Les Chants de Maldoror. She details not only the nature of the scents evoked, but also the issues related to the act of smelling in a work that is intended to be penetrating and active and whose text itself is to be considered an effluvium.

The sedimentary McArthur Basin (Northern Territory and Queensland, Australia) is associated with numerous diagenetic/hydrothermal uranium, copper, lead and zinc concentrations, including some world-class deposits (e.g., Ranger and HYC). Some deposits correspond to styles of mineralisation well defined such as unconformity-type for uranium and Sediment-Hosted Massive Sulphide (SHMS) for lead-zinc, but others are not linked to a specific type. A major mineralising event at around 1650-1600 Ma is recorded in the uranium deposits in the North (Alligator Rivers Uranium Field – ARUF) and South (Westmoreland) parts of the basin and in lead-zinc deposits in the centre (Batten Fault Zone), and accounted for the exceptional metalliferous stock of the basin. In addition, even if it has not been established that the fluids responsible for uranium and lead-zinc mineralisation share a common origin, their characteristics in terms of temperature and salinity are similar. This PhD focused on the major factors controlling metals resources distribution at a large scale in this intracratonic sedimentary basin by studying the mineralisation with a geochronological and geochemical approach, and by characterising the associated fluids in order to define its age, temperature and emplacement conditions. In addition to the major event at 1650-1600 Ma, the metallogenic history of the basin shows numerous other evidences for crystallisation or remobilisation of the metalliferous stock. Some of the fluid circulation stages are linked with geodynamic events such as basin inversions or orogeneses located a few hundreds of kilometres from the studied area. It seems that the large scale migrations of mineralising fluids (i.e., overall horizontal in the large sandstone aquifers, and vertical in the major faults zones) allowed the metal mobilisation in different reservoirs from the basin and the basement, and their selective precipitation within favourable zones.; Le bassin sédimentaire de McArthur (Northern Territory et Queensland, Australie) est associé à de nombreuses minéralisations diagénétiques/hydrothermales en uranium, cuivre, plomb et zinc dont certains gisements de classe mondiale (ex : Ranger et HYC). Certains gisements correspondent à des types de minéralisation bien définis (ex : uranium de type discordance, plomb-zinc de type Sediment-Hosted Massive Sulphide « SHMS »), d’autres ne sont pas reliés à un type précis. Un épisode minéralisateur majeur vers 1650-1600 Ma est reconnu dans les gisements d’uranium au nord (Alligator Rivers Uranium Field – ARUF) et au sud (Westmoreland) du bassin et en plomb-zinc dans le centre (Batten Fault Zone) et a participé au stock métallifère exceptionnel du bassin. De plus, s’il n’est pas établi que les fluides responsables des minéralisations en uranium et plomb-zinc sont de même origine, leurs caractéristiques en termes de température et salinité sont similaires. Cette thèse propose de s’intéresser aux principaux facteurs contrôlant la distribution des ressources métalliques à grande échelle dans ce bassin sédimentaire intracratonique, en étudiant les minéralisations avec une approche essentiellement géochronologique et géochimique et en caractérisant les fluides associés afin de définir leur âge, leur température et certaines de leurs conditions de mise en place. En plus de l’épisode majeur vers 1650-1600 Ma, l’histoire métallogénique du bassin montre de nombreuses autres évidences de cristallisation ou de remobilisation du stock de métaux. Certains épisodes de circulation des fluides sont à relier à des grands évènements géodynamiques, comme des inversions du bassin ou des orogenèses situées à des centaines de kilomètres de la zone d’étude. Il semble que les migrations à grande échelle des fluides minéralisateurs (horizontale dans les grands aquifères gréseux, et verticale dans les zones de failles majeures) ont permis la mobilisation des métaux dans différents réservoirs du bassin et du socle et leur précipitation sélective dans des zones favorables.

The sedimentary McArthur Basin (Northern Territory and Queensland, Australia) is associated with numerous diagenetic/hydrothermal uranium, copper, lead and zinc concentrations, including some world-class deposits (e.g., Ranger and HYC). Some deposits correspond to styles of mineralisation well defined such as unconformity-type for uranium and Sediment-Hosted Massive Sulphide (SHMS) for lead-zinc, but others are not linked to a specific type. A major mineralising event at around 1650-1600 Ma is recorded in the uranium deposits in the North (Alligator Rivers Uranium Field – ARUF) and South (Westmoreland) parts of the basin and in lead-zinc deposits in the centre (Batten Fault Zone), and accounted for the exceptional metalliferous stock of the basin. In addition, even if it has not been established that the fluids responsible for uranium and lead-zinc mineralisation share a common origin, their characteristics in terms of temperature and salinity are similar. This PhD focused on the major factors controlling metals resources distribution at a large scale in this intracratonic sedimentary basin by studying the mineralisation with a geochronological and geochemical approach, and by characterising the associated fluids in order to define its age, temperature and emplacement conditions. In addition to the major event at 1650-1600 Ma, the metallogenic history of the basin shows numerous other evidences for crystallisation or remobilisation of the metalliferous stock. Some of the fluid circulation stages are linked with geodynamic events such as basin inversions or orogeneses located a few hundreds of kilometres from the studied area. It seems that the large scale migrations of mineralising fluids (i.e., overall horizontal in the large sandstone aquifers, and vertical in the major faults zones) allowed the metal mobilisation in different reservoirs from the basin and the basement, and their selective precipitation within favourable zones., Le bassin sédimentaire de McArthur (Northern Territory et Queensland, Australie) est associé à de nombreuses minéralisations diagénétiques/hydrothermales en uranium, cuivre, plomb et zinc dont certains gisements de classe mondiale (ex : Ranger et HYC). Certains gisements correspondent à des types de minéralisation bien définis (ex : uranium de type discordance, plomb-zinc de type Sediment-Hosted Massive Sulphide « SHMS »), d’autres ne sont pas reliés à un type précis. Un épisode minéralisateur majeur vers 1650-1600 Ma est reconnu dans les gisements d’uranium au nord (Alligator Rivers Uranium Field – ARUF) et au sud (Westmoreland) du bassin et en plomb-zinc dans le centre (Batten Fault Zone) et a participé au stock métallifère exceptionnel du bassin. De plus, s’il n’est pas établi que les fluides responsables des minéralisations en uranium et plomb-zinc sont de même origine, leurs caractéristiques en termes de température et salinité sont similaires. Cette thèse propose de s’intéresser aux principaux facteurs contrôlant la distribution des ressources métalliques à grande échelle dans ce bassin sédimentaire intracratonique, en étudiant les minéralisations avec une approche essentiellement géochronologique et géochimique et en caractérisant les fluides associés afin de définir leur âge, leur température et certaines de leurs conditions de mise en place. En plus de l’épisode majeur vers 1650-1600 Ma, l’histoire métallogénique du bassin montre de nombreuses autres évidences de cristallisation ou de remobilisation du stock de métaux. Certains épisodes de circulation des fluides sont à relier à des grands évènements géodynamiques, comme des inversions du bassin ou des orogenèses situées à des centaines de kilomètres de la zone d’étude. Il semble que les migrations à grande échelle des fluides minéralisateurs (horizontale dans les grands aquifères gréseux, et verticale dans les zones de failles majeures) ont permis la mobilisation des métaux dans différents réservoirs du bassin et du socle et leur précipitation sélective dans des zones favorables.

