Academic literature on the topic 'Diffusion (physique) – Modèles mathématiques'

Le travail présente un modèle mathématique conceptuel de transfert et de diffusion de masse destiné à l'étude des migrations d'effluents en rivière. Ce modèle prend en compte l'existence d'écoulements cisaillés ainsi que la présence de gradients de diffusion turbulente. Il permet de calculer les champs de concentrations et les valeurs moyennes de concentration à travers toute section transversale de l'écoulement. La localisation et la taille relative du rejet sont respectées. L'influence des rives sur les processus de dispersion est prise en considération.Pour quantifier l'influence des berges, une relation est établie entre les concentrations calculées en écoulement de largeur infinie et les concentrations en écoulement d'extension limitée. La méthode utilisée est fondée sur l'emploi d'un champ de vitesse et d'un champ de coefficient de diffusion, symétriques par rapport à des lignes riveraines séparant le courant nul d'un courant fictif situé de part et d'autre de ces limites.Les résultats des tests du modèle mathématique, réalisés à l'aide du programme moniteur « Gradient 2 », sont présentés. Dans le cas d'écoulements cisaillés, on a constaté que la valeur moyenne de concentration d'effluent calculée au travers de sections transversales à l'écoulement n'était pas une quantité invariante tout au long de l'écoulement. Un gradient de vitesse négatif induit une augmentation de cette moyenne à mesure que l'on s'éloigne du rejet alors qu'un gradient positif produit l'effet inverse. Un gradient du coefficient de diffusion turbulente détermine un changement du profil de concentration à l'intérieur d'une section transversale donnée, sans en changer cependant la valeur moyenne. Un gradient négatif augmente la valeur maximale de la distribution des concentrations. Un gradient positif fait diminuer la valeur maximale en aplatissant l'allure du profil.Le modèle mathématique a ensuite été vérifié à l'aide d'un modèle physique. Un modèle réduit respectant les similitudes d'écoulement a été bâti. Les gradients de vitesse du fluide et les gradients du coefficient de diffusion étaient provoqués par l'introduction de tirants d'eau non uniformes dans chaque section transversale. Les mesures réalisées ont permis d'estimer les coefficients de diffusion turbulente.

Abstract Cet article présente les résultats d'un modèle de transport des métaux traces développé pour l’étude de la pollution par le chrome et le nickel dans l'oued Sebou. Ce modèle, associé à un modèle hydrodynamique unidimensionnel, est représenté par un schéma conceptuel tenant compte des phénomènes physiques et chimiques dans l'eau et le sédiment, tels que l'adsorptiondésorption, la sédimentation, la remise en suspension, la sédimentation profonde et la diffusion. Ces processus sont traduits en équations mathématiques faisant appel à des schémas numériques minimisant la dispersion numérique. Le but de ce travail est de prévoir le comportement des métaux traces et leur devenir afin de déterminer les zones à risque de pollution métallique et de situer le degré de pollution de l'eau dans les environs des prises d'eau. Les simulations faites par le modèle en période humide montrent que, du point de vue pollution par les métaux traces, le bief compris entre Sidi Harazem et Azib Soltane peut être subdivisé en trois zones : la première, non critique, exempte de pollution métallique, la seconde, moyennement critique, présentant des concentrations relativement faibles en chrome et en nickel et la dernière, critique, où les teneurs en métaux étudiés dépassent la norme admissible pour des eaux potables.

Résumé Cette recherche socio-évaluative avait pour objectif d'évaluer l'impact de l'intervention marrainage-jumelage et d'identifier les dimensions sociales particulières à la clientèle desservie par le Groupe Les Relevailles. Cet organisme accorde un soutien d'ordre psychologique aux mères demandant de l'aide à la suite de difficultés d'adaptation occasionnées par la naissance d'un enfant. La socialisation des femmes a «culturalisé» l'instinct maternel. Celui-ci est devenu un phénomène social comportant des modèles précis et c'est lorsque les mères n'arrivent pas à s'y conformer que les problèmes surviennent. Des entrevues dirigées furent réalisées auprès de treize clientes bénéficiaires et auprès de six bénévoles marraines. Les entrevues ont été effectuées aux domiciles des personnes et elles avaient une durée moyenne de deux heures. Il ressort une nette amélioration de l'état physique et psychologique des femmes à la suite du support apporté par les bénévoles marraines. Globalement, nous avons constaté une diminution du sentiment de culpabilité et une augmentation du sentiment de compétence et d'autonomie dans l'accomplissement du rôle de mère. Nous avons également observé que le réseau social et familial des clientes bénéficiaires est très faible. Ces mères avec de jeunes enfants vivent un isolement important. Ces femmes ont manifesté une prise de distance notable à l'égard de la représentation sociale de la mère parfaite. Nous avons aussi noté que les pratiques et les stratégies d'intervention du Groupe favorisent la diffusion d'un modèle de mère de nature émancipatrice pour les femmes; c'est-à-dire un rôle comportant des apprentissages qui ne doivent pas nier les autres besoins de la femme.

