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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

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.

Le rapport de l’individu à son environnement urbain, déjà complexe, se complexifie aujourd’hui davantage du fait de la prolifération de nouvelles pratiques de mobilité. De nouveaux espaces urbains sont créés, appuyés par des politiques, des cultures et des moyens. Pour s'en persuader, il suffit de rappeler que l'aptitude à se mouvoir est une faculté essentielle de tout individu, une condition de survie de toutes les sociétés qui détermine le degré de développement du territoire. Notre étude s'attache à montrer comment chaque type d'acteur concerné conçoit et organise les rapports entre mobilité et territoire. Nous étudions comment les différentes stratégies s'inscrivent dans l'espace urbain et nous aident à mieux appréhender ses atouts et ses limites et comment se pratiquent les mobilités urbaines. Nous proposons des grilles de lecture de ces dernières à partir du cas de la ville de N’Djamena, la capitale tchadienne. Cette étude traite de la mobilité urbaine à partir de l’analyse du fonctionnement actuel du système de transport ainsi que des stratégies de gestion urbaine et d’adaptation aux mobilités par la population de N’Djamena. Différentes stratégies sont mises en œuvre aussi bien par la population que par les opérateurs de transports qui sont souvent des particuliers travaillant en collaboration avec les différents syndicats. Pour prendre en considération les différents aspects et enjeux socio-spatiaux des pratiques des mobilités urbaines à travers la ville de N’Djamena, il s’est révélé pertinent et heuristique de croiser les différents outils et disciplines que constituent l’urbanisme, la sociologie, la géographie et l’ingénierie des transports. L'espace n'est jamais donné, il est toujours construit. Ce travail tente ainsi de définir dans un premier temps les différents concepts en lien avec les mobilités urbaines tantôt confondus, souvent antagonistes, leurs origines et leurs interprétations. Nous démontrons que la mobilité se présente comme un concept soulevant des enjeux d’ordre social, urbanistique, économique, géographique, etc. Dans un second temps, ce travail analyse les modalités d’adaptation de la population face aux offres de transports que propose le secteur dans des conditions d’insuffisance accrue à travers toute la ville de N’Djamena en termes de planification, de gestion et de moyen de transport. C’est ainsi que cette étude aborde les dysfonctionnements du système des transports de la capitale tchadienne ainsi que les stratégies d’adaptation de la population, en particulier celles de la périphérie que représentent le 1er, le 8e et le 9e arrondissement. Cette étude analyse ainsi les origines et les causes de la prolifération du système des transports que sont les mototaxis. Ces derniers, apparus dans les années soixante-dix, constituent aujourd’hui une pratique qui évolue entre acceptation citoyenne et refus politique. The relation of the individual to his urban environment, already complex, is more complex today because of the proliferation of new mobility practices. New urban spaces are created, supported by policies, cultures and resources.To be convinced of it, we need to remember that the ability to move is an essential right of any individual, a condition of survival of all societies which determines the degree of development of the territory. Our study attempts to show how each type of actor concerned designs and organizes the link between mobility and territory. We study how different strategies are part of the urban space and help us to better understand its strengths and limitations, and how to practice urban mobility. We offer reading grids of the latterbased on the case of the city of N'Djamena, the capital of Chad.This study deals with urban mobility from the analysis of the current transport system functioning, as well as urban management and adaptation strategies tomobilities by the population of N'Djamena. Different strategies are implemented both by the population and by transport operators who are often individuals working in collaboration with various unions. To consider the various socio-spatial aspects and issues of urban mobility practices through the city of N'Djamena, it has been relevant and heuristic to cross the different tools and disciplines of urban planning, sociology, geography and transportation engineering. Space is never given, it is always built. This work thus attempts to define at first the various concepts related to urban mobility – sometimes confused, often antagonistic –, their origins and their interpretations. We demonstrate that mobility is as a concept rising social, urban planning, economic and geographical issues, amongst others. Secondly, this work analyzes the modalities of adaptation of the population to transport offers, in a context of increasing deficiencyconditions in planning, management and conveyancethroughout the city of N'Djamena. Thus, this study addresses the shortcomings of Chadian capital transport system as well as the adaptation strategies of the population, particularly within the periphery that is the 1st, 8th and 9th districts.This study analyzes the origins and causes of the proliferation of bikecabs within the transport system. The latter, appeared in the seventies, is today a practice that evolves between citizen acceptance and political refusal.