Stability analysis is a very powerful tool in order to investigate the properties of a complex fluid system. For example, it turns out to be very useful for understanding the laminar&;turbulent transition scenario or to investigate the dynamic evolution of a fluid in very complex situations such as wakes, jets, recirculation bubbles etc. In this work, linear stability theory has been applied to very different situations. In the first part, we investigate the stability characteristics of a 2D T shaped micro mixer, a very common device in micro- and nano-fluidics, fitted with an anisotropic superhydrophobic texture on the walls of the outlet channel, using a global stability approach. A parametric analysis has been carried out by varying the surface properties, i.e. the equivalent slip length of the grooves and their orientation angle with respect to the direction of the main pressure gradient. We characterize both the primary and the secondary instability of such kind of flow. We show that in some conditions, the presence of the SHS generates an unsteady instability apt to improve the mixing in the channel. The second and third parts concern the linearized study of an incompressible laminar viscous jet passing through a circular aperture. In particular, in the second part we considered the flow passing through a hole of zero thickness. We compute the response of such kind of flow to harmonic perturbations. We characterize both the spatial amplification of perturbations and the impedance, defined as the ratio between the pressure jump and the flow rate across the hole, which is a key quantity to investigate the response of the jet to an acoustic forcing. Owing to the strong spatial amplification of the perturbation the computation requires a special treatment of the downstream boundary conditions, and quickly becomes impossible when the Reynolds number is increased. We introduce a method based on the analytical continuation in the complex plane of the axial coordinate, thus extending the range of Reynolds number investigated up to Re = 3000. The third part concerns the stability of a jet through a circular aperture in a thick plate. Experiments and simulations show that if the plate is thick enough, strong periodic oscillations can occur and lead to characteristic whistling tones, suggesting the existence of a feedback mechanism that supports self-sustained oscillations. We show that, contrary to previous expectations, the feedback mechanism is not related to acoustics and an instability can exist even in a purely incompressible description. We investigate the stability properties of such kind of flow using both the Nyquist criterion, based on the impedance analysis, and the classical global stability approach. Finally, we perform a structural-sensitivity analysis showing that the instability of such kind of flows is connected to the presence of a recirculation region in the hole. In the last part of the thesis we apply the stability analysis to the production of sound in a more traditional configuration, namely the birdcall, where the flow is constrained to pass through two successive holes in curved rigid plates. Although the production of sound in this classical whistle is a compressible phenomenon, an incompressible approach can provide some useful information at least in the region near the hole. We thus initially perform a purely incompressible stability analysis. We identify the critical conditions, the global frequencies, and discuss the structure of the resulting global eigenmodes. In order to reintroduce and evaluate compressible effects, which can be relevant in the cavity between the two holes, we model the cavity as a Helmholtz resonator and couple it to the incompressible simulation. Finally, a fully compressible stability analysis is performed in order to check the accuracy of these simplified approaches in term of critical conditions, global frequencies and structure of the modes.; L'analyse de stabilité est un outil très puissant pour étudier les propriétés de systèmes fluides complexes, tels que des sillages, des jets, des bulles de recirculation, etc. Dans ce travail, la théorie de la stabilité linéaire a été appliquée à des situations très différentes. Dans la première partie, nous étudions les caractéristiques de stabilité d'un micro-mélangeur bidimensionnel en forme de T avec une texture super hydrophobe anisotrope à la surface du canal de sortie, utilisant un'approche de stabilité globale. Un'analyse paramétrique a été réalisée en faisant varier les propriétés de la surface, c'est-à-dire la longueur équivalente de glissement des rainures et leur angle d'orientation par rapport à la direction principale du gradient de pression. Nous avons caractérisé à la fois l'instabilité primaire et secondaire de ce type d'écoulement. Nous avons montré que dans certaines conditions, la présence de la SHS génère une instabilité instationnaire, capable d'améliorer le mélange dans le canal. Les parties deuxième et troisième concernent l'étude d'un jet laminaire visqueux à travers une ouverture circulaire utilisant une approche linéarisée incompressible. En particulier, dans la deuxième partie nous avons considéré un écoulement passant par un trou d'épaisseur nulle. Nous avons calculé la réponse de ce type d'écoulement à des perturbations harmoniques. Nous avons caractérisé à la fois l'amplification spatiale des perturbations et l'impédance, définie comme le rapport entre le saut de pression et le debis traversant le trou, qui est une quantité essentielle pour étudier la réponse du jet à un forçage acoustique. En raison de la grande amplification spatiale de la perturbation, le calcul requis un traitement spéciale des conditions limites à la sortie, et devient tôt impossible à mesure que le nombre de Reynolds augmente. Nous avons introduit une méthode basée sur la continuation analytique dans le plan complexe de la coordonnée axiale, qui nous permet d'étendre la gamme du nombre de Reynolds étudié jusqu'à Re = 3000. La troisième partie concerne la stabilité d'un jet passant à travers une ouverture circulaire dans une plaque épaisse. Les expériences et les simulations montrent que si la plaque est suffisamment épaisse, de fortes oscillations périodiques peuvent se produire et conduire à des sifflements caractéristiques, suggérant l'existence d'un mécanisme de rétroaction conduisant à des oscillations auto-entretenues. Nous avons montré que, contrairement aux attentes précédentes, le mécanisme de rétroaction n'est pas lié à l'acoustique, mais qu'une instabilité peut exister dans une description purement incompressible. Nous étudions les propriétés de stabilité de ce type d'écoulement en utilisant à la fois le critère de Nyquist, basé sur l'analyse d'impédance, et l'approche classique de stabilité globale. Enfin, l'analyse de sensibilité structurelle a montré que l'instabilité est associée à la présence d'une région de recirculation dans le trou. Dans la dernière partie, nous avons appliqué l'analyse de stabilité pour étudier la production sonore d'une configuration plus traditionnelle, à savoir l'appel d'oiseaux, où l'écoulement est contraint de passer par deux trous successifs dans des plaques incurvées. Bien que le fonctionnement de ce sifflet classique soit un phénomène compressible, l'approche incompressible peut fournir des informations utiles, du moins dans la région proche du trou. Nous avons utilisé initialement une approche de stabilité purement incompressible pour identifier les conditions critiques, les fréquences globales, et la structure des modes propres globaux résultants. Afin d'évaluer les effets compressibles, qui peuvent être pertinents dans la cavité entre les deux trous, nous avons modélisé la cavité comme un résonateur de Helmholtz. Enfin, une analyse compressible complète de la stabilité est effectuée afin de vérifier la validité de ces approches simplifiées.

Stability analysis is a very powerful tool in order to investigate the properties of a complex fluid system. For example, it turns out to be very useful for understanding the laminar&;turbulent transition scenario or to investigate the dynamic evolution of a fluid in very complex situations such as wakes, jets, recirculation bubbles etc. In this work, linear stability theory has been applied to very different situations. In the first part, we investigate the stability characteristics of a 2D T shaped micro mixer, a very common device in micro- and nano-fluidics, fitted with an anisotropic superhydrophobic texture on the walls of the outlet channel, using a global stability approach. A parametric analysis has been carried out by varying the surface properties, i.e. the equivalent slip length of the grooves and their orientation angle with respect to the direction of the main pressure gradient. We characterize both the primary and the secondary instability of such kind of flow. We show that in some conditions, the presence of the SHS generates an unsteady instability apt to improve the mixing in the channel. The second and third parts concern the linearized study of an incompressible laminar viscous jet passing through a circular aperture. In particular, in the second part we considered the flow passing through a hole of zero thickness. We compute the response of such kind of flow to harmonic perturbations. We characterize both the spatial amplification of perturbations and the impedance, defined as the ratio between the pressure jump and the flow rate across the hole, which is a key quantity to investigate the response of the jet to an acoustic forcing. Owing to the strong spatial amplification of the perturbation the computation requires a special treatment of the downstream boundary conditions, and quickly becomes impossible when the Reynolds number is increased. We introduce a method based on the analytical continuation in the complex plane of the axial coordinate, thus extending the range of Reynolds number investigated up to Re = 3000. The third part concerns the stability of a jet through a circular aperture in a thick plate. Experiments and simulations show that if the plate is thick enough, strong periodic oscillations can occur and lead to characteristic whistling tones, suggesting the existence of a feedback mechanism that supports self-sustained oscillations. We show that, contrary to previous expectations, the feedback mechanism is not related to acoustics and an instability can exist even in a purely incompressible description. We investigate the stability properties of such kind of flow using both the Nyquist criterion, based on the impedance analysis, and the classical global stability approach. Finally, we perform a structural-sensitivity analysis showing that the instability of such kind of flows is connected to the presence of a recirculation region in the hole. In the last part of the thesis we apply the stability analysis to the production of sound in a more traditional configuration, namely the birdcall, where the flow is constrained to pass through two successive holes in curved rigid plates. Although the production of sound in this classical whistle is a compressible phenomenon, an incompressible approach can provide some useful information at least in the region near the hole. We thus initially perform a purely incompressible stability analysis. We identify the critical conditions, the global frequencies, and discuss the structure of the resulting global eigenmodes. In order to reintroduce and evaluate compressible effects, which can be relevant in the cavity between the two holes, we model the cavity as a Helmholtz resonator and couple it to the incompressible simulation. Finally, a fully compressible stability analysis is performed in order to check the accuracy of these simplified approaches in term of critical conditions, global frequencies and structure of the modes.; L'analyse de stabilité est un outil très puissant pour étudier les propriétés de systèmes fluides complexes, tels que des sillages, des jets, des bulles de recirculation, etc. Dans ce travail, la théorie de la stabilité linéaire a été appliquée à des situations très différentes. Dans la première partie, nous étudions les caractéristiques de stabilité d'un micro-mélangeur bidimensionnel en forme de T avec une texture super hydrophobe anisotrope à la surface du canal de sortie, utilisant un'approche de stabilité globale. Un'analyse paramétrique a été réalisée en faisant varier les propriétés de la surface, c'est-à-dire la longueur équivalente de glissement des rainures et leur angle d'orientation par rapport à la direction principale du gradient de pression. Nous avons caractérisé à la fois l'instabilité primaire et secondaire de ce type d'écoulement. Nous avons montré que dans certaines conditions, la présence de la SHS génère une instabilité instationnaire, capable d'améliorer le mélange dans le canal. Les parties deuxième et troisième concernent l'étude d'un jet laminaire visqueux à travers une ouverture circulaire utilisant une approche linéarisée incompressible. En particulier, dans la deuxième partie nous avons considéré un écoulement passant par un trou d'épaisseur nulle. Nous avons calculé la réponse de ce type d'écoulement à des perturbations harmoniques. Nous avons caractérisé à la fois l'amplification spatiale des perturbations et l'impédance, définie comme le rapport entre le saut de pression et le debis traversant le trou, qui est une quantité essentielle pour étudier la réponse du jet à un forçage acoustique. En raison de la grande amplification spatiale de la perturbation, le calcul requis un traitement spéciale des conditions limites à la sortie, et devient tôt impossible à mesure que le nombre de Reynolds augmente. Nous avons introduit une méthode basée sur la continuation analytique dans le plan complexe de la coordonnée axiale, qui nous permet d'étendre la gamme du nombre de Reynolds étudié jusqu'à Re = 3000. La troisième partie concerne la stabilité d'un jet passant à travers une ouverture circulaire dans une plaque épaisse. Les expériences et les simulations montrent que si la plaque est suffisamment épaisse, de fortes oscillations périodiques peuvent se produire et conduire à des sifflements caractéristiques, suggérant l'existence d'un mécanisme de rétroaction conduisant à des oscillations auto-entretenues. Nous avons montré que, contrairement aux attentes précédentes, le mécanisme de rétroaction n'est pas lié à l'acoustique, mais qu'une instabilité peut exister dans une description purement incompressible. Nous étudions les propriétés de stabilité de ce type d'écoulement en utilisant à la fois le critère de Nyquist, basé sur l'analyse d'impédance, et l'approche classique de stabilité globale. Enfin, l'analyse de sensibilité structurelle a montré que l'instabilité est associée à la présence d'une région de recirculation dans le trou. Dans la dernière partie, nous avons appliqué l'analyse de stabilité pour étudier la production sonore d'une configuration plus traditionnelle, à savoir l'appel d'oiseaux, où l'écoulement est contraint de passer par deux trous successifs dans des plaques incurvées. Bien que le fonctionnement de ce sifflet classique soit un phénomène compressible, l'approche incompressible peut fournir des informations utiles, du moins dans la région proche du trou. Nous avons utilisé initialement une approche de stabilité purement incompressible pour identifier les conditions critiques, les fréquences globales, et la structure des modes propres globaux résultants. Afin d'évaluer les effets compressibles, qui peuvent être pertinents dans la cavité entre les deux trous, nous avons modélisé la cavité comme un résonateur de Helmholtz. Enfin, une analyse compressible complète de la stabilité est effectuée afin de vérifier la validité de ces approches simplifiées.

