Cette étude a pour but de combler l'écart entre l'état actuel de la simulation énergétique dans le domaine du bâtiment (i.e. hypothèses et modèles) et la connaissance empirique sur le comportement des usagers en matière de contrôle environnemental. L'application principale issue de cette thèse est un module de simulation autonome qui vise la modélisation à haute résolution et à haute fréquence des interactions personne-milieu: de l'occupation des locaux (i.e. l'affectation individuelle d'un environnement modélisé), du contrôle basé uniquement sur la présence ou l'absence des occupants (e.g. détecteurs de mouvement), jusqu'aux modèles comportementaux plus avancés (e.g. commutation manuelle des appareils d'éclairage, l'utilisation des fenêtres ouvrantes). L'intégration du module au sein du logiciel libre ESP-r, un programme qui permet de simuler l'ensemble des interactions bâtiment-systèmes-environnement, permet d'étudier à quel point les modèles d'interactions personne-milieu, issus des études en milieu réel, peuvent influencer les besoins énergétiques d'un bâtiment donné. Certains traits comportementaux, couramment associés aux modèles de contrôle manuel des systèmes d'éclairage, caractérisent également le comportement individuel au niveau des fenêtres ouvrantes; une conclusion issue d'une étude pilote en milieu réel sur le campus de l'Université Laval (Québec). Cette constatation suggère certains traits communs pouvant décrire le comportement des usagers en matière de contrôle environnemental. Le module développé permet également d'étudier le potentiel écoénergétique de stratégies innovatrices: l'application de stratégies de contrôle reposant sur l'adaptation thermique dans un contexte de climatisation hybride, et basées sur l'opération de fenêtres ouvrantes en tant que commutateurs entre climat naturel et climat artificiel. Les résultats préliminaires suggèrent que pour les climats nordiques ou méridionaux, ces approches permettent effectivement de réduire les besoins en climatisation, mais qu'en contre partie les besoins en chauffage augmentent considérablement en raison de l'utilisation des fenêtres en périodes plus tempérées. L'intérêt de la méthode est ici mis en évidence dans sa capacité à simuler globalement l'ensemble des conséquences énergétiques de l'interaction sociale avec l'environnement bâti. / This study sets out to bridge the gap between building energy simulation and empirical evidence on occupant behaviour. The major output is a self-contained simulation module that aims to control all occupant-related phenomena which can affect energy use in buildings. It provides high resolution and high frequency occupancy prediction (i.e. when occupants as individual agents occupy a modelled environment), occupant-sensing control (i.e. as driven by the mere presence of one or more occupants, such as occupancy-sensing lighting controls), as well as advanced behavioural models (i.e. active personal control, such as manual switching of lights, manual adjustments to window blinds, operable windows, personalized air-conditioning units). The module is integrated within the ESP-r free software, a whole-building energy simulation program. Simulation results clearly show that occupants-based phenomena exert a strong influence on simulated energy use, revealing a number of limitations in key assumptions in current energy simulation practice. Key behavioural traits, commonly associated to lighting behavioural patterns, also appear to be associated to personal control of operable windows, as demonstrated in a pilot field study in a Université Laval pavilion in Québec. This may suggest an abstract quality to certain behavioural concepts regarding different environmental controls. The study then focuses on the use of the developed work to investigate the energy saving potential of novel yet untried strategies: adaptive comfort control algorithms in hybrid environments, based on the use of operable windows as switching mechanisms between natural and artificial modes of environmental control. Results suggest that for both heating- and cooling-dominant climates, adaptive comfort control effectively reduces cooling requirements, yet operable window use during cooler conditions appear to increase heating requirements. The usefulness of the original method is here illustrated by providing a more complete view on energy use attributed to occupant behaviour.

