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Le paradigme de la surveillance de santé structurale repose sur l'introduction d'indicateurs fiables et robustes permettant de détecter, localiser, quantifier et prédire un endommagement de manière précoce. En effet, la détection d'une modification structurale susceptible de devenir critique peut éviter l'occurrence de dysfonctionnements majeurs associés à des conséquences sociales, économiques et environnementales très importantes. Ces dernières années, de nombreuses recherches ont fait de l'évaluation dynamique un élément de diagnostic. La plupart des méthodes reposent sur une analyse temporelle ou fréquentielle des signaux pour en extraire une information compressée au travers de quelques caractéristiques modales ou d'indicateurs évolués construits sur ces caractéristiques. Ces indicateurs ont montré leur efficacité, mais le problème de leur sensibilité, de la nécessité de disposer d'un état de référence, et de leur fiabilité en terme de la probabilité de détection et de fausses alarmes, reste entier. De plus, le fait d'utiliser des mesures dynamiques (particulièrement si plusieurs voies de mesures sont considérées) mène au stockage de grands volumes de données. Dans ce contexte, il est important d'employer des techniques permettant d'utiliser autant des données brutes que les propriétés modales de manière pratique et pertinente. Pour cela, des représentations adaptées ont été développées pour améliorer la manipulation et le stockage des données. Ces représentations sont connues sous le nom de données symboliques. Elles permettent de caractériser la variabilité et l'incertitude qui entachent chacune des variables. Le développement de nouvelles méthodes d'analyse adéquates pour traiter ces données est le but de l'Analyse de Données Symboliques (ADS). L'objectif de cette thèse est double : le premier consiste à utiliser différentes méthodes couplées à l'ADS pour détecter un endommagement structural. L'idée est d'appliquer des procédures de classification non supervisée (e.g. divisions hiérarchiques, agglomérations hiérarchiques et nuées dynamiques) et supervisée (e.g., arbres de décision Bayésiens, réseaux de neurones et machines à vecteurs supports) afin de discriminer les différents états de santé d'une structure. Dans le cadre de cette thèse, l'ADS est appliquée aux mesures dynamiques acquises in situ (accélérations) et aux paramètres modaux identifiés. Le deuxième objectif est la compréhension de l'impact des effets environnementaux, notamment de ceux liés à la variation thermique, sur les paramètres modaux. Pour cela, des techniques de régression des données sont proposées. Afin d'évaluer la pertinence des démarches proposées, des études de sensibilité sont menées sur des exemples numériques et des investigations expérimentales. Il est montré que le couplage de l'ADS aux méthodes de classification de données permet de discriminer des états structuraux avec un taux de réussite élevé. Par ailleurs, la démarche proposée permet de vérifier l'importance d'utiliser des techniques permettant de corriger les propriétés modales identifiées des effets thermiques, afin de produire un processus de détection d'endommagements efficace. The paradigm of structural health monitoring is based on the development of reliable and robust indicators able to detect, locate, quantify and predict damage. Studies related to damage detection in civil engineering structures have a noticeable interest for researchers in this area. Indeed, the detection of structural changes likely to become critical can avoid the occurrence of major dysfunctions associated with social, economic and environmental consequences. Recently, many researches have focused on dynamic assessment as part of structural diagnosis. Most of the studied techniques are based on time or frequency domain analyses to extract compressed information from modal characteristics or based on indicators built from these parameters. These indicators have shown their potentialities, but the problem of their sensitivity, the necessity of a reference state, and their reliability in terms of detection probability and false alarm, still remains. Moreover, the use of raw dynamic measurements (especially if several measurement channels are considered) leads to the storage of large datasets. In this context, it is important to use techniques capable of dealing not only with raw data but also modal parameters in a practical and relevant way. In order to give some insights to this problem, appropriate representations have been developed to improve both manipulation and storage of data. These representations are known as symbolic data. They are used to characterize the variability and uncertainty that exists within each variable. The development of new methods capable of dealing with this type of data is the goal of Symbolic Data Analysis (SDA). This thesis has two main objectives : the first one is to use different methods coupled with the SDA to detect structural damage. The idea is to employ clustering procedures (e.g., hierarchy-divisive, hierarchy-agglomerative and dynamic clouds) and supervised classification methods (e.g., Bayesien decision trees, neural networks and support vector machines) to discriminate different structural states. In this thesis, SDA is applied to dynamic measurements obtained on site (accelerations) and to the identified modal parameters. The second goal is to study the impact of environmental effects, particularly those related to thermal variation over modal parameters. To this end, a couple of regression techniques are proposed. In order to attest the efficiency of the proposed approaches, several sensibility studies considering numerical applications and experimental investigations are carried out. It is shown that SDA coupled with classification methods is able to distinguish structural conditions with adequate rates. Furthermore, it is stressed the importance of using techniques capable of correcting modal parameters from thermal effects in order to build efficient procedures for damage detection.

