L’objectif principal de cette étude est de développer des outils de simulation numérique pour évaluer la vulnérabilité des constructions en maçonnerie sous chargements variés. Ainsi, le comportement de la maçonnerie non armée sous chargement monotone en macro- et micro-échelles est étudié. La simulation du comportement non linéaire du mur de maçonnerie avant et après le pic et la capture de son mécanisme de rupture sont les points centraux de ce travail. Tout d'abord, le mur de maçonnerie d’un panneau est remplacé par deux barres simples utilisant la stratégie des macros-éléments et un comportement tri-linéaire est proposé pour évaluer la résistance à la rupture de la paroi ainsi que son comportement avant et après le pic. L'absence de l'information sur le mécanisme de rupture du mur de maçonnerie et la relation entre le mécanisme de rupture et les propriétés mécaniques des éléments barres dans ce type de modélisation conduisent à opter pour une autre description de ces structures à savoir la stratégie de micro-modélisation. Dans cette stratégie, les unités et les mortiers sont modélisés séparément et l’ensemble du comportement inélastique du mur de maçonnerie est supposé se produire dans les mortiers. Par conséquent, une attention particulière sera accordée au développement d'une description fiable des propriétés matérielles de ces éléments à l'aide d'une loi constitutive précise. La représentation tridimensionnelle d'un mur de maçonnerie faite dans ce travail, améliore la capacité des méthodes actuelles pour prédire le comportement de la maçonnerie sous les deux chargements en plan et hors du plan. D’abord, des enveloppes de rupture comprenant la tension limite et la surface de charge de Mohr-Coulomb sont assignées à l'élément d'interface du code éléments finis GEFDyn. Ensuite, la loi de comportement est améliorée en ajoutant un seuil de compression aux surfaces de charge pour inclure l’endommagement en compression de la maçonnerie à travers l'élément d'interface. Dans le nouveau modèle élastoplastique, les écrouissages négatifs des seuils de traction et de compression ainsi que la cohésion du mortier sont pris en considération. La capacité des deux modèles pour reproduire le comportement avant et après le pic de la résistance au cisaillement du mur de maçonnerie est vérifiée en comparant les résultats numériques avec les données expérimentales. L'importance de l’interaction entre les seuils de compression et celui du cisaillement est montrée en comparant les résultats obtenus avec ceux d'un test réel. Les résultats ont révélé que le second modèle est capable de simuler le comportement du mur de maçonnerie avec une bonne précision. Ensuite, l'effet des propriétés géométriques de la paroi telles que l’existence d’une ouverture et l'élancement, les propriétés des mortiers comme la cohésion, la résistance en traction et la résistance en compression ainsi que la contrainte verticale initiale dans le mur, sur la résistance latérale et le mécanisme de rupture des murs de maçonnerie est démontré. En outre, afin de présenter l’état d’endommagement, des indices de dommage, portant sur la longueur totale des fissures dans différentes rangées et colonnes de mortiers sont introduits et comparés pour différentes configurations. Les longueurs de glissement et d’ouverture de fissures dans les mortiers horizontale et verticale respectivement, sont les paramètres les plus importants qui contrôlent le comportement du mur. Enfin, la relation entre les profils de fissuration différents et les propriétés des matériaux y contribuant sont résumées dans un tableau. / The aim of this thesis is to develop numerical models for evaluating the vulnerability of unreinforced masonry construction under different types of loading. Therefore, the behavior of unreinforced masonry panels under monotonic loading in both macro- and micro- scales is studied. Simulating the nonlinear behavior of the masonry wall in pre and post-peak regions and capturing its failure mechanism is the main focus of this study. First, the masonry wall in the panel is substituted by two simple bars using the so-called macro-element strategy and a tri-linear behavior is proposed to assess the ultimate strength of the wall as well as its response before and after peak. The lack of information about the failure mechanism of the masonry wall and relation between the failure mechanism and mechanical properties of the bar elements in this type of modeling lead to another description of this structure namely micro-modeling strategy. In this strategy, units and mortars are modeled separately and all inelastic behavior of the masonry wall is supposed to happen in mortars. Hence, special attention is paid to development of a reliable description of material properties for these elements using an accurate constitutive law. Three dimensional representation of a masonry wall in this work enhances the capability of existing methods to predict the masonry behavior under both in-plane and out-of-plane loadings. Firstly, failure envelopes including tension cut-off and the Mohr-Coulomb yield surface are assigned to interface elements in GEFDyn finite element software. Then, the elstoplastic constitutive law is improved by adding a compression cap to the yield surfaces in order to include compressive failure of masonry in the interface element. In the new model, softening behavior for tensile and compressive strength as well as cohesion of mortar is considered. The ability of both models to reproduce the pre- and post-peak behavior of the masonry wall is verified by comparing the numerical results with experimental data. The importance of defining the compression failure of masonry by limiting the shear strength of the wall with its compressive strength is shown by comparing the obtained results with those of a real test. The results showed that the second model is capable to simulate the behavior of masonry wall with a good accuracy. Then, the effect of initial stresses and geometrical properties of the wall such as opening and aspect ratio and material properties of the mortar like its cohesion, tensile strength and compressive strength, on lateral strength and failure mechanism of the masonry walls are demonstrated. Moreover, in order to comprehend failure characteristics damage indexes based on the total length of cracks in different rows and columns of mortars are introduced and compared for different configurations. The lengths of sliding in horizontal mortars and opening in vertical ones are the most important parameters that control the behavior of the wall. Finally, the relation between different cracking profiles and contributing material properties are summarized into a table.

