Cette thèse concerne principalement la résolution des problèmes d'inversion dynamiquedans le cadre des systèmes dynamiques non linéaires. Ainsi, un ensemble de techniquesbasées sur l'utilisation des trains de mesures passées et sauvegardées sur une fenêtreglissante, a été développé. En premier lieu, les mesures sont utilisées pour générerune famille de signatures graphiques, qui constituent un outil de classification permettantde discriminer les diverses valeurs des variables à estimer pour un système non linéairedonné. Cette première technique a été appliquée à la résolution de deux problèmes : leproblème d'électolocation d'un robot doté du sens électrique et le problème d'estimationd'état dans les systèmes à dynamiques non linéaires. Outre ces deux applications, destechniques d'inversion à horizon glissant spécifiques au problème de diagnostic des défautsd'éoliennes dans le cadre d'un benchmark international ont été développées. Cestechniques sont basées sur la minimisation de critères quadratiques basés sur des modèlesde connaissance.

Les régions sèches situées à la périphérie des déserts sont généralement peuplées et mises en valeur sur un mode sédentaire. Elles partagent cependant avec les milieux désertiques des conditions environnementales qui les rendent sensibles et fragiles. Cela implique de bien connaître les mécanismes de leurs milieux, a fortiori dans un contexte de désertification qui augmente le risque environnemental. Celui-ci est souvent évalué par le suivi de la végétation, mais l’expérience de terrain montre que les formes éoliennes pourraient apporter des compléments utiles. La morphodynamique éolienne joue en effet un rôle non négligeable dans le risque environnemental en régions sèches. Si, dans les systèmes désertiques, l’influence des activités humaines sur l’évolution des formes éoliennes de grande taille est réduite, dans les régions sèches non-désertiques, elles sont de plus petite dimension et leur vitesse de réaction aux changements des conditions du milieu est élevée. Elles sont de surcroît liées aux autres composants du paysage, avec lesquels elles interagissent fortement, et leur fonctionnement peut être corrélé aux modalités d’exploitation du milieu. Cela en fait des indicateurs pertinents et leur suivi doit donc être conçu dans une approche systémique appuyée sur une bonne maîtrise des fondements physiques de l’étude de la morphodynamique éolienne qui sont présentés en ouverture de ce mémoire. Différents outils et concepts élaborés dans les contextes désertiques, parmi lesquels les déplacements potentiels sableux et la densité d’obstacle, sont détaillés. Les effets paysagers de la morphodynamique éolienne sont illustrés par divers exemples. Son intégration dans les études de suivi est alors questionnée pour démontrer que de nouvelles approches peuvent être explorées. Les propositions faites s’intéressent en particulier à un objet, la forme éolienne d’obstacle, qui reste mal connu malgré la place qu’il tient dans les paysages des régions sèches. Une grille de caractérisation fine de cet objet est définie, à partir de laquelle un protocole de quantification et d’évaluation qualitative nécessaire à la production d’indicateurs peut être élaboré. Pour cela, les méthodes développées doivent être reproductibles et minimiser la complexité et les coûts de mise en oeuvre. Dans le domaine de la télédétection, la facilité d’utilisation et la précision des images du Pixy, paramoteur léger à voile souple, démontrent le potentiel des vecteurs de type drone. L’intérêt des satellites à très haute résolution spatiale pour, notamment, la généralisation d’études ciblées est également démontré. Les images produites correspondent notamment à une échelle intermédiaire qui faisait jusqu’alors défaut. Parmi les fournisseurs d’images très haute résolution spatiale, Google Earth est une alternative possible des fournisseurs commerciaux. La disponibilité de plus en plus grande d’images de résolution très élevée offre des perspectives d’applications dans des domaines variés. Leur exploitation présente cependant des contraintes que la Morphologie Mathématique (MM), discipline de l’analyse d’image orientée-objet, permet de contourner. Les outils de la MM facilitent l’analyse façon robuste des images non corrigées, du type Pixy ou Google Earth. Elle s’appuie sur des procédures simples à reproduire, dont les résultats s’expliquent facilement. Elle participe ainsi à réduire le coût des études. Or, la question économique du diagnostic environnemental ne peut être évacuée, en particulier dans les pays concernés par la lutte contre la désertification. Chaque chapitre de ce mémoire démontre l’importance de la prise en considération de deux seuils : d’une part, le seuil d’hétérogénéité, en-deçà duquel l’information recherchée est noyée dans le bruit d’un trop grand détail, d’autre part, le seuil d’homogénéité, au-delà duquel la maille d’analyse fait que l’information est trop lissée pour être pertinente.... / Drylands share with deserts many environmental conditions that make them sensitive and fragile. It is a necessity to understand the mechanisms of these environments, especially in contexts where there is a risk of desertification. Such an understanding is often assessed by monitoring vegetation. Field experience, however, shows that aeolian morphodynamics may provide useful additional information. The aeolian morphodynamics