Ces travaux de thèse s'intéressent à l'étude du comportement d'une discontinuité dans un géomatériau sous sollicitations chemo-mécaniques à l'échelle du laboratoire. Des essais de traction-compression cyclique étudient la refermeture d'une fissure. Ils indiquent que les déformations inélastiques seraient gouvernées en partie par les frottements générés lors du ré-emboîtement des lèvres de la discontinuité, non correspondantes du fait des contraintes internes. Des joints rocheux altérés chimiquement sous sollicitation tangentielle sont étudiés au travers d'essais de cisaillement direct : le comportement des joints dégradés est profondément modifié du fait de la diminution des propriétés mécaniques du matériau de part et d'autre de la discontinuité et de l'accentuation de la non-correspondance des profils rugueux. Le comportement d'une discontinuité est modélisée par le couplage d'un modèle élasto-plastique endommageable continu avec une résolution discrète du problème de contact/frottement (code calcul aux éléments finis Cast3M). Les résultats numériques confirment les phénomènes constatés expérimentalement. / This PhD dissertation presents a study aiming at a better understanding of cracks behavior in a geomaterial. The study focuses on the behavior of discontinuities under chemo-mechanical solicitations at the laboratory scale. The mechanical behavior under normal stress is assessed with cyclic tension-compression tests. Experimental data indicate that the inelastic deformations could be partially governed by the friction generated during the closing of the discontinuity lips, and the asperities mismatch is related to the internal stresses. The shear behavior of a rock joint chemically degraded was studied through direct shear tests. Results pointed out significant modifications for altered joints induced by: 1) the mismatch enhancement of the rough profiles of the discontinuity and, 2) the degradation of the mechanical properties of the material on both sides of the discontinuity due to the chemical attack. These experimental results have been used as input data to model the behavior of a discontinuity by the coupling of a continuous elastic-plastic damaged model with a discrete solving of the contact/friction problem. The simulations performed under Cast3M correctly represent the phenomena observed during the experimental testing program.

Dans ce travail, différentes formulations d'éléments de poutres sont proposées pour l'analyse à rupture de structures de type poutres ou portiques en béton armé soumises à des chargements statiques monotones. La rupture localisée des matériaux est modélisée par la méthode à discontinuité forte, qui consiste à enrichir l'interpolation standard des déplacements (ou rotations) avec des fonctions discontinues associées à un paramètre cinématique supplémentaire interprété comme un saut de déplacement (ou rotation). Ces paramètres additionnels sont locaux et condensés au niveau élémentaire. Un élément fini écrit en efforts résultants et deux éléments finis multi-couches sont développés dans ce travail. L'élément de poutre d'Euler Bernouilli écrit en effort résultant présente une discontinuité en rotation. La réponse en flexion du matériau hors discontinuité est décrite par un modèle élastoplastique en effort résultant et la relation cohésive liant moment et saut de rotation sur la rotule plastique est, quant à elle, décrite par un modèle rigide plastique. La réponse axiale est suppposée élastique. Pour ce qui concerne l'approche multi-couche, chaque couche est considérée comme une barre constituée de béton ou d'acier. La partie régulière de la déformation de chaque couche est calculée en s'appuyant sur la cinématique associée à la théorie d'Euler Bernoulli ou de Timoshenko. Une déformation axiale additionnelle est considérée par l'introduction d'une discontinuité du déplacement axial, introduite indépendamment dans chaque couche. Le comportement du béton est pris en compte par un modèle élasto-endommageable alors que celui de l'acier est décrit par un modèle élastoplastique. La relation cohésive entre la traction sur la discontinuité et le saut de déplacement axial est décrit par un modèle rigide endommageable adoucissant pour les barres (couches) en béton et rigide plastique adoucissant pour les barres en acier. La réponse en cisaillement pour l'élement de Timoshenko est supposée élastique. Enfin, l'élément multi-couche de Timoshenko est enrichi en introduisant une partie visqueuse dans la réponse adoucissante. L'implantation numérique des différents éléments développés dans ce travail est présentée en détail. La résolution par une procédure d'«operator split» est décrite pour chaque type d'élément. Les différentes quantités nécessaires pour le calcul au niveau local des variables internes des modèles non linéaires ainsi que pour la construction du système global fournissant