Ce mémoire s'inscrit dans un projet de recherche qui vise à modéliser un matériau composite tissé taffetas dans le cas d'un écrasement. Les industriels sont intéressés à comprendre les mécanismes d'endommagement des matériaux composites et avoir les différents paramètres mécaniques pour faire une modélisation précise qui tend à représenter le mieux possible le comportement de ces matériaux. Il s'agit d'un composite tissé taffetas stratifié à renforts de fibres de carbone et d'une matrice polymérique en époxyde. Des tests sont effectués en quasi-statique et en dynamique afin d'obtenir les propriétés mécaniques dans les directions principales du matériau. Des tests dans le plan, hors plan et en cisaillement ont été effectués afin de pouvoir modéliser le composite en trois dimensions. De plus, le projet vise à développer des outils qui permettent d'avoir des instruments précis pour la mesure de la force et de la déformation lors d'un test d'impact. De nombreuses méthodes ont été développées pour améliorer la mesure de la déformation et du déplacement en utilisant une caméra haute vitesse. Ensuite, une analyse fréquentielle des montages en dynamique permet de mieux cerner le bruit enregistré durant ces tests et d'utiliser un filtre adéquat pour limiter ces vibrations dans les mesures. Des tests ont confirmé la précision des méthodes développées et sont utilisés pour obtenir les propriétés mécaniques du matériau. En résumé, il semble que certaines directions soient plus influencées par la vitesse de déformation. Les propriétés en traction et en compression hors plan ainsi qu'en cisaillement dans le plan et hors plan varient lors d'un impact. Finalement, un modèle de matériau est implanté dans ABAQUS Explicit pour améliorer la précision des simulations dans le cas d'un chargement de cisaillement dans le plan. Le modèle permet de bien prédire le comportement en cisaillement dans le domaine élastique et lors de l'endommagement. / This thesis is part of a research project aiming to model a plain weave composite material during a crash event. Industrial partners are interested in understanding the damage mechanisms of composite materials and identifying different mechanical parameters to carry out precise modelling to represent the behaviour of this material. The studied material is a laminated plain weave made from carbon fibres and epoxy polymer matrix. Tests are performed in quasi-static and dynamic in order to obtain the mechanical properties in the main directions of the material. In-plane, out-of-plane and shear properties are identified to model the composite in three dimensions. Furthermore, the project aims to develop tools providing precise instruments for load and strain measurements during impact. Many methods have been developed to improve the accuracy of strain and displacement measurements using a high-speed camera. Moreover, a frequency analysis of the dynamic setups is performed to understand the noise acquired during testing and to use an appropriate filter to limit these vibrations in the measurements. Tests have confirmed the accuracy of the developed methods and are used to obtain the mechanical properties of the material. In summary, it appears that certain directions are dependent on the strain rate. Out-of-plane tension and compression as well as the in-plane and out-of-plane shear properties are different during a dynamic load. Finally, a material model is developed in ABAQUS Explicit to improve the accuracy of simulations for in-plane shear loading. The model predicts the shear behaviour in the elastic region and during the damage evolution.

