Thesis (doctoral)--Universität, Göttingen, 2006/2007. / Includes bibliographical references (p. 194-214).

La construction d’un ouvrage hydraulique commence par le choix des matériaux devant le constituer. Les sols employés pour la construction d’ouvrages hydrauliques en terre peuvent être constitués de matériaux perméables tels que les sables ou les graves ou de matériaux peu perméables tels que les argiles ou les limons. En fonction de la disponibilité des matériaux à proximité du chantier, il est alors possible d’opter pour différents types d’ouvrages (ouvrages homogènes, à noyau ou zonés). Dans tous les cas, le coût d’un ouvrage tel qu’une digue est d’autant moins élevé que les sols utilisés pour sa construction sont issus de zones proches du chantier. Lorsque des sols sont disponibles en quantité suffisante à proximité du chantier mais que leur utilisation soit risquée pour la stabilité de l’ouvrage, il peut être opportun de chercher à modifier leurs caractéristiques pour qu’ils puissent être utilisés dans les mêmes conditions de sécurité que les matériaux traditionnels. C’est autour de cette problématique que ce travail de thèse a vu le jour. En particulier, ce travail vise à étudier les améliorations apportées par un traitement à la chaux appliqué sur un sol grossier soumis à un écoulement interne afin de le stabiliser contre le phénomène de l’érosion interne. La compréhension des améliorations apportées a nécessité la mise en place d’une analyse multicritère au travers d’essais dédiées. Dans la première partie de la thèse, nous nous sommes employés à développer un dispositif d’essais permettant de réaliser des essais d’érosion interne sur ce type de sol. Ce dispositif nous a permis de réaliser une étude phénoménologique sur le comportement du sol considéré, soumis à des écoulements, en fonction du sens de l’écoulement et de l’application ou pas du traitement. Par la suite une étude paramétrique a été réalisée afin de mettre en évidence l’influence des paramètres principaux : dosage de traitement, temps de cure, hauteur de l’éprouvette et surcharge. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés à l’influence de l’immersion des échantillons dans l’eau sur leur stabilité. A cet effet, l’essai de dispersion, adapté à ce type de sol, a pu être utilisé et exploité. Des essais complémentaires de résistance à la compression simple ont été réalisés afin d’estimer la perte de résistance après immersion. Ce qui nous a poussés à examiner l’existence de corrélations entre les propriétés à l’érosion et les propriétés mécaniques du sol traité / The construction of a hydraulic structure starts with the selection of the materials that will constitute it. The soils used in the construction of hydraulic earthen structures may be made of permeable materials such as sands or low permeability materials such as clay or silt. Depending on the availability of materials near the site, it is possible to choose different types of structures (homogeneous structures, core or zoned). In all cases, the cost of such a structure as a dike is even lower than the soils used for its construction come from areas near the site. When soils are sufficiently available near the construction site, but their use is risky for the stability of the structure, it may be appropriate to seek to modify their characteristics so they can be used in the same security conditions than traditional materials. It is around this issue that this thesis was born. More particularly, this research aims to study the improvements made by a lime treatment on a coarse soil subjected to internal flow to stabilize against the phenomenon of internal erosion. Understanding improvements requires the establishment of a multi-criteria analysis through dedicated tests. In the first part, we are interested in developing a testing device for performing internal erosion tests on this type of soil. This device has enabled us to realize a phenomenological study of the phenomena observed with the direction of flow and the presence or not of the treatment. Subsequently a parametric study was conducted to highlight the influence of the main parameters: treatment dosage, treatment time, height of the specimen and overload. In the second part, we studied the influence of immersion samples in water for this purpose the crumb test test was adapted for this type of soil. Additional unconfined compression tests were conducted to estimate the loss of strength after immersion. This allowed us to try couplings between the properties to erosion and soil treated mechanical properties

Depuis le début des années 2000, les quartiers de la périphérie de Dakar et notamment le Département de Pikine, constitué largement d’ensembles urbains informels, subissent des inondations à chaque saison des pluies. Les processus qui ont conduit à cette situation sont plutôt bien connus et associent le manque d’anticipation, les constructions en zone non ædificandi, intervenues en période sèche et l’arrêt de l’exploitation de l’aquifère sous-jacent, entre autres.Devant le manque d’empressement des pouvoirs publics pour apporter un soulagement aux populations inondées, vivant déjà dans la pauvreté et l’insalubrité, une vaste mobilisation d’organisations civiques est intervenue et tente d’apporter des solutions, parfois dans l’urgence, mais aussi de manière plus durable. C’est justement dans cette mobilisation que nous avons d’abord recherché la constitution de capacités adaptatives, que nous pourrions attribuer aux différentes communautés, vivant dans les quartiers inondés.Nous nous sommes d’abord intéressés aux propositions, issues