Dans un marché mondial, de nombreuses sociétés sont passées d’une stratégie d’entreprise centralisée où les produits sont conçus dans un lieu central et fabriqués dans les centres régionaux à une entreprise décentralisée, puis à une organisation répartie sur les régions. Le contexte Industriel de la thèse est GE Renewable Energy – Hydro solutions qui conçoit et fabrique des centrales d’énergie hydraulique. L’organisation GE hydro est dispersée sur 5 régions (Amérique du Nord, Amérique Latine, Europe, Chine et Inde). Chaque région est devenue une partie de cette organisation distribuée où sont conçues et fabriquées des turbines hydrauliques / générateurs. Cependant, de nouveaux défis ont surgis dans ce processus de développement de produits distribués : les besoins spécifiques à un marché, les différentes pratiques de travail, des différentes méthodes de conception, en plus des différences culturelles entre les régions.Afin de rationaliser ces différences, le développement de produits distribués comportait plusieurs objectifs. Par exemple, la standardisation des processus d'ingénierie, le développement des guides de conception commune pour les outils d'ingénierie, l'harmonisation des procédures de qualité et de résolution des problèmes. L’organisation Hydro a confié ces objectifs aux collectifs d'ingénierie virtuels qui sont dispersés dans toutes les régions.Notre recherche vise à étudier et à soutenir les collectifs d'ingénierie virtuels dans la co-création des standards techniques propres à l'entreprise. Les collectifs d'ingénierie virtuels impliquent des concepteurs, des ingénieurs industriels, des techniciens ainsi que les utilisateurs finaux. Ils devaient collaborer à distance afin de co-développer les standards techniques et plus tard de les adopter dans les projets des clients.Les collectifs d'ingénierie virtuels ont été au cœur de notre démarche de standardisation, la thèse a abordé les questions de recherche suivantes :1."Quel processus et plateforme collaboratifs de standardisation pourront permettre aux collectifs d'ingénierie de co-développer leurs standards à distance ?"2."Quelles sont les caractéristiques des différents types de collectifs virtuels qui conviennent respectivement au processus collaboratif de standardisation ?"3."Quel processus opérationnel doit être défini pour faciliter le travail des collectifs d'ingénierie virtuels dans une organisation gérée par projets ?"De la littérature, nous avons défini et différencié les types des collectifs d'ingénierie virtuels en tant que communautés de pratiques ou d'intérêt virtuelles, des équipes virtuelles et des réseaux d'apprentissage. Grâce à des observations et des réflexions autour de la pratique, nous avons développé et testé nos propositions. Les contributions principales de la thèse sont résumées telles que :1.Un modèle de processus collaboratif de standardisation pour co-développer les standards techniques à distance.2.HySPeC - une plateforme collaboratif de standardisation - pour répondre aux différentes exigences du processus collaboratif de standardisation.3.Un modèle dynamique pour caractériser les collectifs virtuels en fonction de leurs phases de développement.4.Un cadre des collectifs virtuels pour sélectionner, différencier et adapter les collectifs virtuels en fonction des objectifs du projet.5.Un processus opérationnel des collectifs virtuels pour faciliter l'adoption et la mise en œuvre des standards d'ingénierie dans les projets.La direction chez GE Hydro a considéré les propositions comme un facteur de succès pour co-développer les standards d'ingénierie à distance. Les différents types des collectifs virtuels peuvent s’adapter au processus de standardisation collaboratif et utiliser intuitivement les fonctionnalités de la plateforme collaborative. L'approche a également fourni un processus opérationnel pour faciliter l'intégration et le travail des collectifs d'ingénierie virtuels au sein de l'organisation hydro. / In a global economy, the conquest of exploring and acquiring new markets has led many companies to expand their business around the globe. Many companies adopted a strategy of shifting from a centralized company where products were designed and manufactured in one region to a decentralized company, and then to a distributed organization over the regions. Our thesis context is GE Renewable Energy – Hydro solutions that designs and manufactures hydraulic power plants. GE hydro organization is scattered over 5 regions (North America, Latin America, Europe, China and India). Each region became part of this distributed organization where they participated in the designing and the manufacturing of the hydraulic turbines/ generators. However, new