Avec l'expansion des zones urbaines, la pollution de l'air et l'effet d'îlot de chaleur augmentent, entraînant des problèmes de santé pour les habitants et des changements climatiques mondiaux. Dans ce contexte, les arbres urbains sont une ressource précieuse pour améliorer la qualité de l'air et promouvoir les îlot de fraîcheur. D'autre part, les canopées sont soumises à des conditions spécifiques dans l'environnement urbain, causant la propagation de maladies et la diminution de l'espérance de vie parmi les arbres. Cette thèse explore le potentiel de la télédétection pour la cartographie automatique des arbres urbains, de la détection des couronnes d'arbres à l'estimation des espèces, une tâche préliminaire essentielle pour la conception des futures villes vertes, et pour une surveillance efficace de la végétation. Fondé sur des données hyperspectrales aéroportées, panchromatiques et un modèle numérique de surface, le premier objectif de cette thèse consiste à tirer parti de plusieurs sources de données pour améliorer les cartes d'arbres urbains existants, en testant différentes stratégies de fusion (fusion de caractéristiques et fusion de décision). La nature des résultats nous a conduit à optimiser la complémentarité des sources. En particulier, le deuxième objectif est d'étudier en profondeur la richesse des données hyperspectrales, en développant une approche d'ensemble classifier fondée sur des indices de végétation, où les "classifier" sont spécifiques aux espèces. Enfin, la première partie a mis en évidence l'intérêt de distinguer les arbres de rue des autres structures d'arbres urbains. Dans un cadre de Marked Point Process, le troisième objectif est de détecter les arbres en alignement urbain. Par le premier objectif, cette thèse démontre que les données hyperspectrales sont le principal moteur de la précision de la prédiction des espèces. La stratégie de fusion au niveau de décision est la plus appropriée pour améliorer la performance en comparaison des données hyperspectrales seules, mais de légères améliorations sont obtenues (quelques %) en raison de la faible complémentarité des caractéristiques texturales et structurelles en plus des caractéristiques spectrales. L'approche d'ensemble classifier développée dans la deuxième partie permet de classer les espèces d'arbres à partir de références au sol, avec des améliorations significatives par rapport à une approche standard de classification au niveau des caractéristiques. Chaque classifieur d'espèces extrait reflète les attributs spectraux discriminants de l'espèce et peut être relié à l'expertise des botanistes. Enfin, les arbres de rue peuvent être cartographiés grâce au terme d'interaction des MPP proposé qui modélise leurs caractéristiques contextuelles (alignement et hauteurs similaires). De nombreuses améliorations doivent être explorées comme la délimitation plus précise de la couronne de l'arbre, et plusieurs perspectives sont envisageables après cette thèse, parmi lesquelles le suivi de l'état de santé des arbres urbains.

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.

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.

Dans le domaine aéronautique, la détection des défauts sur structures composites se fait lors des phases de maintenance. Celles-ci sont prévues de manière à détecter les défauts avant que ceux-ci ne deviennent critiques pour la tenue des structures en service. L’optimisation des intervalles de maintenance représente donc un fort intérêt que ce soit au niveau financier ou opérationnel. Les dommages des structures composites sont aujourd’hui traités par la non-propagation des défauts : lorsque ceux-ci apparaissent et qu’ils sont détectés, les pièces sont immédiatement réparées ou remplacées. Afin d’améliorer ces intervalles de maintenance, le comportement des défauts soumis aux spectres de charges aéronautique nécessite d’être caractérisé. Cela permettrait une transition vers une philosophie de tolérance aux dommages, en définissant des phases de propagation non-critique pour la tenue mécanique des structures. Dans ce contexte, la propagation de délaminage est étudiée sous chargement de fatigue. En mode I de propagation, les effets de la fréquence de sollicitation et du rapport de charge sur la propagation de délaminage en fatigue sont déterminés. Ceux-ci amorcent l’étude de la propagation de délaminage sous spectre de charges à niveau variable. Les effets de l’historique de chargement sont mis en évidence. En mode II de propagation, les effets de la fréquence de sollicitation sur la propagation de délaminage sont abordés pour quatre matériaux à l’aide d’un montage d’essais vibratoires dédié. Une analyse thermique des essais est également conduite. De plus, les effets du rapport de charge sont déterminés pour ce mode de propagation.

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.

