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Cristaux phononiques hypersoniques accordables à base de matériaux hybrides (organique/inorganique)
Cristaux phononiques hypersoniques accordables à base de matériaux hybrides (organique/inorganique)


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Un cristal phononique est un arrangement périodique de matériaux dont les propriétés élastiques différent selon une, deux ou trois dimensions, conduisant à la formation de bandes interdites omnidirectionnelles. Ces matériaux artificiels présentent des propriétés physiques nouvelles comme la réfraction négative ou les isolants topologiques et concernent différents domaines de la physique comme l’acoustique, l’optomécanique, la thermique… Leur réalisation à l’échelle submicronique permet de placer ces propriétés dans la gamme hypersonique. Le travail présenté dans cette thèse porte sur l’étude théorique et numérique de la propagation des ondes élastiques dans des cristaux phononiques hypersoniques à base de matériaux hybrides en relation étroite avec des expériences de diffusion de la lumière, effectuées au Max Planck de Mainz. Les principales quantités étudiées sont les courbes de dispersion, les champs de déplacement élastique et le spectre de diffusion de la lumière. Les chapitres successifs abordent les cas de rainures à haut facteur d’aspect déposés sur un substrat, ainsi que ceux de cristaux structurés à 1D et 2D. Au-delà de la compréhension des structures de bandes dans ces matériaux, la comparaison avec les résultats expérimentaux permet de discuter et de caractériser les propriétés physiques des matériaux constituants et aussi de leur évolution vis à vis du vieillissement et des techniques de fabrication. Enfin, un dernier chapitre est consacré au développement d’une méthodologie numérique nouvelle pour le calcul des spectres Brillouin, avec des retombées potentielles dans les calculs optomécaniques.
A phononic crystal is a periodic arrangement of materials whose elastic properties differ in one, two or three dimensions, leading to the formation of omnidirectional forbidden bands. These artificial materials present new physical properties such as negative refraction or topological insulators and concern different areas of physics such as acoustics, optomechanics, thermal management... Their realization on the submicron scale allows to place these properties in the hypersonic range. The work presented in this thesis deals with the theoretical and numerical study of the propagation of elastic waves in hypersonic phononic crystals based on hybrid materials closely related to light scattering experiments at Max Planck in Mainz. The main quantities studied are the dispersion curves, the elastic displacement fields and the scattering spectrum of the light. Successive chapters deal with cases of high aspect ratio grooves deposited on a substrate, as well as those of 1D and 2D structured crystals. Beyond the understanding of the band structures in these materials, the comparison with the experimental results makes it possible to discuss and characterize the physical properties of the constituent materials and also their evolution with respect to aging and manufacturing techniques. Finally, a final chapter is devoted to the development of a new numerical methodology for calculating Brillouin spectra, with potential spin-offs in optomechanical calculations.
Un cristal phononique est un arrangement périodique de matériaux dont les propriétés élastiques différent selon une, deux ou trois dimensions, conduisant à la formation de bandes interdites omnidirectionnelles. Ces matériaux artificiels présentent des propriétés physiques nouvelles comme la réfraction négative ou les isolants topologiques et concernent différents domaines de la physique comme l’acoustique, l’optomécanique, la thermique… Leur réalisation à l’échelle submicronique permet de placer ces propriétés dans la gamme hypersonique. Le travail présenté dans cette thèse porte sur l’étude théorique et numérique de la propagation des ondes élastiques dans des cristaux phononiques hypersoniques à base de matériaux hybrides en relation étroite avec des expériences de diffusion de la lumière, effectuées au Max Planck de Mainz. Les principales quantités étudiées sont les courbes de dispersion, les champs de déplacement élastique et le spectre de diffusion de la lumière. Les chapitres successifs abordent les cas de rainures à haut facteur d’aspect déposés sur un substrat, ainsi que ceux de cristaux structurés à 1D et 2D. Au-delà de la compréhension des structures de bandes dans ces matériaux, la comparaison avec les résultats expérimentaux permet de discuter et de caractériser les propriétés physiques des matériaux constituants et aussi de leur évolution vis à vis du vieillissement et des techniques de fabrication. Enfin, un dernier chapitre est consacré au développement d’une méthodologie numérique nouvelle pour le calcul des spectres Brillouin, avec des retombées potentielles dans les calculs optomécaniques.
A phononic crystal is a periodic arrangement of materials whose elastic properties differ in one, two or three dimensions, leading to the formation of omnidirectional forbidden bands. These artificial materials present new physical properties such as negative refraction or topological insulators and concern different areas of physics such as acoustics, optomechanics, thermal management... Their realization on the submicron scale allows to place these properties in the hypersonic range. The work presented in this thesis deals with the theoretical and numerical study of the propagation of elastic waves in hypersonic phononic crystals based on hybrid materials closely related to light scattering experiments at Max Planck in Mainz. The main quantities studied are the dispersion curves, the elastic displacement fields and the scattering spectrum of the light. Successive chapters deal with cases of high aspect ratio grooves deposited on a substrate, as well as those of 1D and 2D structured crystals. Beyond the understanding of the band structures in these materials, the comparison with the experimental results makes it possible to discuss and characterize the physical properties of the constituent materials and also their evolution with respect to aging and manufacturing techniques. Finally, a final chapter is devoted to the development of a new numerical methodology for calculating Brillouin spectra, with potential spin-offs in optomechanical calculations.
15-01-2019
15-01-2019
Thèse
Thèse

Bilan d’énergie au contact et contribution de la thermomécanique sur la dynamique d’interaction aube - revêtement abradable de turboréacteur aéronautique
Bilan d’énergie au contact et contribution de la thermomécanique sur la dynamique d’interaction aube - revêtement abradable de turboréacteur aéronautique