La plus part des systèmes rencontrés dans la nature ou dans l'industrie sont des mélanges multiconstituants avec un nombre important de composés de poids moléculaires et tailles pouvant être différents. Le pétrole, les solutions d'électrolytes ou polyélectrolytes, les solutions de polymères, les dispersions colloïdales ou les fluides biologiques en sont quelques exemples. En règle générale, nous les trouvons confinés et en condition de non-équilibre. Les phénomènes de transport (transferts de chaleur, de masse, de quantité de mouvement) s'y déroulant expliquent en bonne partie la dynamique de ces systèmes.Dans le cadre d'un programme de valorisation des produits générés par la production et l'exploitation du pétrole, j'ai démarré mon activité de recherche par la préparation d'une thèse sur la fabrication et caractérisation de nano-émulsions destinées pour l'usinage. Puis, afin d'améliorer la modélisation de la répartition des fluides pétroliers dans les réservoirs, je me suis principalement dédié à la mesure des coefficients de diffusion et Soret de mélanges binaires et ternaires de fluides d'intérêt pétrolier et en conditions de réservoirs.Dans les chapitres 2 et 3 de ce mémoire je décris les principaux résultats obtenus durant la thèse et après. Dans le chapitre 4 j'effectue un bilan et donne mes perspectives et projets pour continuer à étudier les fluides multiconstituants. D'un intérêt immédiat pour l'industrie du pétrole, j'ai comme ambition d'apporter des réponses et solutions à des problématiques autres que pétrolières. Les fluides pétroliers constituent un exemple idéal de fluide complexe et les résultats obtenus pour ces systèmes sont facilement extrapolables à d'autres fluides complexes. Les chapitres 1, 5, 6, 7, 8 et 9 correspondent à la partie administrative du mémoire.

La plus part des systèmes rencontrés dans la nature ou dans l'industrie sont des mélanges multiconstituants avec un nombre important de composés de poids moléculaires et tailles pouvant être différents. Le pétrole, les solutions d'électrolytes ou polyélectrolytes, les solutions de polymères, les dispersions colloïdales ou les fluides biologiques en sont quelques exemples. En règle générale, nous les trouvons confinés et en condition de non-équilibre. Les phénomènes de transport (transferts de chaleur, de masse, de quantité de mouvement) s'y déroulant expliquent en bonne partie la dynamique de ces systèmes.Dans le cadre d'un programme de valorisation des produits générés par la production et l'exploitation du pétrole, j'ai démarré mon activité de recherche par la préparation d'une thèse sur la fabrication et caractérisation de nano-émulsions destinées pour l'usinage. Puis, afin d'améliorer la modélisation de la répartition des fluides pétroliers dans les réservoirs, je me suis principalement dédié à la mesure des coefficients de diffusion et Soret de mélanges binaires et ternaires de fluides d'intérêt pétrolier et en conditions de réservoirs.Dans les chapitres 2 et 3 de ce mémoire je décris les principaux résultats obtenus durant la thèse et après. Dans le chapitre 4 j'effectue un bilan et donne mes perspectives et projets pour continuer à étudier les fluides multiconstituants. D'un intérêt immédiat pour l'industrie du pétrole, j'ai comme ambition d'apporter des réponses et solutions à des problématiques autres que pétrolières. Les fluides pétroliers constituent un exemple idéal de fluide complexe et les résultats obtenus pour ces systèmes sont facilement extrapolables à d'autres fluides complexes. Les chapitres 1, 5, 6, 7, 8 et 9 correspondent à la partie administrative du mémoire.

International audience; Les transitions océan-continent (OCT) sont reconnues comme des environnements propices à la formation et au piégeage d’hydrocarbures. Ainsi lors des dernières décennies, de nombreuses études ont été entreprises à travers l’acquisition de données de sismique réflexion, de modélisation numérique et analogique ou encore l’étude d’analogues de terrain. Une importante découverte a été la reconnaissance de roches mantelliques exhumées par des détachements dans les parties les plus distales de certaines marges. Ces structures ressemblent à celles imagées le long des rides océaniques au niveau des Oceanic Core Complex. Ces structures tectoniques focalisent des circulations de fluides réagissant avec de larges volumes de roches mafiques (systèmes hydrothermaux) et ultramafiques (serpentinisation, ophicalcitisation) et aboutissent notamment à des minéralisations spécifiques (sites de Rainbow, Lost-City, TAG sur la dorsale atlantique). Dans la nappe de la Platta (Canton des Grisons, Suisse), les serpentinites sont affectées par une carbonatation importante (ophicalcites) en relation spatiale avec un détachement Jurassique associé avec la formation de l’océan téthysien. Dans ce travail nous caractérisons d’abord d’un point de vue structural les relations entre les circulations fluides génératrices d’ophicalcites et le fonctionnement du détachement, en suite de quoi nous caractérisons par une approche pétro-géochimique, notamment en isotopes stables, les sources des fluides impliquées et les conditions de leur circulation. La carbonatation affecte les basaltes au toit du détachement ainsi que les serpentinites sous-jacentes sur quelques dizaines de mètres. Les compositions isotopiques des veines calcitiques recoupant les basaltes autant que les serpentinites sont homogènes à la fois en δ18O (autour de 16%o) et δ13C (0-1%o). Ces données sont compatibles avec un seul événement de carbonatation. Le fluide est dérivé de l’eau de mer, et génère la carbonatation à des températures entre 90 et 105 C. La circulation des fluides est associée à l’avènement du magmatisme basaltique, dont : i) les épanchements ont fourni la charge lithostatique requise pour la réactivation de ce segment du détachement ; ii) la chaleur a déclenché l’advection de fluides, en particulier, à l’interface basalte-serpentinite. Le système de la Platta représente un " end-member " des processus de carbonatation hydrothermaux en relation avec le magmatisme dans un contexte d’exhumation mantellique.

The story of the gift of the wooden horse which brought about the destruction of Troy is one of the oldest cautionary tales of hospitality in Western literature. Shakespeare’s approach to the Trojan War in Troilus and Cressida also emphasises the problematic interrelationship between hospitality and violence. This article argues that Shakespeare uses the metaphors of dirt and pollution to explore the complexity of the hospitality relationship. Through analysis of Troilus and Cressida, and by drawing on the writings of Jacques Derrida, I will illustrate how pollution is central to the play’s conceptualisation of wartime hospitality, as well as becoming a means of satirising the arbitrary nature of the conflict. L’histoire du grand cheval de bois qui mena à la destruction de Troie est sans doute l’un des récits édifiants sur l’ambivalence de l’hospitalité les plus connus de la littérature occidentale. L’approche de Shakespeare de cet épisode dans Troilus and Cressida met, elle aussi, l’accent sur la relation problématique qui se noue entre violence et hospitalité. Cet article entend montrer que la salissure et la pollution sont des métaphores qui permettent au dramaturge d’explorer ce lien paradoxal. En analysant la pièce à la lumière de la pensée de Jacques Derrida, on verra comment la pollution est une notion essentielle pour la question de l’hospitalité en temps de guerre et qu’elle fournit aussi à Shakespeare un moyen de dénoncer la nature arbitraire du conflit.

Contributeurs : Julie Anselmini, Vincenzo De Santis, Franca Franchi, Pierre Glaudes, Anne Orset, Francesca Pagani et Émilie Sermadiras.

Recent experimental studies of the dynamics of colloids beamed by a random light pattern (speckle) showed the existence of subdiffusion, trapping, or mixture separation phenomena, under the action of that disordered environment.To this end, a version of the Mode Coupling Theory (MCT), initially developed for fluids in confinement in sol id porous matrices has been applied to the case of a fluid plunged in a random Gaussian potential with a Gaussian correlation function.The aim of this PhD work is to further improve the understanding of these phenomena by the addition of a theoretical study.The numerical resolution of the asymptotic equations of this theory leads to the construction o phase diagrams, which reproduce for example the non trivial reentrent behaviour of the diffusivity, observed in related experiments, for which a physical interpretation is proposed. Furthermore, results suggest a strong depend ence of the dynamics on the disorder correlation length. A detailed study of the relaxation of the fluid has been made, in order to bring an understandin( of the dynamics at ali timescales. Simultaneously, it has been showed that a number of common approximations used in the calculation of the structural properties of fluids lead in the present case to non-physical results. Finally, a Monte-Carlo simulation program has been developed, and the first results are compared to theory and experiments.; De récentes études expérimentales de la dynamique de colloïdes illuminés par une figure d'interférence optique aléatoire (tavelures ou speckle) ont montré l'existence de phénomènes de sous-diffusion, de piégeage, ou de ségrégation dans le cas de mélanges, sous l'effet de cet environnement désordonné. L'objet de ce travail de doctorat est d'approfondir la compréhension de ces phénomènes par une étude théorique. Dans ce but, une version de la théorie de couplage de modes (MCT), initialement développée pour les fluides confinés dans des solides poreux désordonnés, a été appliquée au cas d'un fluide plongé dans un potentiel aléatoire gaussien de covariance gaussienne. La résolution numérique des équations asymptotiques de cette théorie a permis la construction de diagrammes d'état, lesquels reproduisent, par exemple, le comportement réentrant non trivial de la diffusivité observé dans les expériences, dont une interprétation physique simple est proposée.Les résultats suggèrent en outre une forte dépendance de la dynamique du système par rapport à la longueur de corrélation du désordre. Une étude détaillée de la relaxation du fluide a été effectuée, dans le but d'apporter une compréhension de la dynamique à toutes les échelles de temps. En parallèle, il a été montré que de nombreuses approximations classiques utilisées dans le calcul des propriétés structurales des fluides conduisent à des résultats non physiques dans le cas présent.Finalement, un programme de simulation Monte Carlo a été développé, et les premiers résultats sont comparés à la théorie et aux expériences.

