On ne peut pas reproduire l'expérience d'une épidémie à l'échelle d'un pays ou d'une région. Or, en l'absence d'expérience reproductible, la notion usuelle de " validation " de modèle qui consiste à tester si le modèle A* d'un système A permet de reproduire le comportement de A, n'a aucun sens statistique.Marvin Minsky donne la définition suivante de ce qu'est un modèle: Pour un observateur B, un objet A* est un modèle d'un objet A s'il permet à B de répondre à une question qu'il se pose sur A. Nous appelons triade de Minsky, l'ensemble des trois objets A, B et A*. Nous proposons d'utiliser la Théorie de la Modélisation et de la Simulation (TMS) pour modéliser et simuler la triade de Minsky. Cela nous permet de modéliser la triade vue comme un système dynamique composée des objets A, B et A*. Nous pouvons ainsi nous interroger sur l'utilisation d'un modèle A* par un utilisateur B et sur l'impact que cette utilisation a sur la trajectoire du système A.Nous appliquons ce cadre à une triade de Minsky empruntée à notre contexte d'étude. Il s'agit d'un cas d'école où une épidémie (l'objet A) est observée et contrôlée par un système de surveillance et de contrôle (l'observateur B) et où un modèle épidémiologique (A*) est utilisé pour évaluer les mesures de contrôle.

Malgré le progrès en recherche et développement dans le domaine de système autonome, de tels systèmes nécessitent l’intervention humaine pour résoudre les problèmes imprévus durant l’exécution des tâches par l’utilisateur.Il est donc nécessaire, malgré cette autonomie, de tenir compte du comportement du conducteur et il est difficile d’ignorer l’effet de l’intervention humaine dans le cadre de l’évolution continue de l’environnement et des préférences de l’utilisateur. Afin d’exécuter les opérations selon les attentes de l’opérateur, il est nécessaire d’incorporer dans la commande les besoins de l’utilisateur.Dans les travaux présentés dans cette thèse un modèle comportemental de l’utilisateur est développé et intégré dans la boucle de commande afin d’adapter la commande à l’utilisateur. Ceci est appliqué à la commande des fauteuils électrique et assiste dans la navigation du fauteuil dans un milieu encombré.Le développement du modèle comportemental est basé sur la méthode de potentielles orientées et la détection des obstacles et le comportement du conducteur vs de ces obstacles par l’adaptation duL’étude contribue également au développement d’un modèle dynamique du fauteuil utilisable dans des situations normales et exceptionnelles telle que le dérapage. Ce modèle est développé pour un le cas le plus courant des fauteuil avec roues arrière conductrices utilisant le formalisme Euler Lagrange avec les forces gravitationnelles et sur des surfaces inclinées.Dans la formulation de la commande, le modèle du conducteur est introduit dans la boucle de commande. L’optimalité de la performance est assurée par l’utilisation du commande prédictif généralisé pour le système en temps continue. Les résultats de la simulation démontrent l’efficacité de l’approche proposée pour l’adaptation de la commande au comportement du conducteur / Although the progressive research and development of autonomous systems is fairly evident, such systems still require human interventions to solve the unforeseen complexities, and clear the uncertainties encountered in the execution of user-tasks. Thus, in spite of the system's autonomy, it may not be possible to absolutely disregard the operator's role. Human intervention, particularly in the control of auto-mobiles, may as well be hard to ignore because of the constantly changing operational context and the evolving nature of the drivers' needs and preferences. In order to execute the autonomous operations in conformity with the operator's expectations, it may be necessary to incorporate the advancing needs and behaviour of the operator in the design. This thesis formulates an operator behaviour model, and integrates the model in the control loop to adapt the functionality of a human-machine system to the operator's behaviour. The study focuses on a powered wheelchair, and contributes to the advancement of steering performance, through background assistance by modelling, empirical estimation and incorporation of the driver's steering behaviour into the control system. The formulation of the steering behaviour model is based on two fundamentals: the general empirical knowledge of wheelchair steering, and the experimental steering data captured by a standard powered wheelchair, on both virtual and real environments. The study considers a reactive directed potential field (DPF) method in the modelling of drivers' risk detection and avoidance