Th.--Sci nat.--Montpellier 3. / Bibliogr. p. 425-429.

Th. univ.--Géogr.--Grenoble 1, 1987.

Les systèmes d'aide à la conduite (ADAS) ont pour objectif d'assister le conducteur et en particulier d'améliorer la sécurité routière. Pour cela, différents capteurs sont généralement embarqués dans les véhicules afin, par exemple, d'avertir le conducteur en cas de danger présent sur la route. L'utilisation de capteurs de type caméra est une solution économiquement avantageuse et de nombreux ADAS à base de caméra voient le jour. Malheureusement, les performances de tels systèmes se dégradent en présence de conditions météorologiques défavorables, notamment en présence de brouillard ou de pluie, ce qui obligerait à les désactiver temporairement par crainte de résultats erronés. Hors, c'est précisément dans ces conditions difficiles que le conducteur aurait potentiellement le plus besoin d'être assisté. Une fois les conditions météorologiques détectées et caractérisées par vision embarquée, nous proposons dans cette thèse de restaurer l'image dégradée à la sortie du capteur afin de fournir aux ADAS un signal de meilleure qualité et donc d'étendre la gamme de fonctionnement de ces systèmes. Dans l'état de l'art, il existe plusieurs approches traitant la restauration d'images, parmi lesquelles certaines sont dédiées à nos problématiques de brouillard ou de pluie, et d'autres sont plus générales : débruitage, rehaussement du contraste ou de la couleur, "inpainting"... Nous proposons dans cette thèse de combiner les deux familles d'approches. Dans le cas du brouillard notre contribution est de tirer profit de deux types d'approches (physique et signal) afin de proposer une nouvelle méthode automatique et adaptée au cas d'images routières. Nous avons évalué notre méthode à l'aide de critères ad hoc (courbes ROC, MSE, contraste visibles à 5 %, évaluation sur ADAS) appliqués sur des bases de données d'images de synthèse et réelles. Dans le cas de la pluie, une fois les gouttes présentes sur le pare-brise détectées, nous reconstituons les parties masquées de l'image à l'aide d'une méthode d'"inpainting" fondée sur les équations aux dérivées partielles. Les paramètres de la méthode ont été optimisés sur des images routières. Enfin, nous montrons qu'il est possible grâce à cette approche de construire trois types d'applications : prétraitement, traitement et assistance. Dans chaque famille, nous avons proposé et évalué une application spécifique : détection des panneaux dans le brouillard ; détection de l'espace navigable dans le brouillard ; affichage de l'image restaurée au conducteur. / Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) are designed to assist the driver and in particular to improve road safety. For this purpose, various sensors are typically embedded in vehicles in order, for example, to alert the driver in case of imminent danger on the road. The use of camera type of sensor is a cost-effective solution and many ADAS based on camera are being created. Unfortunately, the performance of such systems decrease drastically in the presence of adverse weather conditions, especially in the presence of fog or rain, which could oblige to turn off the systems temporarily in order to avoid erroneous results. While, it is precisely in these difficult circumstances that the driver would potentially need the most to be assisted. Once the weather conditions detected and characterized by embedded vision, we propose in this thesis to restore the degraded image to provide a better signal to the ADAS and thus extend the operation range of these systems. In the state of the art, there are several approaches dealing with images restoration, some of which are dedicated to our fog and rain problem and others are more general : denoising, contrast or color enhancement, inpainting... We propose in this work to combine the two families of approaches. In the case of fog our contribution is to take advantage of both approaches (physical and signal) to propose a new automatic method adapted to the case of road images. We evaluated our method using ad hoc criteria (ROC curves, visible contrast to 5%, assessment on ADAS) applied to databases of synthetic and real images. In case of rain, once the drops present on the windshield are detected, we reconstruct the hidden parts of the image using a method of inpainting based on partial differential equations. The method parameters have been optimized on road images. Finally, we show that it is possible with this approach to build three types of applications : preprocessing, processing and assistance. In every family, we have proposed and evaluated a specific application : traffic signs detection during foggy weather; detection of free space in fog conditions and display of the restored image to the driver.

Texte remanié de la: Thèse 3& cycle--Géographie--Bordeaux III, 1971. / Contient les résumés en français et en anglais. Bibliogr. p. 273-279.

