Academic literature on the topic 'Technique multi-échelle'

AbstractWe investigate the oscillation properties of є Cep using a series of specialized techniques designed to extract and analyze time variations in absorption line profiles. To obtain the necessary temporal coverage for this investigation, multi-site observations were collected at 3 sites (China, France, Arizona) all equipped with high-resolution échelle spectrographs. From these observations, we find evidence for a very rich spectrum of modes in є Cep.

Le succès exceptionnel de la sigillée, vaisselle de table en terre cuite de la période romaine, est en grande partie dû à la brillance et à la couleur rouge uniforme de sa couverte qui ont nécessité le développement de procédés techniques très performants. Dans cet article nous comparons les réalisations italiennes aux productions gauloises qui leur ont succédé, sous le regard de la science des matériaux. Nous montrons que l’étude des couvertes, en plus de permettre d’en comprendre la fabrication, a mis en évidence une évolution majeure de leurs propriétés physiques que l’on peut relier à une évolution de leur utilisation.

The COVID-19 pandemic and the associated lockdown for a long period have created a significant adverse impact on different sectors, including that of the agriculture and other allied sub- sectors in Nigeria. The present research was aimed at depicting the impact of this pandemic and the lock down on the poultry sectors in the Nigeria, which has been one of the fastest growing sectors in recent years. Inadequacy of country-wide information has been a major problem for having a thorough understanding of the impact onthe prolonged lockdown on different sub-sectors of livestock and poultry. In the present case, an in-depth, analysis of the subject has been made through the collation of primary data. The paper highlights various dimensions of the impacts, namely, reduction in the demand of different commodities, wastage of the produce due to the closure of transport and market chains, distress sale of the produce, and labour shortage and recommendations for revival strategies. The present impact study although gives a picture about the overall scenario in faggae local government area, a systematic study through the collection of primary data from all over the country is suggested, which will provide a holistic view of the impact on each of the sub-sectors and the associated value chains. The vast majority of poultry farmers in the world including Nigeria were adversely affected with the covid-19 pandemic, as a result of the deadly effect of the pandemic which brought about the enforcement of lockdown in order to cub the effect of the spread of this virus. This study examined the impact of covid-19 on the poultry production in faegea local government area of kano state. Primary data were used for the study. A multi stage sampling technique was used to select two hundred poultry farmers. Descriptive statistics and likert scale were used to achieve the stated objectives. The socio – economic characteristics indicate that the respondents have a mean age of 29 years with 58% aged between 21-30 years. About sixty- eight (68%) of the respondents were males, 74% were married while the total % of people with primary, secondary and tertiary education were about 98%. An average household had about five persons in the study area. La pandémie COVID-19 et le confinement associé pendant une longue période ont créé un impact négatif significatif sur différents secteurs, y compris celui de l'agriculture et d'autres sous-secteurs connexes au Nigeria. La présente recherche visait à décrire l'impact de cette pandémie et du verrouillage sur les secteurs de la volaille au Nigéria, qui a été l'un des secteurs à la croissance la plus rapide ces dernières années. L'insuffisance des informations à l'échelle du pays a été un problème majeur pour avoir une compréhension approfondie de l'impact du confinement prolongé sur les différents sous-secteurs de l'élevage et de la volaille. Dans le cas présent, une analyse approfondie du sujet a été effectuée à travers la collecte de données primaires. Le document met en évidence diverses dimensions des impacts, à savoir la réduction de la demande de différents produits, le gaspillage des produits en raison de la fermeture des chaînes de transport et de marché, la vente de détresse des produits, la pénurie de main-d'œuvre et des recommandations pour des stratégies de relance. Bien que la présente étude d'impact donne une image du scénario global dans la zone de gouvernement local de faggae, une étude systématique à travers la collecte de données primaires de tout le pays est suggérée, ce qui fournira une vue holistique de l'impact sur chacun des sous- secteurs et les chaînes de valeur associées. La grande majorité des éleveurs de volailles dans le monde, y compris le Nigéria, a été affectée négativement par la pandémie de covid-19, en raison de l'effet mortel de la pandémie qui a entraîné l'application du confinement afin de réduire l'effet de la propagation de ce virus. . Cette étude a examiné l'impact du covid-19 sur la production de volaille dans la région du gouvernement local de Faegea, dans l'État de Kano. Les données primaires ont été utilisées pour l'étude. Une technique d'échantillonnage à plusieurs degrés a été utilisée pour sélectionner deux cents éleveurs de volaille. Des statistiques descriptives et une échelle de likert ont été utilisées pour atteindre les objectifs énoncés. Les caractéristiques socio - économiques indiquent que les répondants ont un âge moyen de 29 ans avec 58% entre 21 et 30 ans. Environ soixante-huit (68%) des répondants étaient des hommes, 74% étaient mariés, tandis que le pourcentage total de personnes ayant une éducation primaire, secondaire et supérieure était d'environ 98%. Un ménage moyen comptait environ cinq personnes dans la zone d'étude.