behaviour, and applies the ordinary least square procedure in the identification of best-fitting driver parameters. The study also contributes to the development of a dynamic model of the wheelchair, usable under normal and non-normal conditions, by taking into consideration the conventional differential drive wheelchair structure with two front castor wheels. Derivation of the dynamic model, based on the Euler Lagrange formalism, is carried out in two folds: initially by considering the gravitational forces subjected to the wheelchair on inclined configurations with no slipping situations, and finally by incorporating slipping parameters into the model. Determination of the slipping parameters is approached from the geometric perspective, by considering the non-holonomic motions of the wheelchair in the Euclidean space. In the closed-loop model, the input-output feedback controller is proposed for the tracking of user inputs by torque compensation. The optimality of the resulting minimum-phase closed-loop system is then ensured through the performance index of the non-linear continuous-time generalised predictive control (GPC). Simulation results demonstrate the expected behaviour of the wheelchair dynamic model, the steering behaviour model and the assistive capability of the closed-loop system

Le massif de l'Agly a subit un métamorphisme hercynien haute température – basse pression dont le gradient apparent est comparable à celui des zones volcaniques actuelles (120°C.km-1). Ce gradient anormal a donné lieu à plusieurs hypothèses (i) des déformations structurales (amincissement crustal, délamination), (ii) un apport thermique (activité magmatique).Les affleurements du massif de l'Agly permettent l'observation d'une succession sans hiatus apparent des faciès métamorphiques de schistes verts à granulites. Le socle est constitué de gneiss précambriens et d'orthogneiss cambriens. En discordance sur le socle repose une couverture de sédiments paléozoïques. De nombreux granitoïdes tardi-carbonifère se sont mis en place à dans le massif.Nous avons actualisé les données thermobarométrique selon deux approches (la modélisation thermodynamique NKFMASHTL et des calibrations thermobarométrique). Les résultats barométriques indiquent une pression maximale de 4,5 ± 0,5 kbar pour les terrains les plus profonds et un hiatus de l’ordre de 1,5 kbar entre socle et couverture. Le pic du métamorphisme est suivi par des réactions correspondant à une décompression.Une modélisation thermique de la conduction de sills nous a permis de tester l'effet de différents paramètres : conductivité, capacité calorifique ; géotherme initial ; épaisseur de la croûte ; réactions métamorphiques ; fréquence, géométrie, température et profondeur d'injection des sills. Un amincissement crustal ou un apport de chaleur mantellique purement conductif ne sont pas suffisant, sans la mise en place de sills à une profondeur équivalente à celle du haut du socle, pour expliquer les observations. / The Agly massif undergone a high temperature - low pressure metamorphism which shows an apparent thermal gradient comparable to that of present-day volcanic zones (120°C.km-1). Such abnormal thermal gradients have given way to various hypotheses, including structural deformations (crustal thinning, delamination), or heat input due to a magmatic activity.The outcrops through the Agly massif allow the study of an apparently hiatus-free succession of metamorphic facies ranging from greenschists to granulites. The massif is composed of a basement of precambrian gneisses and cambrian orthogneisses. The basement is unconformably overlain by a paleozoïc sedimentary cover. The late-Carboniferous granitoïds, associated to mafic intrusions, are observed at all levels.We have used thermodynamic modelling and thermobarometric calibrations to revisited the thermobarometric data for both cover and basement rocks. Both methods provide consistent barometric results, 4,5 ± 0,5 kbar for the deepest parts of the massif and a hiatus in the range of 1,5 kbar between the basement and the cover. Post-peak reactions correspond to a decompression. A conductive thermal modelling of sills injection allow us to test the influence of various parameters on the heat flow through the crust modeled : thermal conductivity and heat capacity ; initial geotherm ; crust thickness ; metamorphic reactions ; timing, geometry, temperature and depth of sill injection. Crustal delamination, thinning or magma emplacement in the lower crust cannot reproduce the observed HT-LP metamorphic conditions, unless associated with magma injection at the depth corresponding to the one of the top of the Agly basement.

