Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur deux aspects de la modélisation géométrique de surfaces lisses. L'ambition des recherches menées sur le thème de l'interpolation de triangulations polygonales quelconques par des surfaces polynomiales a été de revenir à la source du problème en introduisant un autre découpage, régulier en quatre cette fois ci, des triangles données en entrée. Nous présentons de nouvelles approches en insistant sur la résolution du problème de raccordement lisse de patchs triangulaires en un sommet commun ainsi que sur le choix optimal des paramètres de forme permettant de contrôler la qualité esthétique de la surface. De plus, l'invariance par subdivision d'un des schémas permet une hiérarchisation des procédés d'interpolation. Il devient alors possible d'avoir un modèle de surface multirésolution paramétrique, et permettant de décrire de topologies quelconques, applicable dans des domaines aussi divers que la CAO, la réalité virtuelle ou la médecine. Le deuxième thème concerne le lissage de surfaces B-splines. Deux types de méthodes, basées sur la diminution de la variation de courbures, sont présentés. Les premières utilisent des stratégies de recherche heuristiques ou systématiques. Les secondes reposent sur la convolution du réseau des points de contrôle de la surface par des filtres discrets.

Dans cette recherche, nous tentons d'évaluer la pertinence d'une approche de simulation inverse des facteurs physiques d'ambiances dans le processus de conception en architecture et en aménagement urbain. Dans cette perspective, un outil de simulation inverse est développé et interfacé en sur-couche du logiciel de CAO AutoCAD largement utilisé dans les agences d'architectures. Il agrége les méthodes développées au Cerma ces dernières années sur la simulation inverse, de l'ensoleillement d'une part, et de la visibilité d'autre part. Dans le projet architectural ou urbain, la simulation directe solaire ou visuelle permet l'analyse d'une situation à un instant donné ou pour un point de vue donné a posteriori (après la conception d'un projet), tandis que notre démarche inverse consiste à cadrer la génération de solutions architecturales à partir des intentions d'ambiances du concepteur, et ce pour des périodes solaires et des zones de contraintes définies au début d'un projet. Les modélisations inverses de volumes de contraintes solaires et visuelles – ensembles de solutions à une contrainte donnée – ou d'uniques solutions d'ouvertures ou d'écrans sont des réponses optimales aux problèmes spatio-temporels de l'ensoleillement et de la visibilité. Ces volumes englobent l'ensemble des rayons solaires ou visuels joignant une base de contrainte (une zone à ensoleiller ou à protéger du soleil, ou un ensemble de positions potentielles d'un observateur) à une cible de contrainte (période solaire sur la "voûte solaire" ou cible visuelle du type monument, repère...). Ces volumes de contraintes sont aisément manipulables dans le modeleur géométrique. Comme les autres entités qui composent une scène numérique, il est possible de leur faire subir des opérations booléennes, des sections, des translations... Dans un premier temps, nous présentons un état de l'art de cette recherche sur les différents outils et méthodes de simulation inverse 2D puis 3D de l'ensoleillement et de la visibilité. Dans un second temps, nous développons et présentons l'outil SVR ainsi que ses applications. Enfin, nous livrons un état de l'art de quelques observations et méthodes d'observation des concepteurs à l'œuvre et nous évaluons notre logiciel par l'observation des raisonnements et comportements de onze architectes et étudiants en architecture concevant avec notre outil durant des phases d'esquisses et d'avant-projet. Pour cette évaluation, nous mettons en œuvre un protocole d'observation simultané ("think aloud protocol").