La disponibilité de nouveaux moyens d’acquisition en télédétection, satellitaire (PLEIADES, HYPXIM), aéroportée ou par drone (UAV) à très haute résolution spatiale ouvre la voie à leur utilisation pour l’étude de milieux complexes telles que les villes. En particulier, la connaissance de la ville pour l’étude des îlots de chaleur, la planification urbaine, l’estimation de la biodiversité de la végétation et son état de santé nécessite au préalable une étape de classification des matériaux qui repose sur l’utilisation de l’information spectrale accessible en télédétection hyperspectrale 0,4-2,5μm. Une des principales limitations des méthodes de classification réside dans le non traitement des zones à l’ombre. Des premiers travaux ont montré qu’il était possible d’exploiter l’information radiative dans les ombres des bâtiments. En revanche, les méthodes actuelles ne fonctionnent pas dans les ombres des arbres du fait de la porosité de leur couronne. L’objectif de cette thèse vise à caractériser les propriétés optiques de surface à l’ombre de la végétation arborée urbaine au moyen d’outils de transfert radiatif et de correction atmosphérique. L’originalité de ce travail est d’étudier la porosité d’un arbre via la grandeur de transmittance de la couronne. La problématique a donc été abordée en deux temps. Premièrement, la caractérisation de la transmittance d’un arbre isolé a été menée avec l’utilisation de l’outil DART à travers la mise en œuvre d’un plan d’expériences et d’études de sensibilité qui ont permis de la relier à des paramètres biophysiques et externes. Une campagne de mesures terrain a ensuite été réalisée afin d’évaluer son estimation à partir de différents niveaux de modélisation de l’arbre, dont un modèle réel acquis par mesures lidar terrestre. Deuxièmement, une nouvelle méthode de correction atmosphérique 3D adaptée à la végétation urbaine, ICARE-VEG, a été développée à partir des résultats précédents. Une campagne aéroportée et de mesures terrain UMBRA a été dédiée à sa validation. Ses performances comparées à d’autres outils existants ouvrent de larges perspectives pour l’interprétation globale d’une image par télédétection et pour souligner la complexité de modéliser des processus physiques naturels à une échelle spatiale très fine.

La complexité et le besoin en bande passante des architectures de communication avionique ne cessent de croitre avec le nombre des calculateurs et l’expansion des données échangées. La technologie AFDX a été introduite pour offrir des communications haut débit (100Mbps) pour les avions de nouvelle génération. Cependant, ce réseau commuté est déployé de manière entièrement redondante, ce qui conduit à des quantités importantes de câbles, augmentant le poids et les coûts d’intégration. Pour faire face à ces problèmes, on propose dans cette thèse l’intégration d’un réseau Ethernet en anneau comme une solution principale pour diminuer le poids et la complexité liés au câblage. Dans ce contexte, notre objectif est de concevoir et valider un nouveau réseau de communication avionique, AeroRing, basé sur de l’Ethernet Gigabit avec une topologie anneau.

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’objectif de cette thèse est de contrôler passivement une instabilité dynamique appliquée au flottement d’un profil aéroélastique à l’aide de différents types d’Amortisseurs à Masse Accordés (AMA). Un profil 2D appelé Section Typique est utilisé tout au long de l’étude. En première partie, une étude comparative de trois modèles mathématiques d’interaction fluide/structure appliqués à la Section Typique (Theodorsen, LUVLM et UVLM) met en valeur les forces et faiblesses de chacun. Le banc d’essai aéroélastique en soufflerie, utilisé par la suite, est présenté puis identifié avec et sans vent (GVT). En deuxième partie, les calculs des vitesses critiques de Divergence, d’Inversion des Gouvernes et de Flottement sont automatisés avec le modèle Theodorsen afin de réaliser une étude paramétrique du banc d’essai et mettre en lumière les variables de conception les plus influentes. L’analyse modale présente différentes bifurcations liées au changement soudain du mode instable. Ensuite, le même algorithme est utilisé afin d’analyser la suppression du flottement à l’aide de trois géométries d’AMAs linéaires. La dernière partie présente l’étude expérimentale et numérique d’un AMA non linéaire de type Nonlinear Energy Sink (NES). La singularité de cette configuration est d’utiliser le volet en tant qu’amortisseur et ainsi, ne pas ajouter de masse (FSI-VA). En soufflerie, six comportements non linéaires sous-critiques (en deçà de la vitesse de flottement dans la configuration linéaire) sont observés, identifiés et analysés : cinq Cycles Limites d’Oscillations (LCO) et un battement non linéaire chaotique.