L’exposé de ce travail se compose de cinq parties distinctes, dont le contenu est succinctement décrit ci-dessous. La première partie définit précisément le cadre du travail. Les diverses formes de structures abordées y seront décrites et les problèmes d’optimisation posés de manière formelle. Les contraintes technologiques appliquées aux structures à optimiser seront ensuite détaillées. Les théorèmes fondamentaux de l’analyse limite, abondamment utilisés par la suite, seront exposés. Enfin, les concepts de la programmation orientée objet et leurs avantages seront brièvement expliqués. La deuxième partie présente les détails de l’implémentation de l’algorithme d’optimisation développé. Le rappel des notions fondamentales relatives aux méthodes déterministes les plus répandues sera suivi des considérations propres au problème traité dans ce travail. Une description détaillée des étapes de calcul et de la hiérarchie d’objets clôturera cette partie. La troisième partie a pour objet la formulation d’une hiérarchie de structures et composants destinés à l’utilisation de l’algorithme d’optimisation. Cet ensemble d’objets est destiné à contenir toutes les données d’un modèle de structure. La formulation des contraintes physiques et technologiques sera détaillée, ainsi que l’interface entre modèles et algorithme d’optimisation. La quatrième partie traite de l’utilisation de l’algorithme créé afin de déterminer la charge limite d’une structure de géométrie fixée. Des comparaisons avec les résultats disponibles dans la littérature seront présentées. La cinquième et dernière partie présente succinctement quelques structures optimisées grâce aux outils développés. Une analyse critique des résultats et les possibilités de perfectionnement ultérieur concluront l’exposé.

L'établissement et la croissance de l'épinette noire en régénération après une coupe en forêts boréales sont fréquemment affectés par la prolifération de plantes éricacées telles le Kalmia angustifolia . La compétition éricacées-épinette noire est fréquente au point d'entraîner une baisse significative du potentiel forestier dans la forêt boréale de l'est du Canada. Il est toujours difficile de proposer des scénarios sylvicoles qui garantissent la résilience des peuplements propices à l'envahissement. Ceci découle du manque de connaissance des impacts de l'aménagement sur la dynamique des éricacées à l'echelle du paysage ; ainsi que du manque de compréhension des mécanismes écologiques qui font qu'une pessière coupée se transforme en pessière à éricacées et non en pessière dense.L'objectif général de cette étude est de cartographier la distribution spatiale des éricacées au niveau régional. Après l'acquisition des données et de leur prétraitement, une interprétation experte a permis de produire les polygones pour l'entraînement des algorithmes de classification pour les images IKONOS. Deux séries de polygones (couverture de surface et strate arborescente) découlent de ces opérations. Chaque serie est associée à l'une des deux stratifications et contient toutes les classes thématiques de cette stratification. Une première segmentation fut appliquée sur une mosaïque de sept images IKONOS pour créer des objets spatiaux. Ces objets ont ensuite étés assignés à une classe thématique en faisant appel à la logique floue disponible dans le logiciel eCognition. Deux types de cartes thématiques (strate arborescente et couverture du sol) sont créés à l'aide des sites d'entraînement issus de la photo-interprétation experte.Les résultats furent validés à l'aide des placettes de sondage terrain (précision globale de 80 % pour les deux thématiques). 70% de l'étendue des cartes produites sur la mosaïque IKONOS furent ensuite utilisée pour son application à la classification de l'image Landsat-TM qui couvre toute la zone d'étude. Le 30% non utilisé des cartes de la mosaïque IKONOS ont servi à valider les résultats cartographiques de la classification de l'image Landsat-TM (précision globale de 88.0% pour la carte arborescente et de 78.4% pour la carte de la couverture du sol).Les méthodes et cartes résultantes seront utiles pour la gestion de la ressource forestière, en particulier pour la productivité de l'épinette noire dans les régions nordiques.