l s’agit d’un volume paru comme résultat de l’initiative d’Anne-Laure Le Guern, Jean-François Thémines et Serge Martin, initiative qui, depuis 2013, a généré des manifestations scientifiques, des journées d’études organisées autour des carnets de l’IUFM, devenu ESPE et actuellement l’INSPE de Caen. Les carnets édités par la suite sont devenus un espace de réflexion, et un outil d’enseignement-apprentissage, un espace de recherche. Qu’est-ce qu’un carnet en didactique ? Les trois axes de recherche du volume Les carnets aujourd’hui… l’expliquent, avec de exemples des pratiques en classe ou dans le cadre d’autres types d’activités à dominante didactique. Un carnet peut être un objet en papier de dimensions et textures diversifiées, utilisé en différentes manières afin de susciter l’intérêt et la curiosité de l’apprenant. Parmi ses possibilités d’utilisation en classe : au lycée, qu’il s’agisse du lycée de culture générale ou du lycée professionnel, pour créer des liens entre littérature et écriture (« Lecture littéraire, écriture créative », avec des articles appartenant à Anne Schneider, Stéphanie Lemarchand et Yves Renaud) ; en maternelle et à l’école primaire (« Pratiques du carnet à l’école primaire », les articles liés à ce sujet appartenant à Catherine Rebiffé et Roselyne Le Bourgeois-Viron, Dominique Briand, Marie-Laure Guégan, Élise Ouvrard ; le carnet peut également passer du format papier à des adaptations modernes comme le téléphone mobile, le blog... (« D’une approche anthropologique à une approche culturelle », des recherches en ce sens venant de la part d’Élisabeth Schneider, Magali Jeannin, Corinne Le Bars). Sophie Hébert-Loizelet et Élise Ouvrard, ouvrent le volume avec le texte intitulé « Le carnet, une matérialité foisonnante et insaisissable », où elles partent de l’aspect physique d’un carnet vers ses contenus, tout en soulignant que, « depuis une quarantaine d’années » seulement, des spécialistes en critique génétique, des théoriciens des genres littéraires et des universitaires lui accordent l’importance méritée, dans la tentative de « répondre à cette simple question "qu’est-ce qu’un carnet" », parvenant ainsi à en démultiplier « les pistes intellectuelles, théoriques autant que pratiques » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 9). La diversité des carnets détermine les auteures à souligner, et à juste titre, que le carnet « incarne matériellement et pratiquement une certaine forme de liberté, n’ayant à priori aucune contrainte à respecter et pouvant dès lors recevoir n’importe quelle trace », permettant ainsi « à son détenteur, de manière souvent impromptue, indirecte […], de se découvrir, par tâtonnements, par jaillissements » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 10). Le premier contact avec un carnet étant d’ordre esthétique, on comprend bien la « magie » qu’il peut exercer sur l’élève, l’invitant ainsi, en quelque sorte, à sortir de la salle de cours, à se sentir plus libre. Le carnet est en même temps un bon aide-mémoire. Ses dimensions invitent à synthétiser la pensée, à la relecture, une « relecture à court terme » et une « relecture à long terme » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 15), toutes les deux enrichissantes. Le carnet devient effectivement outil d’apprentissage et objet de recherche. Les contributions présentes dans ce livre, soulignent les auteures par la suite, représentent des regards croisés (du 23 mars 2016) sur « l’objet carnet, en proposant des recherches académiques, anthropologiques ou didactiques mais également des comptes rendus d’expériences sur le terrain » dans le but de « prendre en considération l’utilisation des carnets dans leur grande hétérogénéité de la maternelle à l’université pour rendre compte des voyages, mais aussi de lectures et d’apprentissage dans les disciplines aussi variées que le français, l’histoire, les arts visuels, ou les arts plastiques, et ce dans différents milieux institutionnels » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 17). Prenons le premier axe de recherche mentionné plus haut, celui de la lecture littéraire et de l’écriture créative. Se penchant sur d’autorité de différents spécialistes dans le domaine, tels Pierre Bayard et Nathalie Brillant-Rannou, les deux premiers textes de cet axe insistent sur la modalité d’intégrer « l’activité du lecteur et son rapport à la littérature » par le carnet de lecture dans le cadre de la didactique de la littérature. Le troisième texte représente une exploitation du carnet artistique qui « favorise un meilleur rapport à l’écriture » et modifie la relation que les élèves de 15 à 17 ans du canton Vaud de Suisse ont avec le monde (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 19). Nous avons retenu de l’article d’Anne Schneider, l’exploitation de la notion de bibliothèque intérieure, telle qu’elle est vue par Pierre Bayard, bibliothèque incluant « nos livres secrets » en relation avec ceux des autres, les livres qui nous « fabriquent » (Schneider 2019 : 36). Ces livres figurent dans les carnets personnels, avec une succession de titres lus ou à lire, commentaires, dessins, jugements. Pour ce qui est de l’expérience en lycée professionnel (l’article de Stéphanie Lemarchand), on souligne l’attention accordée au « sujet lecteur » par le biais du carnet de lecture, plus exactement la réalisation d’une réflexion personnelle et les possibilités d’exprimer cette réflexion personnelle. Ici encore, il faut signaler la notion d’« autolecture » introduite par Nathalie Brillant-Rannou, l’enseignant se proposant de participer au même processus que ses élèves. En ce sens, la démarche auprès des élèves d’une école professionnelle, moins forts en français et en lecture, s’avère particulièrement intéressante. On leur demande d’écrire des contes que leurs collègues commentent, ou de commenter un film à l’aide du carnet de lecture qui devient carnet dialogique, non pas occasion du jugement de l’autre, mais d’observer et de retenir, devenant ainsi « un embrayeur du cours » (Lemarchand 2019 : 45). Le passage aux textes littéraires – des contes simples aux contes plus compliqués et des films de science-fiction aux livres de science-fiction – devient normal et incitant, permettant petit à petit le passage vers la poésie. L’utilisation du carnet dialogique détermine les élèves à devenir conscients de l’importance de leur point de vue, ce qui fait que ceux-ci commencent à devenir conscients d’eux-mêmes et à choisir des méthodes personnelles pour améliorer leur niveau de compétences, la démarche de l’enseignant devenant elle aussi de plus en plus complexe. Le premier article, du deuxième axe, celui visant les pratiques du carnet à l’école primaire, article signé par Catherine Rebiffé et Roselyne Le Bourgeois-Viron, présente le résultat d’une recherche qui « s’appuie sur les liens entre échanges oraux et trace écrite, mais aussi sur la dimension retouchable, ajustable de l’objet carnet réunissant dessins, photographies et dictée, afin d’initier les élèves à l’écrit » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 19). Pour ce qui est de l’enseignement de l’histoire à des élèves du cycle 3, avec une pensée critique en construction et une difficulté de comprendre un vocabulaire plus compliqué et les langages spécialisés, Dominique Briand propose le carnet Renefer, un choix parfait à son avis, vu que « l’artiste qui réalise les estampes sur le conflit [de la Grande Guerre] s’adresse à une enfant [de huit ans], sa fille » (Briand 2019 : 97), appelée par Renefer lui-même « Belle Petite Monde ». Un autre aspect important est lié au message transmis par l’image envisagée dans cette perspective. Il s’agit en effet de filtrer l’information en sorte que la violence et la souffrance soient perçues à des degrés émotionnels différents, pour laisser à l’élève la possibilité de débats, de réflexions. Les textes qui accompagnent les images du carnet Renefer, succincts mais suggestifs, s’adaptent également au niveau d’âge et implicitement de compréhension. Les élèves sont sensibilisés, invités à voir le côté humain, le brin de vie et d’espoir qui peuvent se cacher derrière une situation réaliste. Le carnet Renefer didactisé amène les élèves « à apprendre l’histoire dans une démarche active et clairement pluridisciplinaire qui laisse une place importante à l’histoire des arts » (Briand 2019 : 105). Le carnet d’artiste comme instrument didactique, plus exactement celui de Miquel Barceló qui a séjourné en Afrique et dont les carnets d’artiste témoignent de ses voyages et de l’utilisation des moyens locaux pour peindre ou même pour faire sécher les peintures est proposé par Marie-Laure Guégan. En passant par des crayons aquarelles, Miquel Barceló va ajouter du relief dans les pages peintes de ses carnets (« papiers d’emballage, billets de banque [par leur graphisme ils peuvent devenir le motif textile d’une robe de femme, par exemple], paquets de cigarettes, boîtes de médicaments » qui sont collés ou bien collés et arrachés par la suite). Pour réaliser des nuances différentes ou une autre texture, il y rajoute des « débris de tabac ou de fibre végétale agrégés de la terre, du sable ou de pigments » (Guégan 2019 : 117). Il est aidé par l’observation profonde de la nature, des changements perpétuels, du mélange des matières qui se développent, se modifient le long des années. Ainsi, il intègre dans ses peintures « le temps long (des civilisations), le temps moyen (à l’aune d’une période politique), le temps court (à la dimension de l’individu) » (Guégan 2019 : 121), aussi bien que l’espace, la lumière, l’ombre, les matières, le corps, l’inventivité. Toutes ces qualités recommandent déjà l’auteur pour l’exploitation didactique dans le primaire, il y vient avec un modèle d’intégration de l’enfant dans le monde. L’article de Marie-Laure Guégan parle de l’intégration du travail sur les carnets de l’artiste dans la réalisation de la couverture d’un carnet de voyage par les élèves du cycle 3 en CM2, (cycle de consolidation). D’où la nécessité d’introduire la peinture ou les carnets d’artistes « non comme modèles à imiter, mais comme objets de contemplation et de réflexion » (Guégan 2019 : 128). Dans l’article suivant, Élise Ouvrard parle d’un type de carnet qui permet l’exploitation des pratiques interdisciplinaires à l’école primaire, domaine moins approfondi dans le cadre de ces pratiques ; le but spécifique est celui de la « construction de la compétence interculturelle » qui « s’inscrit plus largement dans l’esprit d’une approche d’enseignement-apprentissage par compétences » (Ouvrard 2019 : 132). L’accent mis sur la compétence est perçu par Guy de Boterf, cité par Élise Ouvrard, comme « manifestation dans l’interprétation », à savoir la possibilité de « construire sa propre réponse pertinente, sa propre façon d’agir » (Cf. Ouvrard 2019 : 132 cité de Le Boterf 2001 :40) dans un processus qui vise la création de liens entre les éléments assimilés (ressources, activités et résultats pour une tâche donnée). Le professeur devient dans ce contexte, la personne qui traduit des contenus en actions qui servent « à mettre en œuvre, à sélectionner des tâches de difficulté croissante qui permettront aux élèves de gagner progressivement une maîtrise des compétences » (Ouvrard 2019 : 133). Cette perspective fait du carnet « un outil permettant de tisser des liens entre la culture scolaire et les expériences hors de la classe, mais aussi de décloisonner des apprentissages, de s’éloigner de l’approche par contenus-matière » (Ouvrard 2019 : 133). C’est un cadre d’analyse qui intègre la perspective didactique du français aussi bien que l’anthropologie de l’écriture. L’activité pratique consiste dans le travail sur des carnets de voyage avec des élèves en CM1 et CM2, venant de deux écoles différentes et qui préparent et effectuent un voyage en Angleterre. Les étapes du parcours visent : - entretiens individuels pré- et post-expérimentation des quatre enseignants concernés ; - fiche de préparation des séances autour du carnet ; - questionnaire pré- et post-expérimentation soumis aux élèves ; - entretiens collectifs post-expérimentation des élèves ; - photographies des carnets à mi-parcours de l’expérimentation et à la fin du parcours. L’analyse des documents a prouvé que les élèves ont réagi de manière positive. Ils ont apprécié le carnet comme plus valeureux que le cahier. Le premier permet un rapport plus complexe avec le milieu social, avec la famille, avec la famille d’accueil dans le cadre du voyage, même des visioconférences avec la famille. À partir des carnets de voyage on peut initier le principe des carnets de l’amitié qui permet au carnet d’un élève de circuler dans un petit groupe et s’enrichir des ajouts des autres collègues. On peut avoir également l’occasion de découvrir des talents des élèves, de mieux les connaître, de mettre l’accent sur leur autonomie. Différentes disciplines peuvent s’y intégrer : le français, l’anglais, l’histoire, les mathématiques, la géographie, la musique, les arts. Important s’avère le décloisonnement des disciplines par le choix de créneaux distincts pour l’utilisation-exploitation des carnets de voyage. Le dernier groupement d’articles, axé sur le passage d’une approche anthropologique à une approche culturelle, tente d’envisager un avenir pour le carnet. En tant que spécialiste des pratiques scripturales adolescentes, partant de la théorie de Roger T. Pédauque pour le document, Elisabeth Schneider se concentre dans son article sur le téléphone mobile par ce qu’on appelle « polytopie scripturale qui caractérise l’interaction des processus d’écriture, des activités et des déplacements avec le téléphone mobile » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 21), celui-ci s’encadrant du point de vue épistémologique, dans les catégories « signe », « forme » et « médium », tridimensionnalité qui permet de « comprendre les enjeux actuels concernant l’auctorialité, la structure du document, par exemple, mais aussi d’en revisiter l’histoire » (Schneider 2019 : 164). L’importance du blog pédagogique comme carnet médiatique multimodal, résultat du travail avec des étudiants sous contrat Erasmus ou type Erasmus venus à l’ESPE de Caen pour mettre en lumière l’expérience interculturelle, est démontrée par Magali Jeannin. Son article prend comme point d’encrage les notions d’« hypermobilité » pour les individus avec une identité « hypermoderne », en pleine « mouvance » et « liquidité » (Jeannin 2019 : 169), qui, des fois, dans le cas des étudiants, pourrait se concrétiser en « expérience interculturelle » et « tourisme universitaire ». L’intérêt de l’auteure va vers l’interrogation, « les enjeux et les moyens d’une didactique de l’implication du sujet en contexte interculturel » par un « blog pédagogique des étudiants étrangers » lié au cours sur les compétences interculturelles. Ainsi, parmi les enjeux du « blog pédagogique des étudiants à l’étranger » comme carnet multimodal comptent : donner à l’expérience culturelle la valeur subjective qui évite la réification du sujet en investissant « la langue et la culture cibles comme des faits et pratiques sociaux (inter)subjectifs » (Jeannin 2019 : 171) et même transsubjectifs d’après le modèle du blog libre ; le blog-carnet devient un espace de rencontre entre carnet de voyage et carnet de lecture, carnet d’expérience, carnet d’ethnographie (avec un mélange entre langue cible et langue source) ; il s’inscrit « dans une tradition de l’écriture de l’expérience en classe de FLE » (Jeannin 2019 : 173). Les écrits en grande mesure programmés du blog pédagogique sont ensuite exploités ; ils répondent en même temps « à des besoins personnels » et à des « fins universitaires » (Jeannin 2019 : 174). Par ce procédé, le réel est pris comme un processus non pas comme une simple représentation. Toujours avec une visée interculturelle, le dernier article de cette série fait référence à l’Institut régional du travail social Normandie-Caen, dont le but est de former « les futurs travailleurs sociaux » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 21), par une recherche franco-québécoise qui concerne l’implication des mobilités internationales pour études. Ce volume représente un outil particulièrement important en didactique, un outil que je recommande chaleureusement en égale mesure aux enseignants et aux chercheurs spécialisés. Si je me suis arrêtée sur quelques articles, c’est parce qu’il m’a semblé important d’insister sur des côtés qui sont moins exploités par les enseignants roumains et qui mériteraient de l’être.

