Le problème de choix de produits du bâtiment occupe une place importante dans un processus<br />de conception architecturale. Les moteurs de recherche de produits existants sur le Web<br />proposent les modes d'accès, qui, en général, s'appuient sur l'utilisation du texte. Ces modes<br />d'accès sont mal adaptés aux besoins d'informations des architectes qui sont souvent vagues<br />au départ, et ne sont jamais clairement et complètement énonçables en mots. C'est pourquoi,<br />nous proposons l'image comme un nouveau support à la recherche de produits. Nous<br />présentons une méthode appliquée à la recherche interactive de produits ainsi que la<br />construction de la base d'images utilisées pour cette recherche. Par conséquent, deux<br />applications ont été réalisées à partir de cette méthode : 1) un robot logiciel destiné à extraire<br />et indexer les images de produits à partir du Web, 2) un outil recherche interactive de produits<br />par l'image. L'évaluation de ces outils permet de proposer des améliorations de l'approche.

Cette thèse porte sur le rapport qu'entretient la démarche architecturale avec le matériau de construction et ses techniques de mise en œuvre. L'architecture envisagée comme un "art de bâtir" est questionnée à la lumière des avancées récentes de la recherche sur les processus de conception innovante. Le corpus de la thèse, constitué d'entretiens avec des architectes et des industriels, est soumis à une analyse qui aborde les thématiques où s'opère la "matérialisation" de l'œuvre: la conceptualisation, l'expérimentation, l'organisation du protocole et le prototype. Le recours à la modélisation des différentes démarches identifiées rend possible la confrontation de l'expérimentation sur les matériaux dans la démarche d'architecture, aux processus d'innovation répertoriés dans la production manufacturière. Les activités de conception sont représentées par leur capacité à mettre en relation les quatre espaces cognitifs sollicités par le projet : problèmes , concepts, représentations et connaissances.

Le secteur de l'Architecture Et de la Construction (AEC), fait intervenir de nombreux métiers et domaines de connaissance dan la conception avancée des bâtiments. Chacun de ces métiers a évolué de manière indépendante, avec sa terminologie, sa technologie et ses moyens spécifiques de communiquer et d'échanger l'information. Cette fragmentation souvent source de richesse et de diversité cause néanmoins des problèmes de pertes d'information et de difficultés de communication entres les acteurs en phase de conception avancée. Ie passage d'un tel cadre de travail linéaire et fragmenté à un cadre de travail coopératif est de nos jours une nécessite. <br />Notre objectif est de ramener les acteurs du cycle de vie du bâtiment autour d'un modèle de processus de conception commun et partagé. Chaque intervenant pourra être représenté par rapport au point de vue qu'il porte sur le bâtiment (chaque acteur a un point de vue spécifique à sa filière métier). Les modèles existants destinés à cet effet représentent le bâtiment comme un ensemble d'objets évoluant dans un processus de conception. Il s'agit d'une représentation réductrice de la réalité de la conception du bâtiment qui est beaucoup plus complexe.<br />Aller au-delà du fractionnement dans le processus de conception de bâtiments, signifie aller au-delà des approches de modélisation traditionnelles, et des représentations classiques du cycle de vie du bâtiment. La présente thèse propose une nouvelle approche de modélisation considérant le produit bâtiment par rapport aux points de vues des acteurs de sa conception. Cette approche permet de générer des modèles conceptuels commun et partageables sans pour autant contraindre les acteurs

Le présent mémoire de thèse propose de nouvelles méthodes de simulation pour la prédiction du comportement dynamique des bâtiments sous séisme. En s'appuyant sur la similitude architecturale des étages d'un immeuble, une méthode d'homogénéisation des milieux à périodicité unidirectionnelle est élaborée afin de réduire son modèle structural tridimensionnel à un modèle simplifié (poutre équivalente). La structure simplifiée est ensuite étudiée en interaction avec le sol. La dispersion significative observée sur les propriétés du sol est introduite sous la forme d'une matrice d'impédance aléatoire construite à l'aide du maximum d'entropie. L'ensemble est soumis à un signal sismique naturel et la réponse dynamique est calculée dans le domaine linéaire (cas déterministe et stochastique) et dans le domaine non-linéaire (décollement de fondation). Dans le cas non-linéaire, une sous structuration de type Craig-Bampton permet de déterminer la réponse de la structure par analyse modale / This PhD thesis presents new numerical methods of simulation dedicated to the prediction of the dynamic response of buildings under seismic loads. Assuming the architectural similarity of stories of a building, a homogenization method for media with one-dimensional periodicity is created in order to reduce its three-dimensional structural modeling to a homogeneous beam model. The simplified structure is then studied by taking into account soil-structure interaction represented by an impedance matrix. The usually significant uncertainties of soil properties are taken into account by using random matrices whose probability density function is built by using the maximal entropy principle. The dynamic response of the structure is then obtained under seismic loading in linear case and in nonlinear case when the uplifting of the foundation is taken into account. A modal analysis of the structure is possible even in the non-linear case by using a Craig-Bampton sub-structuration