In order to re-use materials present in the vicinity of earthwork projects, lime treatment is a technique commonly used since it improves mechanical properties and workability of soils. However, this technique is ineffective with clay soils where expected improvements are not reached. In order to develop lime-treatment to clay soils, a physico-chemical study about interactions between lime and clay minerals and a link with the macroscopic aspect is essential to understand how does lime interact with soil minerals and modify macroscopic behaviour. Consequently, the study of lime-treatment on two clays (kaolinite and calcium bentonite) has been performed. Results show an increase of mechanical properties of these clays, for different hydrous conditions. These improvements are faster with calcium bentonite. The coupling between macroscopic and physico-chemical aspects show that these improvements are linked to the development of secondary compounds such as calcium silicate hydrated, calcium aluminate hydrated and calcium carboaluminate hydrated phases. These phases increase cohesion into the materials. The mechanical improvements are as important as there are secondary phases formed. The physico-chemical characterisations show also that all minerals present in the different materials (kaolinite, muscovite, montmorillonite, feldspars, quartz and cristobalite) are modified during the lime-treatment.; Afin de valoriser les matériaux présents sur les sites de projets d'infrastructures, le traitement à la chaux est une technique souvent utilisée, puisqu'elle permet d'améliorer les performances mécaniques et la maniabilité des sols. Toutefois, cette technique trouve ses limites avec les sols argileux où les améliorations escomptées ne sont pas obtenues. Afin d'optimiser cette technique et de valoriser les sols argileux, une étude physico-chimique des interactions entre la chaux et les minéraux argileux et un lien avec l'aspect mécanique est donc essentiel pour comprendre comment la chaux interagit avec les minéraux du sol et modifie le comportement macroscopique. Les effets de l'addition de chaux sur le comportement macroscopique de deux argiles (kaolinite et bentonite calcique) ont donc été étudiés. Les résultats montrent que l'ajout de chaux améliore les performances mécaniques des argiles, quelles que soient les conditions hydriques. Ces améliorations sont plus rapides dans le cas de la bentonite. Le couplage entre l'aspect macroscopique et physicochimique montre que les améliorations sont en lien avec la formation de composés secondaires de type silicates, aluminates et carboaluminates de calcium hydratés qui augmentent la cohésion au sein des matériaux. Les améliorations des comportements mécaniques sont d'autant plus importantes qu'il y a de composés secondaires formés. Les caractérisations physico-chimiques montrent également que tous les minéraux rencontrés dans cette étude (kaolinite, muscovite, montmorillonite, feldspaths, quartz,cristobalite) sont modifiés lors du traitement à la chaux.