This paper presents the application of a Multi-Level Agent Based Model technology through a Natural Model based Design in Context (NMDC) to describe and model a class of environ-mental problems. NMDC allow training domain expert to design a conceptual model for a concrete environmental problem. This model describes the underlying application domain in terms of environmental concepts and neither requires specific technical skills nor involves implementation details. We show how the associated TiC (Tool-in-Context) develop through NMDC can help the domain expert to describe in semi-natural (specific) language the environmental problem. This description is the basis for TiC to generate a simulation tool. On the base of this, we transform the specific language to NetLogo agent based code, thereby facilitating an early prototype application to be used by the domain expert. Finally, we applied this approach to explain and analyze the process of deforestation around the Laf Forest Reserve and discuss the prototype resulting from our approach. Cet article présente une application de l’approche de modélisation multi-échelle à base d’agent en s’appuyant sur un modèle spécifique (NMDC) pour décrire et modéliser une classe de problèmes environnementaux. Le modèle NMDC permet à l’expert du domaine de décrire le domaine d’application sous-jacent en termes de concepts environnementaux et ne nécessite pas de compétences techniques spécifiques, ni de détails de mise en oeuvre. Nous montrons comment l’outil TiC (Tool-in-Context) associé développé à partir du modèle NMDC peut aider l’expert du domaine à décrire dans un langage naturel (spécifique) le problème environnemental. Cette description est la base pour l’outil TiC de générer un outil de simulation. A travers cet outil, nous transformons le langage spécifique en code multi-agents NetLogo, facilitant ainsi un premier prototype de l’application pouvant être utilisé par l’expert de domaine. Enfin, nous appliquons cette approche pour expliquer et analyser le processus de déforestation autour de la réserve forestière de Laf et discuter du prototype résultant de notre approche.

Une approche multi-technique et multi-échelle a été élaborée pour l'étude des propriétés structurales des matériaux hétérogènes. Différentes techniques ont été utilisées parmi lesquelles nous pouvons citer : La microscopie Electronique à Balayage Environnementale équipé en microanalyse X, la Diffraction des Rayons X, la spectroscopie d'absorption X (EXAFS et XANES) et la Résonance Magnétique Nucléaire. La corrélation entre les résultats obtenus à différentes échelles (grandes, moyennes et courtes distances) nous a permis d'avancer dans la compréhension des mécanismes de l'altération structurale d'un granulat SiO2 soumis à la réaction Alcali-Silice. A grandes distances, les changements structuraux apparaissent par la réduction de la taille des grains et par la formation d'une phase amorphe, accompagnée d'un accroissement de la cristallinité de la phase cristallisée. Cela a permis de montrer que l'attaque se déroule préférentiellement dans les zones amorphes et/ou mal cristallisées. D'après la RMN, la phase amorphe formée durant la réaction est constituée d'un mélange de silanols et de silice amorphe. Ce produit, à la composition variable en fonction du temps de réaction, apparaît favorable à la formation de gels de type CSH dans le granulat. A courtes distances, la première couche de coordination autour des atomes de silicium montre un accroissement de l'ordre dans les tétraèdres. Ce phénomène pourrait être dû à la relaxation des liaisons Si-O. Ce résultat est en accord avec la présence de silice amorphe, et le phénomène pourrait être accentué par la présence de silanols. La deuxième couche de coordination autour du silicium demeure presque inchangée. Ces résultats permettent de relancer la discussion sur la validité du déroulement de l'étape d'initiation de la réaction.