Les plateformes logistiques jouent un rôle important dans le bon fonctionnement d'une chaine de valeur, en assurant une fluidité des flux entre les différentes unités d'affaires. Dans le secteur forestier, une cour à bois est un lieu où le bois est concentré et entreposé de façon temporaire, dans le but d'améliorer l'efficacité du transport tout en réduisant les charges liées au stockage et à l'approvisionnement (Brotherton et al., 2017). De nos jours, plusieurs entreprises rivalisent pour le développement et l'amélioration de la planification du système d'approvisionnement forestier. Cette planification nécessite la prise en compte de plusieurs facteurs qui opèrent dans un contexte instable. En effet, dans les forêts naturelles comme celles du Québec, les opérations de triage et de gestion des flux sont complexes, étant donné la grande diversité et qualité des essences disponibles. De plus, les grandes distances entre la ressource forestière et les unités responsables de sa transformation entraînent des coûts de transport significatifs. Cependant, les cours à bois ont jusqu'à maintenant été peu exploitées comme plateforme logistique apte à mieux coordonner la chaine de valeur forestière et à assurer l'affectation de la bonne ressource à la bonne unité de transformation. Ce projet vise à analyser comment la coordination d'un ensemble de cours à bois et la connaissance de l'état des stocks de chacune d'elle peuvent contribuer à réduire les distances en transport parcourues de même qu'à mieux gérer les stocks aux cours, tout en répondant correctement aux besoins de scieries. Pour ce faire, une étude de cas a été réalisée, comprenant trois cours à bois ainsi que trois scieries spécialisées dans la transformation de billots allant de 8 à 18 pieds de longueur. Un modèle de simulation a été mis sur pied pour représenter un tel réseau, reproduire l'état actuel de son pilotage et tester diverses stratégies de coordination des activités d'approvisionnement et de transport. Les résultats ont démontré que certaines stratégies permettent de réduire les distances parcourues sans nuire au fonctionnement de la chaîne de valeur. De plus, grâce au modèle de simulation développé, le suivi en temps réel des indicateurs de performance des cours à bois, tels que l'état des stocks, le taux d'occupation des cours, le nombre de camions en attente et le temps d'attente aux cours, devient possible. Ainsi, ce modèle pourrait servir aux gestionnaires comme outil de prévision de l'approvisionnement sur un horizon de 6 mois. / Logistics hubs play an important role in the good functioning of a value chain by ensuring a fluid flow between the different business units. In the forestry sector, a log yard is a place where wood is concentrated and stored temporarily, with the aim of improving transportation efficiency while reducing its costs (Brotherton & Trzcianowska, 2017). Nowadays, many companies aim to design and develop different strategies for efficient planning of the forest supply system. This planning requires the consideration of several factors that operate in an unstable context. Indeed, in natural forests such as those of Quebec, sorting and flow management operations are complex, given the great diversity and quality of available species. In addition, the long distances between the forest resource and the units responsible for its transformation result in significant transportation costs. However, log yards have so far been little exploited as a logistical platform to better coordinate the forest value chain and ensure the allocation of the right resource to the right processing unit. This project aims at analyzing how the coordination of a group of log yards and the knowledge of the inventory status of each of them can contribute to reduce transportation distances and to better manage the inventory at the yards, while properly meeting the needs of sawmills. To do this, a case study was conducted involving three log yards and three sawmills specializing in processing logs ranging from 8 to 18 feet in length. A simulation model was developed to represent such a network, to reproduce its current state of operation and to test various strategies for coordinating supply and transportation activities. The results showed that some strategies could reduce the distance travelled without affecting the functioning of the value chain. In addition, thanks to the simulation model developed, real-time monitoring of log yard performance indicators, such as inventory status, yard occupancy, number of trucks waiting and waiting time at the yards, becomes possible. Thus, this model could be used by managers as a tool to forecast supply over a 6-month horizon.