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La problématique abordée est celle des interactions aube-carter, ce dernier étant revêtu d’un matériau abradable, dans les turboréacteurs aéronautiques. Sous certaines conditions, ces interactions peuvent conduire à une réponse dynamique divergente des aubes. Si le comportement dynamique de la structure joue un rôle essentiel, l’usure des matériaux et les échauffements semblent nécessaires pour entretenir un mouvement vibratoire menant à la ruine des aubes. Ces travaux s’inscrivent dans ce contexte multi-physique avec comme objectif l’explication des causes de divergences des aubes en intégrant les aspects thermomécaniques induits par frottement. Le travail comporte 2 parties distinctes. D'une part, l’écriture d’un bilan d’énergie lors d’une interaction maitrisée sur un banc expérimental, couplé à une modélisation pour l'identification des flux. Ces travaux délivrent une répartition de l’énergie en fonction des mécanismes d’interaction activés. D'autre part, une modélisation numérique thermomécanique/dynamique des interactions, intégrant la complexité du problème : échelles de temps différentes entre les phénomènes dynamiques et thermomécaniques, génération et partage de flux à l’interface, modélisation du contact, effet de l’usure et conditions aux limites complexes. Plusieurs situations divergentes sont étudiées sur la base de comparaisons avec des résultats expérimentaux disponibles sur compresseur. Il est montré un rôle secondaire ou prépondérant des aspects thermomécaniques selon les conditions initiales. La compétition des phénomènes au contact (dilatations, usure, etc.) est un point clairement démontré et dont certains aspects sont ouverts aux perspectives.
This thesis adresses the industrial problem of blade-tip / abradable coating interaction in aircraft engine leading to divergent dynamic response of blades. Even if it is well known that the dynamic behavior of the structure plays a key role on the divergence, wear and heating seem necessary to amplify vibratory motion leading to blade damage. In this multi-physic context the aim of this work is to provide explanations on the origins of the divergence by introducing thermomechanical phenomena. The work is divided in 2 parts. First, an energy balance at the rubbing contact is established through experimental analysis of interactions on a simplified test rig, coupled with inverse simulation models for heat flows estimation. The proposed method highlights different energy partitions between the blade and the abradable coating depending of the activation of different wear mechanisms. On the other hand, a thermomecanical strategy is developed for the simulation of blade-abradable rubbing events taking account of specific issues : different time scales between thermal and mechanical phenomena, generation and partition of heat flows at the interface, contact resolution, wear effects, thermal expansion and complex boundary conditions. Several divergent cases are investigated on the basis of comparison with experimental results available on compressor. It is shown that thermomechanical effects are sometimes overriding or conversely relegated to a more distant role, depending on the initial conditions of interaction. The competition of phenomena acting upon contact (thermal expansions, wear, etc.) is clearly demonstrated and certain aspects remain open to perspectives.
La problématique abordée est celle des interactions aube-carter, ce dernier étant revêtu d’un matériau abradable, dans les turboréacteurs aéronautiques. Sous certaines conditions, ces interactions peuvent conduire à une réponse dynamique divergente des aubes. Si le comportement dynamique de la structure joue un rôle essentiel, l’usure des matériaux et les échauffements semblent nécessaires pour entretenir un mouvement vibratoire menant à la ruine des aubes. Ces travaux s’inscrivent dans ce contexte multi-physique avec comme objectif l’explication des causes de divergences des aubes en intégrant les aspects thermomécaniques induits par frottement. Le travail comporte 2 parties distinctes. D'une part, l’écriture d’un bilan d’énergie lors d’une interaction maitrisée sur un banc expérimental, couplé à une modélisation pour l'identification des flux. Ces travaux délivrent une répartition de l’énergie en fonction des mécanismes d’interaction activés. D'autre part, une modélisation numérique thermomécanique/dynamique des interactions, intégrant la complexité du problème : échelles de temps différentes entre les phénomènes dynamiques et thermomécaniques, génération et partage de flux à l’interface, modélisation du contact, effet de l’usure et conditions aux limites complexes. Plusieurs situations divergentes sont étudiées sur la base de comparaisons avec des résultats expérimentaux disponibles sur compresseur. Il est montré un rôle secondaire ou prépondérant des aspects thermomécaniques selon les conditions initiales. La compétition des phénomènes au contact (dilatations, usure, etc.) est un point clairement démontré et dont certains aspects sont ouverts aux perspectives.
This thesis adresses the industrial problem of blade-tip / abradable coating interaction in aircraft engine leading to divergent dynamic response of blades. Even if it is well known that the dynamic behavior of the structure plays a key role on the divergence, wear and heating seem necessary to amplify vibratory motion leading to blade damage. In this multi-physic context the aim of this work is to provide explanations on the origins of the divergence by introducing thermomechanical phenomena. The work is divided in 2 parts. First, an energy balance at the rubbing contact is established through experimental analysis of interactions on a simplified test rig, coupled with inverse simulation models for heat flows estimation. The proposed method highlights different energy partitions between the blade and the abradable coating depending of the activation of different wear mechanisms. On the other hand, a thermomecanical strategy is developed for the simulation of blade-abradable rubbing events taking account of specific issues : different time scales between thermal and mechanical phenomena, generation and partition of heat flows at the interface, contact resolution, wear effects, thermal expansion and complex boundary conditions. Several divergent cases are investigated on the basis of comparison with experimental results available on compressor. It is shown that thermomechanical effects are sometimes overriding or conversely relegated to a more distant role, depending on the initial conditions of interaction. The competition of phenomena acting upon contact (thermal expansions, wear, etc.) is clearly demonstrated and certain aspects remain open to perspectives.
15-01-2019
15-01-2019
Thèse
Thèse
L’imagerie temporelle, aussi bien que l’imagerie spatiale, peut être formulée sur la base de deux concepts fondamentaux : i) – systèmes linéaires, et ii) analyse de Fourier. Le premier but de cette thèse est de développer une technique d’algèbre des opérateurs linéaires pour traiter des systèmes d’imagerie temporelle. Cette technique nous permet de décomposer n’importe quel système d’imagerie dans une combinaison de quelques éléments simples. Le but principal de la thèse est d’explorer les possibilités d’imagerie temporelle dans le domaine quantique, c’est-à-dire pour la lumière non classique. En effet, malgré de nombreuses applications de l’imagerie temporelle pour la lumière classique, le domaine d’optique quantique est pratiquement non exploré. Ici nous traitons des deux sujets principaux. Premièrement, nous appliquons une lentille temporelle sur la base d’un mélange à quatre ondes pour la manipulation de la lumière non classique - la lumière comprimée multifréquences. Nous formulons les conditions nécessaires pour le système d’imagerie afin de préserver les propriétés non classiques, dit "squeezing", à la sortie du système. Nous proposons également un nouveau schéma de la lentille temporelle sur la base d’un mélange à quatre ondes de type Bragg contra-propageant. Nous démontrons que ce schéma possède des performances supérieures par rapport aux autres schémas tels que le schéma co-propageant et le schéma de la sommation des fréquences. Deuxièmement, nous utilisons la fonction de réponse du schéma d’imagerie temporelle afin d’étudier la résolution et le champ de vision pour l’imagerie quantique temporelle. Nous formulons des restrictions sur le schéma d’imagerie pour manipuler la lumière non classique par rapport à la manipulation de la lumière classique.
Temporal imaging, like its spatial counterpart, can be formulated in terms of two concepts: i) - linear system, and ii) Fourier analysis. The first aim of this thesis is to show this nature of quantum temporal imaging by the operator algebra that we developed. This formalism allows treating a variety of quantum temporal imaging systems as combinations of a few basic operations.The main goal of this thesis is to explore the application of temporal imaging in the quantum domain. In fact, despite the variety of classical temporal imaging applications, for example, in ultrafast signal processing, applying temporal imaging to manipulate non-classical light is not yet developed. Two main topics are addressed in the thesis. Firstly, we apply the existing four-wave mixing time lens to manipulation of non-classical light such as broadband squeezed light, and formulate the conditions for preservation of squeezing at the output of the scheme. We also propose a new time lens based on counter-propagating Bragg-scattering and show that it has better performance than a time lens based on the co-propagating Bragg-scattering and the sum-frequency generation. Secondly, we use the impulse response function of the imaging system and evaluate the resolution of various schemes for quantum temporal imaging. We also investigate the restrictions of quantum temporal imaging on the resolution and the field of view as compared with similar characteristics for classical temporal imaging.
L’imagerie temporelle, aussi bien que l’imagerie spatiale, peut être formulée sur la base de deux concepts fondamentaux : i) – systèmes linéaires, et ii) analyse de Fourier. Le premier but de cette thèse est de développer une technique d’algèbre des opérateurs linéaires pour traiter des systèmes d’imagerie temporelle. Cette technique nous permet de décomposer n’importe quel système d’imagerie dans une combinaison de quelques éléments simples. Le but principal de la thèse est d’explorer les possibilités d’imagerie temporelle dans le domaine quantique, c’est-à-dire pour la lumière non classique. En effet, malgré de nombreuses applications de l’imagerie temporelle pour la lumière classique, le domaine d’optique quantique est pratiquement non exploré. Ici nous traitons des deux sujets principaux. Premièrement, nous appliquons une lentille temporelle sur la base d’un mélange à quatre ondes pour la manipulation de la lumière non classique - la lumière comprimée multifréquences. Nous formulons les conditions nécessaires pour le système d’imagerie afin de préserver les propriétés non classiques, dit "squeezing", à la sortie du système. Nous proposons également un nouveau schéma de la lentille temporelle sur la base d’un mélange à quatre ondes de type Bragg contra-propageant. Nous démontrons que ce schéma possède des performances supérieures par rapport aux autres schémas tels que le schéma co-propageant et le schéma de la sommation des fréquences. Deuxièmement, nous utilisons la fonction de réponse du schéma d’imagerie temporelle afin d’étudier la résolution et le champ de vision pour l’imagerie quantique temporelle. Nous formulons des restrictions sur le schéma d’imagerie pour manipuler la lumière non classique par rapport à la manipulation de la lumière classique.
Temporal imaging, like its spatial counterpart, can be formulated in terms of two concepts: i) - linear system, and ii) Fourier analysis. The first aim of this thesis is to show this nature of quantum temporal imaging by the operator algebra that we developed. This formalism allows treating a variety of quantum temporal imaging systems as combinations of a few basic operations.The main goal of this thesis is to explore the application of temporal imaging in the quantum domain. In fact, despite the variety of classical temporal imaging applications, for example, in ultrafast signal processing, applying temporal imaging to manipulate non-classical light is not yet developed. Two main topics are addressed in the thesis. Firstly, we apply the existing four-wave mixing time lens to manipulation of non-classical light such as broadband squeezed light, and formulate the conditions for preservation of squeezing at the output of the scheme. We also propose a new time lens based on counter-propagating Bragg-scattering and show that it has better performance than a time lens based on the co-propagating Bragg-scattering and the sum-frequency generation. Secondly, we use the impulse response function of the imaging system and evaluate the resolution of various schemes for quantum temporal imaging. We also investigate the restrictions of quantum temporal imaging on the resolution and the field of view as compared with similar characteristics for classical temporal imaging.
11-01-2019
11-01-2019
Thèse
Thèse