La collaboration entre plusieurs personnes peut prendre plusieurs formes, et la technologie soutient depuis longtemps ces pratiques. Mais lorsque la collaboration doit se faire à distance, est-elle aussi bien assistée par la technologie ? Dans ce travail, je soutiens l'idée selon laquelle le succès d'un système de télécommunications ne dépend pas de sa capacité à imiter une collaboration colocalisée, mais dans sa capacité à faciliter les pratiques collaboratives découlant des caractéristiques spécifiques de la technologie. J'explore cet argument en utilisant un mur d'écrans en tant que technologie collaborative. J'ai commencé par observer des collaborateurs effectuer leur travail quotidien à distance en utilisant des prototypes. Ensuite j'ai conduit des expériences et j'ai trouvé que les utilisateurs peuvent interpréter avec précision les instructions déictiques à distance et le regard direct quand un collaborateur à distance est affiché par une vidéo, même si celle-ci n'est pas placée directement devant l'observateur. À partir de ces résultats, j'ai créé CamRay, un outil de télécommunication qui utilise une rangée de caméras pour enregistrer le visage des utilisateurs lorsqu'ils parcourent physiquement les données le long de l'écran et présente cette vidéo sur un autre mur d'écrans distant par dessus le contenu existant. Je propose deux possibilités pour afficher la vidéo: Follow-Local, où le flux vidéo de l'utilisateur distant suit l'utilisateur local, et Follow-Remote où il suit l'utilisateur distant. Je montre que Follow-Remote préserve les relations spatiales entre le collaborateur à distance et le contenu de l'écran, créant ainsi la possibilité de désigner les objets par des gestes de pointage, tandis que Follow-Local facilite les conversations grâce à un face-à-face virtuel qui transmet plus facilement la communication gestuelle. Finalement, je me base sur ces résultats pour guider la conception de futurs systèmes de communications à distance entre murs d'écrans, et dégager des considérations à suivre lorsque des capacités de communication à distance sont ajoutées à de nouvelles technologies. / Collaboration can take many forms, for which technology has long provided digital support. But when collaborators are located remotely, to what extent does technology support these activities? In this dissertation, I argue that the success of a telecommunications system does not depend on its capacity to imitate co-located conditions, but in its ability to support the collaborative practices that emerge from the specific characteristics of the technology. I explore this using wall-sized displays as a collaborative technology. I started by observing collaborators perform their daily work at a distance using prototypes. I then conducted experiments and found that people can accurately interpret remote deictic instructions and direct gaze when performed by a remote collaborator through video, even when this video is not placed directly in front of the observer. Based on these findings, I built CamRay, a telecommunication system that uses an array of cameras to capture users' faces as they physically navigate data on a wall-sized display, and presents this video in a remote display on top of existing content. I propose two ways of displaying video: Follow-Local, where the video feed of the remote collaborator follows the local user, and Follow-Remote, where it follows the remote user. I find that Follow-Remote preserves the spatial relations between the remote speaker and the content, supporting pointing gestures, while Follow-Local enables virtual face-to-face conversations, supporting representational gestures. Finally, I summarize these findings to inform the design of future systems for remote collaboration across wall-sized displays.

