Dans une démarche globale de durabilité, l'aviculture doit identifier des solutions pour mieux valoriser ses intrants, réduire ses rejets et minimiser ses consommations d'énergie. Pour ce faire, le développement d'un modèle des flux d'éléments et d'énergie est la démarche la plus appropriée. Cette thèse présente donc la conception et l'application de MOLDAVI, modèle dynamique à l'échelle de l'atelier de production avicole simulant les flux d'énergie et de C, N, P, K, Cu, Zn et d'eau. MOLDAVI est composé d'un module " Animal " simulant les performances de volailles de chair (croissance, ingestion, excrétion, chaleur), d'un module " Bâtiment " producteur et consommateur d'énergie et source d'émissions gazeuses (H2O, CO2, NH3, N2O, N2, CH4) et d'un module optionnel " Parcours " sur lequel une partie des déjections est excrétée et source d'émissions gazeuses. Cependant, peu de connaissances étant disponibles sur les ateliers avec parcours, des expérimentations sur deux ateliers de production biologique de poulets de chair ont été réalisées afin d'acquérir des facteurs d'émission gazeuse (NH3, N2O, CH4) en bâtiment et sur parcours ainsi que des références sur la répartition des déjections entre le bâtiment et le parcours. A l'issue de cette thèse, MOLDAVI pourra être associé à d'autres modèles à l'échelle de l'exploitation ou encore à la méthode d'Analyse du Cycle de Vie afin d'évaluer les impacts environnementaux de systèmes existants et innovants.

Les DRAMs sont des mémoires fréquemment utilisées dans les systèmes aéronautiques et spatiaux. Leur tenue aux radiations doit être connue pour satisfaire les exigences de fiabilité des applications critiques. Ces évaluations sont traditionnellement faites en accélérateur de particules. Cependant, les composants se complexifient avec l'intégration technologique. De nouveaux effets apparaissent, impliquant l'augmentation des temps et des coûts de test. Il existe une solution complémentaire, le laser impulsionnel, qui déclenche des effets similaires aux particules. Grâce à ces deux moyens de test, il s'est agi d'étudier les principaux modes de défaillance des DRAMs liés aux radiations : les SEUs (Single Event Upset) dans les plans mémoire, et les SEFIs (Single Event Functional Interrupt) dans les circuits périphériques. L'influence des motifs de test sur les sensibilités SEUs et SEFIs selon la technologie utilisée a ainsi été démontrée. L'étude a de plus identifié l'origine des SEFIs les plus fréquents. En outre, des techniques de test laser ont été développées pour quantifier les surfaces sensibles des différents effets. De ces travaux a pu être dégagée une nouvelle méthodologie de test destinée à l'industrie. Son objectif est d'optimiser l'efficacité et le coût des caractérisations, grâce à l'utilisation de l'outil laser de façon complémentaire aux accélérateurs de particules. Enfin, une nouvelle solution de tolérance aux fautes est proposée : basée sur la propriété des cellules DRAMs d'être immune aux radiations lorsqu'elles sont déchargées, cette technique permet la correction de tous les bits d'un mot logique.