Quality assurance in higher education institutions : contingent assessment system
Quality assurance in higher education institutions : contingent assessment system


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L’assurance qualité dans les institutions d’enseignement supérieur (IES), les facteurs qui impactent et transforment les rôles des IES, les différentes dimensions et variables intervenant dans l’évaluation de la qualité dans les IES, ainsi qu’un système d’évaluation contextuelle, sont discutés, discuté, et analysés. La structure de l’enseignement supérieur au Liban et des données sur cette structure sont aussi présentées, traitées et analysées. Pour évaluer la qualité dans les IES au Liban, un modèle/gabarit est proposé. Six domaines de dimensions de la qualité ont été considérés. Dans chaque domaine, des standards, critères, et indicateurs ont été développés et un coefficient a été affecté à chaque indicateur. Une échelle de qualité est établie. Le jugement est basé sur une évaluation quantitative par des notes; les notes sont justifiées par des observations et vérifications sur le terrain. Ce modèle/gabarit, est testé dans une université privée au Liban. Des scores dans chaque domaine, un score moyen pour chaque domaine et un score général pour l’université sont déterminés. Les résultats d’évaluation montrent des points forts et des points nécessitant des améliorations. Le modèle/gabarit proposé, est un outil pratique pour l’évaluation des IES, en particulier pour les "jeunes" IES qui cherchent à évaluer le niveau de qualité de leurs divers composants. Il peut être aussi considéré comme une étape d’évaluation nationale qui précède une accréditation par une agence internationale.
The thesis discusses quality assurance in higher education institutions and the contingent quality assessment systems, and deliberates on the different factors that have impacted the higher education system and transformed the role of its institutions. The researcher then presents and discusses the different dimensions and variables that are interwoven into the quality assessment of these institutions. The Lebanese higher education structure is also discussed and analyzed. To assess quality issue in higher education institutions operating in Lebanon, a template/model is proposed. Six areas of quality dimensions are considered. Standards, criteria, and indicators are developed for each of these areas, and different coefficients are affected by indicators. A quality scale is established; the judgment is based on qualitative and quantitative evaluation justified by on-site observation and proofs. The template/model is tested in a Lebanese private university. The assessment has led to the determination of scores within each area, an average score for each area and for the university as a whole. The results of this assessment have reflected many strong and weak aspects of said university. The proposed template/model could be considered a practical assessment tool of higher education institutions, particularly for the ‘young’ institutions of higher education to evaluate the quality level of their different components. It could also be considered a national assessment step that precedes the acquisition of the international accreditation.
L’assurance qualité dans les institutions d’enseignement supérieur (IES), les facteurs qui impactent et transforment les rôles des IES, les différentes dimensions et variables intervenant dans l’évaluation de la qualité dans les IES, ainsi qu’un système d’évaluation contextuelle, sont discutés, discuté, et analysés. La structure de l’enseignement supérieur au Liban et des données sur cette structure sont aussi présentées, traitées et analysées. Pour évaluer la qualité dans les IES au Liban, un modèle/gabarit est proposé. Six domaines de dimensions de la qualité ont été considérés. Dans chaque domaine, des standards, critères, et indicateurs ont été développés et un coefficient a été affecté à chaque indicateur. Une échelle de qualité est établie. Le jugement est basé sur une évaluation quantitative par des notes; les notes sont justifiées par des observations et vérifications sur le terrain. Ce modèle/gabarit, est testé dans une université privée au Liban. Des scores dans chaque domaine, un score moyen pour chaque domaine et un score général pour l’université sont déterminés. Les résultats d’évaluation montrent des points forts et des points nécessitant des améliorations. Le modèle/gabarit proposé, est un outil pratique pour l’évaluation des IES, en particulier pour les "jeunes" IES qui cherchent à évaluer le niveau de qualité de leurs divers composants. Il peut être aussi considéré comme une étape d’évaluation nationale qui précède une accréditation par une agence internationale.
The thesis discusses quality assurance in higher education institutions and the contingent quality assessment systems, and deliberates on the different factors that have impacted the higher education system and transformed the role of its institutions. The researcher then presents and discusses the different dimensions and variables that are interwoven into the quality assessment of these institutions. The Lebanese higher education structure is also discussed and analyzed. To assess quality issue in higher education institutions operating in Lebanon, a template/model is proposed. Six areas of quality dimensions are considered. Standards, criteria, and indicators are developed for each of these areas, and different coefficients are affected by indicators. A quality scale is established; the judgment is based on qualitative and quantitative evaluation justified by on-site observation and proofs. The template/model is tested in a Lebanese private university. The assessment has led to the determination of scores within each area, an average score for each area and for the university as a whole. The results of this assessment have reflected many strong and weak aspects of said university. The proposed template/model could be considered a practical assessment tool of higher education institutions, particularly for the ‘young’ institutions of higher education to evaluate the quality level of their different components. It could also be considered a national assessment step that precedes the acquisition of the international accreditation.
11-01-2019
11-01-2019
Thèse
Thèse