Dans les milieux fortement hétérogènes, les ondes ne se propagent pas de façon balistique. Elles peuvent interagir de nombreuses fois avec les hétérogénéités du milieu et entrer ainsi dans le régime de diffusion multiple. Dans ce régime, les méthodes classiques d'imagerie basées sur les trajets des ondes directes ou simplement diffusées sont inefficaces. Les formes d'ondes multiplement diffusées (coda) sont trop complexes pour être modélisées exactement mais elles sont parfaitement reproductibles et très sensibles aux variations du milieu de propagation. Des travaux récents ont démontré la possibilité de mesurer de faibles changements de vitesse d'un milieu grâce aux ondes diffuses, à l'échelle de la croûte terrestre (coda sismique) comme à l'échelle des matériaux (coda ultrasonore). Ces travaux s'intéressent majoritairement à des changements globaux ou régionaux des différents milieux. La problématique de cette thèse concerne la possibilité d'utiliser la coda pour étudier des changements locaux du milieu. Deux études complémentaires sont développées : Le problème direct consiste à modéliser les variations de la coda engendrées par un changement local. Nous distinguons le cas d'un changement local de structure (fort contraste d'impédance) du cas d'un changement local de vitesse (faible contraste d'impédance). Le problème inverse consiste à utiliser les mesures de variations de la coda pour tenter de localiser et de caractériser les changements survenus. Les applications potentielles de ces travaux concernent entre autres le suivi temporel de structures géologiques ainsi que le contrôle non destructif de matériaux hétérogènes. Avec cet objectif, les différentes méthodes développées sont illustrées par des simulations numériques d'ondes acoustiques et sismiques ainsi que par des expériences en ultrasons dans des éléments en béton. In highly heterogeneous media, waves don't propagate ballistically. They can interact several times with the heterogeneities of the medium and enter the multiple scattering regime. In this regime, classical imaging techniques, based on direct or singly scattered waves fail. Multiply scattered waveforms (coda) are too complex for being exactly modeled but are perfectly reproducible and very sensitive to small variations of the medium. Recent works demonstrated the possibility of measuring small velocity variations with diffuse waves, either at the geophysical scale (seismic coda) or at the material scale (ultrasonic coda). These works are mainly focused in monitoring global or regional changes of the medium. The present thesis deals with the possibility of using coda waves to study local changes of the medium. Two complementary studies are developed: The forward problem addresses the modeling of the coda variations generated by a local change. We distinguish the case of a structural change (strong impedance contrast) from the case of a velocity change (small impedance contrast). The inverse problem consists in using the coda variations measurements to locate and characterize the changes that occurred. Potential applications may concern, among others, monitoring of geological structures and non-destructive testing of heterogeneous materials. This in mind, we illustrate the different studies with numerical simulations of acoustic and seismic waves and with ultrasound experiments in concrete blocks.

Les activités de pêche en milieu marin où elles doivent cohabiter avec l’exploitation de ressources pétrolières et minérales sous-marines sont aujourd’hui une réalité. Tout comme les conflits qui émergent à cet égard. Les diamants en Namibie, l’étain en Indonésie, les phosphates en Nouvelle-Guinée ou les hydrocarbures en Irlande Terre-Neuve ou Malouines sont quelques exemples d’interférence entre la pêche et l’extraction de ces ressources non vivantes des fonds marins. Ces conflits augmenteront à mesure que des progrès technologiques seront réalisés permettant le développement de ces opérations industrielles, ce qui sera favorisé par une demande accrue des consommateurs et par la raréfaction de certains minéraux, ainsi que par une diminution de la réserve d’hydrocarbures sur terre. Dans notre communication, nous essayons de présenter, premièrement, cette nouvelle réalité qui résulte de la convergence de différentes activités humaines dans certains espaces maritimes. Et, ensuite nous examinons les tensions générées par cette concomitance d’activités et son écho en droit international et en droit de l’UE. Fishing activities in the marine environment where they must cohabit with the exploitation of oil and mineral underwater resources are now a reality. Just like the conflicts that emerge in this regard. Diamonds in Namibia, tin in Indonesia, phosphates in New Guinea or hydrocarbons in Ireland or Falkland Islands are some examples of interference between fishing and the extraction of these non-living resources from the seabed. These conflicts will increase as technological progress is made to develop these industrial operations, which will be facilitated by increased consumer demand and the scarcity of certain minerals, as well as a reduction in the oil and gas reserve on land. In our paper, we try to present, first, this new reality that results from the convergence of different human activities in certain maritime areas. And then we examine the tensions generated by this concomitance of activities and its echo in international law and in EU law.