L’objectif de cette thèse a consisté en l’étude des apports d’une architecture radar MIMO pour la détection d’êtres humains à l’intérieur des bâtiments. Pour ce faire, il a tout d’abord été mis en évidence sur un point théorique la supériorité d’une architecture radar MIMO comparée au SIMO, en terme de robustesse et de pouvoir discriminant de cibles rapprochées. Ensuite, les effets de la traversée du mur sur le signal radar furent décrits et une caractérisation quantitative de la transmission à travers un mur fut réalisée sur mesures expérimentales. Différents simulateurs de scénarii de détection à travers les murs ont été produits : un simulateur réaliste FDTD ainsi qu’un simulateur «comportemental» simplifié.La méthode de détection et de localisation retenue est l’imagerie radar.Ainsi, différents algorithmes d’imagerie radar pour une architecture MIMO furent développés. Des traitements incohérents (migration, multilatération),cohérents (filtrage adapté) et haute résolution (MVDR, MUSIC Time Reversal) furent détaillés. Enfin des considérations techniques (bilan de liaison, temps d’observation de la scène) ont été discutées et deux architectures radar MIMO ultra-large bande furent proposées. Une architecture radar MIMO avec 2GHz de bande et un multiplexage temporel pour l’adressage des antennes d’émission a été réalisée par le personnel du laboratoire. Des mesures expérimentales ont conduites permettant de réaliser la détection à travers les murs à l’aide du dispositif réalisé. / This thesis focused on the study of the contributions of MIMO radar systemfor human beings detection inside buildings. First, on a theoretical point, it was highlighted the superiority of MIMO systems compared with the SIMO, in term of robustness and discrimination abilities of close targets. Then, through the wall propagation effects were described and a quantitative characterization of the transmission through a wall wasrealised based on experimental measures. Various simulators of scenarios of detection through walls were produced : a full-wave FDTD simulator and a simplified «behavioral» one. The method of detection and localisation is the radar imaging. So, differents algorithms of radar imaging for MIMO system were developed. Among them, incoherent processings (migration,multi-lateration), coherent (matched filtering) and high resolution(MVDR, MUSIC Time Reversal) were detailed. Finally, technical considerations(link budget, observation time of the scene) were discussed and two ultrawide band MIMO radar architectures were proposed. A experimental bench of MIMO radar with 2GHz bandwidth and a temporal multiplexing was realized in the laboratory. Experimental measures allow to realize the detection through walls with the realized MIMO radar.

La synthèse en une étape de nouveaux matériaux contenant des nanoparticules (NPs) de métal a été réalisée par croissance contrôlée de silices mésoporeuses autour de solutions colloïdales de diverses nanoparticules métalliques (Ru, Pt, Pd, Au). Cette méthodologie a conduit à l’obtention de catalyseurs hétérogènes bien définis (structuration hexagonale 2D du réseau poreux) contenant des NPs régulièrement et sélectivement réparties : au sein des canaux poreux, dans les murs de la charpente silicique ou les deux. Afin d’atteindre ce but, une méthode générale de synthèse en trois étapes a été développée incluant : i) la préparation de la solution colloïdale de nanoparticules hydrophobes ou hydrophiles. ii) la synthèse d’un matériau mésostructuré, autour des NPs, par procédé sol-gel en présence d’un tensioactif structurant, selon un protocole expérimental adapté à la localisation désirée des NPs. iii) décomposition du tensioactif afin de libérer la porosité et la surface des NPs. Les NPs préparées ainsi que les matériaux contenants les NPs ont entièrement été caractérisés par différentes techniques complémentaires (adsorption et désorption d'azote, MET, DRX, WAXS, analyse élémentaire…). Les performances catalytiques, en hydrogénation du propène, déshydrogénation de l’isobutane ou en oxydation de CO, des matériaux ont par ailleurs été comparées à celles d’un catalyseur de référence pour évaluer la stabilité des nanoparticules et les performances catalytiques des nouveaux matériaux ainsi préparés / New materials containing nanoparticles were prepared by the control