challenges arose in this distributed product development process: specific market needs, different working practices, various design methods, multitude of design tools in addition to the cultural differences among the regions.In order to rationalize the regional differences, the distributed development of hydraulic turbines and generators entailed several objectives. For example, standardization of engineering processes, development of common design guides for engineering tools, harmonization of quality sheets and troubleshooting procedures. Hydro organization has entrusted these objectives to the virtual engineering collectives who are dispersed in all the regions.Our research aimed at studying and supporting the virtual engineering collectives in the co-creation of corporate engineering standards and guidelines. The virtual engineering collectives involved the designers, industrial engineers, technicians as well as the end-users. They had to remotely collaborate in order to co-develop the engineering standards and later on to adopt them in customer projects.Since the virtual engineering collectives were at the core of our standardization approach, the thesis addressed the following research questions:1- “which collaborative standardization process and platform could enable the engineering collectives to co-develop their standards at distance?”2- “what are the characteristics of the different virtual collectives’ types which suit respectively the collaborative standardization process?”3- “which operational process has to be defined to ease the work of the virtual engineering collectives within a project based management style?”From the literature, we defined and differentiated the virtual engineering collectives’ types as virtual communities of practice and/or interest, virtual teams and networks of learning. Through observations and reflections from the practice, we have developed and tested our propositions. The main thesis’ contributions are summarized as follows:1- The collaborative standardization process to co-develop the engineering standards at distance.2- HySPeC templates – the collaborative standardization platform - to respond to the different requirements of the collaborative standardization process.3- The virtual collectives’ dynamics (VCD) model to characterize the virtual collectives in function of their development phases.4- The virtual collectives’ framework (VCF) to select, differentiate and fit the virtual collectives in function of the project’s objectives.5- The virtual collectives’ operational process to facilitate the adoption and the implementation of the engineering standards in the customers’ projects.The top management at GE Hydro found the proposed collaborative standardization approach able to co-develop the engineering standards at distance. The different virtual collectives’ types can fit and adapt to the collaborative standardization process and intuitively use the collaborative platform’ functionalities. The approach also provided an operational process to facilitate the integration and the work of the virtual engineering collectives within the distributed hydro organization.

Le dragage des ports français génère chaque année entre 25 et 40 millions de tonnes de matériaux non contaminés qui sont clapés en mer. Il existe, de plus, un stock important de sédiments contaminés (10 millions de tonnes environ) qui n’ont pas été dragués, du fait de la réglementation interdisant un rejet en mer lorsque les niveaux de contamination dépassent les seuils définis par l’arrêté du 14 juin 2000. En outre, ce stock de sédiment, qui devra impérativement être dragué dans les dix ans à venir, est quasiment orphelin de filières de traitement et de valorisation adaptées. L’urgence de mettre en place des solutions (filières), respectueuses des fondements du développement durable, a engendré de nombreux programmes de recherche. Le programme SEDiGEST (Gestion des Sédiments de dragages des ports) envisage notamment un scénario de remblaiement des cavités terrestres par des sédiments traités. Cette Thèse de Doctorat, menée dans le cadre de ce programme, contribue à l’amélioration de la compréhension du comportement géo-physico-chimique d’un sédiment marin stabilisé aux liants hydrauliques (chaux + ciment). Pour répondre à cet objectif la démarche expérimentale a été conduite en trois étapes : tout d’abord la caractérisation du solide, puis l’évaluation de la mobilité potentielle des polluants inorganiques et enfin, la modélisation du comportement à la lixiviation. La synthèse des résultats a montré que les polluants inorganiques cibles de la matrice d’étude (cuivre, plomb et zinc) étaient majoritairement associés aux carbonates, aux