Une approche multi-technique et multi-échelle a été élaborée pour l'étude des propriétés structurales de matériaux hétérogènes. Différentes techniques ont été utilisées parmi lesquelles: La microscopie Electronique à Balayage Environnementale, la Diffraction des Rayons X, la spectroscopie d'absorption X et la Résonance Magnétique Nucléaire. La corrélation des résultats obtenus à différentes échelles nous a permis d'avancer dans la compréhension des mécanismes de l'altération structurale d'un granulat SiO2 soumis à la réaction Alcali-Silice. A grandes distances, les changements structuraux apparaissent principalement par la formation d'amorphe. D'après la RMN, cette phase est constituée d'un mélange de silanols et de silice amorphe. Ce produit est favorable à la formation de gels dans le granulat. A l'ordre local, les changements observés autour des atomes de silicium permettent de relancer la discussion sur la validité du déroulement supposé de l'étape d'initiation de la réaction
A multi-technique and multi-scale approach was developed in order to study the structural properties of heterogeneous materials. Different techniques were used: Environmental Scanning Electron Microscopy, X-Ray Diffraction, X-ray absorption spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance. Correlations between the results obtained at different scales enabled to increase the comprehension of the structural deterioration of a SiO2 aggregate due to the Alkali-Silica Reaction processes. At the long-range order the structural changes appear mainly by the formation of amorphous phase. According to the NMR, this phase consists of a mixture of silanols and amorphous silica. This product that have a random composition along the reaction process could be likely to cause formation of expansive product in the aggregate. At the short-range order, the changes observed in the vicinity of silicon atoms make it possible to start again discussion on the supposed initiated step of the reaction

Ces travaux portent sur la précipitation de boehmite AlOOH, qui est le précurseur de l’alumine γ – Al2O3, support catalytique utilisé dans de nombreux procédés de raffinage. Le contrôle de la porosité de ces particules est crucial afin de minimiser les limitations par transfert de matière et de chaleur et d’améliorer la performance des catalyseurs. La porosité de l’alumine provient en partie de l’étape de précipitation de boehmite. Elle est conservée du fait de la topotacticité de la transformation boehmite - alumine. La boehmite est obtenue par précipitation de sels d’aluminium. L’effet des paramètres physico-chimiques, tels que la température et le pH, sur les propriétés du matériau a été largement étudié dans la littérature. Cependant, peu d’études ont permis la mise en évidence des phénomènes régissant l’agrégation durant le procédé de précipitation. L’objectif de cette étude est de comprendre et de quantifier les paramètres de précipitation influençant l’agrégation de la boehmite au cours de sa synthèse. La précipitation de la boehmite a été réalisée dans deux types de dispositifs de précipitation. Le dispositif double-jets, utilisé à l’échelle industrielle, induit des conditions non-homogènes de sursaturation et de fraction volumique en particules, tant temporellement que spatialement. La deuxième méthode de précipitation de boehmite utilise des pré-mélangeurs (Hartridge-Roughton et Y), dans lequel le micro-mélange et la sursaturation initiale sont finement contrôlés. La sursaturation a été calculée au cours de la précipitation sur la base du modèle thermodynamique de Pitzer. Celle-ci est significativement plus importante dans le dispositif pré-mélangeur. L’effet des paramètres opératoires a été mis en évidence sur les propriétés texturales de la boehmite via des caractérisations ex situ (DRX, adsorption-désorption d’azote par méthode BET, cryo-MET). Les matériaux issus du dispositif double-jets présentent une porosité d’autant plus aérée que la sursaturation est faible, et il existe une valeur seuil de sursaturation au-delà de laquelle la porosité n’est plus impactée par ce paramètre, comme c’est le cas dans le dispositif pré-mélangeur. Dans ce cas, aucun autre paramètre opératoire n’affecte la texture du matériau. Ces résultats mettent en évidence des mécanismes d’agrégation dépendant directement de la sursaturation. Des techniques de caractérisation originales ont par ailleurs été mises en place afin de suivre la dynamique de l’agrégation. L’analyse par diffusion multiple de la lumière a permis de mettre en évidence des cinétiques d’agrégation différentes, directement corrélées à la porosité, et ce avant les étapes de filtration-lavage-séchage. Une analyse fine des états d’agrégation a été réalisée in situ par SAXS à rayonnement synchrotron. Cette étude a permis de proposer différents scénarii des mécanismes d’agrégation. Il apparaît que les fibres de boehmite s’agrègent de manière beaucoup plus aérée à faible sursaturation. Une porosité visée pourrait ainsi être obtenue par un contrôle fin de la sursaturation. Enfin, une première approche de modélisation par bilan de population a été développée afin de décrire les processus de formation des fibres et d’agrégation secondaire.