plays indeed a significant role in the environmental risk of drylands. In desert systems, the anthropogenic pressure on aeolian processes is low. On the other hand, in non-desert drylands, features are smaller but have a faster reaction time to environmental change. They interact strongly with other components of the landscape, such as human activities. Accordingly, the study of non-desertic aeolian morphodynamics has to be designed following a systematic approach. It relies on a good knowledge of fundamental physics of wind geomorphology that is described in this dissertation. Various tools and concepts developed in desert environments, including potential displacement and roughness density, are given. The effects of aeolian morphodynamics on landscapes are illustrated by various examples. Standard studies of wind dynamics are discussed and questioned to demonstrate that new approaches can be explored. This study focuses anchored dunes, which remain poorly studied despite their importance in drylands. Anchored dunes are described and characterized in detail. Then a protocole of quantification and qualitative evaluation can be elaborated.Our aim was to develop methods that are reproducible and minimize the complexity and costs of implementation. The unmanned platform, Pixy, illustrates the potential of drones which provide accurate images with a great flexibility of use. The interest of very high spatial resolution imagery provided by satellites such as QuickBird is also demonstrated. Their images introduce to an intermediate scale between field and large-scale satellite imagery. Among the providers of very high spatial resolution imagery, Google Earth (GE) appears to be a good alternative to commercial suppliers. Increasing availability of free high resolution images offers potential applications in various fields. However, their use has constraints that are managed by Mathematical Morphology (MM), an object-oriented image analysis discipline. Tools from MM allow the analysis of uncorrected images, like those of Pixy or GE. It relies on simple procedures easy to reproduce and explain. It thus contributes to reducing the cost of studies. This economic issue of environmental diagnosis cannot be ignored, especially in the countries concerned by the fight against desertification.Each chapter of this thesis demonstrates the importance of two thresholds through particular example. The threshold of heterogeneity, below which information is embedded in the background noise produced by too much detail, is the first one. The threshold of homogeneity, beyond which information is too smooth to be relevant, is the second one. This work attempts to show how these thresholds may have direct effects on results of a remote sensing study. This consideration is thus a structuring element of the methods used. Beyond the issue of aeolian morphodynamics, this thesis combines semi-automatic characterization methods of landscape elements with processes of multi-scalar integration. The results are potentially useful to any approach that seeks to understand the effects of a phenomenon at different scales.

Dans le Sud-Ouest de l’État du Rio Grande do Sul, la Pampa brésilienne comprend des taches de sable (areal) enclavées dans le paysage.Elles sont en lien avec des dépôts éoliens stabilisés et/ou instables, hérités d’un climat plus sec que l’actuel et constituent des indicateurs importants pour la compréhension de ce paysage. L’objectif de la thèse est d’identifier la dynamique de l’érosion à partir des traits géomorphologiques principaux du milieu (forme, matériaux superficiels). Les procédures méthodologiques comprennent des travaux de terrain et en laboratoire. Les prospections de terrain ont conduit à la cartographie et permis également de déterminer des points pour le prélèvement des échantillons de sédiments en vue des analyses granulométriques, morphoscopiques et de la datation des matériaux par la méthode de LOS - Protocole SAR. Au plan sédimentologique, les matériaux sont composés notamment par des sables quartzeux, de classe modale Sable Fin. Les caractéristiques morphologiques et optiques des grains de sable renseignent sur la compétence éolienne et sur le transport. La distribution des traits géomorphologiques, associée aux unités de relief, indique que les dépôts éoliens ont lieu substantiellement sur les sommets des collines, suivis par les vallées sèches. D’après l’occupation du sol on note une augmentation significative de la superficie destinée aux cultures annuelles au détriment de celle destinée aux prairies. La Pampa possède comme aptitude l’élevage, mais la conversion des pâturages en parcelles cultivées a intensifié la pression sur les ressources hydriques, la végétation herbacée et sur les sols sableux. / In southern Brazil exposes sand spots embedded in Brazilian Pampa landscape. Both stable and/or unstable wind deposits represent the inheritance of a drier climate than the current one and provide important paleoclimatic evidences for understanding this landscape. The objective of this thesis is to identify, associations between the current geomorphological features and the quaternary surface formations, as well as the erosive/depositional dynamics acting on these features, in the context of an area historically submitted to agricultural pressure. Methodological procedures included field, cabinet and laboratory work