Dans un contexte de variabilité climatique et de multiplication des usages de l'eau, la compréhension et la prévision de la variabilité des débits des cours d'eau est aujourd'hui un enjeu majeur pour améliorer la gestion des ressources en eau à l'échelle des bassins versants. En France, le bassin versant de la Durance (Alpes du Sud), lieu de multiples usages de l'eau (hydroélectricité, agriculture, alimentation en eau potable, loisirs), fait l'objet d'une attention particulière en ce qui concerne les impacts du changement climatique qui pourraient être importants du fait de sa situation géographique et de son régime partiellement nival, et remettre en question les équilibres en place permettant le partage de la ressource. Dans l'optique d'une meilleure anticipation de la variabilité hydrologique d'un bassin versant, bien connaître le passé est une étape fondamentale permettant à la fois une meilleure connaissance du fonctionnement hydrologique du bassin et une mise en perspective des projections hydro-climatiques futures. Cette thèse a pour objectif et résultat principal de faire progresser l'état des connaissances sur la variabilité hydrologique du bassin de la Durance à l'échelle du dernier siècle. Deux axes principaux ont été développés pour remplir cet objectif. Une première étape a été la recherche et la mise au jour d'un ensemble de longues séries hydrométriques concernant la Durance et ses affluents, permettant d'élever à 11 le nombre de séries centenaires de débits journaliers aujourd'hui disponibles sur ce bassin. Les nombreux documents accompagnant les données retrouvées nous ont par ailleurs permis de retracer, pour une partie de ces séries, l'évolution des méthodes utilisées pour les construire. Un processus de simulation des méthodes anciennes à partir de données horaires disponibles sur la période récente nous a permis de quantifier l'incertitude associée à ces méthodes et de mettre en évidence des biais importants causés par celles-ci sur certaines portions de séries. Une méthode de correction a été proposée et appliquée à plusieurs séries. Le deuxième axe de notre travail a consisté en la reconstitution de séries hydrologiques en différents points du bassin. À cette fin, nous avons présenté et appliqué une méthode originale appelée ANATEM de reconstitution de séries climatiques à l'échelle du bassin versant à partir de données climatiques de grande échelle (champs de pressions atmosphériques), combinées à des informations plus régionales (séries de précipitations ou de températures observées). Les séries climatiques ainsi reconstituées ont ensuite été utilisées en entrée d'un modèle hydrologique pour construire des séries de débits. Ce processus nous a permis d'obtenir une vingtaine de séries hydrologiques couvrant la période 1884-2010 sur le bassin de la Durance. La comparaison des reconstitutions hydro-climatiques avec les longues séries de débits observés aujourd'hui disponibles a permis de valider la chaîne de reconstitution sur une période de plus d'un siècle. Les séries observées et reconstituées illustrent finalement la variabilité hydrologique du bassin de la Durance qui se caractérise par une alternance de périodes sèches et humides à l'échelle de la décennie, ainsi que par une légère tendance à la baisse des débits. Ces longues séries de l'hydrologie du passé permettront de mettre en perspective les études prospectives sur les ressources en eau disponibles à l'échelle du siècle prochain. / Understanding and predicting hydrological variability is becoming a major issue to improve water resources management at the watershed scale, as climate variability and multipurpose use of water increase stress on the available resources. In France, the Durance watershed (South part of the Alps) is both characterised by numerous water-related activities such as hydropower, irrigation, water supply, tourism, and by a wide range of meteorological contexts ranging from mountainous to dry Mediterranean watersheds. As a consequence, this watershed appears as very sensitive to observed and projected climate variability, with an impact on water resources sufficient to question the current balance between users. In order to better forecast the Durance watershed hydrological variability, tracing back its past evolution is an essential step. Indeed, historical knowledge provides a better understanding of how the watershed works, and put into perspective hydro meteorological projections for the next century. The main goal of this Ph.D. thesis is then to improve our knowledge of the hydrological variability of the Durance watershed over the last century. Two main themes have been developed.The first step focused on historical research, bringing to light 11 centennial time-series of daily streamflow on the Durance watershed. Those data were quite well documented, allowing us to follow the evolution of the methods