La cavité abdominale présente des organes nobles richement vascularisés qui possèdent une mobilité et une inertie particulièrement importantes. Au cours des accidents de la voie publique « AVP », le niveau élevé d’accélération peut conduire à des élongations puis des arrachements de leurs systèmes d’attache (dont les vaisseaux sanguins) et donc à de graves hémorragies. Se plaçant en amont d’une meilleure prévention des lésions abdominales, l’objectif de ce projet est de comprendre comment prendre en compte les interactions et la mobilité des organes abdominaux pour pouvoir évaluer leur influence sur les mécanismes lésionnels. Pour cela, nous avons tout d’abord caractérisé le comportement du ligament gastro-colique en traction uniaxiale jusqu’à la rupture. Nous avons relevé son comportement hyperélastique ainsi que sa sensibilité à la vitesse de déformation. Ensuite, nous avons étudié l’avulsion de la rate avec une approche couplant expérimentation et simulation numérique. Cela a notamment permisd’identifier le comportement hyperélastique faiblement non linéaire du ligament pancréatico-splénique. Au travers de l’approche numérique, nous avons pu conclure que la modélisation de la jonction pancréatico-splénique doit s’appuyer sur la modélisation des structures vasculaires, mais doit également intégrer les tissus connectifs et leursinteractions avec les organes adjacents. Enfin nous avons amélioré la modélisation des interactions et de la mobilité des organes dans le modèle préexistant MELBA sur les résultats obtenus précédemment. La cinématique des organes a été évaluée par une étude comparative de la mobilité avec la première version du modèle. Ce modèle ainsiamélioré permet une meilleure représentativité des mécanismes lésionnels de la cavité abdominale en soulignant le rôle prépondérant de leurs systèmes d’attache lors d’un traumatisme. The abdominal cavity presents noble and richly vascular organs which have a particularly importantmobility and inertia. During road accidents, the high level of acceleration may lead up to elongations thentearing of their attachments systems (including blood vessels) and therefore to serious haemorrhages.Standing prior to a better prevention of the abdominal trauma, the target of this project is to understandhow to take into account the interactions and the mobility of the abdominal organs in order to be able toassess their influence on the mechanisms of injury. Therefore, we have first of all characterized theperformance of the gastro-colic ligament in uniaxial tension until the failure. We noted down its hyperelastic performance as well as its sensitivity to strain rate. Afterwards, we studied the splenic avulsion with an approach combining experiments and numerical simulation. This has made it possible to identify the slightly nonlinear hyper-elastic performance of the pancreatico-splenic ligament. Through the numerical approach, we could conclude that the modelling of the pancreatico-splenic junction should rely on the modelling of the vascular structures, but should also integrate the connective tissues and their interactions with the adjacent organs. At last we improved the modelling of the interactions and of the organs’ mobility in the pre-existing model MELBA upon the results obtained previously. The organs’ kinematics was assessed through a comparative study of the mobility with the first version of the model. This model thereby improved allows a better representativeness of the mechanisms of injury of the abdominal cavity by highlighting the important role of their attachments systems during trauma.