La these se focalise sur le developpement et l’analyse de l’integration d’une strategie multi-echelle iterative et de la representation en ensembles de niveaux pour la resolution des problemes de diffraction electromagnetique inverse. L’implementation qui en resulte a pour but d’exploiter de maniere profitable tant la connaissance a priori disponible sur le scenario joue que le contenu informatif des mesures de la diffraction. La formulation du probleme inverse est reduite au cas bidimensionnel de polarisation transverse magnetique quand on traitera d’une ou de plusieurs regions d’interet. Le memoire est organise comme suit. Tout d’abord, la formulation mathematique du probleme de diffraction inverse est decrite et les principales limitations du modele correspondant sont discutes. De maniere plus detaillee, le chapitre 3 se concentre sur l’exploitation de solutions regularisees et d’approximations utiles permettant de surmonter le caractere mal pose du probleme inverse a resoudre. En sus, tant des techniques de minimisation deterministes qu’heuristiques de minimisation sont presentees. Une analyse rapide des techniques de multi-resolution et d’optimisation de forme disponibles est alors donnee. L’architecture de la strategie proposee est presentee dans les chapitres 4 et 5. Afin d’evaluer la capacite de reconstruction, une validation numerique est conduite a partir de donnees synthetiques (simulees) et de donnees acquises en situation controlee de laboratoire (experimentales) et en considerant des objets qui sont de forme simple aussi bien que complexe
The thesis focuses on the development and the analysis of the integration of a multiscale iterative strategy and a level set representation for the solution of electromagnetic inverse scattering problems. The resulting implementation is aimed at suitably exploiting the available a-priori knowledge about the scenario under test and the information content in the scattering measurements. The mathematical formulation of the inverse scattering problem is reduced to the bidimensional transverse-magnetic case when considering one or multiple regions of interest. The thesis is organized as follows. First of all, the mathematical formulation of the inverse scattering problem is described and the main drawbacks of the corresponding model are discussed. More in detail, chapter 3 focuses on the exploitation of regularized solutions and useful approximations in order to overcome the illposedness characterizing the inverse problem to be solved. Moreover, both deterministic and heuristic minimization techniques are presented. Then, the multi-resolution techniques and the shape optimization approaches are analyzed. The architecture of the proposed strategy is presented in chapters 4 and 5. In order to evaluate the reconstruction capabilities, a numerical validation is performed by considering both synthetic and laboratory-controlled data and targets characterized by simple as well as complex shapes

Ce travail porte sur la fonctionnalisation en volume et/ou en surface et la caractérisation multi-échelle de films minces de chitosane utilisés en ingénierie tissulaire. L’ajout des nanoliposomes à base de lécithine naturelle (végétale ou marine) et un traitement plasma sont employés pour réaliser ces deux fonctionnalisations. De nombreuses analyses des caractéristiques physico-chimiques et « structurales » de films minces ont montré que lorsqu’on ajoute 10 % de nanoliposomes dans les films de chitosane, l’hydrophobicité de la surface s’améliore de 18 à 36 %, ce fait est attribué à la présence de composants polaires. La cristallinité est légèrement augmentée ; à 37 °C, le module d’Young diminue de 6 GPa environ jusqu’à près de 4 GPa ; aucune nouvelle liaison ne se crée entre le chitosane et les nanoliposomes ; une diminution de degré de déacétylation est observée, qui pourrait être associée à la conformation des nanoliposomes ajoutés en volume aux films de chitosane. Le traitement plasma a réussi à modifier la structure de surface du chitosane seul et du chitosane mélangé aux nanoliposomes par greffe de groupements actifs (groupes amine, C-O, COOH, -OH). En revanche, dans notre cas, les liaisons hydrogène entre les groupes polaires créés par le traitement plasma peuvent être éliminées partiellement après un temps donné, ce qui limite l’application du traitement. Ensuite, des études préliminaires sur la biocompatibilité in vitro et la biodégradabilité in vitro sont réalisées pour les films de chitosane et du chitosane mélangé aux nanoliposomes. Les cellules souches mésenchymateuses sont utilisées pour l’étude de la première, et une solution de PBS contenant 10 mg/L de lysozyme pour la seconde. Les propriétés physico-chimiques des films de chitosane mélangé aux nanoliposomes marines, leur faible cytotoxicité aux cellules et leur stabilité dans la solution de PBS contenant du lysozyme leur permettent d’être utilisés comme matrice de support dans le domaine de la médecine régénérative