used to construct some of those time-series. Based on recent streamflow time-series, a simulation process allowed us to quantify the uncertainty associated to the methods used in the past, and to highlight the significant biases they carried on some periods of time. A correction process was then developed, leading to the partial revision of some of the time-series. A second step involved reconstructing hydrological time-series at different points of the watershed. An original method, called ANATEM, has been introduced and exhaustively applied to rebuild climatological time-series at the watershed scale. This method is based on the use of large scale climatological variables (atmospheric pressure fields) combined with regional scale observations (observed precipitation or air temperature). Those reconstructed climatological time-series were then prescribed in a rainfall-runoff model, allowing the computation of hydrological simulations on the 1884-2010 period. The comparison of the simulated data with our 11 centennial observed time series allowed us to validate our hydro-climatological reconstruction chain over more than a century. Finally, the observed and simulated time-series illustrate the climatological and hydrological variability of the Durance watershed. This variability is characterised by the succession of alternatively dry and humid periods lasting for ten to fifteen years, and by a slight trend to streamflow decrease. These long-term hydrological time-series will then put into perspective future investigations on water resources available over the next century.

La connaissance des flux de contaminants particulaires véhiculés par les cours d'eau est cruciale pour la gestion des pollutions environnementales, mais elle se heurte à d'importantes difficultés technologiques, méthodologiques et scientifiques. Grâce à un effort d'observation intensive rendue possible par l'Observatoire des sédiments du Rhône, ce travail de recherche s'est concentré sur la dynamique spatio-temporelle des flux de contaminants particulaires – mercure et PCB- au sein du Rhône et de ses principaux affluents contributeurs en matières en suspension (MES) : l'Arve, la Saône, l'Isère et la Durance. La stratégie d'observation choisie et validée privilégie un échantillonnage quasi-continu des débits, concentrations en MES (turbidimétrie) et teneurs en contaminants (par piège intégratif), associé à des prélèvements de référence (manuels, ou par centrifugation) et à une caractérisation détaillée des particules en termes de granulométrie et de taux de carbone organique. A partir des données ainsi mesurées et existantes, l'étude de la variabilité spatio-temporelle des différents paramètres et de leurs facteurs d'influence a permis de proposer et valider des méthodes adaptées pour la quantification des flux particulaires à l'échelle événementielle, annuelle et inter-annuelle. Ces résultats fournissent une nouvelle vision des flux particulaires dans le Rhône à l'échelle du réseau hydrographique, et soulignent l'importance des évènements hydro-sédimentaires majeurs et des interactions avec les aménagements hydro-électriques. Ces processus hydro-sédimentaires complexes motivent une contribution à l'amélioration de la simulation numérique du Rhône / The knowledge of particulate contaminant fluxes transported by rivers is crucial for the management of environmental pollution, but it is compromised by significant technological, methodological and scientific difficulties. Through an intensive observational effort made possible by the Rhône Sediment Observatory, this research focused on the spatio-temporal dynamics of particulate contaminant -mercury and PCBs- fluxes in the Rhône and its major tributaries as regards suspended particulate matters (SPM) contribution : the Arve, Saône, Isère and Durance rivers. The chosen and validated observation strategy is based on the quasi-continuous monitoring of discharge, SPM concentrations (by turbidimetry) and contaminant contents (using sediment integrative traps), associated with samples of reference (manual sampling or centrifugation) and a detailed characterization of particles in terms of grain-size and organic carbon contents. From measured and existing data, the study of spatio-temporal variability of parameters and of their factors of influence allowed us to propose and validate suitable methods for the quantification of particulate fluxes at the event, annual and inter-annual scales. These results provide a new insight into the particulate fluxes throughout the Rhône river system and highlight the importance of major hydro-sedimentary events and of the interactions with hydro-power schemes. Such complex hydro-sedimentary processes motivate the improvement of the numerical simulation of the Rhône river