This thesis is focused on the Attico-Cycladic orogenic wedge formed during the Alpine orogeny. From a multi-method and multi-scale approach using structural geology, petrography, mineral thermobarometry, element and isotope geochemistry, and PVTX data of associated fluid inclusions, this study deciphers the relationships between fluid circulation, fluid-rock interactions and mobilisation-transport-deposits of metals. Marbles and schists from the Evia Island and the Lavrion peninsula testify to a complex orogenic history marked by an Eocene burial phase followed by syn- and post-orogenic exhumation. Cu-Pb-Zn-Fe-Ag mineralisations from the Lavrion area are synchronous with the formation of the low-angle post-orogenic detachment and the emplacement of granodioritic magmas. The structural position of the deposits attests of an emplacement during ductile to brittle deformation conditions. Deposits associated with ductile to ductile-brittle deformation (skarn, carbonate replacement) are related to a marble decarbonation and magmatic fluid circulation. The progressive exhumation of the orogenic wedge allows the transition toward brittle conditions and opens the system to surficial meteoritic fluids. This meteoritic fluid circulation is responsible to remobilisation of metals from primary deposits allowing thus a second phase of deposition in a pure brittle deformation (epithermal veins), Cette thèse est centrée sur la ceinture orogénique Attico-Cycladique formée durant l'orogénèse Alpine. Par une approche multi-méthodes et multi-échelles combinant géologie structurale, pétrographie, thermobarométrie des assemblages minéraux, géochimie élémentaire et isotopique, et données PVTX des inclusions fluides associées, ce travail vise à caractériser et comprendre les relations entre circulations fluides, interactions fluides/roches, déformation, et mobilisation-transport-dépôt des métaux. Les marbres et schistes de la péninsule du Lavrion et de l'île d'Eubée témoignent d'une évolution orogénique complexe marquée par une phase d'enfouissement à l'Eocène suivie par deux phases d'exhumation successives syn-et post-orogéniques. Les minéralisations de type Cu-Pb-Zn-Fe-Ag de la région du Lavrion sont synchrones de l’activation du détachement post-orogénique et de la mise en place de plutons de granodiorite. Leurs positions structurales témoignent d’un piégeage depuis un régime de déformation ductile jusqu'à fragile. Les minéralisations mises en place durant le régime de déformation ductile à ductile-fragile (skarn et remplacement de carbonate) sont associées à la décarbonatation des niveaux de marbres et à la circulation des fluides magmatiques. L'exhumation progressive de la racine orogénique se traduit par la transition des roches depuis une déformation ductile vers un régime fragile associé à l’ouverture du système aux fluides de surface et notamment aux fluides météoriques. Cette circulation est responsable d’une remobilisation des métaux des minéralisations primaires permettant alors une seconde phase de précipitation dans un régime cassant (veines épithermales)

National audience; L’apatite (Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)) est un minéral accessoireubiquiste rencontré dans de nombreux types de roches etd’environnements. Ce minéral est ainsi souvent associé directementà des minéralisations hydrothermales (e.g. dans des veinesminéralisées, métasomatites) ou indirectement à des intrusions responsablesde minéralisations (e.g. skarns, porphyres Cu-Mo...)alors que les minéraux ” classiques ” datables comme les zirconset les monazites peuvent être absents. De plus, l’apatite présenteplusieurs caractéristiques clés lorsque l’on s’intéresse à la caractérisationet/ou à la datation des circulations de fluides et/ou dumagmatisme responsables de la mise en place de minéralisations,à savoir : Ce minéral incorpore très souvent de l’uranium lors de sacristallisation. Cela en fait donc un excellent candidatpour la datation U-Pb. De plus, ce même minéral peutfaire l’objet d’une datation par l’étude des traces de fission(et/ou (U-Th)/He). Par conséquent on peut à la foisdater l’âge de cristallisation de l’apatite mais aussi l’âge del’exhumation des roches hôtes. L’apatite constitue un excellent piège pour le P, F, Cl, OH,mais aussi pour les Terres Rares. Ce minéral peut facilement réagir en présence de saumuresriches en NaCl, KCl, CaCl2 ou H2O, ou des fluides aqueuxcontenant du CO2, HCl, H2SO4 et/ou F. L’apatite peut contenir des inclusions fluides primaires. Dans de nombreux types de gisements (e.g. minéralisationà fer riche en apatite de type Kiruna, ...) la cristallisationde l’apatite est sub-contemporaine de la mise en place desminéralisations. Sa température de fermeture vis à vis du système U-Pb(375-550C environ) lui confère un rôle tout particulierpour la datation d’événements hydrothermaux.En conséquence, l’apatite constitue, apriori, un excellent proxypermettant d’obtenir, à partir de ce seul minéral, de multiplesinformations sur les fluides responsables de la mise en place deminéralisations (températures, compositions mais aussi âges etdurées des circulations). Toutes ces informations sont essentiellespour l’obtention d’un modèle métallogénique. Nous nous proposonsainsi, au travers de plusieurs exemples, de vérifier si ceminéral peut être considéré comme le couteau suisse du métallogéniste.

The wave turbulence provides a statistical description of the interactions of a large set of weakly non-linear waves. Introduced in the 1960s by the works of Zakharov and Hasselmann, this theory often fails against experiments, particularly for gravity waves and at the crossover for capillary-gravity waves. The objective of this PhD is to study experimentally these two regimes by looking directly at the resonant interactions that are the heart of the weak turbulence theory. The first experiment focuses on the capillary-gravity regime. An energy cascade composed of weakly linear waves is observed in agreement with the phenomenology of the theory. The use of higher order statistical tools shows that it is essentially 3-waves collinear interaction that govern the cascade. The second experiment explores the pure gravity regime thanks to the large dimensions of the Coriolis platform. The full energy spectrum shows the systematic presence of the harmonic branch, although it remains small compared to the linear component. The correlations indicate the presence of strong 3-waves interactions between the linear branch and the harmonics branches. No 4-waves interaction as assumed by the theory is observed. The last section reports the results from an experiment on internal waves and from in situ data of the Black Sea made available by F. Ardhuin. These two experiments confirm the results of the previous section and raise the question of the importance of the 3-wave interaction with the harmonic branch for generating the energy cascade in the gravity wave regime…, La turbulence d’onde cherche à apporter une description statistique des interactions d’un ensemble d’ondes faiblement non-linéaires. Initiée dans les années 1960 par les travaux de Zakharov et de Hasselmann, cette théorie est régulièrement mise en défaut par les observations expérimentales, en particulier dans le régime d’ondes de gravité ainsi qu’aux abords de la transition gravito-capillaire. L’objectif de cette thèse est d’étudier expérimentalement ces deux régimes en analysant directement les interactions résonantes qui sont le cœur de la théorie de la turbulence faible. Une première expérience concerne le régime gravito-capillaire. Une cascade d’énergie constituée d’ondes faiblement linéaires est observée en accord avec la phénoménologie de la turbulence faible. L’utilisation d’outils statistiques d’ordre supérieur a permis de montrer que ce sont des interactions à 3-ondes essentiellement colinéaires qui gouvernent la cascade. La seconde expérience explore le régime gravitaire dans la plateforme de Coriolis. Le spectre de puissance montre la présence systématique d’une branche harmonique qui reste faible devant la composante linéaire. Les corrélations indiquent la présence d’interactions à 3-ondes entre la branche linéaire et la branche harmonique. Aucune interaction à 4-ondes comme le prévoit la théorie n’est observée. La dernière partie rapporte les résultats d’une expérience sur des ondes internes ainsi qu’une campagne de mesure in-situ de la mer Noire dont les données ont été mises à disposition par F. Ardhuin. Ces deux expériences confirment les résultats de la partie précédente et soulèvent la question de l’importance des interactions à 3-ondes avec la branche harmonique pour la génération de la cascade en régime de gravité…

This HdR (“Habilitation à Diriger des Recherches) thesis is about complex fluids and complex flows applied to subsurface environments. The term “complex fluid” is rather standard and denotes fluids that consist of a mixture of two phases, solid-liquid, solid-gas or liquid-liquid. In this case I consider suspensions of colloidal particles in a liquid; their self-organization resulting from their interactions in-between them and with the liquid (sections 4.3.3 and 4.3.4), or from an external excitation (section 4.3.5), have a strong influence on the mechanical properties of the mixture and its flow. The term “complex flow” is to my knowledge no standard term. Here I mean by that a flow with a complex velocity field, in particular a wide distribution of velocities associated with strong spatial heterogeneities of the velocity field. As most of my work applies to subsurface processes, the Reynolds numbers involved are small, so that the flow field complexity can only result from the association of a geometric complexity of the flow boundary conditions and of small typical dimensions of the channels available for flow. It is the case when one considers the flow of a liquid in the pore space of a porous medium of even simple geometry (such as a bead pack), or inside a geological fracture. But it won’t be the case as soon as one has averaged local flow properties over a representative elementary volume (REL) to work at the Darcy scale. This means that most of my work involving what I call complex flows has considered flow, transport and reaction at the pore scale or at the scale of a fracture. The flow field complexity at these small scales has consequences at larger scales, be it at the fracture scale on a fracture’s transmissivity ( section 4.1.2), on the Darcys-scale relationship between pressure drop and saturation during unstable unsaturated flows (section 4.1.3), on the mass of product resulting from the reaction of two solutes transported by the flow (section 4.2.3), on the transit time of a solute transported by an unsaturated flow (section 4.2.4), on the efficiency of mixing in a three-dimensional porous medium (section 4.2.6), on the efficiency of a foam-based soil remediation process (section 4.1.4), or on the Darcy-scale measurement of an unsaturated medium’s electrical conductivity (section 6.4). One characteristics of my research work, for someone whose objects of interest belong to the subsurface, is therefore that I do Fluid Mechanics (in a broad sense) at scales that most hydrogeologists would rate between incredibly small (the nm) and very small (the m). The other characteristics is that most of my work relies on laboratory experiments. For these experiments my approach has always been to build analogue models of a geological object, in order to gain as complete a characterization of the investigated system as possible. In this thesis I shall mainly discuss analog models for two-dimensional porous media, in which we can measure both the spatial distribution of the various solid and fluid phases, the velocity field of liquids, and the concentration field of transported solutes or of solutes resulting from an in situ reaction. Using transparent setups allows the use of optical methods to measure those quantities, even in three dimensions (section 4.2.6). The motivation for this approach is to be able to obtain results as quantitative as possible, if possible with a quantitative theoretical explanation/predictions of the measurements. This perhaps betrays a Physicist’s background, but on the other hand I am very much aware of the necessity (and difficulty !) of choosing a suitable compromise between sufficient relevance to the real world object and capacity to infer quantitative findings. In particular, the analogue systems that I develop incorporate some level of disorder, if possible. This means that those systems, as natural systems, feature large fluctuations, which triggers the need for averaging, statistical analyses/models, upscaling schemes, and such. The document contains a curriculum vitae, a complete list of publications (articles and conference abstracts), a summary of my research activities between 2003 and 2015, a short description of my teaching and editorial activities, a presentation of the prospects for my future research, and a short conclusion. Given the variety of the topics addressed, the environmental context is presented per topic within the sections devoted to the summary of past research and when necessary to the research prospects, rather than inside a general introduction