sulfures/sulfates, aux (oxy)hydroxydes, et/ou à la matière organique. L’étude comparative de la matrice étudiée à trois stades « d’évolution » (avant et après traitement et vieilli artificiellement) a permis de mettre en évidence que le procédé de stabilisation aux liants hydrauliques n’était pas une solution pérenne. En effet, le sédiment traité présente un risque de pollution à plus ou moins long terme, notamment par relargage de plomb et de cuivre, en cas de carbonatation de la matrice sédimentaire. En particulier, la réversibilité du procédé de stabilisation/solidification induit par la réactivité des phases cimentaires avec le CO2 atmosphérique, peut également conduire à une mobilisation des polluants à long terme. / The dredging of French ports generates each year between 25 to 40 million tons of uncontaminated materials which are piled onto sea. Moreover, an important stock of contaminated sediments (about 10 million tons), which has to been dredged, exists. Indeed, the decree of June 14th, 2000 prohibits disposal to sea when levels of contamination exceed regulations. This important stock of sediment, which must be imperatively dredged within 10 years, is almost orphan of adapted treatment and valorization. In this context many research program appear to propose and to develop solutions. The SEDiGEST program (Management of the dredging sediments of ports) intends a scenario of filling terrestrial cavities with treated sediments. This Ph.D. thesis, carried out within the framework of this program, contributes to the improvement in understanding the geo-physico-chemical behavior of marine sediment stabilized with hydraulic binders (cement + lime). In this objective, the experimental approach was conducted in three steps. Firstly, a characterization of the solid was realized. An evaluation of the potential mobility of inorganic pollutants have was then determined. Finally, a modeling of the behavior towards leaching was operated. Data shown that target's inorganic pollutants of the matrix of study (copper, lead and zinc) were mainly associated with carbonates, sulfides/sulfates, (oxy)hydroxides, and/or with organic matter. Comparative study of the matrix at three levels “of evolution” (before and after treatment and artificially aged) highlights the reversibility of the stabilization by hydraulic binders. Indeed, treated sediment presents a pollution risk to less or more long term, leaching of copper and lead, during carbonation.

L’érosion est un phénomène d’arrachage et de transport de particules solides par des efforts hydrauliques au sein des ouvrages hydrauliques. Cette pathologie très représentée dans les ouvrages en terre peut conduire à la rupture, aussi, la comprendre et la maîtriser constituent des enjeux sociétaux et industriels très forts. L’érodabilité des matériaux se caractérise au travers notamment d’un essai dit d’érosion de conduit et sa modélisation numérique constitue le pivot de ce travail de thèse. Le phénomène d’érosion est un problème couplé entre le fluide et le solide et nous utiliserons deux codes construits sur des approches particulaires pour aborder le problème : ASPHODEL (ANDRITZLMFA) pour la partie fluide (méthode SPH-ALE Smoothed Particle Hydrodynamics – Arbitrary Lagrangian Eulerian) et YADE (L3S-R) pour la fraction solide (méthode DEM Discrete Element Method). Alors que YADE a été largement utilisé pour modéliser des problèmes géotechniques, ASPHODEL n’a pas encore été évalué dans un tel contexte. Ce travail constituera alors une étude de faisabilité pour l’utilisation d’ASPHODEL dans un contexte du génie civil et donnera les conditions pour espérer obtenir des résultats quantitatifs pour les phénomènes étudiés. Dans un deuxième temps, le couplage entre les deux codes sera construit dans le but d’étudier les phénomènes d’arrachage de particules le long de conduits formés à travers des matériaux granulaires cohérents. La validation du code ASPHODEL à l’échelle de la particule a été effectuée par l’étude de l’écoulement visqueux autour d’un objet 2D (cylindre) fixe et isolé de section circulaire mais aussi carrée ou triangulaire. Les forces de trainée, de portance, le coefficient de pression autour du cylindre et le nombre de Strouhal sont comparés à des résultats issus de la littérature pour différents Reynolds en régime laminaire. La validation du code ASPHODEL à l’échelle de l’échantillon a consisté à étudier un écoulement fluide entre des parois lisses ainsi que des parois constituées de particules solides fixes créant une rugosité. Le coefficient de frottement a été systématiquement calculé et comparé aux résultats issus de la littérature et le torseur fluide sur chaque particule solide