La localisation de la déformation est un facteur essentiel à l’existence de la tectonique des plaques. Cependant, elle est le résultat d’interactions non-linéaires qui relient entre elles différentes échelles spatiales et temporelles que nous ne savons pas encore capturer dans un modèle rhéologique unique. Ce travail de thèse tente de combler en partie la fracture entre l’échelle pétrologique et celle de la mécanique à l’échelle crustale. Il cherche ainsi à mesurer l’impact des circulations de fluides sur la dynamique et la cinématique des dômes métamorphiques continentaux par le biais de modèles numériques d’échelle crus- tale. Pour répondre à cette question, nous avons cherché à établir un modèle empirique des écoulements de fluide et des interactions fluide-roche valide à l’échelle de la croûte. A cette échelle, il est important de capturer d’une part l’effet des circulations de fluides sur la densité qui détermine les forces de volume disponibles comme moteur de l’exhumation, mais aussi leur capacité à limiter ou accélérer la chute de résistance des bandes de cisaillement qui déterminent les forces de surface ralentissant l’exhumation. Ce modèle empirique est basé sur une observation au premier ordre du comportement métamorphique des roches le long d’un trajet P − T rétrograde : les roches métamorphiques de haut-grade (faciès amphibolite/granulite) sont exhumées vers la surface sans se rétromorphoser, excepté dans les zones où la déformation est localisée. Ce travail consiste donc à paramétrer cette observation de manière à pouvoir l’implémenter dans un code explicite thermomécanique 2D par le biais d’un couplage hydro-thermo-mécanique prenant en compte les échanges d’eau libre/eau liée avec la roche. Il introduit aussi la prise en compte simplifiée de l’hydrothermalisme lors de l’exhumation. Les résultats montrent que cette paramétrisation permet de mieux rendre compte des observations de terrain dans une gamme de paramètres validée par les mesures de laboratoire. Les résultats obtenus en limitant la rétromorphose des roches par la disponibilité de l’eau sont significativement différents de ceux obtenus dans les études publiées qui ne prenaient pas en compte ce paramètre. La thèse démontre notamment qu’il n’y a pas besoin d’hétérogénéités préexistantes pour obtenir des dômes asymétriques. Elle montre aussi que la chimie initiale de la roche peut exacerber ou diminuer la localisation de la déformation liée à la rétromorphose limitée par l’eau et contrôler ainsi la forme des dômes métamorphiques. / Strain localization is essential to the existence of plate tectonic on Earth. Yet, it is the result of non-linear interaction across several temporal and spatial scales and to date no unique rheological model exists that captures the effect of all these interactions at crustal scale. The work presented here is an attempt to fill part of the gap between out- crop scale and crustal scale models, between petrological scale and crustal scale. The central question is how to measure the effects of fluids and fluid-rock interactions on the dynamics and the kinematics of continental metamorphic core complexes by the mean of crustal scale numerical models. To answer this question, we have tried to esta- blish an empirical model of fluid flow and fluid-rock interaction, which could be valid at the scale of the crust. At that specific scale, it is important to capture the effects of free fluids both on the density of rocks, because it determines the body forces that are driving the exhumation of the crust, and on the strength of rocks and particularly on shear zones which constitute the ’hand-break’, the surface tractions, which resist this exhumation. This empirical model is based on a first order observation related to the behaviour of metamorphic rocks along the retrograde P − T path of their exhumation. High-grade metamorphic rocks (amphibolite/granulite) are indeed exhumed to the sur- face with very little retromorphose except those located within the shear bands where deformation localises. This works first consisted in parameterising this observation in a manner that could be implemented into a 2D thermo-mechanical code as an hydro- thermo-mechanical coupling which could account for free-water/rock-water exchange. In second part, a simplified scheme is introduced to account for hydrothermal cooling of the crust in the late stage of exhumation. The results show that this parameterization al- lows to better account for field observation in a range of parameters that are compatible with laboratory experiments. Limiting the retromorphose of rocks by the availability of free water is shown to produce significantly different metamorphic domes kinematics as compared to prior studies. We indeed demonstrate that it is not necessary to introduce heterogeneity in crustal composition to form asymmetric structures but that the effect of water is modulated by the chemistry of the protolith rocks which influences strain localization.

