Les travaux de recherche menés dans le cadre de cette thèse concernent l'étude du comportement des groupes et des réseaux de micropieux. L'interaction entre les micropieux d'un groupe, ainsi que l'effet d'inclinaison des micropieux au sein d'un réseau sont traités à travers les trois parties de cette thèse.<br />La première partie est consacrée à la définition, la classification et les domaines d'application des micropieux. Les différentes méthodes usuelles de calcul des micropieux (isolés, en groupes ou en réseaux) sont également présentées.<br />La deuxième partie présente la synthèse de divers essais expérimentaux réalisés, dans le cadre du projet national FOREVER, sur des groupes et/ou des réseaux de micropieux. Ces essais sont réalisés en vraie grandeur ou en modèle réduit (centrifugeuse, chambre d'étalonnage ou cuve expérimentale).<br />La troisième partie traite de deux approches numériques différentes pour l'étude du comportement des micropieux. La méthode des fonctions de transfert de charge est utilisée à travers le programme de calcul des groupes de pieux (GOUPEG) qui est développé pour tenir compte de l'effet de l'inclinaison des micropieux. Le cas d'un réseau élémentaire de 4 micropieux et d'un groupe équivalent est étudié. Une étude paramétrique sur l'effet de l'inclinaison des micropieux au sein d'un réseau élémentaire est présentée. Enfin, la méthode des éléments finis est utilisée (le logiciel CESAR-LCPC) pour l'étude du comportement d'un réseau élémentaire de 4 micropieux (en double chevalet). Cette dernière approche fournit des résultats intéressants sur le comportement du massif du sol sous les micropieux inclinés.

Malgré l'entrée récente de notre monde dans l'ère du tout numérique, de nombreux documents manuscrits continuent à s'échanger, obligeant nos sociétés et administrations à faire face au traitement de ces masses de documents. Le traitement automatique de ces documents nécessite d'accéder à un échantillon inconnu mais pertinent de leur contenu et implique de prendre en compte trois points essentiels : la segmentation du document en entités comparable à l'information recherchée, la reconnaissance de ces entités recherchées et le rejet des entités non pertinentes. Nous nous démarquons des approches classiques de lecture complète de documents et de détection de mots clés en parallélisant ces trois traitements en une approche d'extraction d'information. Une première contribution réside dans la conception d'un modèle de ligne générique pour l'extraction d'information et l'implémentation d'un système complet à base de modèles de Markov cachés (MMC) construit autour de ce modèle. Le module de reconnaissance cherche, en une seule passe, à discriminer l'information pertinente, caractérisée par un ensemble de requêtes alphabétiques, numériques ou alphanumériques, de l'information non pertinente, caractérisée par un modèle de remplissage. Une seconde contribution réside dans l'amélioration de la discrimination locale des observations des lignes par l'utilisation d'un réseau de neurones profond. Ce dernier permet également d'inférer une représentation de haut niveau des observations et donc d'automatiser le processus d'extraction des caractéristiques. Il en résulte un système complet, générique et industrialisable, répondant à des besoins émergents dans le domaine de la lecture automatique de documents manuscrits : l'extraction d'informations complexes dans des documents non-contraints.

La coopération est aujourd'hui un aspect important dans les équipes de conception. L'ingénierie concourante a conduit les organisations industrielles à évoluer d'une approche séquentielle vers une approche intégrée des processus de conception. Ainsi les processus de conception se déroulent de plus en plus à distance, et les concepteurs sont repartis dans des lieux différents. Pour étudier cette problématique, cette thèse analyse l'activité de conception collaborative à distance à travers des analyse de protocoles. En particulier elle s'attache à la caractérisation des activités de conception et à la modélisation du phénomène d'intercompréhension à travers des objets intermédiaires. A partir des résultats deux propositions sont faites : d'une part, un modèle d'activité qui prend en compte les aspects collectifs et cognitifs de la conception et d'autre part, un cadre pour l'analyse et le développement des outils pour l'assistance à l'activité collective de conception.

