Les filières d'Assainissement Non Collectif (ANC) du fait de leur intérêt technique et économique connaissent un développement important. A ce jour, les gestionnaires de ce type d'ouvrages cherchent à mieux comprendre les phénomènes régissant leur fonctionnement et tentent ainsi d'améliorer cette filière sur le plan de la durabilité, de la fiabilité et de l'optimisation en s'appuyant sur des recommandations scientifiquement étayées auxquelles les études menées dans ce travail s'attachent à répondre. Les principaux objectifs industriels et scientifiques de cette thèse étaient de mieux comprendre le fonctionnement de ces sytèmes et de développer une méthodologie de diagnostic de leur état par la mise au point d'outils et de méthodes adaptés à ce genre d'onvrage. Nous avons proposé dans ce travail une démarche originale d'estimation de la perméabilité saturée ou non d'un sol in situ. Cette démarche est basée d'une part sur des informations de résistance et de granulométrie obtenues par couplage de mesures pénétrométriques et endoscopiques et d'autre part sur la connaissance de la relation résistance densité obtenue dans une base de données de matériaux. Cette démarche a été validée au laboratoire et utilisée in situ. Nous avons aussi proposé une méthodologie de diagnostic basée sur l'utilisation conjointe d'outils non destructifs et rapides à mettre en oeuvre à partir de différentes études réalisées in situ tant sur des ouvrages réels que sur des ouvrages expérimentaux grandeur nature.

Ce travail a porté sur la mise au point d'un modèle et d'un logiciel de simulation du mouvement de personnes évacuant un bâtiment, lors d'un incendie ou d'une autre situation justifiant l'évacuation ou la provoquant spontanément. Un algorithme original a été développé, applicable à de fortes densités de personnes dans un environnement complexe comprenant des obstacles au mouvement. Afin de pouvoir visualiser la simulation du mouvement, un post-processeur graphique a été réalisé, destiné à la représentation du bâtiment et de ses obstacles internes et à celle des trajectoires suivies par les personnes. Un maillage sert de trame pour représenter, outre les aires offertes au déplacement, les murs et autres obstacles, qu'ils soient matériels ou qu'ils représentent des régions dangereuses. Le logiciel développé simule le déplacement des occupants évoluant en coordonnées continues dans un environnement complexe et interagissant au niveau de la vitesse de leur déplacement ainsi que de la densité maximale d'occupation qu'il est possible d'atteindre. Ce modèle a pu être réalisé au moyen d'une application locale, au niveau du micro-environnement de chaque occupant, des lois de corrélation macroscopiques vitesse-densité identifiées par plusieurs auteurs. L'utilisation du post-processeur graphique mis au point lors de ce travail, a rendu possible la mise en évidence des phénomènes inhérents au mouvement de foule (accumulation, blocage, détente).

Les travaux présentés dans cette thèse visent à proposer des méthodes de routage d’une population de masse à travers un réseau perturbé dont les données varient dans le temps pour l’aide à la conception de plan d’évacuation. Ce problème s’illustre parfaitement en cas de catastrophe d’origine humaine ou naturelle où les populations (potentiellement) impactées par ces sinistres doivent quitter leur lieux de vie pour une période pouvant aller d’un à plusieurs jours. Dans la littérature, ces routages de masse sont souvent modélisés comme des problèmes de flots dynamiques dont l’objectif est de minimiser la durée globale du transfert des individus depuis un certain nombre de points de départs dangereux vers des points d’arrivé sûrs. Toutefois, peu de travaux prennent en compte la notion de sécurité durant ce routage et encore moins le déploiement d’agents (policiers, sapeur-pompiers, ambulanciers,...) pouvant sécuriser et/ou faciliter le déplacement des personnes. / The work presented in this thesis aims to propose methods for routing a mass population through a disturbed network whose data vary over time. This problem can be illustrated by disasters due to humans or natural events where people (potentially) affected have to leave their living places for a period of one to several days. In the literature, mass routing are often modeled as dynamic flow problems whose objective is to minimize the overall duration of the evacuation process from a set of gathering points towards another set of shelter locations. However few papers take into account the concept of safety during this routing nor deploying task forces that can secure or facilitate this process. In this context, the safety security can be seen as a danger affecting the quality of life of people we organize the trip. In this context, the safety can be seen as a danger that influence the health of the people we are trying to evacuate. Indeed, this hazardous event can be related to a radioactive cloud, a fire, a tsunami, an earthquake or a flooding which make some of paths becoming dangerous or less usable by evacuees.