growth of a mesostructured silica matrix around differents metal colloids (Ru, Pt, Pd, Au). This original methodology led to the selective and regular localisation of small metal nanoparticles in the pores, in the walls, or both in the pores and in the walls of mesostructured silica matrixes. These materials were obtained by: i) the preparation hydrophilic/hydrophobic metal colloids. ii) the growth of silica around these colloids via a solgel process, and using a template. iii) the removal of the surfactant to release the porosity and the NPs surface. The colloidal solutions and the materials were characterised with several techniques such as N2 adsorption/desorption, T.E.M, XRD, WAXS, elemental analysis... Besides, their catalytic performances were tested in propene hydrogenation, isobutane dehydrogenation or CO oxidation and were compared to those of a reference catalyst

Cette thèse porte sur la modélisation de nano-fils ferromagnétiques. La première par-tie est consacrée à la dérivation par processus asymptotique d'un modèle uni-dimen-sionnel de nano-fil ferromagnétique fini, courbé, torsadé et de section elliptique non constante, soumis à un courant électrique. Nous utilisons ensuite le modèle asympto-tique de jonction de fils pour considérer deux cas :- celui d'un fil infini présentant un coude dans la deuxième partie.-celui un fil rectiligne infini sur lequel on branche perpendiculairement un fil fini dans la troisième partie.Dans chacun des cas précédents, on explicite toutes les solutions stationnaires. Nous étudions ensuite la stabilité de ces solutions, en concluant que le coude et la jonction sont des points attracteurs du mur. Dans la dernière partie, nous introduisons une mé-thode numérique de type différences finis d'ordre 2 en espace adaptée à la simulation des systèmes de réseaux de nano-fils. Après avoir établi numériquement l'ordre de convergence de la méthode, nous validons le schéma en simulant soit des phénomènes décrits dans la littérature, soit des propriétés décrites de manières théoriques dans les parties précédents.Ainsi, nous calculons d'abord le seuil de Walker pour un fil rectiligne. De plus, nous vé-rifions que la configuration du mur est stable dans un fil pincé même en présence d'un petit champ appliqué dans la direction du fil. Par la suite nous vérifions les résultats de stabilité pour les cas d'un fil coudé de longueur finie et d'un jonction de trois fils finis. Enfin, nous étudions la propagation de plusieurs murs dans un réseau de fils sous forme d'un peigne en injectant un courant électrique. Dans cette partie toutes les simulations numériques sont faites en Python avec quelques visualisations en Matlab. / This thesis focuses on the modeling of ferromagnetic nanowires. In the first part, we derive a one-dimensional asymptotic model for the dynamics of the magnetic moment in a twisted ferromagnetic nanowire with variable elliptical cross-section, curvature and torsion, subjected to an electric current. Then, we use the new one-dimensional model to consider two cases: - the case of an infinite ferromagnetic nanowire having a bend in the second part.- the second case is when we connect perpendicularly a finite straight wire on a straight infinite horizontal wire in the third part.In both cases, we prove the existence of static solutions. We study the stability of these solutions, we conclude that the bend and the junction attract the wall profiles. In the last part, we introduce a finite difference of order 2 in space adapted to the si-mulation of nanowire network systems. After having numerically established the order of convergence of the method,we validate the scheme by simulating either phenomena described in the literature, or properties described in theoretical ways in the previous parts.We calculate the Walker field limit, for a straight wire. In addition, we verify that the wall configuration is stable in a pinched wire even in the presence of a small field ap-plied in the direction of the wire. Then we check the stability results for the case of a finite bent wire and a junction of three finite wires. Finally, we study the propagation of several walls in a network of wires in the form of a comb by injecting an electric current. In this part all the numerical simulations are made in Python with some visua-lizations in Matlab.