steps. Field observations led to the initial interpretations on the morphological evolution of stable and/or unstable eolian deposits, as well as to the survey of the four points of collection of sedimentary material, for both granulometric and morphological analyzes and for absolute dating, which was established by optically stimulated luminescence method (SAR protocol). The sediments are predominantly composed by quartz sands, of Fine sand modal class, varying to lesser fractions of Medium sand and Very fine sand. Both morphological and optical characteristics of the sediments clarify the eolic competence over the particles and their mobilization, demonstrating a certain degree of selection. The geomorphological features distribution associated to the relief units shows that the eolic deposits occur substantially on the tops of hills, followed by dry valleys. In relation to land uses, which was mapped between 1982 and 2016, there is a significant increase in the area devoted to crops, in detriment to the field one. The Pampas has livestock as its primary aptitude, but the conversion of land use, especially from pasture fields to crop, intensifies the pressure on water resources, on herbaceous vegetation and on sandy soils, which are particularly sensitive to erosion. / O Sul do Brasil expõe manchas de areia encravadas na paisagem do Pampa brasileiro. Os depósitos eólicos estáveis e/ou instáveis representam a herança de um clima mais seco do que o atual e fornecem evidências paleoclimáticas importantes para a compreensão dessa paisagem. O objetivo deste estudo é identificar associações entre as feições geomorfológicas atuais e as formações superficiais quaternárias, assim como as dinâmicas erosivas/deposicionais atuantes nessas feições, no contexto de uma área submetida historicamente à pressão agrícola. Os procedimentos metodológicos incluíram etapas de trabalho de campo, de gabinete e de laboratório. A observação de campo conduziu interpretações sobre a evolução morfológica dos depósitos eólicos e o levantamento dos quatro pontos de coletas de material sedimentar eólico, para análises granulométrica, morfoscópica e para a realização de datação absoluta pelo método LOE. Os sedimentos são compostos predominantemente por areias quartzosas, de classe modal Areia Fina. As características morfológicas e ópticas dos sedimentos esclarecem quanto à competência eólica sobre as partículas e sobre seu transporte, demostrando certo grau de selecionamento. A distribuição das feições geomorfológicas, associada às unidades de relevo mostra que os depósitos eólicos ocorrem substancialmente sobre os topos de colinas, seguido de vales secos. Os usos da terra, há um aumento significativo da superfície destinada à Lavoura, em detrimento à de Campo. O Pampa possui, como aptidão a pecuária, mas a conversão de uso em lavoura, intensifica a pressão sobre os recursos hídricos, vegetação herbácea e solos francamente arenosos, sensíveis à erosão.

Les écosystèmes sahéliens, et tout particulièrement ceux qui se développent sur des sols sableux, réagissent très vite et très intensément aux moindres changements climatiques. Dans cette zone semi-aride, l’érosion éolienne qui affecte essentiellement les surfaces cultivées met en péril l’exploitation durable des ressources en terre. Par ailleurs, l’explosion démographique de ces dernières décennies et les grandes crises climatiques à l’origine des sécheresses du vingtième siècle ont eu d’importantes répercussions sur le milieu. Pour gérer au mieux ce milieu fragile, il importe d’abord de bien comprendre son fonctionnement. Ce travail de thèse s’est donc inscrit dans le programme de recherche AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson africaine) et se situe au coeur du programme CORUS2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) concernant essentiellement l’étude de la dynamique éolienne des sols sableux cultivés de la région de Niamey. La stratégie suivie au cours de cette étude a été de s’appuyer sur un important dispositif de mesures expérimentales pour comprendre au mieux et quantifier le fonctionnement actuel du milieu essentiellement vis-à-vis de l’érosion éolienne. Ces mesures expérimentales ont permis d’interpréter les changements que nous avons pu mettre en évidence sur un ensemble de terroirs proches de Niamey qui constituent les bassins versants de deux lacs permanents récents : Bangou Bi et Bangou Kirey (13,51° N – 2,21° E). Les enregistrements sédimentaires recueillis dans ces lacs ont ensuite été analysés en regard de l’évolution de leur bassin versant. Au cours de cette étude nous avons mis en évidence le rôle majeur des résidus de culture dans les champs traditionnels et montré que même à des taux de recouvrement extrêmement bas, ils constituent une protection pour les sols. Cependant leur efficacité chute en deçà d’un seuil de 2% et l’érosion éolienne déplace alors des quantités considérables de terres (130 t/an en moyenne) et participe activement à l’encroûtement des sols. Il est probable qu’à la faveur combinée de la mise en culture de l’ensemble des versant avant 1975 et de la sécheresse de 1985, un tel processus d’érosion et d’encroûtement s’est mis en place expliquant ainsi la dégradation considérable du milieu que nous avons mise en évidence entre 1975 et 2009 à partir d’enquêtes auprès des population et par la cartographie diachronique des petits bassins versant