Ressource naturelle aussi précieuse qu’indispensable à nos sociétés contemporaines que pendant l’Antiquité, l’eau est le point central de ce sujet de doctorat, que nous avons décidé d’aborder sous l’angle de sa gestion par les différents échelons du pouvoir au sein de l’Empire romain mais également au niveau individuel et privé, et cela à travers l’exemple de la ville romaine de Dougga, située en Afrique Proconsulaire, l’actuelle Tunisie. Cette problématique propose ainsi de s’intéresser aux moyens mis en œuvre par les différents niveaux de responsabilités dans le but d’approvisionner et de gérer les besoins en eau d’une importante ville romaine d’Afrique, en se consacrant à l’étude des différents types d’installations hydrauliques. Cette recherche permet de distinguer les techniques de construction et d’identifier les savoir-faire locaux et les influences romaines. Enfin, la confrontation des équipements hydrauliques entre les différents types d’édifices, permet d’évaluer le mode de gestion de l’eau à l’échelle de la ville. / Natural resource as precious and indispensable to contemporary society during ancient times, water is the central topic of this thesis. We decided to address in terms of its management by different levels of power within the Roman Empire but also at individual and private, through the example of the provincial city of Thugga, in Africa Proconsularis, now Tunisia. This issue proposes to focus the resources used by the different levels of responsibilities in order to supply and manage the water needs of an important Roman city of Africa, dedicated to the study of different types of hydraulic structures.

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Cette thèse porte sur les neuf principales public schools anglaises entre 1914 et 1951, de la Grande Guerre à la fin de l’expérience travailliste. Elle revient sur la période de l’entre-deux-guerres, dans laquelle sont progressivement remises en cause les valeurs de la masculinité chrétienne promues par les écoles, alors que la critique se fait aussi politique à l’égard d’un système privé perçu comme de plus en plus inégalitaire. Cette étude montre que pendant la Seconde Guerre mondiale, les public schools confrontées aux bombardements, à la mobilisation, à l’évacuation et à l’effort de guerre, apparaissent plus en phase avec la communauté nationale et que les écoles manifestent la volonté de maintenir, au-delà des années de guerre, un esprit de coopération nationale. Ce travail suggère enfin que les réformes éducatives des années 1940, dont le Fleming Report qui recommandait l’admission de 25% d’élèves issus de l’enseignement public, peinent cependant à rapprocher les systèmes privé et public dans la période de l’après-guerre. / This thesis focuses on the nine leading English public schools from 1914 to 1951, i.e. from the Great War to the end of the first Labour majority governments. It looks back on the interwar years, when the Muscular Christian values championed by public schools were progressively challenged, and politicised criticism was levelled at the social exclusiveness of the private system. This study shows that during World War Two, public schools were confronted to bombings, the calling-up of masters, evacuation schemes and the war effort, and appeared more attuned to the national community. Lead players in the field of private education also expressed their wish to maintain a spirit of national cooperation beyond the war years. However, this work finally suggests that the educational reforms of the 1940s, including the Fleming Report, which recommended the admission of 25% of students from state schools, failed to bring public schools more in line with the state system in the post-war period.

En France, dans un contexte d’accident technologique, les consignes de mise en sécurité de la population préconisent le confinement à défaut de l’évacuation, pour laquelle les retours d’expérience à l’échelle d’une ville sont rares. De plus, s’il existe de nombreux documents de gestion du risque et de crise, ces derniers n’intègrent que de manière très marginale la population automobile, pour laquelle l’évacuation demeure pourtant la solution la plus adaptée. Le (bon) déroulement d’un tel processus dépend à la fois de la stratégie mise en place par les autorités publiques (le cas échéant) et des dynamiques de déplacement, rythmées par les choix opérés par chaque automobiliste. En effet, certains comportements individuels peuvent générer des conflits en quelques points du réseau routier et contribuer ainsi à une augmentation du temps nécessaire pour évacuer les automobilistes présents sur l’ensemble du réseau exposé. Ce travail de recherche s’est attaché, par la simulation multi-agents, à développer une méthode capable de rendre compte, dans l’espace et dans le temps, des conséquences que pourraient engendrer telle ou telle stratégie d’évacuation, à Rouen (Normandie). À partir d’une modélisation des déplacements quotidiens, une série de scénarios d’évacuation a été testée, combinant la mise en place ou non d’itinéraires spécifiques, le maintien ou non de la signalétique et l’adoption d’un comportement impatient de conduite par un certain nombre d’automobilistes. L’efficacité de chaque stratégie, définie en termes de durée d’évacuation totale, est complétée par une analyse cartographique et dynamique des zones problématiques (saturées) du réseau rouennais. / In France, when an industrial accident occurs, the population confinement mainly prevails over its evacuation. Moreover, the latter suffers a lack of experience feedbacks, especially at the city scale. In addition, while numerous risk management and crisis documents exist, they marginally integrate the car drivers, for which evacuation does remain the most appropriate solution. The (good) progress of such a process depends both on (1) the public authorities’ strategy and (2) the choices made by each car driver during his trip. Indeed, some individual behaviors can generate conflicts in some points of the road network, and thus increase the duration of the whole network discharge. Thanks to the multi-agents simulation, we developed a method able to report the spatio-temporal consequences generated by different evacuation strategies, in Rouen (Normandy). Based on a daily travel model, a series of evacuation scenarios is tested, combining whether or not specific routes are set up, whether or not signage are maintained, and the adoption of an impatient behavior by some car drivers. The effectiveness of each strategy is defined by the total evacuation duration, and completed by a cartographic and dynamic analysis of the jammed areas of the Rouen network.