The current evolution of the social and economic context requires from the different actors of the public works sector to adapt their practices to the challenges of sustainable development. In the field of earthworks, companies must offer technical solutions to reuse the materials located in the vicinity of the projects in order to limit the borrowing materials and unused soils deposits. Soil treatment may allow the reuse of these materials. This study was focused on four treatment products (kaolinite, bentonite, lime and cement) as well as their effects on the hydro-mechanical behavior and internal erosion resistance of a fine silt. An enhanced HET device was designed in the framework of this study to determine the internal erosion characteristics of treated soils especially with lime and cement. Beyond the characterization of treatment effects on short-term hydro-mechanical behavior of soils, the work of this study extends to the durability of treatment and the evolution of long-term hydro-mechanical behavior of treated soils subjected to drying-wetting cycles. This study of sustainability was carried out through a multi-scale approach based on laboratory study data on soil samples and field investigations on hydraulic structures made of treated soil. The study showed that hydraulic conditions variations can decrease the performance of treated soils. These degradations result on an increase in hydraulic conductivity, a decrease of the mechanical strength and also a reduction in the critical shear stress which expresses a decrease of the internal erosion resistance. The kinetic of performance loss depends to the nature of the treatment product and percentage used as well as the exposure level, the number and amplitude of the hydraulic variations. However, the field study showed that it is possible to reduce the kinetic degradation of the soil performance through an appropriate construction design., L’évolution actuelle du contexte socio-économique oblige les différents acteurs du secteur des travaux publics à s’adapter aux problématiques du développement durable. Dans le domaine des ouvrages en terre, les entreprises doivent proposer des solutions techniques de valorisation des matériaux situés dans l’emprise des projets afin de limiter les emprunts extérieurs et la mise en dépôt des sols non utilisés. Les techniques de traitement des sols constituent une possibilité de valoriser ces matériaux. Cette étude se focalise sur quatre produits de traitement (kaolinite, bentonite, chaux et ciment) ainsi que sur leurs effets sur le comportement hydromécanique et la résistance à l’érosion interne d’un limon fin. Un dispositif d’érosion interne HET optimisé a été spécialement conçu dans le cadre de ce travail pour déterminer les caractéristiques d’érosion des sols traités notamment à la chaux et au ciment. Au-delà de la caractérisation des effets du traitement sur le comportement hydromécanique à court terme des sols, le travail de cette étude s’étend sur la durabilité des traitements et l’évolution du comportent hydromécanique à long terme des sols traités soumis à des sollicitations hydriques de séchage-humidification. Cette étude de la durabilité est effectuée à travers une approche multi-échelle fondée sur des données d’études en laboratoire sur des éprouvettes de sol traité et des investigations in situ sur des ouvrages hydrauliques en sol traité. L’étude montre que les sollicitations hydriques peuvent dégrader les performances du sol traité. Cette dégradation se traduit par une augmentation de la conductivité hydraulique, une diminution de la résistance mécanique et aussi une diminution de la contrainte critique qui exprime une diminution de la résistance à l’érosion interne. La cinétique de perte de performances est conditionnée par la nature du produit de traitement et son dosage utilisé, et aussi par le niveau d’exposition, le nombre et l’intensité des cycles hydriques. Cependant, l’étude in situ montre qu’il est possible de diminuer la cinétique de dégradation des performances de sols à travers des dispositions constructives adaptées.

The current evolution of the social and economic context requires from the different actors of the public works sector to adapt their practices to the challenges of sustainable development. In the field of earthworks, companies must offer technical solutions to reuse the materials located in the vicinity of the projects in order to limit the borrowing materials and unused soils deposits. Soil treatment may allow the reuse of these materials. This study was focused on four treatment products (kaolinite, bentonite, lime and cement) as well as their effects on the hydro-mechanical behavior and internal erosion resistance of a fine silt. An enhanced HET device was designed in the framework of this study to determine the internal erosion characteristics of treated soils especially with lime and cement. Beyond the characterization of treatment effects on short-term hydro-mechanical behavior of soils, the work of this study extends to the durability of treatment and the evolution of long-term hydro-mechanical behavior of treated soils subjected to drying-wetting cycles. This study of sustainability was carried out through a multi-scale approach based on laboratory study data on soil samples and field investigations on hydraulic structures made of treated soil. The study showed that hydraulic conditions variations can decrease the performance of treated soils. These degradations result on an increase in hydraulic conductivity, a decrease of the mechanical strength and also a reduction in the critical shear stress which expresses a decrease of the internal erosion resistance. The kinetic of performance loss depends to the nature of the treatment product and percentage used as well as the exposure level, the number and amplitude of the hydraulic variations. However, the field study showed that it is possible to reduce the kinetic degradation of the soil performance through an appropriate construction design.; L’évolution actuelle du contexte socio-économique oblige les différents acteurs du secteur des travaux publics à s’adapter aux problématiques du développement durable. Dans le domaine des ouvrages en terre, les entreprises doivent proposer des solutions techniques de valorisation des matériaux situés dans l’emprise des projets afin de limiter les emprunts extérieurs et la mise en dépôt des sols non utilisés. Les techniques de traitement des sols constituent une possibilité de valoriser ces matériaux. Cette étude se focalise sur quatre produits de traitement (kaolinite, bentonite, chaux et ciment) ainsi que sur leurs effets sur le comportement hydromécanique et la résistance à l’érosion interne d’un limon fin. Un dispositif d’érosion interne HET optimisé a été spécialement conçu dans le cadre de ce travail pour déterminer les caractéristiques d’érosion des sols traités notamment à la chaux et au ciment. Au-delà de la caractérisation des effets du traitement sur le comportement hydromécanique à court terme des sols, le travail de cette étude s’étend sur la durabilité des traitements et l’évolution du comportent hydromécanique à long terme des sols traités soumis à des sollicitations hydriques de séchage-humidification. Cette étude de la durabilité est effectuée à travers une approche multi-échelle fondée sur des données d’études en laboratoire sur des éprouvettes de sol traité et des investigations in situ sur des ouvrages hydrauliques en sol traité. L’étude montre que les sollicitations hydriques peuvent dégrader les performances du sol traité. Cette dégradation se traduit par une augmentation de la conductivité hydraulique, une diminution de la résistance mécanique et aussi une diminution de la contrainte critique qui exprime une diminution de la résistance à l’érosion interne. La cinétique de perte de performances est conditionnée par la nature du produit de traitement et son dosage utilisé, et aussi par le niveau d’exposition, le nombre et l’intensité des cycles hydriques. Cependant, l’étude in situ montre qu’il est possible de diminuer la cinétique de dégradation des performances de sols à travers des dispositions constructives adaptées.

Although it is common to use many different numerical models for the static description of underground reservoirs and their associated uncertainties, for fluid flow uncertainties through these reservoirs only few dynamic simulations can be used due to performance reasons. The objective of this thesis’ work is to better transmit the impact of static uncertainties on flow simulator’s responses without increasing computation time, using approximated models (proxies). Research has been undertaken in 2 directions: -Implementation of new proxies based on Fast Marching in order to better approach fluid propagation behavior in a reservoir using only a few parameters. This allows to obtain response curves close to those provided by the flow simulator in a very short period of time -Set up a mathematical minimization’s procedure in order to predict flow simulator’s response curves using an analytical model and distances between proxy responses computed on every model. The methods developed during this PhD have been applied on two different real cases in order to validate them with industry data. Results have shown that our new proxy improve the quality of the information about fluid behavior compared to the available proxy even though ours can still be improved. We also highlight that our minimization procedure better assesses dynamic uncertainties if the proxy used is reliable enough; Alors que l’on utilise couramment de nombreux modèles numériques différents pour la description statique des réservoirs souterrains et des incertitudes associées, les incertitudes sur les écoulements des fluides à l’intérieur de ces réservoirs ne peuvent, pour des raisons de performance, que s’appuyer que sur quelques simulations d’écoulements. Les travaux de cette thèse ont donc pour objectif d’améliorer la transmission de l’impact des incertitudes statiques sur les réponses du simulateur dynamique d’écoulements sans augmenter le temps de calcul, grâce à des modèles approchés (proxy). Pour cela deux axes de recherche ont été menés : -L’implémentation de nouveaux proxys basés sur le Fast Marching, afin de modéliser la propagation d’un fluide dans un réservoir avec seulement quelques paramètres. Cela permet d’obtenir des courbes de réponse similaires à celles fournit par le simulateur d’écoulement pour un temps de calcul très court ; -La mise en place d’une procédure de minimisation mathématique afin de prédire les courbes de réponses du simulateur d’écoulement à partir d’un modèle analytique et des distances entre les modèles calculées avec les réponses des proxys. Les méthodes développées ont été appliquées sur deux cas d’études réels afin de les valider face aux données disponibles dans l’industrie. Les résultats ont montrés que les proxys que nous avons implémentés apportent de meilleures informations que les proxys disponibles bien que les nôtres soient toujours perfectibles. Nous avons aussi mis en évidence l’intérêt de notre procédure de minimisation pour mieux évaluer les incertitudes dynamiques à partir du moment où le proxy utilisé est suffisamment fiable