Les systèmes sédimentaires carbonatés forment à la fois des archives géologiques uniques des changements globaux-locaux des enveloppes externes de la Terre et renferment plus de 75 % des réserves d'hydrocarbure conventionnelles. Ils sont complexes et très difficiles à comprendre et à prédire. Cette complexité à toutes les échelles spatio-temporelles rend nécessaire l'intégration de méthodes naturalistes et quantitatives pour les étudier. La modélisation numérique basée processus permet de réduire les incertitudes des prédictions des propriétés des réservoirs carbonatés.Le manuscrit présente une méthode de modélisation itérative des systèmes carbonatés de la stratigraphie à la sismique en intégrant la diagenèse. Cette approche est basée sur le couplage de plusieurs outils numériques et par une démarche de travail combinant la sédimentologie, la diagenèse, la physique des roches et la simulation sismique.L’approche de modélisation développée permet ainsi d’intégrer un grand nombre de données multi-échelles et multidisciplinaire au sein d’un modèle facilement partageable entre toutes les disciplines en géosciences. L’intégration de ces nombreuses données est facilitée par un continuum du modèle entre les différentes échelles d’espace et de temps (du bassin au réservoir). La sismique synthétique ainsi obtenue n’est pas une simple convolution géométrique, elle intègre les propriétés sédimentologiques et diagénétiques, permettant une analyse de la signification stratigraphique des réflecteurs sismiques. Cette approche innovante intègre les méthodes naturalistes et quantitatives nécessaires à la compréhension et à la prédiction des systèmes carbonatés. / Carbonate sedimentary systems record both global and local geological changes of the outer envelope of the Earth and contain more than 75% of conventional hydrocarbon reserves. These carbonate systems show a great complexity at every spatial and temporal scales. To increase our ability to understand and predict such intricate natural systems, it is necessary to integrate naturalistic and quantitative methodological apporaches. Numerical process-based modeling (stratigraphic-sedimentary-diagenetic) reduces the uncertainty of prediction of carbonate reservoir properties. The manuscript presents a method of iterative modeling of carbonate systems from stratigraphy to seismic by integrating diagenesis. This approach is based on the coupling of numerical tools and a working approach combining sedimentology, diagenesis, rock physics and seismic simulation. Tests on case studies associated with scientific and industrial issues validated the method.The modeling approach that was developed during the thesis allows to integrate a large number of multi-scale and multidisciplinary data. Models can easily be shared between the disciplines of geosciences. The model continuum along different scales of space (from the basin to the reservoir) and time eases the integration of various data. The obtained synthetic seismic is not a simple geometric convolution, but an integration of sedimentological and diagenetic properties, which allows for an analysis of the stratigraphic significance of the seismic reflectors. This innovative approach integrates naturalistic and quantitative methods, which improve the understanding and prediction of carbonate systems and reservoirs.

Avec la pression croissante sur les ressources en eau accentuée par la menace des changementsglobaux, l'agriculture irriguée, surtout dans les régions semi-arides, se trouve confrontée à denouvelles exigences. Une gestion optimale des ressources en eau est indispensable dans les périmètresirrigués afin d'éviter à la fois l'irrigation excessive et le stress hydrique dommageable aux cultures.Dans ce contexte, proposer un outil simple, parcimonieux et robuste, facile à mettre en placepermettant de suivre le besoin réel en eau des cultures, à différentes échelles spatio-temporelles,permettrait d’apporter un indicateur tangible quant à l’efficience de l’irrigation dans les périmètresirrigués. Ce travail de thèse a pour objectif d’évaluer et d’adapter plusieurs outils de suivi del’évapotranspiration des cultures irriguées de l’échelle parcellaire à l’échelle régionale par l’utilisationde la télédétection multi-capteurs et multi-résolution. Notre zone d’étude est le bassin versant duTensift