Dans la première partie du mémoire, il sera effectué et discuté une analyse théorique à la flexion d'un voile mince et surbaissé de translation engendré par deux arcs de cercle orthogonaux de même rayon. Le voile aura une projection plane rectangulaire, et des conditions de bordure particulières. On résoudra les équations différentielles du problème par une solution de Lévy. Dans la deuxième partie du mémoire, il sera présenté une analyse expérimentale réalisée sur un modèle 2 réduit en aluminium de 21 x 21 in 2, afin de vérifier la validité des résultats théoriques obtenus. La comparaison des résultats montrera que l'analyse à la flexion est plus près de la réalité que la théorie de la membrane.

Cette note de synthèse pour l'habilitation à diriger les recherches présente vingt ans de recherches sur les environnements d'apprentissage, c'est-à-dire sur les éléments délimitant les contours et les composants d'une situation au cours de laquelle il est possible « d'apprendre », de mettre en œuvre un processus de changement des conduites et/ou des connaissances. Les environnements d'apprentissage objets de ces recherches intègrent la plupart du temps des artefacts, des instruments utilisables pour l'apprentissage, sans pour autant se confondre avec ce que l'on appelle des environnements informatiques pour l'apprentissage humain (EIAH).<br />Cette note est construite autour de deux champs de problématiques : d'un côté, comprendre les environnements d'apprentissage, de l'autre les construire, ces deux champs se renvoyant l'un à l'autre dans un processus dynamique de recherche : comprendre pour construire des environnements efficaces et pertinents pour un public et un type d'apprentissage donnés ; construire pour comprendre car la pertinence d'un environnement d'apprentissage n'est démontrée que par un suivi attentif et rigoureux de ses effets, et nécessite donc expérimentation, analyse, et leçons tirées de l'expérimentation. <br />Des travaux résultant du premier champ de problématique (« comprendre »), l'auteur, après avoir fait un état des savoirs et des questions en suspens aux trois niveaux d'analyse (micro, méso, macro), aboutit à la conclusion que les environnements d'apprentissage sont à la fois : <br />- une forme matérielle, qui détermine les situations d'apprentissage possibles et conditionne les processus d'apprentissage qui s'y déroulent sous l'influence de ses dispositions spatio-temporelles, des instruments qui s'y trouvent et de leur utilisabilité ; <br />- une organisation, qui détermine les formes d'interactions possibles entre les acteurs participant aux situations d'apprentissage sous l'influence de l'environnement matériel, des règles du jeu et des normes qu'elle génère ; <br />- un « monde » caractérisé par un système de valeurs, des formes identitaires et un modèle socioéconomique particulier. <br />Pour l'auteur, la pédagogie et d'une manière générale les méthodes utilisées pour traiter les difficultés potentielles d'apprentissage (didactique) ont une influence déterminante à chaque niveau, mais se combinent avec les autres déterminants pour produire un système complexe caractéristique, l'environnement d'apprentissage. Les questions de recherche actuelles portent notamment sur cette combinatoire et l'effet de chacun de ces déterminants.<br />Les travaux du second champ de problématique (« construire »), débouchent sur l'analyse critique de plusieurs approches actuelles de l'ingénierie, notamment du fait du morcellement de leur objet d'application (contextes, compétences, connaissances, dispositif, parcours, didactique, scénario d'activité, etc.) et posent la question de leur articulation par rapport à l'objet composite et appréhendable à plusieurs niveaux qu'est un environnement d'apprentissage. <br />Une partie des approches actuelles d l'ingénierie repose sur une instrumentation. S'appuyant sur ses travaux et un état de l'art, l'auteur contribue à la réflexion sur l'instrumentation de l'ingénierie des environnements d'apprentissage, en proposant de s'appuyer sur des travaux émergents comme les « Competency Maps », les « Topic Maps », et plus largement sur les langages formels de modélisation (méthodes formelles d'ingénierie des connaissances et de scénarisation, etc.), pour proposer finalement, comme projet intégrateur des questions de recherche sur ce domaine, un projet d'instrumentation de l'ingénierie prenant en compte la dimension formation, la dimension technique et la dimension management de projet, tant dans leur forme que dans leur contenu, projet qui reposerait sur une ontologie unifiée des notions utilisées aujourd'hui dans les divers paradigmes de l'ingénierie.