Metz au Moyen Âge est une cité qui a progressivement su s’affranchir de la tutelle impériale. L’âge d’or de la ville correspond à cette conquête de l’autonomie urbaine. Dès le XIIIe siècle, la République messine est instituée et s’organise comme un véritable État, riche et puissant. La ville attise alors la convoitise de ses voisins et doit se protéger. Devenues trop étroites, les anciennes fortifications sont remplacées par une nouvelle enceinte de plus de cinq kilomètres de long. Elle est édifiée entre le XIIIe et le XIVe siècle. Une administration dévolue à la construction et à l’entretien des remparts est alors mise en place. Rédigés sur des parchemins jusqu’au XVIe siècle, les « comptes des Gouverneurs des Murs » de la ville de Metz témoignent de la nature, du coût et du déroulement des différents travaux effectués sur l’enceinte. Ce travail de thèse se propose d’analyser cette comptabilité en mettant en évidence la complexité de cette administration. Il sera question d’étudier la provenance et l’utilisation des fonds et de démontrer le rôle prépondérant joué par les hommes de la ville. Tous ont contribué à l’édifice, qu’ils soient ouvriers, artisans, corvéables ou seigneurs. L’étude de la nature et de l’utilisation des matériaux ne sera pas en reste et mettra en évidence l’évolution des techniques de fortifications et d’armement. La retranscription et l’analyse de ces comptes, jusqu’ici relativement négligés par la recherche historique, ainsi que l’étude des chroniques de l’époque permettra de compléter notre connaissance de l’enceinte messine / Metz in the Middle Ages is a city that gradually managed to free itself from imperial tutelage. The Golden Age of the city corresponds to this conquest of urban autonomy. As early as the thirteenth century, a republic was established and organized as a real, rich and powerful state. The city then fuels the lust of its neighbors and must protect itself. The old fortifications, too narrow, were replaced by a new enclosure more than five kilometers long. It is built between the thirteenth and fourteenth centuries. An administration devoted to the construction and maintenance of the ramparts is then put in place. Written on parchment until the sixteenth century, the « counts of the Governors of the Walls » of the city of Metz testify to the nature, the cost and the progress of the various works carried out on the enclosure. This thesis proposes to analyze this accounting by highlighting the complexity of this administration. It will be a question of studying the provenance and use of the funds and of demonstrating the preponderant role played by the men of the city. All contributed to the edifice, whether they were workers, craftsmen, corvees or lords. The study of the nature and use of materials will not be left out and will show the evolution of the techniques of fortifications and armaments. The transcription and analysis of these accounts, so far relatively neglected by historical research and the study of the chronicles of the time, will complement our knowledge of the Metz enclosure

De grands ensembles de données sont de plus en plus utilisés dans divers domaines professionnels, tels que la médecine, la sociologie et l'économie. Ceci pose de nombreux défis dans leurs utilisations pour, par exemple, les classifier et la prise de décision. Pour cela nous n'avons pas seulement besoin d'algorithmes élaborés pour leur traitement, il faut aussi que les utilisateurs puissent visualiser et interagir avec les données pour pouvoir les appréhender et éventuellement corriger ou vérifier les traitement fait par les machines. Cette thèse explore cette problématique en étudiant l'interaction d'utilisateurs avec de grands ensembles de données sur des murs d'écrans.Le corps humain est fait pour interagir avec le monde physique, du microscopique aux grandes échelles. Nous pouvons naturellement nous coordonner pour voir, entendre, toucher et nous déplacer pour interagir avec l'environnement à diverses échelles. Au-delà d'un individu, les êtres humains collaborent en communicant et en se coordonnant. En suivant la définition de Dourish, l'Interaction Incorporée encourage les concepteurs d'interaction de profiter de l'expérience existante du monde physique des utilisateurs lors de la conception de l'interaction avec les interfaces numériques.Je soutiens que les grands espaces interactifs permettent une interaction incorporée de l'utilisateur avec des données répartis dans l'espace, en tirant parti des capacités physiques des utilisateurs, comme la marche, l'approche et l'orientation. Au-delà d'un simple utilisateur, ces environnements permettent aussi à plusieurs utilisateurs d'interagir ensemble en utilisant la communication verbale et gestuelle tout en ayant une conscience de la présence physique de chacun. Alors que dans le cadre mono-utilisateur, de nombreuses recherches portent sur la transformation d'actions physiques en modalités d'entrées, le cas des relations entre plusieurs utilisateurs a été très peu étudié. Dans cette thèse, je présente tout d'abord une expérience qui évalue formellement l'avantage pour un utilisateur d'exécuter une tâche de manipulation de données sur un grand mur d'écrans par rapport à un ordinateur de bureau. Cette expérience montre que les mouvements physiques de l'utilisateur l'aide à naviguer dans une grande surface de données, et