Il est habituellement supposé que les dépôts d'argile marine postglaciaires du Québec sont généralement intacts sous une croûte fracturée (3 à 5 m de profondeur). Cependant, les données de 210 piézomètres ont démontré des variations grandes et rapides des charges hydrauliques à de grandes profondeurs, et un synchronisme entre les piézomètres dans le même nid. Ces comportements ne sont pas compatibles avec les propriétés hydrauliques des argiles intactes, mais sont plutôt les indicateurs de la présence de fractures profondes hydrauliquement actives. Afin de tester l'hypothèse de la présence de fractures, trois indicateurs ont été analysés dans tous les piézomètres du réseau de surveillance du MTQ : 1) une grande variation de la charge hydraulique, 2) une forte corrélation et 3) de faibles décalages temporels. En outre, l'impact potentiel de ces fractures sur l'écoulement des eaux souterraines et la stabilité des pentes est exploré. Pour ce faire, les données de terrain sont comparées à des modèles transitoires et permanents qui présentent et non des fractures. Deux géométries de pente et différents scénarios de fractures ont été considérés. Par la suite, les résultats de la modélisation hydrogéologique ont été importés dans un modèle de stabilité des pentes pour définir l'impact des changements de charge hydraulique causés par les fractures sur la stabilité des pentes. L'analyse des données mettent en évidence des fractures hydrauliquement actives jusqu'à 17 m de profondeur. Les résultats de la simulation démontrent quant à eux que les scénarios avec des fractures représentent mieux les données de terrain. Les fractures augmentent la charge hydraulique quand l'eau pénètre dans les sols à travers les fractures et se diffuse ensuite dans la matrice du sol. De plus, la charge hydraulique est réduite quand l'eau s'écoule à travers les fractures dans la face de la pente. D'un point de vue hydrogéologique, les fractures peuvent par conséquent améliorer ou réduire la stabilité des pentes dépendant du système d'écoulement. Notons que l'impact mécanique des fractures n'a pas été pris en compte. / To date it is usually assumed that post-glacial marine clay deposits of Quebec are generally intact below a fractured crust (3 to 5 m depth). However, data from 210 piezometers have shown large and rapid variations in hydraulic heads at great depths, and synchronism between the piezometers at different depths in the same nest. This behavior is not compatible with the hydraulic properties of intact clays, but rather are signs of the presence of deep hydraulically active fractures. To test the hypothesis of presence of fractures, three signs of hydraulically active fractures were analysed in all piezometers nest of the MTQ monitoring network: 1) large variation in the hydraulic head, 2) high correlation and 3) small time lags. In addition, the potential impact of these fractures on groundwater flow dynamics and slope stability are explored by comparing field data with transient and steady-state groundwater models with and without fractures. Two slope geometries that exhibit contrasting groundwater flows and different fracture scenarios were considered. Then, results of the hydrogeological modelling were imported into a slope stability model to delineate the impact of the hydraulic head changes due to the fractures on slope stability. Analysis of the MTQ monitoring network data shows evidence of hydraulically active fractures below the crust up to 17 m depth. The simulation results show that the scenarios with fractures better represent the field data. Fractures increase the hydraulic head when water enters the soils through the fractures which then dissipates by hydraulic diffusion into the soil matrix, and is reduced when water flows out through the fractures at the slope face. Therefore, depending on the groundwater flow system, from a hydrogeological perspective, fractures could improve or reduce the slope stability. It should be noted that the mechanical impact of the fractures are not considered.

Cette thèse, structurée en trois essais, se propose tout d’abord d’étudier de façon expérimentale et empirique les règles de décision utilisées dans le processus de décision avec une emphase sur l’inattention à la corrélation et ses conséquences sur les décisions prises, d’autre part la discrimination à l’embauche liée à la parentalité. Un comportement prospectif rationnel fait nécessairement appel à une résolution de problèmes complexes impliquant le calcul des évaluations futures maximales attendues entre des options de choix (calculs Emax ). Dans le premier essai, nous avons mené une expérience pour mesurer la proportion de participants capables d’effectuer ces calculs complexes ainsi que celle utilisant deux règles de calcul alternatives (sous-optimales) qui ignorent la corrélation entre les évaluations futures. La première règle alternative capte les participants qui effectuent des calculs Emax en ignorant la corrélation entre les éléments non observables dans l’ensemble d’informations. La seconde règle alternative est celle utilisée