Le secteur des transports représente le 1er secteur émetteur de gaz à effet de serre et totalise près d’un tiers de l’énergie consommée en France. Aussi, dans le contexte actuel d’urgence écologique, le développement d’une mobilité verte est devenu un enjeu économique mondial. Le véhicule électrique constitue une alternative durable respectant les exigences environnementales. Nous nous sommes intéressés aux modalités d’adaptation du système de distribution d’une entreprise souhaitant remplacer sa flotte de véhicules thermiques par une flotte de véhicules électriques. Le véhicule électrique présente trois défis majeurs : l’autonomie, le temps de recharge et le manque de stations de recharge. Ces trois défis imposent une organisation spécifique des tournées de livraison pour déterminer les meilleurs trajets à coût minimum. Nous proposons et évaluons dans notre travail des méthodes d’optimisation pour résoudre cette problématique permettant d’obtenir des solutions viables. The transport sector is the leading greenhouse gas-emitting sector, and accounts for nearly a third of the energy consumed in France. Therefore, in the current context of ecological emergency, the development of green mobility has become a global economic issue. The electric vehicle is a sustainable alternative that complies with environmental requirements. We were interested in how to adapt the delivery system of a company interested in converting its fleet of internal combustion vehicles with a fleet of electric vehicles. The electric vehicle has three challenges: driving range, recharging time and the lack of recharging stations. These three challenges impose a specific organization of delivery routing to determine the best routes at minimum cost. In our work, we propose and evaluate optimization methods for solving this problem in order to obtain viable solutions.

La détection d'endommagements et de changements des propriétés élastiques dans des structures, utilisant les variations des paramètres dynamiques, fait l'objet d'une attention particulière depuis plusieurs années dans les domaines du génie mécanique et du génie civil. Le principe général repose sur le fait que la variation des propriétés physiques (e.g. rigidité, masse, module d'Young, conditions aux limites) entraîne une variation des caractéristiques dynamiques de la structure (e.g. fréquences de résonance, amortissements modaux et déformées modales). La présence d'endommagement provoque ainsi une diminution de la rigidité de la structure, c'est-à-dire une augmentation de sa flexibilité et de son amortissement que l'on retrouve dans la forme des modes et les valeurs des fréquences. Utilisant le changement de ces informations entre un état sain et un état endommagé, plusieurs méthodes non-destructives ont été proposées dans la littérature afin d'identifier et de localiser ces endommagements. Ces pratiques et ces activités sont d'une importance considérable puisqu'elles permettent en premier lieu d'anticiper et donc d'éviter des ruptures dans les structures, toujours catastrophiques, et plus généralement de mettre en place des plans de maintenance prédictives, en lien avec le suivi sur le long terme de leur intégrité (Structural Health Monitoring). Ces méthodes de surveillance se popularisent également du fait de la réduction des coûts des instrumentations, liés à l'apparition de nouveaux équipements à bas coût, ayant des performances satisfaisantes. L'objectif de ce travail est de tester les différentes solutions permettant la détection, la localisation et la quantification des changements dans des structures simples. Plusieurs méthodes ont été testées et une approche nouvelle a été proposée basée sur l'utilisation de la méthode des perturbations. Trois approches ont été suivies: une modélisation par éléments finis (analyse modale), une simulation numériques par éléments finis (analyse temporelle) et enfin des analyses expérimentales sur des poutres en Plexiglas au laboratoire, les trois volets de ce travail ayant permis de tester la sensibilité des méthodes non-destructives (NDE) globales et locales pour la détection et la localisation. Les changements ont été associés à une variation locale du module de Young (E), numériquement pour les solutions numériques et par chauffage local sur des sections de la poutre dans le volet expérimental. Dans tous les cas, nous sommes en situations réelles afin de proposer l'identification des caractéristiques modales par des méthodes opérationnelles (Operative Modal Analysis) telles que la méthode du décrément aléatoire et la méthode de décomposition dans le domaine fréquentiel (Frequency Domain Decomposition). Les résultats d'identification ont montré une très bonne corrélation entre les valeurs numériques et les valeurs expérimentales obtenues : fréquences de résonance et déformés modale. Pour identifier l'endommagement, les méthodes de localisation basées sur la courbure des déformées propres, la matrice de flexibilité, la courbure de flexibilité et enfin sur la méthode d'inversion des modes ont été employées. D'après les résultats obtenus, la méthode d'inversion se montre efficace dans le cas de variations modales faibles et transitoires, alors que la méthode de la courbure de flexibilité donne généralement de bons résultats et apparait robuste lorsque les variations sont plus prononcées. The detection of damage and changes in elastic properties of structures, using the variation of dynamic parameters, has been the subject of special attention for several years in the fields of mechanical and civil engineering. The general principle is based on the fact that the variation of physical properties (e.g. stiffness, mass, Young's modulus, boundary conditions) leads to a