Our thesis intends to examine the existing dynamic links at the adolescence between daily mobility and socialization, trough the cases of adolescents living in rural areas in the Paris region. For this, we chose to develop a fine and extensive view of mobility, as a spatial and social interaction, and to conduct an ethnography localized in a rural village located in the southeast of Seine et Marne, for nearly two and a half years, combining different methods of data collection (ethnographic interviews, direct and participant observations…). On the one hand, the synchronic analysis of these links can highlight the differentiation between teenagers from differents central elements of their socialization, namely in their mobility, the spatial dimension of their social resources or in their way of living (their uses of different territories, reports to the public and domestics spaces…). In the second hand, the diachronic analysis of links between mobility and socialization can account for all the procedural dimension of differentiation that occurs between them with age, and the socializing effects of mobility, that is to say the ways in which practices transform the dispositions acquired during the primary socialization, in the mobility, their ways of being and acting, and generally how they participate to build their social and cultural identity; Notre travail de thèse entend interroger les liens dynamiques existants entre mobilité quotidienne et socialisation à l'adolescence, au travers du cas d'adolescents résidant au sein de territoires ruraux franciliens. Pour cela, on a fait le choix d'une part de développer une conception particulièrement fine et extensive de la mobilité, qu'on a défini comme étant une interaction spatiale et sociale, ainsi que de procéder à une ethnographie localisée d'un village rural situé dans le sud-est de la Seine-et-Marne, durant près de deux ans et demi, et combinant différentes méthodes de recueil des données (entretiens ethnographiques, observations directe et participante…). D'un côté, l'analyse synchronique de ces liens permet de mettre en évidence une différenciation entre adolescents selon différents éléments centraux de leur socialisation, en l'occurrence dans leur mobilité, la dimension spatiale de leurs ressources sociales ou encore leurs manières d'habiter (usages des différents territoires, rapports à l'espace public et à l'espace domestique…). De l'autre, l'analyse des liens diachroniques entre mobilité et socialisation permet de resituer toute la dimension processuelle de la différenciation qui s'opère entre eux avec l'âge ainsi que les effets socialisants que comportent la mobilité, c'est-à-dire les manières avec lesquelles les pratiques remanient progressivement les dispositions acquises au cours de la socialisation primaire, dans la mobilité, les manières d'être et d'agir et plus largement participent à construire leur identité sociale et culturelle

L'objectif de cette thèse est le développement d'outils technologiques et logiciels permettant un monitoring de la qualité de l'air intérieur. Cela comprend la conception de capteurs miniaturisés permettant la détection simultanée d'un grand nombre de polluants, ainsi que le développement de modèles numériques inverses utilisant les données issues de ces capteurs et permettant la reconstruction de sources de polluants. Ces travaux ont mené à l'élaboration d'un prototype fonctionnel de micro-chromatographe en phase gazeuse, système d'analyse chimique miniaturisé permettant la détection de multiples polluants. La colonne de séparation fabriquée en technologie MEMS a permis la séparation de divers composés organiques volatils en quelques dizaines de secondes. Le micro-détecteur TCD, fondé sur une mesure 4-pointes couplée à un circuit d'asservissement en température original, a permis la détection des composés séparés dans la colonne. Afin d'améliorer et de tirer au mieux parti des micro-chromatographes, des méthodes d'injections stochastiques ont été développées. Il a été démontré que ces méthodes ont plusieurs intérêts. D'une part, elles permettent facilement un gain de rapport signal/bruit de l'ordre de la décade, ce qui permet la détection de polluants plus faiblement concentrés. Il a été observé d'autre part qu'il est possible de suivre en temps réel l'évolution moyenne de la concentration des polluants alors que cela n'est pas possible lorsque le chromatographe est utilisé de manière standard. Enfin, une méthode d'injection et de traitement du signal permettant l'analyse simultanée de plusieurs échantillons avec un unique capteur a été développée. Enfin, ces travaux ont été complétés par le développement de modèles inverses 2D permettant, à partir de données issues de micro-chromatographes placés dans l'espace, la reconstruction de sources de polluants et de champs de vitesses par méthode des gaz traceur. Ces modèles sont fondés sur une approche de contrôle optimal et utilisent une résolution des équations de Navier-Stokes et de diffusion-advection par la méthode éléments finis. L'utilisation de bases orthonormées obtenues par POD a permis de régulariser ces modèles inverses The goal of this thesis is the