La thèse est que la représentation par contraintes, en terme de langage et la déduction par la gestion automatique des réseaux de contraintes est une voie adéquate pour les systèmes d'aide à la conception en ingénierie. Deux techniques de l'Intelligence Artificielle à savoir la Propagation de Contraintes et le Raisonnement Qualitatif sont abordées. La Propagation de Contraintes est un mécanisme d'inférences déductives sur les réseaux de contraintes. Ce mécanisme présente plusieurs difficultés, particulièrement dans les calculs pas-à-pas de la résolution des relations entre valeurs des variables. Pour améliorer ce mécanisme, il est proposé dans le présente travail des algorithmes de filtrage sur la consistance locale dans des réseaux de contraintes algébriques n-aires. Ainsi, le concept de réseaux dynamiques est exploité comme un module d'aide à la conception. Le Raisonnement Qualitatif permet aux concepteurs d'analyser les modèles quand la connaissance est incomplète. L'approche de la Simulation Qualitative est proposée. L'adéquation de celle-ci est illustrée par d'une part, la représentation de connaissances incomplètes en termes de contraintes qualitatives, et d'autre part, sa capacité de saisir les comportements qualitatifs possibles des modèles. Un ensemble de logiciels est développé et leur efficacité démontrée sur des cas simples.

Le problème de conception dans le domaine du bâtiment est pluridisciplinaire. Plusieurs experts (architectes, ingénieurs, techniciens, ...) doivent coopérer et négocier afin de produire un résultat cohérent. Pour développer un outil informatique d'aide à la conception en bâtiment, on utilise un environnement avancé d'intelligence artificielle alliant une puissante représentation orientée objet à des mécanismes d'organisation et de contrôle du raisonnement. Le travail porte surtout sur le couplage de systèmes experts à base de connaissance en bâtiment (pour le raisonnement) avec des outils de CAO (pour la saisie et l'interaction graphique). La thèse consiste en une contribution à la spécification des éléments de base d'un prototype de cet outil. La spécification est concrétisée par une maquette logicielle.

Ce mémoire présente une étude de l'implantation optimale d'un robot en fonction de la tâche à réaliser, en prenant en compte les contraintes de non collisions. La démarche proposée s'est appuyée sur un système de C.A.O. classique. Elle se fonde sur une définition des tâches en termes de trajectoire de référence, définie par des points d'arrêt induits par le processus de fabrication et des points de passages disposés pour assurer la non collision avec les obstacles. Elle aboutit à une méthode permettant d'optimiser la trajectoire du robot de manière conjointe avec son implantation, en étendant le concept de variables articulaires à l'ensemble des variables décrivant les possibilités d'implantation du robot. Ces points de passage sont mis en place au cours du processus d'optimisation générale en fonction de l'implantation du robot et de la disposition des obstacles. Cette approche est introduite par une étude de la planification de trajectoires, à travers une méthode locale dissociant les objectifs de réalisation du process des objectifs d'anti-collision, suivie d'une étude du domaine d'implantation du robot. Ces travaux ont été appliqués aux problèmes de l'industrie automobile à travers l'exemple des postes de soudure par points et des postes de montage.

Transparent glass-ceramics have been of industrial interest because of their multifarious applications. These are becoming increasingly important because of the flexibility that is associated with this route of fabricating intricate sizes and shapes as per the requirement. A number of glass-ceramics, based on well known ferroelectric crystalline phases (LiNbO3, LaBGeO5, SrBi2Nb2O9, Bi2WO6 etc.) were fabricated and their polar and electro-optic properties were reported. Keeping the potential applications of transparent glass-nano/microcrystal composites in view, attempts were made to fabricate SrBi2B2O7 and CaBi2B2O7 glasses and glass-nano/microcrystal composites. An attempt has been made to employ strontium bismuth borate SrBi2B2O7 (SBBO) as a reactive host glass matrix for growing the nanocrystals of ferroelectric oxides belonging to the Aurivillius family. The in situ nucleation and growth of SrBi2Nb2O9 (SBN) nanocrystals in a reactive SrBi2B2O7-Nb2O5 system and its influence on various physical (dielectric, pyroelectric and optical) properties were investigated. The strategy has been to visualize the formation of nanocrystalline SrBi2Nb2O9 as a result of the simple chemical reaction between glassy SrBi2B2O7 and Nb2O5. Indeed at lower concentrations of Nb2O5 transparent glasses were obtained which upon heat-treatment at appropriate temperatures yielded nanocrystalline SrBi2Nb2O9 phase in a transparent glass matrix. Textured SrBi2Nb2O9 ceramics were obtained by quenching the melts of SrBi2B2O7-Nb2O5 in equimolar ratio and their physical properties were studied. A strong anisotropy in physical properties (which are akin to single crystals) were demonstrated in the textured ceramics.