au Maroc, objet d’étude du LMI TREMA (Jarlan et al., 2015) et support de l’observatoireTensift. Nous avons identifié 3 outils : un modèle de bilan d’énergie de surface (TSEB ; Norman et al.,1995) piloté par une observation de température radiométrique qui renseigne indirectement sur l’étathydrique de surface ; l’approche à coefficient cultural double de la FAO-56 (Allen et al., 1998) quiprédit l’état hydrique de surface par la résolution d’un bilan hydrique mais nécessite en contre-partiede connaître précisément les apports d’eau, grandeur très incertaine sur les périmètres irrigués àl’échelle parcellaire ; la modélisation globale qui, par opposition aux deux autres, est une approcheautonome ne nécessitant aucun forçage externe. Dans un premier temps, la confrontation dessimulations du modèle TSEB à un ensemble de mesures expérimentales recueillies à l’échelleparcellaire durant 2 saisons agricoles ainsi qu’à l’approche FAO-56 préalablement calibrée sur lesprincipales cultures de notre région d’étude sur la base de travaux antérieurs a permis de montrer que :- le modèle TSEB est très robuste et offre des performances acceptables pour la prédiction del’évapotranspiration (RMSE < 1mm/jour sur 4 sites lors de deux saisons agricoles) ; - les bonnescapacités de cet outil pour la détection de stress hydrique ; - une bonne aptitude également àpartitionner l’évapotranspiration entre évaporation du sol et transpiration de la plante. Dans un 2èmetemps, nous avons évalué les capacités prédictives d’un modèle global que nous avons développé surla base d’une série temporelle d’évapotranspiration observée sur le terrain. La modélisation globale estbasée sur la théorie des systèmes dynamique non-linéaire. Si elle ne possède pas les capacitésexplicatives des modèles mécanistes évoqués ci-dessus, peut être une bonne alternative pour laprévision de l’évapotranspiration. L’analyse de l’horizon de prévisibilité du modèle global que nousavons obtenu montre un intérêt limité pour les agriculteurs ou les gestionnaires puisque cet horizonn’excède pas 3h. Néanmoins, cette approche, très originale dans ce contexte, reste particulièrementséduisante et ouvre plusieurs perspectives. Enfin, nous avons développé un prototype « tout satellite »,basé sur le modèle TSEB et qui utilise uniquement les produits gratuits MODIS et les ré-analysesERA-Interim, pour le suivi spatialisée et à long terme de la consommation en eau des cultures dans lebassin versant du Tensift. Après une évaluation des forçages ERA-Interim, nous avons évalué laperformance du prototype par (1) confrontation des prédictions des composantes du bilan d’énergieaux données expérimentales de l’observation Tensift et (2) confrontation de la consommationmensuelle prédite au niveau des principaux périmètres irrigués de la région aux apports d’eaumensuels fournis par l’office régional qui gère ces périmètres... / With the increasing pressure on water resources accentuated by the climate change threat, irrigated agriculture, especially in semi-arid zone, faced more challenges. Optimal management of water resources is essential in irrigated areas in order to avoid both excessive irrigation and water stress that is harmful to the growth of crops. In this context, proposing a simple, parsimonious and robust, easyto- use tool for monitoring the crop water requirement at different spatial and temporal scales would provide a tangible indicator of irrigation efficiency over irrigated perimeters. This thesis aims to evaluate and adapt several tools for monitoring the evapotranspiration of irrigated crops from the plot scale to the regional scale through the use of multi-sensor and multi-resolution remote sensing observations. Our study area is the Tensift watershed in Morocco, studied by LMI TREMA (Jarlan et al., 2015) and supported by the Tensift observatory. We identified 3 tools: a surface energy balance model (TSEB; Norman et al., 1995) driven by a radiometric temperature observation that provides indirect information on surface water status; the FAO-56 dual crop coefficient approach predicts the hydric status by computing the water balance but requires the know precisely the water input, very difficult to obtain on the plot scale of irrigated perimeters ; global modeling which, as opposed to the first two, is an autonomous approach requiring no external