Après avoir été peint et décrit avec des traits plus pittoresques qu’objectifs par les premiers voyageurs et chercheurs qui traversaient les Alpes, mus tantôt par l’idée d’un primitivisme dont la difformité et la misère étaient l’expression la plus évidente, tantôt par la nostalgie du paradis perdu, le monde alpin a attiré le regard curieux des folkloristes à la recherche des survivances du passé, des anciennes coutumes, des proverbes et des objets disparus dans nombre de régions d’Europe. Au début du XXe siècle, Karl Felix Wolff (1913) s’inspire de la tradition des frères Grimm et collecte un nombre consistant de légendes ladines, avec l’objectif de redonner une nouvelle vie à un patrimoine voué à l’oubli. Tout comme les botanistes et les zoologues, les folkloristes voient le monde alpin comme un « merveilleux conservatoire » (Hertz 1913 : 177). Un des élèves les plus brillants de Durkheim, Robert Hertz, analyse finement ces « formes élémentaires de la vie religieuse » en étudiant le pèlerinage de Saint Besse, qui rassemble chaque année les populations de Cogne (Vallée d’Aoste) et du Val Soana (Piémont) dans un sanctuaire à la montagne situé à plus de 2000 mètres d’altitude. Après avoir observé et questionné la population locale s’adonnant à ce culte populaire, dont il complète l’analyse par des recherches bibliographiques, il rédige un article exemplaire (Hertz 1913) qui ouvre la voie à l’anthropologie alpine. Entre 1910 et 1920, Eugénie Goldstern mène ses enquêtes dans différentes régions de l’arc alpin à cheval entre la France, la Suisse et l’Italie : ses riches données de terrain lui permettent de réaliser le travail comparatif le plus complet qui ait été réalisé dans la région (Goldstern 2007). Une partie de sa recherche a été effectuée avec la supervision de l’un des fondateurs de l’anthropologie française et l’un des plus grands experts de folklore en Europe, Arnold Van Gennep. Pour ce dernier, le monde alpin constitue un espace de prédilection, mais aussi un terrain d’expérimentation et de validation de certaines hypothèses scientifiques. « Dans tous les pays de montagne, qui ont été bien étudiés du point de vue folklorique […] on constate que les hautes altitudes ne constituent pas un obstacle à la diffusion des coutumes. En Savoie, le report sur cartes des plus typiques d’entre elles montre une répartition nord-sud passant par-dessus les montagnes et les rivières et non pas conditionnée par elles » (Van Gennep 1990 : 30-31). L’objectif de Van Gennep est de comprendre de l’intérieur la « psychologie populaire », à savoir la complexité des faits sociaux et leur variation. Sa méthode consiste à « parler en égal avec un berger » (Van Gennep 1938 : 158), c’est-à-dire non pas tellement parler sa langue au sens propre, mais s’inscrire dans une logique d’échange actif pour accéder aux représentations de son interlocuteur. Quant aux nombreuses langues non officielles présentes sur le territoire, quand elles n’auraient pas une fonction de langue véhiculaire dans le cadre de l’enquête, elles ont été étudiées par les dialectologues, qui complétaient parfois leurs analyses des structures linguistiques avec des informations d’ordre ethnologique : les enseignements de Karl Jaberg et de Jakob Jud (1928) visaient à associer la langue à la civilisation (Wörter und Sachen). Dans le domaine des études sur les walsers, Paul Zinsli nous a légué une synthèse monumentale depuis la Suisse au Voralberg en passant par l’Italie du nord et le Liechtenstein (Zinsli 1976). Comme Van Gennep, Charles Joisten (1955, 1978, 1980) travaille sur les traditions populaires en réalisant la plus grande collecte de récits de croyance pour le monde alpin, entre les Hautes-Alpes et la Savoie. En 1973, il fonde la revue Le monde alpin et rhodanien (qui paraîtra de 1973 à 2006 en tant que revue, avant de devenir la collection thématique du Musée Dauphinois de Grenoble). Si dans l’après-guerre le monde alpin est encore toujours perçu d’une manière valorisante comme le reliquaire d’anciens us et coutumes, il est aussi soumis à la pensée évolutionniste qui le définit comme un monde arriéré parce que marginalisé. C’est dans cette contradiction que se situe l’intérêt que les anthropologues découvrent au sein du monde alpin : il est un observatoire privilégié à la fois du passé de l’humanité dont il ne reste aucune trace ailleurs en Europe et de la transition de la société traditionnelle à la société modernisée. En effet, au début des années 1960, pour de nombreux anthropologues britanniques partant à la découverte des vallées alpines le constat est flagrant : les mœurs ont changé rapidement, suite à la deuxième guerre mondiale. Cette mutation catalyse l’attention des chercheurs, notamment l’analyse des relations entre milieu physique et organisation sociale. Même les pionniers, s’ils s’intéressent aux survivances culturelles, ils se situent dans un axe dynamique : Honigmann (1964, 1970) entend démentir la théorie de la marginalité géographique et du conservatisme des populations alpines. Burns (1961, 1963) se propose d’illustrer la relation existant entre l’évolution socioculturelle d’une communauté et l’environnement. Le monde alpin est alors étudié à travers le prisme de l’écologie culturelle qui a pour but de déterminer dans quelle mesure les caractéristiques du milieu peuvent modeler les modes de subsistance et plus généralement les formes d’organisation sociale. Un changement important a lieu avec l’introduction du concept d’écosystème qui s’impose à partir des années 1960 auprès des anthropologues penchés sur les questions écologiques. C’est ainsi que le village alpin est analysé comme un écosystème, à savoir l’ensemble complexe et organisé, compréhensif d’une communauté biotique et du milieu dans lequel celle-ci évolue. Tel était l’objectif de départ de l’étude de John Friedl sur Kippel (1974), un village situé dans l’une des vallées des Alpes suisses que la communauté scientifique considérait parmi les plus traditionnelles. Mais à son arrivée, il découvre une réalité en pleine transformation qui l’oblige à recentrer son étude sur la mutation sociale et économique. Si le cas de Kippel est représentatif des changements des dernières décennies, les différences peuvent varier considérablement selon les régions ou selon les localités. Les recherches d’Arnold Niederer (1980) vont dans ce sens : il analyse les Alpes sous l’angle des mutations culturelles, par le biais d’une approche interculturelle et comparative de la Suisse à la France, à l’Italie, à l’Autriche et à la Slovénie. John Cole et Eric Wolf (1974) mettent l’accent sur la notion de communauté travaillée par des forces externes, en analysant, les deux communautés voisines de St. Felix et Tret, l’une de culture germanique, l’autre de culture romane, séparées par une frontière ethnique qui fait des deux villages deux modèles culturels distincts. Forts de leur bagage d’expériences accumulées dans les enquêtes de terrain auprès des sociétés primitives, les anthropologues de cette période savent analyser le fonctionnement social de ces petites communautés, mais leurs conclusions trop tributaires de leur terrain d’enquête exotique ne sont pas toujours à l’abri des généralisations. En outre, en abordant les communautés alpines, une réflexion sur l’anthropologie native ou de proximité se développe : le recours à la méthode ethnographique et au comparatisme permettent le rétablissement de la distance nécessaire entre l’observateur et l’observé, ainsi qu’une mise en perspective des phénomènes étudiés. Avec d’autres anthropologues comme Daniela Weinberg (1975) et Adriana Destro (1984), qui tout en étudiant des sociétés en pleine transformation en soulignent les éléments de continuité, nous nous dirigeons vers une remise en cause de la relation entre mutation démographique et mutation structurale de la communauté. Robert Netting (1976) crée le paradigme du village alpin, en menant une étude exemplaire sur le village de Törbel, qui correspondait à l’image canonique de la communauté de montagne qu’avait construite l’anthropologie alpine. Pier Paolo Viazzo (1989) critique ce modèle de la communauté alpine en insistant sur l’existence de cas emblématiques pouvant démontrer que d’autres villages étaient beaucoup moins isolés et marginaux que Törbel. Néanmoins, l’étude de Netting joue un rôle important dans le panorama de l’anthropologie alpine, car elle propose un nouvel éclairage sur les stratégies démographiques locales, considérées jusque-là primitives. En outre, sur le plan méthodologique, Netting désenclave l’anthropologie alpine en associant l’ethnographie aux recherches d’archives et à la démographie historique (Netting 1981) pour compléter les données de terrain. La description des interactions écologiques est devenue plus sophistiquée et la variable démographique devient cruciale, notamment la relation entre la capacité de réguler la consistance numérique d’une communauté et la stabilité des ressources locales. Berthoud (1967, 1972) identifie l’unité de l’aire alpine dans la spécificité du processus historique et des différentes trajectoires du développement culturel, tout en reconnaissant l’importance de l’environnement. C’est-à-dire qu’il démontre que le mode de production « traditionnel » observé dans les Alpes n’est pas déterminé par les contraintes du milieu, mais il dérive de la combinaison d’éléments institutionnels compatibles avec les conditions naturelles (1972 : 119-120). Berthoud et Kilani (1984) analysent l’équilibre entre tradition et modernité dans l’agriculture de montagne dans un contexte fortement influencé par le tourisme d’hiver. Dans une reconstruction et analyse des représentations de la montagne alpine depuis la moitié du XVIIIe siècle à nos jours, Kilani (1984) illustre comment la vision du monde alpin se dégrade entre 1850 et 1950, au fur et à mesure de son insertion dans la société globale dans la dégradation des conditions de vie : il explique ainsi la naissance dans l’imaginaire collectif d’une population primitive arriérée au cœur de l’Europe. Cependant, à une analyse comparative de l’habitat (Weiss 1959 : 274-296 ; Wolf 1962 ; Cole & Wolf 1974), de la dévolution patrimoniale (Bailey 1971 ; Lichtenberger 1975) ou de l’organisation des alpages (Arbos 1922 ; Parain 1969), le monde alpin se caractérise par une surprenante variation, difficilement modélisable. Les situations de contact sont multiples, ce qui est très évident sur le plan linguistique avec des frontières très fragmentées, mais de nombreuses autres frontières culturelles européennes traversent les Alpes, en faisant du monde alpin une entité plurielle, un réseau plus ou moins interconnecté de « upland communities » (Viazzo 1989), où les éléments culturels priment sur les contraintes liées à l’environnement. Aux alentours de 1990, la réflexion des anthropologues autour des traditions alpines, sous l’impulsion de la notion d’invention de la tradition, commence à s’orienter vers l’étude des phénomènes de revitalisation (Boissevain 1992), voire de relance de pratiques ayant subi une transformation ou une rupture dans la transmission. Cette thèse qui a alimenté un riche filon de recherches a pourtant été contestée par Jeremy MacClancy (1997) qui met en avant les éléments de continuité dans le culte de Saint Besse, presqu’un siècle après l’enquête de Robert Hertz. La question de la revitalisation et de la continuité reste donc ouverte et le débat se poursuit dans le cadre des discussions qui accompagnent l’inscription des traditions vivantes dans les listes du patrimoine culturel immatériel de l’humanité.