Alumino-silicate systems are of great interest for materials scientists and geochemists. Thermodynamic knowledge of these systems is useful in steel and ceramic industries, and for understanding geochemical processes. A popular and efficient approach used to obtain a self-consistent thermodynamic dataset is called CALPHAD. It couples phase diagram information and thermochemical data with the assistance of computer models. The CALPHAD approach is applied in this thesis to the thermodynamic modelling and assessments of the CaO-Al2O3-SiO2, MgO-Al2O3-SiO2 and Y2O3-Al2O3-SiO2 systems and their subsystems. The compound energy formalism is used for all the solution phases including mullite, YAM, spinel and halite. In particular, the ionic two sub-lattice model is applied to the liquid solution phase. Based both on recent experimental investigations and theoretical studies, a new species, AlO2-1, is introduced to model liquid Al2O3. Thus, the liquid model corresponding for a ternary Al2O3-SiO2-M2Om system has the formula (Al+3,M+m)P (AlO2-1,O-2, SiO4-4,SiO20)Q, where M+m stands for Ca+2, Mg+2 or Y+3. This model overcomes the long-existing difficulty of suppressing the liquid miscibility gap in the ternary systems originating from the Al2O3-free side during the assessments. All the available and updated experimental information in these systems are critically evaluated and finally a self-consistent thermodynamic dataset is achieved. The database can be used along with software for Gibbs energy minimization to calculate any type of phase diagram and all thermodynamic properties. Various phase diagrams, isothermal and isoplethal sections, and thermochemical properties are presented and compared with the experimental data. Model calculated site fractions of species are also discussed. All optimization processes and calculations are performed using the Thermo-Calc software package. / QC 20100607

La existencia de desigualdades socio-económicas en el estado de salud dentalde los ancianos no institucionalizados de la ciudad de Barcelona, sumado a labaja utilización de servicios odontológicos, indican un problema de acceso aeste tipo de servicios. Este tipo de hallazgos son especialmente relevantespara países como España, que aunque cuentan con un Sistema Nacional deSalud para toda la población, poseen una limitada cobertura de tratamientosodontológicos para adultos, que sólo incluye las extracciones dentales.Si bien durante la década de los años 90 se ha registrado un aumento en elporcentaje de utilización de servicios de salud odontológicos en Cataluña, esteindicador aún es bajo si se compara con el resto de países de Europa. Por otrolado, a pesar de que se han producido reducciones de las desigualdades en lautilización de servicios de salud odontológicos según ciertas característicasestudiadas como el tipo cobertura sanitaria y el grupo de ancianos, lasdesigualdades en la utilización persisten para las clases sociales másdesaventajadas y para las personas con bajo nivel de educación. Por todo ello,son necesarios futuros estudios que ayuden a conocer la evolución futura deesta tendencia