par les sujets calculant le maximum des évaluations futures attendues (calculs maxE), similaires au modèle option-valeur de Stock and Wise (1990). Notre conception expérimentale exploite différentes structures de corrélation entre les évaluations futures pour séparer la part des sujets utilisant chaque règle. L’expérience a été menée sur un échantillon important et hétérogène de sujets, ce qui a permis de relier la propension à utiliser une règle donnée à un ensemble de caractéristiques socio-économiques. Nos résultats suggèrent que 28% des sujets sont capables d’effectuer des calculs Emax en exploitant la structure de corrélation, 20% des sujets effectuent des calculs Emax en ignorant la corrélation, tandis que 52% des sujets effectuent maxE calculs. De plus, nous constatons que la propension à utiliser une règle donnée varie, de manière significative, selon les niveaux d’éducation - les sujets les plus instruits sont beaucoup plus susceptibles d’effectuer des calculs maxE. Le deuxième essai constitue une extension du premier essai. L’arrivée d’un enfant dans une famille engendre plus d’incertitudes poussant ainsi stratégiquement certains agents à éviter ou retarder la venue d’un premier enfant. Cette incertitude supplémentaire apportée par l’arrivée d’un enfant crée des conflits entre la parentalité et l’emploi, en particulier chez les femmes, qui préfèrent souvent sécuriser leur emploi avant de se tourner vers la parentalité. Conséquemment, le report de la première naissance est plus que jamais perceptible dans les sociétés actuelles. Dans le deuxième essai de cette thèse, nous nous donnons comme objectif d’explorer la manière dont les incertitudes liées au travail et les risques accrus d’infertilité associés au retard de maternité interagissent dans la formulation des décisions en matière de parentalité (timing et nombre d’enfants). A cet effet, nous avons développé un modèle de cycle de vie des décisions en matière d’offre de travail et de choix de parentalité et nous avons cherché à quantifier les effets de l’incertitude sur le marché du travail ainsi que de l’inattention à la corrélation sur le report de la première maternité. Nos paramètres estimés (préférences, équations salariales, qualité des enfants) sont conformes à la littérature existante. De plus, nos résultats suggèrent que la réduction des incertitudes liées au marché du travail augmenterait le nombre d’enfants et diminuerait l’âge à la première naissance quel que soit le niveau d’instruction (primaire, secondaire, ou post-secondaire). Le biais comportemental de l’inattention à la corrélation contribuerait également voire plus au report de la parentalité. Le troisième et dernier essai présente des évidences empiriques de discrimination à l’embauche liée à la parentalité dans la province de Québec (Canada) par le biais d’envoi de CVs fictifs. Il examine également dans quelle mesure les congés parentaux et le dévouement au travail réduisent ou renforcent la discrimination à l’embauche. Environ 1300 candidatures ont été envoyées en réponse à des offres d’emploi en ligne pour cinq catégories d’emplois. Les résultats suggèrent que les hommes bénéficient d’un bonus lorsqu’ils sont parent tandis que les femmes subissent un malus (une pénalité). En effet, les pères ont un taux de rappels supérieur de 18 points de pourcentage à celui de leurs homologues masculins, tandis que le taux de rappels des mères est inférieur de 14 points à celui de leur correspondant femmes sans enfant. Nous avons noté que les mères subissent une discrimination même lorsqu’elles montrent leur dévouement au travail. De l’autre côté, le taux de rappels des hommes augmenterait lorsqu’ils signalent leur engagement au travail. La mobilité professionnelle ouvrirait, elle aussi, des perspectives d’emploi ou en d’autres termes les employeurs ont donc tendance à valoriser la mobilité des iv employés. / Via experimental and empirical methods, this thesis consisted of three essays studies, on the one hand, the decision rules used in life-cycle decision-making with an emphasis on the correlation neglect and its consequences, and on other hand, hiring discrimination in relation to parenthood. Rational forward looking behavior requires solving complex problems involving computation of the expected maximum future valuations across choice alternatives (Emax computations). In Chapter 1, we conduct an experiment to measure the share of subjects able to perform these computations as well as the share of subjects using two alternative (sub-optimal) rules of computation which ignore correlation between future valuations. The first alternative rule captures subjects who perform Emax computations ignoring correlation between unobservables in the information set. The second alternative rule captures subjects computing the maximum of the expected future valuations (maxE computations), akin to the option-value model of Stock and Wise (1990). Our experimental design exploits different correlation structures between future valuations to separate the share of subjects using each rule. The experiment was conducted