Thèse--Sciences de la terre--Orléans, 1988. / Résumé en français et en anglais. Bibliogr. p. 181-192.

Mémoire (M.Sc.A.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1984. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Les sols sableux peuvent constituer une réserve potentielle de sols cultivables mais leur mise en valeur entraîne toujours des dégradations de la structure et une baisse du potentiel agricole. Une dégradation très fréquente est l’affaissement des couches labourées sous l’action de la pluie, ou slumping. Notre objectif était d’identifier les mécanismes et les facteurs déterminants du slumping afin de proposer des techniques de prévention. L’étude a été conduite sous pluies naturelles (au champ) et simulées (au laboratoire). Au champ, la cinétique d’évolution des caractéristiques hydriques et physiques du sol a été suivie après un labour à 20 ou à 40 cm de profondeur, dans un sol sableux tropical Thaïlande. Au laboratoire, un sol cultivé modèle a été élaboré dans un cylindre (h et Ø = 20 cm) à partir i) du sol prélevé dans le champ expérimental, ii) de la fraction sable (> 50 μm) extraite de ce même sol. Les sols modèles ont subi des pluies d’intensité variable (de 20 à 120 mm/h) après mise en place sur une table à succion (20 à 90 hPa). Le slumping se produit lorsque deux conditions sont réunies: (1) l’eau doit atteindre un potentiel proche de 0 hPa ce qui réduit la cohésion et aboutit à un équilibre fragile du sol comme décrit par la physique des milieux granulaires; (2) ce potentiel doit être maintenu assez longtemps pour qu’une instabilité se produise et entraine une brusque et importante diminution de la cohésion, donc l’effondrement du matériau. Si la fraction fine (<50 μm) est retirée du sol, aucun effondrement n’est observé, démontrant l’importance de cette fraction limonoargileuse, pourtant minoritaire (<10-15 % en masse), dans l’instabilisation et le slumping. La prévention du slumping et la gestion des sols sableux sont discutées en guise de conclusion. / The sandy soil can serve as a potential reserve for cultivation. However, they are often considered as marginal because prone to have low productivity and problems of structure degradation. One of the degradations is compaction caused by rainfall or irrigation, which is called slumping. Our objective is to identify the processes and factors that affect slumping. The study had been done under natural conditions (field) and simulated conditions (laboratory) respectively. In the field, a tropical sandy soil in Thailand was selected. After 20 cm and 40 cm depth tillage, the dynamic of hydraulic and physical characteristics were measured. In laboratory, a cultivated soil model was build in a cylinder (height and diameter was 20 cm). We used two materials: 1) the original soil from the experiment field site, and 2) the sand fraction (> 50 μm) extracted from this soil. These model soils were submitted to rainfalls with different intensity (20 to 120 mm h-1), combined with different suction (20 to 90 hPa) on a suction table which can support the cylinder. The slumping for soil happens when two conditions were met: 1) the water potential reached a threshold value near 0 hPa. In this value, the soil cohesion decreased and a fragile equilibrium conditions were reached according to granular material theory; 2) the potential value was kept long enough and the cohesion continue decrease until they can no more support the equilibrium, so slumping happens. Surprisingly, in our treatment, when the fine particles (<50 μm) were taken out from the soil, no slumping was observed. This demonstrates the particles of clay and silt are very important to soil stability, even their content were very low as less than 10 percent. The possible ways to prevent slumping and management of sandy soils are also discussed.

La mesure quantitative de la pluie à l'aide du radar météorologique est soumise à la représentation de la distribution granulomètrique des gouttes d'eau à l'intérieur du système précipitant. Or actuellement une hypothèse forte est faite par les systèmes opérationels telle que la granulomètrie est invariante spatio-temporellement et donc caractérisée par un profil vertical de réflectivité et une relation de passage entre réflectivité et intensité de pluie uniques.<br /><br />Dans un premier temps nous avons élaboré un protocole de séparation des types de pluie à l'aide de la mesure du radar volumétrique de Bollène en nous basant sur les travaux antérieurs de Steiner et al.,1995 et Sanchez-Diezma et al. 2000. Ainsi nous avons régionalisé, sur les images radar de chaque pas de temps, deux classes de types de pluie: convectif stratiforme à bande brillante. A partir de cette séparation une application de correction de PVR propre à chaque région à été mise en place ainsi qu'un traitement réflectivité/pluie propre à chaque type de pluie. <br /> <br />Dans un deuxième temps une expérimentation granulomètrique des pluies cévenoles à été développé sur le site d'Alès durant l'automne 2004. Les mesures issues de cette étude ont permis de tester l'optimabilité de plusieurs méthodes de calculs de relations Z-R et également de proposer une relation propre aux cellules convectives en faisant le lien avec les mesures du radar de Bollène.

