UPThèses

Du point de vue de la prévention du réchauffement global, il a été nécessaire d'améliorer le rendement des moteurs thermiques en agissant sur la nature des huiles de moteur. D'une part, le règlement sur l'utilisation du plomb dans les matériaux de paliers a été mis en place dans le but d'empêcher la pollution par les métaux lourds. Le développement de matériaux de paliers sans plomb fut donc nécessaire. Bien que l'efficacité d'abaisser la viscosité de l'huile soit très grande, trop peu de recherches ont été réalisées dans ce domaine en raison des incidences sur la lubrification des paliers de moteur. Un dispositif d'essais pour les paliers de moteurs automobiles a été développé afin d'évaluer l'efficacité en termes de frottement et la fiabilité des huiles de moteur. Les performances de composants de lubrifiants tels que les huiles de base, les modificateurs de frottement et les polymères ont été évaluées à l'aide de la machine d'essais développée sur divers paliers. En outre, l'effet du polymère a été analysé expérimentalement et numériquement en régime thermo-hydrodynamique, en collaboration avec l'université de Poitiers. Les résultats ont confirmé que l'efficacité en termes de frottement et la fiabilité de la lubrification des paliers dépendent du type de composants du lubrifiant et varient avec la nature des matériaux des paliers. Ainsi, il est montré que le choix judicieux des composants du lubrifiant, en considérant le type de matériaux de palier employés, améliore les performances des paliers.

La température est un paramètre clé qui façonne de nombreuses adaptations physiologiques, morphologiques et comportementales des animaux. Chez les ectothermes, la thermorégulation est majoritairement comportementale et résulte d'un compromis entre les bénéfices et les coûts associés. Généralement, l'augmentation de la température corporelle améliore les performances et permet d'optimiser des processus tels que la digestion, la croissance ou la reproduction. Cependant, la thermorégulation comporte aussi des coûts (dépense énergétique, risque de prédation, allocation du temps). De plus, les orientations thermiques peuvent avoir de profondes implications sur les budgets énergétiques, le comportement et à terme, les dynamiques de population d'ectothermes. Ces mécanismes ont pu être abordés chez des organismes à démographie rapide comme les insectes, mais ont été peu explorés chez les vertébrés ectothermes terrestres (reptiles et amphibiens). Au cours de cette thèse, nous avons examiné un couple d'espèces de serpents en coexistence : la couleuvre verte et jaune Hierophis viridiflavus et la couleuvre d'Esculape Zamenis longissimus. Nous avons mis en évidence un fort contraste d'adaptation thermique entre ces espèces. L'étude intégrée de leur physiologie, leur comportement et leur démographie a permis de révéler les liens existant entre les différents niveaux, de l'individu à la population, et comment ces liens forment de véritables syndromes adaptatifs. Les résultats obtenus soulignent comment les adaptations thermiques affectent les réponses démographiques par l'intermédiaire de processus physiologiques, mais également l'influence des conditions environnementales (fluctuations thermiques, ressources trophiques, structure de l'habitat) sur l'efficacité relative de stratégies contrastées.

L'augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique due à la combustion des ressources fossiles et à la déforestation est aujourd'hui l'un des grands problèmes environnementaux. Pour stocker du carbone et ainsi diminuer la concentration du CO2 émis par l'activité humaine dans l'atmosphère, il faudrait pouvoir agir sur les puits de carbone situés dans la biosphère continentale. Le plus grand réservoir superficiel de carbone de la biosphère continentale est le sol, qui stocke 1500 Mt de carbone. Le potentiel des sols français à stocker du carbone est actuellement évalué pour l'horizon labouré, i.e. les premiers 30 cm. Toutefois, des travaux récents ont montré qu'une proportion importante du carbone des sols est stockée dans les horizons B et C. Le rôle précis du carbone organique soluble ou COD (Carbone Organique Dissous) dans la stabilisation et/ ou déstabilisation du carbone des horizons profonds, est indispensable pour pouvoir adapter les modes de gestion des terres et les systèmes de culture afin d'augmenter le stock de carbone dans les sols. Malgré une littérature abondante, les études concernant les COD sont principalement limitées aux sols des écosystèmes forestiers et surtout à l'échelle du laboratoire. Les résultats obtenus n'ont jamais été confirmés sur le terrain. L'objectif général de cette thèse est de mieux définir la proportion des matières organiques hydrosolubles des différents horizons d'un sol arable et préciser leurs principales caractéristiques structurales. Ce travail prend en compte l'importance du mode de pratique cultural et l'impact des périodes de sécheresse prolongées en particulier au niveau des horizons profonds. Différentes techniques analytiques (spectrofluorimétrie, chromatographie d'exclusion de taille, pyrolyse CG/MS, RMN 13C) ont été utilisées sur les eaux collectées au niveau des plaques lysimétriques et des bougies poreuses mais également sur les extraits HPO, TPH et HPI, dans le but de caractériser la MO des horizons profonds en s'appuyant sur des travaux préexistants sur les eaux de surface. Les travaux ont montré que la MO des horizons profonds était caractérisée par une faible aromaticité, une plus faible masse moléculaire et par la présence de composés de type lignines et terpénoïdes.

