L’enceinte de confinement est la dernière barrière de protection des bâtiments réacteurs nucléaires (BR), mais les mécanismes de vieillissement du béton précontraint peuvent dégrader l’étanchéité de l’enceinte interne (EI) des BR à double paroi au cours du temps. C’est une problématique majeure pour l’exploitation à long terme et l’extension de la durée de vie des BR tout en respectant les exigences de sûreté. La taille de telles structures et la complexité de tous les phénomènes couplés qui interagissent à différentes échelles rendent difficile la mise au point d’un outil industriel opérationnel de modélisation. Dans ce contexte, cette thèse introduit une stratégie numérique de prévision du taux de fuite des EI en exploitation. Elle repose sur une discrétisation adaptée par macroéléments, sur une modélisation thermo-hydro-mécanique chainée faiblement couplée physiquement représentative et sur un élément fini 3D spécialement conçu pour calculer les transferts à travers le béton insaturé et fissuré. La stratégie proposée a été appliquée à la maquette d’enceinte VeRCoRs (échelle 1/3) : les résultats obtenus sont validés avec les données expérimentales disponibles jusqu’au premier essai de mise sous pression puis prolongés jusqu’au troisième.La stratégie proposée permet aux opérateurs de :- Prendre en compte les variabilités et incertitudes des paramètres d’intérêt et de quantifier leur impact sur le taux de fuite total ;- Introduire les défauts relevés au cours d’inspections visuelles dans le calcul ;- Anticiper et optimiser les actions de mitigation des fuites pour éviter un prolongement d’arrêt de tranche et les pertes d’exploitation associées. / The containment building represents the third and last protection barrier of nuclear reactors buildings (NRB). Yet ageing mechanisms of prestressed concrete could strongly affect the tightness capacity of the inner containment of a double-wall reactor building over time. That is a major issue considering the long term operation and the possible life extension of NRB while ensuring safety and regulatory requirements. Considering the size of such structures and the complexity of all interacting phenomena, it is very difficult to build an industrial and operational tool modeling all the strong couplings occurring at different scales. In that context, this Ph.D. thesis introduces a numerical strategy aiming at forecasting the leakage rate evolution of inner containments during operation. It is based on an adapted macro-element mesh, on a simple but physically representative chained weakly-coupled thermo-hydro-mechanical modeling and on a 3D finite element specially designed for computing air leakage through unsaturated porous and cracked concrete. The proposed strategy has been applied to the scale 1:3 VeRCoRs mock-up: results are validated with available experimental data until the first internal pressurization test before being extended until the third one.The proposed strategy enables operators to:- Take into account variabilities and uncertainties of main parameters to quantify their impact on the total leak rate;- Numerically introduce defects coming from visual inspections;- Pre-empt and optimize leak mitigation actions to avoid outage extensions and associated losses of income.

La maquette numérique de bâtiment est un outil nouveau et en plein essor dans les métiers de la construction. Elle centralise les informations et facilite la communication entre les acteurs : évaluation des coûts, simulations physiques, présentations virtuelles, suivis de travaux, etc. Si une maquette numérique est désormais utilisée pour les grands chantiers de bâtiments nouveaux, il n'en existe pas en revanche pour la plupart des bâtiments déjà construits. Or, avec le vieillissement du parc immobilier et le développement du marché de la rénovation, la maquette numérique serait une aide considérable pour des bâtiments anciens. Des techniques de reconstruction plus ou moins automatique ont été développées ces dernières années, à base de mesures laser ou de photogrammétrie. Les lasers, précis et denses, sont chers mais restent abordables pour les industriels, tandis que la photogrammétrie, souvent moins précise et moins fiable dans les zones uniformes (p.ex. les murs), est beaucoup plus bon marché. Mais la plupart des approches s'arrêtent à la reconstruction de surfaces, sans produire de maquettes numériques. À la géométrie doit cependant s'ajouter des informations sémantiques décrivant les éléments de la scène. L'objectif de cette thèse est de fournir un cadre de reconstruction de maquettes numériques, à la fois en ce qui concerne la géométrie et la sémantique, à partir de nuages de points. Pour cela, plusieurs étapes sont proposées. Elles s'inscrivent dans un processus d'enrichissement des données, depuis les points jusqu'à la maquette numérique finale. Dans un premier temps, un estimateur de normales pour les nuages de points est défini. Basé sur une