Aujourd'hui, la cristallographie de macromolécules produit couramment des modèles moléculaires à résolution atomique. Cependant, cette technique est particulièrement difficile à mettre en œuvre, dans le cas de complexes de taille importante. La microscopie électronique permet, elle, de visualiser des particules de grande taille, dans des conditions proches de celles in vivo. Cependant, la résolution des reconstructions tridimensionnelles obtenues exclut, en général, leur interprétation directe en termes de structures moléculaires, étape nécessaire à la compréhension des problèmes biologiques. Il est donc naturel d'essayer de combiner les informations fournies par ces deux techniques pour caractériser la structure des assemblages macromoléculaires. L'idée est de positionner les modèles moléculaires déterminés par cristallographie à l'intérieur de reconstructions 3D issues de la microscopie électronique, et de comparer la densité électronique associée à la reconstruction 3D avec une densité électronique calculée à partir des modèles. Le problème numérique réside dans la détermination et l'optimisation des variables qui spécifient les positions des modèles, considérés comme des corps rigides, à l'intérieur de l'assemblage. Cette idée simple a donné lieu au développement d'une méthode appelée recalage. Ce travail de thèse a eu pour but de fournir aux biologistes un outil, basé sur la méthode du recalage, qui leurs permette de construire des modèles pseudo-moléculaires associés aux assemblages produits par microscopie électronique. Le logiciel issu de ce travail, nommé VEDA est un environnement graphique convivial, intégrant la possibilité de recalage flexible, et un moteur de calcul performant (calcul rapide, traitement de symétries complexes, utilisation de grands volumes, ...). Testé sur des dizaines de cas réels, VEDA est aujourd'hui pleinement fonctionnel et est utilisé par un nombre croissant de chercheurs, en France et à l'étranger qui lui reconnaissent tous facilité d'utilisation, stabilité, rapidité et qualité des résultats.

La communication engageante et le paradigme de l'hypocrisie sont deux modèles d'action visant le passage à l'acte. Malgré une forte adhésion à la " norme écologique ", les individus ne l'appliquent pas toujours dans leur quotidien. Les objectifs de ce travail de recherche sont à la fois théoriques et appliqués. Sur le plan théorique, nous comparons l'applicabilité et l'efficacité des deux modèles d'action, en précisant les conditions les plus favorables à leur utilisation. Nous examinons en particulier le rôle de la persuasion dans la communication engageante et les facteurs permettant d'observer un changement de comportement dans le cadre du paradigme de l'hypocrisie. Sur le plan appliqué, nous visons à informer les professionnels de l'environnement des procédures appropriées pour provoquer le changement de comportement. Huit expérimentations sont présentées pour répondre à ces objectifs. Elles visent différents types de comportements à travers des protocoles divers (mis en place en laboratoire et sur le terrain). Nous mesurons des intentions comportementales, des engagements comportementaux et des comportements auprès d'échantillons d'étudiants et de la population française en général (N = 812). Nos résultats montrent que ces modèles proposent des procédures efficaces pour modifier les comportements, et également qu'elles ne sont pas toutes adaptées à tous les contextes. Nous soulignons la stabilité des effets des procédures engageantes sur les comportements. Nous proposons un outil permettant de sélectionner la procédure à privilégier en fonction du contexte de l'intervention. Nous discutons les apports théoriques et appliqués de ce travail au vu des éléments présentés en introduction.

L'intégration récente des systèmes de communication numériques embarqués à bord des trains pour la gestion du trafic introduit de nouveaux problèmes de compatibilité électromagnétique dans le milieu ferroviaire, notamment, pour le système GSM-R « Global System for Mobile Communications - Railway» sur lequel se focalisent les travaux de la thèse. Ce système est un système numérique élaboré employant des protocoles de communication qui lui permettent de résister à certaines perturbations électromagnétiques. Ainsi, son immunité électromagnétique ne peut pas être étudiée selon les méthodes traditionnelles standardisées, puisqu'elles sont adaptées principalement à des systèmes analogiques. La thèse consiste à caractériser l'environnement EM ferroviaire d'une manière adaptée au contexte du système GSM-R. En effet, il faut préalablement connaitre les perturbations EM qu'il peut rencontrer à bord d'un train. Ainsi, nous avons exploité les méthodes fréquentielle et temporelle pour caractériser les perturbations EM que peut subir son signal utile sous des conditions normales d'opération. Les résultats obtenus ont montré que les perturbations EM transitoires qui apparaissent lors d'un mauvais contact entre la caténaire et le pantographe sont la source principale de perturbations EM pour le système GSM-R. Ainsi, nous avons étudié minutieusement leurs caractéristiques temporelles et d'amplitude à travers une étude statistique de chaque paramètre. Suite aux résultats obtenus, nous avons pu générer des signaux de test représentatifs de ce que peut voir le système GSM-R à bord d'un train avant d'exploiter ces signaux pour l'étude de l'immunité EM de ce système en laboratoire. Thèse encadrée à l'INRETS par DENIAU,V