forcing. Firstly, the comparison of the TSEB model simulations with a set of experimental measurements collected on a plot scale during 2 consecutive agricultural seasons and with the results of the calibrated FAO-56 dual crop coefficient approach has shown that : - the TSEB model is very robust and offers acceptable performance for the prediction of evapotranspiration (RMSE <1mm / day during the two agricultural seasons); - a good capabilities of TSEB model for detection water stress; - a good ability also to partition the evapotranspiration between evaporation of the soil and transpiration of the plant. In the second step, we evaluated the predictive capacities of a global model that we developed on the basis of a time series of evapotranspiration observed in the field. Global modeling is based on the theory of the nonlinear dynamic systems theory. If it does not have the explanatory capabilities of the mechanistic models mentioned above, it may be a good alternative for predicting evapotranspiration. The analysis of the horizon of predictability of the global model that we obtained shows a limited interest for the farmers or the managers since this horizon does not exceed 3h. Nevertheless, this approach, very original in this context, remains particularly attractive and opens perspectives. Finally, we have developed a prototype, based on the TSEB model and using only MODIS free products and ERAInterim reanalyses, for monitoring evapotranspiration at Tensift watershed scale and over long periods. After an evaluation of the ERA-Interim products, we evaluated the prototype performance by (1) comparing the predictions of the energy balance components to the experimental data from Tensift observatory and (2) comparing the predicted monthly consumption at the main irrigated perimeters of the region with monthly water supplies provided by the regional office which manages these perimeters. Thus, there is a strong overestimation (almost a factor of 2) of the water consumed compared to the inflow of water, which could be related to the high number of boreholes in the region. This work and the tools developed opens perspectives for piloting and managing agricultural water in semi-arid regions.

Nous avons défini et réalisé avec l'approche MuVarch un environnement de (méta-)modélisation orientée vers la représentation multi-vues des architectures embarquées hétérogènes (de type "smartphone" par exemple). En plus de la vue architecturale de base, support de toutes les autres, on considère les vues "performance", "consommation", "température", ainsi que la vue fonctionnelle "applicative" pour fournir des scénarios comportementaux de fonctionnement de la plate-forme. Il était important de savoir décrire en MuVarch comment les vues se raccrochent à la vue de base architecturale, et comment elle se relient également entre elles (relation entre consommation énergétique et température par exemple). L'objectif ultime est d'utiliser ce framework multi-vues et les différentes informations apportées par chacune, pour savoir supporter des politiques alternatives de mapping/allocation des tâches applicatives sur les ressources de l'architecture (la définition de ces politiques restant extérieure à nos travaux de thèse). La représentation adéquate de cette relation d'allocation forme donc un des aspects importants de nos travaux. / We introduced and realized with our MuVarch approach an heterogeneous (meta)modeling environment for multi-view representation of heterogeneous embedded architectures (of "smartphone" type for instance). In addition to the backbone architectural view supporting others, we considered performance, power, and thermal view. We introduced also the functional applicative view, to provide typical use cases for the architecture. It was important to describe in MuVarch our various views would connect to the basic one, and how they would mutually relate together as well (how temperature depends on power consumption for instance). The global objective was to let the framework consider alternative mapping/allocation strategies for applicative tasks on architectural resources (although the definition of such strategies themselves was out of the scope). The appropriate form of such an allocation relation, which may be quite involved, was thus an important aspect of this thesis.