Évaluation environnementale des sédiments de dragage et de curage dans la perspective de leur valorisation dans le domaine du génie civil
Évaluation environnementale des sédiments de dragage et de curage dans la perspective de leur valorisation dans le domaine du génie civil


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La gestion et la valorisation des sédiments de dragage et de curage non-immergeables constituent des enjeux scientifiques et industriels majeurs auxquels la chaire industrielle de recherche " Économie Circulaire des Sédiments : EcoSed ", lancée en 2014 par l’IMT Lille Douai, vise à répondre à travers une approche pluridisciplinaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse de doctorat s’inscrivent dans un contexte de recherche partenariale associant des producteurs de sédiments et des industriels. Ces travaux visent plus particulièrement (i) la mise en place d’une méthodologie de caractérisation de l’écotoxicité intrinsèque des sédiments dans la perspective de leur intégration dans les filières de valorisation ; (ii) l’application de la méthodologie multi-échelle de la démarche nationale "SEDIMATERIAUX" pour la démonstration de l’innocuité environnementale d’un sédiment marin utilisé dans un scénario de valorisation en voirie légère ; et (iii) la comparaison de la méthodologie nationale sur l’acceptabilité environnementale des matériaux alternatifs en technique routière avec celle proposée dans le cadre réglementaire européen sur les produits de construction. Ces travaux ont permis de proposer un protocole de préparation des matrices sédimentaires et une batterie de bioessais sensibles. L’évaluation environnementale des sédiments marins utilisés dans les différents scénarios de valorisation en génie civil (bétons pour voiries légères, assises routières, bétons compactés routiers) a permis de valider l’innocuité de ces matériaux et de mettre en évidence la bonne stabilisation des éléments traces métalliques et métalloïdes au sein de leur microstructure.
The management and beneficial reuse of non-immersible dredged sediments are major scientific and industrial issues. The industrial research chair " Circular Economy of Sediments: EcoSed ", launched in 2014 by IMT Lille Douai, aims at answering these issues through a multidisciplinary approach. As part of this Doctoral Thesis, investigations were carried out under a partnership research context by combining sediment managers and industrial partners. More specifically, this work aims at (i) to set up a methodological approach to measuring the intrinsic eco-toxicity of sediments prior to their beneficial reuse; (ii) to implement the multi-scale national approach “SEDIMATERIAUX” to check the environmental safety of marine dredged sediment used as aggregates in road concretes; (iii) to compare the national approach on the reuse of alternative materials in road engineering with the European framework developed for environmental assessment of construction products. The results of this work allowed to propose a preparation protocol for the sediment matrix and a sensitive battery of bioassays. Environmental assessment of marine sediments reuse in the field of civil engineering (road concrete, roadbed, roller compacted concrete) allowed validating the environmental safety of these materials and to highlight the achievement of the good trace elements stabilization through their microstructure.
La gestion et la valorisation des sédiments de dragage et de curage non-immergeables constituent des enjeux scientifiques et industriels majeurs auxquels la chaire industrielle de recherche " Économie Circulaire des Sédiments : EcoSed ", lancée en 2014 par l’IMT Lille Douai, vise à répondre à travers une approche pluridisciplinaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse de doctorat s’inscrivent dans un contexte de recherche partenariale associant des producteurs de sédiments et des industriels. Ces travaux visent plus particulièrement (i) la mise en place d’une méthodologie de caractérisation de l’écotoxicité intrinsèque des sédiments dans la perspective de leur intégration dans les filières de valorisation ; (ii) l’application de la méthodologie multi-échelle de la démarche nationale "SEDIMATERIAUX" pour la démonstration de l’innocuité environnementale d’un sédiment marin utilisé dans un scénario de valorisation en voirie légère ; et (iii) la comparaison de la méthodologie nationale sur l’acceptabilité environnementale des matériaux alternatifs en technique routière avec celle proposée dans le cadre réglementaire européen sur les produits de construction. Ces travaux ont permis de proposer un protocole de préparation des matrices sédimentaires et une batterie de bioessais sensibles. L’évaluation environnementale des sédiments marins utilisés dans les différents scénarios de valorisation en génie civil (bétons pour voiries légères, assises routières, bétons compactés routiers) a permis de valider l’innocuité de ces matériaux et de mettre en évidence la bonne stabilisation des éléments traces métalliques et métalloïdes au sein de leur microstructure.
The management and beneficial reuse of non-immersible dredged sediments are major scientific and industrial issues. The industrial research chair " Circular Economy of Sediments: EcoSed ", launched in 2014 by IMT Lille Douai, aims at answering these issues through a multidisciplinary approach. As part of this Doctoral Thesis, investigations were carried out under a partnership research context by combining sediment managers and industrial partners. More specifically, this work aims at (i) to set up a methodological approach to measuring the intrinsic eco-toxicity of sediments prior to their beneficial reuse; (ii) to implement the multi-scale national approach “SEDIMATERIAUX” to check the environmental safety of marine dredged sediment used as aggregates in road concretes; (iii) to compare the national approach on the reuse of alternative materials in road engineering with the European framework developed for environmental assessment of construction products. The results of this work allowed to propose a preparation protocol for the sediment matrix and a sensitive battery of bioassays. Environmental assessment of marine sediments reuse in the field of civil engineering (road concrete, roadbed, roller compacted concrete) allowed validating the environmental safety of these materials and to highlight the achievement of the good trace elements stabilization through their microstructure.
10-01-2019
10-01-2019
Thèse
Thèse