Le travail présenté dans cette thèse vise à apporter une compréhension fine des couplages hydromécaniques et plus particulièrement du phénomène d'effondrement capillaire. L'utilisation de matériaux granulaires modèles observés à petites échelles grâce au microtomographe à rayons X constitue le point de départ de cette étude. Les résultats portent dans un premier temps sur la capacité à reproduire et observer le phénomène d'effondrement capillaire à l'échelle de l'éprouvette, appelée aussi échelle macroscopique. Une des premières problématiques importantes de ce projet a donc porté sur la reconstitution d'éprouvettes suffisamment lâches permettant d'observer le phénomène effondrement. Le potentiel d'effondrement, alors mesuré au simple œdomètre sur ces éprouvettes reconstituées, décroit avec la charge mécanique appliquée. En contrôlant le volume d'eau au cours de l'imbibition, les éprouvettes sont sujettes à une succession d'incréments de déformation rapides et ceci quelle que soit la dynamique de mouillage. En parallèle, l'utilisation de la technique d'analyse non destructive par microtomographie aux rayons X nous a permis de quantifier à une échelle mésoscopique (échelle de quelques grains), l'évolution de matériaux granulaires sous chargement hydrique et mécanique. Cela a été possible par l'utilisation de la technique de corrélation d'images numériques (DIC) associée à des outils d'analyse adaptés aux matériaux non saturés. Ces outils révèlent que l'hétérogénéité locale des déformations et des teneurs en eau augmente au cours de l'imbibition principalement à cause de l'effet de la gravité sur la répartition de l'eau dans l'éprouvette. L'hétérogénéité initiale des éprouvettes induite par la méthode de préparation est aussi identifiée. Cependant, malgré la présence de ces hétérogénéités, nous montrons que les mesures réalisées à l'échelle de l'éprouvette restent représentatives du comportement mésoscopique du matériau au cours de l'effondrement / This thesis deals with hydromechanical couplings in soils and more particularly focusing on the capillary collapse phenomenon. Although thoroughly studied at macroscopic scale in fine soils, the mechanisms governing capillary collapse in granular soils have been less observed.At first, the results concern the capacity to reproduce and to observe the phenomenon of capillary collapse at the scale of the specimen, called also the macroscopic scale.Thus, one of the first important objectives of this project concerned the preparation method of the specimens, which have to be loose enough to observe this phenomenon. The collapse potential, determined here by the one-dimensional collapse test, decreases with the mechanical stress. Moreover, when the quantity of water is controlled, incremental strains of specimens arise whatever the imbibition dynamic.To complement existing data, an experimental program was carried out using X-ray computed tomography (X-ray CT), a relevant tool to obtain 3D informations at grain scale. In combination with Volumetric Digital Image Correlation (V-DIC), X-ray CT also makes it possible to get information at a mesoscopic scale, at which the use of continuum mechanics still remains relevant. In this work, both microscopic and mesoscopic analyses have been carried out on a partially saturated sand subjected to gradual controlled imbibition in an oedometric cell.Local heterogeneities of strains and water contents appear during the imbibition, which are principally explained by the effect of gravity and by an inhomogeneity of the initial density.However, in spite of the existence of those localisations, by comparing the analyses at the mesoscopic and at the macroscopic scale, we show that measurements performed at the scale of the specimen are representative of the local behaviour of the material