La France s’est engagée à diviser par quatre ses émissions de gaz à effet de serre entre 1990 et 2050. Cela impose une réduction considérable de la consommation d’énergie des bâtiments. En particulier, il faut réaliser des travaux de rénovation énergétique dans 500 000 logements par an. Actuellement, les rénovations sont réalisées de manière artisanale. La plupart des travaux sont effectués manuellement sur chantier avec une qualité de la mise en œuvre souvent insuffisante. Les délais sont rarement respectés et les coûts dérivent au cours du projet. Pour résoudre ces problèmes, ce travail de recherche propose d’industrialiser la rénovation. D’un point de vue technique, l’industrialisation consiste à concevoir et mettre en œuvre des solutions constructives qui s’adaptent à chaque bâtiment et assurent la maîtrise de la qualité. D’un point de vue organisationnel, elle vise à définir un processus de rénovation complet ainsi que les acteurs, outils et méthodes associés. Cette thèse présente à la fois le produit (système constructif) et le processus d’industrialisation. Le système constructif est basé sur des panneaux multifonctionnels de grandes dimensions qui sont préfabriqués en usine et fixés sur les façades extérieures des bâtiments. Il réduit fortement le temps de mise en œuvre sur chantier, mais il impose de connaître précisément la géométrie des façades existantes. Pour cela, une technique de relevé tridimensionnel sans contact peut être utilisée pour créer rapidement une maquette numérique des bâtiments existants. Celle-ci servira pour les études énergétiques, structurelles, et architecturales et pour la configuration. Ensuite, un configurateur est proposé pour aider l’utilisateur à choisir les options des panneaux et réaliser leur calepinage (choix de leurs dimensions et positionnement sur les façades). Il permet d’éditer la gamme de montage des panneaux et un devis précis. D’autre part, un outil d’estimation est proposé pour établir les devis et planning initiaux d’après les études préliminaires. Cet outil sera alimenté par le retour d’expérience du configurateur. Enfin, un outil d’optimisation est présenté pour planifier le chantier en fonction du plan de charge des fabricants de panneaux et des ressources nécessaires pour la mise en œuvre. La fonction objectif peut comporter plusieurs critères, dont la minimisation de la durée du chantier, des stocks et de la durée de location des engins de levage. / Divide by four its greenhouse gas emissions between 1990 and 2050 is one of the France’s commitments. A significant reduction in the energy consumption of buildings is therefore required. In particular, 500,000 dwellings per year must be energetically renovated. Currently, renovations are carried out with traditional methods. Most of the work is done manually on-site, often with a poor implementation quality. The deadlines are rarely met and the costs deviate during the project. To solve these problems, this research work puts forward to industrialize the renovation. From a technical point of view, industrialization consists in designing and implementing constructive solutions, which suit each building and ensure quality control. From an organizational point of view, it consists in defining a complete renovation process as well as the associated actors, tools and methods. This thesis presents both the product (construction system) and the industrialisation process. The construction system is based on large multifunctional panels that are prefabricated and fixed outside the buildings’ façades. It greatly reduces the on-site implementation time. However, a precise geometry of the existing façades is needed. To do so, a three-dimensional remote survey can be used to create quickly the building information modelling of the existing buildings. This one will be used for the energetic, structural and architectural studies and for the configuration. Then, a configurator is proposed to assist the user to choose the panel options and to make their layout plan (determination of their dimensions and position on the façades). It edits the panels’ assembly plan and an accurate quotation. Besides, an estimation tool is proposed to provide the initial estimate and work schedule based on the preliminary studies. This tool will be supplied with the configurator’s feedback. Finally, an optimization tool is presented to plan the renovation works according to the workload schedule of the panel’s manufacturers and the implementation resources. The objective function can have several criteria, including the minimization of the works duration, the stock and the duration of the lifting equipments rental.