Dans cette thèse nous proposons de développer un système d’imagerie ultrasonore innovante de micro- défauts basé sur l’utilisation conjointe de techniques d’acoustique non linéaire et du concept de "transducteur à cavité chaotique". Ce transducteur correspond à la combinaison d’une céramique piézoélectrique collée sur une cavité de forme chaotique et du principe de retournement temporel. La faisabilité et les performances de ce nouveau système sont explorées par des simulations numériques. Des paramètres optimaux d’utilisation pour une implémentation expérimentale sont proposés. Une grande partie des travaux menés dans le cadre de cette thèse se concentre sur le développement d’outils numériques permettant l’amélioration de telles techniques d’imagerie. Un schéma d’éléments finis de type Galerkin Discontinu (GD) est étendu à l’élastodynamique non linéaire. Un type de zone absorbante parfaitement adaptée, appelée "Nearly Perfectly Matched Layer" (NPML) a aussi été développé. Dans le cas de matériaux orthotropes, comme des problèmes de stabilité apparaissent, un mélange de NPML et de zone atténuante, dont on contrôle la proportion respective, est introduit afin de stabiliser les NPML. Une validation expérimentale du concept de "transducteur à cavité chaotique" pour la focalisation dans un milieu solide, réverbérant ou non, en utilisant une seule source est réalisée. Les méthodes de retournement temporel et de filtre inverse sont présentées et comparées. La démonstration expérimentale qu’un "transducteur à cavité chaotique" peut être utilisé conjointement avec les méthodes d’inversion d’impulsion afin de réaliser une image de non linéarités localisées est présentée / In this thesis we propose the development of an innovative micro-damage imaging system based on a combination of Nonlinear Elastic Wave Spectroscopy techniques and “chaotic cavity transducer” concept. It consists of a combination of a PZT ceramic glued to a cavity of chaotic shape with the time reversal principle. The feasibility and capabilities of these new ideas is explored by numerical simulations, and optimal operational parameters for experimental implementation are suggested based on the modelling support. A large part of the research work conducted in this thesis is concentrated on the development of numerical simulation tools to help the improvement of such nonlinear imaging methods. A nodal Discontinuous Galerkin Finite Element Method (DG-FEM) scheme is extended to nonlinear elasto-dynamic including source terms. A Perfectly Matched Layer absorbing boundary condition well adapted to the DG-FEM scheme, called Nearly Perfectly Matched Layer (NPML), is also developed. In the case of orthotropic material as stability problems appear, a mixture of NPML and sponge layer, with a controllable ratio of these two kinds of absorbing layers, is introduced. The experimental validation of “chaotic cavity transducer” to focalize in reverberant and non-reverberant solid media with only one source is made. Classical time reversal, inverse filter and 1 Bit time reversal process are discussed and compared. The experimental demonstration of the use of a “chaotic cavity transducer”, in combination with the pulse inversion and 1-bit methods, to obtain an image of localized nonlinearity is made. This opens the possibility for high resolution imaging of nonlinear defects

Une méthode originale de modélisation de l'organe coeur complet basée sur une considération multirésolution et multiformalisme de l'activité électrique cardiaque est proposée.<br />Les notions de cardiologie et d'électrophysiologie ainsi qu'une synthèse de modèles du système cardiovasculaire sont présentées dans la partie 1.<br />La partie 2 reprend les contributions du travail qui concernent:<br />– la proposition d'un cadre formel à la modélisation prenant en compte les exigences de la multirésolution et une volonté de structuration des outils utilisés pour une meilleure portabilité;<br />– la proposition d'une librairie générique de modélisation et simulation multiformalisme développée sous forme objet et permettant une définition standardisée des modèles et simulateurs;<br />– l'intérêt de la librairie est illustré sur des applications physiologiques et cliniques.<br />Un chapitre prospectif et présentant une réflexion pour une considération multirésolution clôt ce mémoire et ouvre des perspectives intéressantes.