Dans le cadre de la déposition géologique profonde des déchets radioactifs, l'argile de Boom est choisie comme une des formations hôtes potentielles dans le programme belge. Par sa formation géologique, cette argile est considérée comme un matériau isotrope transversal. En effet, l'anisotropie de ses propriétés hydraulique et thermique a été mise en évidence dans plusieurs études. Il apparait maintenant nécessaire de mener une étude complète sur son comportement anisotrope. Sur le plan expérimental, l'anisotropie des propriétés thermo-hydro-mécaniques de l'argile de Boom a été mise en évidence à l'aide des mesures de la conductivité thermique, de la conductivité hydraulique, et du module de cisaillement. Grâce à ces mesures sur des carottes fraichement forées, l'endommagement dû à l'excavation de la galerie a été identifié (dans la zone près de la galerie « Connecting » à Mol, Belgique) et modélisé par un modèle empirique dont la variable d'endommagement est basée sur le volume des macro-pores. Ensuite, l'anisotropie du comportement en condition K0 a été étudiée en analysant le comportement de trois types d'éprouvettes différents (0°, 45° et 90° au plan du litage) pendant et après la re-saturation dans des cellules oedométriques et triaxiales à plusieurs états de contraintes différents. Enfin, le comportement anisotrope en condition triaxiale a été étudié en réalisant des essais triaxiaux sur trois types d'éprouvettes. Au cours de ces essais, les mesures des vitesses d'ondes Vs et Vp ont été également effectuées à l'aide des éléments piézoélectriques encastrés dans deux embases supérieure et inférieure d'une cellule triaxiale. Ces résultats ont permis de déterminer les paramètres de l'élasticité anisotrope. Sur le plan de modélisation, un modèle anisotrope avec huit paramètres anisotropes (cinq paramètres élastiques et trois paramètres plastiques) a été développé, en utilisant la théorie de Bohler (Boehler et Sawczuk, 1977). Ce modèle est basé sur un modèle élasto-plastique isotrope à deux surfaces de charge validé précédemment pour l'argile de Boom (Hong, 2013). La validation de ce modèle anisotrope a été réalisée grâce aux résultats expérimentaux des essais oedométriques et triaxiaux obtenus dans cette étude / In the program of deep geological radioactive waste disposal in Belgium, Boom Clay has been chosen as one of the potential host rocks. Due to the geological stratification, this stiff clay has been regarded as a transverse isotropic material. The anisotropy of its hydraulic and thermal properties was shown in several studies. It seems necessary now to conduct a more in-depth study on the anisotropic behaviour of Boom Clay. In terms of experimental works, the anisotropy of the thermo-hydro-mechanical properties of Boom Clay was evidenced using measurements of thermal conductivity, hydraulic conductivity and small-strain shear modulus. Through these measurements on freshly cored Boom Clay samples, the damage due to excavation of the gallery was identified (in the zone near the Connecting gallery at Mol, Belgium) and modelled using an empirical model in which the damage variable is based on the volume of macro-pores. Afterwards, the anisotropy behaviour under K0 condition was studied by analysing the behaviour of three types of specimens (0°, 45°, and 90° to the bedding plane) during and after the re-saturation in the triaxial and oedometer cells under different stress states. Finally, the anisotropic behaviour under triaxial condition was investigated through several triaxial tests on three types of specimens. During these tests, the velocity measurements of seismic waves Vs et Vp were performed thanks to the bender elements installed in the upper and bottom bases of a triaxial cell. These results were used to determine the parameters of anisotropic elasticity. In terms of modelling works, an anisotropic model with eight anisotropic parameters (fives elastic parameters and three plastic parameters) was developed using the theory of Boehler (Boehler et Sawczuk, 1977). This model is based on an elasto-plastic isotropic model with two yield surfaces elaborated previously for Boom Clay (Hong, 2013). The validation of this anisotropic model was made based on the results obtained from oedometer and triaxial tests performed in this study

