Les opérations de dragage sont nécessaires pour maintenir la navigabilité et l'exploitation des ports et des voies navigables. Des millions des tonnes des sédiments sont draguées annuellement. La valorisation est donc devenue une alternative pour le stockage, et une solution intéressante pour la gestion des sédiments à terre. Parmi les voies potentielles de valorisation, les filières matériaux de remblai, digue et de couche de forme routière figurent parmi celles les plus intéressantes du point de vue économique, environnemental et technique. La succession de différents modes de transition des sédiments a pour effet de produire des sédiments bruts de propriétés hétérogènes nécessitant par la suite d’adapter le traitement par rapport à une voie de valorisation donnée. Les géopolymères sont des liants innovants de propriétés mécaniques supérieures par rapport aux liants hydrauliques. La présente étude comprend deux objectifs. Le premier est de développer un modèle statistique permettant de prédire le comportement des sédiments traités par rapport à leurs caractéristiques brutes et par rapport au traitement mis en oeuvre en vue d’une application visée. Le deuxième objectif est de caractériser des propriétés microstructurales, mécaniques et de durabilité des sédiments traités aux liants géopolymère en vue de leur utilisation en tant que matériaux de remblai, de couche routière et de digue. Une étude comparative avec un traitement classique aux liants hydrauliques a été réalisée. / Dredging operations are essential to maintain the navigability and exploitation of harbours and waterways. Due to the important quantities dredged annually, the recovery (recycling) became an alternative for storage and an interesting solution to ashore sediment’s management. Among the potential recovery methods, earthworks applications like road, dikes sectors are the most economically, environmentally and technically interesting. The succession of different transition modes of sediments yields to sediments of heterogeneous properties. Subsequently, this implies the necessity to adapt treatment as function of sediments properties. . Geopolymers are innovative binders of mechanical and durability properties superior to that of hydraulic binders. Two objectives are investigated in the present study. In the first, a statistical model is developed that allow predicting the properties of treated sediments as function of raw characteristics and the treatment applied for a targeted application. The second objective is investigating the microstructural, mechanical and durability properties of sediments treated using geopolymer binders. These are compared with results obtained using hydraulic binders. Applied treatment allows recovering designed materials in earthworks applications, namely dikes and road layers construction.

Ce travail porte sur l’étude de la cinétique des décharges et post-décharges dans l’azote et les mélanges azotés en écoulement à pressions modérées. Des travaux de modélisations cinétiques ont été effectués sur la base des résultats expérimentaux afin de comprendre les processus de production et destruction des différentes espèces sondées. La thèse est divisée en deux parties suivant les types de décharge et mélanges gazeux étudiés. Dans la partie A, un plasma généré dans des mélanges N2-Ar par une cavité hélicoïdale originale excitée à 27 MHz est étudiée par spectroscopie optique d’émission. Sur la base de ces résultats expérimentaux, un modèle cinétique global couplé à un modèle de la fonction de distribution vibrationnelle de l’état N2(C3Pu, v’=0-4) a été développé. Ces modèles permettent d’analyser nos résultats et démontrent l’importance, dans notre décharge, des mécanismes impliquant les espèces métastables d’azote et d’argon, N2(A3Su+) et Ar(3P0,2). Dans la partie B, des décharges dans des mélanges N2-O2 produites par une cavité coaxiale à 433 MHz et leur post-décharge ont été étudiées par spectroscopie optique d’émission et de spectrométrie de masse. Un modèle cinétique temporel 0D, basé sur les résultats expérimentaux et associé à une simulation de l’écoulement, nous permet de reproduire qualitativement les évolutions des concentrations des émetteurs et de prédire la nature du milieu produit par la décharge et ses caractéristiques en vue de son utilisation pour la chimie des dépôts de couches minces de matériaux organosiliciés pour la microtechnologie. / This work focuses on the study of the kinetics of discharges and post-discharges in flowing nitrogen and nitrogen mixtures at moderate pressures. The kinetic modeling was performed on the basis of experimental results in order to understand the production and destruction processes of the species presents in the plasma. The thesis is divided into two parts according to the type of the discharge and gas mixtures studied. In the frame of the part A, a N2-Ar discharge generated by an original helical cavity excited at 27 MHz is examined by optical emission spectroscopy. Based on experimental results, a global kinetic model coupled with a model of the vibrational distribution function of the N2(C3Pu, v’=0-4) state have been developed. These models enable the analysis of our results and demonstrate the importance of the mechanisms involving metastable nitrogen and argon species, i.e. N2(A3Su+) et Ar(3P0,2). In Part B, discharges in mixtures of N2-O2 generated by a 433 MHz coaxial cavity were studied along with the afterglows by optical emission spectroscopy and mass spectrometry methods. A 0D kinetic model, based on experimental results, is associated with a flow simulation in order to qualitatively reproduce the evolution of concentrations and predict the nature of the environment created by the discharge as well as its characteristics for the applications of thin layer deposits of organosilicon materials for microtechnology.