Une interface haptique est développée pour fournir le retour d'effort d'interaction dans un environnement virtuel à échelle humaine. L'interface est composée d'une plate-forme à câbles et d'un exosquelette de préhension. La plate-forme comprend 8 câbles qui sont actionnés par 8 blocs d'actionnement. Chaque bloc contient un moteur électrique, un encodeur rotatif et un capteur de force. Le moteur tire sur le câble, pendant que le capteur de force mesure la tension du câble et l'encodeur détermine sa longueur. Les blocs d'actionnement sont d'une conception novatrice qui augmente la force maximale et la précision de l'interface. L'exosquelette est connecté et actionné par les câbles et permet aux 5 doigts d'une main de l'utilisateur d'accomplir le geste de préhension. L'interface fournit au total 7 degrés d'action pour l'utilisateur en interaction avec les objets virtuels : 3 degrés de translation, 3 degrés de rotation et 1 degré de préhension. L'interface à retour d'effort a été modélisée pour déterminer précisément la distribution des tensions dans les câbles en fonctions des forces et des couples désirés. Les blocs d'actionnement peuvent se déplacer sur un cadre cubique autour de l'environnement virtuel. Une configuration optimale est alors trouvée pour les positions des blocs afin de maximiser l'espace de travail de l'interface. Une méthode de commande hybride basée sur les tensions des câbles, mesurées par les capteurs, est également proposée. Cette méthode mène à résoudre les problèmes classiques des interfaces à câbles. L'application considérée pour cette interface est l'interaction haptique avec l'espace intérieur simulé d'une automobile. Une scène virtuelle correspondante à cette application a été développée et l'interface a été testée dans différents cas de retour d'effort. Les résultats des tests démontrent la performance de l'interface pour fournir des efforts appropriés avec une transparence de mouvement pour l'utilisateur.

La recherche proposée est orientée vers l'étude de descriptions verbales d'itinéraires dans le but de géolocaliser des itinéraires décrits au sein de systèmes géo-référencés, avec une application à un contexte de course d'orientation dans un environnement naturel. Il s'agit explicitement de faire un lien conceptuel, structurel et logique entre une description verbale d'itinéraire et une représentation spatialisée. Une étude des descriptions verbales d'itinéraire produites lors d'expériences de course d'orientation a permis de définir une modélisation formelle par extraction des informations statiques et dynamiques d'un itinéraire décrit. La représentation logique dérivée s'appuie sur un modèle de graphe où les entités de référence sont les repères et les actions de déplacement. Elle permet en particulier une confrontation avec les démarches usuelles de qualification d'itinéraires en milieu urbain. Cette modélisation sert ensuite de support à une proposition d'algorithme de recherche et de géolocalisation d'itinéraire développée à partir des principes des algorithmes de colonies de fourmis. La démarche de recherche est validée par un prototype expérimental qui combine une modélisation d'itinéraire avec une recherche de parcours optimal. Ce prototype est illustré par une série de tests expérimentaux et des études de performance.