Ce travail a pour objectif la réalisation d'un code de calcul élastostatique et modal des structures métalliques planes et tridimensionnelles formées de poutres en utilisant la méthode des éléments finis. Le module de calcul réalisé, appelé CADBEL, est développé sur la base de la programmation orientée objet qui est connue par les nombreux avantages qu’elle offre en utilisant le langage de programmation Visual C++. En plus du calcul des réponses statiques et modales, CADBEL permet le dimensionnement des structures en construction métallique selon la nouvelle norme européenne Eurocode 3. Il permet, également, grâce à son processeur d’optimisation basé sur les algorithmes génétiques, d’aider le concepteur à choisir à partir d’un catalogue de profilés sidérurgiques les sections qui répondent aux diverses contraintes de conception et qui offrent le poids minimum de la structure étudiée. L’architecture orientée objet de CADBEL permet d’assurer une interaction continue entre les différentes applications et d’intégrer de nouvelles formulations éléments finis, lois de comportement des matériaux et méthodes de résolution. Le programme CADBEL est intégré dans le logiciel AutoCAD de modélisation géométrique et de dessin assistés par ordinateur. Une interface graphique personnalisée a été développée dans l’environnement d’AutoCAD en utilisant sa librairie de développement orientée objet la plus récente et la plus puissante connue sous le nom ObjectARX. Cette interface englobe des commandes lignes, des icônes et des boîtes de dialogue dédiées aux différentes opérations de base nécessaires pour le pré-traitement, l’analyse et le post-traitement.

En passant de 50 000 à plus d'un million d'individus en moins de 40 ans, la Grande Oie des neiges exerce une pression si forte sur son habitat que l'équilibre écologique de ce dernier est menacé.En effet, lors de ses haltes migratoires automnales et printanières, elle dévore tout sur son passage, en particulier les rhizomes de scirpe américain. Cette situation est fort préoccupante, particulièrement pour la préservation de l'intégrité écologique des marais. Il s'avère donc essentiel de déterminer avec le plus de précision possible à quel point l'évolution de la végétation des marais à scirpe est importante. Pour ce faire, une analyse spatio-temporelle a été effectuée pour les sites traditionnels d'halte migratoire, c'est-à-dire Cap Tourmente, Montmagny, l'Isle-aux-Grues et Cap-Saint-Ignace. Aux images satellitaires IKONOS datant de 2002 s'ajoutent des photographies aériennes prises au cours des quatre dernières décennies. Des classifications servant à identifier les groupements végétaux et les taux de recouvrement du scirpe sont réalisées à partir du logiciel eCognition ( Definiens ) afin de tirer profit de toutes les caractéristiques spectrales, texturales et contextuelles des classes identifiées. De nombreuses données prises sur le terrain servent à la fois à l'entraînement et à la validation des classifications. Les résultats tirés des analyses des secteurs de Cap-St-Ignace, Cap Tourmente et Montmagny révèlent une diminution des proportions de scirpe particulièrement importante à partir des années 1980 à l'intérieur du bas marais. Cette transition s'effectue généralement au profit de la zizanie aquatique dont les populations se sont sensiblement accrues au cours de la même période. De plus, un phénomène important d'érosion a été observé à la limite entre le haut et le bas marais pour pratiquement l'ensemble des secteurs étudiés. Le taux d'érosion peut atteindre 1,5 m/année à plusieurs endroits, ce qui met en péril l'équilibre écologique de ces milieux.

Les zones humides, à l'interface entre terre et eau, sont des milieux riches et diversifiés, aux fonctions et valeurs multiples aujourd'hui largement reconnues. Face à la sensibilité grandissante des organisations gouvernementales, régionales et du public aux effets néfastes, directs ou indirects, de la régression, voire dans certains cas de la disparition des zones humides, l'inventaire, la délimitation, mais aussi la caractérisation et le suivi de ces milieux sont devenus une priorité. Si leur délimitation est aujourd'hui opérationnelle, l'évaluation de leurs fonctions n'a été opérée que sur des sites de quelques hectares, alors qu'il est nécessaire d'évaluer l'état fonctionnel des zones humides sur des territoires plus étendus pour les gérer. Les objectifs de cette thèse sont de développer une méthode permettant de spatialiser les fonctions des zones humides à l'échelle de territoires d'une centaine de Km² au minimum, d'évaluer des données de télédétection optiques à très haute résolution spatiale afin de produire des indicateurs de l'état fonctionnel des zones humides, et d'évaluer l'impact de changements d'occupation des sols sur ces fonctions. Pour cela, la démarche FAP a été adaptée et appliquée sur deux sites de 130 et 650 km² localisés en Bretagne et en Dordogne. Après avoir délimités et caractérisés les zones humides à partir de données de télédétection, des indicateurs spatialisés dérivés de ces données ont été utilisés pour évaluer des fonctions hydrologiques, biogéochimiques et écologiques. L'évolution de ces fonctions a ensuite été simulée selon différents scénarios de changements d'occupation des sols. Les résultats montrent l'intérêt des données de télédétection, en particulier LiDAR, pour caractériser avec précision la micro-topographie, le réseau hydrographique et la végétation des zones humides. Ces données permettent de cartographier le potentiel fonctionnel des zones humides à différentes échelles allant de la parcelle à l'ensemble du site, et ce pour différentes fonctions. La simulation des changements d'occupation des sols à l'horizon 2030 et l'évaluation de ceux-ci sur les fonctions des zones humides peuvent constituer un outil d'aide à la gestion de ces milieux.