development of technological and numerical tools for the monitoring of indoor air quality. That comprises the design of miniaturized sensors capable of detecting a large number of pollutants, and the development of inverse models allowing the reconstruction of pollutant sources from concentration measurements. In this work we present the realization of a micro-gas chromatograph, miniaturized chemical-analysis system fabricated with silicon-based MEMS technology. The separation column can separate multiple volatile organic compounds in less than a minute. The integrated thermal conductivity detector, based on a 4-points measurement technique coupled with an original temperature control circuit, can detect compounds separated in the column. In order to improve the performances of such micro-chromatographs, stochastic injection techniques have been developped. We have shown that these techniques easily allow to reduce the detection noise by an order of magnitude so that low-concentrated pollutants can be detected. We also observed that it is possible to follow in real time the mean evolution of the concentration with such techniques. We finally developped an original multiplexing technique that allows to monitor multiple sample streams simultaneoulsy with a single sensor. Finally, this work is completed by the development of 2D inverse models that allow, from data measured by micro-chromatographs placed in a room, to reconstruct pollutant sources, concentration fields or airflow patterns. Those models are based on an optimal control approach and use the resolution of Navier-Stokes and diffusion-advection equations with the finite element method. POD orthonormal basis are used for the regularization of the problem

La fatigue représente la deuxième cause d'endommagement des structures métalliques anciennes après la corrosion. Celle-ci se manifeste par l'apparition de fissures, dans les zones fortement sollicitées présentant des concentrations de contraintes importantes, et peut mener à terme à la ruine de l'ouvrage. Dans le cas des structures métalliques anciennes, les fissures de fatigue s'amorcent généralement au droit des trous de rivets rendant difficile leur détection par les techniques de contrôle non destructif conventionnelles. De même, les matériaux métalliques anciens de la construction, et notamment le fer puddlé, limitent l'utilisation de certaines techniques. Dans le cadre de ce travail de thèse, l'objectif principal est d'étudier l'efficacité d'un renforcement par composites collés dans le cas de fissures de fatigue émanant de trous de rivets. Pour cela, des éprouvettes de petites dimensions, présentant un perçage central et une unique fissure de fatigue en bord de perçage, ont été considérées. De même, deux matériaux métalliques, acier doux et fer puddlé, ainsi que deux procédés de renforcement PRFC (polymères renforcés de fibres de carbone), à Module Normal et à Ultra Haut Module, sont étudiés. Pour chaque procédé de renforcement, différentes configurations de renforcement ont été testées et notamment la mise en précontrainte du plat composite MN avant collage. Cela a permis de mettre en évidence l'efficacité de la technique de collage de plats PRFC pour un renforcement à la fatigue de matériaux métalliques anciens. Par ailleurs, les expressions analytiques simples proposées pour le facteur d'intensité de contraintes pourront par la suite être utilisés pour une application aux structures rivetées en tenant compte de la présence du rivet ainsi que celle des plaques assemblées. After corrosion, fatigue phenomenon is the main cause of damage in old metallic structures. Fatigue cracks appear in stress concentration area subject to high stresses, and can lead to the ruin of the bridge. In old metallic structures, fatigue cracks mainly occur at the edge of the rivet hole and are thus difficult to detect with the common non-destructive inspection technique (NDI). Moreover, due to the poor quality of the old metallic materials, particularly puddled iron, some of the NDI techniques cannot be used. The main objective of the present work is to study the effectiveness of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) laminates in reinforcing fatigue crack emanating from the rivet hole. Thus, investigations on small-scale specimens were done. These specimens consist of metallic plates with center hole from which one single crack emanates. Two metallic materials, puddled iron and mild steel, and two reinforcement processes were used. These reinforcement processes consist of Normal Modulus (NM) and Ultra High Modulus (HHM) CFRP laminates. Furthermore, symmetrical and un- symmetrical reinforcement configurations are considered as well as pre-stressing NM laminates before application. The experimental results showed firstly the efficiency of the different studied reinforcement configurations in slowing down crack propagation. In conclusion of this work, the achieved results, particularly those in terms of Stress Intensity Factor, could be used for reinforcement of riveted structures by CFRP bonding, taking into account the presence of rivets as well as the presence of the others elements of the assembly.