des parois a été aussi évalué. Enfin, le couplage partitionné entre les deux codes fluide et solide a été construit et validé qualitativement pour le problème de la sédimentation sous gravité d’un grain solide rigide dans un fluide visqueux. / Erosion is a phenomenon related to the detachment and transport of solid particles by hydraulic efforts in hydraulic structures. This pathology which is common in earth structures can lead to their failure, therefore, the understanding and the prediction of this risk is of paramount importance. Soil erodibility is in many cases characterized through the hole erosion test and its numerical modeling is the pivot point of this thesis. The phenomenon of erosion is a coupled problem between the fluid and solid, and two particle based codes are chosen to address this problem : ASPHODEL (ANDRITZ - LMFA) for the fluid phase (method SPH – ALE Smoothed Particle Hydrodynamics - Arbitrary Lagrangian Eulerian) and YADE (L3S -R) for the solid phase (method DEM Discrete Element method). While YADE has widely been used to model geotechnical problems, ASPHODEL has not been evaluated in this context. This work will constitute a feasibility study for the use of ASPHODEL and its ability to obtain quantitative results for the studied phenomena is addressed. Furthermore, the coupling between the two codes will be carried out in order to study the phenomena of particles detachment along conducts which walls are made with cohesive granular materials. To validate the code ASPHODEL at the particle scale, a study of the viscous flow around a 2D fixed object (cylinder) with different sections (circular, triangular and square) is performed. The drag force, the lift force, the pressure coefficient around the cylinder and the Strouhal number are compared to results obtained from the literature for different Reynolds in the laminar regime. In addition, the coefficient of friction is systematically calculated and also compared with results taken from the literature. The fluid forces on each solid particle are also evaluated. Finally, the partitioned coupling between the solid and fluid codes is developed and qualitatively validated with the problem of sedimentation under gravity of a rigid solid grain in a viscous fluid.

Le propos traite de l’aquosité urbaine à Alger. Les recherches dans ce champ sont faibles. On a particulièrement travaillé les archives coloniales, les archives nationales algériennes, les archives du cadastre algérien ; on a effectué une reconnaissance quasi-militaire du terrain pour retrouver les témoins des aqueducs construits (1516-1620) et des puits forés à l’époque ottomane, contemporains des équipements hydrauliques en France, selon Bernard Palissy (Traité des Fontaines, 1580). Des aqueducs à souterazi acheminent l’eau en ville pour près de cent cinquante fontaines publiques, palais et mosquées. Ils pourvoient également en eau les tanneurs, les teinturiers et avitaillent les navires. Par la suite, lorsque la France occupe l’Algérie, la question de l’eau devient prioritaire parmi les militaires, pour la santé et l’hygiène. Ces officiers du Génie et médecins recueillent nombre de données, de relevés et de dessins. Ils recherchent de nouvelles eaux. Ceci est d’ailleurs comparable à ce qui se passe en France et dans toutes les villes, où le souci d’assurer l’alimentation en eau et la salubrité des agglomérations devient une priorité. / The subject deals with urban aqueous in Algiers. Scientific investigations in this field of studies are not very important. We have particularly studied colonial archives, national algerian archives and the algerian archives of the cadastre. Besides this, we have made recognition quasi - military of the field of study in order to discover the witnesses of the aqueducts built between (1516-1620) an the sinking of wells bored during the ottoman period, which are contemporaneous to the equipments hydraulic in France according to Bernard Palissy (Treatise of fountains, 1580)The aqueducts with souterazi bring water to the city by almost a hundred and fifty fountains to the palaces and the mosques. They also provide water to the tanners and dyers and furnish the ships.During the colonial period when France occupied Algeria, the issue of the water becomes a priority for the military man, for the health and the hygiene of the city. The officers of the engineering, the doctors, collected some data topographical statement, draws. They were looking for new sources of water.These studies are the same with what is going on in France and all the cities all over the world, where the problem of the security of alimentation of water and the healthiness of the agglomeration becomes a priority.