étudiés. A partir de l’étude des sédiments collectés dans les lacs, nous avons pu proposer un modèle de mise en place de ces sédiments qui suggère une intensification de l’érosion à partir du milieu des années 80. / Sahelian ecosystems, especially those installed on sandy soils react very quickly and intensely to small climatic changes. In this semi-arid area, wind erosion which occurs mainly on cultivated millet fields and is threatening the sustainable use of land resources. Furthermore, the rapid population growth and the severe droughts of the twentieth century have had important impacts on ecosystems. To better manage this fragile environment, it is important first to understand how it works. This thesis was included in the framework of the AMMA project (African Monsoon Multidisciplinary Analyses) and was in the heart of a CORUS 2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) program which aimed to study wind erosion of cultivated sandy soils in the region of Niamey. The strategy followed in this study was based on detailed experimental measurements aiming to precisely quantify and understand current environment dynamics and more precisely, wind erosion dynamics. The results of experimental measurements were used to explain the changes we observed on small catchments of two permanent lakes near Niamey: Bangou Bi and Bangou Kirey (13.51 ° N - 2, 21 ° E). The sediment cores collected in these lakes were then analyzed in light of their catchments changes during the last century. In this study, we highlighted the major role of crop residues cover in traditionally cultivated field against wind erosion. Even at extremely low cover rate, they provide efficient protection for soils. However, below a threshold of 2%, their efficiency dramatically decrease and wind erosion caused large amount of soil losses (in average 130 t per year) and is actively involved in soil crusting. It is likely that this mechanism (wind erosion due very low crop residue cover and soil crusting) occurred by the middle of eighties due to the combined effects of generalized soil cultivation and sever drought of 1985. These processes explained the large degradation of the lakes watersheds we observed from surveys and diachronic mapping between 1975 and 2009. With sediment core analyses, we proposed a model of sedimentation in the Niamey lakes. This model suggests increasing erosion since the 1980’s. From the study of sediments core collected in lakes, we proposed a model explaining sedimentation that suggests an intensification of erosion from the mid 80s.

Cette thèse propose une méthode d'analyse des signaux triphasés pour la surveillance d'état des systèmes électromécaniques. La méthode proposée repose sur l'utilisation de la transformée en composantes symétriques instantanées et d'outils simples de traitement du signal pour détecter les défauts électriques et mécaniques dans de tels systèmes. Les avantages de cette approche triphasée par rapport à une approche monophasée pour la surveillance d'état sont étudiés en détail. Tout d'abord, pour les défauts électriques, l'utilisation de la transformée triphasée permet de séparer les composantes symétriques et asymétriques, et facilite ainsi la détection d'un déséquilibre électrique. Ensuite, pour les défauts mécaniques, l'approche par transformée en composantes symétriques permet de travailler dans des espaces avec un meilleur rapport signal à bruit. En effet, en appliquant le même traitement à la fois en monophasé et en triphasé sur les composantes symétriques, on observe que certains défauts mécaniques ne sont détectables qu’en utilisant la séquence positive des composantes symétriques. La méthodologie complète et les algorithmes pour calculer les indicateurs de défaut pour les défauts électriques et mécaniques sont donnés et les résultats sont validés sur signaux synthétiques et expérimentaux. En termes d'application, l'accent est mis sur la surveillance d'état des composants de turbines éoliennes. Toutefois, le procédé proposé peut être appliqué à des systèmes électromécaniques en général et peut facilement être étendu à des systèmes polyphasés. / This thesis proposes a three-phase electrical signals analysis method for condition monitoring of electromechanical systems. The proposed method relies on the use of instantaneous symmetrical components (ISCs) transform and simple signal processing tools to detect both electrical and mechanical faults in such systems. The advantages of using this three-phase approach for condition monitoring instead of single-phase ones are thoroughly detailed. Firstly, for electrical faults the use of the three-phase transform separates the balanced and unbalanced components thus making electrical unbalance detection easier. Secondly, for mechanical faults the ISCs approach has better signal-to-noise ratio (SNR). Indeed, by applying the same processing to both single-phase and ISCs, some mechanical faults are only detectable using the positive-sequence ISC. The complete methodology and algorithms to compute fault indicators for both electrical and mechanical faults are given and the results are validated using synthetic and experimental signals. In terms of application, the focus was on condition monitoring of wind turbine components. However, the proposed method can be applied on electromechanical systems in general and can easily be extended to poly-phase systems.