This thesis contributes to characterizing the behavior of a suspension of bubbles dispersed in a non-Newtonian fluid (yield stress fluid type).It consists of three parts. The first part is a literature review identifying the theoretical and experimental works for bubbles sheared in a Newtonian material. The second part is dedicated to the experimental study of the simple shear of a bubble suspended in a yield stress fluid. The last part consists in developing an upscaling approach to study the macroscopic behavior of a suspension of bubbles in a yield stress fluid. For experimental work, we developped a first prototype of device for the study of the shearing of a bubble in a yield stress fluid. For that purpose, an air bubble is injected in a big volume of Carbopol sheared far from the bubble by a system in two parallel bands. A fist series of tests allowed to show the efficiency of the device and to obtain some results on the deformability of a sheared bubble in a yield stress fluid. For theoretical work, first we proposed estimates of the behavior of the suspension in the case of diluted scheme, Mori-Tanaka, autocoherent and morphological patterns. These models have allowed us to find that in the elastic regime the macroscopic elastic modulus of the suspension depends on the capillary number Caelast defined as the ratio of the shear modulus of the fluid suspended over the capillary pressure of the bubble. Then using a modified secant homogenization method (Suquet 1997), we estimated the overall nonlinear properties of the suspension. The model predicts that the overall yield stress of the suspension is that of the suspending fluid regardless of the size of bubbles. The validation of these micromechanical models was achieved thanks to the experimental results obtained in the laboratory (Ducloué 2014).Keywords: bubbles suspensions, yield stress fluid, rheology, capillary number, upscaling approach; Cette thèse est une contribution à la modélisation du comportement d'une suspension de bulles dans un fluide non newtonien du type fluide à seuil. Elle comprend trois parties. La première partie est une étude bibliographique recensant les travaux théoriques et expérimentaux pour des bulles cisaillées dans un matériau newtonien. La seconde partie est consacrée à l'étude expérimentale de cisaillement simple d'une bulle suspendue dans un fluide à seuil. La dernière partie présente une approche par changement d'échelle du comportement macroscopique d'une suspension de bulles dans un fluide à seuil. Pour le travail expérimental, nous avons développé un premier prototype de dispositif permettant de cisailler d'une bulle suspendue dans un fluide à seuil. Pour cela, une bulle d'air est injectée au sein d'un grand volume de Carbopol cisaillé loin de la bulle par un dispositif à bandes parallèles. Une première série d'essais a permis de montrer l'efficacité du dispositif et d'obtenir quelques résultats sur la déformabilité d'une bulle cisaillée par un fluide à seuil. Pour le travail théorique, d'abord nous avons proposé des estimations du comportement de la suspension dans le cas des schémas dilué, Mori-Tanaka, autocohérent et motifs morphologiques. Ces modèles nous ont permis de trouver que dans le régime élastique le module élastique macroscopique de la suspension dépend du nombre capillaire Caelast défini comme le rapport entre le module de cisaillement du fluide porteur et la pression capillaire de la bulle. Ensuite en utilisant une méthode d'homogénéisation sécante modifiée (Suquet 1997), nous avons estimé des caractéristiques non linéaires globales de la suspension. Le modèle prédit que le seuil d'écoulement de la suspension est égal au seuil d'écoulement du fluide porteur quelle que soit la taille des bulles. La validation de ces modèles micromécanique a été réalisée par comparaison aux résultats expérimentaux obtenus au laboratoire (Ducloué 2014).Mots clés : suspension de bulles, fluide à seuil, rhéologie, nombre capillaire, approche par changement d'échelle

Dans un contexte de gestion à l'amont et de récupération des eaux de pluie, l'utilisation de toitures Îgétalisées pour obtenir une eau de meilleure qualité a fréquemment été envisagée. Ces structures sont en effet munies d'un « sol » et de plantes, dont le potentiel de rétention de polluants est aÎré. Cependant, les résultats mitigés obtenus à ce jour soulignent la nécessité de dimensionner ces structures en vue de cet objectif de dépollution, en choisissant notamment des matériaux rejetant peu de polluants et retenant une grande proportion des substances présentes dans les eaux de pluie. Une meilleure connaissance de ces matériaux et des mécanismes en jeu dans ces structures est donc nécessaire pour une sélection pertinente des substrats et drainages utilisés. Sept parcelles expérimentales (six Îgétalisées + un témoin en gravier) ont été construites en 2010 sur les toitures du Laboratoire de Nancy (Cerema - Direction territoriale Est). Les concentrations et flux d'éléments traces métalliques (ETM) : As, B, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb, Zn ont été suivis pendant deux ans. Des prélèvements de matériaux et Îgétaux ont également été réalisés ponctuellement. De plus, des lames minces ont été réalisées afin d'observer plus précisément l'évolution des substrats. En parallèle, des essais en batchs et en colonnes ont été effectués afin de caractériser plus précisément les capacités de ces matériaux à retenir le cuivre et le zinc et d'évaluer la disponibilité des ETM présents. En termes d'apports aux structures, les engrais peuvent constituer une source non négligeable d'ETM si les préconisations professionnelles d'apports annuels venaient à être suivies. En sortie de toitures Îgétalisées, les eaux présentent