This work focused on functionalized chitosan thin films in the bulk and/or on the surface by nanoliposomes based on natural lecithin (plant and marine) and plasma treatment. Various techniques were used for physicochemical properties analysis of functionalized thin films. The results showed that by adding the nanoliposomes into the chitosan scaffold, the surface wettability of thin films increased from 18 % to 36 %. The crystallinity degree was slightly improved in blend thin films. Any new bond was determined by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), which confirmed that there is no chemical interaction between the nanoliposomes and chitosan. The Young’s modulus of blend thin films deceased from 6 GPa to 5 GPa. The morphological, nanomechanical properties and adhesion force of each scaffold system determined by Scanning Probe Microscopy (HarmoniXTM mode) showed that the fish nanoliposomes/chitosan thin film had the most similar properties compared to the pure chitosan thin film. The surface of chitosane films and nanoliposomes/chitosane blend films were modified by the plasma treatment. Functional groups (amine groups, C-O, COOH, -OH) are grafted onto the surface enhancing thus the surface energy of the films. But the hydrogen bonds between the polar groups introduced by the treatment can be destroyed after a given time; the author proposed that the functionalization in the bulk by adding of nanoliposomes provided more stable and greater possibility of new materials producing than the functionalization at the surface by plasma treatment for potential tissue engineering application. Then, in vitro biocompatibility preliminary study was carried using human mesenchymal stem cells (hMSCs); and in vitro biodegradability study was tested in the phosphate buffered saline (PBS) mixed with 10 mg/L lysozyme. The films of chitosan functionalized by salmon nanoliposomes showed more interesting as matrix extracellular for regenerative medicine applications because of their physico-chemical properties, low cytotoxicity and the stability inside the PBS and lysozyme solutions

Le béton se présente comme un matériau constitué de granulats, jouant le rôle d'inclusions, enchâssés dans une matrice correspondant à la pâte de ciment hydraté. A l'échelle de la pâte, l'hydratation du ciment génère un milieu multiphasique, constitué d'un squelette solide et de pores remplis ou partiellement remplis d'eau selon leur taille. Le composant principal du squelette solide est le gel de C-S-H, les autres composants étant de nature cristalline. La qualification de gel du composant C-S-H est liée à sa nanostructure dont la schématisation la plus admise consiste en une phase aqueuse adsorbée, en sandwich avec des feuillets solides de nature cristalline. Il est bien admis que la structure du C-S-H est à l'origine de son comportement viscoélastique et donc de celui du béton. Ce comportement viscoélastique peut s'expliquer par un réarrangement de sa nanostructure sous l'effet des contraintes mécaniques appliquées à l'échelle macroscopique. La modélisation macroscopique du fluage du béton ne permet pas d'expliquer la variabilité du fluage d'une formulation de béton à une autre. En effet, les paramètres des modèles macroscopiques ne peuvent être identifiés que par l'analyse de résultats expérimentaux obtenus par des essais réalisés sur des éprouvettes de béton. Ces paramètres ne sont valables que pour une formulation donnée. L'identification de ces paramètres conduit donc à des programmes expérimentaux très coûteux et ne fournit pas suffisamment d'informations sur la sensibilité des paramètres macroscopiques à la variabilité des caractéristiques mécaniques et morphologies des constituants. Dans ce travail, on suppose qu'il existe une échelle microscopique à laquelle les mécanismes moteurs du fluage ne sont pas impactés par la formulation du béton. A cette échelle, celle du C-S-H, les propriétés viscoélastiques peuvent être considérées avoir un caractère intrinsèque. L'influence de la formulation ne concerne alors que les concentrations des