Cette thèse traite de la résolution du système de la Magnéto-Hydro-Dynamique (MHD) sur architectures massivement parallèles. Ce système est un système hyperbolique de lois de conservation. Pour des raisons de coût en termes de temps et d'espace, nous utilisons la méthode des volumes finis. Ces critères sont particulièrement importants dans le cas de la MHD, car les solutions obtenues peuvent présenter de nombreuses ondes de choc et être très turbulentes. L'approche d'un phénomène physique nécessite par conséquent de travailler sur un maillage fin entrainant une grande quantité de calcul. Afin de réduire les temps d'exécution des algorithmes proposés, nous proposons des méthodes d'optimisations pour l'exécution sur CPU telles que l'utilisation d'OpenMP pour une parallélisation automatique ou le parcours optimisé afin de bénéficier des effets de cache. Une implémentation sur architecture GPU à l'aide de la librairie OpenCL est également proposée. Dans le but de conserver une coalescence maximale des données en mémoire, nous proposons une méthode utilisant un splitting directionnel associé à une méthode de transposition optimisée pour les implémentations parallèle. Dans la dernière partie, nous présentons la librairie SCHNAPS. Ce solveur utilisant la méthode Galerkin Discontinu (GD) utilise des implémentations OpenCL et StarPU afin de profiter au maximum des avantages de la programmation hybride. / This thesis deals with the resolution of the Magneto-Hydro-Dynamic (MHD) system on massively parallel architectures. This problem is an hyperbolic system of conservation laws. For cost reasons in terms of time and space, we use the finite volume method. These criteria are particularly important in the case of MHD because the solutions obtained may have many shock waves and be very turbulent. The approach of a physical phenomenon requires working on a fine mesh which involves a large quantity of computations. In order to reduce the execution time of the proposed algorithms, we present several optimization methods for CPU execution such as the use of OpenMP for an automatic parallelization or an optimized way to browse a grid in order to benefit from cache effects. An implementation on GPU architecture using the OpenCL library is also available. To maintain a maximal coalescence of the data in memory, we propose a method using a directional splitting associated with an optimized transposition method for parallel implementations. In the last part, we present the SCHNAPS library. This solver using the Galerkin Disontinu (GD) method uses OpenCL and StarPU implementations in order to maximize the benefits of hybrid programming.

During the recent summers, Gotland has suffered from drinking water shortage and due to the climate change, the water shortage can possible increase in the future. To find a solution, the Swedish Environmental Research Institute IVL and Region Gotland are going to build a testbed at Storsudret located on the south of Gotland, to investigate different sustainable solutions. One possible solution is to increase the water level in Lake Mjölhatteträsk, located at Storsudret, to increase the water storage. This master thesis has focused on the water balance of the lake to understand whether it is possible to store more water in the lake and how large areas that would be flooded in the event of an increase in the water level. This has been done using a combination of field data sampling with geophysical methods, hydraulic tests, water depth measurements, existing hydrometeorological data from Lantmäteriet and the Geological Survey of Sweden (SGU) and modelling with the tools MIKE SHE and MIKE HYDRO River created by DHI and also GIS. The result of this master thesis showed that there is a very thin soil layer with possibly high clay and silt content to the west of the lake. At the bottom of the lake, a thick clay layer exists which reduces the hydraulic connection between the lake and the surroundings. The potential to store and extract water in the sand layer in the west is therefore small. However, there is potential to produce enough water in the lake to meet the water demand at Storsudret, according to the model created in MIKE SHE. This would require a dam at a suggested location at the outflow with a height