permet de surpasser les techniques de navigation existantes sur un ordinateur de bureau tels que les techniques de Focus+Contexte. Avec la même tâche expérimentale, j'étudie ensuite la manipulation de données collaborative avec un mur d'écrans, en imposant différents styles de collaboration, de étroitement couplées à lâche. L'expérience mesure l'effet de l'introduction d'une technique d'interaction partagée, dans lequel les collaborateurs effectuent chacun une partie d'une action pour émettre une commande. Les résultats montrent les avantages d'une telle technique en termes d'efficacité, d'engagement des utilisateurs, ainsi que de fatigue physique. Enfin, j'explore le concept d'augmentation de l'interaction humain-à-humain avec des techniques d'interaction partagées, et je propose un espace de conception pour ces techniques pour facilité la manipulation de données collaborative. Je présente la conception, la mise en œuvre et l'évaluation d'un ensemble de ces techniques, ainsi que les travaux futurs qui en découlent. / Large data sets are used acceleratingly in various professional domains, such as medicine and business. This rises challenges in managing and using them, typically including sense-making, searching and classifying. This does not only require advanced algorithms to process the data sets automatically, but also need users' direct interaction to make initial judgment or to correct mistakes from the machine work. This dissertation explores this problem domain and study users' direct interaction with scattered large data sets. Human body is made for interacting with the physical world, from micro scope to very large scales. We can naturally coordinate ourselves to see, hear, touch and move to interact with the environment in various scales. Beyond individual, humans collaborate with each other through communication and coordination. Based on Dourish's definitioncite{2001:AFE:513034}, Embodied Interaction encourages interaction designers to take advantage of users' existing skills in the physical world, when designing the interaction with digital artefacts. I argue that large interactive spaces enable embodied user interaction with data spread over space, by leveraging users' physical abilities such as walking, approaching and orienting. Beyond single users, co-located environments provide multiple users with physical awareness and verbal gestural communication. While single users' physical actions have been augmented to be various input modalities in existing research, the augmentation of between-user resources has been less explored. In this dissertation, I first present an experiment that formally evaluates the advantage of single users performing a data manipulation task on a wall-sized display, comparing to on a desktop computer. It shows that using users' physical movements to navigate in a large data surface, outperforms existing digital navigation techniques on a desktop computer such as Focus+Context. With the same experimental task, I then study the interaction efficiency of collaborative data manipulation with a wall-sized display, in loosely or closely coupled collaboration styles. The experiment measures the effect of providing a Shared Interaction Technique, in which collaborators perform part of an action each to issue a command. The results conclude its benefits in terms of efficiency, user engagement as well as physical fatigue. Finally, I explore the concept of augmenting human-to-human interaction with shared interaction techniques, and illustrate a design space of such techniques for supporting collaborative data manipulation. I report the design, implementation and evaluation of a set of these techniques and discuss the future work.

De nos jours, l'utilisation accrue de combustibles à base de fossiles et l'électricité met en péril l'environnement naturel à cause des niveaux élevés de pollution. Il est donc plausible de prévoir des économies d'énergie significatives grâce à la climatisation dite «naturelle»». En accord avec les objectifs acceptés à l'échelle internationale d'une architecture «verte» et durable, l'utilisation de cours intérieures associées aux capteurs de vent, aux murs-Trombe et à d'autres systèmes de climatisation naturelle (aussi bien traditionnels que nouveaux), paraît prometteuse. Ce mémoire propose une analyse de nouvelles approches à la climatisation naturelle et à la production d'air frais avec une consommation minimale d'énergie, eu égard aux traditions et aux tendances, en particulier dans les zones climatiques chaudes et sèches comme l'Iran. Dans ce contexte, regarder l'architecture de l'Islam et la discipline du Qur'an paraissent offrir un guide pour comprendre l'approche musulmane aux processus de décision en design. Nous regardons donc les traditions et les tendances en ce qui concerne la climatisation naturelle à travers l'élément le plus important du contexte islamique, à savoir le Qur'an. C'est pourquoi, à l'intérieur du thème de la tradition, nous avons pris en compte quelques considérations concernant l'influence de l'Islam, et en particulier le respect de la nature associé à un équilibre entre l'harmonie et l'individualité. Ce sont autant de facteurs qui influencent la prise de décisions visant à résoudre des problèmes scientifiques majeurs selon la philosophie et les méthodes islamiques ; ils nous permettent de faire quelques