with a large and heterogenous sample of subjects, allowing to relate the propensity to use a given rule to a rich set of socio-economic characteristics. Our results suggest that 28% of subjects are able to perform Emax computations exploiting the correlation structure, 20% of subjects perform Emax computations ignoring correlation, while 52% of subjects perform maxE computations. Moreover, we find that the propensity to use a given rule significantly varies across education levels – higher educated subjects are significantly more likely to perform maxE computations. Chapter 2 studies how the labour uncertainties and increased fertility risks associated with delayed motherhood interact in shaping fertility decisions (timing and number of children). Having a child comes with more uncertainties, and agents strategically avoid uncertainties and conflict between parenthood and employment, particularly among women, by securing their employment before turning to parenthood. Consequently parenthood is being experienced on average later in life than ever. We develop a life-cycle model of labor supply and fertility choices decisions and we quantify how labor market uncertainties as well as correlation neglect contribute to fertility delaying. Our parameters estimated (preferences, wage equations, quality of children) are in line with the existing literature. Moreover, our results suggest that a reduction in the labour uncertainties affect differently fertility decisions according to the education attainment. Indeed, the reduction in labour uncertainties increases number of children and decreases the age at first childbirth for lower educated couples, however, it decreases the number of children and increases age at first childbirth of highly educated couples. The behavioural bias of correlation neglect has a heightened effect on fertility decisions and contributes to parenthood postponement. Finally, Chapter 3 presents experimental evidence about hiring discrimination in relation to parenthood in the province of Québec (Canada) via a correspondence testing. It also investigates to what extent parental leave as well as signalling work commitment reduce or reinforce hiring discrimination. Around 1300 applications were sent in response to online job openings for five categories of jobs. The results suggest that men benefit from a bonus when they experience parenthood while women undergo a penalty. Indeed, fathers have a callback rate 18 percentage points larger than their analogue childless men candidates while mother’s callback is 14 percentage points lower than the corresponding childless women’s callback. However, mothers have a higher callback rate than childless women for the job category patient attendant. Signalling job commitment does not eliminate motherhood penalty whereas substantially increases father’s callback rate. Our results suggest that taking parental leave does not affect mother’s callback rate and surprisingly increases father’s callback rate. Job mobility opens up job opportunities meaning employers tend to value the employee’s mobility.

Titre de l'écran-titre (visionné le 9 janvier 2024) / Les modèles hydrogéologiques permettent de décrire la réponse des systèmes aquifères soumis à différents forçages naturels et anthropiques, et peuvent donc être utilisés pour évaluer les éventuels effets néfastes associés à différentes stratégies de gestion de l'eau souterraine. Les variables simulées par les modèles sont intrinsèquement incertaines, et des analyses telles que l'estimation des paramètres, l'analyse quantitative des incertitudes et l'optimisation de gestion sous incertitude sont essentielles pour fournir des informations quantitatives robustes pour appuyer la prise de décision des gestionnaires de l'eau souterraine. Cependant, ces analyses sont rarement effectuées dans les modèles d'écoulement d'eau souterraine simulant l'intrusion saline, à cause des temps de calculs très longs des modèles simulant le transport advectif-dispersif. L'objectif de cette recherche était de fournir des cadres méthodologiques pour la mise en place de ces analyses dans les modèles opérationnels régionaux simulant l'intrusion saline. Des méthodologies reproductibles ont ainsi été développées pour l'estimation des paramètres, l'analyse quantitative des incertitudes et l'optimisation des pompages sous incertitude à l'aide de modèles d'intrusion saline dits à « interface abrupte », qui ne simulent pas explicitement les phénomènes de dispersion hydrodynamique. Des approches déterministes puis stochastiques ont été développées, prenant en compte l'incertitude dans les paramètres du modèle, l'incertitude dans les observations utilisées pour contraindre l'estimation des paramètres, et finalement l'incertitude climatique. Des méthodes ont été développées pour extraire des observations de charge d'eau douce équivalente et d'interface eau douce-eau salée de différents types de puits et de la géophysique, et pour estimer leurs incertitudes. Une analyse a posteriori a déterminé quels types d'observations étaient essentiels pour réduire les