Le manque de granulats de qualité dans certaines régions françaises tend à devenir un problème majeur pour les entreprises de travaux publics. En effet, avec une consommation annuelle de 200 millions de tonnes de granulats, la route se doit de faire face en imaginant de nouvelles solutions comme la valorisation de certains matériaux.La craie, située entre roche et sol, possède une place particulière dans le monde des travaux publics. En effet, si son usage est relativement bien maîtrisé en vue de la réalisation de remblais ou de couches de forme, il en est tout autrement des couches d’assise de chaussées.Ce type de matériau est usuellement rejeté de la conception des assises de chaussées car il ne s’insère pas dans les guides normatifs utilisés par les professionnels de la route. Les performances mécaniques et la grande sensibilité à l’eau de ce matériau ne lui permettent pas d’entrer dans les spécifications requises par les normes. Cependant, il est tout à fait envisageable que la craie trouve sa place de manière totale ou partielle en assise de chaussée.Ce matériau que l’on trouve en abondance dans certaines régions françaises pauvres en granulats "haut de gamme" (Nord-Pas de Calais, Champagne-Ardenne…), pourrait ainsi palier un certain manque, participer à la préservation de ressources naturelles et économiser frais et pollution générés par un approvisionnement lointain.Ces travaux menés en partenariat entre le Laboratoire de Génie Civil de l’Ecole Centrale de Lille et le Laboratoire Routier Eurovia de Loos ont donc pour but de proposer des pistes d’amélioration des performances mécaniques de la craie en vue de sa valorisation en assise de chaussée routière / The lack of high quality aggregates in some French regions seems to become a main issue for road work firms. With an annual consumption of 200 millions tonnes of aggregates, road professionals must square up finding new solutions like the valorisation of some forgotten materials. Between rock and soil, chalk has a particular position in road work. While its use is relatively well managed for the realisation of fills and subgrade courses, the same certainly cannot be said for base courses. This kind of material is usually rejected for the design of road base courses because it is not approved within the current standards used by road professionals. Indeed, the low mechanical performances and the high water sensibility of chalk do not allow this material to be used. However, it seems possible to find some pre-treatments to harden chalk for a use in road base courses.This material is found profusely in some French regions otherwise limited in upscale aggregates (Nord-Pas de Calais, Champagne-Ardenne…). Therefore, valorising chalk may overcome the lack of aggregates, contribute to the preservation of natural resources, save up money and avoid pollution due to distant supplying.The study presented here is conducted in partnership between the Ecole Centrale de Lille Civil Engineering Laboratory and the Eurovia Roadworks Laboratory of Loos. We provide several trails aimed at improving the mechanical properties of chalk for its use in road base courses

Fondée sur une enquête archéologique de terrain, cette thèse est consacrée à l’étude des temples dans l’expansion d’un site majeur de l’Inde centrale, Badoh-Pathari (district de Vidisa, Madhya Pradesh), entre le 5e et le 10e siècle de notre ère. Le terrain de cette recherche empirique couvre une aire géographique d’environ 80 km² au sein desquels furent découverts un grand nombre de sites et de vestiges provenant de temples et de structures hydrauliques. En considérant que les temples et les ouvrages hydrauliques sont des artefacts historiques organisés dans l’espace et dans le temps, et qu’ils résultent de processus socioéconomiques au sein de contextes écologiques et anthropiques variés, ces travaux se proposent d’étudier non seulement les vestiges de ces artefacts et la configuration structurelle de leur site, mais également le paysage dans lequel ils existent et dans lequel se sont forgées les relations de l’homme avec le milieu, et de mettre ces résultats au service d’une recherche plus vaste sur l’implication et le rôle intermédiaire des institutions religieuses dans le développement d’un centre économique, politique et religieux et d’un territoire agraire à l’époque médiévale. L’étude du site de Badoh-Pa et #7789;h et #257;ri est menée dans le cadre (1) d’un examen descriptif des vestiges et de leur distribution spatiale et chronologique, (2) d’une exploration des particularités géomorphologiques des sites, de la fonction des ouvrages hydrauliques et de leur relation aux sites cultuels, (3) d’une analyse intégrée de diverses sources de données par la mise en place d’un système d’information géographique (SIG). / Based on new data acquired from fieldwork, this Ph.D. dissertation is devoted to the archaeological study of temples and their place in the expansion of an important site in Central India, Badoh-Pathari (Vidisa district, Madhya Pradesh), between