Mathematical modeling of transport in porous media of organic chemical species in the presence of a bacterial population growing in the form of biofilms is an important area of research for environmental and industrial applications such as the treatment and the remediation of groundwater contaminated by organic pollutants. Biofilms, which are composed of bacteria and extracellular organic substances, grow on the pore-walls of the porous medium. Biodegradable organic solutes are converted into biomass or other organic compounds by the bacterial metabolism. This evolution of the microbial biomass phase within the porous medium is a complex process due mainly to growth (or decay) and spatial spreading of the cellular phase. Processes such as biofilm sloughing and attachment (or detachment) of cells from the fluid phase may also contribute to the biofilm volume variation. In this context, the aim of the thesis is to focus on the mechanisms that control the development of biofilms in porous media and its impact on the hydrodynamic properties of the porous matrix. The objective of this work is to model this pore-scale phenomenon of biofilm growth by integrating the various mechanisms which favor the bacterial development (bacterial proliferation, assimilation of nutrients to synthesize new cellular materials, attachment of cells) or, conversely, which are responsible for slowing down (e.g., detachment of cells, toxicity). An IB-LB model is developed for flow calculation and non-boundary conforming finite volume methods (volume of fluid and reconstruction methods) are used for reactive solute transport. A sophisticated cellular automaton model is developed to describe the spatial distribution of bacteria. Several numerical simulations have been performed on complex porous media and a quantitative diagram representing the transitions between the different biofilm growth patterns was proposed. Finally, the bioenhanced dissolution of NAPL in the presence of biofilms was simulated at the pore scale. The impact of biosurfactants and NAPL toxicity on bacterial growth has been investigated.; L’évolution d’une phase microbienne au sein d’un milieu poreux est un processus complexe de par la prise en compte des effets de croissance (ou de mortalité) et d’étalement de la phase cellulaire. D’autres processus tels que l’arrachement d’une partie du biofilm ou l’attachement-détachement de cellules mobiles depuis la phase fluide peuvent aussi contribuer à la variation du volume de biofilm présent. Une meilleure compréhension des interactions mis en jeu entre les processus de croissance de biofilm, du transport de soluté et de l’écoulement et une modélisation rigoureuse de ce processus de croissance à l’échelle microscopique est un enjeu essentiel à une prédiction plus fine du devenir des polluants dans les sols. L’évolution temporelle d’un milieu poreux sous l’effet de l’activité biologique constitue toutefois à l’heure actuelle un défi scientifique majeur d’un point de vue de la modélisation numérique. Les variations locales de la géométrie du domaine (bio-obstruction des pores) induisent en effet une chenalisation de l’écoulement et du transport qui va évoluer au cours du temps. Si différentes méthodes numériques – lagrangiennes ou eulériennes – ont été développées (méthode de capture du front, méthode d’interface diffuse de type « Level Set » ou « Volume Of Fluid »), elles restent souvent peu adaptées à des modélisations 3D à l’échelle du pore (temps de calcul, remaillage parfois nécessaire, problème de gain ou de perte de masse). Nous combinons ici une méthode IBM (Immersed Boundary Method) à une méthode LBM (Lattice Boltzman Method) pour le calcul de l’écoulement en 3D tandis qu’une approche de type VOF (Volume of Fluid) ou par reconstruction d’interface couplée à une discrétisation en Volume Finis est utilisée pour le transport des espèces chimiques. L’intérêt ici de la méthode IB-LBM est de pouvoir bénéficier de la précision de la formulation Lattice- Boltzmann tout en travaillant sur un maillage fixe, un terme correcteur venant modifier la vitesse au voisinage des interfaces mobiles. Le modèle d’écoulement-transport en milieu poreux évolutif développé est ensuite couplé à un modèle d’automate cellulaire prenant en compte les processus d’attachement-détachement. Le modèle est comparé à des benchmarks numériques et utilisé pour étudier les différents régimes de croissance du biofilm en fonction des conditions hydrodynamiques. Dans le dernier chapitre, ce modèle est étendu à la prise en compte d’une phase non-miscible afin d’étudier l’impact des processus de biodégradation sur la dissolution d’une phase polluante piégé. On se limite aux conditions où le NAPL est à saturation résiduelle. L’influence de la production de biosurfactant sur la solubilité du polluant ainsi que la toxicité de celui-ci sur la cinétique de croissance des bactéries est prise en compte. Plusieurs résultats numériques sont présentés afin d’illustrer l’influence des différents paramètres hydrodynamiques sur la dissolution du NAPL.

This thesis systematically investigates the breakup and coalescence processes of the involved droplet (bubble) interface under magnetic field or not in two-phase microfluidic flow, by using a high speed digital camera. The whole breakup processes of ferrofluid interface under different magnetic fields were investigated and compared. It was found that the morphological structure and necking velocity of the interface can be actively controlled by the magnetic force. Thus the volumes and the formation frequencies of ferrofluid droplets can be actively adjusted. The breakup of Liquid-Liquid interface usually leads to the formation of satellite droplet with its size proportional to the capillary number of the continuous phase. The coalescences of droplets were investigated. The evolution of the neck connecting two droplets was analyzed. It was found that the formation of liquid bridge or neck could occurs with a visible gap in the order of tens of micrometers between the leading edges under magnetic field and the inertia of the ferrofluid originating from the magnetic attraction fields becomes the driving force at the initial stage of coalescence instead of capillary force; Cette thèse a étudié de façon systématique les processus de la rupture et de la coalescence impliquant une interface liquide-liquide (gouttelettes) ou gaz-liquide (bulles) en présence ou pas d’un champ magnétique dans des dispositifs microfluidiques, à l’aide d’une caméra rapide. Les mécanismes de la rupture d’une interface ferrofluide sous différents champs magnétiques ont été étudiés et comparés. On a constaté que la structure morphologique et la vitesse d’amincissement du cou peuvent être contrôlées activement par la force magnétique. Ainsi, le volume et la fréquence de formation de gouttelettes de ferrofluide peuvent être pilotés aisément. La rupture de l'interface liquide-liquide a généralement conduit à la formation de gouttelettes satellites avec sa taille proportionnelle au nombre capillaire de la phase continue. La coalescence des gouttelettes ont aussi été étudiée avec l’analyse de l'évolution du cou reliant deux gouttelettes. Il a été constaté que la formation du pont ou du cou liquide pouvait se produire dans la gamme de l'ordre de dizaines de micromètres entre les bords d'attaque sous champ magnétique. L'inertie d’origine d'attraction magnétique sur des gouttelettes de ferrofluide devenait la force motrice pour la coalescence lors de la première étape au détriment de la force capillaire

This thesis systematically investigates the breakup and coalescence processes of the involved droplet (bubble) interface under magnetic field or not in two-phase microfluidic flow, by using a high speed digital camera. The whole breakup processes of ferrofluid interface under different magnetic fields were investigated and compared. It was found that the morphological structure and necking velocity of the interface can be actively controlled by the magnetic force. Thus the volumes and the formation frequencies of ferrofluid droplets can be actively adjusted. The breakup of Liquid-Liquid interface usually leads to the formation of satellite droplet with its size proportional to the capillary number of the continuous phase. The coalescences of droplets were investigated. The evolution of the neck connecting two droplets was analyzed. It was found that the formation of liquid bridge or neck could occurs with a visible gap in the order of tens of micrometers between the leading edges under magnetic field and the inertia of the ferrofluid originating from the magnetic attraction fields becomes the driving force at the initial stage of coalescence instead of capillary force, Cette thèse a étudié de façon systématique les processus de la rupture et de la coalescence impliquant une interface liquide-liquide (gouttelettes) ou gaz-liquide (bulles) en présence ou pas d’un champ magnétique dans des dispositifs microfluidiques, à l’aide d’une caméra rapide. Les mécanismes de la rupture d’une interface ferrofluide sous différents champs magnétiques ont été étudiés et comparés. On a constaté que la structure morphologique et la vitesse d’amincissement du cou peuvent être contrôlées activement par la force magnétique. Ainsi, le volume et la fréquence de formation de gouttelettes de ferrofluide peuvent être pilotés aisément. La rupture de l'interface liquide-liquide a généralement conduit à la formation de gouttelettes satellites avec sa taille proportionnelle au nombre capillaire de la phase continue. La coalescence des gouttelettes ont aussi été étudiée avec l’analyse de l'évolution du cou reliant deux gouttelettes. Il a été constaté que la formation du pont ou du cou liquide pouvait se produire dans la gamme de l'ordre de dizaines de micromètres entre les bords d'attaque sous champ magnétique. L'inertie d’origine d'attraction magnétique sur des gouttelettes de ferrofluide devenait la force motrice pour la coalescence lors de la première étape au détriment de la force capillaire

Desde que Th. Willis enunciara sua idéia de enfermidade nervosa, numerosos transtornos mutantes, cambiantes e passageiros com polimorfas manifestações psíquicas e motoras foram atribuídas à existência de “vapores” e posteriormente a alterações dos “nervos”. Desde que TH. Willis enunciara su idea de enfermedad nerviosa, numerosos trastornos tornadizos, cambiantes y pasajeros con polimorfas manifestaciones psíquicas y motoras fueron atribuidas a la existencia de “vapores” y posteriormente a alteraciones de los “nervios”. Dès l’énoncé par Th. Willis de son idée de « maladie des nerfs », un grand nombre de troubles “tornadizos”, changeants et passagers, avec des manifestations psychiques et motrices polymorphes furent attribuées à l’existence de “vapeurs” puis ultérieurement à des altérations des “nerfs”. Ever since Th. Willis first described his concept of “nervous malady,” a great many changing and passing disorders with polymorphous psychic and motor manifestations were first attributed to the existence of “vapors” and then to changes in the “nerves.”

Cette thèse s’intéresse à la modélisation magnétohydrodynamique des écoulements de fluides conducteurs d’électricité multi-échelles en mettant l’emphase sur deux applications particulières de la physique solaire: la modélisation des mécanismes des variations de l’irradiance via la simulation de la dynamo globale et la reconnexion magnétique. Les variations de l’irradiance sur les périodes des jours, des mois et du cycle solaire de 11 ans sont très bien expliquées par le passage des régions actives à la surface du Soleil. Cependant, l’origine ultime des variations se déroulant sur les périodes décadales et multi-décadales demeure un sujet controversé. En particulier, une certaine école de pensée affirme qu’une partie de ces variations à long-terme doit provenir d’une modulation de la structure thermodynamique globale de l’étoile, et que les seuls effets de surface sont incapables d’expliquer la totalité des fluctuations. Nous présentons une simulation globale de la convection solaire produisant un cycle magnétique similaire en plusieurs aspects à celui du Soleil, dans laquelle le flux thermique convectif varie en phase avec l’ ́energie magnétique. La corrélation positive entre le flux convectif et l’énergie magnétique supporte donc l’idée qu’une modulation de la structure thermodynamique puisse contribuer aux variations à long-terme de l’irradiance. Nous analysons cette simulation dans le but d’identifier le mécanisme physique responsable de la corrélation en question et pour prédire de potentiels effets observationnels résultant de la modulation structurelle. La reconnexion magnétique est au coeur du mécanisme de plusieurs phénomènes de la physique solaire dont les éruptions et les éjections de masse, et pourrait expliquer les températures extrêmes caractérisant la couronne. Une correction aux trajectoires du schéma semi-Lagrangien classique est présentée, qui est basée sur la solution à une équation aux dérivées partielles nonlinéaire du second ordre: l’équation de Monge-Ampère. Celle-ci prévient l’intersection des trajectoires et assure la stabilité numérique des simulations de reconnexion magnétique pour un cas de magnéto-fluide relaxant vers un état d’équilibre., This thesis concentrates on magnetohydrodynamical modeling of multiscale conducting fluids with emphasis on two particular applications of solar physics: the modeling of solar irradiance mechanisms via the numerical simulation of the global dynamo and of magnetic reconnection. Irradiance variations on the time scales of days, months, and of the 11 yr solar cycle are very well described by changes in the surface coverage by active regions. However, the ultimate origin of the long-term decadal and multi-decadal variations is still a matter of debate. In particular, one school of thought argues that a global modulation of the solar thermodynamic structure by magnetic activity is required to account for part of the long-term variations, in addition to pure surface effects. We hereby present a global simulation of solar convection producing solar-like magnetic cycles, in which the convective heat flux varies in phase with magnetic energy. We analyze the simulation to uncover the physical mechanism causing the positive correlation and to predict potential observational signatures resulting from the flux modulation. Magnetic reconnection is central to many solar physics phenomena including flares and coronal mass ejections, and could also provide an explanation for the extreme temperatures (T ∼ 106K) that charaterize the coronna. A trajectory correction to the classical semi-Lagrangian scheme is presented, which is based on the solution to a second-order nonlinear partial differential equation: the Monge-Amp`ere equation. Using the correction prevents the intersection of fluid trajectories and assures the physical realizability of magnetic reconnection simulations for the case of a magneto- fluid relaxing toward an equilibrium state.