On considère ici le transport par diffusion, à l'échelle microscopique, d'espèces chimiques dans un fluide (γ) saturant un milieu poreux. L'évolution du système géochimique est contrôlé par l'équilibre chimique instantané en phase aqueuse (y) et par la cinétique aux interfaces fluide (γ)- solide (k), Aγk. La configuration spatiale de l'interface microscopique Aγk évolue avec le temps t sous l'effet des phénomènes de précipitation ou de dissolution (contrôle cinétique). L' objectif essentiel est de calculer l'évolution de la propriété de transport étudiée, le tenseur de diffusivité effective, D eff (t), à une échelle plus grande, l'échelle macroscopique d'intérêt pour le praticien. Pour des cinétiques lentes, Aγk est quasi-statique, et l'évolution de D eff avec le temps t est la conséquence des modifications de la microgéometrie suite aux processus de précipitation et de dissolution. L'approche mise en oeuvre est basée sur une technique de changement d'échelle, la prise de moyenne volumique. II s'agit alors d'obtenir : La forme des équations gouvernant ce processus de transport réactif à l'échelle macroscopique. La forme des "problèmes de fermeture' définis sur un Volume Elémentaire Représentatif et dont la résolution numérique donne le tenseur de diffusivité effective D eff en fonction de l'ensemble des grandeurs microscopiques pertinentes [etc. . . ]