Les zones humides, à l’interface entre terre et eau, sont des milieux riches et diversifiés, aux fonctions et valeurs multiples aujourd’hui largement reconnues. Face à la sensibilité grandissante des organisations gouvernementales, régionales et du public aux effets néfastes, directs ou indirects, de la régression, voire dans certains cas de la disparition des zones humides, l’inventaire, la délimitation, mais aussi la caractérisation et le suivi de ces milieux sont devenus une priorité. Si leur délimitation est aujourd’hui opérationnelle, l’évaluation de leurs fonctions n’a été opérée que sur des sites de quelques hectares, alors qu’il est nécessaire d’évaluer l’état fonctionnel des zones humides sur des territoires plus étendus pour les gérer. Les objectifs de cette thèse sont de développer une méthode permettant de spatialiser les fonctions des zones humides à l’échelle de territoires d’une centaine de Km² au minimum, d’évaluer des données de télédétection optiques à très haute résolution spatiale afin de produire des indicateurs de l’état fonctionnel des zones humides, et d’évaluer l’impact de changements d’occupation des sols sur ces fonctions. Pour cela, la démarche FAP a été adaptée et appliquée sur deux sites de 130 et 650 km² localisés en Bretagne et en Dordogne. Après avoir délimités et caractérisés les zones humides à partir de données de télédétection, des indicateurs spatialisés dérivés de ces données ont été utilisés pour évaluer des fonctions hydrologiques, biogéochimiques et écologiques. L’évolution de ces fonctions a ensuite été simulée selon différents scénarios de changements d’occupation des sols. Les résultats montrent l’intérêt des données de télédétection, en particulier LiDAR, pour caractériser avec précision la micro-topographie, le réseau hydrographique et la végétation des zones humides. Ces données permettent de cartographier le potentiel fonctionnel des zones humides à différentes échelles allant de la parcelle à l’ensemble du site, et ce pour différentes fonctions. La simulation des changements d’occupation des sols à l’horizon 2030 et l’évaluation de ceux-ci sur les fonctions des zones humides peuvent constituer un outil d’aide à la gestion de ces milieux. / Interfacing between land and water systems, wetlands perform multiple functions and values that are now widely recognized. Inventory, delineation, but also characterization and monitoring of wetlands are now a priority to address the regression and in some cases the loss of these ecosystems. While wetland delineation is widely performed, the assessment of their functions has been only made on small sites of several hectares, whereas it is necessary to evaluate wetland functional status on larger areas to manage them. The objectives of this thesis are to develop a method to map wetland functions on areas greater than a hundred square kilometers, evaluate optical remote sensing data with very high spatial resolution to produce indicators of functional status of wetlands, and assess the impact of land use change on these functions. For this, the FAP approach has been adapted and applied to two sites located in Brittany and Dordogne. Once having defined and characterized wetlands from remotely sensed data, the spatial indicators derived from these data were used to evaluate hydrological, biogeochemical and ecological wetland functions. The evolution of these functions was then simulated under different scenarios of land use changes. The results show the usefulness of remotely sensed data, especially LiDAR data, to accurately characterize the micro-topography, drainage network and vegetation of wetlands. The functional potential of wetlands can therefore be mapped at different scales from the plot to the whole site for various functions. The simulation of land-use changes for the period 2000–2030 and the evaluation of their impact on wetland functions can be a tool for managing these environments