Le vieillissement des lignes de transport d’énergie électrique est une problématique majeure des réseaux. D’ailleurs, des problèmes se posent au plan de l’évaluation de l’état des conducteurs qui, soumis aux vibrations éoliennes, sont vulnérables à l’endommagement en fatigue. Surtout présent aux pinces de suspension, ce phénomène est encore difficile à quantifier, notamment quant à la prédiction de la durée de vie résiduelle des conducteurs. D’autre part, avec le besoin croissant d’optimiser l’exploitation du réseau tout en maintenant sa fiabilité, une estimation précise de l’état d’endommagement des conducteurs est primordiale. Pour cela, une caractérisation des sollicitations à l’échelle des brins est d’abord requise. L’objectif principal de cette thèse vise donc le développement d’une stratégie de modélisation et d’analyse des conducteurs sollicités en vibrations éoliennes permettant une évaluation précise des conditions de chargement locales à l’échelle des brins, tout en tenant compte de l’effet de la géométrie des pinces de suspension. Une stratégie de modélisation 3D des solides toronnés est d’abord développée avec la méthode des éléments finis selon une discrétisation individuelle des brins par éléments poutres, capable de traiter toutes les interactions inter-filaires en frottement. Cette modélisation traduit efficacement la cinématique des torons tout en donnant accès aux charges locales. Son caractère général lui permet aussi d’être appliquée à tout problème impliquant des torons. Appliquée à l’étude des conducteurs sous l’effet des vibrations éoliennes, la stratégie conduit à une description précise de leur comportement tant au plan global en flexion que de la description des contraintes aux brins. Des estimations réalistes de durées de vie en fatigue des conducteurs sont même possibles par l’application de critères d’endommagement aux contraintes. Ensuite, les pinces de suspension sont intégrées à la stratégie de modélisation selon une représentation surfacique traitant le contact pince/conducteur. Une comparaison à des mesures expérimentales met en relief la précision de l’approche. L’analyse de la solution numérique permet l’identification des zones critiques d’endommagement en contact à chacune des couches du conducteur et révèle des informations nouvelles quant à la nature de la sollicitation des brins à la pince de suspension. Finalement, des travaux exploratoires proposent un nouveau concept d’analyse multi-échelles en combinant la modélisation numérique d’un système pince/conducteur à des essais de fatigue sur brins individuels. Une mise en œuvre préliminaire de l’approche permet de valider le concept et en jette les bases en vue de son application future. En somme, la stratégie de modélisation développée dans cette thèse constitue un puissant outil d’analyse qui ouvre maintenant la voie à une caractérisation appropriée de la fatigue des conducteurs en vue ultimement de prédire leur durée et vie résiduelle. / Abstract : The aging of overhead transmission lines is a major concern for utilities. In particular, problems arise in assessing the integrity of conductors whose exposure to Aeolian vibrations renders them vulnerable to fatigue damage. Occurring mainly at the suspension clamps, conductor fatigue is still difficult to quantify, especially regarding the prediction of their residual life. With the increasing need to optimize the power grid while maintaining its reliability, accurate evaluations of the conductor damage state become crucial. To this matter, a characterization of the stress levels at the wire scale is first required. The main objective of this thesis is therefore to develop a strategy for the modeling and analysis of conductors subjected to wind induced vibrations, allowing an accurate description of the local load conditions, while accounting for the effects of the suspension clamps. A finite element wire strand modeling strategy is first developed based on a 3D beam element discretization, considering all frictional wire interactions. The modeling approach efficiently reproduces the wire strand kinematics while giving access to the local loads. Its general formulation also allows it to be applied to any problem involving strands. Applied to the study of conductors subjected to Aeolian vibrations, the strategy leads to an accurate description of their behavior at both the global strand deformations and the wire stress description. Realistic conductor residual life estimates are even possible with the use of common damage criteria. The suspension clamps are then incorporated into the modeling strategy using a surface representation of the conductor/clamp contact. Comparisons with experimental measurements highlight the precision of the approach. The model response analysis allows now the identification of the critical damage zones within each conductor layers and reveals new information about the nature of the wire stresses at the suspension clamp. Finally, exploratory works propose a new concept of multi-scale analysis combining the numerical conductor/clamp modeling strategy to experimental fatigue tests on individual wires. A preliminary implementation of the approach validates the concept and lays the foundations for its future application. In summary, the modeling strategy developed in this thesis constitutes a powerful analytical tool which now opens the way to an appropriate characterization of conductor fatigue with the ultimate objective to eventually predict their residual life.