Récemment, les ontologies ont été largement adoptées par différentes entreprises dans divers domaines. Elles sontdevenues des composantes centrales dans bon nombre d'applications. Ces modèles conceptualisent l'univers du discours auxmoyens de concepts primitifs et parfois redondants (calculés à partir de concepts primitifs). Au début, la relation entreontologies et base de données a été faiblement couplée. Avec l'explosion des données sémantiques, des solutions depersistance assurant une haute performance des applications ont été proposées. En conséquence, un nouveau type de base dedonnées, appelée base de données à base ontologique (BDBO) a vu le jour. Plusieurs types de BDBO ont été proposés, ilsutilisent différents SGBD. Chaque BDBO possède sa propre architecture et ses modèles de stockage dédiés à la persistancedes ontologies et de ses instances. A ce stade, la relation entre les bases de données et les ontologies devient fortementcouplée. En conséquence, plusieurs études de recherche ont été proposées sur la phase de conception physique des BDBO.Les phases conceptuelle et logique n'ont été que partiellement traitées. Afin de garantir un succès similaire au celui connupar les bases de données relationnelles, les BDBO doivent être accompagnées par des méthodologies de conception et desoutils traitant les différentes étapes du cycle de vie d'une base de données. Une telle méthodologie devrait identifier laredondance intégrée dans l'ontologie. Nos travaux proposent une méthodologie de conception dédiée aux bases de données àbase ontologique incluant les principales phases du cycle de vie du développement d'une base de données : conceptuel,logique, physique ainsi que la phase de déploiement. La phase de conception logique est réalisée grâce à l'incorporation desdépendances entre les concepts ontologiques. Ces dépendances sont semblables au principe des dépendances fonctionnellesdéfinies pour les bases de données relationnelles. En raison de la diversité des architectures des BDBO et la variété desmodèles de stockage utilisés pour stocker et gérer les données ontologiques, nous proposons une approche de déploiement àla carte. Pour valider notre proposition, une implémentation de notre approche dans un environnement de BDBO sousOntoDB est proposée. Enfin, dans le but d'accompagner l'utilisateur pendant le processus de conception, un outil d'aide à laconception des bases de données à partir d'une ontologie conceptuelle est présenté / Recently, ontologies have been widely adopted by small, medium and large companies in various domains. Theyhave become central components in many applications. These models conceptualize the universe of discourse by means ofprimitive and sometimes redundant concepts (derived from primitive concepts). At first, the relationship between ontologiesand database was loosely coupled. With the explosion of semantic data, persistence solutions providing high performanceapplications have been proposed. As a consequence, a new type of database, called ontology-based database (OBDB) isborn. Several types of OBDB have been proposed including different architectures of the target DBMS and storage modelsfor ontologies and their instances. At this stage, the relationship between databases and ontologies becomes strongly coupled.As a result, several research studies have been proposed on the physical design phase of OBDB. Conceptual and logicalphases were only partially treated. To ensure similar success to that known by relational databases, OBDB must beaccompanied by design methodologies and tools dealing with the different stages of the life cycle of a database. Such amethodology should identify the redundancy built into the ontology. In our work, we propose a design methodologydedicated to ontology-based databases including the main phases of the lifecycle of the database development: conceptual,logical and physical as well as the deployment phase. The logical design phase is performed thanks to the incorporation ofdependencies between concepts and properties of the ontologies. These dependencies are quite similar to the functionaldependencies in traditional databases. Due to the diversity of the OBDB architectures and the variety of the used storagemodels (triplet, horizontal, etc.) to store and manage ontological data, we propose a deployment ‘à la carte. To validate ourproposal, an implementation of our approach in an OBDB environment on OntoDB is proposed. Finally, in order to supportthe user during the design process, a tool for designing databases from a conceptual ontology is presented.

