Ce travail de thèse traite de la modélisation et la simulation des systèmes complexes et s’inscrit dans la thématique du contrôle et la gestion des ressources en eau. Nous proposons une approche originale basée sur les modèles de Boltzmann sur réseau pour représenter les écoulements au sein des canaux d’irrigation, habituellement décrits par les équations non linéaires de Saint-Venant. Nous avons adapté un modèle bi-fluide et étudié les conditions aux bords qui permettent de reproduire la géométrie d’un canal à surface libre. Des méthodes de détermination des grandeurs hydrauliques d’intérêt ont été développées. Nous nous sommes intéressés au comportement des vannes de fond en régime noyé, et nous démontrons que le modèle permet de décrire celui-ci spontanément dans différentes situations de fonctionnement. Des validations ont été effectuées par le biais d’une comparaison avec des expérimentations menées sur un micro-canal expérimental. Nous avons également introduit dans le modèle des phénomènes de sédimentation et étudié l’influence de la présence d’un dépôt de sédiments sur l’écoulement. Là aussi, les résultats de simulation et d’expérimentation convergent.

Nous étudions dans cette thèse, composée de deux parties, la modélisation des écoulements en eaux peu profondes par la méthode de Boltzmann sur réseau et l'analyse des propriétés de commandabilité et d'observabilité des modèles obtenus. Dans la première partie, nous nous consacrons d'abord à la modélisation par la méthode de Boltzmann sur réseau des équations de Saint-Venant. En utilisant une linéarisation autour d'un profil d'équilibre, une représentation sous forme d'état des modèles de Boltzmann sur réseau est définie. Cette représentation incorpore les termes de force, et permet une définition complète des entrées (commandes) et des sorties (mesures). Nous représentons ensuite les phénomènes de sédimentation dans les écoulements en eaux peu profondes avec la méthode de Boltzmann sur réseau. Ce modèle défini en une dimension est validé numériquement en le comparant avec un modèle de volumes finis qui résout les équations de Saint-Venant-Exner. Le modèle LB défini est moins gourmand en temps de calcul et plus facile à manipuler que les modèles traditionnels. Dans la deuxième partie, nous traitons de l'analyse des propriétés de commandabilit é et d'observabilité des modèles LB obtenus. La première analyse est faite sur les critères algébriques de Kalmann et permet d'établir la non conservation des propriétés de commandabilité et d'observabilité lorsque l'ordre de réduction du système est augmenté. Une analyse plus approfondie basée sur la détermination les grammiens de commandabilit é et d'observabilité montre également que le constat reste valide pour les méthodes de discrétisation classique. La résolution des grammiens est faite avec des méthodes particulièrement adaptées aux structures creuses et de grande dimension que sont les matrices de la dynamique, de commande et/ou d'observation des modèles LB. Enfin, nous établissons que pour une commande aux frontières classique des canaux d'irrigation en débit et hauteur, la famille de systèmes des modèles LB d'ordre réduit n'est pas uniformément commandable alors qu'avec l'utilisation des variables de scattering comme variables de commande, cette famille devient uniformément commandable.