incertitudes prédictives du modèle, pour guider de futures collectes de données dans les aquifères insulaires ou côtiers. Une méthodologie a également été développée pour optimiser les pompages dans une lentille d'eau douce insulaire avec un modèle à interface abrupte, en corrigeant l'interface par une solution analytique pour estimer de manière simplifiée la dispersion d'eau salée liée au pompage. Toutes les méthodologies développées ont utilisé des logiciels d'écoulement de l'eau souterraine (MODLOW-SWI2) et des outils d'aide à la décision (PEST_HP, PEST++, PyEMU) libres et facilement accessibles. Ces méthodes ont été intégralement développées sous la forme de scripts Python pour faciliter leur reprise dans d'autres projets de modélisation hydrogéologique. Les résultats démontrent les avantages liés à la mise en place d'outils d'aide à la décision dans les modèles numériques d'écoulement de l'eau souterraine. L'optimisation des pompages sous incertitude permet d'obtenir le débit de pompage maximal en fonction du risque de salinisation (à comparer à la demande en eau); cette approche permet aux gestionnaires de l'eau souterraine de choisir le scénario souhaité en fonction de leur degré de tolérance au risque. L'estimation des paramètres permet de réduire les incertitudes prédictives du modèle, ce qui influence directement les débits de pompage optimaux. La prise en compte de l'incertitude climatique augmente l'incertitude prédictive du modèle et réduit les débits de pompages optimaux pour les gestionnaires ayant une attitude conservatrice face au risque. Cette recherche était motivée par des problématiques concrètes de gestion de l'eau souterraine aux Iles de la Madeleine (Québec, Canada), et les méthodologies mises en place pourraient être utilisées pour appuyer la prise de décision des gestionnaires de l'eau souterraine dans d'autres milieux côtiers ou insulaires. / Numerical models enable the assessment of a groundwater system's response to various natural processes and human activities, and thus can be used to evaluate whether a management strategy could lead to adverse effects. Model predictions are not exact predictions of the behavior of natural systems, and the implementation of analyses such as parameter estimation, uncertainty quantification and management optimization under uncertainty are therefore critical to support groundwater management. However, they are rarely implemented in seawater intrusion numerical models, due to the prohibitive model simulation times of advective-dispersive solute transport models. The objective of this research was to provide a framework for the implementation of these decision-support analyses in real-world seawater intrusion models at regional scales. Highly-reproducible, scripted methodologies were developed for parameter estimation, uncertainty quantification and pumping optimization under uncertainty using computationally-efficient sharp-interface models, which do not explicitly simulate hydrodynamic dispersion. Both deterministic and stochastic, ensemble-based approaches were implemented, accounting for parameter and observation uncertainty as well as climate uncertainty. Methodologies were developed for the processing and uncertainty quantification of freshwater heads and freshwater-seawater interface elevations from different types of wells and geophysical data. A data worth analysis provided insights on future data collection strategies in coastal or island aquifers, and found that interface observations, particularly geophysical observations, were most useful to reduce model predictive uncertainties. A methodology was also developed to optimize pumping rates in a sharp-interface model of an island freshwater lens, using an analytical correction for dispersion to overcome the limitations of the sharp-interface model. All the methodologies developed used widely available groundwater flow software (MODFLOW-SWI2) and decision-support tools (PEST, PEST_HP, PEST++, PyEMU), and were entirely scripted using Python to facilitate their adoption by the wider groundwater modeling community. The results collectively demonstrate the benefits of implementing decision-support analyses in groundwater numerical models. Pumping optimization under uncertainty enabled the quantification of the optimal tradeoff between increasing pumping rates (to meet the water demand) and the risk of well salinization, which allows groundwater managers to select their preferred management scenario depending on the level of risk that they consider to be acceptable. Conducting history matching enabled a reduction of model predictive uncertainty, which directly impacted the maximum allowable pumping rates. Accounting for climate uncertainty led to increased model predictive uncertainty and a reduction of the maximum allowable pumping rates for managers with a risk-averse stance. This research was motivated by real-world groundwater management challenges in the Magdalen Islands (Québec, Canada), and the methodologies that were developed could be used to support decision-making in other coastal or island aquifers.