Ce mémoire est centré sur l’application de la technique d’optimisation de type Space Mapping dans le cadre du dimensionnement d’actionneurs électriques pris en compte par des modélisations multi-physiques. L’intérêt particulièrement recherché de ce type de méthode est la réduction potentiellement forte du coût du dimensionnement optimal. Cette volonté de réduction du coût de l’approche optimale s’explique par plusieurs considérations. En premier lieu, la modélisation des actionneurs tend à considérer de plus en plus de phénomènes physiques (tels que les phénomènes magnétiques, électriques, thermiques, mécaniques …) afin de décrire au mieux les phénomènes observés et mesurés. En second lieu il devient alors nécessaire de tenir compte des couplages entre ces physiques afin de traduire au plus juste l’interdépendance de ces phénomènes. Dans ce cadre, un travail particulier a été réalisé concernant la prise en compte des aspects thermiques dans les machines électriques. C’est ainsi qu’un modèle thermique à constantes localisées d’une machine synchrone à aimants permanents a été construit. Pour valider les résultats de calcul et préciser la définition de certain de ses éléments, une démarche expérimentale a été réalisée. Tous ces points, traduits dans le plan numérique, haussent le coût de l’évaluation des performances des actionneurs, et donc celui de leurs dimensionnements. De là, l’utilisation des techniques d’optimisation basées sur des modèles substituts permet d’envisager des réductions significatives des coûts de dimensionnement. La technique de Space Mapping est utilisée dans ce travail comme solution pour trouver un compromis entre la qualité des solutions trouvées et le temps de calcul. Plus particulièrement, elle est utilisée pour résoudre un problème de dimensionnement optimal d’une machine synchrone à aimants permanents assurant la fonction de démarreur dans une application de véhicule hybride. L’approche d’optimisation par Space Mapping a été comparée à celle, plus classique, n’utilisant qu’une seule modélisation de l’actionneur à dimensionner, c’est-à-dire sans modèle substitut. Il est montré que les techniques de Space Mapping sont à même de trouver des solutions de dimensionnement similaires à celles issues d’une approche classique, mais de manière beaucoup plus efficace, i.e. en utilisant un nombre plus faible d’évaluations de la modélisation multi-physique de l’actionneur. / This thesis focuses on the application of the Space Mapping optimization technique in the case of the sizing of electrical actuators taking into account a multi-physical modeling. The main interest in this type of optimization method is to considerably reduce the cost of optimal sizing. The need to use such optimization approach is due to several considerations. First, electrical actuators modeling tends to increasingly require the consideration of several physical phenomena (such as magnetic, electrical thermal and mechanical phenomena) in order to better describe observed and measured phenomena. Besides, it becomes necessary to take into account couplings between the different physical phenomena to precisely calculate the interdependencies between these phenomena. In this context, taking into account the thermal aspect in the case of electrical machines is particularly highlighted. A lumped parameter model of a permanent magnet synchronous machine is built. An experimental procedure has been followed to validate calculation results and define some elements of the proposed model. When implemented numerically, all points mentioned above increase the cost of the calculation of the performances of the electrical actuator, and then the cost of the optimal sizing. Thus, the use of an optimization technique based on surrogate models permits to reduce the optimal sizing cost. Space Mapping technique was used in this work as a solution to find a compromise between the quality of the found results and the calculation time. It is particularly used to solve an optimal sizing problem of a permanent magnet synchronous machine used as starter in a hybrid vehicle application. The Space Mapping optimization approach was compared to a classical one using a unique modeling of sized the electrical actuator : no surrogate model is used in the classical approach. Il is demonstrated that the Space Mapping techniques find optimization results that are similar to those found by the classical approach, yet, in a much more efficiently. Space Mapping techniques require only few calculations of the multi-physical model of the actuator.

Le confort thermique des habitants d'une ville est principalement affecté par l'îlot de chaleur urbain. Ce phénomène se traduit par des températures plus chaudes en ville que dans sa périphérique, principalement la nuit. Il est causé par les relâchements de chaleur stockée dans les bâtiments et la route le jour mais aussi par des sources anthropiques comme le chauffage ou le trafic routier. L'îlot de chaleur urbain peut atteindre jusqu'à 10°C la nuit pour les plus grandes mégapoles. Mais au cœur d'un quartier, la variabilité de la température, en fonction des ombrages ou de la présence d'eau et de parcs peut aussi atteindre quelques degrés. Elle peut donc être de la même amplitude que l'îlot de chaleur urbain. L'objectif de cette thèse est d'étudier la variabilité de la température à l'échelle de la ville et à l'échelle de la rue. Le but est de mettre en place une chaîne de modélisation de la température à l'échelle de rue à partir de données de stations météorologiques opérationnelles en périphérie d'une ville. Cette chaîne de modélisation doit être rapide et faire appel à des données accessibles au plus grand nombre afin de pouvoir simuler des scénarios d'aménagement urbains sur le long terme en dehors des laboratoires de recherche. La première partie de la chaîne de modélisation s'appuie sur un modèle numérique physique, le générateur de climat urbain spatialisé, permettant de calculer l'îlot de chaleur à l'échelle du quartier à partir de données se situant en dehors d'une ville et d'un modèle de surface de ville comme le modèle TEB. La deuxième