La modélisation des phénomènes du type de la diffusion en milieu poreux conduit à l'analyse mathématique de problèmes paraboliques non linéaires et dégénérés de la forme (P) (U)/T - div (a* (U)) = 0 sur x 0,T, (U) (0) = (U#0) sur , et associés à des conditions de bord convenables. Ce travail est consacré en premier lieu à l'étude de la situation obtenue lorsque la matrice de diffusivité A est A coefficients mesurables et bornés, uniformément coercive. Sous des hypothèses adéquates, l'adaptation des travaux récents de P. Benilan et R. Gariepy permet alors de démontrer pour le problème (P), l'existence et l'unicité d'une solution forte ( (U)/T est au moins une fonction intégrable sur x 0,T). On entreprend en second lieu l'étude du cas général ou le tenseur de diffusivité, de la forme A (x, (U)), se trouve affecté par l'état instantané du système. Lorsque l'opérateur de diffusion dégénéré exclusivement pour les deux valeurs extremales de l'inconnue U, on observe alors que toute solution faible du problème (P) est renormalisée, selon une définition adaptée notamment des travaux de P. L. Lions et F. Murat, puis, raisonnant sur cette nouvelle approche, on démontre un principe de conservation de l'ordre conduisant a des résultats d'unicité nouveaux.