the 5th and the 10th century AD. This empirical research covers a geographic area of about 80 km², in which a large number of sites and remains from temples and hydraulic structures were discovered and examined. As historic artefacts organized in space and time and within various ecological and anthropogenic contexts, the remains of these temples and hydraulic structures testify of several interrelated socioeconomic processes in the formation of a centre in early medieval time. This work deals not only with the material of these artefacts and the structural configuration of the sites, but also with the landscape in which they are kept and distributed, reflecting how the dynamic rela! tionship between man and environment were forged. It is crucial to integrate the study of both material sources and landscape in a historical context in order to address the question about the role of religious institutions in the economic, political and religious development of a centre in early medieval time. The purpose of this work is: (1) to examine in detail the remains and their archaeological context, as well as the spatial and chronological distribution of sites, (2) to explore the landscape features in which they are kept, the functions of hydraulic structures and their spatial relation to cult sites, (3) to develop an integrated analysis of various data in the framework of a geographic information system (GIS).

En contexte insulaire volcanique, les aquifères du domaine côtier présentent de très fortes hétérogénéités liées à leur structure, à la disparité de leurs recharges et à l'influence des conditions en aval. Les travaux envisagés ici consistent à élaborer une méthodologie adaptée à différentes configurations hydrogéologiques dans l'optique de mieux imager et comprendre l'évolution du biseau salé. L'acquisition des données est effectuée sur différents sites présentant des configurations hydrogéologiques variées sur le plan de la recharge, de la structure de l'aquifère et de la géomorphologie de la limite en aval. Un réseau d'observation est mis en place sur la côte ouest de l'île de La Réunion, dans la zone littorale allant de L'Ermitage à Saint-Leu. Cette zone est particulièrement intéressante dans le sens où elle présente les types de limites en aval les plus communes aux îles volcaniques à savoir, des côtes rocheuses, des plaines d'arrière-récif et des plaines d'accumulation fluviomarine. Sur La Réunion et la Grande Comore, le milieu volcanique est investigué au moyen de méthodes géophysiques et par une analyse de séries temporelles hydrogéologiques. Les outils géophysiques employés confirment la présence d’un milieu souterrain hétérogène, avec la présence sporadique de chenaux d'écoulement souterrain préférentiel susceptibles de contrôler la dynamique des intrusions marines. Les simulations numériques effectuées par la suite corroborent ces observations. L'analyse des signaux enregistrés indique une forte influence des forçages hydro-climatiques externes sur les nappes côtières. Elle permet aussi de distinguer deux familles de comportement selon le contexte géologique des ouvrages instrumentés. Les résultats de ces travaux mettent en avant une méthodologie de gestion des nappes côtières adaptée au milieu volcanique. Ils contribuent également à l'orientation des programmes de prospection de la ressource en eau souterraine dans ces contextes très complexes. / In volcanic islands context, the aquifers of coastal areas have very strong heterogeneities related to their structure, the disparity of their recharge and the influence of the downstream boundaries (rocky coasts, detritic cones...). The works considered here consist to develop a methodology adapted to different hydrogeological configurations in the aim to better understanding the development of saltwater intrusions. Time series recording and geophysical investigations are carried out on various sites, with different hydrogeological conditions, on the west coast of Reunion Island and throughout Grande Comore Island. The groundwater observatory tested in the pilot study area of Reunion was exported to three others experimental sites situated in Grande Comore Island (Indian Ocean). The geophysical investigations reveal a very important lateral heterogeneity along the shoreline due to the existence of 3D volcanic structures such as palaeovalleys filled by recent lava flows. In coastal areas, these structures exert an important role towards the marine intrusion dynamics, like it was confirmed by numerical simulations. Time series recording has allowed the hydrodynamic characterisation of the coastal groundwater and has enhanced the understanding of low and high frequency variations of the groundwater resources quality