L’exploitation minière de l’uranium et les processus de traitement du minerai sont à l’origine d’un marquage potentiel de l’environnement par les descendants des chaînes de désintégration U-Th et des éléments traces métalliques (ETM) associés. Ces contaminants s’accumulent ensuite préférentiellement dans des zones de sédimentation continentales (étangs ou lacs) ou des zones humides (tourbières, berges de rivière) situées à l’aval hydraulique des mines. Les zones humides en particulier sont des milieux sensibles aux changements globaux et à la pression anthropique, situés en général en tête de bassin versant. Cela pose donc un risque en cas relargage des contaminants depuis ces milieux. L’objectif de cette étude est de mettre en place une méthodologie aisément reproductible, y compris aux sites miniers orphelins, et permettant l’identification et la caractérisation des contaminations et la compréhension des mécanismes d’accumulation et des risques de relargage. Cette étude a été réalisée dans l’environnement de l’ancienne mine de Bertholène (Aveyron, 12, France). Les zones d’accumulations préférentielles ont été identifiées par spectrométrie gamma in situ mobile et fixe. Des échantillons de sols, sédiments, végétaux, eaux et tourbes ont été prélevés autour du site, afin (a) de caractériser l’activité des différents descendants des chaînes de l’U et du Th et les contaminations en ETM associées à différentes échelles d’observation, (b) de comprendre les mécanismes d’accumulation et de relargage potentiel et (c) de tracer les sources des contaminants. Les résultats obtenus montrent que l’essentiel de la contamination est localisée dans une zone inondable de l’environnement proximal aval de la mine. Les activités en uranium élevées (U-238 > 20000 Bq.kg-1) et le fort enrichissement des radionucléides du début de chaîne par rapport à la fin de chaîne de l’U-238 traduisent un apport préférentiel d’U-238 et de Th-230, par rapport au Ra-226, lors d’inondations. Les contaminations en ETM associées sont relativement faibles, excepté en Mn, en Ba et en S. Les accumulations en radionucléides et en ETM sont expliquées à la fois par les caractéristiques géochimiques du minerai d’uranium et par les processus de traitement du minerai et des eaux d’exhaure. Les lessivages chimiques réalisés révèlent que les fractions acido-solubles et oxydes amorphes des sols constituent des pièges prépondérants des contaminants et que des variations du pH ou du potentiel d’oxydoréduction pourraient générer des relargages important d’uranium et de radium dans l’environnement. Finalement les déséquilibres radiologiques et les isotopes du plomb sont des traceurs fiables de la contamination associée à l’exploitation d’une mine d’uranium.

Les récentes avancées en biologie des systèmes et en biologie synthétique contribuent déjà au fleurissement d'applications en ingénierie métabolique visant une bioproduction renouvelable de composés chimiques. Nous pouvons entrevoir un futur où des microbes serait conçus à la carte afin de valoriser n'importe quelle source de carbone en n'importe quel composé d'intérêt. Si la route est longue avant l'accomplissement d'un tel objectif, son parcours devrait en être grandement facilité par l'exploitation de méthodes d'ingénierie déjà éprouvées dans d'autres disciplines. On s'attend entre autre à ce que l'utilisation de logiciels de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) diminue le temps et l’expertise nécessaires à la construction de voies métaboliques n'existant pas dans la nature. La première partie de cette thèse est dédiée à notre méthode de prédiction de voies métaboliques et à ses implémentations. Nous décrivons tout particulièrement RetroPath2.0, un outil de prédiction de réseaux de réactions mettant l'accent sur les applications de rétrosynthèse, et qui est construit pour être facilement extensible par la communauté. Dans la seconde partie, nous détaillons l'intérêt des biosenseurs intracellulaires pour l'ingénierie métabolique et introduisons SensiPath; une application web qui exploite un outil de prédiction de réactions pour concevoir des circuits métaboliques permettant la biodétection de composés pour lesquels aucun biosenseur direct n'est connu. Dans l'ensemble, cette thèse propose que les outils de bioCAO devraient permettre de révéler la créativité de leurs utilisateurs et encourager l'exploration de nouvelles applications. / Advances in systems and synthetic biology are fueling our ability to develop successful metabolic engineering applications for the sustainable production of bio-based chemicals. We can envision a future in which designer cells could be engineered to transform any