Ce travail concerne la modélisation et la commande non-linéaire d'un hélicoptère drone à modèle réduit (VARIO Benzin-Trainer) en présence de rafales de vent. En ce qui concerne la modélisation, un modèle général et lagrangien à 7 DDL (degrés de liberté) extrait de [Avila Vilchi, 2001] pour l'hélicoptère en mode de vol libre en basse vitesse est utilisé. Ce système sous-actionné possède 4 entrées de commande. Nous avons développé un modèle lagrangien à 3 DDL de l'hélicoptère perturbé monté sur une plate-forme expérimentale. Le nouveau modèle perturbé présente un grand défi à cause du fort couplage entre les entrées de commande et les états du système, de plus ce modèle est sous-actionné. Différentes stratégies de commande sont utilisées pour commander le modèle réduit de l'hélicoptère perturbé à 3 DDL. Des résultats de simulation montre l'efficacité de la commande backstepping qui stabilise le système en suivant une trajectoire et qui rejete parfaitement la perturbation. Une étude en simulation de la robustesse est faite pour cette commande. Pour le modèle général à 7 DDL, une étude de l'équilibre de l'hélicoptère pendant le vol stationnaire est faite. Nous avons ensuite développé le modèle à 7 DDL de l'hélicoptère perturbé par deux types de rafale de vent, verticale et latérale. Contrairement au modèle à 3 DDL, la dynamique de zéros du modèle à 7 DDL est instable. Toutefois, en négligeant les forces de translation d'amplitude faible et les rafales de vent, on peut obtenir un modèle à minimum de phase. Ce dernier nous permet d'utiliser une loi de commande linéarisante approchée AFLC. Pour améliorer la robustesse et la précision de cette commande linéarisante AFLC, on utilise un observateur non linéaire à état étendu et approché AADRC que nous avons développé en se basant sur la méthode de rejet actif de perturbation ADRC et en utilisant le modèle approché. Plusieurs simulations sur le modèle complet montrent alors que l'ajout de cet observateur permet de compenser l'effet des forces de translation d'amplitude faible et des rafales de vent. / The work concerns the modeling and nonlinear control of a scale helicopter model (VARIO Benzin-Trainer) in presence of wind gusts. Regarding modeling, a general 7 DOF (degrees of freedom) lagrangian model extracted from (these_avila) for the free flight mode of a helicopter in low speed is used. This system is underactuated and has 4 control inputs. We have developed a 3 DOF lagrangian model of a helicopter disturbed mounted on an experimental platform. The new disturbed model has a major challenge because the strong coupling between the control inputs and the system states, furthermore this model is underactuated. Different strategies of control are being proposed to control the 3 DOF of disturbed scale model helicopter. Simulation results show the effectiveness of backstepping control which stabilizes the system following a path and completely rejectes the disturbance. A simulation study of robustness is made for this control. For the 7 DOF general model, an equilibrium study of the helicopter is carried out when it is in hovering mode. Then, we developed the 7 DOF disturbed model of the helicopter by two types of wind gust, in vertical or lateral direction. In contrary to the 3 DOF model, the zero dynamics of the 7 DOF model is unstable. However, neglecting the small body forces and the wind gusts, we can obtain a minimum phase model. The latter allows us to use an approached and linearized control laws AFLC. To improve the robustness and precision of this linearized control AFLC, we develope a nonlinear observer with an extended and approached state AADRC based on an active disturbance rejection control. Several simulations on the complete model demonstrates that the addition of the observer compensates the small body forces and the wind gusts.