des concentrations variables, généralement supérieures à celles des eaux en entrée et globalement dans la même gamme que celles de toitures classiques. Grâce à une diminution significative des volumes d'eau en sortie par rapport à l'entée, les flux montrent une rétention de Cd, Cr, Cu, Pb, Sb et Zn par l'ensemble des structures, mais variable selon les éléments. Des émissions de Ni et B, issus de différents substrats, ont été identifiées. Des flux importants d'As ont également été émis par l'une des couches de drainage. Ces observations, confrontées aux résultats obtenus en laboratoire, ont permis d'établir que les structures de toitures Îgétalisées présentent des conditions favorables à la rétention des ETM apportés par l'atmosphère. Les différentes couches jouent un rôle de filtre mécanique sur les éléments apportés sous forme particulaire. Par ailleurs, la présence de matière organique et d'oxyhydroxydes d'aluminium et de fer, ainsi qu'un pH éleÎ favorisent la rétention des ions libres dans les substrats et drainages composés de matières minérales et organiques. L'étude des substrats après plus de deux ans et demi de vie de la toiture montre cependant une évolution de ces caractéristiques qui pourrait induire une diminution des capacités de rétention au cours de la vie de la toiture. Concernant les émissions d'ETM par les matériaux, deux principaux mécanismes ont été identifiés. Le premier est le lessivage de particules fines, en particulier issues du drainage, qui s'atténue au bout de quelques mois. Le second est une lixiviation d'éléments disponibles. La disponibilité des ETM présents variant au cours du temps, notamment sous l'action des Îgétaux et de la faune du sol, ce type de rejet n'est pas systématiquement immédiat. L'ensemble de ces résultats montre l'importance de l'utilisation de matériaux présentant des quantités d'ETM totales et disponibles faibles lorsqu'un objectif d'amélioration de la qualité des eaux en sortie de toitures Îgétalisée est recherché. En outre, ces expérimentations ont seulement porté sur les premières années de vie de ces toitures Îgétalisées. Il est donc nécessaire de poursuivre leur suivi afin de s'assurer de la pérennité de leurs capacités et mécanismes de rétentions des apports d'ETM atmosphériques et anthropiques. With the development of upstream stormwater management and rainwater reuse, it has often been considered to use green roofs to improve water quality. Vegetative roofs are indeed constituted by two materials used in water depollution, a "soil" and plants. However, the mixed results obtained up to now show that green roof structures must be designed to reach this goal, by choosing materials which release few pollutants and are able to retain metals present in rainwater. To select pertinent substrate and drainage layers, it is first necessary to better understand their behaviours. Seven experimental roofs (six vegetalized ones + a gravel one) were built in 2010 near Nancy (France) on Cerema - DTer Est buildings. Concentrations and fluxes of the following trace metals (TM) were followed during two years: As, B, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb and Zn. Materials and plants were sampled regularly. Moreover, substrate evolution and specialization of TM plant and substrate thin sections were observed thanks to thin sections. Batch and column tests were conducted to evaluate TM availability and to characterize material abilities to sorb Cu and Zn. In terms of pollutant loads, fertilizers could represent a significant amount if Professionnal Rules were thoroughly applied. In green roof waters, concentrations are variable, generally higher than rain water ones and globally in the same range than classical roof ones. Thanks to a significant decrease in roof water volume in comparison to rain water ones, TM fluxes tend to decrease and all the green roofs prove to store Cd, Cr, Cu Pb, Sb and Zn with distinct efficiencies according to the elements and structures. Ni and B emissions by different substrates were identified. One of the drainage material also emits significant amounts of As. In correlation with laboratory experiments, it was shown that green roof structures provide favorable conditions to store TM brought by atmospheric deposits. The different layers act as a filter for TM on particles. Besides, the high pH and the presence of organic matter and iron oxide-hydroxides enhance ion sorption in substrate and drainage layers constituted of mineral and organic materials. However, substrate observations after two and a half year revealed characteristic evolution, such as organic matter content drop off, which could induce a decrease in the green roof ability to retain TM in the long run. As for TM emission by materials, two main mechanisms were identified: fine particle leaching, which generally diminishes after a few months and available TM lixiviations. The second one is not systematically immediate as TM availability varies over time in particular under the effect of plants and soil fauna. Lastly, plants have an indirect impact on water quality improvement mainly thanks to a temporary storing of a part of substrate available TM. Several technical suggestions are drawn from these results to design green roofs inducing a limited deterioration of rain water quality or able to store some atmospheric pollutants, according to the specific context of considered projects. One of the main suggestions is to use materials with low total and available TM contents. Furthermore, these experimentations were carried out only during the first years of the green roof life. It is, therefore, necessary to continue green roof observations to confirm the sustainability of their TM retention abilities and mechanisms in the long run.