Le travail proposé dans ce mémoire concerne le développement de modèles de diffusion-précipitation de l'azote dans les systèmes binaire Fe-N et ternaires Fe-V-N et Fe-Mn- N. Dans le cas la diffusion de l'azote dans le système binaire Fe-N, nous proposons un modèle numérique prenant en compte la dépendance en concentration du coefficient de diffusion intrinsèque de l'azote dans les phases [epsilon] et [gamma]'. La non-linéarité du problème est traité sans aucune hypothèse sous-jacente quant à la position des interfaces. L'évolution du facteur thermodynamique est déterminée à partir des modèles de solution sub-régulière. Il existe un très bon accord entre les résultats du modèle et les données expérimentales de la littérature. Par conséquent, la mobilité et le coefficient d'auto-diffusion respectifs de l'azote dans les phases [epsilon] et [gamma]' ont été réévalués. Dans le cas de la diffusion de j'azote dans les systèmes ternaires Fe-V-N et Fe-Mn-N, nous avons développé un modèle original qui décrit simultanément la diffusion de l'azote et la précipitation de nitrures d'éléments d'alliage dans la couche de diffusion. Ce modèle, basé sur la méthode des volumes finis est couplé avec une description thermodynamique du système considéré. La validation de nos calculs a nécessité une étude expérimentale complète des couches de diffusion obtenues après nitruration à 843K des alliages Fe-O,55%V et Fe-l,62%Mn, à partir de la microsonde de Castaing, la microscopie électronique en transmission et la diffraction des rayons X. En particulier, nous avons montré l'existence d'une nouvelle phase [eta]' dans le sytème Fe-Mn-N dont le groupe spatial a été déterminé à partir de la théorie des symétries. Les résultats du modèle sont en parfaite accord avec les données expérimentales. Celui- ci pouvant aisément se généraliser aux systèmes multicomposants