Les matériaux et minéraux argileux, abondent au Gabon. Les travaux pionniers révèlent la présence d’argiles rouges dans la série barrémienne de l’Agoula et d’argiles rouges à violettes dans la série néocomienne de Ndombo. Les argiles constituent une ressource précieuse et abondante qui a été largement valorisée tant en constructions traditionnelles de terre crue qu'en terre cuite en divers endroits du pays. Les présentes recherches sont initiées pour inventorier les ressources en différentes argiles facilement accessibles au Gabon, et dédiées à sélectionner des gisements à potentiel applicatif, selon la nature des argiles. Ce travail a été réalisé dans les régions de Libreville et de Tchibanga. Les échantillons prélevés font l’objet d’analyses macroscopique, microscopique, chimique, structurale et superficielle. Des essais de formulation font l’objet d’applications dans les domaines des briques, tuiles et celui des réfractaires. La croissance démographique de la République Gabonaise engendre une demande importante en divers matériaux locaux qui satisfassent les besoins de la vie courante. L’accent est mis sur les applications relatives aux terres cuites : briques, tuiles et carreaux. Des zones d'intérêt à potentiel économique sont identifiées. Les argiles de la région de Libreville, riches en kaolinites et illite sont intéressantes pour des applications en terre cuite. La caractérisation des propriétés minéralogiques des roches argileuses, est réalisée dans le but d'identifier les usages industriels les plus intéressants. Les caractérisations et les tests d’applications, identifient des matières premières pour la construction, la céramique, mais aussi dans bien d'autres domaines comme la pharmacologie (galénique), la papeterie, la cosmétique, l’agro-alimentaire, le caoutchouc, la peinture, le génie civil, le génie de l’environnement. Comme dans tous les pays d’Afrique Centrale, le développement durable passe inéluctablement par une maîtrise des ressources locales. La caractérisation fine des argiles du crétacé de Libreville est réalisée par : diffraction des rayons X, spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier, microscopie électronique à balayage, détermination de la capacité d’échange cationique, granulométrie, analyses chimiques, indice de plasticité, test de céramique. Selon la diffraction des rayons X, ces argiles sont à kaolinite, et/ou illite et montmorillonite, quartz, ± muscovite, ± microcline, ± hématite, ± rutile, ± anatase. L’observation en Microscopie Electronique à Balayage et le traitement à l’Ethylène Glycol ou chauffé à 550°C analysé en DRX confirme la présence prépondérante de ces minéraux / Materials and clayey minerals abound in the Gabon. The pioneers works reveal the presence of red clays in the barrémian series of Agoula and red clays with violets in the neocomian series of Ndombo. Clays constitute a precious and plentiful resource which was widely beneficiated as well in traditional constructions of green clays as in terra-cotta in diverse places of the country. The present researches aim at inventorying the resources in various clays easily accessible in Gabon, and in the study of selection of deposits with application potential, according to the nature of clays. This work is carried on in the regions of Libreville and Tchibanga. The collected samples are the object of macroscopic, microscopic (tiny), chemical, structural and superficial analyses. Trials of formulation are the object of applications in the domains of bricks, tiles and refractories. The population growth of the Gabonese Republic generates a demand in diverse local materials satisfying the needs for the current life. The emphasis is put on the applications concerning terra-cottas: bricks, roof tiles and floor tiles. Zones of interest with economic potential are identified. Clays of the region of Libreville, rich in kaolinites and illite are interesting for applications in terra-cotta. The characterization of the mineralogical properties of the clayey rocks is realized with the aim of identifying the most interesting industrial uses. Characterizations and tests of applications, identify raw materials for the construction, the ceramic, but also in many other domains as pharmacology (galenic), paper industry, cosmetics, food-processing industry, rubber, paint, civil engineering and environment engineering. As in all the countries of Central Africa, the sustainable development passes inevitably by a control of the local resources. The fine characterization of clays of the Cretaceous of Libreville is realized by: X-ray Diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electronic microscopy, determination of the cation exchange capacity, particle size analysis, chemical analyses, plasticity index, ceramic tests. According to the X-ray diffraction, these clays are mixtures of kaolinite, and/or illite and montmorillonite, quartz, ± muscovite, ± microcline, ± hematite, ± rutile ± anatase. The observation in Scanning Electron Microscopy and the treatment with Ethylène Glycol or heating at 550°C in XRD confirms the dominating presence of these minerals