les valeurs des dégrés de liberté sont précisées. Les performances des éléments développés sont illustrées à travers des exemples numériques montrant que la formulation basée sur un élément multicouche d'Euler Bernouilli n'est pas robuste alors les simulations s'appuyant sur des éléments d'Euler Bernouilli en efforts résultants ou sur des éléments multicouche de Timoshenko fournissent des résultats très satisfaisants. / In this work, several beam finite element formulations are proposed for failure analysis of planar reinforced concrete beams and frames under monotonic static loading. The localized failure of material is modeled by the embedded strong discontinuity concept, which enhances standard interpolation of displacement (or rotation) with a discontinuous function, associated with an additional kinematic parameter representing jump in displacement (or rotation). The new parameters are local and are condensed on the element level. One stress resultant and two multi-layer beam finite elements are derived. The stress resultant Euler-Bernoulli beam element has embedded discontinuity in rotation. Bending response of the bulk of the element is described by elasto-plastic stress resultant material model. The cohesive relation between the moment and the rotational jump at the softening hinge is described by rigid-plastic model. Axial response is elastic. In the multi-layer beam finite elements, each layer is treated as a bar, made of either concrete or steel. Regular axial strain in a layer is computed according to Euler-Bernoulli or Timoshenko beam theory. Additional axial strain is produced by embedded discontinuity in axial displacement, introduced individually in each layer. Behavior of concrete bars is described by elastodamage model, while elasto-plasticity model is used for steel bars. The cohesive relation between the stress at the discontinuity and the axial displacement jump is described by rigid-damage softening model in concrete bars and by rigid-plastic softening model in steel bars. Shear response in the Timoshenko element is elastic. Finally, the multi-layer Timoshenko beam finite element is upgraded by including viscosity in the softening model. Computer code implementation is presented in detail for the derived elements. An operator split computational procedure is presented for each formulation. The expressions, required for the local computation of inelastic internal variables and for the global computation of the degrees of freedom, are provided. Performance of the derived elements is illustrated on a set of numerical examples, which show that the multi-layer Euler-Bernoulli beam finite element is not reliable, while the stress-resultant Euler-Bernoulli beam and the multi-layer Timoshenko beam finite elements deliver satisfying results. / V disertaciji predlagamo nekaj formulacij končnih elementov za porušno analizo armiranobetonskih nosilcev in okvirjev pod monotono statično obteˇzbo. Lokalizirano porušitev materiala modeliramo z metodo vgrajene nezveznosti, pri kateri standardno interpolacijo pomikov (ali zasukov) nadgradimo z nezvezno interpolacijsko funkcijo in z dodatnim kinematičnim parametrom, ki predstavlja velikost nezveznosti v pomikih (ali zasukih). Dodatni parametri so lokalnega značaja in jih kondenziramo na nivoju elementa. Izpeljemo en rezultantni in dva večslojna končna elementa za nosilec. Rezultantni element za Euler-Bernoullijev nosilec ima vgrajeno nezveznost v zasukih. Njegov upogibni odziv opišemo z elasto-plastičnim rezultantnim materialnim modelom. Kohezivni zakon, ki povezuje moment v plastičnem členku s skokom v zasuku, opišemo s togo-plastičnim modelom mehčanja. Osni odziv je elastičen. V večslojnih končnih elementih vsak sloj obravnavamo kot betonsko ali jekleno palico. Standardno osno deformacijo v palici izračunamo v skladu z Euler-Bernoullijevo ali s Timošenkovo teorijo nosilcev. Vgrajena nezveznost v osnem pomiku povzroči dodatno osno deformacijo v posamezni palici. Obnašanje betonskega sloja opišemo z modelom elasto-poškodovanosti, za sloj armature pa uporabimo elasto-plastični model. Kohezivni zakon, ki povezuje napetost v nezveznosti s skokom v osnem pomiku, opišemo z modelom mehčanja v poškodovanosti za beton in s plastičnim modelom mehčanja za jeklo.Striˇzni odziv Timošenkovega nosilca je elastičen. Večslojni končni element za Timošenkov nosilec nadgradimo z viskoznim modelom mehčanja. Za vsak končni element predstavimo računski algoritem ter vse potrebne izraze za lokalni izračun neelastičnih notranjih spremenljivk in za globalni izračun prostostnih stopenj. Delovanje končnih elementov preizkusimo na več numeričnih primerih. Ugotovimo, da večslojni končni element za Euler-Bernoullijev nosilec ni zanesljiv, medtem ko rezultantni končni element za Euler-Bernoullijev nosilec in večslojni končni element za Timošenkov nosilec dajeta zadovoljive rezultate.