Etude spectroscopique de la réaction de vulcanisation et du vieillissement thermique de matériaux caoutchoutiques
Etude spectroscopique de la réaction de vulcanisation et du vieillissement thermique de matériaux caoutchoutiques


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Comprendre le vieillissement des caoutchoucs afin de le ralentir est un challenge industriel. Pour répondre à cette problématique, la caractérisation du matériau à chaque étape de sa préparation est primordiale. En effet la vulcanisation au soufre est largement utilisée dans l’industrie alors que les mécanismes réactionnels et la structure des matériaux formés restent encore hypothétiques et controversés. La connaissance de ces mécanismes permettrait une amélioration de leur durée de vie. Pour cela nous avons utilisé des techniques innovantes comme l’Analyse Directe en Temps Réel couplée à la spectrométrie de masse (DART-MS) et la Résonance Paramagnétique Electronique (RPE). Une analyse par spectroscopie RPE et DART-MS est effectuée sur chaque additif et mélange (gomme et additifs) à différentes étapes de leur préparation (brut, cru et vulcanisé) pour constituer une base de données. Le cœur de la thèse est l’étude menée par RPE sur la réaction de vulcanisation et sur le vieillissement accéléré des matériaux afin d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes radicalaires proposés dans la littérature. La vulcanisation est étudiée en comparant l’étude ex-situ consistant à analyser le matériau ayant subi la vulcanisation au sein du rhéomètre et l’étude in situ qui consiste à mimer cette réaction au sein du spectromètre RPE pour une étude en temps réelle. Les analyses par RPE montrent la présence d’espèces paramagnétiques de différentes natures (organique et métallique) évoluant au cours de la réaction de vulcanisation et de vieillissement. La spectroscopie RPE montre clairement son intérêt dans l’étude de la réaction de vulcanisation et le suivi du vieillissement.
Understanding the rubber materials’ aging is a challenge in the world of industry. To respond at this problematic, the characterization of the material at each stage of its preparation is essential. Actually, sulfur vulcanization is often used in industry while the reaction’s mechanisms and the structure of the materials formed are still hypothetical and controversial. Knowledge of these mechanisms would improve the life of rubbers. For this we have used innovative techniques such as Direct Analysis at Real-Time coupled with Mass Spectrometry (DART-MS) and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR). Spectroscopic analysis by EPR and DART-MS is performed on each additive and mixture (rubber and additives) at different stages of their preparation (raw, uncured and vulcanized) to make a database. The center of the thesis is the study conducted by EPR on the vulcanization reaction and the accelerated aging of materials to provide response’s elements on the radical mechanisms proposed in the literature. Vulcanization is studied by comparing the ex-situ study which the material is vulcanized in the rheometer and the in-situ study which mimicking the vulcanization reaction in the EPR spectrometer for a real-time study. EPR analyzes show the presence of different paramagnetic species (organic and metallic) evolving during the vulcanization and aging reaction. EPR spectroscopy shows clearly its interest in the study of the vulcanization reaction and in the aging.
Comprendre le vieillissement des caoutchoucs afin de le ralentir est un challenge industriel. Pour répondre à cette problématique, la caractérisation du matériau à chaque étape de sa préparation est primordiale. En effet la vulcanisation au soufre est largement utilisée dans l’industrie alors que les mécanismes réactionnels et la structure des matériaux formés restent encore hypothétiques et controversés. La connaissance de ces mécanismes permettrait une amélioration de leur durée de vie. Pour cela nous avons utilisé des techniques innovantes comme l’Analyse Directe en Temps Réel couplée à la spectrométrie de masse (DART-MS) et la Résonance Paramagnétique Electronique (RPE). Une analyse par spectroscopie RPE et DART-MS est effectuée sur chaque additif et mélange (gomme et additifs) à différentes étapes de leur préparation (brut, cru et vulcanisé) pour constituer une base de données. Le cœur de la thèse est l’étude menée par RPE sur la réaction de vulcanisation et sur le vieillissement accéléré des matériaux afin d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes radicalaires proposés dans la littérature. La vulcanisation est étudiée en comparant l’étude ex-situ consistant à analyser le matériau ayant subi la vulcanisation au sein du rhéomètre et l’étude in situ qui consiste à mimer cette réaction au sein du spectromètre RPE pour une étude en temps réelle. Les analyses par RPE montrent la présence d’espèces paramagnétiques de différentes natures (organique et métallique) évoluant au cours de la réaction de vulcanisation et de vieillissement. La spectroscopie RPE montre clairement son intérêt dans l’étude de la réaction de vulcanisation et le suivi du vieillissement.
Understanding the rubber materials’ aging is a challenge in the world of industry. To respond at this problematic, the characterization of the material at each stage of its preparation is essential. Actually, sulfur vulcanization is often used in industry while the reaction’s mechanisms and the structure of the materials formed are still hypothetical and controversial. Knowledge of these mechanisms would improve the life of rubbers. For this we have used innovative techniques such as Direct Analysis at Real-Time coupled with Mass Spectrometry (DART-MS) and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR). Spectroscopic analysis by EPR and DART-MS is performed on each additive and mixture (rubber and additives) at different stages of their preparation (raw, uncured and vulcanized) to make a database. The center of the thesis is the study conducted by EPR on the vulcanization reaction and the accelerated aging of materials to provide response’s elements on the radical mechanisms proposed in the literature. Vulcanization is studied by comparing the ex-situ study which the material is vulcanized in the rheometer and the in-situ study which mimicking the vulcanization reaction in the EPR spectrometer for a real-time study. EPR analyzes show the presence of different paramagnetic species (organic and metallic) evolving during the vulcanization and aging reaction. EPR spectroscopy shows clearly its interest in the study of the vulcanization reaction and in the aging.
10-01-2019
10-01-2019
Thèse
Thèse

La consommation énergétique domestique pour le chauffage en France
La consommation énergétique domestique pour le chauffage en France