International audience; Lors de ses séjours à Rome, Freud, féru d’archéologie, contemplait les vestiges de « la ville éternelle » en y voyant une illustration du fonctionnement de l’inconscient qui fait coexister, dans un même présent, des événements appartenant à plusieurs temporalités. C’est à un autre voyage en Italie que Salvatore D’Onofrio convie le lecteur pour découvrir, au coeur de l’Occident chrétien, des pratiques, à première vue énigmatiques, qui ont toutes en commun de mobiliser des conceptions singulières de substances corporelles telles que le lait, le sperme ou le sang.

Although it is common to use many different numerical models for the static description of underground reservoirs and their associated uncertainties, for fluid flow uncertainties through these reservoirs only few dynamic simulations can be used due to performance reasons. The objective of this thesis’ work is to better transmit the impact of static uncertainties on flow simulator’s responses without increasing computation time, using approximated models (proxies). Research has been undertaken in 2 directions: -Implementation of new proxies based on Fast Marching in order to better approach fluid propagation behavior in a reservoir using only a few parameters. This allows to obtain response curves close to those provided by the flow simulator in a very short period of time -Set up a mathematical minimization’s procedure in order to predict flow simulator’s response curves using an analytical model and distances between proxy responses computed on every model. The methods developed during this PhD have been applied on two different real cases in order to validate them with industry data. Results have shown that our new proxy improve the quality of the information about fluid behavior compared to the available proxy even though ours can still be improved. We also highlight that our minimization procedure better assesses dynamic uncertainties if the proxy used is reliable enough, Alors que l’on utilise couramment de nombreux modèles numériques différents pour la description statique des réservoirs souterrains et des incertitudes associées, les incertitudes sur les écoulements des fluides à l’intérieur de ces réservoirs ne peuvent, pour des raisons de performance, que s’appuyer que sur quelques simulations d’écoulements. Les travaux de cette thèse ont donc pour objectif d’améliorer la transmission de l’impact des incertitudes statiques sur les réponses du simulateur dynamique d’écoulements sans augmenter le temps de calcul, grâce à des modèles approchés (proxy). Pour cela deux axes de recherche ont été menés : -L’implémentation de nouveaux proxys basés sur le Fast Marching, afin de modéliser la propagation d’un fluide dans un réservoir avec seulement quelques paramètres. Cela permet d’obtenir des courbes de réponse similaires à celles fournit par le simulateur d’écoulement pour un temps de calcul très court ; -La mise en place d’une procédure de minimisation mathématique afin de prédire les courbes de réponses du simulateur d’écoulement à partir d’un modèle analytique et des distances entre les modèles calculées avec les réponses des proxys. Les méthodes développées ont été appliquées sur deux cas d’études réels afin de les valider face aux données disponibles dans l’industrie. Les résultats ont montrés que les proxys que nous avons implémentés apportent de meilleures informations que les proxys disponibles bien que les nôtres soient toujours perfectibles. Nous avons aussi mis en évidence l’intérêt de notre procédure de minimisation pour mieux évaluer les incertitudes dynamiques à partir du moment où le proxy utilisé est suffisamment fiable

Mathematical modeling of transport in porous media of organic chemical species in the presence of a bacterial population growing in the form of biofilms is an important area of research for environmental and industrial applications such as the treatment and the remediation of groundwater contaminated by organic pollutants. Biofilms, which are composed of bacteria and extracellular organic substances, grow on the pore-walls of the porous medium. Biodegradable organic solutes are converted into biomass or other organic compounds by the bacterial metabolism. This evolution of the microbial biomass phase within the porous medium is a complex process due mainly to growth (or decay) and spatial spreading of the cellular phase. Processes such as biofilm sloughing and attachment (or detachment) of cells from the fluid phase may also contribute to the biofilm volume variation. In this context, the aim of the thesis is to focus on the mechanisms that control the development of biofilms in porous media and its impact on the hydrodynamic properties of the porous matrix. The objective of this work is to model this pore-scale phenomenon of biofilm growth by integrating the various mechanisms which favor the bacterial development (bacterial proliferation, assimilation of nutrients to synthesize new cellular materials, attachment of cells) or, conversely, which are responsible for slowing down (e.g., detachment of cells, toxicity). An IB-LB model is developed for flow calculation and non-boundary conforming finite volume methods (volume of fluid and reconstruction methods) are used for reactive solute transport. A sophisticated cellular automaton model is developed to describe the spatial distribution of bacteria. Several numerical simulations have been performed on complex porous media and a quantitative diagram representing the transitions between the different biofilm growth patterns was proposed. Finally, the bioenhanced dissolution of NAPL in the presence of biofilms was simulated at the pore scale. The impact of biosurfactants and NAPL toxicity on bacterial growth has been investigated., L’évolution d’une phase microbienne au sein d’un milieu poreux est un processus complexe de par la prise en compte des effets de croissance (ou de mortalité) et d’étalement de la phase cellulaire. D’autres processus tels que l’arrachement d’une partie du biofilm ou l’attachement-détachement de cellules mobiles depuis la phase fluide peuvent aussi contribuer à la variation du volume de biofilm présent. Une meilleure compréhension des interactions mis en jeu entre les processus de croissance de biofilm, du transport de soluté et de l’écoulement et une modélisation rigoureuse de ce processus de croissance à l’échelle microscopique est un enjeu essentiel à une prédiction plus fine du devenir des polluants dans les sols. L’évolution temporelle d’un milieu poreux sous l’effet de l’activité biologique constitue toutefois à l’heure actuelle un défi scientifique majeur d’un point de vue de la modélisation numérique. Les variations locales de la géométrie du domaine (bio-obstruction des pores) induisent en effet une chenalisation de l’écoulement et du transport qui va évoluer au cours du temps. Si différentes méthodes numériques – lagrangiennes ou eulériennes – ont été développées (méthode de capture du front, méthode d’interface diffuse de type « Level Set » ou « Volume Of Fluid »), elles restent souvent peu adaptées à des modélisations 3D à l’échelle du pore (temps de calcul, remaillage parfois nécessaire, problème de gain ou de perte de masse). Nous combinons ici une méthode IBM (Immersed Boundary Method) à une méthode LBM (Lattice Boltzman Method) pour le calcul de l’écoulement en 3D tandis qu’une approche de type VOF (Volume of Fluid) ou par reconstruction d’interface couplée à une discrétisation en Volume Finis est utilisée pour le transport des espèces chimiques. L’intérêt ici de la méthode IB-LBM est de pouvoir bénéficier de la précision de la formulation Lattice- Boltzmann tout en travaillant sur un maillage fixe, un terme correcteur venant modifier la vitesse au voisinage des interfaces mobiles. Le modèle d’écoulement-transport en milieu poreux évolutif développé est ensuite couplé à un modèle d’automate cellulaire prenant en compte les processus d’attachement-détachement. Le modèle est comparé à des benchmarks numériques et utilisé pour étudier les différents régimes de croissance du biofilm en fonction des conditions hydrodynamiques. Dans le dernier chapitre, ce modèle est étendu à la prise en compte d’une phase non-miscible afin d’étudier l’impact des processus de biodégradation sur la dissolution d’une phase polluante piégé. On se limite aux conditions où le NAPL est à saturation résiduelle. L’influence de la production de biosurfactant sur la solubilité du polluant ainsi que la toxicité de celui-ci sur la cinétique de croissance des bactéries est prise en compte. Plusieurs résultats numériques sont présentés afin d’illustrer l’influence des différents paramètres hydrodynamiques sur la dissolution du NAPL.

Failles sismogènes et fluides L’objectif est de comprendre l’interaction entre activité des failles et fluides (eau, mais aussi gaz et hydrocarbures), aussi bien du point de vue de l’évolution des paramètres (pression, contrainte, flux et composition chimique des fluides) au cours du cycle sismique que du point de vue des relations entre variations de pression de fluide, état de contrainte et activité microsismique. Le projet de forage IODP NanToSEIZE vise à échantillonner et instrumenter dan...

International audience; Cette étude constitue un travail préliminaire pour la conception d’un démonstrateur de système de récupération de chaleur sur les gaz d’échappement d’un moteur thermique, basé sur le cycle de Rankine-Hirn. Une analyse de la source chaude a permis d’identifier une zone de fonctionnement offrant le potentiel de récupération optimal. Un modèle de cycle de Rankine-Hirn a permis le calcul de la puissance délivrable par le système de récupération de chaleur en fonction de la température de la source chaude et pour différents fluides de travail. Ce modèle a permis de comparer les performances de différents fluides et d’en faire une sélection. L'analyse de la source chaude montre que le fluide le plus adéquat pour l’application envisagée, est l'éthanol. Il apparaît que chaque fluide offre des performances optimales pour une plage restreinte de température de la source chaude.