Cette thèse traite de la simulation rapide de données SAR au moyen de méthodes de synthèse inverse. Pour ce faire, les algorithmes omega-k et chirp scaling inverses sont développés pour le cas d'une trajectoire lineaire. Une transformation est proposée, qui permet de produire des données brutes d'un objet mobile à partir d'image SAR d'un objet statique opérant dans le domaine spectral. Les déviations non-linéaires de trajectoire du capteur sont aussi prises en considération en simulant des données partiellement dans le domaine temporel avec l'approximation d'un faisceau d'antenne étroit en largeur ou avec l'approximation d'une largeur de bande réduite. Toutes ces techniques sont analysées et les résultats sont comparés avec ceux d'un simulateur temporel pris comme réfèrence. Les données brutes sont simulées pour une scène complexe comportant un ou plusiers bâtiments placés au sein d'un environnement naturel surfacique et ayant une réponse anisotrope. Finalement, la simulation d'images et de données interférometriques est abordée.

This doctoral research work focuses on the simulation of progressive collapse of reinforced concrete structures. It aims at contributing to the ‘alternate load path’ design approach suggested by the General Services Administration (GSA) and the Department of Defense (DoD) of the United States, by providing a detailed yet flexible numerical modelling tool. <p><p>The finite element formulation adopted here is based on a multilevel approach where the response at the structural level is naturally deduced from the behaviour of the constituents (concrete and steel) at the material level. One-dimensional nonlinear constitutive laws are used to model the material response of concrete and steel. These constitutive equations are introduced in a layered beam approach, where the cross-sections of the structural members are discretised through a finite number of layers. This modelling strategy allows deriving physically motivated relationships between generalised stresses and strains at the sectional level. Additionally, a gradual sectional strength degradation can be obtained as a consequence of the progressive failure of the constitutive layers. This means that complex nonlinear sectional responses exhibiting softening can be obtained even for simplified one dimensional constitutive laws for the constituents.<p><p>This numerical formulation is used in dynamic progressive collapse simulations to study the structural response of a multi-storey planar frame subject to a sudden column loss. The versatility of the proposed methodology allows assessing the influence of the main material and design parameters in the structural failure. Furthermore, the effect of particular modelling options of the progressive collapse simulation technique, such as the column removal time or the strategy adopted for the structural verification, can be evaluated.<p><p>The potential strain rate effects on the structural response of reinforced concrete frames are also investigated. To this end, a strain rate dependent material formulation is developed, where the rate effects are introduced in both the concrete and steel constitutive response. These effects are incorporated at the structural level through the multilayered beam approach. In order to assess the degree of rate dependence in progressive collapse, the results of rate dependent simulations are presented and compared to those obtained via the rate independent approach. The influence of certain parameters on the rate dependent structural failure is also studied.<p><p>The differences obtained in terms of progressive failure degree for the considered parametric variations and modelling options are analysed and discussed. The parameters observed to have a major influence on the structural response in a progressive collapse scenario are the ductility of the steel bars, the degree of symmetry and/or continuity of the reinforcement and the column removal time. The results also depend on the strategy considered (GSA vs DoD). The strain rate effects are confirmed to play a significant role in the failure pattern. Based on these observations, general recommendations for the design of progressive collapse resisting structures are finally derived.<p><p><p><p><p>L’effondrement progressif est un sujet de recherche qui a connu un grand développement suite aux événements désastreux qui se sont produits au cours des dernières décennies. Ce phénomène est déclenché par la défaillance soudaine d’un nombre réduit d’éléments porteurs de la structure, qui provoque une propagation en cascade de l’endommagement d’élément en élément jusqu’à affecter une partie importante, voire la totalité de l’ouvrage. Le résultat est donc disproportionné par rapport à la cause. La plupart des codes de construction ont inclus des prescriptions pour le dimensionnement des structures face aux actions accidentelles. Malheureusement, ces procédures se limitent à fournir des ‘règles de bonne pratique’, ou proposent des calculs simplifiés se caractérisant par un manque de détail pour permettre leur mise en oeuvre.