L’évaluation de la performance des ouvrages hydrauliques en remblai est un enjeu majeur pour les gestionnaires en charge de leur sécurité. Qu'il s'agisse de digues ou de barrages, la présence de végétation arborescente représente un facteur de fragilité important. Deux types de mécanismes de détérioration peuvent ainsi être initiés ou aggravés : l’érosion interne et l’érosion externe. Or, ce facteur n’a été pris en compte que partiellement dans les modèles d’évaluation existants. De plus, les petits barrages en remblai peuvent avoir des dispositifs d’étanchéité différents et ne sont pas toujours équipés de drains et d’instruments d’auscultation: il est alors nécessaire d’adapter les modèles à chaque cas. L’objectif de la thèse est de répondre à ces verrous scientifiques. Les résultats de nos recherches concernent l’établissement de modèles d’évaluation de la performance basés sur des approches à base de connaissances.La démarche a été appliquée sur des ouvrages réels : 3 tronçons de digues de protection contre les inondations ainsi que 7 barrages en remblai ce qui nous a permis de montrer sa pertinence et donc son potentiel d’utilisation opérationnelle. / The performance assessment of embankment hydraulic works is a major challenge for managers in charge of their security. For both dikes and dams, the presence of trees represents an important fragility factor. Two types of deterioration mechanism can thus be initiated or aggravated: internal erosion or scouring. However, this factor has been taken only partially into account in existing assessment models. In addition, small embankment dams can have different sealing devices and are not always equipped with drains and monitoring instruments: it is thus necessary to customize the models in each case. The aim of the thesis was to remove these scientific obstacles. The results of our research concern the design of performance assessment models relying on knowledge-based approaches.The approach was implemented for real works: three sections of river dikes and seven small embankment dams which allowed us to show its relevance and therefore its operational potential.

La végétation arborée sur les digues ou les barrages en remblai est un facteur de fragilité pouvant favoriser l'apparition de mécanismes de détérioration par érosion. Définir la structure géométrique des systèmes racinaires ainsi que la nature des sols dans lesquels ils croissent, à partir de méthodes géophysiques non destructives, est nécessaire afin d'appréhender les conséquences de leur développement sur la sécurité d'un ouvrage hydraulique. Des expériences en laboratoire ont d'abord permis de déterminer les propriétés acoustiques et électriques intrinsèques d'échantillons racinaires menant à l'identification de signatures indispensables à la discrimination de l'anomalie liée à la racine sur le terrain. Le montage de supports expérimentaux adaptés nous a conduits à progressivement étudier des paramètres d'influences en conditions contrôlées. Des essais en conditions semi-contrôlées sur un dispositif d'arbres plantés dans un sol homogène ont permis d'évaluer la pertinence des différentes méthodologies d'acquisition, tels que l'utilisation de la polarisation provoquée en tomographie de résistivité complexe ou encore la géométrie des capteurs pour la tomographie acoustique. Des traitements innovants tels que l'analyse en ondelettes sont associés afin d'exploiter la richesse des enregistrements. Les résultats obtenus ont été validés par le relevé des positions réelles des racines. Enfin, des campagnes d'auscultation sur un ouvrage réel ont été réalisées et ont permis de mettre en évidence une variabilité spatiale du corps de digue associée à la présence d'arbres. Une méthodologie adaptée au diagnostic géophysique de la végétation sur les ouvrages a été mise en place. / Woody vegetation from earth dikes or dams is a fragility factor which can promote mechanisms of degradation such as erosion. An accurate assessment of root system structure, from geophysical non-destructive methods, of root position into the embankment (depth, extension), and a good knowledge of soil conditions are critical in order to anticipate the consequences of vegetation development for the hydraulic structure’s safety. Laboratory experiments allowed determining intrinsic acoustical and electrical root properties leading to identify relevant signatures and discriminate anomalies related to roots in the field. The establishment of adapted experimental devices led us progressively to assess different parameters (roots mass, water content. . . ) under controlled conditions. Experiments in semi-controlled conditions with trees planted into a homogenous soil, were conducted to assess the relevance of different methodologies, such as the use of temporal induced polarization in complex resistivity tomography or the geometry of sensors for acoustical tomography. Innovative data processing such as wavelet analysis were used to valorize the rich database. The results were validated by the determination of actual root position.Finally, field investigations into an embankment have been performed to highlight a spatial variability of dike structures associated with trees presence. A methodology adapted to the geophysical diagnostic of vegetation roots in embankments was developed.