partie permet de modéliser statistiquement la variabilité de température à l'échelle de la rue à partir des conditions météorologiques simulées par le générateur au sein d'un quartier et d'une cartographie précise du tissu urbain du quartier considéré. Cette modélisation statistique s'appuie sur des campagnes de mesures effectuées en 2013 et 2014 dans des quartiers des villes de Marseille, Paris et Toulouse. / The thermal comfort of the inhabitants of a city is mainly affected by the urban heat island (difference in air temperature between urban and surrounding area. This effect is caused by anthropogenic sources, low vegetated areas and heat stored in buildings and roads during the night. The urban heat island can reach 10°C at night for the biggest cities. But inside a neighborhood, the temperature variability can reach a few degrees with the effect of the shadow of the trees or the presence of lake or parks. This variability may have the same magnitude than the urban heat island. The objective of this thesis is to study the temperature variability at the city-scale and at the street-scale. The aim of this PhD work is to develop a modeling chain of the temperature at the street-scale from data from operational weather stations located in airports.The modeling chain has to be fast in order to simulate long term urban planning scenarios and have a low computational cost in order to be run outside of atmospheric sciences laboratories. The first step of the modeling chain is the spatialized urban weather generator, a numerical physical scheme which calculated the urban heat island at the neighborhood scale from data of an operational weather station located outside of the city and with sur urban surface model TEB. The second part is a statistical model of temperature variability at the street scale calculated with meteorological data coming from the generator and a mapping of the urban tissue. The statistical model relies on field campaigns achieved in 2013 and 2014 in the neighborhoods of Marseille, Paris and Toulouse.

La compréhension du cycle de l'eau d'une région où les ressources en eau sont limitées est fondamentale pour assurer une gestion durable de celles-ci, c'est le cas de Galápagos. Cette thèse présente la première étude intégrée du fonctionnement hydrogéologique des aquifères perché de l'île San Cristóbal. Pour ce faire, une approche pluridisciplinaire, fondée sur la mise en place d'un site expérimental sur le bassin versant de Cerro Gato (CG), a été conduite. Pour quantifier les entrées d'eau dans le système hydrologique une approche canopée-transfert hydrique du sol a été utilise. La recharge est principalement affectée par l'altitude en raison de l'effet orographique sur les gradients de pluie et d'évapotranspiration. Néanmoins, à haute altitude, la différence est principalement associée à la couverture végétale en raison de l'apport additionnel fourni par l'interception du brouillard sous la forêt. Une analyse hydrologique montre que les pertes des bassins versants situés à haute-altitude deviennent les entrées d'eau souterraine des bassins versants situés à moyenne altitude (comme CG). Les données du méthode électromagnétique héliportée SkyTEM permettent définir l'extension du bassin hydrogéologique de CG qui est plus grande que le bassin hydrologique. Des approches précédemment décrites, découlent un modèle conceptuel des sources de CG. Ainsi, les eaux souterraines de ces sources sont issues d'un aquifère perché qui s'est formé à la faveur d'une fine couche peu perméable. Ce modèle est testé par simulations numériques qui montrent cette plausibilité. Cette thèse fournit les fondements scientifiques d'une gestion durable des ressources en eau. / The understanding of the hydrogeological functioning in regions such as San Cristobal Island (Galapagos), where water is limited, is fundamental for a suitable management of its resources. This work is the first study of this type on high-level aquifers in San Cristobal using a multi-disciplinary approach, based in the implementation of an experimental site and modeling strategies. For this purpose, a hydrological network was installed in Cerro Gato (CG) and surrounding watersheds. Inputs to the watershed are estimated using the joint modeling of a canopy and soil water transfer. Recharge rates are mainly affected by altitude in mid-elevation watersheds, whereas land cover is the main controlling factor at high-elevation watersheds because of the additional input of fog interception in forests. A hydrological analysis shows that losses from the high-elevation basins become groundwater inputs in the mid-elevation basins, while others have inputs from watersheds at the same altitude, such as CG. The detailed geometry of its hydrogeological watershed is obtained from the dataset of a high resolution AEM SkyTEM survey, which confirms the assumption that its hydrogeological watershed is bigger than its hydrological one. Results from these approaches allow proposing a hydrogeological conceptual model for the springs of CG, where the groundwater flow of springs is fed by a perched aquifer suspended by a low permeability thin layer. This model is tested with numerical simulations, which confirm the plausibility of the existence of a perched aquifer. This thesis provides scientific basis for an effective water management strategy.