Ce mémoire présente le développement d'un simulateur permettant d'étudier différentes stratégies applicables au contrôle de la vidange d'un réservoir de rétention du réseau sanitaire de l'est de la ville de Québec soit celui du site St-Sacrement. Dans un premier temps, le contexte du projet est présenté afin de bien comprendre les modèles qui sont proposés pour constituer le simulateur. Les modèles présentés, à prime abord, sont ceux par défaut, c'est à dire, disponibles avant la mise en service des installations. Cependant, les conditions hydrauliques de cette station de contrôle ne permettent pas de satisfaire toutes les hypothèses des modèles par défaut de telle sorte qu'une étape de calibration a été nécessaire. Suite à la réalisation de tests expérimentaux, différents modèles ont alors été calibrés afin d'augmenter la précision du simulateur. Ceci a permis de construire plusieurs simulateurs en fonction des modèles présentés (par défaut et expérimentaux). Des données expérimentales recueillies lors de la vidange contrôlée du 17 juillet 2005 ont permis de sélectionner le meilleur simulateur. Il s'est avéré que les modèles par défaut permettent de représenter le système avec précision sous réserve d'utiliser un bon délai d'écoulement entre le réservoir et la chambre de contrôle. Par ailleurs, des phénomènes en apparence complexes ont été modélisés avec des modèles relativement simples ce qui a permis d'augmenter du même coup la stabilité du simulateur. Le simulateur choisi a alors été utilisé pour tester et comparer différentes stratégies de contrôle pour la vidange du réservoir. Celui-ci a par ailleurs été modifié quelque peu afin de connaître la performance des différentes approches de contrôle présentées pour un système comportant des contraintes encore plus sévères. Les résultats montrent que les approches de contrôle plus avancées basées sur des modèles internes offrent de meilleures performances qu'un contrôleur PID mais qu'ils ne se démarquent significativement que pour les simulations utilisant des contraintes plus sévères. / This thesis presents the development of a Simulator to study various strategies applicable to control the emptying of a retention reservoir located at the St-Sacrement site, which is part of Québec City's Eastern wastewater collection network. The context of the project is first presented to fully understand the models proposed to build the Simulator. The models presented at first are default models, i.e. available before the commissioning of the facilities. However, because the hydraulic conditions of this control station could not satisfy ail the hypotheses related to the default models, some calibration was required. Following experimental tests, various models have been calibrated to increase the accuracy of the simulator. Several simulators were then built based on the models presented (default and experimental). The experimental data collected during the controlled emptying of the reservoir on July 17, 2005 was used to select the best simulator. It was found that default models can represent the network accurately provided that the flow is delayed between the basin and the control chamber. Also, some phenomena which seemed complex at first glance were simulated with relatively simple models, thus increasing the stability of the simulator. The selected simulator was then used to test and compare various control strategies for the emptying of the reservoir. The latter was later modified to assess the performance of the various control approaches for a System that included even more restrictive constraints. Results show that the more advanced control approaches, based on internal models, perform better than a PID controller. However, they stand out significantly only in simulations using more restrictive constraints.