La lecture automatique de plaques d’immatriculation de véhicule est considérée comme une approche de surveillance de masse. Elle permet, grâce à la détection /localisation ainsi que la reconnaissance optique, d’identifier un véhicule dans les images ou les séquences d’images. De nombreuses applications comme le suivi du trafic, la détection de véhicules volés, le télépéage ou la gestion d’entrée / sortie des parkings utilise ce procédé. Or malgré d’important progrès enregistré depuis l’apparition des premiers prototypes en 1979 accompagné d’un taux de reconnaissance parfois impressionnant, notamment grâce aux avancés en recherche scientifique et en technologie des capteurs, les contraintes imposés pour le bon fonctionnement de tels systèmes en limitent les portées. En effet, l’utilisation optimale des techniques de localisation et de reconnaissance de plaque d’immatriculation dans les scénarii opérationnels nécessite des conditions d’éclairage contrôlées ainsi qu’une limitation dans de la pose, de vitesse ou tout simplement de type de plaque. La lecture automatique de plaques d’immatriculation reste alors un problème de recherche ouvert. La contribution majeure de cette thèse est triple. D’abord une nouvelle approche robuste de localisation de plaque d’immatriculation dans des images ou des séquences d’images est proposée. Puis, l’amélioration de la qualité des plaques localisées est traitée par une adaptation de technique de super-résolution. Finalement, un modèle unifié de localisation et de super-résolution est proposé permettant de diminuer la complexité temporelle des deux approches combinées. / Automatic reading of vehicle license plates is considered an approach to mass surveillance. It allows, through the detection / localization and optical recognition to identify a vehicle in the images or video sequences. Many applications such as traffic monitoring, detection of stolen vehicles, the toll or the management of entrance/ exit parking uses this method. Yet in spite of important progress made since the appearance of the first prototype sin 1979, with a recognition rate sometimes impressive thanks to advanced science and sensor technology, the constraints imposed for the operation of such systems limit laid. Indeed, the optimal use of techniques for localizing and recognizing license plates in operational scenarios requiring controlled lighting conditions and a limitation of the pose, velocity, or simply type plate. Automatic reading of vehicle license plates then remains an open research problem. The major contribution of this thesis is threefold. First, a new approach to robust license plate localization in images or image sequences is proposed. Then, improving the quality of the plates is treated with a localized adaptation of super-resolution technique. Finally, a unified model of location and super-resolution is proposed to reduce the time complexity of both approaches combined.

L'objectif de ce travail est de modéliser le comportement hydro-mécanique de massifs rocheux fissurés. Ceci concerne précisément l'amélioration et l'extension d'un modèle par éléments discrets appelé BRIG3D. Ce modèle assimile un massif rocheux fissuré à un assemblage de blocs rigides qui interagissent au niveau de leurs interfaces. La déformation de ces interfaces est reliée aux déplacements relatifs des blocs. Sous l'effet des sollicitations du massif, chaque bloc, en interaction avec d'autres, se déplace vers une position d'équilibre. Les améliorations concernent la reformulation mécanique de BRIG3D. De nouvelles descriptions concernant le mouvement d'un corps rigide, la position des interfaces et le champ des contraintes sont introduites. Ce travail de recherche concerne également l'introduction d'un modèle par éléments frontières décrivant un écoulement laminaire, permanent et plan aux interfaces des blocs. Le couplage de ces deux modèles à permis d'analyser le comportement hydro-mécanique de massifs rocheux fissurés soumis à diverses sollicitations. Une étude particulière a été consacrée à l'analyse du comportement d'une fondation de barrage.

Une approche cinématique des problèmes de discontinuités de déplacement dans les solides élastiques est proposée. Notre approche diffère de celle de la mécanique de la rupture classique puisque nous avons pris explicitement la distribution de discontinuités comme la variable du problème. Le postulat proposé conduit à l'écriture des critères et des lois d'évolutions pour les problèmes de discontinuités sous une forme opératoire conduisant à une écriture sous forme de problèmes variationnels efficaces. Un outil numérique pour la résolution des problèmes de discontinuités est réalisé. Cette méthode d'équations intégrales utilise la représentation des champs mécaniques avec des potentiels de doubles couches. A titre de validation de la méthode, nous avons calculé le facteur d'intensité de contrainte dans des cas de fissures dans les domaines bornés et non bornés. L'objectif principal de la thèse est de construire un modèle d'endommagement de la rupture par microfissuration. A l'aide de l'outil numérique que nous avons construit, le calcul de propriétés effectives d'un solide microfissuré a été fait ainsi qu'une simulation numérique de l'endommagement et de la rupture d'un solide sous chargement cyclique.