transformée de Hough robuste, il permet de retrouver correctement les normales, y compris dans les zones anguleuses et s'adapte à l'anisotropie des données. Dans un second temps, des primitives géométriques sont extraites du nuage de points avec leur normales. Afin d'identifier les primitives identiques existantes en cas de sur-segmentation, nous développons un critère statistique robuste et général pour l'identification de formes, ne requérant qu'une fonction distance entre points et formes. Ensuite, une surface planaire par morceaux est reconstruite. Des hypothèses de plans pour les zones visibles et les parties cachées sont générées et insérées dans un arrangement. La surface est extraite avec une nouvelle régularisation sur le nombre de coins et la longueur des arêtes. L'utilisation d'une formulation linéaire permet, après relaxation continue, d'extraire efficacement une surface proche de l'optimum. Enfin, nous proposons une approche basée sur des grammaires attribuées avec contraintes pour l'enrichissement sémantique de modèles 3D. Cette méthode est bottom-up : nous partons des données pour construire des objets de complexité croissante. La possible explosion combinatoire est gérée efficacement via l'introduction d'opérateurs maximaux et d'un ordre pour l'instanciation des variables / The interest for digital models in the building industry is growing rapidly. These centralize all the information concerning the building and facilitate communication between the players of construction : cost evaluation, physical simulations, virtual presentations, building lifecycle management, site supervision, etc. Although building models now tend to be used for large projects of new constructions, there is no such models for existing building. In particular, old buildings do not enjoy digital 3D model and information whereas they would benefit the most from them, e.g., to plan cost-effective renovation that achieves good thermal performance. Such 3D models are reconstructed from the real building. Lately a number of automatic reconstruction methods have been developed either from laser or photogrammetric data. Lasers are precise and produce dense point clouds. Their price have greatly reduced in the past few years, making them affordable for industries. Photogrammetry, often less precise and failing in uniform regions (e.g. bare walls), is a lot cheaper than the lasers. However most approaches only reconstruct a surface from point clouds, not a semantically rich building model. A building information model is the alliance of a geometry and a semantics for the scene elements. The main objective of this thesis is to define a framework for digital model production regarding both geometry and semantic, using point clouds as an entry. The reconstruction process is divided in four parts, gradually enriching information, from the points to the final digital mockup. First, we define a normal estimator for unstructured point clouds based on a robust Hough transform. It allows to estimate accurate normals, even near sharp edges and corners, and deals with the anisotropy inherent to laser scans. Then, primitives such as planes are extracted from the point cloud. To avoid over-segmentation issues, we develop a general and robust statistical criterion for shape merging. It only requires a distance function from points to shapes. A piecewise-planar surface is then reconstructed. Planes hypothesis for visible and hidden parts of the scene are inserted in a 3D plane arrangement. Cells of the arrangement are labelled full or empty using a new regularization on corner count and edge length. A linear formulation allow us to efficiently solve this labelling problem with a continuous relaxation. Finally, we propose an approach based on constrained attribute grammars for 3D model semantization. This method is entirely bottom-up. We prevent the possible combinatorial explosion by introducing maximal operators and an order on variable instantiation

Les outils actuels de gestion industrielle s'appuient généralement sur l'ingénierie concourante, qui implique la réalisation des étapes de gestion du cycle de vie des produits en parallèle et l'intégration des données techniques pour le partage entre les différents experts. Divers experts utilisent des logiciels spécifiques à leur domaine pour produire diverses données compilées via une maquette numérique. Ces experts multidisciplinaires ont tendance à travailler en collaboration pendant le développement de produits. Au cours d'activités de conception collaborative synchrones, telles que les revues de projet et la prise de décisions, les experts de différents domaines doivent dialoguer, négocier et choisir pour résoudre les différences multidisciplinaires. De nombreux domaines tels que la conception collaborative et de l’évaluation des produits avec multiples experts, ont une grande demande de nouveaux outils d'aide à la collaboration. Avec le développement des