This thesis focus in the identification of geochemical tracers and effects of fluid that interact with basement and sedimentary rocks in hyperextended systems. The investigation of such fluids is based on geological observation, geochemical analyses and geophysical data from fossil hyperextended rift systems exposed in the Alps and in the West Pyrenees, and the present-day distal margins of Iberia and Newfoundland. Two types of fluids were identified during this study. The first type, referred to as continental crust-related fluids, has a signature of Si and Ca. The second type, referred to as mantle-related fluids, has a signature of Si, Mg, Fe, Mn, Ca, Ni, Cr and V. The fluid percolation is strongly related to the formation of extensional detachment faults and the evolution of hyperextended systems. Fluid flow in these systems has major implications for the nature of sediments, rheological changes and chemical modifications of the Earth’s reservoirs throughout its evolution., Cette thèse est centrée sur la caractérisation des traceurs des fluides qui interagissent avec les roches du socle et les roches sédimentaires dans les systèmes riftés hyper-amincis exposés dans la Téthys alpine, les Pyrénées et Ibérie-Terre Neuve. L’étude de ces fluides est basée sur les observations géologiques, les analyses géochimiques et les données géophysiques. Deux types de fluides ont été identifiés : les fluides associés à la croûte continentale, avec une signature caractérisée par Si et Ca, ainsi que les fluides liés au manteau en exhumation, avec une signature caractérisée par Si, Mg, Fe, Mn, Ca, Ni, Cr et V. La percolation des fluides est fortement liée à la formation des failles de détachement et à l’évolution des systèmes hyper-amincis. Le flux de fluides dans ces systèmes a des implications importantes pour les changements rhéologiques, pour la nature des sédiments et pour les modifications chimiques des réservoirs de la Terre.

International audience; Blood, milk, and sperm maintain and reproduce life, but are all three fluids that cultures symbolically manipulate to affirm masculine domination. Studying various religious and cultural rites and traditions of southern Italy, and starting with Aristotles system of fluids, Salvatore D'Onofrio demonstrates how since millennia Mediterranean cultures have perpetuated themselves and adapted to economic, social, and religious changes.; Le lait, le sang et le sperme maintiennent et reproduisent la vie, mais sont aussi les substances que toutes les cultures humaines manipulent, du point de vue symbolique, pour affirmer la domination masculine. Du lait d'épaule au lait de coeur, du miracle du sang de saint Janvier de Naples à la consommation des « os de morts » sous forme de biscuits en Sicile, de l'attribution des « cornes » aux époux trompés, au versement de sang des "Vattienti" de Calabre en l’honneur de la Vierge pendant la semaine sainte, ce livre aide à comprendre le rôle des fluides du corps dans les mythes, les croyances et les rites du Sud de l’Italie. Deux raisons justifient le titre, "Les fluides d’Aristote" : les représentations du lait, du sang et du sperme ont été étudiées dans une aire culturelle homogène comprenant autrefois la Grande-Grèce, et elles relèvent en partie du système des fluides établi par le philosophe grec dans son œuvre "De la génération des animaux". Elles nous permettent également de remonter jusqu’à l’Égypte ancienne ou à la Mésopotamie. Un flux coule ininterrompu depuis des millénaires dans les veines des cultures méditerranéennes puis européennes en s’adaptant aux changements de toutes sortes : économiques, sociaux et religieux. Ce livre permettra au lecteur d’avoir une vue d’ensemble sur un phénomène complexe dont les traits particuliers se lient à des évidences élémentaires – donc universelles – de la culture humaine.

Uranium is an incompatible and lithophile element and can be used as a geochemical tracer to discuss the generation and the evolution of continental crust. This thesis, focused on the Pan-African Lufilian belt in Zambia, characterizes the U cycle for this crustal segment. Silici-clastic and evaporitic sediments have been deposited within an intracontinental rift during the dislocation of the Rodinia supercontinent during the early Neoproterozoic. U-Pb ages on detrital zircon grains in these units indicate a dominant Paleoproterozoic provenance. The same zircon grains show subchondritic epsilonHf (between 0 and -15) and yield Hf model ages between ~2.9 and 2.5 Ga. These data suggest that the continental crust was generated before the end of the Archean associated with U extraction from the mantle. This old crust has been reworked by deformation and metamorphism during the Proterozoic. U has been remobilized and re-concentrated during several orogenic cycles until the Pan-African orogeny. During this Pan-African cycle, U-Pb and REY (REE and Yttrium) signatures of uranium oxides indicate a first mineralizing event at ca. 650 Ma during the continental rifting. This event is related to late diagenesis hydrothermal processes at the basement/cover interface with the circulation of basinal brines linked to evaporites of the Roan. The second stage, dated at 530 Ma, is connected to metamorphic highly saline fluid circulations, synchronous to the metamorphic peak of the Lufilian orogeny. These fluids are derived from the Roan evaporite dissolution. Some late uranium remobilizations are described during exhumation of metamorphic rocks and their tectonic accretion in the internal zone of the Lufilian orogenic belt; L'uranium, élément lithophile et incompatible, peut être utilisé en traceur géochimique pour discuter des différents modèles de formation et d'évolution de la croûte continentale. Ce travail de thèse, ciblé sur la ceinture Pan-Africaine du Lufilien en Zambie, caractérise le cycle de l'U et les minéralisations d'U pour ce segment de croûte continentale. Les séries silicoclastiques/évaporitiques de la ceinture du Lufilien, encaissant les minéralisations d'U, se sont déposées en contexte de rift (bassin du Roan) lors de la dislocation du supercontinent Rodinia au Néoprotérozoïque inférieur. Les âges U-Pb des grains de zircon détritique de ces séries métasédimentaires soulignent une source principalement Paléoprotérozoïque. Ces mêmes grains de zircon présentent des signatures isotopiques epsilonHf inférieures au CHUR (entre 0 et -15) et des âges modèles TDM Hf, compris entre ~2.9 et 2.5 Ga. Ces données suggèrent donc la formation d'une croûte continentale précoce, et donc une extraction mantellique de l'U dès la fin de l'Archéen puis une remobilisation par déformation et métamorphisme au cours du Protérozoïque. L'U aurait donc été remobilisé et re-concentré au cours d'orogenèses successives jusqu'au cycle Pan-Africain. Durant ce cycle Pan-Africain, la datation U-Pb et la signature REY (REE et Yttrium) des cristaux d'uraninite caractérisent un premier évènement minéralisateur, daté vers 650 Ma, associé à la circulation de fluides de bassin expulsés des évaporites du Roan, circulant à l'interface socle/couverture, dans ce contexte de rift continental. Un second événement minéralisateur, daté vers 530 Ma et contemporain du pic métamorphique, est assuré par des fluides métamorphiques issus de la dissolution des évaporites, en contexte de subduction/accrétion continentale. Quelques remobilisations tardives de l'U sont observées lors de l'exhumation des roches métamorphiques

Uranium is an incompatible and lithophile element and can be used as a geochemical tracer to discuss the generation and the evolution of continental crust. This thesis, focused on the Pan-African Lufilian belt in Zambia, characterizes the U cycle for this crustal segment. Silici-clastic and evaporitic sediments have been deposited within an intracontinental rift during the dislocation of the Rodinia supercontinent during the early Neoproterozoic. U-Pb ages on detrital zircon grains in these units indicate a dominant Paleoproterozoic provenance. The same zircon grains show subchondritic epsilonHf (between 0 and -15) and yield Hf model ages between ~2.9 and 2.5 Ga. These data suggest that the continental crust was generated before the end of the Archean associated with U extraction from the mantle. This old crust has been reworked by deformation and metamorphism during the Proterozoic. U has been remobilized and re-concentrated during several orogenic cycles until the Pan-African orogeny. During this Pan-African cycle, U-Pb and REY (REE and Yttrium) signatures of uranium oxides indicate a first mineralizing event at ca. 650 Ma during the continental rifting. This event is related to late diagenesis hydrothermal processes at the basement/cover interface with the circulation of basinal brines linked to evaporites of the Roan. The second stage, dated at 530 Ma, is connected to metamorphic highly saline fluid circulations, synchronous to the metamorphic peak of the Lufilian orogeny. These fluids are derived from the Roan evaporite dissolution. Some late uranium remobilizations are described during exhumation of metamorphic rocks and their tectonic accretion in the internal zone of the Lufilian orogenic belt, L'uranium, élément lithophile et incompatible, peut être utilisé en traceur géochimique pour discuter des différents modèles de formation et d'évolution de la croûte continentale. Ce travail de thèse, ciblé sur la ceinture Pan-Africaine du Lufilien en Zambie, caractérise le cycle de l'U et les minéralisations d'U pour ce segment de croûte continentale. Les séries silicoclastiques/évaporitiques de la ceinture du Lufilien, encaissant les minéralisations d'U, se sont déposées en contexte de rift (bassin du Roan) lors de la dislocation du supercontinent Rodinia au Néoprotérozoïque inférieur. Les âges U-Pb des grains de zircon détritique de ces séries métasédimentaires soulignent une source principalement Paléoprotérozoïque. Ces mêmes grains de zircon présentent des signatures isotopiques epsilonHf inférieures au CHUR (entre 0 et -15) et des âges modèles TDM Hf, compris entre ~2.9 et 2.5 Ga. Ces données suggèrent donc la formation d'une croûte continentale précoce, et donc une extraction mantellique de l'U dès la fin de l'Archéen puis une remobilisation par déformation et métamorphisme au cours du Protérozoïque. L'U aurait donc été remobilisé et re-concentré au cours d'orogenèses successives jusqu'au cycle Pan-Africain. Durant ce cycle Pan-Africain, la datation U-Pb et la signature REY (REE et Yttrium) des cristaux d'uraninite caractérisent un premier évènement minéralisateur, daté vers 650 Ma, associé à la circulation de fluides de bassin expulsés des évaporites du Roan, circulant à l'interface socle/couverture, dans ce contexte de rift continental. Un second événement minéralisateur, daté vers 530 Ma et contemporain du pic métamorphique, est assuré par des fluides métamorphiques issus de la dissolution des évaporites, en contexte de subduction/accrétion continentale. Quelques remobilisations tardives de l'U sont observées lors de l'exhumation des roches métamorphiques

National audience; La déstabilisation du versant instable de Séchilienne est très sensible aux événements pluviométriques. La compréhension de la circulation des fluides dans le versant ainsi que les effets hydromécaniques associés est primordiale pour caractériser les mécanismes de déformation. L'objectif de cette étude est de déterminer (i) l'influence des fluides sur les processus de déstabilisation du versant instable, ainsi que (ii) la relation entre la chimie des eaux et la déformation de ce versant.