de la littérature sur le changement climatique, pour nous rendre compte que de tels cadres analytiques statiques, ne pouvaient rendre compte, ni de la diversité d’actions mises en œuvre, ni de leur évolution dans le temps. L’enquête ethnographique et l’observation participante auprès des organisations civiques agissant sur le terrain, durant cinq ans environ, nous a permis de collecter les narratifs, articulant motifs, actions, valeurs et autres éléments culturels, ainsi que des savoirs de l’expérience, voire de constater leur évolution dans le temps.En nous appuyant sur la théorie des pratiques de Pierre Bourdieu, avec des éléments comme le capital social ou culturel, pas comme des concepts fermés, préétablis, mais tels qu’ils ressortaient du corpus de l’enquête de terrain (par exemple : entraide, contrôle social informel, inclusivité et gouvernance, en lien avec chaque organisation…), nous avons ainsi produit un cadre sociologique dynamique, rendant compte des observations empiriques et présentant des boucles de renforcement.Notre constat sur l’existence de « stocks » de capital social, limité à sa composante intra-communautaire, nous a incité à mettre en place un espace de discussion, d’échanges et de partage des expériences, dans le but de générer des synergies et permettant l’élargissement du capital social. Ceci a rencontré de nombreuses résistances, révélant un climat de méfiance, attribuée, selon les dires des participants, aux pratiques manipulatrices, tant d’organisations extérieures que des pouvoirs publics. En outre, nous avons pu montrer qu’à partir des caractéristiques ou discours des organisations, que certaines, dirigées par des notables et dépendantes du statu quo des équilibres de pouvoir, pouvaient être qualifiées de conservatrices, alors que d’autres (la minorité), plus portées vers l’innovation sociale, questionnaient ce statut quo, générant des controverses et des échanges houleux lors des réunions.Si l’action spontanée des communautés, visant à se prémunir des conséquences d’événements climatiques, est réelle et effective, elle participe aussi du processus de l’adaptation aux changements perçus, pas seulement de manière réactive, mais aussi comme recherche d’un mieux vivre. De même, l’expérience dans l’action, renforce les savoirs de l’expérience et pourrait contribuer à la résilience, mais toujours tronquée, tant que ce rôle n’est pas reconnu par les pouvoirs publics. / Since the beginning of the 2000s, the districts in the suburban of Dakar, particularly the sector of Pikine, which is largely made up of informal habitations, have been flooded every rainy season. The processes that led to this situation are rather well known and combine the lack of anticipation, construction in non-extended area, occurred in dry periods and the cessation of exploitation of the groundwater, among others.Facing the lack of the authorities to provide solution to the flooded populations, already living in poverty and insalubrity, a large mobilization of civic organizations has intervened and tries to provide solutions, sometimes in the emergency, but also in a more sustainable way. It is precisely in this mobilization that we first sought the constitution of adaptive capacities, that we could attribute to the different communities, living in the flooded districts.We first looked at the proposals from the literature on climate change to realize that such static analytical frameworks could not account for either the diversity of actions implemented or their evolution in time. The ethnographic survey and participant observation with civic organizations acting in the field, over approximately during five (5) years, allowed us to collect narratives, articulating motives, actions, values and other cultural elements, as well as knowledge of the experience, or even to see how they change over time.Based on Pierre Bourdieu's theory of practice, with elements such as social capital or cultural capital, not as closed pre-established concepts, but as they emerged from the corpus of the field survey (eg. mutual support, informal social control, inclusivity and governance, in connection with each organization ...), we have thus produced a dynamic sociological framework, accounting for empirical observations and presenting reinforcement loops.Our observation on the existence of "stocks" of social capital, limited to its intra-community component, has prompted us to set up a space for discussion, exchange and sharing of experiences, with the aim of generating synergies and allowing the expansion of social capital. This has met with a great deal of resistance, revealing a climate of mistrust attributed, according to the participants, to manipulative practices by both outside organizations and public authorities. In addition, we have shown that from the characteristics or discourse of organizations, that some, led by notables and dependent on the status quo of the balance of power, could be qualified as conservative, while others (the minority), more inclined towards social innovation, questioned this status quo, generating controversy and heated exchanges during meetings.If the spontaneous action of the communities, aimed at protecting themselves from the consequences of climatic events, is real and effective, it also participates in the process of adaptation to perceived changes, not only reactively, but also as a search for a better life. Similarly, experience in action strengthens the knowledge of the experience and could contribute to resilience, but still truncated, as long as this role is not recognized by the public authorities.