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Nous analysons ici les déterminants du choix de la source d'énergie utilisée pour le chauffage et l'impact de ce choix sur la consommation énergétiques domestiques des ménages en France. Cette thèse est construite en cinq chapitres. Dans le premier, nous mettons en évidence le manque de données relatives à la consommation énergétique domestique et nous présentons un ensemble de statistiques décrivant les niveaux de consommation et de dépense énergétiques domestiques en France. Dans le second, nous décrivons l'utilisation des sources d'énergie pour le chauffage dans le parc résidentiel français et nous recourons à un modèle de choix discret pour déterminer les différents facteurs intervenant dans le choix des équipements de chauffage. Dans le troisième, nous analysons les déterminants de la demande énergétique pour le chauffage et de la dépense énergétique globale dans tous les logements français en estimant une série de modèles économétriques dérivés de Dubin et Mcfadden (1984) pour traiter le biais de sélection. Dans le quatrième, nous nous focalisons sur le secteur locatif afin de déterminer d'une part les singularités qui lui sont propres et de l'autre les particularités qui distinguent le secteur social du secteur libre, tant au niveau des déterminants des choix d'équipements de chauffage qu'au niveau de la consommation et de la dépense énergétiques. Enfin, le dernier chapitre est consacré à poser les bases d'un modèle théorique formalisant le comportement des agents concernés par la facturation collective des frais de chauffage. Notons qu'à ce jour, il n'existe aucun modèle dédié au traitement de cette problématique.
We analyze in this work the determinants of the energy source for heating choice and its impact on the households living in France energy consumption and expenses. This thesis is written in five chapters. In the first we show the lack of data relative to home's energy consumption and we present a set of descriptive statistics showing some features of the energy consumption and expenses in the French dwellings. In the second chapter we describe in details the utilization of energy for heating in the French residential park and we make use of a discrete choice model to determine the factors intervening in the choice of heating equipments. In the third chapter we analyze the determinants of the energy demand for heating and the overall energy expenses in all the French dwellings by estimating a series of econometric models inspired by Dubin and Mcfadden (1984) used to deal with the selection biais. In the fourth chapter we concentrate on the rental sector to determine its singularities on the one hand, and, on the other hand, to find out the features which distinguish the social sector from the private sector concerning the heating equipment choice and the energy consumption and expenses levels. And last but not least, the fifth chapter is dedicated to lay the foundations of a theoretical model formalizing the behavior of all the agents toward energy when the heating bill is collective. It is worth noting that so far, there isn't any model dealing with this question.
Nous analysons ici les déterminants du choix de la source d'énergie utilisée pour le chauffage et l'impact de ce choix sur la consommation énergétiques domestiques des ménages en France. Cette thèse est construite en cinq chapitres. Dans le premier, nous mettons en évidence le manque de données relatives à la consommation énergétique domestique et nous présentons un ensemble de statistiques décrivant les niveaux de consommation et de dépense énergétiques domestiques en France. Dans le second, nous décrivons l'utilisation des sources d'énergie pour le chauffage dans le parc résidentiel français et nous recourons à un modèle de choix discret pour déterminer les différents facteurs intervenant dans le choix des équipements de chauffage. Dans le troisième, nous analysons les déterminants de la demande énergétique pour le chauffage et de la dépense énergétique globale dans tous les logements français en estimant une série de modèles économétriques dérivés de Dubin et Mcfadden (1984) pour traiter le biais de sélection. Dans le quatrième, nous nous focalisons sur le secteur locatif afin de déterminer d'une part les singularités qui lui sont propres et de l'autre les particularités qui distinguent le secteur social du secteur libre, tant au niveau des déterminants des choix d'équipements de chauffage qu'au niveau de la consommation et de la dépense énergétiques. Enfin, le dernier chapitre est consacré à poser les bases d'un modèle théorique formalisant le comportement des agents concernés par la facturation collective des frais de chauffage. Notons qu'à ce jour, il n'existe aucun modèle dédié au traitement de cette problématique.
We analyze in this work the determinants of the energy source for heating choice and its impact on the households living in France energy consumption and expenses. This thesis is written in five chapters. In the first we show the lack of data relative to home's energy consumption and we present a set of descriptive statistics showing some features of the energy consumption and expenses in the French dwellings. In the second chapter we describe in details the utilization of energy for heating in the French residential park and we make use of a discrete choice model to determine the factors intervening in the choice of heating equipments. In the third chapter we analyze the determinants of the energy demand for heating and the overall energy expenses in all the French dwellings by estimating a series of econometric models inspired by Dubin and Mcfadden (1984) used to deal with the selection biais. In the fourth chapter we concentrate on the rental sector to determine its singularities on the one hand, and, on the other hand, to find out the features which distinguish the social sector from the private sector concerning the heating equipment choice and the energy consumption and expenses levels. And last but not least, the fifth chapter is dedicated to lay the foundations of a theoretical model formalizing the behavior of all the agents toward energy when the heating bill is collective. It is worth noting that so far, there isn't any model dealing with this question.
09-01-2019
09-01-2019
Thèse
Thèse

Interactions between sodium carbonate aerosols and iodine fission-products
Interactions between sodium carbonate aerosols and iodine fission-products