carbon source into any target compound. This daunting task will be achieved by leveraging methods that proved themselves in other engineering disciplines. Among those, the use of Computer Aided Design(CAD) softwares is expected to reduce the amount of time and expert knowledge needed to design de novo metabolic pathways. The first part of this thesis is dedicated to our pathway prediction algorithm and its CAD implementations. Most notably, we will present RetroPath2.0, a versatile reaction network prediction framework focused on retrosynthesis that is built to be easily extensible by the community. In the second part, we will highlight the interest of intracellular biosensors for metabolic engineering and introduce SensiPath, a web application that uses a reaction prediction engine to design biosensing circuits for compounds for which no direct biosensors are known. Altogether, this thesis proposes that bioCAD tools should focus on empowering users’ creativity and encourage them to explore original applications.

Ce mémoire présente une analyse des performances d'algorithmes de pistage dans le cas d'un lidar à faible résolution angulaire. Plus particulièrement, on s'intéresse à un système lidar composé de capteurs individuels couvrant chacun une région angulaire distincte. Les capteurs utilisés ont la particularité de mesurer uniquement la distance des objets rencontrés, limitant ainsi la résolution angulaire à leur faisceau. Les algorithmes ont été testés à l'aide de données de simulations basées sur le système lidar. Dans les cas de détections simples, un algorithme de pistage instantané basé sur un filtre de Kalman a été amplement suffisant. Pour des cas plus complexes, l'utilisation de la théorie des hypothèses multiples ( MHT pour multiple hypothesis theory ) a permis d'améliorer les résultats d'associations. Dans cette méthode, lorsqu'il y a une ambiguïté d'associations, les hypothèses probables sont considérées en parallèle jusqu'à ce que l'information reçue aux instants subséquents permette d'identifier l'association la plus probable. Pour le cas à l'étude, les résultats optimaux ont été obtenus pour un MHT considérant au plus 3 hypothèses à chaque instant et en attendant au plus 3 pas de temps pour prendre une décision. Globalement, les algorithmes présentés ont mieux réagi face aux fausses alarmes plutôt que face aux non détections. Une méthode permettant d'optimiser les temps de calcul des algorithmes a également été développée. Cette méthode se base sur l'algorithme de Murty et permet de passer d'une méthode d'association simple et rapide (ici l'algorithme d'associations par plus proches voisins)à une méthode d'associations plus complexe (ici par filtre de Kalman) seulement lorsqu'une ambiguïté est détectée dans l'association. Dans le cas d'une situation simple à deux cibles, des performances comparables à celle d'une association par filtre de Kalman ont été obtenues avec un temps de calcul de moins de 10% de celui nécessaire habituellement. / This thesis presents an analysis of the performance of tracking algorithms in the case of a lidar with low angular resolution. More particularly, we are interested in a lidar system composed of individual sensors each covering a distinct angular region. The sensors used have the particularity of measuring only the distance of the objects encountered, thus limiting the angular resolution to their beam. The algorithms were tested using simulation data based on the lidar system. In the case of simple detections, an instant tracking algorithm based on a Kalman filter was more than sufficient. For more complex cases, the use of multiple hypothesis theory (MHT) made it possible to improve tracking results. In this method, when there is an ambiguity in the tracking, the possible hypotheses are considered simultaneously until the information received at subsequent times makes it possible to identify the correct one. For the case under study, optimal results were obtained for an MHT considering at most 3 hypotheses at any time and waiting at most 3 time steps to make a decision. Overall, the algorithms presented reacted better to false alarms rather than to non-detections. A method for optimizing the calculation times of the algorithms has also been developed. This method is based on Murty's algorithm goes from a simple and fast tracking method (here by nearest neighbors) to a more complex association method (here using a Kalman lter) only when an ambiguity is detected. In the case of a simple situation with two targets, performances comparable to that of an association by Kalman filter were obtained with a calculation time of less than 10% of that usually required.