Les émissions de Gaz à Effet de Serre, la raréfaction prochaine des énergies fossiles et l'augmentation de leurs prix ont conduit la France à mettre en place, entre autres mesures, le plan des Certificats d'Economie d'Energie. Ce plan oblige les fournisseurs d'énergie, notamment EDF, à préparer des actions d'économies d'énergie chez leurs clients. Pour les petites et moyennes industries, les coûts d'analyses énergétiques poussées peuvent être hors de leurs moyens. Le but est donc de développer une méthodologie limitant le temps d'analyse ainsi que le type et la quantité des données nécessaires. Les méthodologies existantes ont été revues en détail, et des leçons essentielles ont été tirées sur leurs avantages et inconvénients. Une méthodologie a été développée, appelée Analyse Energétique et Exergétique des Procédés de transformation (AEEP). Cette méthode comprend trois étapes, dont la première, appelée Analyse Procédé (AP), est fondamentale et constitue un travail amont effectué une fois par type de produit. Cette étape consiste en la détermination de l'Energie Minimale Requise pour la transformation de la matière première en produit final, pour en tirer le Meilleur Procédé de Transformation. L'AP a été appliquée à plusieurs opérations industrielles unitaires, montrant ainsi la généricité et la systématicité de la méthode. Ensuite, une application directe de la méthodologie AEEP est effectuée sur une unité de fabrication de fromages. Les résultats ont montré que cette méthode est applicable à tous les niveaux d'audit (à faible et haut coûts). Elle permet aussi l'identification de solutions d'améliorations de la performance énergétique du système de production, non identifiables par les méthodes classiques.

Dans un contexte de développement socioéconomique, le littoral africain connaît une fréquentation accrue. Ce phénomène est d'intensité variable suivant les degrés de modernisation qu'illustrent Djibouti, le Sénégal et la Tunisie. C'est désormais un facteur à prendre en compte dans le fonctionnement de l'environnement littoral. Le Cap-Bon tunisien, la Petite Côte sénégalaise et le golfe de Tadjoura sont particulièrement concernés par ces changements car ce sont des régions proches des capitales. La lecture de paysages est utilisée pour cerner des modifications environnementales sur le court terme. L'analyse proposée repose sur des données collectées à partir de transects puis sur le traitement des indicateurs physiques ou sociaux dans des grilles synthétiques. Le but est d'aboutir à une première décomposition du fonctionnement des paysages côtiers et d'établir quelques perspectives environnementales en fonction des dynamiques ou d'éventuels déséquilibres observés. Selon la gestion de la nature littorale et l'encadrement de la fréquentation, des éléments peuvent être avancés quant à la durabilité des paysages et donc des nouvelles pratiques.

Cette étude a pour objet de montrer qu'il est possible de générer automatiquement des modèles zonaux pour l'étude du comportement thermique et aéraulique des bâtiments. Les modèles zonaux sont basés sur le partitionnement des pièces en un petit nombre de sous-volumes. Cette approche est intermédiaire entre celle des modèles à un noeud (qui considèrent que la température est homogène dans chaque pièce, et pour cette raison ne permettent pas de prédire le confort thermique dans une pièce) et celle des codes CFD (qui sont très coûteux en temps de calcul). Pour atteindre notre objectif, nous avons reformulé le modèle zonal. Ceci a consisté à regrouper les équations de description du comportement du bâtiment dans des sous-systèmes d'équations. Ce regroupement est calqué sur le découpage spatial des pièces. Ainsi, les équations de bilan et d'état appliquées à un sous-volumes forment les modules de la famille des « cellules » et celles de transfert entre deux sous-volumes forment les modules de la famille des « interfaces ». Ces familles sont constituées de plusieurs modèles correspondant aux différents types d'écoulement qui se développent dans les bâtiments. Ceux-ci ont été traduits en objets SPARK, lesquels forment la bibliothèque de modèles. Construire une simulation consiste à choisir les modèles appropriés pour décrire les pièces et à les connecter. Cette dernière étape a été automatisée, si bien qu'il ne reste plus à l'utilisateur qu'à donner le partitionnement et à choisir les modèles qu'il désire implémenter. Le système d'équations résultant est résolu par le solveur de SPARK. Des résultats de simulations pour différentes configurations d'écoulement dans des pièces sont présentés et comparés à des données expérimentales. Nous donnons également des exemples d'application de la méthode zonale à l'étude d'un groupe de deux pièces, d'un bâtiment et d'une pièce de géométrie complexe.