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L’analyse de sûreté des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium de Génération IV nécessite l'étude des conséquences d'un accident grave en cas de rejet dans l'environnement du sodium et des radionucléides qu'il transporte (terme source chimique et radiologique). Le terme source global dépend donc à la fois de la spéciation chimique des aérosols de sodium, issus de la combustion du sodium dans l'enceinte, et de leurs interactions avec les radionucléides. Au cours de cette thèse, les interactions entre le carbonate de sodium et les produits de fission gazeux iodés (I2 et HI) ont été étudiées aux échelles atomique et macroscopique, via une double approche théorique et expérimentale. Une expression analytique de l'isotherme d'adsorption a été développée. La stabilité relative des surfaces du carbonate de sodium a été déterminée par des calculs ab initio utilisant la théorie de la densité fonctionnelle. La réactivité de l'iode a été étudiée pour les surfaces les plus stables et les isothermes d'adsorption évaluées. En parallèle, la cinétique de capture de l'iode moléculaire par le carbonate de sodium a été déterminée expérimentalement pour différentes conditions. L'ensemble des résultats montrent une capture efficace de l'iode moléculaire par le carbonate de sodium à 373 K, variant selon la pression partielle d'iode et la surface du carbonate. Pour les conditions représentatives d'un accident grave, les sites d'adsorption de la surface de carbonate de sodium la plus favorable seront majoritairement vides ou doublement occupés selon la pression partielle d'iode moléculaire, conduisant à une pression d'équilibre inférieure à 2x10-4 bar à 373 K.
The safety analysis of Generation IV sodium-cooled fast neutron reactors requires the study of the consequences of a severe accident in case of release into the environment of sodium and the radionuclides it carries (term chemical and radiological source). The global source term therefore depends on both the chemical speciation of sodium aerosols, resulting from the combustion of sodium in the containment, and their interactions with radionuclides. During this thesis, the interactions between sodium carbonate and iodinated gaseous fission products (I2 and HI) were studied at the atomic and macroscopic scales, via a combined theoretical and experimental approach. An analytical expression of the adsorption isotherm has been developed. The relative stability of the sodium carbonate surfaces was determined by ab initio calculations using density functional theory. The reactivity of iodine has been studied for the most stable surfaces and the adsorption isotherms evaluated. In parallel, the kinetics of capture of molecular iodine by sodium carbonate has been determined experimentally for different boundary conditions. The results show an effective capture of the molecular iodine by sodium carbonate at 373 K, varying according to the partial pressure of iodine and the surface of the carbonate sorbent. For the representative conditions of a severe accident, the adsorption sites of the most favorable sodium carbonate surfaces will be mostly bare or doubly occupied depending on the partial pressure of molecular iodine; leading to an equilibrium pressure of less than 2x10-4 bar at 373 K.
L’analyse de sûreté des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium de Génération IV nécessite l'étude des conséquences d'un accident grave en cas de rejet dans l'environnement du sodium et des radionucléides qu'il transporte (terme source chimique et radiologique). Le terme source global dépend donc à la fois de la spéciation chimique des aérosols de sodium, issus de la combustion du sodium dans l'enceinte, et de leurs interactions avec les radionucléides. Au cours de cette thèse, les interactions entre le carbonate de sodium et les produits de fission gazeux iodés (I2 et HI) ont été étudiées aux échelles atomique et macroscopique, via une double approche théorique et expérimentale. Une expression analytique de l'isotherme d'adsorption a été développée. La stabilité relative des surfaces du carbonate de sodium a été déterminée par des calculs ab initio utilisant la théorie de la densité fonctionnelle. La réactivité de l'iode a été étudiée pour les surfaces les plus stables et les isothermes d'adsorption évaluées. En parallèle, la cinétique de capture de l'iode moléculaire par le carbonate de sodium a été déterminée expérimentalement pour différentes conditions. L'ensemble des résultats montrent une capture efficace de l'iode moléculaire par le carbonate de sodium à 373 K, variant selon la pression partielle d'iode et la surface du carbonate. Pour les conditions représentatives d'un accident grave, les sites d'adsorption de la surface de carbonate de sodium la plus favorable seront majoritairement vides ou doublement occupés selon la pression partielle d'iode moléculaire, conduisant à une pression d'équilibre inférieure à 2x10-4 bar à 373 K.
The safety analysis of Generation IV sodium-cooled fast neutron reactors requires the study of the consequences of a severe accident in case of release into the environment of sodium and the radionuclides it carries (term chemical and radiological source). The global source term therefore depends on both the chemical speciation of sodium aerosols, resulting from the combustion of sodium in the containment, and their interactions with radionuclides. During this thesis, the interactions between sodium carbonate and iodinated gaseous fission products (I2 and HI) were studied at the atomic and macroscopic scales, via a combined theoretical and experimental approach. An analytical expression of the adsorption isotherm has been developed. The relative stability of the sodium carbonate surfaces was determined by ab initio calculations using density functional theory. The reactivity of iodine has been studied for the most stable surfaces and the adsorption isotherms evaluated. In parallel, the kinetics of capture of molecular iodine by sodium carbonate has been determined experimentally for different boundary conditions. The results show an effective capture of the molecular iodine by sodium carbonate at 373 K, varying according to the partial pressure of iodine and the surface of the carbonate sorbent. For the representative conditions of a severe accident, the adsorption sites of the most favorable sodium carbonate surfaces will be mostly bare or doubly occupied depending on the partial pressure of molecular iodine; leading to an equilibrium pressure of less than 2x10-4 bar at 373 K.
09-01-2019
09-01-2019
Thèse
Thèse

Haptic feedback displays with programmable friction : interaction and texture perception
Haptic feedback displays with programmable friction : interaction and texture perception


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Les interactions tactiles avec les écrans tactiles tels que les smartphones et les tablettes sont devenues de plus en plus omniprésentes dans notre vie quotidienne. Ces dispositifs tactiles commerciaux fournissent rarement un retour haptique convaincant aux doigts humains malgré l'utilisation du toucher comme entrée principale; le retour haptique est généralement limité à la vibration. Par conséquent, différentes technologies ont été explorées pour générer un retour haptique dynamique afin d'améliorer la saisie sur les appareils à écran tactile. Dans cette thèse, nous nous intéressons plus particulièrement à une catégorie de retour haptique qui exploite les vibrations ultrasoniques pour créer un film d'air entre le doigt d'un utilisateur et l'écran pour réduire la friction lorsqu'il est activé, ce phénomène est appelé effet squeeze film. En effet, la perception tactile de l'utilisateur joue un rôle crucial dans l'interaction avec les dispositifs haptiques. Dans cette thèse, nous explorons d'abord la limitation de la perception tactile des doigts de l'utilisateur sur les écrans tactiles haptiques ultrasoniques pour des explorations tactiles à un doigt et à plusieurs doigts au moyen d'expériences psychophysiques. Nous proposons ensuite un nouveau concept, appelé taxel, concernant la perception par l'utilisateur des éléments tactiles sur les écrans tactiles haptiques à ultrasons. En outre, nous décrivons comment optimiser les performances d'interaction de l'utilisateur dans des tâches d'interaction communes en utilisant les vibrations ultrasoniques. Enfin, nous étudions comment le signal tactile peut être combiné avec des signaux auditifs pour améliorer la perception de l'utilisateur dans les interactions musicales.
Touch interactions with tactile displays such as smart-phones and tablets, have become more and more ubiquitous in our daily life. These commercial touchscreen devices rarely provide a compelling haptic feedback to human fingers despite the use of touch as primary input; haptic feedback is typically limited to vibration. Therefore, different technologies have been explored to generate dynamic haptic feedback to enhance input on touchscreen devices. In this dissertation, we are are particularly interested in a category of haptic feedback which leverages ultrasonic vibrations to create an air-gap between a user's finger and the display to reduce friction when activated, a phenomenon called the squeeze film effect. Indeed, user's tactile perception plays a crucial role for interacting with haptic displays. In this thesis, we first explore user's fingers limitation of tactile perception on ultrasonic haptic displays for both one-finger and multi-finger touch explorations by means of psychophysical experiments. We then propose a novel concept, called taxel concerning user's perception of tactile elements on ultrasonic haptic touchscreens. Furthermore, we describe how to optimize user's interaction performances in common interaction tasks by leveraging ultrasonic lubrication. Finally, we study how tactile signal can be combined with auditory signals to enhance user's perception in musical interactions.
Les interactions tactiles avec les écrans tactiles tels que les smartphones et les tablettes sont devenues de plus en plus omniprésentes dans notre vie quotidienne. Ces dispositifs tactiles commerciaux fournissent rarement un retour haptique convaincant aux doigts humains malgré l'utilisation du toucher comme entrée principale; le retour haptique est généralement limité à la vibration. Par conséquent, différentes technologies ont été explorées pour générer un retour haptique dynamique afin d'améliorer la saisie sur les appareils à écran tactile. Dans cette thèse, nous nous intéressons plus particulièrement à une catégorie de retour haptique qui exploite les vibrations ultrasoniques pour créer un film d'air entre le doigt d'un utilisateur et l'écran pour réduire la friction lorsqu'il est activé, ce phénomène est appelé effet squeeze film. En effet, la perception tactile de l'utilisateur joue un rôle crucial dans l'interaction avec les dispositifs haptiques. Dans cette thèse, nous explorons d'abord la limitation de la perception tactile des doigts de l'utilisateur sur les écrans tactiles haptiques ultrasoniques pour des explorations tactiles à un doigt et à plusieurs doigts au moyen d'expériences psychophysiques. Nous proposons ensuite un nouveau concept, appelé taxel, concernant la perception par l'utilisateur des éléments tactiles sur les écrans tactiles haptiques à ultrasons. En outre, nous décrivons comment optimiser les performances d'interaction de l'utilisateur dans des tâches d'interaction communes en utilisant les vibrations ultrasoniques. Enfin, nous étudions comment le signal tactile peut être combiné avec des signaux auditifs pour améliorer la perception de l'utilisateur dans les interactions musicales.
Touch interactions with tactile displays such as smart-phones and tablets, have become more and more ubiquitous in our daily life. These commercial touchscreen devices rarely provide a compelling haptic feedback to human fingers despite the use of touch as primary input; haptic feedback is typically limited to vibration. Therefore, different technologies have been explored to generate dynamic haptic feedback to enhance input on touchscreen devices. In this dissertation, we are are particularly interested in a category of haptic feedback which leverages ultrasonic vibrations to create an air-gap between a user's finger and the display to reduce friction when activated, a phenomenon called the squeeze film effect. Indeed, user's tactile perception plays a crucial role for interacting with haptic displays. In this thesis, we first explore user's fingers limitation of tactile perception on ultrasonic haptic displays for both one-finger and multi-finger touch explorations by means of psychophysical experiments. We then propose a novel concept, called taxel concerning user's perception of tactile elements on ultrasonic haptic touchscreens. Furthermore, we describe how to optimize user's interaction performances in common interaction tasks by leveraging ultrasonic lubrication. Finally, we study how tactile signal can be combined with auditory signals to enhance user's perception in musical interactions.
09-01-2019
09-01-2019
Thèse
Thèse

