J’ai choisi d’organiser ce mémoire de la manière suivante. Le premier chapitre introduit toutes les notions clés pour la compréhension de mes travaux de recherche. Ce 1er chapitre est écrit de manière à rendre abordable les sujets traités dans ce mémoire à un plus large public. Il introduit notamment ce que j’appelle par la suite “L’art de la modélisation”, c’est-à-dire le processus qui permet d’établir un modèle décrivant un phénomène physique puis de l’implémenter dans un logiciel informatique afin de réaliser des simulations numériques. Les chapitres suivants s’appuient sur les notions introduites dans ce premier chapitre. Chacun des chapitres suivants illustre la démarche de modélisation en l’appliquant à une thématique spécifique parmi celles que j’ai abordées. Par souci de concision, les chapitres 2 à 4 sont des résumés de mes travaux de recherche (les détails étant disponibles dans les annexes qui rassemblent les articles publiés à ce jour)