technologies de l'Interaction Homme-Machine (IHM), il est possible de concevoir des outils et des méthodes plus intuitifs pour améliorer la collaboration co-localisée entre les experts.Dans cette thèse, afin d'améliorer la collaboration avec des experts de différents domaines et communiquer via la maquette numérique, une IHM multi-utilisateurs avec des représentations différentes lors d'un travail collaboratif a été pris en considération et son influence sur la collaboration multidisciplinaire co-localisée est étudiée. Un schéma de la méthodologie d'évaluation de la contribution à un système multi-utilisateurs et des expérimentations sont proposées. Les résultats des expériences des résultats significatifs concernant l’efficacité de la réalisation de la tâche, l'utilisabilité de l'Interaction Homme-Machine et la performance de la collaboration lors de l'utilisation de l'interface multi-utilisateurs dans les scénarios de collaboration multidisciplinaires. Les contributions et apports de cette interface sont discutés. / The current industrial management tools generally rely on Concurrent Engineering, which involves conducting Product Lifecycle Management stages in parallel and integrating technical data for sharing across different experts. Various experts use domain-specific software to produce various data into Digital mock-up. These multidisciplinary experts have trends to work collaboratively during product development. During co-located synchronous collaborative design activities, such as project review and decision-making, experts from different domains must discuss, negotiate, and compromise to solve multidisciplinary differences. Many areas, such as early collaborative design and multi-expert product evaluation, have a great demand for new collaborative support tools. With the development of Human Computer Interaction, it is possible to devise more intuitive tools to enhance co-located collaboration across experts.In this thesis, to enhance the collaboration with experts on different domains to communicate with DMU, a multi-user interface across users with different representations during a collaborative work has been taken into consideration and its influence on co-located multidisciplinary collaboration is investigated. A schema of the methodology for evaluating the contribution to a multi-user system and the multiple users’ experiences is proposed. Results of experiments show the significances of the efficiency of task, the usability of interface, and the performance of collaboration during the use of multi-user CHI in multidisciplinary collaborative scenarios. The contributions of what multi-user interface brings to the design criteria of multi-user interface and multi-user co-located collaboration are discussed.

La Maquette Numérique (MN) est une représentation numérique, centralisée et hiérarchisée de l'ensemble des productions des acteurs au cours d'un projet. Dans le cadre du secteur BTP, la Maquette Numérique de Construction (MNC) constitue l'adaptation de la technologie précédente à ce secteur. Cependant, la conception en génie civil semble se distinguer de celle des produits manufacturés, notamment à cause de la multiplicité et l'hétérogénéité des acteurs, mais aussi de la création d'un ouvrage unique. Par conséquent, les processus en jeu durant cette phase nécessitent une analyse particulière. Notre travail consiste donc à proposer des mécanismes d'aide à la synchronisation de la MNC, après avoir montré que les outils existants, adaptés à la conception de produits manufacturés, ne peuvent être directement transposés au secteur du BTP. Pour cela, cette thèse se focalise sur le suivi des modifications de la MNC en cours de conception, par l'intermédiaire de comparaisons d'information structurées (comparaisons dites structurelles), tout en prenant en compte la signification des concepts utilisés (comparaisons sémantiques). L'analyse a été portée au niveau du méta-modèle (langage EXPRESS) plutôt que le modèle de données lui-même (IFC, IFC-Bridge, etc.). Cette généricité assure une robustesse face aux évolutions futures des MNC. A partir d'une configuration sur la base d'un assistant structurel (seulement quelques lignes de code XML), le constructeur d'application génère automatiquement une bibliothèque de comparaison structurelle, adaptée au modèle de données métiers. L'analyse sémantique rend, quant à elle, le système très flexible : possibilité d'extraire partiellement l'information, définition d'équivalents sémantiques et de tolérances de valeurs numériques. Le système conçu ne dépend d'aucun outil de persistance des données. De plus, l'extraction d'information s'effectue sans transformation de modèles. L'implémentation, en C++, de la comparaison structurelle et sémantique utilise des outils de génération automatique de code source. Enfin, ces travaux apportent de nombreuses perspectives s'ils sont liés aux activités prédictives et réactives de conception.

