Le calcul aérothermique des jets débouchants en écoulement transverse nécessite des codes de calcul précis et robustes qui doivent être validés expérimentalement. Le problème traité dans ce mémoire a pour origine l'écoulement en sortie du système de dégivrage d’un turboréacteur. Après une étude bibliographique, la conception d’une forme générique conservant les aspects essentiels du problème est présentée ainsi que le dispositif expérimental et les moyens de mesure utilisés (thermographie IR, PIV, LDA, fils chaud et froid). La base de données obtenue grâce aux essais en soufflerie regroupe les mesures sur des configurations variées pour l'étude d’effets paramétriques (géométrie des éjecteurs, débit-masse éjecté, répartition de pression pariétale) et les mesures détaillées sur un cas particulier pour l'évaluation fine de modèles. Un calcul RANS (k-l de Smith) réalisé sur cette dernière configuration avec le code elsA de l'ONERA est présenté et les résultats sont comparés aux mesures.

Une analyse phénoménologique des endommagements des nids d’abeille a été conduite et a permis d’identifier le mécanisme de plissement. Cette approche a permis de proposer une modélisation du nid d’abeille par ses arêtes verticales seules indépendantes entre elles et pour lesquelles la loi d'écrasement est identifiée par un essai simple de compression. Cette modélisation a été validée par comparaison à des essais d'indentations sur nid d’abeille nomex et les limitations de cette approche ont été identifiées. Puis elle a été étendue à l’étude des impacts basse vitesse/basse énergie des structures sandwichs à âme en nid d’abeille nomex et peaux métalliques. Un modèle éléments finis non linéaire géométrique et matériau a été développé dans lequel le nid d’abeille est représenté par des ressorts non linéaires situés aux emplacements géométriques des arêtes. Les interactions nid d’abeille peaux sont identifiées et prises en compte dans la modélisation ce qui autorise une bonne corrélation des essais d'indentations quasistatiques. Une approche multi-échelle basée in fine sur l’essai simple et économique de compression du nid d’abeille est aussi proposée et permet de corréler des essais d’impact dynamiques sur une structure réelle. Enfin, l'approche conduit à une bonne prédiction de l'empreinte résiduelle et de la résistance résiduelle de la structure en compression après impact en introduisant la loi de relaxation non linéaire du ressort.

L'étude porte sur l'amélioration de la qualité de la combustion diphasique dans les foyers de systèmes propulsifs. L'interaction du brouillard de carburant avec les parois de la chambre est traitée à partir d’une expérience de base de génération d’un train de gouttes sur une plaque chauffée. Pour mieux appréhender ces phénomènes, des techniques optiques sont adaptées à cette configuration. Ainsi, les échanges thermiques au sein de la goutte sont quantifiés à partir de résultats expérimentaux de mesures couplées de la température de surface par thermographie lnfraRouge et du champ de température à l’intérieur de la goutte par Fluorescence induite par Laser. Les différents régimes d'impact sont déterminés par visualisation et traitement d'images. Les frontières rebond / éclatement et éclatement / dépôt sont définies en fonction de nombres adimensionnels. La base de données obtenue peut-être utilisée soit pour valider des modèles, soit pour fournir les conditions limites aux codes de calcul.

Tout au long de leur durée de vie, les satellites sont en interaction constante avec l'environnement spatial. En orbite géostationnaire, les surfaces des satellites sont par exemple chargées par les particules de la magnétosphère, en particulier par les électrons. Récemment, des pertes de puissance ont été constatées sur certains satellites situés en orbite géostationnaire. Ces anomalies ont été corrélées avec des périodes d'environnement chargeant et s'expliqueraient par une décharge électrostatique "primaire" provoquant une "décharge secondaire" destructrice se produisant sur un panneau solaire de satellite. Nous avons réalisé une étude expérimentale où de nouveaux diagnostics spectroscopiques et optiques nous ont permis de déterminer avec certitude la nature de ces décharges et leurs conséquences. Ces caractérisations ont été effectuées sur des échantillons de cellules solaires réelles mais aussi sur des échantillons de laboratoire en cuivre, en zinc ou en argent. Ces deux phénomènes apparemment très différents sont de même nature : ce sont des arcs dans le vide. Ces deux types de décharges possèdent en effet les caractéristiques des arcs sous vide : courant d'arc supérieur à l'ampère, plasma de vapeurs métallique, cratères de métal fondu sur la surface de la cathode prouvant la présence de spots cathodiques. Les conditions d'initiation des arc secondaires ont été déterminées ainsi que l'évolution de leur durée de vie et des dommages en fonction des paramètres du circuit électrique et en fonction des échantillons.

Les équations de stabilité sont parabolisées dans la direction x longitudinale de l’écoulement (équations PSE). A la théorie classique, locale, linéaire parallèle d’Orr-Sommerfeld, est substitué un problème d’évolution résolu par une simple marche en x. Cette nouvelle approche permet de traiter simplement et simultanément les effets non parallèles et les effets faiblement non linéaires. En théorie linéaire, après des comparaisons avec la théorie parallèle, la méthode des échelles multiples, des résultats expérimentaux et avec des Simulations Numériques Directes (DNS), on trouve des effets non parallèles importants pour des perturbations et des écoulements moyens tridimensionnels. En théorie faiblement non linéaire, les résonances fondamentale et subharmonique sont obtenues pour des couches limites bidimensionnelles. On montre que les PSE sont en accord avec les expériences, la théorie de l'instabilité secondaire, et les DNS, pour les écoulements de similitude de Falkner-Skan. L’état de saturation en amplitude des perturbations instationnaires ainsi que l’augmentation du coefficient de frottement près du début de la transition sont ainsi mis en évidence. Enfin l’approche PSE est appliquée sur des expériences faites au CERT-ONERA, pour des écoulements de couche limite quelconques avec de forts gradients de pression.

Cette thèse décrit, dans une première partie, la mise au point d'un système de dépôt de nitrure d'aluminium par dépôt chimique en phase vapeur assiste plasma. Une modélisation numérique de l'écoulement gazeux au sein du réacteur a permis de définir la géométrie du système d'entrée de gaz. Les espèces réactives en particulier l'espèce Br2+ ont été suivies par spectroscopie d'émission optique du plasma. La deuxième partie concerne les caractérisations physico-chimiques du nitrure d'aluminium par différents moyens: XPS, FTIR, spectroscopie UV-visible, diffraction électronique, MEB. Le problème de la tenue à l'oxydation de ces revêtements à haute température a été abordé sous deux approches: présentation des résultats expérimentaux obtenus par analyses XPS et FTIR puis description de deux modèles prédictifs de l'oxydation. Le premier modèle basé sur la théorie des liaisons aléatoires nous permet de déterminer les spectres infra-rouge théoriques de nos matériaux. Le deuxième modèle reprend les hypothèses de la théorie de Wagner et nous fournit la vitesse de progression du front d'oxydation. Ces résultats montrent la potentialité du nitrure d'aluminium en tant que revêtement anti-oxydation.