différents hydrates. Trois approches, analytiques, semi-analytiques et numériques sont alors proposées pour estimer, par une homogénéisation multi-échelle, les propriétés viscoélastiques macroscopiques du béton à partir des propriétés de ses constituants ainsi qu'à partir de sa microstructure. Ces approches sont basées sur l'extension des schémas d'homogénéisation élastique au cas viscoélastique au moyen du principe de correspondance qui utilise la transformée de Laplace-Carson. Les propriétés effectives sont alors déterminées directement dans l'espace de Carson. Par la suite, celles dans l'espace temporel sont obtenues par la transformée inverse. Les approches proposées apportent des solutions aussi bien dans un cadre général que sous certaines hypothèses restrictives : coefficient de Poisson viscoélastique microscopique ou macroscopique constant, module de compressibilité constant. Sur le plan théorique, deux schémas d'homogénéisation ont été étudiés : le schéma de Mori-Tanaka, basé sur le problème de l'inclusion d'Eshelby, et le schéma auto-cohérente généralisé basé sur la neutralité énergique de l'inclusion. Les résultats obtenus montrent que sous ces hypothèses restrictives, le spectre macroscopique se présente comme une famille de sous ensembles de temps caractéristiques bornés par les temps caractéristiques microscopiques. Par ailleurs, les propriétés thermodynamiques, de croissance monotone et de concavité, des fonctions de retard macroscopiques ne sont préservées par l'homogénéisation que sous certaines conditions de compatibilité des spectres microscopiques. Sur le plan pratique, les méthodes développées ont été appliquées pour construire la complaisance de fluage propre macroscopique du béton en connaissant les données communes de toutes sortes de bétons et celles correspondant à une formulation donnée. Les résultats expérimentaux disponibles sont alors exploités pour analyser le caractère intrinsèque des propriétés viscoélastiques à l'origine du fluage du béton

Miniaturiser les composants impose des changements radicaux pour l'élaboration des dispositifs micro électroniques du futur. Dans ce cadre, les oxydes de grille MOS atteignent des épaisseurs limites qui les rendent perméables aux courants de fuite. Une solution est de remplacer le SiO2 par un matériau de permittivité plus élevée permettant l'utilisation de couches plus épaisses pour des performances comparables. Dans ce travail nous présentons une modélisation multi-échelle de la croissance par couche atomique (ALD) d'HfO2 sur Si permettant de relier la nano-structuration d'une interface au procédé d'élaboration. Nous montrons que la connaissance de processus chimiques élémentaires, via des calculs DFT, permet d'envisager une simulation procédé qui repose sur le développement d'un logiciel de type Monte Carlo Cinétique nommé "HIKAD". Au delà des mécanismes les plus évidents, adsorption, désorption, décomposition et hydrolyse des précurseurs sur la surface, nous introduirons la notion de mécanismes de densification des couches d'oxyde déposées. Ces mécanismes sont l'élément clé permettant de comprendre comment s'effectue la croissance de la couche en termes de couverture. Mais au delà de cet aspect ils nous permettent d'appréhender comment, à partir de réactions de type moléculaire le système évolue vers un matériau massif. Nous discuterons ces divers éléments à la lumière de résultats de caractérisations obtenus récemment sur le plan expérimental du dépôt d'oxydes d'hafnium
Miniaturizing components requires radical changes in the development of future micro electronic devices. In this perspective, the gate dielectric of MOS devices can become so thin as to be made permeable to leakage currents. One solution is to replace SiO2 by a material with a higher permittivity which would allow the use of thicker layers with similar results. My work presents a multi-scale modelling of the growth of HfO2 on Si by atomic layer (ALD), which allows me to link the nano-structuration of an interface with the process of development. I demonstrate that knowing how basic chemical processes work, thanks to DFT calculations, allows considering a process simulation based on the development of a Kinetic Monte Carlo software named "HIKAD. " Going beyond rather obvious mechanisms, I introduce the notion of densification mechanisms of deposited oxide layers. These mechanisms are the key element to understand how the growth of the layer in terms of coverage works. But even beyond that aspect, they allow to study the system's evolution towards a massive material, starting from molecular reactions. I shall discuss all those points in the light of recent experimental characterisation results concerning the deposition of hafnium oxides