Dans les contextes de gisements d'uranium, les conditions redox constituent le principal facteur contrôlant le dépôt de la minéralisation. Très fréquemment observées dans ces gisements, les chlorites constituent le seul minéral argileux susceptible d'enregistrer des paléo-fronts redox, du fait de la présence dans sa structure de fer à la fois sous sa forme Fe2+ et Fe3+. Toutefois, le message délivré par ces minéraux est souvent difficile à préciser du fait de la présence très fréquente dans ces environnements de plusieurs populations d'origines variées (diagénétiques, hydrothermales, métamorphiques, épisodes hydrothermaux superposés...). Grâce à la spectroscopie µ-XANES et à un important travail méthodologique de calibration, nous sommes maintenant capables de mesurer sur lames minces et à ± 5 % le rapport Fe3+/SFe dans les chlorites. Les mesures réalisées démontrent que le rapport Fe3+/SFe peut atteindre des valeurs voisines de 60% pour les chlorites di-trioctaédriques et 5 % à plus de 40 % pour les chlorites trioctaédriques. En contexte hydrothermal, où les chlorites se forment via un processus de dissolution/recristallisation, le rapport Fe3+/SFe diminue avec l'augmentation de la teneur en Fer globale. Les chlorites observées en contexte diagénétique qui sont issues de la transformation polymorphique de la berthiérine ont un comportement différent puisqu'il n'apparaît pas de lien entre leur teneur en Fer total et le rapport Fe3+/SFe : leur chimie est directement héritée de celle du minéral précurseur, cette transformation ne permettant pas un échange ni une réorganisation des cations au sein de la structure. Ce mode de formation explique l'inadéquation de la modélisation thermodynamique pour ces phases minérales. En vue de leur utilisation comme marqueurs de paléoconditions dans les contextes de gisements d'uranium où chlorites hydrothermales et diagénétiques peuvent être présentes, il est donc déterminant d'identifier l'origine des chlorites avant de pouvoir préciser le message délivré. Cela peut être réalisé au travers de l'analyse de leur polytype: Ib (b=90°) pour les chlorites issues d'une transformation à l'état solide et IIb pour les chlorites formées via un processus de dissolution-recristallisation.

Lorsque le sujet doit effectuer un choix entre une réponse de la main gauche et une réponse de la main droite, une onde négative, interprétée comme une activation, se développe au-dessus du cortex moteur impliqué dans la réponse tandis qu'une onde positive, interprétée comme une inhibition, se développe au-dessus du cortex moteur impliqué dans la réponse alternative. L'objectif de cette thèse était de préciser la signification fonctionnelle de cette composante inhibitrice. À cette fin, l'électroencéphalogramme (EEG) et l'électromyogramme des muscles agonistes des réponses alternatives ont été enregistrés au cours d'une série de protocoles de TR. L'ensemble des résultats montrent que l'inhibition neurale est un processus fonctionnel qui reflète un contrôle de l'erreur. Ce contrôle s'ajusterait continuellement en fonction du risque de commettre une erreur afin de produire des comportements adaptés au contexte

L'objectif de cette thèse est d'améliorer la prédiction de la pression acoustique à l'aide des méthodes à rayons en présence d'obstacles courbes. Nous nous plaçons dans un cadre existant de lancer de faisceaux adaptatif. Dans une première partie, nous traitons du problème général de la diffraction par des obstacles. Nous nous intéressons tout d'abord au problème des diffractions successives par des arêtes de dièdre que nous étendons au calcul des ondes rampantes sur les surfaces courbes par l'intermédiaire de l'utilisation de maillages adaptés, indépendants de la fréquence. Dans une seconde partie, nous nous intéressons à la reconstruction de surfaces continues et dérivables à partir de maillages triangulaires lissés afin d'améliorer le calcul de la pression réfléchie. De plus, nous imposons que ces surfaces soient exploitables au sein du lancer de faisceaux. Pour cela nous partons des splines de Powell-Sabin que nous étendons à n'importe quel type de surfaces. Ceci implique d'effectuer des changements de projection des splines, ce qui a pour conséquence l'apparition d'ouvertures sur la surface ainsi reconstruite. Nous montrons que ces trous peuvent être comblés à l'aide d'équations implicites de degré 4 ; leur intersection avec des rayons peut ainsi être calculée analytiquement.