Productivity gains decomposition and distribution of the price effects among stakeholders
Productivity gains decomposition and distribution of the price effects among stakeholders


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La performance financière d'une firme dépend à la fois de son efficacité productive et de l'environnement économique dans lequel cette firme exerce son activité. Cette thèse enrichit cette littérature en développant de nouveaux liens entre l’efficacité productive, la performance financière et la distribution des gains de productivité. Trois contributions principales y sont développées. Premièrement, nous proposons une manière originale de décomposer les écarts de profit entre les firmes au niveau spatial en tenant compte de leur inefficacité productive et en reliant ensuite ces écarts aux avantages/désavantages prix des parties prenantes de la firme. Deuxièmement, nous définissons, d’un point de vue méthodologique, un indicateur de l'environnement prix pour une firme en comparant sa distance à la frontière d'efficacité estimée, d’une part, avec des volumes et, d’autre part, avec des valeurs. Cet effet d'environnement prix a été ensuite appliqué pour l’ensemble des industries américaines sur la période 1987-2014. Troisièmement, nous développons une approche méthodologique pour décomposer l'inefficience technique globale des firmes à un niveau agrégé tel que le secteur ou l’économie en deux composantes : l’inefficacité technique individuelle et l’inefficacité structurelle. Au final, ce travail de thèse tend à montrer que la génération des gains de productivité et leur distribution entre les parties prenantes d’une firme sont les deux facettes d'une même pièce. La première est liée à l'analyse économique de la PGF basée sur l'estimation d'une technologie de production tandis que la seconde traite d'une approche comptable et managériale de la performance des firmes.
The financial performance of a firm depends both on its productive efficiency and the economic environment in which this firm performs its activity. This thesis adds to the literature by developing new links between productive efficiency, financial performance and productivity gains distribution. Namely, this doctoral thesis contributes in the three following ways. First, we propose an original way on how to decompose the profit gaps among firms at the cross-sectional level taking into account their productive inefficiency and then relating these productivity-based gaps to the price advantages/disadvantages of the firm’s stakeholders. Second, we define an indicator of price environment for a firm comparing its distance to the volume- and value-based efficiency frontier. These price environment effects were computed for US industries from 1987 to 2014. Third, we suggest a decomposition of the overall technical inefficiency of firms at the aggregated level into two components: individual technical and individual structural inefficiencies. This essay tends to show that generation of productivity gains and their distribution are two sides of the same coin. The former is related to the economic analysis of TFP based on the estimation of a production technology while the latter deals with an accounting approach of business performance.
La performance financière d'une firme dépend à la fois de son efficacité productive et de l'environnement économique dans lequel cette firme exerce son activité. Cette thèse enrichit cette littérature en développant de nouveaux liens entre l’efficacité productive, la performance financière et la distribution des gains de productivité. Trois contributions principales y sont développées. Premièrement, nous proposons une manière originale de décomposer les écarts de profit entre les firmes au niveau spatial en tenant compte de leur inefficacité productive et en reliant ensuite ces écarts aux avantages/désavantages prix des parties prenantes de la firme. Deuxièmement, nous définissons, d’un point de vue méthodologique, un indicateur de l'environnement prix pour une firme en comparant sa distance à la frontière d'efficacité estimée, d’une part, avec des volumes et, d’autre part, avec des valeurs. Cet effet d'environnement prix a été ensuite appliqué pour l’ensemble des industries américaines sur la période 1987-2014. Troisièmement, nous développons une approche méthodologique pour décomposer l'inefficience technique globale des firmes à un niveau agrégé tel que le secteur ou l’économie en deux composantes : l’inefficacité technique individuelle et l’inefficacité structurelle. Au final, ce travail de thèse tend à montrer que la génération des gains de productivité et leur distribution entre les parties prenantes d’une firme sont les deux facettes d'une même pièce. La première est liée à l'analyse économique de la PGF basée sur l'estimation d'une technologie de production tandis que la seconde traite d'une approche comptable et managériale de la performance des firmes.
The financial performance of a firm depends both on its productive efficiency and the economic environment in which this firm performs its activity. This thesis adds to the literature by developing new links between productive efficiency, financial performance and productivity gains distribution. Namely, this doctoral thesis contributes in the three following ways. First, we propose an original way on how to decompose the profit gaps among firms at the cross-sectional level taking into account their productive inefficiency and then relating these productivity-based gaps to the price advantages/disadvantages of the firm’s stakeholders. Second, we define an indicator of price environment for a firm comparing its distance to the volume- and value-based efficiency frontier. These price environment effects were computed for US industries from 1987 to 2014. Third, we suggest a decomposition of the overall technical inefficiency of firms at the aggregated level into two components: individual technical and individual structural inefficiencies. This essay tends to show that generation of productivity gains and their distribution are two sides of the same coin. The former is related to the economic analysis of TFP based on the estimation of a production technology while the latter deals with an accounting approach of business performance.
08-01-2019
08-01-2019
Thèse
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Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10