Le présent travail est intégré au sein du logiciel interne de synthèse d'images, ILLUMINES. Il porte sur deux points : Les lampes de bureau, les phares de voitures, les lampadaires dans les rues, ... éclairent le plus souvent selon une direction et une portée déterminées. Nous présentons dans la première partie de la thèse une méthode permettant de simuler ce type de source lumineuse, avec une modélisation par arbre de construction, dans un environnement de tracé de rayons. Notre méthode permet de visualiser les zones éclairées par le faisceau de la source lumineuse, mais également le faisceau lui-même. La conception d'une image de synthèse s'avère, pour un non-spécialiste, une réalisation pénible et difficile. A partir d'une hiérarchie orientée objet, d'un moteur d'inférence et des techniques interactives traditionnelles, nous proposons à l'utilisateur un outil d'aide à la conception d'images de synthèse simple et efficace. Une construction par les contraintes est générée par le moteur d'inférence et rendue accessible par l'utilisation de la fonction de contrainte : poser_sur. Diverses autres fonctions de haut niveau sont proposées pour la modification de la scène : déplacer_ vers, modifier_taille, éloigner_de, rapprocher_de, ... La préservation des contraintes est effectuée par envoi de messages. Ce prototype d'interface évolué interactif a été implanté au sein du logiciel ILLUMINES et permet d'envisager ce qui est en droit de s'appeler, la conception d'images de synthèse assistée par ordinateur.

La planification est essentielle pour la réussite des projets d'Architecture, Ingénierie et Construction (AIC). La simulation 4D de la construction est une approche innovante qui s'inscrit dans le développement de la maquette numérique BIM. Elle associe un modèle 3D de l'ouvrage au planning des activités de manière à en simuler la réalisation à travers le temps. Plusieurs travaux ont montré que la simulation 4D est particulièrement intéressante pour la comparaison de la constructibilité des ouvrages et des méthodes de travail, pour l'identification des conflits et des chevauchements, mais aussi comme un outil de collaboration pour les différents acteurs afin de discuter et planifier l'avancement du projet. La planification de la construction est aujourd'hui une activité nécessairement collaborative. Pourtant, l'usage collaboratif de la simulation 4D reste limité, notamment à cause du manque d'adaptation des vues manipulées. En effet, la plupart des outils 4D actuels, même s'ils proposent cette " simulation collaborative " comme argument commercial, se contentent de proposer les mêmes vues " standards " à tous les acteurs (3D associé au Gantt). Pourtant les méthodes de travail traditionnelles dans le secteur s'appuient sur différentes représentations visuelles (ex. plans 2D, modèle 3D " blanc ", modèle 3D " photoréaliste ", tableaux de quantités) que les professionnels ont l'habitude de choisir en fonction de leurs besoins particuliers. L'hypothèse de cette recherche doctorale considère que les vues proposées dans les outils de simulation collaborative 4D devraient être adaptées aux besoins de chacun des acteurs impliqués. L'objectif est de proposer une méthode de conception de vues multiples adaptées aux réels besoins métiers des participants à une simulation collaborative 4D. À cet effet, la recherche étudie les pratiques de planification dans le secteur de la construction, les théories de visualisation de l'information et de conception de vues, ainsi que le travail collaboratif assisté par ordinateur. La proposition définit d'abord une conceptualisation originale de la simulation collaborative 4D de la construction. Elle se traduit ensuite par une structuration des besoins pour l'adaptation des vues, et une méthode structurée pour la composition de vues multiples 4D adaptées aux besoins de différents acteurs impliqués dans une simulation collaborative. Des métamodèles sont également conçus et fournissent aux utilisateurs de la méthode un langage structuré pour la conception progressive des multi-vues 4D. L'approche méthodologique propose dans un premier temps de définir le problème " métier " sur base d'une revue de la littérature et d'entretiens avec des professionnels. Puis, un recul théorique dans le champ de la visualisation d'information et du travail coopératif assisté par ordinateur conduit à formaliser des métamodèles initiaux de situation collaborative, de tâches de visualisation, de vues métiers et de vues multiples coordonnées. Ces métamodèles sont ensuite confrontés à des visualisations 4D réelles déjà produites dans le cadre de projets de construction, afin d'affiner progressivement leur contenu ainsi que la cohérence des étapes de la méthode. Enfin, une expérimentation finale développe et valide la méthode dans son ensemble. Elle est complétée d'une enquête auprès de professionnels afin de valider les résultats obtenus.