L'ADN mitochondrial (ADNmt) des animaux est généralement constitué de molécules circulaires monomériques de ~16 kb. Cependant, parmi les rares exceptions qui ont été décrites, deux espèces d'Oniscidea Armadillidium vulgare et Porcellionides pruinosus (Crustacés Isopodes terrestres) présentent un ADNmt atypique composé de molécules monomériques linéaires de ~14 kb associées à des dimères circulaires et palindromiques de ~28 kb. Afin de connaître plus en détail sa structure, l'ADNmt atypique d'A. vulgare a été séquencé. Il contient bien les 13 gènes codants pour des protéines et les deux sous unités ribosomales généralement présents dans l'ADNmt des Métazoaires, mais en revanche il ne présente pas l'ensemble des 22 ARN de transferts (ARNt) attendus. De plus, une étonnante hétéroplasmie générant un ARNt alloaccepteur pour les acides aminés Alanine et Valine (ARNtAla/Val) a été découverte. Cette hétéroplasmie est un exemple unique chez les Eucaryotes par la présence de deux gènes différents sur le même locus mitochondrial. De façon surprenante, cette hétéroplasmie a également été observée chez de nombreuses autres espèces d'Oniscidea qui possèdent aussi un génome mitochondrial atypique. Il semble donc que l'apparition de cet ADNmt atypique chez les Isopodes ait permis l'apparition de l'ARNtAla/Val, et que les forces évolutives permettant le maintien de ces deux gènes essentiels à la traduction mitochondriale soient impliquées dans la conservation de cette structure atypique.

Cette thèse traite essentiellement de deux systèmes intégrables associés à des algèbres de Lie simples. Les deux résultats principaux sont la construction et l'intégrabilité au sens de Liouville des réseaux de 2-Toda et de Full Kostant-Toda périodique sur toute algèbre de Lie simple. Ces réseaux sont l'un et l'autre décrit par un champ hamiltonien associé à un crochet de Poisson qui provient d'une algèbre de Lie munie d'une R-matrice. Nous construisons dans les deux cas une grande famille de constantes de mouvement que nous utilisons pour démontrer l'intégrabilité au sens de Liouville des deux systèmes. Nos constructions et nos démonstrations font appel à de nombreux résultats sur les algèbres de Lie simples, leurs Rmatrices, leurs fonctions Ad-invariantes et leurs systèmes de racines.

La présente étude consiste à analyser l'influence de la profondeur et de la densité surfacique des trous cylindriques sur les coefficients dynamiques et le débit de fuite d'un joint annulaire texturé. Pour cela, cette étude se divise en deux parties. Une première partie est dédiée à analyser expérimentalement à l'aide de maquettes à l'échelle 10/1, d'une part l'écoulement axial (écoulement de type Poiseuille) et d'autre part l'écoulement circonférentiel (écoulement de Couette) du film mince d'un joint annulaire en présence de trous cylindriques. L'étude expérimentale est effectuée pour une texture présentant une densité surfacique de trous cylindriques γ=44%, de diamètre D=31,75mm et pour trois profondeurs : 20mm, 15mm et 10mm. Une transition de la topologie de l'écoulement dans les cavités cylindriques lorsque le nombre de Reynolds augmente a été mise en évidence. Elle est caractérisée par une dissymétrisation significative des structures tourbillonnaires de l'écoulement. Elle montre également, que pour cette configuration géométrique de la texture, la profondeur des cavités cylindriques influence faiblement l'écoulement dans le film mince. La seconde partie consiste à déterminer les coefficients dynamiques et le débit de fuite en fonction de la densité surfacique et de la profondeur des trous cylindriques d'un joint annulaire par la résolution complète des équations du film mince dominé par des forces d'inertie. La comparaison des données cinématiques extraites des simulations numériques et des expériences montre que l'utilisation d'un modèle de turbulence de type k-epsilon est une approximation suffisante si la topologie de l'écoulement reste symétrique ou que la densité surfacique en trous cylindriques reste relativement faible. Dans les autres cas, cette étude constitue une première approche dans la recherche d'un modèle de turbulence plus adaptée.

L'étude porte sur le contrôle actif du phénomène de tremblement transsonique sur une voilure supercritique par l'utilisation de deux stratégies de contrôle : thermique et pneumatique. Des simulations numériques de l'écoulement naturel obtenues par résolution des équations de Navier-Stokes moyennées ont permis la restitution des différents régimes (avec ou sans tremblement) en bonne cohérence avec les données expérimentales. Les observations des champs moyens, des champs turbulents et des signaux de pression permettent d'établir le principe de fonctionnement et les performances des actionneurs. Le tremblement transsonique est alors soit repoussé soit supprimé autorisant ainsi l'élargissement du domaine de vol des aéronefs. L'étude paramétrique des deux actionneurs est réalisée aussi bien en mode de fonctionnement continu que rétroactif. Une campagne d'essai consolide et approfondie les résultats obtenues avec la stratégie pneumatique.