Cette thèse constitue une contribution à l'élaboration d'un nouveau système de conception de circuits intégrés, nautile. Elle comporte une étude des différents systèmes existants et a partir de leur synthèse établit la définition d'un nouveau système. Celui-ci doit réaliser un environnement complet de conception de circuits v.l.s.i. Permettant d'être facilement interfaçables avec différents systèmes déjà existants, d'être indépendant de la technologie et de gérer différentes représentations (dessin des masques, schéma électrique, schéma logique) d'un même circuit en assurant la cohérence entre elles. Enfin cette thèse donne une description du prototype réalisé du système nautile, consistant en une structure de donnée orientée objet, en les primitives de gestion de la structure, ainsi qu'en un certain nombre d'outils (routeurs, générateurs divers) ayant ete mis en œuvre

Cette thèse porte sur la construction d'un environnement pour développer des librairies de calcul formel certifié. Nous présentons d'abord les espèces, structures servant à décrire des spécifications par héritage multiple, raffinement et paramétrisation. Les collections, construites par encapsulation d'espèces constituent la librairie utilisateur. Nous définissons également les analyses statiques garantissant la correction d'une définition d'espèce. Ensuite, nous étudions la compilation des espèces et collections vers le langage d'exécution OCAML, en utilisant les objets et modules OCAML. Puis nous détaillons la traduction dans le langage de preuves COQ, la liaison retardée étant traduite par des lambda-abstractions. Nous montrons ensuite comment utiliser cette technique pour optimiser les exécutables OCAML. Enfin, nous prouvons que les analyses faites par le compilateur ainsi que les techniques de traduction sont conforme à la formalisation des espèces faites auparavant en COQ.

Ce travail de thèse propose d'utiliser Fanalyse fonctionnelle dans le processus de conception des structures de convertisseurs statiques. L'analyse fonctionnelle permet d'obtenir un niveau de raisonnement relativement détaché d'une technologie de réalisation. Ainsi, elle permet de guider le concepteur vers l'obtention de plusieurs structures à partir d'un même cahier des charges. L'approche présentée ici est restreinte aux convertisseurs statiques mais peut être étendue aux entraînements électriques. Un modèle est proposé pour représenter les fonctions et les agencer sous forme de graphes fonctionnels. En complément, une analyse de cohérence de ces derniers a été élaborée afin d'aider le concepteur tout au long de sa démarche de conception, en lui signalant des problèmes éventuels de construction des graphes et en lui proposant même parfois des éléments de solution. A partir de là, nous avons mis en œuvre un prototype informatique afin de valider tous ces concepts. Cet outil ne réalise que la vérification de la cohérence et laisse à la charge du concepteur le choix des fonctions et le passage fonction-structure.

Les modèles de membranes en grandes déformations sont utilisés dans diverses applications mécaniques telles que la biomécanique ou la mise en forme de corps creux plastiques. Le présent travail s'intéresse à la modélisation du gonflement de ces structures. Notre attention s'est tout d'abord portée sur la construction de lois de comportements prenant en compte l'anisotropie induite par la présence de fibres dans un matériaux hyperélastique. Cette approche conduit à une formulation isotrope transverse du comportement en terme d'invariants tensoriels. Une loi de comportement de ce type a été introduite dans un outil de simulation du procédé de thermoformage. D'autre part, nous avons développé un code de calcul élément fini spécifiquement dédié au soufflage des membranes en grandes déformations statiques. Une stratégie orientée objet exploitant pleinement les spécificité du Fortran 90 a été mise en place. Les éléments classiques de membrane y ont tout d'abord été implanté et validés. L'utilisation de ces éléments conduit à des problèmes de discrétisation dans les zones où la courbure de la géométrie déformée devient importante. Pour remédier à ces difficultés, un nouvel élément assurant lla continuité des tangentes à la membrane a été développé. Celui-ci améliore sensiblement les résultats. De plus l'apparition d'instabilités dans certains problèmes de soufflage a motivé la mise en œuvre d'un algorithme de détection des points singuliers et d'exploration des branches d'équilibre secondaires. Pour divers exemples, les branches d'équilibre axisymétriques sont retrouvées et des bifurcations non-axisymétriques sont mises en évidence. Finalement, un montage expérimental de soufflage de membranes cylindriques élastomères a été réalisé pour reproduire les états de déformation biaxiaux. Les premiers résultats sont encourageants. Le couplage de ces expériences et des méthodes numériques développées permettront dans un avenir proche la caractérisation des matériaux en grandes transformations élastiques.