Pour augmenter la rentabilité d'un grand alternateur, les exploitants cherchent à réduire les coûts de maintenance. Pour ce faire, ils ont besoin d'outils de surveillance de plus en plus précis. D'autre part, depuis que les machines électriques tournantes existent, les opérateurs ont remarqué que des courants parfois importants pouvaient endommager les machines. Des études ont montré que ces courants d'arbre provenaient généralement de défauts de symétrie. Notre étude part de ces constatations pour créer un nouvel outil de diagnostic utilisant la tension d'arbre, mais aussi les courants des voies d'enroulement, la tension des neutres et le flux dans l'entrefer. Des simulations ont été réalisées pour déterminer les signatures de chaque défaut dans ces grandeurs. Pour les valider, nous avons fait construire une maquette pouvant, fonctionner avec des défauts tels que les courts-circuits et l'excentricité statique. La comparaison des mesures et des simulations a démontré que l'outil est fiable, mais encore perfectible. Compte-tenu de la facilité de mise en oeuvre, son application dans les sites de production est envisageable et une méthodologie de simulation pourra être donnée aux centres de recherche de EDF, tandis que nous pourrons continuer nos recherches afin de perfectionner cet outil de diagnostic.

Il y a peu, j'ai pu lire « qu'on pouvait considérer que les ponts romains de l'Antiquité, pouvaient être considérés comme inefficaces, au regard des standards actuels : ils utilisaient trop de pierre et énormément de travail était nécessaire à leur construction. Au fil des années, pour répondre à une problématique équivalente, nous avons appris à utiliser moins de matériaux et à réduire la charge de travail ». Ces problématiques nous les retrouvons aussi en conception mécanique où l'on essaye en continu de proposer des systèmes de plus en plus performants mais devant être conçus en moins de temps, étant moins cher à produire et fournissant des prestations au moins équivalentes à ce qui a déjà été conçu.Au cours d'un processus de conception classique, les concepteurs définissent une géométrie ne présentant aucun défaut puis, étant donné que les moyens de production ne permettent pas d'obtenir de telles pièces finales, ils spécifient les schémas de cotation définissant les écarts acceptables garantissant le bon fonctionnement du système. Seulement, cela est fait après avoir produit les dessins détaillés, c'est à dire trop tard. Pour répondre à cette problématique, je présenterai l'intégration, très tôt dans le cycle de vie de conception, d'un processus de validation optimisé, basé sur une maquette numérique directement en lien avec sa représentation fonctionnelle (maquette fonctionnelle), et permettant de valider des schémas de cotation 3D standardisés.Je décrirai d'abord ce que l'on entend par « maquette fonctionnelle » et surtout ce que cette nouvelle définition apporte en plus de la définition numérique. Une fois ce point abordé, je détaillerai les liens qui permettent d'avoir une unicité de l'information au sein de l'environnement de travail, tout comme les processus qui permettent de lier les représentations fonctionnelles et numériques.Ensuite, je détaillerai les processus basés sur ces concepts, et qui ont pour but de valider les choix qui sont effectués en avance de phase au niveau des schémas de cotation. Pour ce faire, je commencerai par présenter l'analyse au pire des cas (utilisant les modèles de domaines écarts notamment), permettant de garantir le bon fonctionnement de l'ensemble mécanique, dans le cas ou touts les écarts se retrouvent à l'intérieur des zones respectives (définies par les tolérances).Enfin, je finirai par introduire ce qu'une couche statistique, couplée à l'analyse au pire des cas utilisant les enveloppes convexes, peut amener dans le contexte industriel et notamment sous la contrainte temporelle.