Avec l'avènement de l'ère numérique, accompagnée d'une automatisation et d'une puissance de calcul toujours croissante, le devenir des interactions humains-machines est appelé à des changements inéluctables. Le domaine de l'hydrologie prévisionnelle n'est pas indifférent à cette nouvelle réalité en regard des progrès constants de l'intelligence artificielle. En effet, il existe trois catégories de systèmes distincts qui interviennent en hydrologie prévisionnelle: manuel (in-the-loop), automatisé (out-of-the-loop) et supervisé (over-the-loop). Ces systèmes se distinguent par les interactions humains-machines qui les constituent. Le premier système nécessite indispensablement des interactions à son bon fonctionnement. Le second est complètement passif pour un usager externe et totalement hermétique. Le dernier permet des interactions, comprend des indicateurs de dysfonctionnement tout en étant complètement automatisée. Cette thèse est née de la conjoncture liée à deux initiatives indépendantes : (1) une dizaine d'années de recherche et développement menant à la création de HOOPLA "HydrOlOgical Prediction LAboratory"; et (2) l'implantation d'un nouveau système de gestion de données et de prévisions et d'alertes hydrologiques à la Direction de l'Expertise Hydrique du Québec permettant d'incorporer plusieurs systèmes de prévisions. Ce projet de recherche a pour motivation première l'amélioration des outils disponibles pour effectuer des prévisions hydrologiques dans le bassin versant du Saint-Laurent tout en laissant place au savoir et aux connaissances des experts-hydrologues. Pour ce faire, un système de prévisions hydrologiques opérationnel et complètement automatisé est mis en place tout au long du projet. Ce dernier, basé sur HOOPLA, incorpore plusieurs niveaux de redondance, notamment sur les données d'entrées, les modèles hydrologiques et les méthodes d'arrimage. La redondance est un concept largement utilisé dans les domaines de l'ingénierie, de l'aviation, de la météorologie et de l'informatique. Elle consiste en la duplication de composantes partageant les mêmes fonctionnalités. Elle permet d'établir des diagnostics et d'assurer une meilleure fiabilité. En hydrologie prévisionnelle, la redondance est omniprésente à plusieurs niveaux, mais elle est peu étudiée comme telle. Les résultats montrent qu'il est avantageux de recourir à la redondance interne dans un système. Cette dernière permet de déceler les défaillances et augmente les performances des prévisions lorsque ces dernières sont cohérentes. La multiplicité de systèmes de prévisions présente un enjeu de taille en ce qui concerne les dépassements de seuils. Cette thèse met en lumière les différentes mises en oeuvre possibles de la redondance en hydrologie prévisionnelle et expose ses enjeux et avantages dans un contexte opérationnel et heuristique. / With the advent of the digital era, with ever increasing automation and computing power, the future of humanmachine interactions is bound to change. The field of predictive hydrology is not indifferent to this new reality in view of the constant progress of programmable intelligence. Indeed, there are three distinct categories of systems involved in predictive hydrology: manual (in-the-loop), automated (out-of-the-loop) and supervised (over-the-loop). These systems are distinguished by the human-machine interactions that constitute them. The first system requires interactions for its proper functioning. The second one is passive and totally independent for a user, without however ensuring its good functioning. The last one allows for interactions and includes indicators of dysfunction while being completely automated. This thesis was born from the conjunction of a decade of research and development leading to the creation of HOOPLA "HydrOlOgical Prediction LAboratory" and the implementation of a new data management system and hydrological forecasts and alerts of the Direction de l'Expertise Hydrique du Québec allowing to incorporate several forecasting systems. This research project is primarily motivated by the improvement of the tools available to make hydrological forecasts in the St. Lawrence watershed while leaving room for the knowledge of expert hydrologists. To do so, an operational and fully automated hydrological forecasting system is be implemented throughout the project. This system, based on HOOPLA, incorporates several levels of redundancy, notably on input data, hydrological models and docking methods. Redundancy is a widely used tool in the fields of engineering, aviation, meteorology and computer science. It consists in the duplication of components sharing the same functionality. It allows to establish diagnoses and to ensure a better reliability. In predictive hydrology, redundancy is ubiquitous at several levels, but it is little studied as such. The results show that there are benefits to using internal redundancy in a system. The latter allows to detect failures and increases the performance of predictions when the latter are consistent. External system redundancy presents a significant challenge with respect to threshold violations. This thesis highlights the different possible implementations of redundancy in predictive hydrology and exposes its issues and benefits in an operational and heuristic context.