LA METHODE DES ELEMENTS FINIS A CONNU DEPUIS QUELQUES DIZAINES D'ANNEES UN ESSOR REMARQUABLE A CAUSE DE L'ACCROISSEMENT DE LA CAPACITE DES ORDINATEURS. TOUT D'ABORD CONFINEE A LA MECANIQUE DES STRUCTURES, LA METHODE DES ELEMENTS FINIS A ETE APPLIQUEE AVEC SUCCES A LA MECANIQUE DES FLUIDES ET PLUS PARTICULIEREMENT A L'HYDRODYNAMIQUE OU ELLE TROUVE UN TERRAIN D'APPLICATION REMARQUABLE A CAUSE DE LA DESCRIPTION DU MILIEU PHYSIQUE AUX FRONTIERES ET A LA BATHYMETRIE SOUVENT COMPLEXES. LE PRESENT TRAVAIL S'INSCRIT DANS CETTE PERSPECTIVE ET PRESENTE TOUT D'ABORD LES MODELES GENERAUX TRIDIMENSIONNELS DE TYPE NAVIER-STOKES AINSI QUE LA DERIVATION DES MODELES BIDIMENSIONNELS HORIZONTAUX ASSOCIES DE TYPE SAINT-VENANT. POUR CE DERNIER SYSTEME D'EQUATIONS INSTATIONNAIRES, NON LINEAIRES, PLUSIEURS METHODES DE RESOLUTION ONT ETE EXAMINEES, MISES EN UVRE ET TESTEES. EN ASSOCIATION AVEC CES STRATEGIES DE RESOLUTION, UNE SERIE D'ELEMENTS TRIANGULAIRES TRES SIMPLES A ETE TESTEE POUR SELECTIONNER LES ELEMENTS LES PLUS INTERESSANTS POUR UNE MISE EN UVRE OPTIMALE DANS LE CONTEXTE DE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. UNE SERIE D'EXEMPLES STATIONNAIRES ET INSTATIONNAIRES PERMET DE PRESENTER LEURS PERFORMANCES ET LEUR APPLICABILITE DANS UNE UTILISATION CONCRETE; L'ETUDE DE LA PROPAGATION DE LA MAREE DANS LA MANCHE FOURNIT, A CET EGARD, UNE BONNE ILLUSTRATION. ENFIN, LA MODELISATION DE LA PROPAGATION DES ECOULEMENTS DANS DES DOMAINES AVEC FRONTIERE MOBILE A ETE DUMENT ETUDIEE. CERTAINS ASPECTS AUSSI BIEN PHYSIQUES QUE MATHEMATIQUES DU PHENOMENE SONT RAPPELES. UNE DEMARCHE ALGORITHMIQUE EST PROPOSEE, ET VALIDEE SUR DES CAS COMPORTEMENTAUX

This didactic book presents the main elements of acoustics, aeroacoustics and vibrations. Illustrated with numerous concrete examples linked to solid and fluid continua, Acoustics, Aeroacoustics and Vibrations proposes a selection of applications encountered in the three fields, whether in room acoustics, transport, energy production systems or environmental problems. Theoretical approaches enable us to analyze the different processes in play. Typical results, mostly from numerical simulations, are used to illustrate the main phenomena (fluid acoustics, radiation, diffraction, vibroacoustics, etc.).

This volume presents a catalogue of over 2000 doctoral theses by Africans in all fields of mathematics, including applied mathematics, mathematics education and history of mathematics. The introduction contains information about distribution by country, institutions, period, and by gender, about mathematical density, and mobility of mathematicians. Several appendices are included (female doctorate holders, doctorates in mathematics education, doctorates awarded by African universities to non-Africans, doctoral theses by non-Africans about mathematics in Africa, activities of African mathematicians at the service of their communities). Paulus Gerdes compiled the information in his capacity of Chairman of the African Mathematical Union Commission for the History of Mathematics in Africa (AMUCHMA). The book contains a preface by Mohamed Hassan, President of the African Academy of Sciences (AAS) and Executive Director of the Academy of Sciences for the Developing World (TWAS). (383 pp.)

In this book, leading scientists in the fields of sensory biology, neuroscience, physics and engineering explore the basic operational principles and behavioral uses of flow sensing in animals and how they might be applied to engineering applications such as autonomous control of underwater or aerial vehicles. Although humans possess no flow-sensing abilities, countless aquatic (e.g. fish, cephalopods and seals), terrestrial (e.g. crickets and spiders) and aerial (e.g. bats) animals have flow sensing abilities that underlie remarkable behavioral feats. These include the ability to follow silent hydrodynamic trails long after the trailblazer has left the scene, to form hydrodynamic images of their environment in total darkness, and to swim or fly efficiently and effortlessly in the face of destabilizing currents and winds.