Ce mémoire étudie les processus de production de la Pluie Efficace dans les modélisations globales (qui considèrent le bassin versant comme une seule entité) de la relation pluie débit à l'aide de la méthode DPFT. S'appuyant sur un ensemble de crues, celle méthode permet d'identifier une Fonction de Transfert moyenne pour le bassin et un jeu de Pluies Efficaces propres à chaque crue. Celles-ci sont ensuite utilisées afin d'optimiser la Fonction de Production. Dans une première étape, nous avons utilisé trois modèles représentant les grandes familles de modèles globaux de Fonction de Production, et nous avons mesuré leurs performances et limitations sur les données de deux bassins versants : le Gardon d'Anduze et le Réal Collobrier. Les résultats obtenus ont montré la nécessité d'introduire des informations complémentaires à celles données par la lame moyenne de Pluie Brute. Dans une deuxième étape, nous avons introduit de façon simplifiée la topographie du bassin et la variabilité spatiale de la pluie à l'aide de la fonction de répartition d'un indice topographique et d'un indice de concentration de la pluie tombée, et sous l'hypothèse que ces deux aspects jouent un rôle de second ordre par rapport à la description fournie par un modèle global. Les résultats obtenus ont permis de proposer des améliorations des modèles pluie-débit globaux, susceptibles d'être utilisés dans un contexte de prévision de crues.

Les précipitations, notamment la pluie, constituent un phénomène naturel qui a un très fort impact socio-économique, surtout lorsqu'elles ont un caractère torrentiel. Pour prendre en compte cet aspect, les systèmes hydrologiques d'alerte et de prévision ont besoin d'une information spatio-temporelle plus détaillée et des prévisions fiables de précipitation à très court terme. Ceci a une importance particulière dans de situations d'urgence (crues éclair, gestion de réseaux d'assainissement urbain, des barrages, etc.). Les champs de nuages et de précipitations demeurent les champs les plus difficiles a simuler pour les actuels modèles de prévision météorologiques. En effet, les échelles spatiotemporelles de ces modèles restent largement supérieures a celles qui sont pertinentes pour les précipitations : les mécanismes des précipitations sont essentiellement parametrisés et les pluies ne sont estimées que sur des échelles relativement grossières. De plus, le temps de mise en route de ces modèles est souvent prohibitif pour des prévisions à court terme. Différentes méthodes statistiques de traitement des images satellites et radar ont été développées pour combler ce déficit de prévision. Ces méthodes prennent en compte un grand nombre d'information à petite échelle, mais elles n'ont pas de base physique, en particulier elles ne prennent pas en compte la dynamique fortement non linéaire des cellules orageuses. Une alternative permettant a priori de dépasser, à l'aide des méthodes multi fractales, les limites des précédentes méthodes a été récemment considérée. Elle est fondée sur les modèles de cascade et prend en compte la hiérarchie des structures ainsi que leurs interactions non linéaires sur une grande gamme d'échelle spatio-temporelles, l'anisotropie entre espace et temps, et causalité. Fondamentalement, les processus de cascade développent des gradients de contenu en eau des plus en plus grands sur des fractions de plus en plus petites de l'espace physique. Ce type de modèles a l'avantage d'avoir un nombre limite de paramètres qui ont une signification physique forte et peuvent être évalues soit théoriquement, soit empiriquement. Dans cette thèse on présente la mise en oeuvre d'une procédure correspondant à cette alternative et son application à l'événement du 8-9 septembre 2002 a Nîmes, en utilisant des données radar fourni par la Direction de la Climatologie de Meteo-France, pour déterminer leurs caractéristiques multi fractales. On présente aussi la mise en oeuvre d'une procédure pour la simulation et prévision de champs de pluie multifractale et l'étude de la loi de perte de prédictibilité attendue.