Ce mémoire présente une analyse des performances d'algorithmes de pistage dans le cas d'un lidar à faible résolution angulaire. Plus particulièrement, on s'intéresse à un système lidar composé de capteurs individuels couvrant chacun une région angulaire distincte. Les capteurs utilisés ont la particularité de mesurer uniquement la distance des objets rencontrés, limitant ainsi la résolution angulaire à leur faisceau. Les algorithmes ont été testés à l'aide de données de simulations basées sur le système lidar. Dans les cas de détections simples, un algorithme de pistage instantané basé sur un filtre de Kalman a été amplement suffisant. Pour des cas plus complexes, l'utilisation de la théorie des hypothèses multiples ( MHT pour multiple hypothesis theory ) a permis d'améliorer les résultats d'associations. Dans cette méthode, lorsqu'il y a une ambiguïté d'associations, les hypothèses probables sont considérées en parallèle jusqu'à ce que l'information reçue aux instants subséquents permette d'identifier l'association la plus probable. Pour le cas à l'étude, les résultats optimaux ont été obtenus pour un MHT considérant au plus 3 hypothèses à chaque instant et en attendant au plus 3 pas de temps pour prendre une décision. Globalement, les algorithmes présentés ont mieux réagi face aux fausses alarmes plutôt que face aux non détections. Une méthode permettant d'optimiser les temps de calcul des algorithmes a également été développée. Cette méthode se base sur l'algorithme de Murty et permet de passer d'une méthode d'association simple et rapide (ici l'algorithme d'associations par plus proches voisins)à une méthode d'associations plus complexe (ici par filtre de Kalman) seulement lorsqu'une ambiguïté est détectée dans l'association. Dans le cas d'une situation simple à deux cibles, des performances comparables à celle d'une association par filtre de Kalman ont été obtenues avec un temps de calcul de moins de 10% de celui nécessaire habituellement. / This thesis presents an analysis of the performance of tracking algorithms in the case of a lidar with low angular resolution. More particularly, we are interested in a lidar system composed of individual sensors each covering a distinct angular region. The sensors used have the particularity of measuring only the distance of the objects encountered, thus limiting the angular resolution to their beam. The algorithms were tested using simulation data based on the lidar system. In the case of simple detections, an instant tracking algorithm based on a Kalman filter was more than sufficient. For more complex cases, the use of multiple hypothesis theory (MHT) made it possible to improve tracking results. In this method, when there is an ambiguity in the tracking, the possible hypotheses are considered simultaneously until the information received at subsequent times makes it possible to identify the correct one. For the case under study, optimal results were obtained for an MHT considering at most 3 hypotheses at any time and waiting at most 3 time steps to make a decision. Overall, the algorithms presented reacted better to false alarms rather than to non-detections. A method for optimizing the calculation times of the algorithms has also been developed. This method is based on Murty's algorithm goes from a simple and fast tracking method (here by nearest neighbors) to a more complex association method (here using a Kalman lter) only when an ambiguity is detected. In the case of a simple situation with two targets, performances comparable to that of an association by Kalman filter were obtained with a calculation time of less than 10% of that usually required.