Le travail mené au cours de cette thèse s’est intéressé à l’étude de la propagation des sources d’incertitudes (données nucléaires, paramètres technologiques, biais de calcul) sur les paramètres intégraux, et à la mise au point d’une méthode d’optimisation multi-critères basée sur l’approche de représentativité et de transposition, permettant de réduire cette incertitude a priori sur une grandeur ciblée (keff , distribution de puissance,...) dès la phase de conception d’un nouveau programme expérimental. La première partie de cette thèse s’est intéressée aux schémas de calcul pour la détermination des profils de sensibilité des paramètres intégraux aux données nucléaires pour différentes échelles de modélisation (cellule, assemblage et cœur), et à leur optimisation multi-filière (REL et RNR). Un schéma de calcul simplifié, basé sur les théories des perturbations standard et généralisée, permet dès à présent la propagation de ces incertitudes sur un large type de grandeur intégrale. Ces travaux ont notamment permis de vérifier la bonne représentativité des réseaux UOX et MOX mis en œuvre dans l’expérience EPICURE par rapport aux REP actuels avec chargement mixte, et de mettre en évidence l’importance de certaines données nucléaires dans l’effet de bascule des nappes de puissance dans les grands cœurs de réacteurs. La seconde partie du travail s’est focalisée sur la mise en place d’outils et de méthodes d’aide à la conception des programmes expérimentaux dans les maquettes critiques. Ces méthodes sont basées sur une approche d’optimisation multi-paramétrée de la représentativité en utilisant simultanément différentes grandeurs d’intérêt. Enfin, une étude originale a été réalisée sur la prise en compte des corrélations entre informations intégrales dans le processus de transposition. La prise en compte de ces corrélations, couplée à la méthode de transposition multi-paramétrée permet l’optimisation de nouvelles configurations expérimentales, répondant au mieux aux besoins de qualification complémentaires des outils de calcul. / The work performed during this thesis focused on uncertainty propagation (nuclear data, technological uncertainties, calculation biases,...) on integral parameters, and the development of a novel approach enabling to reduce this uncertainty a priori directly from the design phase of a new experimental program. This approach is based on a multi-parameter multi-criteria extension of representativity and transposition theories. The first part of this PhD work covers an optimization study of sensitivity and uncertainty calculation schemes to different modeling scales (cell, assembly and whole core) for LWRs and FBRs. A degraded scheme, based on standard and generalized perturbation theories, has been validated for the calculation of uncertainty propagation to various integral quantities of interest. It demonstrated the good a posteriori representativity of the EPICURE experiment for the validation of mixed UOX-MOX loadings, as the importance of some nuclear data in the power tilt phenomenon in large LWR cores. The second part of this work was devoted to methods and tools development for the optimized design of experimental programs in ZPRs. Those methods are based on multi-parameters representativity using simultaneously various quantities of interest. Finally, an original study has been conducted on the rigorous estimation of correlations between experimental programs in the transposition process. The coupling of experimental correlations and multi-parametric representativity approach enables to efficiently design new programs, able to answer additional qualification requirements on calculation tools.