Depuis deux décennies, des chercheurs et des diffuseurs utilisent des modélisations 3D pour rendre compte d'espaces et de structures du passé. Cependant, les historiens demeurent généralement réticents envers cette manière de représenter l'histoire. Pourtant, la science historique peut tirer parti du 3D de plusieurs façons. Une modélisation peut servir de laboratoire, une approche déjà utilisée en archéologie. Par exemple, à partir d'un modèle 3D du Colisée, les historiens pourraient s'intéresser aux interactions entre la population romaine et le bâtiment, aux techniques de construction, à l'impact de cette architecture monumentale sur l'évolution urbaine. La modélisation ne doit pas non plus se limiter aux grands monuments du passé. L'évolution de l'architecture vernaculaire, d'un quartier populaire, d'un complexe industriel ou d'un village aborigène peut tout aussi bien se prêter à une analyse tirant profit d'une modélisation. Mais avant d'intégrer une telle approche à la discipline historique, il faut assurer les chercheurs du caractère scientifique d'une maquette 3D. Un tel environnement doit pouvoir répondre aux mêmes critères scientifiques que toute autre production historique de nature académique. De tels systèmes – incorporant des objets virtuels, des sources et des éléments narratifs – sont présentement en développement, et je porterai donc mon attention sur l'élaboration d'une procédure efficace pour créer des environnements virtuels pertinents respectant les pratiques historiennes.

Ce travail de thèse porte essentiellement sur la détermination des propriétés mécanique et thermique des biocomposites HDPE-particules de bois et PET-fibres de chanvre, en utilisant des approches expérimentales, numériques et analytiques. La recherche des propriétés effectives de ces biocomposites prend en compte différents paramètres tels que la morphologie et l’orientation des fibres, d'une part, la porosité, et l’interphase, d'autre part. En effet, une étude basée sur la technique d'homogénéisation numérique a été réalisée en vue de vérifier l'influence des fibres courtes et logues sur les propriétés apparentes des différents matériaux étudiés. Aussi, des calculs numériques ont permis d'évaluer les propriétés élastiques ainsi que la conductivité thermique des biocomposites en fonction de la fraction volumique des fibres et des particules. L'objectif ultime de ce travail consiste à une modélisation de la mise en forme des biocomposites par thermoformage. En effet, une étude a été axée sur la thermoformabilité d’un coffrage en biocomposite HDPE-particules de bois, en utilisant des données expérimentales pour mieux décrire le comportement mécanique et thermique en vue d'une modélisation numérique des différentes étapes du thermoformage, en fonction de la teneur en particules de bois. / This thesis work concerns the determination of mechanical and thermal properties of HDPE-wood particles and PET-hemp fibers biocomposites using experimental, numerical and analytical approaches. The search for the effective properties of these biocomposites involves different parameters such as the fiber morphology and orientation on the one hand, and the porosity and the interphase on the other. A study based on the numerical homogenization technique has been carried out in order to verify the influence of short and long fibers on the apparent properties of the different materials. Numerical calculations have also allowed the estimation of the elastic properties as well as the thermal conductivity of the biocomposites in relation to the fiber and particle volume fraction. The ultimate objective of this work consists in the modelling of the thermoforming procedure on the biocomposites. A study on the thermoformability of the HDPE-wood particles biocomposite into a formwork in relation to the wood particle content has been carried out by using experimental data of the mechanical and thermal behavior for the numerical simulation of the thermoforming procedure.

Ce travail de thèse porte précisément sur la prise en charge du matériel embarqué dans la modélisation de l'application temps-réel. Afin d'améliorer le développement du matériel et de faciliter la communication des décisions architecturales au flot logiciel, nous avons adopté l'ingénierie dirigée par les modèles dans la conception, simulation et implantation de la plateforme matérielle. En effet, nous avons défini un langage de modélisation HRM (Hardware Resource Model) pour la description de plateformes matérielles sous différentes vues et à différents niveaux de détail. Nous avons ensuite conçu une méthodologie de modélisation du matériel en HRM pour assister tout utilisateur dans la construction de modèles de plateformes. Nous avons également développé un outillage complet et automatisé pour la simulation des plateformes matérielles ainsi modélisées. Enfin, nous décrivons un processus d'unification entre HRM et le standard d'implantation du matériel IP-XACT. Pour mieux prendre en charge le modèle de la plateforme matérielle dans la conception du système temps-réel, nous avons spécifiés des règles et des contraintes d'allocation qui régissent les placements des entités logicielles sur les ressources matérielles. Puis nous avons proposé des mécanismes d'adéquation pour adapter des configurations à priori inadéquates. Pour finir et illustrer l'agencement de toutes ces contributions dans le cadre d'un même processus de développement, nous avons développé une chenille de robots unicycles qui roulent sans glisser sur un plan horizontal. Il s'agit d'un système qui est à la fois temps-réel, embarqué, multi-tâches, distribué, répétitif et paramétrable. / This PhD work focuses on the hardware support when modeling real-time systems. To improve the development of hardware and to communicate architectural intends to the software flow, we adopted the model driven engineering for design, simulation and implementation of hardware platforms. We have first defined a modeling language HRM (Hardware Resource Model) that describes hardware platforms with different views and at different levels of detail. Then, we developed a methodology based on HRM to help users in the construction of their platforms models. We have also developed automated tools for the simulation of these hardware models. Finally, we provide an efficient process of unification between HRM and the recent standard of hardware implementation IP-XACT. As our purpose is to take into consideration the hardware properties during the system design, we have specified rules and constraints that govem allocation of software entities onto hardware resources. After that, we proposed mechanisms to adapt inadequate configurations. Finally, we illustrate all these contributions within the same case study, which is a robots chain. It is realtime, embedded, multi-tasking, distributed, repetitive and configurable system.