recommandations. La description des principes sous-jacents aux capteurs à vent et des antécédents trouvés dans la nature tels que les colonies de termites, est présentée également. Sous la rubrique tendances, nous avons introduit l'utilisation de matériaux et de principes de design nouveaux. Regarder simultanément ces matériaux nouveaux et l'analogie des colonies de termites suggère de bonnes approches à la conception d'abris pour les victimes de tremblements de terre dans les régions sisimques. Bam, une ville iranienne, peut être considérée comme un exemple spécifique illustrant où les principes exposés dans ce mémoire peuvent s'appliquer le plus adéquatement. / Nowadays due to the increased use of fossil fuels and electricity, the natural environment is in danger because of high levels of pollution. Hence by creating natural air conditioning, we may save a significant amount of energy. In line with the global objective of sustainable and green architecture, the use of patios to save energy and natural ventilation coupled with wind- catchers, Trombe walls and other natural air conditioning systems (both traditional and emerging architectural elements) seems pertinent. This thesis analyzes designs to produce natural air conditioning and cooler air with the minimum amount of energy, with regard to the tradition and the trends, especially in hot and dry climate regions like Iran. In this context, looking to Islamic Architecture and the Qur’anic discipline of thought are considered as a guide to the way Muslims approach the design-decision making process. We therefore look to the traditions and the trends of natural air conditioning through the most important element of the Islamic context (the Qur’an). So, within the theme of "tradition", we have introduced some thinking about the influence of Islam and particularly the respect of nature while providing for a balance between harmony and individuality, such as proposing one special kind of decision-making process to solve the main scientific problems according to the Islamic philosophy and the accompanying methods, suggesting some recommendations. Descriptions of (a) the principles of wind-catchers and (b) antecedents in nature such as the termite hills are pursued as well. Under "trends", we have introduced the use of novel materials and novel design principles. Looking at the new materials and simultaneously at the analogy of the termite mounds suggests one good sample of design of a shelter for people in earthquake-prone regions. Bam, an Iranian city, can be considered to be a specific context in which the general considerations expressed in this thesis can be most usefully applied.

Cette thèse présente trois méthodes pour l’identification des rigidités des structures d’usage commun dans l’ingénierie civile, à partir de données dynamiques expérimentales. La première méthode est développée pour des structures composées pour portiques. La deuxième méthode proposée est appliquée à des structures constituées pour des poutres isostatiques. La troisième est une méthodologie d’estimation des rigidités en flexion (EI) et au cisaillement (GA/?) pour une structure constituée de murs dont les énergies de déformation en flexion et cisaillement peuvent être soit du même ordre de grandeur, soit l’une prépondérante par rapport à l’autre. Pour chaque méthode, des simulations numériques sont effectuées pour identifier les dommages structuraux ou les variations des rigidités, en termes de localisation et de magnitude de ces dommages. L'incidence et l'impact des erreurs et bruits sur les valeurs estimées des rigidités structurales sont analysés. Les méthodologies sont également appliquées pour localiser des dommages mécaniques ou des réductions de section sur modèles de laboratoire. A partir des concepts dynamiques de base et considérant une typologie donnée de structure, la thèse développe les concepts et formulations permettant d’identifier les rigidités résiduelles des structures considérées. Les méthodes peuvent être aisément mises en oeuvre pour déterminer les éventuels dommages (localisation et intensité) qui peuvent affecter une structure, par exemple après un séisme. Peu de mesures sont requises à cet effet : des essais de vibration libre et du matériel peu onéreux de mesures sont amplement suffisants dans le cas particulier des structures étudiées / This thesis presents three methods to estimate and locate damage in framed buildings, simply-supported beams and cantilever structures, based on experimental measurements of their fundamental vibration modes. Numerical simulations and experimental essays were performed to study the effectiveness of each method. A numerical simulation of a multi-storey framed building, a real bridge and a real chimney were carried out to study the effectiveness of the methodologies in identifying damage. The influence of measurement errors and noise in the modal data was studied in all cases. To validate the experimental effectiveness of the damage estimation methods, static and dynamics tests were performed on a framed model, a simply supported beam, and a cantilever beam in order to determine the linear behavior changes due to the increase of the level of damage. The structural identification algorithms during this thesis were based on the knowledge type of the stiffness matrix or flexibility matrix to reduce the number of modal shapes and required coordinates for the structural assessment. The methods are intended to develop tools to produce a fast response and support for future decision procedures regarding to structures widely used, by excluding experimental information, thereby allowing a cost reduction of extensive and specific testing