Les objectifs principaux de cette thèse sont d'identifier les défis et stratégies afin de mettre en œuvre des solutions de Résilience et de Smart Water Management au niveau des politiques et sur le terrain pour une gestion efficace de l'eau. Au cours de la prochaine décennie, plus de 4 milliard de personnes dans le monde vivront dans des zones de pénurie d'eau, et plus des deux tiers de la population mondiale seront confrontés à des conditions de stress hydrique. Cette pénurie d'eau future nécessite une action immédiate sur le développement des ressources, la réduction de la demande et une plus grande efficacité dans le traitement et la transmission. En outre, la gestion future des risques d'inondation nécessite des mesures immédiates dans les domaines de l'évaluation des risques, des systèmes de défense et d'atténuation, des systèmes de prévision et d'alerte, et des mesures institutionnelles et de gouvernance. Avec les impacts du changement climatique, les événements extrêmes seront plus fréquents et sévères. En conséquence, il est nécessaire d'adopter des stratégies alternatives plutôt qu’une approche traditionnelle « prédire et prévenir », qui se concentre principalement sur la réduction de la probabilité d'apparition de perturbations; ce type d'approche a souvent conduit à une construction extensive de digues de protection, à des protections contre les inondations et à d'autres solutions structurelles le long des rivières et des plaines inondables, créant un faux sentiment de sécurité qui augmente la vulnérabilité aux conséquences d'éventuelles inondations. La première moitié de la thèse explore diverses applications des stratégies de résilience aux inondations et les solutions disponibles qui sont et qui peuvent être mises en œuvre pour atténuer les impacts des inondations. L'efficacité des solutions de résilience aux inondations est également examinée, grâce à des simulations hydrologiques hydrauliques d'une étude de cas réelle en Corée du Sud. À partir de cette analyse, des conseils et des stratégies sont développées : la gestion intelligente de l'eau s’avère être un outil permettant la mise en œuvre de solutions de résilience aux inondations, et offrant d’importantes synergies avec les concepts de résilience aux inondations. La seconde moitié de la thèse explore le concept de Smart Water Management et examine les technologies nécessaires à sa mise en œuvre, ainsi que les défis et limites de ces technologies. Des études de cas sur des projets réussis de mise en œuvre de gestion intelligente de l’eau sont étudiées et utilisées pour valider l'orientation et les plans d'action pour la mise en œuvre de gestion intelligente de l’eau. De plus, un cadre de mise en œuvre du système d’eau intelligent pour une ville urbaine est proposé, comprenant le système de demande en eau et le système d'approvisionnement en eau, ainsi qu'un indicateur de détection de fuites pour le système d'approvisionnement en eau. Enfin, on examine l'importance des connexions intelligentes entre les différents domaines d'une ville intelligente avec le système d'eau intelligent et comment ces connexions se produisent dans le système d'eau intelligent. / The key aims of this thesis are to identify the challenges and strategies for implementing Flood Resilience and Smart Water Management (SWM) solutions at both the policy and field level to for efficient water management. In the next decade, more than 4 billion people worldwide will be living in areas of water scarcity and more than two thirds of the world’s population will face water-stressed conditions. This future water shortage requires immediate action on development of resources, reduction of demand and higher efficiency in treatment and transmission. In addition, future flood risk management requires immediate action in risk assessment, defence and alleviation systems, forecasting and warning systems and institutional and governance measures. And with the climate change impacts, extreme events will be more frequent and severe. As a result, there is a necessity to adopt alternative strategies rather than the traditional predict-and-prevent approach which mainly focuses on reducing the probability of occurrence of disturbances; where this type of approach often led to an extensive construction of protection dykes, flood defences and other structural solutions along river channels and floodplains, creating a false sense of safety, which increases the vulnerability to the consequences of possible floods. The first half of the thesis explores the various applications of flood resilience strategies and the available solutions that are and can be implemented to mitigate flood impacts. It also examines the effectiveness of flood resilience solutions through hydrological hydraulic simulations of a real case study in South Korea. From the analysis, recommendations and strategies are developed where it is found that Smart Water Management is an enabler for the implementation for Flood Resilience solutions and has great synergy with Flood Resilience concepts. The second half of the thesis explores the concept of Smart Water Management and discusses the technologies required for the implementation and their challenges and limitations. Successful case studies of smart water solution implementations are investigated and used to validate the direction and action plans for the implementation of smart water solutions. In addition, a framework for the implementation of Smart Water System for an urban city, which includes the water demand system and water supply system, as well as a leakage detection indicator for water supply system are proposed. Finally, it discusses the importance of smart city connections between the different domains of a smart city with the smart water system and how these connections occur within the smart water system.