Avec l'avènement de l'ère numérique, accompagnée d'une automatisation et d'une puissance de calcul toujours croissante, le devenir des interactions humains-machines est appelé à des changements inéluctables. Le domaine de l'hydrologie prévisionnelle n'est pas indifférent à cette nouvelle réalité en regard des progrès constants de l'intelligence artificielle. En effet, il existe trois catégories de systèmes distincts qui interviennent en hydrologie prévisionnelle: manuel (in-the-loop), automatisé (out-of-the-loop) et supervisé (over-the-loop). Ces systèmes se distinguent par les interactions humains-machines qui les constituent. Le premier système nécessite indispensablement des interactions à son bon fonctionnement. Le second est complètement passif pour un usager externe et totalement hermétique. Le dernier permet des interactions, comprend des indicateurs de dysfonctionnement tout en étant complètement automatisée. Cette thèse est née de la conjoncture liée à deux initiatives indépendantes : (1) une dizaine d'années de recherche et développement menant à la création de HOOPLA "HydrOlOgical Prediction LAboratory"; et (2) l'implantation d'un nouveau système de gestion de données et de prévisions et d'alertes hydrologiques à la Direction de l'Expertise Hydrique du Québec permettant d'incorporer plusieurs systèmes de prévisions. Ce projet de recherche a pour motivation première l'amélioration des outils disponibles pour effectuer des prévisions hydrologiques dans le bassin versant du Saint-Laurent tout en laissant place au savoir et aux connaissances des experts-hydrologues. Pour ce faire, un système de prévisions hydrologiques opérationnel et complètement automatisé est mis en place tout au long du projet. Ce dernier, basé sur HOOPLA, incorpore plusieurs niveaux de redondance, notamment sur les données d'entrées, les modèles hydrologiques et les méthodes d'arrimage. La redondance est un concept largement utilisé dans les domaines de l'ingénierie, de l'aviation, de la météorologie et de l'informatique. Elle consiste en la duplication de composantes partageant les mêmes fonctionnalités. Elle permet d'établir des diagnostics et d'assurer une meilleure fiabilité. En hydrologie prévisionnelle, la redondance est omniprésente à plusieurs niveaux, mais elle est peu étudiée comme telle. Les résultats montrent qu'il est avantageux de recourir à la redondance interne dans un système. Cette dernière permet de déceler les défaillances et augmente les performances des prévisions lorsque ces dernières sont cohérentes. La multiplicité de systèmes de prévisions présente un enjeu de taille en ce qui concerne les dépassements de seuils. Cette thèse met en lumière les différentes mises en œuvre possibles de la redondance en hydrologie prévisionnelle et expose ses enjeux et avantages dans un contexte opérationnel et heuristique. / With the advent of the digital era, with ever increasing automation and computing power, the future of human-machine interactions is bound to change. The field of predictive hydrology is not indifferent to this new reality in view of the constant progress of programmable intelligence. Indeed, there are three distinct categories of systems involved in predictive hydrology: manual (in-the-loop), automated (out-of-the-loop) and supervised (over-the-loop). These systems are distinguished by the human-machine interactions that constitute them. The first system requires interactions for its proper functioning. The second one is passive and totally independent for a user, without however ensuring its good functioning. The last one allows for interactions and includes indicators of dysfunction while being completely automated. This thesis was born from the conjunction of a decade of research and development leading to the creation of HOOPLA "HydrOlOgical Prediction LAboratory" and the implementation of a new data management system and hydrological forecasts and alerts of the Direction de l'Expertise Hydrique du Québec allowing to incorporate several forecasting systems. This research project is primarily motivated by the improvement of the tools available to make hydrological forecasts in the St. Lawrence watershed while leaving room for the knowledge of expert hydrologists. To do so, an operational and fully automated hydrological forecasting system is be implemented throughout the project. This system, based on HOOPLA, incorporates several levels of redundancy, notably on input data, hydrological models and docking methods. Redundancy is a widely used tool in the fields of engineering, aviation, meteorology and computer science. It consists in the duplication of components sharing the same functionality. It allows to establish diagnoses and to ensure a better reliability. In predictive hydrology, redundancy is ubiquitous at several levels, but it is little studied as such. The results show that there are benefits to using internal redundancy in a system. The latter allows to detect failures and increases the performance of predictions when the latter are consistent. External system redundancy presents a significant challenge with respect to threshold violations. This thesis highlights the different possible implementations of redundancy in predictive hydrology and exposes its issues and benefits in an operational and heuristic context.