La classification d'images s'articule généralement autour des deux étapes que sont l'étape d'extraction de signatures suivie de l'étape d'analyse des données extraites, ces dernières étant généralement quantitatives. De nombreux modèles de classification ont été proposés dans la littérature, le choix du modèle le plus adapté est souvent guidé par les performances en classification ainsi que la lisibilité du modèle. L'arbre de classification et le treillis de Galois sont deux modèles symboliques connus pour leur lisibilité. Dans sa thèse [Guillas 2007], Guillas a utilisé efficacement les treillis de Galois pour la classification d'images, et des liens structurels forts avec les arbres de classification ont été mis en évidence. Les travaux présentés dans ce manuscrit font suite à ces résultats, et ont pour but de définir un modèle hybride entre ces deux modèles, qui réunissent leurs avantages (leur lisibilité respective, la robustesse du treillis et le faible espace mémoire de l'arbre). A ces fins, l'étude des liens existants entre les deux modèles a permis de mettre en avant leurs différences. Tout d'abord, le type de discrétisation, les arbres utilisent généralement une discrétisation locale tandis que les treillis, initialement définis pour des données binaires, utilisent une discrétisation globale. A partir d'une étude des propriétés des treillis dichotomiques (treillis définis après une discrétisation), nous proposons une discrétisation locale pour les treillis permettant d'améliorer ses performances en classification et de diminuer sa complexité structurelle. Puis, le processus de post-élagage mis en œuvre dans la plupart des arbres a pour objectif de diminuer la complexité de ces derniers, mais aussi d'augmenter leurs performances en généralisation. Les simplifications de la structure de treillis (exponentielle en la taille de données dans les pires cas), quant à elles, sont motivées uniquement par une diminution de la complexité structurelle. En combinant ces deux simplifications, nous proposons une simplification de la structure du treillis obtenue après notre discrétisation locale et aboutissant à un modèle de classification hybride qui profite de la lisibilité des deux modèles tout en étant moins complexe que le treillis mais aussi performant que celui-ci. / Image classification is generally based on two steps namely the extraction of the image signature, followed by the extracted data analysis. Image signature is generally numerical. Many classification models have been proposed in the literature, among which most suitable choice is often guided by the classification performance and the model readability. Decision trees and Galois lattices are two symbolic models known for their readability. In her thesis {Guillas 2007}, Guillas efficiently used Galois lattices for image classification. Strong structural links between decision trees and Galois lattices have been highlighted. Accordingly, we are interested in comparing models in order to design a hybrid model between those two. The hybrid model will combine the advantages (robustness of the lattice, low memory space of the tree and readability of both). For this purpose, we study the links between the two models to highlight their differences. Firstly, the discretization type where decision trees generally use a local discretization while Galois lattices, originally defined for binary data, use a global discretization. From the study of the properties of dichotomic lattice (specific lattice defined after discretization), we propose a local discretization for lattice that allows us to improve its classification performances and reduces its structural complexity. Then, the process of post-pruning implemented in most of the decision trees aims to reduce the complexity of the latter, but also to improve their classification performances. Lattice filtering is solely motivated by a decrease in the structural complexity of the structures (exponential in the size of data in the worst case). By combining these two processes, we propose a simplification of the lattice structure constructed after our local discretization. This simplification leads to a hybrid classification model that takes advantage of both decision trees and Galois lattice. It is as readable as the last two, while being less complex than the lattice but also efficient.