Cette thèse est consacrée au développement d’un noyau du logiciel MEMSALab de modélisation parcalcul symbolique qui sera utilisé pour la génération automatique de modèles asymptotiques pourdes matrices de micro et nano-systèmes. Contrairement à des logiciels traditionnels réalisant des simulationsnumériques utilisant des modèles prédéfinis, le principe de fonctionnement de MEMSALabest de construire des modèles asymptotiques qui transforment des équations aux dérivées partiellesen tenant compte de leurs caractéristiques. Une méthode appelée ”par extension-combinaison” pourla modélisation asymptotique, qui permet la construction de modèle de façon incrémentale de sorteque les caractéristiques désirées soient incluses étape par étape est tout d’abord proposé pour lemodèle d’homogénéisation dérivation. Il repose sur une combinaison de méthodes asymptotiquesissues de la théorie des équations aux dérivés partielles et de techniques de réécriture issues del’informatique. Cette méthode concentre sur la dérivation de modèle pour les familles de PDEs aulieu de chacune d’entre elles. Un modèle d’homogénéisation de l’électro thermoélastique équationdéfinie dans un domaine mince multicouche est dérivé par utiliser la méthode mathématique danscette approche. Pour finir, un outil d’optimisation a été développé en combinant SIMBAD, une boite `aoutils logicielle pour l’optimisation et développée en interne, et COMSOL-MATLAB. Il a ´ et ´e appliquépour étudier la conception optimale d’une classe de sondes de microscopie atomique thermique et apermis d’ établir des règles générale pour leurs conception
This thesis is dedicated to develop a kernel of a symbolic asymptotic modeling software packageMEMSALab which will be used for automatic generation of asymptotic models for arrays of micro andnanosystems. Unlike traditional software packages aimed at numerical simulations by using pre-builtmodels, the purpose of MEMSALab is to derive asymptotic models for input equations by taking intoaccount their own features. An approach called ”by extension-combination” for the asymptotic modelingwhich allows an incremental model construction is firstly proposed for the homogenization modelderivation. It relies on a combination of the asymptotic method used in the field of partial differentialequations with term rewriting techniques coming from computer science. This approach focuses onthe model derivation for family of PDEs instead of each of them. An homogenization model of theelectrothermoelastic equation defined in a multi-layered thin domain has been derived by applyingthe mathematical method used in this approach. At last, an optimization tool has been developed bycombining a house-made optimization software package SIMBAD and COMSOL-MATLAB simulationand it has been applied for optimization of a SThM probe

Miniaturiser les composants impose des changements radicaux pour l'élaboration des dispositifs micro électroniques du futur. Dans ce cadre, les oxydes de grille MOS atteignent des épaisseurs limites qui les rendent perméables aux courants de fuite. Une solution est de remplacer le SiO2 par un matériau de permittivité plus élevée permettant l'utilisation de couches plus épaisses pour des performances comparables. Dans ce travail nous présentons une modélisation multi-échelle de la croissance par couche atomique (ALD) d'HfO2 sur Si permettant de relier la nano-structuration d'une interface au procédé d'élaboration. Nous montrons que la connaissance de processus chimiques élémentaires, via des calculs DFT, permet d'envisager une simulation procédé qui repose sur le développement d'un logiciel de type Monte Carlo Cinétique nommé "HIKAD". Au delà des mécanismes les plus évidents, adsorption, désorption, décomposition et hydrolyse des précurseurs sur la surface, nous introduirons la notion de mécanismes de densification des couches d'oxyde déposées. Ces mécanismes sont l'élément clé permettant de comprendre comment s'effectue la croissance de la couche en termes de couverture. Mais au delà de cet aspect ils nous permettent d'appréhender comment, à partir de réactions de type moléculaire le système évolue vers un matériau massif. Nous discuterons ces divers éléments à la lumière de résultats de caractérisations obtenus récemment sur le plan expérimental du dépôt d'oxydes d'hafnium.