Les systèmes réels sont généralement de nature non-linéaire, et leurs modélisations etsurveillance restent une tâche difficile à accomplir. Néanmoins, avec les progrès technologiqueson dispose maintenant d'un atout de taille sur ces systèmes qui est les données.Ce travail présente une technique de diagnostic de défaut et de modélisation basée en grandepartie sur la méthode d'apprentissage automatique " Les Machines à Vecteurs de Support,SVM " qui est basée sur les données. La méthodologie proposée est appliquée à différentessystèmes multivariables et non linéaires, à savoir : un procédé de traitement des eaux usées, unsystème éolien et un réacteur chimique parfaitement agité.L'objectif de cette thèse de doctorat est d'examiner la possibilité d'extraire le maximumd'information à partir de données afin de surveiller efficacement le comportement de systèmesréels et de détecter rapidement tout défaut qui peut compromettre leur bon fonctionnement. Lamême méthode est utilisée pour la modélisation des différents systèmes. Plusieurs défis ont étérelevés tels que la complexité du comportement des systèmes, le grand nombre de mesuresvariant à différentes échelles de temps, la présence de bruit et les perturbations. Une méthodegénérique de diagnostic de défauts est proposée par la génération des caractéristiques de chaquedéfaut suivie d'une étape d'évaluation de ces caractéristiques avec une amélioration du transfertde connaissances en modélisation.Dans cette thèse ont a démontré l'utilité de l'outil Machines à Vecteurs de Support, enclassification par la construction de modèles de décision SVM dédiés à l'évaluation descaractéristiques de défaut, et aussi en tant qu'estimateur non linéaire/ou pour la modélisation parl'utilisation des machines à vecteurs de support dédiés pour la régression (SVR).La combinaison de SVM et d'une méthode basée sur le modèle "observateur" a été aussi étudiéeet a été nécessaire dans certains cas pour garantir un bon diagnostic de défauts.

Cette thèse concerne principalement la résolution des problèmes d’inversion dynamiquedans le cadre des systèmes dynamiques non linéaires. Ainsi, un ensemble de techniquesbasées sur l’utilisation des trains de mesures passées et sauvegardées sur une fenêtreglissante, a été développé. En premier lieu, les mesures sont utilisées pour générerune famille de signatures graphiques, qui constituent un outil de classification permettantde discriminer les diverses valeurs des variables à estimer pour un système non linéairedonné. Cette première technique a été appliquée à la résolution de deux problèmes : leproblème d’électolocation d’un robot doté du sens électrique et le problème d’estimationd’état dans les systèmes à dynamiques non linéaires. Outre ces deux applications, destechniques d’inversion à horizon glissant spécifiques au problème de diagnostic des défautsd’éoliennes dans le cadre d’un benchmark international ont été développées. Cestechniques sont basées sur la minimisation de critères quadratiques basés sur des modèlesde connaissance. / This thesis mainly concerns the resolution of dynamic inverse problems involvingnonlinear dynamical systems. A set of techniques based on the use of trains of pastmeasurements saved on a sliding window was developed. First, the measurements areused to generate a family of graphical signatures, which is a classification tool, in orderto discriminate between different values of variables to be estimated for a given nonlinearsystem. This technique was applied to solve two problems : the electrolocationproblem of a robot with electrical sense and the problem of state estimation in nonlineardynamical systems. Besides these two applications, receding horizon inversion techniquesdedicated to the fault diagnosis problem of a wind turbine proposed as an internationalbenchmark were developed. These techniques are based on the minimization of quadraticcriteria based on knowledge-based models.