En hydrologie, l'étude statistique de débits est souvent concentrée sur l'analyse des valeurs extrêmes (crues et étiages). Cette étude porte sur l'analyse des crues, en considérant l'existence de la crue maximale probable (CMP), comme la limite physique supérieure du phénomène. Un appel à la fonction Bêta a été requis, étant donné que cette courbe analytique peut représenter une fonction de densité de probabilité, ayant la particularité d'avoir deux bornes, ainsi qu'en possèdent grand nombre de phénomènes naturels. Cette étude délimite les formes possibles de la fonction Bêta à partir des caractéristiques propres de l'échantillon et des limites supérieure et inférieure du phénomène. L'emploi d'une série de polynômes orthogonaux, de type Jacobi, a permis d'augmenter le degré de convergence vers la vraie fonction de densité de probabilité du phénomène. De cette façon, une amélioration dans les prévisions des crues de rivières peut ainsi être atteinte par l'utilisation de cette nouvelle méthode. En effet, pour la validation du modèle, une série de mille données aléatoires suivant une loi Bêta [0;1000] a été générée, et l'application de cette nouvelle méthode a permis un ajustement très satisfaisant. De plus, une analyse de sensibilité de la fonction Bêta-Jacobi par rapport au nombre optimum des moments à utiliser a démontré que le degré de la fonction à employer se situe entre quatre et six. Il faut cependant souligner que la grandeur de l'échantillon joue un rôle primordial dans l'accroissement de la précision du modèle Bêta - Jacobi. D'autre part, afin de rendre la méthode efficace, précise et facile à utiliser, un logiciel de ce modèle mathématique a été conçu et écrit en langage turbo Pascal (version quatre) pour microordinateur. Finalement, quelques applications pratiques ont été réalisées sur des rivières importantes de la province de Québec, au Canada; ces applications ont révélé un très bon degré d'ajustement entre la fonction de distribution expérimentale et la fonction Bêta-Jacobi. De tels résultats justifient l'applicabilité du nouveau modèle mathématique ici proposé, pour l'analyse d'événements extrêmes en hydrologie, notamment dans l'analyse des crues des rivières. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2014

La pratique de la gestion foncière est de plus en plus considérée comme un moyen de mitigation des risques inhérents aux catastrophes naturelles. Au Maroc, les inondations saisonnières soulèvent des risques sérieux pour la population qui, chaque année, subit des dommages importants. Cette recherche vise à examiner si la gestion foncière marocaine joue un rôle dans la cartographie et la connaissance de ces risques afin de les maitriser et de réduire la vulnérabilité de la société. Nous analysons la gestion foncière marocaine pour déceler les outils pouvant être intégrés dans la gestion des risques des désastres naturels. Nous proposons une modélisation de deux indicateurs pour mesurer la vulnérabilité et pour évaluer la priorisation des secours. Nous utilisons la région du Gharb, caractérisée par des inondations, comme échantillon afin de traiter la gestion des risques d’inondation et l’application des indicateurs élaborés.