Le plissement dans les films minces sur un substrat plus mou a été largement observé dans la nature. Ces phénomènes ont suscité un intérêt considérable au cours de la dernière décennie. L’évolution en post-flambage d’instabilités morphologiques implique souvent de forts effets de non-linéarité géométrique, de grandes rotations, de grands déplacements, de grandes déformations, une dépendance par rapport au chemin de chargement et de multiples brisures de symétrie. En raison de ces difficultés notoires, la plupart des analyses non-linéaires de flambement ont recouru à des approches numériques parce qu’on ne peut obtenir qu’un nombre limité de solutions exactes de manière analytique. Cette thèse propose un cadre général pour étudier le problème de flambage de systèmes film/substrat de manière numérique : de la modélisation 2D ou 3D, d’un point de vue classique ou multiéchelle. L’objectif principal est d’appliquer des méthodes numériques avancées pour des analyses de bifurcations multiples aux divers modèles de film/substrat, en particulier en se concentrant sur l’évolution en post-flambement et la transition du mode à la surface. Les modèles intègrent la Méthode Asymptotique Numérique (MAN) comme une technique robuste de pilotage et des indicateurs de bifurcation qui sont bien adaptés à la MAN pour détecter une séquence de bifurcations multiples ainsi que les modes d’instabilité associés sur leur chemin d’évolution de post-flambement. La MAN donne un accès interactif aux branches d’équilibre semi-analytique, qui offre un avantage considérable en termes de la fiabilité par rapport aux algorithmes itératifs classiques. En outre, une stratégie originale de couplage non-local est développée pour coupler les modèles classiques et les modèles multi-échelles concurremment, où les forces de chaque modèle sont pleinement exploitées, et leurs lacunes surmontées. Une discussion sur la transition entre les différentes échelles est fournie d’une manière générale, qui peut également être considéré comme un guide pour les techniques de couplage impliquant d’autres modèles réduits. A la fin, un cadre général de modélisation macroscopique est développé et deux modèles spécifiques de type Fourier sont dérivés de modèles classiques bien établis, qui permettent de prédire la formation des modes d’instabilités avec beaucoup moins d’éléments et donc de réduire le coût de calcul de manière significative
Surface wrinkles of stiff thin layers attached on soft materials have been widely observed in nature and these phenomena have raised considerable interests over the last decade. The post-buckling evolution of surface morphological instability often involves strong effects of geometrical nonlinearity, large rotation, large displacement, large deformation, loading path dependence and multiple symmetry-breakings. Due to its notorious difficulty, most nonlinear buckling analyses have resorted to numerical approaches since only a limited number of exact analytical solutions can be obtained. This thesis proposes a whole framework to study the film/substrate buckling problem in a numerical way: from 2D to 3D modeling, from classical to multi-scale perspective. The main aim is to apply advanced numerical methods for multiple-bifurcation analyses to various film/substrate models, especially focusing on post-buckling evolution and surface mode transition. The models incorporate Asymptotic Numerical Method (ANM) as a robust path-following technique and bifurcation indicators well adapted to the ANM to detect a sequence of multiple bifurcations and the associated instability modes on their post-buckling evolution path. The ANM gives interactive access to semi-analytical equilibrium branches, which offers considerable advantage of reliability compared with classical iterative algorithms. Besides, an original nonlocal coupling strategy is developed to bridge classical models and multi-scale models concurrently, where the strengths of each model are fully exploited while their shortcomings are accordingly overcome. Discussion on the transition between different scales is provided in a general way, which can also be seen as a guide for coupling techniques involving other reduced-order models. Lastly, a general macroscopic modeling framework is developed and two specific Fourier-related models are derived from the well-established classical models, which can predict the pattern formation with much fewer elements so as to significantly reduce the computational cost