Cette thèse porte sur l'étude de quelques modèles cinétiques utilisés en physique des plasmas.Le premier modèle considéré est un système de Vlasov-Poisson 1D à deux espèces de particules (ions et électrons), dans un domaine d'espace borné, x∈(0,1), avec condition de réflexion directe au bord. Dans le cas linéaire, des caractéristiques généralisées sont définies, en s'assurant qu'on atteint le temps s=0 en un nombre fini de rebonds, le cas problématique étant celui où le champ électrique est sortant du domaine. Puis, pour des données initiales paires en vitesse, une solution globale continue est construite à l'aide des caractéristiques généralisées et d'un argument de point fixe. L'unicité locale d'une solution continue est démontrée, dans un cadre où il ne peut arriver deux rebonds successifs sur le même bord. Le second modèle étudié a été obtenu comme limite d'un système de Vlasov-Poisson à une espèce de particules en régime de rayon de Larmor fini. Pour des solutions vérifiant une condition de décroissance, une estimation de stabilité au sens de Wasserstein est prouvée, et une nouvelle preuve de l'existence de telles solutions est donnée. Le champ d'advection est alors lipschitzien. Enfin, des simulations numériques pour un système de Vlasov-Poisson à une dimension d'espace et de vitesse soumis à une onde extérieure sont réalisées pour étudier la réponse électronique. Un phénomène de battement entre deux ondes, l'une à la fréquence extérieure, l'autre à la fréquence de Landau, est mis en évidence
This thesis deals with the study of some kinetic models encountered in plasma physics.The first model considered is a 1D Vlasov-Poisson system representing the dynamics of two species of particles (ions and electrons) in a bounded set, x ∈ (0,1), with direct reflection boundary conditions. In the linear case, generalized characteristics are defined, ensuring the time s=0 to be reached after a finite number of bounces, the problematic case being when the electric field points outward of the boundary. Then, for initial conditions even in the velocity variable, a global continuous solution is built by means of generalized characteristics and a fixed point argument. Local uniqueness of a continuous solution is shown, in a frame where two successive bounces at the same boundary cannot occur. The second model was obtained as the limit of a Vlasov-Poisson system in the finite Larmor radius regime.For solutions satisfying a decay assumption, a Wasserstein stability estimate is proven, and a new proof of the existence of such solutions is given. The advection field is then Lipschitz continuous. Finally, numerical simulations are performed to investigate the kinetic response of electrons to an external drive. A beating between two waves, one at the external frequency, the other at the Landau frequency, is revealed

Cette thèse porte sur la modélisation du transport électronique dans les semi-conducteurs. Des modèles de diffusion sont couramment utilisés (modèles de type Dérive Diffusion), mais ils s'avèrent imprécis pour de petites échelles (composants nanométriques) et des systèmes hors équilibre (régimes transitoires). Les modèles cinétiques, très précis, sont généralement trop coûteux en temps de calcul pour permettre une utilisation dans des contextes physiques réalistes. Les modèles Spherical Harmonics Expansion (SHE) représentent un intermédiaire intéressant entre ces deux types de modèles. Les modèles SHE sont des modèles de diffusion dans l'espace position-énergie qui sont théoriquement adaptés à la modélisation de systèmes de particules proches de l'équilibre (mais pas forcément d'un équilibre Maxwellien, contrairement aux modèles de Dérive Diffusion), la thermalisation étant le fait de collisions de type élastique. Dans cette thèse, nous avons proposé des modèles de type SHE couplé qui permettent de modéliser des particules interagissant avec le milieu environnant de façon inélastique. Un modèle SHE couplé est introduit pour décrire les interactions entre électrons et phonons dans les semi-conducteurs. Un autre modèle de type SHE couplé est proposé pour modéliser des situations où la diffusion est engendrée par des collisions entre les particules considérées (électrons par exemple) et les parois du matériau dans lequel elles évoluent. Une étude numérique montre que les modèles de type SHE et SHE couplé donnent une représentation fidèle de la réalité (montrant de faibles différences avec des modèles cinétiques), même lorsque les collisions considérées sont fortement inélastiques. Enfin, nous proposons une hiérarchie de modèles SHE quantiques pour la description de systèmes de très petite échelle, lorsque le transport électronique aussi bien que les interactions avec le milieu sont régies par la mécanique quantique. Ces modèles dissipent une entropie quantique.

Les cavités diélectriques résonantes quasi-bidimensionnelles présentent un important potentiel pour des domaines aussi variés que la biodétection et la production de rayonnement laser. Leur faible taille - typiquement quelques dizaines de micromètres sur leur plus grand axe - conjuguée à une forte capacité de rétention du rayonnement électromagnétique - facteurs de qualité pouvant atteindre 10^9 - en font d’excellentes candidates à un grand nombre d’applications de haute technologie où la gestion de l’énergie, la précision des mesures, et le volume occupé sont des paramètres critiques. À cela s’ajoute une facilité d’implantation accrue grâce à l’utilisation de principes de microgravure bien connus. Un des défis importants relié à l’utilisation des microcavités demeure la conciliation des hauts facteurs de qualité, la caractéristique fondamentale des microcavités, et de la capacité à produire une émission de radiation directionnelle. C’est sous ce thème général que s’articule cette thèse. Dans un premier temps, l’accent est porté au développement d’un formalisme encadrant la caractérisation des cavités diélectriques. Une méthode originale utilisant la matrice de diffusion comme pierre d’assise est présentée à cette fin. Ensuite, une étude perturbative de la cavité diélectrique la plus simple, le disque, est réalisée. Les observations résultantes sont utilisées comme lignes directrices dans la suite du travail. Dans un second temps, le formalisme développé est appliqué à une cavité présentant une déformation d’indice de réfraction simple, la cavité annulaire. Certaines ‘règles’ de transition vers l’émission directionnelle sont obtenues. Aussi, une discussion sur un modèle de couplage entre un guide d’onde et une microcavité est présentée. Finalement, un concept de cavité découlant de résultats obtenus tout au long de la thèse est présenté. La principe de fonctionnement demande le couplage d’un anneau diélectrique, servant de réservoir de champ électromagnétique à une seconde cavité ‘parasite’ fortement directionnelle. Ce document est rédigé en majeure partie en Anglais pour faciliter sa diffusion autant pour fins d’évaluation que pour consultation ultérieure par la Communauté.
Two-dimensional resonant dielectric microcavities present an important potential in various domains ranging from bio-detection to production of laser radiation. Their small footprint - typically tens of microns over their longest axis - conjugated to a strong capacity to retain the electromagnetic field - quality factors reaching values of 10^9 - make them excellent candidates for a large number of high-tech applications where tight energy management, high precision and low volumes are critical parameters. Moreover, the implantation of microcavities benefit from well-mastered micro-etching techniques. One of the the most challenging issues related to microcavities remains the merging of high quality factors, the fundamental characteristic of microcavities, and the capacity to produce highly directional radiation emission. This thematic forms the leitmotiv of this thesis. First, attention is focused on the development of a formalism framing the characterisation of dielectric cavities. An original method using the scattering matrix is presented for this purpose. Then, a perturbation study of the dielectric disc cavity is carried out. The results gathered from this investigation are used as guidelines for further applications. Second, the scattering formalism is applied to the simplest refractive index deformation of the disc cavity, the annular cavity. Some transition ‘rules’ from non-directional emission to directional emission are obtained. Also, a discussion about the waveguidecavity coupling is presented. This type of configuration is often found in experimental setups using microcavities. Finally, a proposal derived from results obtained throughout the thesis is presented. The operation principle exploits the coupling from a dielectric ring used as an electromagnetic field reservoir to a second strongly directional ‘parasitic’ cavity. This document is written in English to ease its distribution both for evaluation purposes and consultation by the Community.