Les systèmes de contrôle-commande importants pour la sûreté de fonctionnement doivent répondre à un certain nombre d’exigences, au premier rang desquelles se trouvent les exigences réglementaires, édictées par les autorités nationales et complétées par un ensemble de recommandations pratiques et de textes normatifs. Les exigences de ce domaine sont peu formalisées, les relations de traçabilité, et par conséquent l'organisation des exigences de ce vaste domaine est souvent implicite. Enfin, les passerelles entre contextes nationaux différents sont très peu développées. Les travaux de cette thèse se situent dans ce contexte industriel en partenariat avec EDF R&D et au sein du projet CONNEXION regroupant les acteurs majeurs du contrôle-commande nucléaire français. Les contributions de la thèse s'articulent autour de l'approche INCREMENT (Intrumentation aNd Control regulatory REquirement Modeling Environment) qui adresse les deux premiers challenges présentés, et en particulier : (1) la formalisation du domaine où nous proposons à la fois une description du domaine et un métamodèle permettant une capitalisation et une vue globale d'un référentiel d'exigences, (2) une base outillée pour l'acquisition automatique de documents, un environnement graphique pour la manipulation de modèles et l'apport de techniques de recherche d'information pour la traçabilité des exigences, (3) une approche originale avec une hybridation entre modélisation et recherche d'information pour une amélioration de la traçabilité des exigences. Le métamodèle proposé et ses outils sont utilisés dans l'industrie dans le projet CONNEXION. Notre approche hybride a permis dans nos expérimentations de réduire, en moyenne, la taille de ces espaces de 65% comparé aux approches standard de recherche d'information, sans en dégrader le contenu. / Instrumentation and Control (I&C) Systems important to safety must conform to their requirements, where regulatory requirements are first class entities, written by national safety authorities and completed using a set of national recommendation guides or standards. The global domain knowledge is scattered, not formalized and traceability links and the organization within the domain are implicit. Bridges between different national practices are not developed, whereas the understanding of requirements and practices variability concerns becomes a significant industrial issue. The thesis sets up in an industrial context with EDF R&D and the CONNEXION project that gathered the French nuclear I&C industry. Its contributions are defined around the INCREMENT approach (Instrumentation aNd Control Regulatory Requirement Modeling Environment) that addresses the two first challenges previously introduced. In particular, they consist in: (1) the domain formalization itself by the proposal of a metamodel that allows a high level capitalization of a requirements corpus as well as its organization, (2) a tool-support basis to gather partial knowledge from the textual documents, manipulate such models that conform to the proposed metamodel, and Information retrieval techniques to support better requirements traceability, (3) the proposal of an original hybrid approach, mixing both metamodeling and information retrieval, and combine them in a mutual beneficial joint use. The metamodel and its tool support are used in the industrial context of the CONNEXION project. Where information retrieval techniques for requirements traceability suffer from large sets of false positives limitations, our hybrid approach allowed us to reduce this noise and the size of the candidate links research space by a mean of 65% without decreasing their global quality.