La relation entre les peintures chinoise et occidentale apparait comme une rencontre entre l’eau et l’huile. Mélanger les deux étant impossible, comment, dès lors, un artiste entre deux cultures, peut-il faciliter leur dialogue et devenir un passeur ? Cette recherche tente d’associer la technique des matériaux occidentaux avec l’expression du pinceau et de l’encre liés au concept du plein et du vide afin d’explorer des oppositions complémentaires, en créant une réalité diluée dans un contraste harmonisé. La réflexion s’est concrétisée par des peintures en trois formats : la série, le rouleau et l’album, intitulées Musée en peinture. Formats qui permettent d’aborder aussi bien les questions de l’écoulement du temps, de la circulation du regard, de la dynamique spatiale, que celles de l’extension et de la suggestion. Ces peintures interrogent le phénomène du musée en portant un regard ironique, critique et empathique sur les spectateurs et leurs travers. Elles témoignent aussi de la conversation avec les maîtres anciens et d’un cheminement dans les musées. La réalisation de ce musée des musées consiste en un processus de transfert de la photographie vers la composition photographique, puis vers la peinture. Ce processus se rapproche de la structure cinématographique, à partir du montage filmique d’Eisenstein, et de la notion de continuité et de discontinuité de Raoul Ruiz. Avec la boîte de Poussin numérique, on joue à la fois le rôle de peintre, de metteur en scène et de documentariste. Exploré, le passé se mue en espace, en reconstituant le passage du monde réel au monde virtuel, du ça-a-été de Roland Barthes à la notion du ça n’a pas été. / The relationship between Chinese and Western painting appears as a meeting of water and oil. Mixing the two seems impossible, so how can an artist create a dialogue between two cultures and media, effectively becoming a cultural conduit ? This research attempts to combine the techniques of Western materials with the expression of Chinese brush and ink, which is linked to the concept of fullness and tangible versus emptiness and abstract. From here, we explore the complementary opposition, create a “diluted reality” in a harmonized contrast. This reflection, entitled Museum in Painting, is represented in three different formats: the series, the scroll, and the album. These formats allow us to explore ideas of the flow of time, the circulation of the gaze, the spatial dynamics, as well as the topic of Extension and Suggestion. From the satirical, critical, and empathic point of views, we investigate the audience and their quirks, questioning the phenomenon of museum. These works exhibit my intellectual journey through the museum, and the conversation with the old masters. The realization of this museum of museums is a transfer process from photography to digital composition, and then to the painting. It takes the concepts of Eisenstein's film montage and Raoul Ruiz’s continuity and discontinuity to explore its relevance to the cinematographic composition and structure. With the “Digitized Box of Poussin”, we played the role of painter, director and documentary filmmaker to explore the idea of past events becoming a space to re-create a pathway from the real world to the virtual world, from Roland Barthes’ concept of “what happened” to the concept that is put forward that “it didn’t happen”.

Dans cette thèse, plusieurs approches de modélisation de composites renforcés par des fibres sont proposées. Le matériau étudié est le béton fibré, et dans ce modèle, on tient compte de l’influence de trois constituants : le béton, les fibres, et la liaison entre eux. Le comportement du béton est analysé avec un modèle d’endommagement, les fibres d'acier sont considérées comme élastiques linéaires, et le comportement sur l'interface est décrit avec une loi de glissement avec l’extraction complète de la fibre. Une approche multi-échelle pour coupler tous les constituants est proposée, dans laquelle le calcul à l'échelle macro est effectué en utilisant la procédure de solution operator-split. Cette approche partitionnée divise le calcul en deux phases, globale et locale, dans lesquelles différents mécanismes de rupture sont traités séparément, ce qui est conforme au comportement du composite observé expérimentalement. L'identification des paramètres est effectuée en minimisant l'erreur entre les valeurs calculées et mesurées. Les modèles proposés sont validés par des exemples numériques. / In this thesis, several approaches for modeling fiber-reinforced composites are proposed. The material under consideration is fiber-reinforced concrete, which is composed of a few constituents: concrete, short steel fibers, and the interface between them. The behavior of concrete is described by a damage model with localized failure, fibers are taken to be linear elastic, and the behavior of the interface is modeled with a bond-slip pull-out law. A multi-scale approach for coupling all the constituents is proposed, where the macro-scale computation is carried out using the operator-split solution procedure. This partitioned approach divides the computation in two phases, global and local, where different failure mechanisms are treated separately, which is in accordance with the experimentally observed composite behavior. An inverse model for fiber-reinforced concrete is presented, where the stochastic caracterization of the fibers is known from their distribution inside the domain. Parameter identification is performed by minimizing the error between the computed and measured values. The proposed models are validated through numerical examples.