<p><p>Cette thèse de doctorat intitulée Simulation de l’Effondrement Progressif des Structures en Béton Armé: Influence des Paramètres Materiaux et de Dimensionnement et Investigation des Effets de Vitesse a pour but de contribuer à la simulation numérique de l’effondrement progressif des structures en béton armé. Une formulation aux éléments finis basée sur une approche multi-échelles a été développée, où la réponse à l’échelle structurale est déduite à partir de la réponse au niveau matériel des constituants (le béton et l’acier). Les sections des éléments structuraux sont divisées en un nombre fini de couches pour lesquelles des lois constitutives unidimensionnelles sont postulées. Cet outil permet une dégradation graduelle de la résistance des sections en béton armé suite à la rupture progressive des couches. Des comportements complexes au niveau des points de Gauss peuvent être ainsi obtenus, et cela même à partir de lois unidimensionnelles pour les constituants.<p><p>Cette formulation est utilisée pour la simulation de l’effondrement progressif d’ossatures 2D, avec prise en compte des effets dynamiques. La versatilité de la présente stratégie numérique permet d’analyser l’influence de différents paramètres matériaux et de dimensionnement, ainsi que d’autres paramètres de modélisation, sur la réponse structurale face à la disparition soudaine d’une colonne.<p><p>Les effets de la vitesse de déformation sur le comportement des matériaux constituants est aussi un sujet d’attention dans ce travail de recherche. Des lois constitutives prenant en compte ces effets sont postulées et incorporées au niveau structural grâce à l’approche multi-couches. Le but est d’étudier l’influence des effets de la vitesse de chargement sur la réponse structurale face à la disparition d’un élément porteur. Les resultats obtenus à l’aide de cette approche avec effets de vitesse sont comparés à ceux obtenus avec des lois indépendantes de la vitesse.<p><p>Les différences dans la réponse à la disparition d’une colonne sont analysées pour les variations paramétriques étudiées. Les paramètres ayant une influence importante sont notamment: la ductilité des matériaux constituants et la disposition et/ou la symétrie des armatures. Les effets de vitesse sont également significatifs. Sur base de ces résultats, des recommandations sont proposées pour le dimensionnement et/ou l’analyse des structures face à l’effondrement progressif.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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 recherche vise à améliorer l'efficacité et la qualité des systèmes de santé en optimisant le *transport des patients intra-hôpital* - une activité opérationnelle critique mais souvent négligée au sein des hôpitaux. L'étude se concentre sur plusieurs processus de prise de décision qui jouent des rôles pivots aux niveaux stratégique, tactique et opérationnel. Elle met en lumière la nature dynamique des demandes de transport, des besoins en équipement et de la charge physique sur les porteurs, offrant une exploration détaillée des lacunes existantes et proposant des solutions innovantes, se concentrant sur la minimisation des temps d'attente des patients et l'optimisation de l'utilisation des ressources pour améliorer la qualité globale du service. La première partie de cette thèse explore la prise de décision en temps réel, s'adaptant à l'arrivée imprévisible des demandes de transport. Considérant que les décideurs doivent mettre à jour les horaires actuels en raison de l'arrivée dynamique des demandes, des politiques de réaffectation sont proposées et évaluées. Pour l'attribution des demandes de transport aux porteurs, la mise en œuvre de différentes méthodes de résolution telles que des formulations mathématiques et des heuristiques est proposée. Cette partie vise à évaluer la combinaison de politiques de réaffectation et de méthodes de résolution pour améliorer les systèmes de transport *intra-hôpital*. Les sections suivantes de la thèse se concentrent sur l'incorporation d'autres hypothèses actuelles et réalités du système de transport des patients *intra-hôpital*. Ces aspects incluent plusieurs modes de transport et les efforts ergonomiques des porteurs, aspects souvent négligés dans la littérature. En intégrant ces facteurs, les approches d'optimisation prendront en compte les besoins de changement d'équipement et assureront l'équité dans la charge de travail des porteurs. La recherche utilise des modèles d'optimisation et de modèle simulation