L'intégration de la production des énergies renouvelables intermittentes dans le mix énergétique est aujourd'hui limitée à un seuil de 30 % de la puissance totale produite. Cette mesure vise à assurer la sécurité de l'alimentation électrique des réseaux insulaires en France. La levée de ce verrou technique ne pourra se faire qu'en apportant des solutions au caractère intermittent des sources d'énergies éolienne et photovoltaïque. Les difficultés énergétiques auxquelles sont confrontés aujourd'hui les milieux insulaires préfigurent celles que rencontreront la planète à plus ou moins long terme. Ces territoires sont des laboratoires uniques pour éprouver les nouvelles technologies de stockage, de gestion et de prévision de l'énergie. La contribution de ce travail de thèse se focalise sur la prévision du rayonnement solaire global à différents horizons de temps car la puissance photovoltaïque produite découle directement de l'intensité du rayonnement solaire global. Dans un premier temps, l'étude bibliographique a permis de classer les modèles de prévision numériques et les modèles de prévision statistiques en fonction de la résolution spatiale et temporelle. Par ailleurs, elle montre que les meilleurs performances sont obtenues avec les modèles hybrides. Dans un deuxième temps, un modèle de prévisions à court terme (J+1) est proposé avec le modèle Weather Research and Forecasting (WRF) et un réseau de neurone bayésien. L'hybridation de ces deux méthodes améliore les performances de prévisions à J+1. Dans un troisième temps, un modèle de prévision à très court terme (t+h) est proposé avec le modèle hybride de Kalman. Cette méthode produit d'une part une prévision énergétique et d'autre part une prévision multi-horizon. La comparaison de la performance de ces modèles avec la méthode de référence dite de persistance montre une amélioration de la qualité de la prévision. Enfin, la combinaison du filtre de Kalman avec le modèle numérique WRF permet une mise en œuvre opérationnelle de la prévision. / The integration of intermittent renewable energy in the energy mix is currently limited to a threshold of 30% of the total power being produced. This restriction aims at ensuring the safety of the power input. The elimination of this technical obstacle will be possible with solutions to energy intermittence of wind and solar energy. The energy issues which islands are facing today prefigure global problems in a more or less long term. These territories constitute unique laboratories for testing new technologies of storage, management and forecasting of energy. The contribution of this thesis focuses on the forecasting of global horizontal irradiance at different time horizons. Indeed, the generated PV power stems directly from the intensity of the global horizontal irradiance. First, the review of solar irradiance forecasting methods allows to classify numerical weather models and statistical forecasting methods depending on spatial and temporal resolution. Moreover, it shows that best performance is obtained with hybrid models. Second, a short-term forecast model (day ahead forecast) is developed with the Weather Research and Forecasting model (WRF) and a Bayesian neural network. The hybridization of these methods improves the day ahead forecast performance. Third, a model for forecasting the very short term is developped with the Kalman hybrid model. This method offers on the one hand an energy forecasting and on the other hand a multi-horizon forecast. Comparing the performance of the aforesaid with the reference method, namely the persistence method, shows an improvement of the quality of the forecasts. Combining the Kalman filter with the WRF numerical model allows an operational implementation of the forecast.

Le contrôle non destructif par ondes guidées générées et détectées par des transducteurs ultrasonores à couplage par air, présente deux avantages majeurs. Le premier réside dans la capacité des ondes guidées à transporter l’information sur la qualité du milieu sur une grande distance. De plus, l’absence d’un milieu de couplage liquide entre les capteurs et le milieu à tester, rend le contrôle plus commode. Ce travail consiste d’abord à développer un procédé de simulation numérique qui prend en considération de nombreux paramètres du système de contrôle. Dans une optique de réduire le nombre de degrés de liberté, un modèle hybride a été développé qui consiste en une combinaison entre un modèle analytique basé sur l’intégrale de Kirchhoff pour la propagation des ultrasons dans l’air et un modèle éléments finis de la propagation des ondes guidées dans le matériau. La mesure des caractéristiques du transducteur à couplage par air (efficacité de l’émetteur et sensibilité du récepteur) permet, d’une part, de calculer la