of 0.12 m. / Gotland har under de senaste åren lidit utav vattenbrist under somrarna och på grund av klimatförändringarna är det möjligt att vattenbristen kan komma att öka i framtiden. För att hitta en lösning har Svenska Miljöinstitutet (IVL) och region Gotland fått i uppgift att anlägga en testbädd på Storsudret på södra Gotland, där olika hållbara lösningar ska testas. En möjlig lösning är att höja vattennivån i sjön Mjölhatteträsk på Storsudret för att på så vis kunna lagra mer vatten. Den här masteruppsatsen har fokuserat på hur sjöns vattenbalans ser ut för att förstå om det är möjligt att lagra mer vatten i sjön och hur stora områden som skulle bli översvämmade vid en ökning av vattennivån. Detta har gjorts med hjälp av en kombination av fältstudier med geofysiska mätningar, hydrauliska tester, vattendjupmätningar och flödesmätningar tillsammans med digitala databaser från Lantmäteriet och Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) samt modellering med verktygen MIKE SHE och MIKE HYDRO River som skapats av DHI och även GIS. Resultatet för den här masteruppsatsen visade att det finns ett mycket tunt jordlager med eventuellt högt ler och silt innehåll väster om sjön. Vid botten av sjön finns ett tjockt lerlager som minskar den hydrauliska förbindelsen mellan sjön och omgivningen. Potentialen att lagra och utvinna vatten i sandlagret i väst är därmed liten. Däremot finns det potential att producera tillräckligt med vatten i sjön för att kunna uppfylla vattenbehovet på Storsudret, enligt modellen skapad i MIKE SHE. Detta skulle innebära en dam vid en föreslagen punkt vid utflödet som har en höjd på 0.12 m.

Electric buses often have batteries installed on the roof structure to have a better space utilization. This increases the height of the centre of gravity of the vehicle, affecting its roll stability. The existing vehicle setup uses an anti-roll bar to provide the roll stiffness. However, increasing the roll stiffness of the anti-roll bar for providing the required roll stability of an electric bus is limited due to the increase in weight of the anti-roll bar, its material properties and the design constraints. An alternate for the air suspension system is identified through a literature study. The identified system, an interconnected hydro-pneumatic suspension, is modelled analytically and compared to the air spring system. Multi-body simulations are performed to understand the roll performance.\par The thesis work also estimates the system's energy efficiency, and the feasibility of packaging the system within the existing vehicle architecture is studied in CAD software. The roll gradient of the vehicle is shown to improve compared to the existing air-spring system. The study also find that implementation of hydraulic-interconnected system can result in reduction of the unsprung mass of the vehicle. / Elektriska bussar har ofta batterier installerade på takkonstruktionen för att få ett bättre utrymmesutnyttjande. Detta ökar fordonets tyngdpunktshöjd och påverkar dess krängstabilitet. Den befintliga fordonskonfigurationen använder en krängningshämmaren tillsammans med luftfjädrar för att ge den krängsstabilitet som krävs. Men att öka krängstyvheten hos krängningshämmaren för att ge den nödvändiga krängstabilitet hos en elektrisk buss är begränsad på grund av ökningen av vikten av krängningshämmaren, dess materialegenskaper och konstruktionsbegränsningar. Ett alternativ till luftfjädringssystemet identifieras genom en litteraturstudie. Det identifierade systemet, ett sammanlänkat hydro-pneumatiskt fjädringssystem, modelleras analytiskt och jämförs med luftfjädringssystemet. Multibody-simuleringar utförs för att förstå fordonets krängprestanda. par Avhandlingsarbetet uppskattar också systemets energieffektivitet och möjl-igheten att paketera systemet inom den befintliga fordonsarkitekturen studeras i CAD-programvara. Fordonets krängningsgradient har visat sig förbättras jämfört med det befintliga luftfjädringssystemet. I studien konstateras också att införandet av hydrauliskt sammankopplade system kan leda till en minskning av fordonets ofjädrade massa.