In the education of an architect, at certain critical junctures, there is a need to withhold language. While passage to non-linguistic representation is at times vexing, the existence of memories and images delays the inevitable appropriation of architecture by language. Holding language in abeyance is necessary in order to wander openly amidst the labyrinth of architecture. This stance is not an indication of the inferiority of language to architecture but rather a question of finding appropriate limits. This act of withholding allows architecture to stand and withstand in the world. In the space of learning an architect constructs a threshold between ambiguity and precision in silence. The act of constructing a mold to cast a spatial form in plaster, or drawing the lineaments bounding impressions of space, is analogous to making a building. These kinds of actions require precise thinking and making. They carry the weight and burden of the delay of language. This very delay makes an architect and architecture possible. / Master of Architecture

La complexité de l'utilisation des systèmes d'aide à la conception coopérative dans le<br />domaine du bâtiment résulte de la complexité même du travail coopératif (difficultés de<br />traçabilité des actions, non-disposition sur chaque document de l'ensemble des<br />informations requises pour accomplir une tâche donnée, problèmes de coordination,<br />‘discontinuité' des données, etc.). En considérant cet état de fait, nous proposons une étude<br />des activités liées au travail de groupe dans le cadre de projets de conception de bâtiments,<br />et plus spécifiquement dans le domaine du bois qui nécessite une importante coopération<br />entre les concepteurs. Cette étude présente ensuite le concept de projet numérique déduit de<br />l'analyse du modèle des IFC ‘Industry Foundation Classes' et de l'approche de coopération<br />basée sur l'utilisation de la maquette numérique dans les secteurs de l'industrie automobile<br />et aéronautique. En effet, l'échange des données basé sur l'utilisation des objets<br />interopérables constitue une approche nouvelle à approfondir dans le domaine du bâtiment.<br />Ainsi, afin de concevoir un environnement virtuel coopératif regroupant ces notions<br />étudiées, nous proposons un modèle tenant compte des informations sémantiques relatives<br />aux ouvrages échangés par les acteurs. Nous avons mis en œuvre celui-ci dans une<br />interface d'un système coopératif. Cet outil prototype offre une représentation graphique<br />d'un contexte coopératif de projet favorisant l'organisation et le regroupement des<br />informations nécessaires à la conception de bâtiments.

Les études sur le patrimoine architectural bénéficient aujourd'hui de nombreuses méthodes numériques qui ouvrent de nouvelles perspectives pour la conservation, l'analyse et le partage des connaissances, en particulier sur les sites complexes. Ces nouveaux outils se banalisent aujourd'hui, mais à quel point sont-ils désormais nécessaires voire indispensables pour les études architecturales et archéologiques ? Comment s'inscrivent-ils dans les différentes étapes du travail ?Nous aborderons ces questions principalement à propos de deux terrains d'expérimentation : le site de Saint-Syméon-le-stylite en Syrie et l'abbaye de Saint-Michel de Cuxa en France. La méthodologie mise en œuvre pour l'analyse et la restitution des élévations se fonde sur les outils et techniques numériques d'acquisition et de gestion d'information tridimensionnelle et sur leur mise en relation avec les problématiques archéologiques pour construire un dialogue entre ces deux domaines. A partir de cette réflexion, nous avons élaboré un protocole de travail à l'échelle de l'étude monographique d'un édifice spécifique du site de Saint-Syméon « La Résidence ».Cette recherche s'appuie sur une combinaison de plusieurs outils numériques appliquées à l'édifice en vue de son analyse et en les utilisant comme instrument privilégié d'aide à la réflexion archéologique, et non comme une fin en soi.La principale contribution de cette thèse porte sur la méthodologie de l'intégration de ces outils à l'approche archéologique. Cette approche met en valeur plusieurs axes, le dynamisme et l'interactivité du travail, le contexte interdisciplinaire et collectif, l'objectif de la documentation et la diffusion. / Nowadays, the heritage architectural studies benefit of the contributions of diverse digital methods and open new perspectives for the conservation, the analyses and the knowledge sharing especially on complex sites. Those new tools and techniques have become common and very useful presently, but how much they become common or indispensable for architectural and archeological studies? How do they fit into the different phases of the research work?We will discuss these principal questions by working mainly on two experimented sites, the site of Saint-Simeon the stylite in Syria and the abbey of Saint-Michel de Cuxa in France. The methodology used for the analysis and the elevation restoration is based on the digital tools and acquisition techniques and of three-dimensional information management and also on their setting relation with archaeological issues to build a dialogue between these two domains. Based on this reflection, we have developed a work protocol in scale of monographic study of a specific building in Saint Simeon site “the Residence”. This research is based on a combination of digital tools applied on this building for its analysis and by using them as a privileged instrument to support archaeological reflection, not an end in itself.The main contribution of this thesis focuses on the methodology and the ethics of the use of 3D digital service in archaeological approach, from the filed acquisition till the restitution representations. This approach highlights several axes, dynamism and interactivity of the work, the multidisciplinary and the collectivity context, the objective of documentation and diffusion.