valeur exacte de la pression dans l’air et les valeurs exactes des champs de contraintes et de déplacements dans la structure, pour une tension et une fréquence d’excitation, et d’autre part, de remonter à la tension électrique aux bornes de ce récepteur pour une pression rayonnée par le matériau. Par suite, cette caractérisation rend possible la comparaison entre les prédictions numériques de la réponse (en niveau de tension) du système et les mesures expérimentales correspondantes. A la lumière du modèle numérique développé, une optimisation des paramètres du système de contrôle (angle, fréquence,diamètre, direction de propagation, champ proche et champ lointain) a été effectuée pour améliorer la pureté des modes guidés par le matériau. Une manipulation expérimentale, basée sur un transducteur à couplage par air pour l’émission et une sonde laser pour la réception, a été alors mise en place pour valider quelques prédictions numériques. Ensuite, on a étudié l’interaction des ondes guidées ultrasonores avec des défauts de type délaminage enfouis dans une plaque composite à symétrie quadratique. Pour cela, on a analysé la sensibilité des deux modes fondamentaux A0 et S0 au délaminage en terme de détectabilité. En parallèle, on a traité un problème inverse qui consiste à dimensionner un délaminage par le calcul du spectre fréquentiel du coefficient de réflexion. Enfin, on a mis en évidence le potentiel des transducteurs à couplage par air à ausculter des pièces aéronautiques impactées. / Non-destructive testing (NDT) using guided waves generated and detected by air-coupled ultrasonic transducers have two main advantages. First, this non-contact technique without coupled medium allows obvious convenience of use. Moreover, the ability of guided waves to carry information about medium quality over long distance. In this context, a numerical model has been developed, which takes into account many parameters of the control system. In order to reduce the number of degrees of freedom, a hybrid model has been developed which consists of a combination between an analytical model, based on the Kirchhoff integral for the propagation of ultrasound in air and a finite element model for the propagation of guided waves in the material. The measured characteristics (efficiency and sensitivity) of two air-coupled transducers allow the prediction of the accurate values of the pressure of bulk waves generated in air and the measurement of the pressure of the radiated field in air by guided waves propagating in a structure. This process enables the comparison between predicted and measured guided waves modes. Based on the hybrid model, an optimization of the parameters of the control system (angle, frequency, diameter, direction of propagation, near and far field) was performed to improve the purity of guided modes along the material plate. To validate some numerical predictions, an aircoupled ultrasonic transducer is used and oriented at a specific angle chosen for generating one specific Lambmode guided along a composite plate sample, and a laser probe measures the normal velocity at different locations on the surface of the plate. Then, the interaction of ultrasonic guided waves with delamination in acomposite plate was studied. In particular, the sensitivity of the two fundamental modes A0 and S0 was analyzed in order to predict the detectability of the defect. In parallel, the inverse problem is solved and the defect size is quantified by calculating the spectrum of the reflection coefficient. Finally, the potential of air-coupled transducers to examine an aircraft structure, has been demonstrated.

Tsunami est une des pires catastrophes naturelles de la planète, particulièrement pour les villes côtières et bondées. Une question importante dans le domaine est comment trouver une meilleure procédure d’évacuation qui permet de minimiser le nombre de victimes. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons au problème des simulations grande échelle pour évacuer des piétons sur un réseau routier d'une ville. Tout d'abord, les modèles base d'équations (EBM) ont l'avantage de résoudre les grands problèmes dans un délai de temps acceptable. Par conséquent, nous choisissons EBM pour optimiser le système de signe de placement. Nous avons appelé Minimisation du Temps Moyen d'Evacuation (MAET). En outre, nous utilisons le modèle Lighthill, Whitham et Richards des flux de piétons sur un réseau routier. Cependant, il est difficile de considérer le problème en détail avec différents facteurs réalistes. Pour examiner le problème en détail, les modèles multi-agents sont l'approche. Les modèles multi-agents (ABM) prennent en compte l'hétérogénéité des comportements des piétons. Cependant, le coût de calcul était énorme lorsqu'il est appliqué avec