Étant donné la distance entre ces principaux centres de production hydro‐électrique et ces grands centres de consommation d’énergie, le Québec est doté d’un réseau de transport d’énergie s’étendant sur plusieurs centaines de kilomètres. Les pylônes d'acier couramment utilisés dans le transport d’énergie sont exposés à des contraintes environnementales et mécaniques pouvant diminuer leur capacité à long terme. Pour effectuer une gestion efficace du réseau de transport d’énergie et assurer son intégrité, il faut avoir des méthodes pour évaluer l'effet de ces contraintes sur la capacité des cornières d'acier composant ces pylônes. Dans ce document, un concept préliminaire de courbes d’usure permettant d’évaluer la capacité résiduelle de cornières d’acier en fonction de l'âge et de l'emplacement géographique du pylône est développé. Plus de 250 essais en compression réalisés sur des cornières d’acier sont répertoriés pour comparer l’exactitude de différentes normes quant à l’évaluation de la résistance en compression de cornières. Les cinq normes à l’étude sont la CAN/CSA S16‐09 (2009), l’ANSI/AISC 360‐05 (2005), l’ASCE 10‐97 (1997), l’Eurocode 3 (2003), la CAN/CSA S136‐07 (2010). Une lacune au niveau de l’évaluation de la capacité des cornières avec un ratio largeur sur épaisseur d’aile élevé a été identifiée dans la norme S16‐09. En effet, la méthode utilisée dans cette norme surestime l’effet du flambement de plaque et par conséquent sous‐estime la capacité réelle des cornières. Une méthode alternative basée sur la celle de la norme S16‐09 a été développée pour remédier à ce problème. La nouvelle méthode offre de meilleurs prédictions pour la presque totalité des spécimens à l'étude. Des notions de fatigue et de corrosion de l'acier, de vent et de résistance en traction de cornières sont aussi brièvement abordées. Ensuite, une méthode théorique pour quantifier l’endommagement en fatigue des cornières composant un pylône a été développée. Cette méthode consiste à évaluer à l’aide de lois statistiques la probabilité d'occurrence des vitesses de vent rencontrées sur divers sites au Québec. À l’aide de ces vitesses, l’endommagement mécanique des membrures composant les pylônes est évalué avec la loi d’endommagement de Miner en fonction de l’intensité du vent rencontré pour les différents sites. Finalement, des essais de traction et de compression ont été réalisés sur plus de 96 cornières ayant des niveaux d’endommagement mécanique différents. Cet endommagement est induit à l’aide d’un montage permettant d'appliquer un chargement cyclique en traction aux spécimens. À l’aide de la méthode développée et des résultats des essais, des courbes d’usure prévoyant la capacité résiduelle d’une cornière en fonction de son endommagement ont pu être tracées.

Hyper-heuristics is a new field of optimisation which has recently emerged and is receiving growing exposure in the research community and literature. Hyper-heuristics are optimisation methods which are designed with a high level of abstraction from any one specific problem or class of problems and therefore are more generally applicable than specialised meta-heuristic and heuristic methods. Instead of being designed to solve a specific real-world problem, hyper-heuristics are designed to solve the problem of heuristic generation and selection. As such, hyper-heuristics can be thought of as methods for optimising the operations of an optimisation process which finds good solutions to a problem as a by-product. This approach has been shown to be very effective and in some cases provides improvement in search performance as well as reducing the burden associated with tailoring meta-heuristics which is often required when solving new problems. In this thesis, the hypothesis that hyper-heuristics can be competitively applied to real-world multi-objective optimisation problems such as the water distribution design problem is tested. Although many single-objective hyper-heuristics have been proposed in the literature, only a few multi-objective methods have been proposed. This thesis explores two different novel multi-objective hyper-heuristics: one designed for generating new specialised heuristics; and one designed for solving the online selection of heuristics. Firstly, the behaviour of a set of heuristics is explored to create a base understanding of different heuristic behavioural traits in order to better understand the hyper-heuristic behaviours and dynamics later in the study. Both approaches are tested on a range of benchmark optimisation problems and finally applied to real-world instances of the water distribution network design problem where the selective hyper-heuristics is demonstrated as being very effective at solving this difficult problem. Furthermore, the thesis demonstrates how heuristic selection can be improved by incorporating a greater level of information about heuristic performance, namely the historical joint performance of different heuristics, and shows that exploiting this sequencing information in heuristic selection can produce highly competitive results.