Ce travail de thèse combine des approches expérimentales et théoriques visant à caractériser les propriétés mécaniques et de durabilité des bétons à base de granulats recyclés. La première partie est consacrée à la quantification de l'effet des granulats recyclés sur les propriétés mécaniques et de durabilité de ces bétons. Les résultats montrent que les propriétés mécaniques et de durabilité des bétons à base de granulats recyclés sont sensibles non seulement aux propriétés physiques des granulats recyclés mais aussi à leur quantité au sein de la microstructure. Par ailleurs, une caractérisation des propriétés mécaniques locales grâce aux essais de nano indentation et micro indentation a aussi été entreprise; ce qui a permis d'avoir accès aux propriétés mécaniques des phases telles que les zones d'interface ou encore l'ancien mortier. La deuxième partie est une approche consacrée à l'établissement des modèles multi-échelles en mesure de rendre compte des propriétés macroscopiques (mécanique et de diffusion) des bétons à base de granulats de démolition en tirant profit des informations recueillies sur la microstructure (observation au microscope, nano et micro indentation,...). Une prise en compte du caractère complexe des granulats recyclés a aussi été abordée dans ce développement théorique. Enfin, une comparaison des résultats des modèles avec ceux expérimentaux est présentée puis discutée dans ce travail This thesis combines experimental and theoretical approaches to characterize the mechanical and durability properties of recycled aggregate concretes (RAC). The first part of the work is devoted to the quantification of the impact of recycled concrete aggregates on the mechanical and durability properties of RAC. The results show that mechanical and durability properties of recycled aggregate concretes depend not only on the physical properties of recycled concrete aggregates but also on their quantity in the microstructure. Furthermore, statistical indentation technique is used to capture the local mechanical properties of phases in the microstructure of RAC such as the interfacial transition zones and the attached mortar. The second part of this study deals with the multi-scale modeling of the mechanical and the durability properties of RAC. The main purpose of this theoretical work is to establish models capable to predict the macroscopic behaviour based on the available information on the microstructure (obtained by optical microscopy or through indentation technique). The established models take into account the complex structure of the recycled concrete aggregates. Finally, the results of the models are compared with experimental data for discussion

Depuis plus de dix ans, la Planification de l’Espace Maritime (PEM) est plébiscitée comme un principe organisateur à même de répondre aux enjeux du développement durable en mer. En Europe, elle fait l’objet d’une directive cadre (2014/89/UE) qui impose aux États-côtiers l’élaboration de plans dont les premières versions sont attendues pour cette année 2021. Si les approches varient selon les États, la constitution d’un socle de connaissance précis des espaces à planifier – au regard de l’environnement, des activités, des sociétés- apparait comme une étape universelle. Cette thèse de géographie s’intéresse aux contributions potentielles et effectives des données de surveillance maritime (AIS, VMS, radar, etc.) à ce socle de connaissance dans le cadre de la planification en France métropolitaine. Elle repose sur la combinaison d’une revue systématique de la littérature scientifique et règlementaire, et d’une enquête par entretiens semi-directifs réalisée au cours de l’année 2019 auprès de 40 parties prenantes à la PEM française. Après avoir fait le constat d’une contribution mineure des données de surveillance au processus de planification français, la thèse met en lumière trois principaux facteurs limitant la mobilisation de ces dernières, liés aux limites techniques des systèmes, à la mauvaise circulation des données et à un défaut d’acceptabilité de la part de certains acteurs. Elle invite finalement à considérer ce constat comme le reflet des spécificités de la PEM française, et des difficultés auxquelles elle se confronte, notamment face aux enjeux de concurrences pour le partage de l’espace, et à répartition des pouvoirs dans la gouvernance maritime. For more than ten years, Maritime Spatial Planning (MSP) has been promoted as a promising approach to meet the challenges of sustainable development at sea. In Europe, it is subject to a framework directive (2014/89/EU) which requires coastal states to draw up marine spatial plans, of which the first versions are expected in 2021. Although the approaches vary from one State to another, the establishment of a precise knowledge base of the areas to be planned - regarding the environment, activities, and societies - appears to be a universal step. This geography thesis focuses on the potential and actual contributions of maritime surveillance data (AIS, VMS, radar, etc.) to this knowledge base in the context of planning in metropolitan France. It is based on a combination of a systematic review of scientific and regulatory literature, and a survey by semi-directive interviews conducted during 2019 with 40 stakeholders in the French MSP. After noting a minor contribution of monitoring data to the French planning process, the thesis highlights three main factors limiting the mobilisation of the latter, linked to the technical limitations of the systems, poor data circulation and a lack of acceptability on the part of certain stakeholders. Lastly, it calls for this observation to be seen as a reflection of the specific features of the French MSP and the difficulties it faces, particularly in terms of competition for space and distribution of powers in maritime governance.