un grand nombre de personnes évacuées et un milieu dynamique, large. Le résultat de la simulation nécessite d'énormes expérimentations, donc la vitesse de la simulation est un problème que nous voulons Étudier. Nous considérons un modèle hybride qui combine les avantages des deux ABM et EBM. Troisièmement, le problème d'accélération d’un très grand environnement dans les ABMs, tels que ceux utilisés dans la simulation de foule est la clé pour soutenir les systèmes d'aide à la décision réalistes. L'idée principale est d'exploiter les avantages à la fois de la macro et de la micro modélisation. Les résultats que nous obtenons dans la thèse sont : a) Formulation du problème de l'Évacuation ; b) Formulation optimal du système de signes d'alerte ; c) Description de la répartition de la population initiale; d) Simulation de l’évacuation de Tsunami sur le réseau de routier de Nha Trang; e) Construction du modèle hybride pour accélérer la simulation; f) Intégration de ABM et MAET pour un meilleur résultat pour le système alerte de signe optimal. / One of the world's worst natural disasters is tsunami, in particularly when they hit a crowded coastal city. Coastal cities need to be prepared for such disasters in order to mitigate losses. One major problem would be to find the best evacuation procedure in evacuating a coastal city so as to minimize the number of casualties. In this thesis, we address the problems which involved scaling up simulations for evacuating of pedestrians in a city. Firstly, EBMs have the advantage of solving the big problems in acceptable time. Therefore, EBMs are chosen for optimizing sign placement system by Minimization of Average Evacuation Time (MAET). In addition, we use Lighthill, Whitham and Richards model (LRW) of pedestrian flow on a road network. However, they are difficult to consider the problem in detail with different realistic factors. While Agent-based models (ABMs) take into account the heterogeneity of pedestrians' behaviors and the unspecified road network conditions. However, the computational cost was huge when applied for larger number of evacuees and large dynamic environment. The result of simulation using ABM requires huge experiments, so the speed of simulation is a problem that we want to investigate. We consider a Hybrid-based model (HBM) combining the advantages of both ABM and EBM. Thirdly, the problem of speeding up very large environment in ABMs such as the ones used in crowd simulation is key to support realistic Decision Support Systems. The key idea is to exploit the advantages from both macro and micro modeling. Last but not least, the results achieved in the thesis are: (i) Formulating the problem of evacuation; (ii) Formulating the optimal alert signs system; (iii) Describing the initial population distribution (iv) Simulating Tsunami evacuation on road network of Nha Trang city; (v) Building the Hybrid-Based Model to speed up simulation; (vi) Integrating ABM and MAET to make the results better for the optimal alert signs system.

Cette thèse propose une nouvelle structure de machine à courant continu pouvant être utilisée dans une application démarreur Stop-Start automobile. Une structure tridimensionnelle à griffes est proposée pour remplacer le stator à plots actuel dans le but de réduire son coût de fabrication. La structure de la machine à griffes est modélisée par un réseau de réluctances permettant la prise en compte de la saturation et de la réaction magnétique d'induit. Grâce à sa rapidité et précision, ce modèle est ensuite intégré dans un processus d’optimisation afin d'obtenir rapidement une machine optimale. Enfin, un prototype de machine à courant continu à griffes est réalisé, montrant ainsi la faisabilité de cette topologie. Par ailleurs, un modèle original combinant réseaux de réluctances et résolution de l'équation de Laplace a été développé pour lever certaines difficultés liées à la modélisation par réseau de réluctances des machines électriques tout en prenant en compte la rotation / This thesis deals with a new DC machine structure that can be used in an automotive Stop-Start starter application. A three-dimensional claw pole stator is proposed to replace the current stator in order to reduce its manufacturing cost. The claw pole machine topology is modeled by a reluctance network to take into account the saturation and the magnetic armature reaction. Thanks to its speed and precision, this model is then integrated in an optimization process to obtain an optimal machine. Finally, a prototype of a machine with DC claws is manufactured to show the feasibility of this topology. Moreover, an original model combining reluctance networks and solving the Laplace equation has been developed to overtake some difficulties related to modeling by reluctance network of electrical machines while taking into account the rotation