In the Veneto Città Diffusa, the decentralized urban landscape of the Veneto Region, Northeast Italy, the economic growth of recent decades brought about increased urbanization and agricultural intensification. The process of change has been accompanied by the extension and/or maximization of centralized services of drinking water, irrigation, waste water and drainage to meet greater demands for the provision and disposal of water. Accordingly, the structure of a formerly poor rural landscape has been adapted to support an affluent industrialized and urban one. However, all this has had detrimental side effects, which, in time might seriously compromise the quality of life in this landscape. On one side, the transformations that occurred have in fact given rise to unexpected problems of drought, flooding and pollution of water; and recent changes in climate patterns have further intensified these risks. On the other side, the long term fine grained carrying structures of the landscape fabric –like roads, field ditches, stream and river corridors, dirt roads, paths etc.-, as the very basis of the landscape’s unique ecological diversity, and once used to convey the area’s flows now risk general extinction. The existing road system is also increasingly under pressure to intensify traffic that creates congestion, pollution and unsafe conditions. From a planning and design perspective, this calls for adequate methods and tools that can help designers to tackle the needs for more sustainable water flows as well as the needs for a recovered ecological integrity (including spatial intelligibility) of this urban landscape. This can be of a great importance also for a better understanding of other territories of urban dispersion which are spreading especially over the European and –although in very different forms- the American continents. The present research aims to contribute to the planning and design answers to these urgent problems. For this purpose, the urban landscape of the Veneto Città Diffusa was approached with principles derived from an Integrated Water Management approach (IWM) that, recently, has been successfully applied in the urban context as an alternative to the technocratic approach of maximizing flows. Storage of water is the key principle, for it can bring about decentralized storage, which means new and different water flow management and spatial arrangements. This can ultimately be obtained through the placement and implementation of small scale and decentralized infrastructures.By focusing on the interrelation between flow patterns and spatial arrangements in a small portion of the Veneto Città Diffusa –i.e. the case study landscape- the study has elaborated and confirmed two specific closely related assumptions.The first assumption is that the recent loss of landscape diversity and the increasing problems of flood, drought and water pollution of the Veneto Città Diffusa are closely related and ascribable also to the processes of centralization of the water flows that accompanied the area’s economic growth. The changes of flow patterns and spatial arrangements of the case study area that happened over the last decades were systematically observed in a threefold area-flow-actor perspective. Insights into the present arrangements of irrigation, drainage, drinking water and waste water at the scale of the Consorzio di Bonifica Valli Grandi e Medio Veronese waterboard also accompanied the investigation. The diagnosis showed that the centralized systems arranged to perform greater inflows and outflows, draw heavily on resources and often risk exceeding the region’s ecological carrying capacity. Moreover, the centralized arrangement often conflicts with the decentralized character of the settlements. No synergetic relations have been developed between the man-made water system and the existing pervasive fine grained elements of the landscape. Instead, this rich capital asset has been left behind and even neglected. And such forms of negligence have ultimately brought about a massive loss of biodiversity, accessibility and spatial intelligibility of the local landscape.This leads to the second assumption that has been researched: in the decentralized urban landscape of the Veneto Città Diffusa, answers that design measures can give in response to increasing water-flow dysfunctions and loss of diversity can be based on decentralized water storage systems that make use of the existing fine grain structures of local landscapes –ditches, streams, land depressions, former pits, hedge-rows, dirt roads, paths etc.- and promote a local-based utilisation of resources (resilience), while fostering a stronger local identity, biodiversity and accessibility for more coherent spatial arrangements. Building on the Ecological Conditions Strategy conceived by Tjallingii (1996), a set of guiding models was developed. In the models, the principles of Integrated Water Management were tuned to those fine grained landscape elements that still structure the low plains of the Veneto –the built lot system, the agricultural field system, the road system, the stream system and the excavation site system. Principles and models of integration and decentralization drove the exploration of design options for different levels of decentralized management of water in the case study area. The creative design process of learning produced a useful toolbox of design models. The design exploration also proved that the dispersed urbanization of the Città Diffusa can be made suitable to accommodate modern integrated and decentralized water systems that, by re-activating the existing carrying structures, also contribute to recovering the landscape. Decentralized urbanization can actually be an ally in the search for sustainable and legible settlements that also reuse and recycle water locally.Designing an integrated water system that fits with the Città Diffusa and contributes to the ecological integrity of this urban landscape remains an important challenge. The tools that can be of practical help to designers and decision-makers who are willing to undertake this challenge were investigated and worked out. Nonetheless, the way to realize the outlined strategies is complex and affected by uncertainty. In this context more research is needed to investigate the effects of decentralization at the level of the region on one side, and on the other side to investigate how these integrated systems can be set to fit present institutional and market frameworks. In conclusion, the study generated concrete proposals for one or more pilot projects that will be extremely important to creating consensus in the decision process during the testing of models and strategies. / info:eu-repo/semantics/nonPublished