This thesis is focused on the strength, plasticity and transport properties of mudrocks. Two industrial applications are the shale gas production and the underground gas or waste storage. In a first part, the permeability is described as resulting from the homogenisation of the flow of a Newtonian fluid within the pore space. A Hashin-Shtrikman like framework is derived for the permeability upscaling and used to propose a FFT-based numerical method for the efficient computation of bounds on the permeability, directly compatible with a voxelised representation of the pore space. As an alternative, analytic homogenisation techniques based on the definition of equivalent permeable cells are developed to provide building blocks for the micro-mechanical modelling of permeability. The gas slip at pore walls is accounted for to model Klinkenberg effects for gas permeability. Partial water saturation is also considered to model relative gas permeability and gas breakthrough pressure. In the mean time, a thorough experimental investigation of the evolution of porosity and permeability with confining pressure and partial water saturation has been carried out on several types of mudrocks. In a second part, the ductile strength properties is studied. An efficient FFT-based numerical method is proposed to compute the homogenised strength domain of heterogeneous media with complex micro-structures. Next, a three-scale analytic model of the strength of a granular media reinforced by rigid inclusions with imperfect interfaces is presented. In a third part, this strength model is re-interpreted in plasticity to propose a purely micro-mechanical model, whose macroscopic interpretation is similar to the Cam-clay model, including hardening or softening due to an evolving porosity and a critical state line.; Ce mémoire s'intéresse aux propriétés de transfert, de résistance et de plasticité de roches argileuses. Deux enjeux industriels directs sont ladétermination du potentiel de production de gaz naturel des roches mères et de la capacité de rétention des roches de couvertures utilisées pour les stockages de gaz ou de déchets en milieu souterrain. Dans un premier temps, la perméabilité est décrite comme résultant de l'homogénéisation de l'écoulement d'un fluide visqueux dans le réseau poreux. Un cadre variationnel analogue à celui de Hashin et Shtrikman en élasticité est établi et mis à profit pour proposer une méthode numérique basée sur la Transformée de Fourier Rapide (FFT) pour le calcul efficace de bornes sur la perméabilité à partir de représentations tridimensionnelles voxelisées de milieux poreux. Par ailleurs, des techniques d'homogénéisation analytiques basées sur la définition de cellules perméables équivalentes sont proposées pour fournir des briques élémentaires pour la modélisation micro-mécanique de la perméabilité. Le phénomène de glissement du gaz aux parois est considéré pour rendre compte quantitativement d'effets du type Klinkenberg sur la perméabilité au gaz. L'effet d'une saturation partielle du réseau poreux sur la perméabilité et la pression de percée sont étudiés dans le cas de morphologies particulières des pores. En parallèle, une campagne expérimentale est conduite sur différentes roches argileuses issues de forages pour caractériser leur porosité et leur perméabilité sous diverses conditions de confinement mécanique et de saturation partielle en eau. Dans un second temps, les capacités de résistance sont étudiées sous hypothèse de rupture ductile. Une méthode numérique efficace basée sur la FFT est proposée pour encadrer par l'extérieur le domaine de résistance de milieux hétérogènes à géométrie complexe. D'autre part, une modélisation analytique à trois échelles de la résistance d'un matériau granulaire renforcé par inclusions rigides avec interfaces imparfaites est présentée. Enfin, une relecture élasto-plastique de ce modèle de résistance a abouti à un modèle purement micromécanique, dont l'interprétation macroscopique est analogue au modèle Cam-clay, avec écrouissage par changement de porosité et ligne d'états critiques.