Cette thèse porte sur le développement d'un traducteur ultrasonore multi-élément capacitif à couplage air (MEACUT) et son utilisation dans le domaine du contrôle non destructif (CND) de matériaux. Un modèle est employé pour simuler numériquement ce traducteur, et pour optimiser sa conception. Un prototype est ensuite fabriqué, puis caractérisé expérimentalement pour quantifier ses performances. Son originalité réside dans le fait qu'il possède une large bande passante en fréquence, tout en offrant la possibilité d'une focalisation variable. Ce prototype est alors employé pour la détection d'un endommagement causé par impact, dans une plaque composite. Il est clairement constaté que la résolution spatiale du procédé d'inspection employé (C-scan) est fortement améliorée grâce aux performances techniques du MEACUT. Enfin, un modèle hybride 3D est développé pour simuler, rapidement et intégralement, ce procédé de CND. Le très bon accord obtenu entre prédictions numériques et mesures expérimentales laisse présager que cet outil de simulation pourra servir à mettre au point d'autres expérimentations de CND, qui pourront à leur tour exploiter les performances du MEACUT. / This thesis focuses on the development of a Multi-Element Air-coupled Capacitive Ultrasonic Transducer (MEACUT) and its use in the field of non-destructive testing (NDT) of materials. A numerical model is used to simulate the translator, and to optimize its design. A prototype is then built and experimentally characterized to quantify its performance. Its originality lies in the fact that it has a broad frequency bandwidth while offering the possibility of a dynamic focusing. This prototype is then used for the detection of damage caused by impact, in a composite plate. It is clearly found that the spatial resolution of the inspection process employed (C-scan) is greatly improved thanks to the technical performance MEACUT. Finally, a 3D hybrid model is developed to simulate quickly and fully, the process of NDT. The good agreement obtained between numerical predictions and experimental measurements suggests that this simulation tool can be used to develop other NDT experiments, which may in turn exploit the performance of MEACUT.

Parmi les techniques de renforcement des sols par inclusions, les micropieux offrent un très vaste champ d'application pour les fondations, les reprises en sous-oeuvre et la stabilisation des pentes et talus. La présente recherche qui fait partie du projet national FOREVER (Renforcement des Sols par Micropieux) a pour objet de modéliser le comportement des micropieux isolés ou en groupe, plus particulièrement développer des outils numériques permettant le calcul. Pour l'étude du comportement des micropieux isolés sous charge axiale, en prenant en compte deux modèles pour la mobilisation du frottement latéral et la résistance de pointe (modèle basé sur l'utilisation des résultats pressiométriques MENARD et modèle basé sur le mécanisme de cisaillement pur d'anneaux concentriques avec une nouvelle définition pour le rayon d'influence), trois micropieux d'essai en vraie grandeur réalisé sur le chantier du TGV Paris-Bruxelles (1994) sont analysés. Un modèle, dit modèle "Multizones", a été présenté et développé pour l'analyse non linéaire des micropieux isolés et chargés latéralement. Ce modèle basé sur le concept de rotule plastique, calcule l'expansion de la zone plastifiée le long du micropieu. Il est introduit dans le programme PILATE-LCPC, donnant le nouveau programme "PILATEP". Les résultats de PILATEP sont comparés avec ceux obtenus par la méthode des éléments finis (programme CESAR-LCPC) ainsi qu'avec des résultats d'essais en modèle réduit par MAHMOUD et BURLY (1994). Un nouveau modèle "hybride" de type "facteur z" et "facteur y" pour le calcul des groupes et des réseaux de micropieux est présenté. Ce modèle combine, d'une part, la méthode des fonctions de transfert de charge pour analyser chacun des micropieux du groupe (modèles 't-z' et 'p-y'), et d'autre part, les concepts du continuum élastique pour déterminer l'interaction entre les micropieux du groupe, appelée "effet de groupe". Ce modèle est introduit dans le programme GOUPIL-LCPC, donnant naissance au programme "GOUPEG". Afin de valider ce logiciel, on compare les résultats de GOUPEG aux résultats expérimentaux du groupe de trois micropieux en vraie grandeur (à Rueil-Malmaison, 1994). Dans un réseau, les micropieux sont chargés axialement et latéralement. Dans ce cas, le couplage entre les efforts axiaux et latéraux est étudié. Enfin, les résultats de GOUPEG sont comparés, avec succès, à ceux obtenus par les méthodes du continuum ainsi que par la méthode des éléments finis (programme CESAR-LCPC).