change in the dynamic characteristics of structures (e.g. resonance frequencies, modal damping and mode shapes). The presence of damage causes a decrease in the rigidity of structures, which give rise to an increase in flexibility and damping, which can be seen in mode shapes and frequency values. Using the change of this information between a healthy and damaged condition, several non-destructive methods have been proposed in the literature in order to identify and locate the damage. These practices and activities are of considerable importance. They allow us to anticipate and avoid breaks in structures, which are always catastrophic, and more generally, they allow us to establish the plans of a predictive maintenance, along with monitoring of the long-term of integrity (Structural Health monitoring). These monitoring methods are equally us popular because of the low cost of instrumentation, related to the appearance of new equipment at low cost, having the satisfactory performance. The objective of this work is to test different solutions, allow for detection, localization and quantification of changes in simple structures. Several methods have been tested and a new approach is proposed based on the use of the perturbation method. Three approaches are followed: finite element modeling (modal analysis), finite element numerical simulation (temporal analysis), and finally, experimental analysis of a Plexiglas beam in the laboratory. These three scopes of work have allowed us to test the sensitivity of global and local non-destructive methods (NDE) for detection and localization of damage. Changes associated with a local variation of Young's modulus (E) are tested numerically in modal and temporal analysis, and shown experimentally in local heating on the sections of beam. In all cases, we are in real life situations, where we identify modal characteristics by operational methods (Operative Modal Analysis) such as the random decrement technique and the method of decomposition in the frequency domain (Frequency Domain Decomposition). The results show a very good correlation between the numerical and experimental values obtained: resonant frequencies and mode shapes. For identifying damage, localization methods based on the curvature of mode shape, flexibility matrix, curvature of flexibility, and finally on the method of inversion of modes are employed. According to the results, the method of inversion proves effective in the case where modal variation is low and transient, whereas, the curvature of flexibility (ULS method) usually gives good results and appears robust when the changes are more pronounced.

La fragmentation des matériaux est un phénomène qui entre en jeu dans de nombreux systèmes naturels et industriels, et à différentes échelles. D'un point de vue industriel, la fragmentation est d'une grande importance dans la production de granulats de carrière, qui sont soumis à des critères stricts en termes de tailles et de formes. Néanmoins, les phénomènes à l'origine de la fracture des matériaux restent encore aujourd'hui mal maîtrisés. Les méthodes aux éléments discrets permettent une modélisation des interactions à l'échelle de la microstructure du matériau. Un des avantages de ces méthodes est que la fissure apparaît et se propage dans l'empilement de manière naturelle, sans qu'il soit nécessaire de la décrire par modèles de fissuration.Un modèle aux éléments discrets permettant de représenter la cohésion au sein d'un matériau composé de particules de formes quelconques a été développé durant cette thèse. Des simulations numériques ont été effectuées pour deux types d'empilements représentant soit des matériaux cimentés, soit des matériaux “pleins”. Les résultats obtenus ont permis de confirmer que ce modèle est capable de reproduire le comportement macroscopique de la rupture de matériau fragile. Le modèle a été ensuite appliqué à l'étude de l'influence du positionnement de points de contact externes sur la résistance d'une particule cylindrique. Une étude expérimentale d'impact a été menée et a permis de confirmer ces résultats. Enfin, nous avons appliqué notre approche à la reconstruction de grains issus de données tomographiques. The fragmentation of materials is a phenomenon which arises in several natural and industrial systems, and for a wide range of scales. From an industrial point of view, the crushing process is very important in the production of aggregates, which are often required to meet high criteria in terms of size and shape. However, the phenomena behind fracture of materials are still not completely understood. The discrete element methods allow to model interactions at the scale of the material micro-structure, by means of simple models. One of the advantages of this kind of methods is the natural way the crack initiates and propagates in the sample, without any need of a crack model. A discrete element model allowing to describe cohesion inside the material composed of particles of arbitrary shapes has been developed in this work. Numerical simulations have been conducted for two kinds of samples describing both cemented and plain materials. The results obtained have shown the ability of the numerical model to reproduce the macroscopic behavior of the fracture of a brittle material. The developed model has been applied to study the influence of the positioning of external contact points on the effective strength of a cylindrical shaped grain. The results have demonstrated an increase of the required force to break the grain depending on the position of the contacts. An experimental study has confirmed the numerical results. Finally, the model has been applied to the building of grains based on tomographic data.