d'événements discrets pour souligner l'applicabilité pratique des solutions proposées. En conclusion, la thèse intègre les stratégies d'optimisation recherchées dans un modèle de Simulation d'Événements Discrets. Ce cadre est présenté pour simuler l'arrivée dynamique des demandes, mais sert également d'outil d'aide à la décision permettant aux gestionnaires d'évaluer stratégiquement et d'optimiser un système de transport de patients *intra-hospitalier*. En mettant l'accent sur un équilibre entre les objectifs managériaux, la satisfaction des patients et le fardeau ergonomique des porteurs, le modèle de Simulation d'Événements Discrets offre une approche complète visant à améliorer l'efficacité globale des institutions de santé. Ce thèse est structuré comme suit : Le chapitre introductif est suivi du Chapitre 1, qui présente une revue de littérature sur le problème de transport des patients *intra-hôpital*. Dans le Chapitre 2, l'accent est mis sur l'introduction du problème, spécifiquement l'évaluation de l'arrivée dynamique des demandes et la combinaison des politiques de reprogrammation et des méthodes de résolution. Le Chapitre 3 intègre la nécessité pour les porteurs de changer d'équipement dans les modèles d'optimisation. Enfin, le Chapitre 4 se concentre sur le fardeau ergonomique des porteurs, en évaluant différentes fonctions objectives et une *Bi-Objective Optimization* pour maintenir l'efficacité opérationnelle du système de transport tout en assurant une répartition équitable de la charge de travail parmi les porteurs. / This research aims to enhance the efficiency and quality of healthcare systems by optimizing *intra-hospital patient transportation* -- a critical yet often overlooked operational activity within hospitals. The study focuses on multiple decision-making processes that play pivotal roles at strategic, tactical, and operational levels. It highlights the dynamic nature of transportation requests, equipment needs, and the physical burden on porters, offering a detailed exploration of existing gaps and proposing innovative solutions, focusing on minimizing patient waiting times and optimizing resource utilization to improve overall service quality. The first part of this thesis explores real-time decision-making, adapting to the unpredictable arrival of transport requests. Considering that decision-makers must update current schedules due to the dynamic arrival of requests, rescheduling policies are proposed and evaluated. For the assignment of transport requests to porters, the implementation of various solving methods such as mathematical formulations and heuristics is proposed. This part aims to evaluate the combination of rescheduling policies and solving methods to improve the *intra-hospital* transportation systems. The subsequent sections of the thesis focus on incorporating current assumptions and realities of the *intra-hospital* patient transportation system. These include multiple modes of transportation and the ergonomic efforts of porters, aspects often neglected in the literature. By incorporating these factors, the optimization approaches will account for equipment switching requirements and ensure the fairness in the workload of porters. The research utilizes optimization models and Discret-Event Simulation model to emphasize the practical applicability of the proposed solutions. In conclusion, the thesis integrates the researched optimization strategies into an Discret-Event Simulation model. This model is presented to simulate the dynamic arrival of the request, but also is as decision-making tool that enables managers to strategically evaluate, and optimize an *intra-hospital* patient transportation system. Emphasizing a balanced focus on managerial objectives, patient satisfaction, and porter ergonomic burden, our research provides a comprehensive approach towards improving the overall efficiency of healthcare institutions. This thesis is structured as follows: The introductory chapter is followed by Chapter 1, which presents a literature review on the *intra-hospital* patient transportation problem. In Chapter 2, the focus is on introducing the problem, specifically evaluating the dynamic arrival of requests and the combination of rescheduling policies and solving methods. Chapter 3 integrates the necessity of porters switching equipment into the optimization models. Lastly, Chapter 4 focuses on the ergonomic burden of porters, evaluating different objective functions and a Bi-Objective Optimization to maintain the operational efficiency of the transportation system while ensuring a fair workload distribution among porters.

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.

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.

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.