Suite aux changements climatiques, de nouveaux paysages reflétant les interactions entre les processus naturels et les activités humaines inappropriées sont apparus en Tunisie Méridionale. L’érosion éolienne en est l’une des manifestations les plus remarquables. Au cours de cette thèse, une méthodologie opérationnelle et validée (méthode du transect permanent) a été mise au point pour la caractérisation des états de surfaces éolisés et la quantification du bilan sédimentaire d’un transect d’environ 500m de longueur sur une période de deux ans. A l’échelle spatiale, la cartographie des Unités Eoliennes : zones de départ, transit et dépôt de sable a été élaborée. Un essai de caractérisation radiométrique des zones de dépôt ensablées a été ensuite tenté pour l’analyse diachronique des changements survenus durant plus de 35 ans. A l’échelle stationnelle, la méthode du transect permanent permet le calcul diachronique des bilans sédimentaires et la comparaison simultanée des changements des Complexes d’Etat de Surface. La seule observation des états de surface éolisés est insuffisante pour déterminer le fonctionnement éolien précis d’une région, elle induit à des erreurs d’interprétation sur les processus sédimentaires en cours.A l’échelle spatiale, les cartes des Unités Eoliennes permettent de déterminer la vulnérabilité du milieu face aux processus de déflation, transport et dépôt. De plus, la caractérisation des zones ensablées par des indices radiométriques n’est pas évidente avec des images de 30 m de résolution. Les analyses statistiques effectuées ont montré que l’indice de couleur est le plus indiqué pour ce genre d’étude. Le calcul des taux de changement entre deux images de dates successives permet d’estimer l’évolution temporelle des espaces ensablés et la distribution spatiale des zones nouvellement ensablées sur plus de 35 ans. / Under the effect of climate change, new landscapes reflecting the interactions between natural processes and human inappropriate activities appeared in Southern Tunisia. Wind erosion is one of the most important events. In this thesis, operational and validated methodology (the permanent transect method) has been developed for the characterization of Surfaces States and quantification of the sediment balance of a 500 m length transect over a period of two years. On spatial scale, mapping of the Aeolian units of deflation, transit and sand deposit was developed. Radiometric characterization of sand accumulations was then tried for the detection of changes that occurred within more than 35 years.At the site level, the permanent transect method enabeled the diachronic sedimentary balance calculation and the comparison of the Surface states changes. The single observation of these areas is insufficient to determine the real eolian process of a region ; moreover it induces to errors of interpretation on the sedimentary process.At the spatial scale, maps of the Aeolian units enabeled to determine the vulnerability of the environment to the process of deflation, transport and deposition. In addition, the characterization of sand accumulations by radiometric indices is not obvious within 30 m resolution images. The statistical analyses have shown that Color Index is the most indicated for this type of study. The calculation of the rates of change between two successive dates images allows to estimate the sandy spaces evolution and their spatial distribution for more than 35 years.

Le gouvernement français s'est engagé sur un ambitieux objectif de développer l'éolien offshore pour atteindre une capacité de 6 GW d'ici 2020. La construction d'éoliennes terrestres, tout comme les éoliennes offshore, est très contestée en raison de leur impact visuel sur le paysage. Dans la région française du Languedoc Roussillon, les acteurs concernés (industrie touristique, commerces, pêcheurs, élus locaux), craignent que la construction de parc éoliens offshore aie des effets néfastes sur le tourisme, en donnant à la région une image industrialisée et « bétonnée ». Jusqu'à présent, en mer du Nord, il n'a jamais été mis en évidence que la construction de parcs éoliens offshore ait réellement affecté l'attractivité touristique des côtes environnantes. On peut se demander si ce constat peut être extrapolé à la cote méditerranéenne. Depuis une dizaine d'années, lorsqu'ont débuté les débats sur la possibilité d'exploiter les vents méditerranéens, beaucoup de préjugés sont apparus sur l'impact potentiel négatif que cela pourrait avoir sur le tourisme. La réticence a d'autant plus augmenté lorsque le Languedoc Roussillon a été inclus dans le zonage de l'appel d'offre concernant la construction de 2 GW de parcs éoliens.Il était donc pertinent de mener une enquête auprès des touristes du littoral pour évaluer comment l'installation de parcs éoliens, installés à des distances réalistes des côtés, pourrait affecter le tourisme balnéaire. Par ailleurs, il était également intéressant de proposer des stratégies que les stations balnéaires pourraient adopter pour augmenter le nombre de touristes et leurs profits, avec ou sans parc éolien. Pour répondre à ces questions, une enquête d'évaluation mobilisant la méthode des « choice experiment », a été réalisée durant l'été 2010, auprès de plus de 350 touristes, sur les plages languedociennes.Les résultats de cette enquête, présentés au chapitre 3, montrent que les coûts liés