Si les débordements de réseaux unitaires sont reconnues comme étant un facteur important de l'impact environnemental du traitement des eaux usées urbaines, l'efficacité de l'implantation de bassins de rétention (BR) comme solution n'en demeure pas moins un questionnement. En effet, de plus en plus d'études tendent à prouver que l'impact de la vidange des BR sur l'efficacité de traitement d'une usine, et donc l'impact sur l'environnement, peut être négatif. L'interdisciplinarité et l'échelle géographique et temporelle de la problématique rendent l'appréhension de la problématique difficile par la seule mesure "in situ". L'intégration de plusieurs modèles du système urbain d'eaux usées se révèle être un outil puissant dans ce contexte. La simulation de différents scénarios amène à mieux anticiper les problèmes liés à la gestion des eaux usées, en temps de pluie comme en temps sec. Par conséquent, les coûts économiques et écologiques associés soit à la mise en place de nouvelles infrastructures, soit à la prise de décision concernant les stratégies de gestion du système, peuvent être optimisés. Il devient ainsi nécessaire de produire des modèles performants décrivant la qualité des eaux tout au long de leur cheminement. Les données sur le comportement des polluants dans les bassin de rétention sont peu nombreuses et la caractérisation des eaux retournées à l'usine de traitement est rarement étudiée. Par conséquent, si les connaissances des phénomènes en jeu sont souvent supposées, leur observation reste assez rare. Une partie importante du projet a donc été consacrée à la réalisation d'une campagne d'échantillonnage. Ce type d'échantillonnage s'est révélé être un exercice complexe et très contraignant en raison de l'imprévisibilité des événements orageux. L'objectif de cette campagne était de récolter des données en entrée et en sortie de bassin de rétention, principalement en ce qui concerne la matière en suspension, la demande chimique en oxygène et la distribution des vitesses de chute. Les résultats ont montré des dynamiques typiques de vidange révélant une forme en "U" des concentrations en polluants. Cette forme souligne trois phases appelées "initiale, milieu et finale" où chacune est caractérisée par une fourchette de concentrations et une distribution de vitesses de chute de particule qui lui est propre. De manière plus générale, il a été observé que plus les concentrations en MeS augmentent, plus la distribution des vitesses de chute est "lourde". Ces données couplées à des mesures en temps sec dans le collecteur et dans un bassin de décantation ont permis de comprendre les phénomènes en jeu, les interactions possibles entre les systèmes, et d'établir une structure solide pour le modèle. La littérature scientifique contient un grand nombre d'études de modélisation de la qualité de l'eau concernant les procédés de traitement. Cependant, elle est moins riche oncernant la description de la qualité des eaux en réseau et assez pauvre concernant la description de la qualité des eaux stockées en réseau ou en bassin de rétention. Les quelques modèles de BR existants décrivent assez simplement la décantation et la resuspension, qui sont pourtant les phénomènes dominant de ces systèmes. Ces modèles ont rarement été validés avec des données réelles car ces phénomènes sont difficiles à observer et à quantifier. Le projet visait donc à développer un modèle de bassin de rétention décrivant le comportement de la matière en suspension et de la demande chimique en oxygène à l'effluent d'un bassin de rétention (retour des eaux à l'usine) de sorte qu'il soit compatible avec les modèles de boue activées de type ASM de VInternational Water Association. La description des phénomènes de décantation et de resuspension est basée sur un fractionnement en classes de particules ayant différentes vitesses de chute. Ce fractionnement est directement issu de mesures de terrain réalisées en vue d'observer la variation de la distribution des vitesse de chute. Les effets d'un puits de pompage sur la sédimentation et la resuspension sont aussi décrits. Deux événements récoltés ont servi à la calibration du modèle et un autre a été utilisé pour sa validation. Cette étape est d'importance car elle n'a jamais été réalisée sur un modèle de BR. L'objectif final du modèle était qu'il soit intégré dans un système plus global (réseau - usine - rivière). Différents scénarios de gestion des vidanges de bassins de rétention ont mis en évidence les interactions entre les différents sous-systèmes en termes de masse de MeS et de masse de classes de particules. En effet, l'étude de l'évolution de la distribution des vitesses de chute des particules le long de la chaine de l'eau peut être une information utile pour anticiper les problèmes au traitement secondaire. Par exemple, une plus grande fraction de particules ayant une forte vitesse de chute peut engendrer : 1) une augmentation du temps d'hydrolyse des particules dans un système par boues activée ; ou 2) un plus grand risque de colmatage des biofiltres. Une meilleure compréhension de ces interactions peut permettre la mise en place de règles d'opération et de contrôle plus efficaces pour diminuer l'impact des rejets d'eaux usées sur l'environnement.