Le thème général des travaux qui font l'objet de ce mémoire concerne la représentation et l'identification de système par modèle non entier. Le premier chapitre commence par rappeler les définitions et principales propriétés des opérateurs différentiels non entiers. Le deuxième chapitre propose une représentation continue dans un espace d'état généralisé d'un système linéaire non entier complexe, scalaire ou multivariable. Un théorème de stabilité est établi. Le troisième chapitre traite de l'application de l'opérateur de dérivation non entière à la modélisation de phénomènes de diffusion, le champ applicatif retenu étant celui de la thermique. L'étude du transfert de chaleur dans six milieux semi-infinis et finis, ainsi que la détermination d'approximations sous la forme de transmittances entières et non entières constitue la contribution principale de ce chapitre. Le quatrième chapitre est consacré à l'identification par modèle non entier. Portant sur une équation différentielle non entière, deux types de méthodes d'estimation paramétriques sont présentés : les méthodes à erreur d'équation et les méthodes à erreur de sortie. Le dernier chapitre propose une application de l'identification par modèle non entier à la résolution d'un problème inverse en thermique. L'exemple d'illustration retenu consiste en l'estimation des conditions thermiques de coupe en usinage par tournage
This thesis deals with system representation and identification by fractional models. Chapter 1 recalls the definitions and main properties of the fractional operators. Chapter 2 proposes the study of a continuous MIMO complex-fractional system through a generalized state space representation. A stability theorem is established from the output analytical expression. Chapter 3 deals with the modeling of diffusive processes using fractional differentiation operators. The heat transfer trough 6 different finite and semi-infinite media is studied. Approximations using integer or fractional transfer functions are then established and compared. Chapter 4 is devoted to system identification by fractional model. Equation error methods as well as output error methods are developed. Finally, chapter 5 gives an application of system identification to the solving of a thermal inverse problem. An example, consisting of the estimation of the thermal cut conditions, is given

Mes recherches au Commissariat à l'Énergie Atomique concernent principalement la modélisa-
tion mathématique et la simulation numérique pour la physique des plasmas. Ce mémoire présente
mes contributions dans ce domaine.

La prediction de la migration par modelisation mathematique peut etre envisagee pour verifier la conformite d'un materiau plastique utilise en contact alimentaire et pour preciser l'incidence des phenomenes physico-chimiques impliques dans la migration. Dans une premiere partie, la prediction du coefficient de diffusion d'une molecule dans une matrice polymere a ete etudiee a partir de mesures experimentales de coefficients de diffusion. Un panel de composes a ete teste dans quatre polyolefines (vierges puis gonflees par un simulateur d'aliment gras). Ceci a permis de mettre en evidence l'effet du gonflement sur la diffusion. La correlation des diffusivites a la masse molaire des migrants a permis de determiner des groupes de comportement (diffusion rapide par reptation ou plus lente par sauts) selon la forme des molecules. Le concept de volume fractionne pondere par un facteur de forme a ete introduit afin de tenir compte de ces differences liees a la geometrie des migrants. Nous avons ensuite propose une modelisation de la migration qui, pour la premiere fois, prend en compte simultanement les principaux phenomenes impliques dans la migration (evolution de la diffusivite liee au gonflement du materiau par le simulateur sorbe, limitations cinetiques de transfert de matieres a l'interface). Ce modele a ete valide par comparaison a un essai de migration et a permis de montrer les limites d'utilisation des modeles simplifies. Il a de plus ete adapte au cas de l'extraction par solvant en introduisant la notion de solubilite potentielle du solvant dans le polymere, variant au cours du temps en fonction de la concentration en solvant sorbe. Enfin, ce travail propose une evolution de l'approche predictive en discussion dans le cadre de la reglementation europeenne en s'appuyant sur la prediction statistique de coefficients de diffusions surestimes et sur l'utilisation d'un modele adapte a la complexite du processus de migration.

Les algorithmes d’approximation de diffusion (AAD) des systèmes et réseaux de files d’attente markoviens sont basés sur l’idée d’une description simplifiée de leurs modèles mathématiques. L’effet de simplification se fondent sur le fait que toute la variété des paramètres d’origine caractérisant l’évolution d’un système stochastique se transforme en trois fonctions qui déterminent un processus de diffusion : dérive de centrage, dérive-diffusion et variance. Une particularité essentielle de l’AAD consiste en une réelle possibilité d’application aux problèmes d’optimisation et de contrôle qui sont bien développés pour les processus de diffusion.

Obtenir des informations sur la matière à des échelles micrométriques, de manière non destructive et sans utiliser aucun marquage reste un défi méthodologique et technologique. Les techniques établies de microscopie de fluorescence ont permis de réelles avancées dans la compréhension des phénomènes biologiques mais le marquage utilisant des fluorophores limite considérablement cette technique, en particulier dans le domaine biomédical. Depuis une quinzaine d’année, la microscopie Raman cohérente a connu un important essor. Basée sur les propriétés vibrationnelles des molécules, cette technique permet aujourd’hui une imagerie tridimensionnelle des liaisons chimiques à cadence vidéo. De nombreux développements ont permis, à partir des concepts de la diffusion Raman et de l’optique non linéaire, d’élaborer des outils technologiques puissants permettant d’imager les échantillons biologiques en utilisant les contrastes de diffusion Raman anti-Stokes et de diffusion Raman stimulée. Dans ce chapitre, nous développons tout d’abord, grâce à des modèles simples, ces processus clés permettant d’appréhender la physique sous-jacente à l’imagerie Raman cohérente. Ensuite, nous illustrons ces techniques d’imagerie au travers de travaux menés récemment sur des échantillons biologiques et cristallins. Nous discutons enfin les perspectives actuelles concernant l’évolution des technologies et leurs domaines applicatifs.