à la nuisance visuelle s'annulent lorsque le parc éolien est installé à des distances comprises entre 8 et 12 km de la côte. L'enquête a également mis en évidence une forte demande pour la mise en place de démarches éco responsable (favorisant les produits locaux, le vélo, les transports publics et les économies d'eau et d'énergie) par les stations balnéaires. Ainsi, nos résultats montrent que la nuisance vécue par l'installation d'un parc à 8 km de la cote serait compensée par la mise en place simultanée d'une « démarche verte ». Par ailleurs, la construction de récifs artificiels associé au parc éolien, qui permettrait l'accès à des loisirs récréatifs (plongée sous marine par ex.) générerait, d'après nos résultats, une augmentation des dépenses des touristes, si ce parc était installé à une distance d'au moins 5 km de la côte.De nos résultats émergent deux principaux constats :- L'implantation d'une éolienne à 12 km de la côte, sans aucune évolution de la station par ailleurs, n'aurait pas d'incidence négative sur le tourisme.- Si la station balnéaire met simultanément en place des actions environnementales et des activités récréatives, le parc éolien peut alors être conçu à partir d'une distance de 5 km de la côte.L'écart entre le Consentement à Payer pour un bien et le Consentement à Recevoir une compensation pour renoncer à ce même bien est un phénomène très largement mis en évidence en économie de l'environnement. Dans une seconde partie de la thèse, nous prenons en compte dans nos estimations économétriques cet écart entre les pertes et des gains dans la fonction d'utilité. En tenant compte de cette asymétrie, nous estimons une réduction de moitié de la nuisance vécue par rapport aux éoliennes si le parc éolien est déjà installé. D'un autre côté, les bénéfices liés aux activités récréatives et à une démarche éco responsable sont perçu comme plus élevés si ces activités étaient déjà mises en place. / The French government has committed itself to an ambitious target of boosting the offshore wind power capacity to reach 6 GW by 2020. Wind turbines onshore as well as offshore are highly contested on visual grounds. Affected stakeholders, ranging from business and property owners, fishermen and elected municipal planners, fear significant negative economic impacts on their ‘business' or their ‘property'. In the French Mediterranean region of the Languedoc Roussillon, the expectation is that the tourist industry will be chagrined in the presence of an offshore wind farm – giving a windy and cemented image of the region. Since talks began about 10 years ago, on the potential for ‘harvesting' the winds of the Mediterranean Sea, many postulates have been made with regard to the impact on coastal tourism. In particular, resistance mounted when plans to include the Languedoc Roussillon in the 2011 tender for the construction of 2 GW wind power capacity were materialising. In this light, it was considered of pertinence to investigate how offshore wind farms, installed at realistic distances from the coast (5, 8 or 12 km), would affect coastal tourism. Additionally, it was considered of interest to help define strategies that coastal community resort may adopt to boost visiting numbers or profit margins with or without wind farms. To answer these questions a full-scale choice experiment valuation survey with over 350 tourists was undertaken in the summer of 2010 on Languedoc beaches.Our survey results show (in chapter 3) that average visual disamenity costs tends to zero, when an offshore wind farm is installed somewhere between 8 and 12 km from the shore. We also find that there is considerable demand for “sustainable” coastal community resorts that favours local produce, bicycling, public transport, energy and water saving devices. Thus, our estimates show that a wind farm installed 8 km from the shore could be ‘compensated for' through the simultaneous ‘greening' of the coastal community resort. If in addition a wind farm is associated with artificial reefs and recreational user access, our results point to an actual rise in tourist related revenues when the wind farm is located min. 5 km from the coast. The policy recommendation is thus two fold: Everything else equals, a wind farm located 12 km offshore will have no negative incidence on tourism. With simultaneous application of a coherent environmental policy and wind farm associated recreational activities, wind farm siting can be conceived from 5 km and outwards.In a latter stage (chapter 5) we explicit account for the well-established fact that humans' over-estimate losses compared with equal-sized gains, in our econometric estimations. By incorporating so-called gain-loss asymmetry in the utility function, we observe that the WTP to remove wind farms had they already been installed is half the compensation required to accept their presence during a vacation. The disamenity costs associated with wind farm installation are thus of a significantly smaller magnitude had the wind farms already been installed. On the other hand, the welfare benefits associated with eco-efficiency and wind farm associated recreational activities are larger had they already been invigorated. The verdict is that asymmetry should be accounted for, or at least recognised in stated preference valuation studies that simultaneously use utility increasing and utility decreasing attributes.