Les entrepôts de données (ED) sont devenus une technologie mature. L'accentuation des demandes d'analyse est motivée par l'évolution technologique, Les nouveaux paradigmes de programmation et L'ingénierie Dirigée par les Modèles (!DM). Avant d'utiliser ces progrès technologiques, l'entrepôt de données doit être construit et préparé pour sa bonne exploitation.La phase de construction a vu l'utilisation massive des efforts de description et de méta-modélisation afin de faciliter la définition des correspondances entre les schémas locaux des sources de données et le schéma de l'ED et de réduire l'hétérogénéité entre les sources. La phase d'exploitation et sa tâche physique, en particulier n'ont pas eu la même utilisation des solutions de description et de méta-modélisation, bien qu'elle est considérée comme un tunnel de toutes les phases de cycle de vie de conception d,un ED. Durant cette phase; des modèles de coût mathématiques sont utilisés pour quantifier la qualité des solutions proposées. Le développement de ces derniers nécessite des efforts de collection et d'analyse des paramètres pertinents.Pour bien simuler le fonctionnement d'un ED, toutes les dimensions d'un SGBD doivent être intégrées. Dans cette thèse, nous proposons de décrire en détail ces dimensions avec des mécanismes de méta-modélisation. Vu la similarité et la hiérarchisation gui existent entre les supports de stockage, nous avons développé une ontologie de domaine dédiée aux supports de stockage.Elle permet d'expliciter leurs propriétés. Les similarités entre ces supports nous a motivé à hybrider le cache mémoire avec les mémoires flashs pour augmenter sa capacité afin de stocker un nombre important de résultats intermédiaires partagés par plusieurs requêtes décisionnelles. La réutilisation de ces résultats permet d'augmenter la performance du SGBD. Nos contributions sont validées à l'aide des expérimentations en utilisant nos modèles de coût théoriques et le SGBD Oracle. / Data warehouses (DW) have become a mature technology. The emphasis of the analysis requests is driven by technological change, the new programmig paradigms and ModelDriven Engineering (MDI). Before using these technological advances, the DW must be buil tand prepared for its proper operation. The construction phase bas seen massive description efforts and meta modeling to facilitate the definition of correspondence between local data sources schemas and DW schema and to reduce heterogeneity between sources. Despite its importance in all stages of the design life cycle of an DW, the operational phase and in particular its physical task, did not have the same interest in term of description and meta modeling. During this phase, mathematical cost models are used to quantify the quality of the solutions proposed. The development of these models requires collection efforts and analysis of relevant parameters. To simulate the operation of a DW, all the dimensions of a DBMS must be integrated. In this thesis, we propose to describe in detail these dimensions with meta-modeling mechanisms. Given the singularity and hierarchy between storage media, we have developed an ontology dedicated to storage media, which makes explicit their properties. The similarities between these supports motivated us to develop a hybrid cache based on flash memory. This increases the cache ability to store a large number of intermediate results shared by multiple decision-support queries. The reuse of these results will increase the overall performance of fue DBMS. Our contributions are validated with experiments using our theoretical cost models and the Oracle DBMS.