Le cadre de cette thèse est centré sur l'étude d'un radar ultra large bande (ULB) en mode impulsionnel, pour la « vision » à travers les murs (VAM), qui présente de nombreuses applications tant dans le domaine militaire (lors des assauts, des prises d’otages, …) que dans le secteur de la sécurité civile (recherche de personnes dans des décombres, dans un incendie, ...). Pour ces utilisations, l’image réelle de la scène observée n’est pas nécessaire, seules certaines informations pertinentes suffisent : nombre de personnes, position, vitesse de déplacement, etc. C'est dans ce contexte que nous avons développé un dispositif expérimental de détection et des techniques de localisation de cibles derrière un mur. Le radar développé est constitué d’un émetteur impulsionnel couvrant la gamme de fréquence de 3 GHz à 6 GHz, et de trois récepteurs indépendants, associés à des algorithmes de localisation et de reconstruction d'image.Le premier algorithme repose sur une technique de trilatération. Une fois, le modèle théorique présenté, plusieurs méthodes de résolution sont étudiées pour l'estimation de la mesure de la distance de propagation du signal. La méthode de Brent-Dekker a été retenue pour sa rapidité de convergence et son faible nombre d’itérations. Bien que cette technique soit précise, elle ne permet pas d’obtenir une image de la scène, mais juste de localiser les cibles, sans apporter des informations sur ses dimensions. C’est pourquoi une seconde approche, basée sur une « formation de faisceau », a été étudiée, afin d'obtenir une représentation 2D de la scène. Nous avons choisi de développer une méthode de rétroprojection non cohérente, technique la plus simple qui ne nécessite pas de contrainte forte sur la phase du signal ni sur le positionnement des antennes. Différentes variantes de rétroprojection ont été proposées : la rétroprojection avec cross corrélation, la rétroprojection cross corrélation améliorée et la rétroprojection bicross corrélée. Ces trois méthodes reposent sur une fusion d'informations capturées par l'antenne réceptrice avec celles obtenues sur des antennes dites de référence. Cette fusion a permis d'améliorer progressivement le rendu des images.Pour conclure ses travaux, une perspective est ébauchée afin de minimiser le taux de fausse détection, elle s'appuie sur la collaboration de la technique de trilatération avec la technique de rétroprojection bicross corrélée. Cette collaboration permet de mettre en correspondance les détections estimées par la technique de trilatération et celles utilisant la rétroprojection bicross corrélée. Les cibles non appariées sont alors supprimées selon des critères spécifiques à chacune des deux approches. / The content of this thesis is focused on the study of an UWB pulse radar for through the wall vision which has many applications in the military domain (assaults, hostage rescue,…) and in the civil security domain (people search in the rubble, in a fire).For these uses, the real observed scene image is not necessary, only some relevant information is enough: number of persons, position, velocity of movement, etc. It’s in this context where we have developed an experimental detection device and some through the wall targets localization techniques. The developed radar consists of a pulse transmitter covering the frequency range from 3GHz to 6GHz, and three independent receivers, combined with some localization algorithms and image reconstruction.The first algorithm is based on a technique of trilateration. Once the theoretical model is presented, many resolutions methods are studied for estimation of the signal propagation distance measurement. The Brent-Dekker method has been chosen for its fast convergence and low number of iterations. Although the trilateration technique is accurate, it does not allow obtaining a scene image, but just locate the targets, without providing their dimensions. Therefore a second approach, based on a “beam forming”, has been studied, in order to obtain a 2D scene representation. We have chosen to develop a non-coherent backprojection method, it is the most simple technique which does not require a strong constraint on the signal phase nor on the antenna positions. Different backprojection methods have been proposed: the backprojection with cross correlation, the improved backprojection with cross correlation and bi-cross correlated backprojection. These three methods are based on a fusion of captured information by the receiving antennas and with the obtained information on the “referenced” antennas. This fusion allows improving the image quality progressively.To conclude this work, a perspective is initiated in order to minimize the false detection rate, it is based on the cooperation of the trilateration technique and bi-cross correlated backprojection. This cooperation allows matching the estimated detection by the trilateration technique and the bi-cross correlated backprojection technique. The mismatched targets are removed according to some specific criterias to each approach.