L’analyse de la performance énergétique des bâtiments neufs repose massivement sur des outils logiciels de simulation. La valeur ajoutée de ces derniers est indéniable : ils permettent d’optimiser la conception en facilitant l’évaluation des performances énergétiques du bâtiment durant la phase de conception. Leur impact est cependant limité par plusieurs obstacles, dont les principaux sont le niveau d’expertise requis pour leur utilisation et l’absence de connexion aux outils de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Ce dernier point devient particulièrement critique au moment où l’utilisation de la maquette numérique BIM (Building Information Model) se généralise et où les modèles issus d’outils de CAO sont de plus en plus riches.Cette thèse repose sur cette observation et propose, afin de profiter pleinement du potentiel du BIM et des outils en lien, de contribuer à l’émergence d’approches permettant une transformation fiable et transparente des informations du bâtiment numérique BIM vers les fichiers d'entrée des environnements de simulation. Cela se traduirait par des avantages significatifs, tant sur le rapport coût-efficacité (l’analyse est effectuée plus efficacement), qu’au niveau de la fiabilité (les modèles de simulation sont conformes aux modèles de conception). Toutefois, pour mettre en œuvre de telles approches, plusieurs obstacles doivent être pris en compte : le premier est la nécessité de disposer d’un langage normalisé commun pour le BIM, le deuxième est la définition de mécanismes méthodologiques efficaces et normalisés afin d’enrichir le BIM pour la simulation, le troisième est la mise à disposition d'outils logiciels fiables pour la transformation automatisée du BIM vers les modèles de simulation thermique.Le premier obstacle est en passe d’être levé grâce aux standards issus du consortium international buildingSMART, en particulier les « Industry Foundation Classes » (IFC) qui sont désormais largement reconnus comme un format d'échange standard du BIM dans le domaine de la construction. Le deuxième verrou reste actuel : l’IFC, même dans sa dernière version IFC4, laisse entier de nombreux problèmes de formulation de concepts propres aux domaines métiers, en particulier celui de la simulation énergétique. Cependant, des environnements méthodologiques ont vu le jour permettant d’étendre et d’enrichir de façon structurée les formats de données BIM. C’est par exemple le cas de l’IDM (Information Delivery Manual) et du MVD (Model View Définition) de buildingSMART, pour les IFC.L’objectif de nos travaux est triple. En premier lieu, il s’agit de mettre en œuvre et évaluer l’environnement IDM/ MVD de buildingSMART pour l’interconnexion entre le BIM (format IFC) et la simulation énergétique. Cette étude nous a amenés à proposer un modèle pivot (BSM pour « Building Simulation Model ») basé sur une analogie avec les approches prônées par l’ingénierie dirigée par les modèles. Nous avons également développé un outil logiciel, qui inclut une base de règles de mapping, afin d’automatiser la traduction de l’information entre le modèle IFC et le modèle de simulation. Cette approche a été évaluée sur la base de l’outil COMETH (moteur de simulation de la régulation thermique française RT2012) mais elle est généralisable. / Energy performance analysis of new buildings strongly relies on simulation tools. They optimize the design by facilitating building performance analysis during the design phase. However, there are several limitations, among which one of the main is the lack of reliable connections between Computer Aided Design (CAD) and simulation tools. This is particularly critical at a time when the concept of Building Information Model (BIM) is widely applied and the CAD models are becoming richer.This thesis proposes to take advantage of the potential of BIM in order to contribute to emerging approaches for a reliable and seamless interconnection between building information models and simulation environment input files. This would result into significant benefits, both from the cost-effectiveness (analysis is performed more effectively) and the reliability (simulation models strictly comply with design models) points of view. However, to implement such approaches, several barriers have to be considered. The first is the need for a common, standardized BIM language. The second is the definition of adequate and standardized extension mechanisms, to customize BIM for simulation-specific purposes. The third is the provision of software tools, for effective and reliable BIM to simulation models transformation.The first barrier is likely to be overcome through the advent of the buildingSMART Industry Foundation Classes (IFC), which is widely recognized as a standard BIM exchange format in the construction industry. However, with respect to the second barrier, the IFC remains a wide-purpose modelling language and as such, fails to address many domain-specific issues, like e.g. energy simulation. This limitation has been acknowledged by buildingSMART, who have delivered novel methodological tools to allow for domain-specific customization of IFC. The main one is called the Information Delivery Manual (IDM). The aim of our work is the implementation and evaluation the BuildingSMART framework IDM/MVD to interconnect BIM (IFC) and energy simulation. This study led us to propose a pivotal model (BSM for « Building Simulation Model») based on an analogy with model driven engineering approaches. We also have developed a software prototype, which includes a set of mapping rules that automates the translation process between the IFC model and the simulation tool. In the scope of this study, we targeted the COMETH simulation tool (a simulation engine based on the French thermal regulation RT2012) but our results can easily be extended to additional tools.