Le réseau de digues français s'étend sur 9000 km et protège moult enjeux humains et socio-économiques. Les surverses se produisent lorsque le niveau d'eau dépasse la crête de la digue et sont responsables de nombreuses ruptures d'ouvrages. La prévision des caractéristiques des brèches (vitesse de développement, taille finale et hydrogramme) reste délicate, d'autant que les effets de la dynamique de la rivière n'ont jamais été étudiés.Cette étude expérimentale est basée sur cinq essais réalisés en canal sur des modèles physiques de digue cohésifs. Les phases classiques du développement de brèches ainsi que le mécanisme de headcutting ont été observés. L'érosion s'est manifestée à trois échelles spatiales (grain, mm et cm) et la durée des essais a varié entre 1h30 et 10 jours selon les sols. Nous avons constaté que le développement d'une brèche et de la fosse d'érosion devient asymétrique en présence d'une vitesse longitudinale amont. Des essais géotechniques originaux menés à l'IRPHE ont permis de relever des différences importantes sur le mode et la cinétique d'érosion entre les sols testés, toujours en bon accord avec les observations menées sur les modèles de digues.Des essais en brèche de largeur fixe nous ont mis à jour l'émergence d'une hydraulique particulière dans la brèche lorsque le vitesse longitudinale incidente augmente (ressauts, recirculations) qui a un impact sur l'hydrogramme de brèche.Enfin, des simulations menées sous RUBAR20 ont permis de retrouver de nombreuses observations expérimentales tant sur le fonctionnement hydraulique des brèches que sur la sensibilité de la cinétique d'érosion à la contrainte critique d'érosion et à l'érodibilité. / France's embankment network stretches over 9000~km, protecting people and infrastructures. Overtopping occurs when water level rises above the embankment's crest, often leading to breach development. Reliable forecasting of breaches' characteristics (widening rate, final geometry and breach hydrograph) remains a challenging task. Furthermore, the effects of river dynamics have never been studied.This work is based on a campain of five overtopping tests performed on scaled homogeneous cohesive model embankments, carried out in an eight meters recirculated flume. The classical steps of dike breaching were observed, as wall as headcutting. Depending on soil type and water content, erosion occured at three distinct scales (sand grain, mm, cm) while the experiments' durations ranged from 1h30 to 250~h. Evidence was brought that river dynamics can result in a completely asymmetric development of both the breach and scour pit. Simple geotechnical tests showed notable differences on erosion modes and rates among tested soils, consistently with the flume experiments.The study of fixed-width breaches showed that distinguish hydraulic phenomena such as hydraulic jumps and recirculations arise when lateral flow speed increases on the river side, which comes with an important drop in breach flow.In addition, bidimensional numerical simulations offered a practical and satisfying way of modelling breach hydraulics. In particular, the strong surface deformation and important velocity gradients in the vicinity of the breach were well-rendered. Elements relative to breach formation sensitivity to erosion parameters (threshold stress and erodibility coefficient) are also provided.