Cette thèse est organisée en trois chapitres et s’articule autour des questions liées à la famille, à l’éducation et à la santé dans les pays en développement. Le premier chapitre s’intéresse à la compréhension de la maladie VIH et de son lien avec les caractéristiques socio-économiques des populations en Afrique subsaharienne. Dans ce chapitre, j’analyse l’existence d’une relation causale entre le niveau d’éducation et le fait d’être porteur du virus VIH chez les femmes. Grâce à la reforme de gratuité de l’éducation primaire adoptée et mise en œuvre en Zambie dès 2002 et qui a contribué à une augmentation substantielle du niveau d’éducation chez les femmes, j’estime une régression sur discontinuité que j’interagis avec la construction de nouvelles écoles. Les résultats montrent qu’une augmentation exogène de l’éducation des filles conduit à une augmentation du taux de VIH chez la femme ; et qu’il n’y a pas d’évidence que la connaissance que les femmes ont du VIH soit liée à l'augmentation de leur niveau d'éducation. Aussi, l’éducation des femmes n’améliore pas leur comportement à risque. Cet effet positif de l’éducation sur le VIH est plutôt dû à l’urbanisation accrue des femmes les plus instruites. Le deuxième et le troisième chapitre portent sur le confiage des enfants en Afrique. Dans le chapitre 2, co-écrit avec Caleb Gbeholo, nous examinons les déterminants de confiage des enfants et les caractéristiques de l’enfant confié. A cet effet, nous utilisons les données d’une enquête que nous avons organisé et réalisé au Bénin en 2022 et qui porte sur les conditions de vie dans l’enfance et la qualité de vie à l’âge adulte. Les analyses montrent que le niveau d’éducation des parents et la perte d’un parent pendant l’enfance sont associés au confiage des enfants. En ce qui concerne le choix de l’enfant confié, les résultats montrent que les filles sont généralement les plus confiées et la probabilité d’être confié décroît strictement avec l’ordre de naissance de l’enfant dans la fratrie. Le chapitre 3 est co-écrit avec Caleb Gbeholo, Raphael Godefroy et Joshua Lewis. Il étudie l’effet du confiage sur l’éducation et la fertilité. En utilisant les mêmes données que celle du chapitre 2, nous montrons que les adultes confiés dans leur enfance sont moins susceptibles de fréquenter une école que leurs frères et sœurs non confiés. Nous montrons que cette différence du niveau d’éducation s’est accrue après la réforme du système éducatif dans les années 1990 au Bénin. Par ailleurs, nous trouvons qu’il n’existe aucune différence de fertilité entre les enfants confiés et les frères et sœurs non confiés. Nous estimons que le confiage peut expliquer une part importante de la différence de niveau d’éducation entre les hommes et les femmes. / This dissertation is organized in three chapters and revolves around issues related to family, education and health in developing countries. The first chapter studies how education affects women's HIV infection. By using an education reform that led to a sharp increase in women's education in Zambia, I estimate RDD, interacted with geographic differences in school supply. I find that an increase in female education led to HIV higher rate. I find no evidence that education affected women's HIV knowledge and their risky behaviors. Instead, the results are driven by the increased urbanization of the better educated women. The second and third chapters address the practice of child fostering in Sub-saharan Africa. In the chapter 2, co-authored with Caleb Gbeholo, we examine the determinants of child fostering across and within family in Benin. In this purpose, we rely a dataset that comes from a unique survey that we designed and conducted in Benin in 2022. We find that parents' education and the lost of one parent during childhood are associated with child fostering. The fostered child is chosen according his gender and his birth order, with daughters facing a high risk of fostering during childhood. Furthermore, the child probability to be foster is steady decline by birth order. The chapter 3, co-authored with Caleb Gbeholo, Raphael Godefroy and Joshua Lewis, studies the effect of child fostering on education and fertility. Using the same dataset as in chapter 2, we estimate that adults who were fostered as a child are significantly less likely to have attended school than their siblings. We show that this difference in education achievement increased after the launch of an education reform in the 1990s. We find no difference in fertility. We estimate that the practice of child fostering may account for a substantial share of the gender gap in education.