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La mise en place de l’approche écosystémique des pêches (AEP) requiert une amélioration de nos connaissances sur la complexité des écosystèmes. Comprendre la réaction de l’écosystème à des mesures de gestion est essentiel pour atteindre les objectifs de conservation. La modélisation écosystémique a amélioré nos connaissances sur le fonctionnement des écosystèmes et leurs interactions avec les usages du domaine maritime; et est de plus en plus utilisée pour évaluer l’impact de mesures de gestion. Le comportement de pêche des flottilles démersales françaises en Manche Orientale a été analysé. Les résultats montrent que les pêcheurs conservent leurs habitudes de pêches et que le trafic maritime peut impacter leurs décisions. Une analyse globale des résultats d’études menées au cours des trente dernières années démontre l’influence des habitudes et des espèces ciblées sur le comportement de pêche. L’exploration de la dynamique de l’écosystème a nécessité l’utilisation du modèle Atlantis, en focalisant sur deux espèces commerciales, la sole (Solea solea) et la plie (Pleuronectes platessa). L’importance des zones estuariennes est révélée, ainsi que le rôle joué par les rejets et par deux espèces clés, la morue (Gadus morhua) et le merlan (Merlangius merlangius). La sole et la plie ont peu d’influence sur le réseau trophique excepté sur la dynamique des invertébrés benthiques. Nous évaluons les conséquences de l’application de fermeture de zones et d’une réduction d’effort sur le comportement de pêche et l’écosystème et mettons en évidence un bénéfice de l’application combinée de ces mesures sur la biomasse des espèces commerciales et sur la valeur débarquée par unité d’effort. / The implementation of the ecosystem approach to fisheries management (EAFM) requires an enhancement of our knowledge of ecosystem complexity. Understanding the ecosystem reaction to management regulation is a key to achieve conservation objectives. Ecosystem modelling improves our knowledge on ecosystem functioning in interaction with human activities, and it is now widely used to evaluate management strategies. The fishers’ behaviour of the French demersal fisheries in the Eastern English Channel (EEC) has been investigated. Results showed that fishers tended to adhere to past annual fishing practices and maritime traffic may impact on fishing decision. A global analysis of the fisheries science literature during the last three decades evidenced the influence of tradition and species targeting in fishers’ behaviour. The exploration of ecosystem dynamics required the use of the ecosystem model Atlantis with a focus on two commercial flatfish species, sole (Solea solea) and plaice (Pleuronectes platessa). The importance of estuary areas and of nutrient inputs has been revealed as well as the role of discards and of two key species, cod (Gadus morhua) and whiting (Merlangius merlangius). Sole and plaice did not have a strong influence on the trophic network excepted on the benthic invertebrates’ dynamics. Finally, we investigated the consequences of area closure and effort reduction on fishers’ behaviour and the ecosystem impacted. We observed a noticeable benefit of combining area closure and effort reduction on the biomass of most commercial species and on the total value landed per unit effort.

En milieux urbains imperméabilisés, ou dans les régions où les pluies d’orage sont fréquentes et violentes, il convient de stocker temporairement les volumes des précipitations dans des ouvrages de rétention avant de les relâcher à débit contrôlé dans les réseaux d’assainissement ou le milieu naturel, ce qui limite les risques d’inondation et les impacts environnementaux. La dimension de ces ouvrages de rétention peut vite être importante et leur implantation sur un site encombré devenir compliquée et onéreuse. La solution proposée dans ce travail de thèse est de répartir la rétention sur plusieurs ouvrages de rétention reliés entre eux par des canalisations et contrôlés par des ajutages, et de jouer sur leur capacité respective et les conditions de transfert pour optimiser le rejet dans le réseau ou le milieu naturel. Un outil de modélisation de type réservoir a été développé, qui représente avec un bon niveau de précision les hauteurs dans les ouvrages de rétention et les débits transférés en fonction du temps ainsi que de l’intensité et la durée de la pluie. Ce modèle simplifié incrémenté en fonction d’un pas de temps cohérent avec l’intensité de la pluie travaille en volumes et débit sans s’attarder sur les conditions hydrauliques d’écoulement. Il a été validé par plusieurs études de sensibilité sur des séries de 2 ou 3 réservoirs et ouvre la voie à un outil de pré dimensionnement rapide, robuste et fiable. / In urban environments, or in the areas where the stormy showers are frequent and violent, it is advisable to temporarily store volumes of precipitations in retaining tanks before slackening them with flow controlled in the sewage networks or the natural environment, which limits the risks of flood and the environmental impacts. The dimension of these basins can quickly be important and their establishment on an encumbered site to become complicated and expensive. The solution suggested in this study is to distribute the retention on several basins connected to each other by pipes and controlled by nozzles, and to exploit their respective capacity and the conditions of transfer to optimize the rejection in the network or the natural environment. A numerical model named tank type was developed, which represents with a good level of precision the heights in the basins and the flows transferred according to time as well as intensity and the duration of the rain. This simplified model incremented according to a step of coherent time with the intensity of the rain works in volumes and flow without being delayed on the hydraulic conditions of flow. It was validated by several studies of sensitivity on meshes of 2 or 3 tanks and opens up the way for a tool for pre simple and reliable dimensioning.