Les maisons à ossature bois sont des structures particulièrement sensibles aux flux d'air et d'humidité. Des études récentes ont montré que de telles sollicitations peuvent dégrader la qualité et la durabilité d'un bâtiment. Après avoir décrit la physique des transferts couplés d'énergie et de masse, nous présentons le support expérimental de cette étude : une maison à ossature bois, de dimensions représentatives d'une construction réelle, qui a été construite sur une plate-forme d'exposition en extérieur. Cette cellule expérimentale a été instrumentée afin d'étudier le comportement hygrothermique des parois et de la pièce principale. Les données météorologiques sont relevées sur le site même. Plusieurs configurations ont été étudiées dans le cadre de ces travaux : parois avec et sans pare-vapeur ; climat interne avec ou sans chauffage, humidification ou ventilation. Des mesures de perméabilité à l'air de la cellule ont également été effectuées. Enfin, une campagne de détermination des caractéristiques des matériaux employés a été lancée. En parallèle de cette expérimentation, un modèle numérique de la cellule a été développé, basé sur le modèle existant HAM-tools. Le modèle est utilisé sur plusieurs séquences expérimentales. L'étude de la validité du modèle s'est faite par étapes : d'abord la paroi seule, puis couplée avec la zone, enfin le modèle de bardage. Nous présentons les résultats de la comparaison entre les mesures et les simulations numériques, et discutons de la validité du modèle et des limites imposées par l'expérimentation. Cette étude a notamment permis de mettre en évidence l'effet de sollicitations thermiques sur le comportement hygrique d'une paroi comportant un matériau hygroscopique, et montré la capacité du modèle développé à le décrire.

La qualité de l'air intérieur constitue aujourd'hui une composante majeure de la qualité des ambiances intérieures. Elle constitue toutefois une discipline scientifique à la fois jeune et complexe où le champ de connaissances à explorer reste important. Le mémoire synthétise les travaux développés depuis 15 années au LEPTIAB sur cette thématique. Ils ont pour fil conducteur une approche physique des phénomènes qui déterminent les concentrations en polluants dans les environnements intérieurs : transport par les flux d'air, émissions internes, interactions avec les matériaux, réactivité chimique et systèmes d'épuration. Après une description détaillée des méthodes et modèles utilisés, le document présente les différentes applications traitées à l'occasion de projets de recherche nationaux et internationaux ou de collaborations industrielles : influence des matériaux et de la ventilation sur l'exposition des occupants, modélisation des émissions en COV par les matériaux du bâtiment, caractérisation/modélisation dynamique des systèmes d'épuration, étude des transferts à travers l'enveloppe des bâtiments ...

Cette thèse se place dans un cadre de reconstruction urbaine et propose un corpus algorithmique pour extraire des formes simples sur les Modèles Numériques d'Elévation. Ce type de données décrit le relief d'une zone urbaine par une grille régulière de points à chacun desquels est associée une information de hauteur. Les modèles utilisés reposent sur l'utilisation de processus ponctuels marqués. Il s'agit de variables aléatoires dont les réalisations sont des configurations d'objets géométriques. Ces modèles permettent d'introduire des contraintes sur la forme des objets recherchés dans une image ainsi qu'un terme de régularisation modélisé par des interactions entre les objets. Une énergie peut être associée aux configurations d'objets et la configuration minimisant cette énergie trouvée au moyen d'un recuit-simulé couplé à un échantillonneur de type Monte Carlo par Chaîne de Markov à sauts réversibles (RJMCMC). Nous proposons quatre modèles pour extraire des caricatures de bâtiments à partir de descriptions altimétriques de zones urbaines denses. Chaque modèle est constitué par une forme d'objet, une énergie d'attache aux données et une énergie de régularisation. Les deux premiers modèles permettent d'extraire des formes simples (rectangles) en utilisant une contrainte d'homogénéité pour l'un et une détection des discontinuités pour l'autre. Le troisième modèle modélise les bâtiments par une forme polyhédrique. Le dernier modèle s'intéresse à l'apport d'une coopération entre des objets simples. Les algorithmes obtenus, automatiques, sont évalués sur des données réelles fournies par l'IGN (MNE Laser et optiques de différentes qualités).