Au Québec, chaque année, les inondations printanières présentent un défi majeur pour les autorités québécoises. Ainsi, l'élaboration de nouveaux outils et de nouvelles méthodes pour diffuser et visualiser des données massives spatiotemporelles 3D dynamiques d'inondation est très important afin de mieux comprendre et gérer les risques reliés aux inondations. Cette recherche s'intéresse à la diffusion de données géospatiales massives 3D (modèles de bâtiments 3D, arbres, modèles numériques d'élévation de terrain (MNE), données LiDAR, imageries aériennes, etc.) en relation avec les inondations. Le problème est qu'il n'existe pas, à travers la littérature, des systèmes de diffusion efficaces des données massives 3D adaptées aux besoins de cette recherche. En ce sens, notre objectif général consiste à développer un outil de diffusion des données géospatiales massives 3D qui sont des bâtiments 3D et des modèles de terrains de haute résolution à l'échelle de la province du Québec. Les défis de diffusion du flux de données massives, nous ramènent à considérer la technique de tuilage 3D pour convertir les données brutes en formats et structures vectoriels plus légers et adaptés à la diffusion comme la spécification "3D Tiles" pour tuiler les bâtiments 3D, les nuages de points LiDAR et d'autres modèles géoréférencés 3D et le maillage irrégulier, notamment les TIN, pour tuiler les modèles numériques de terrain. Aussi, l'utilisation des techniques de traitement parallèle permet de gérer efficacement les flux massifs de données et d'améliorer le temps de traitement permettant ainsi la scalabilité et la flexibilité des systèmes existants. A cet effet, deux pipelines de tuilage ont été développés. Le premier pipeline concerne la création des tuiles de bâtiments 3D selon la spécification "3D Tiles". Le deuxième est pour créer des tuiles de terrain basées sur des maillages irréguliers. Ces pipelines sont ensuite intégrés dans un système de traitement distribué basé sur des conteneurs Docker afin de paralléliser les processus de traitements. Afin de tester l'efficacité et la validité du système développé, nous avons testé ce système sur un jeux de données massif d'environ 2.5 millions bâtiments 3D situés au Québec. Ces expérimentations ont permis de valider et de mesurer l'efficacité du système proposé par rapport à sa capacité de se mettre à l'échelle (Scalabilité) pour prendre en charge, efficacement, les flux massifs de données 3D. Ces expérimentations ont aussi permis de mettre en place des démarches d'optimisation permettant une meilleure performance dans la production et la diffusion des tuiles 3D. / Every year, floods present a major challenge for Quebec authorities. Thus, the development of new tools and methods to disseminate and visualize massive 3D dynamic flood data is very important to better understand and manage flood-related risks. This research focuses on the streaming of massive 3D geospatial data (3D building models, trees, digital elevation models (DEM), LiDAR data, aerial imagery, etc.) related to flooding. The problem is that there is no efficient streaming systems in the literature for massive 3D data adapted to the needs of this research. In this sense, our general objective is to develop a tool for the streaming of massive 3D geospatial data which are 3D buildings and high-resolution terrain models at the scale of the province of Quebec. The challenges of streaming massive data lead us to adopt the 3D tiling technique to convert raw data into lighter vector formats and structures suitable for streaming such as the "3D Tiles" specification to tile 3D buildings, LiDAR point clouds and other 3D georeferenced models and irregular meshes, including TIN, to tile digital terrain models. Also, the use of parallel processing techniques allows efficient management of massive data flows and improve processing time allowing the scalability and the flexibility of existing systems. For this purpose, two tiling pipelines have been developed. The first pipeline is for creating 3D building tiles according to the "3D Tiles" specification. The second is for creating terrain tiles based on irregular meshes. These pipelines are then integrated into a distributed processing system based on Docker containers in order to parallelize the treatment processes. To test the efficiency and validity of the developed system, we tested this system on a massive dataset of about 2.5 million 3D buildings located in Quebec. These experiments allowed us to validate and measure the efficiency of the proposed system to be scalable in order to efficiently handle massive 3D data flows. These experiments also allowed to set up optimization approaches allowing a better performance in the production and the streaming of 3D tiles.

La ville de Coaticook, située au sud de l’Estrie, est régulièrement soumise à des inondationsde son centre-ville, que ce soit en période estivale suite à des événements de pluie majeurs, ou en période hivernale suite à des embâcles ou à des épisodes de pluie et fonte de neige cumulés. Sur le territoire de Coaticook se trouve le ruisseau Pratt, cours d’eau principal de l’étude, qui est contenu dans un chenal traversant le centre-ville et cause des dégâts, principalement matériels, en cas de sortie de son lit. L’objectif principal de cette étude porte ainsi sur la réduction du risque relié aux inondations du ruisseau Pratt dans la ville de Coaticook. Pour ce faire, une modélisation hydrologique du bassin versant du ruisseau Pratt a été réalisée, pour comprendre et quantifier l’aléa hydrologique auquel est soumis la municipalité. Diverses méthodes d’atténuation du débit au centre-ville ont été étudiées et comparées afin d’émettre une recommandation finale à la ville, qui se révèle être la construction d’un bassin de rétention à l’amont du centre-ville. Enfin, un système d’alerte précoce préliminaire a été développé sur le ruisseau Pratt afin d’émettre des prévisions de débit basées sur les prévisions météorologiques de divers modèles climatiques pour permettre à la ville d’être prévenue lorsque les simulations prédisent une inondation du centre-ville, aidant de fait à la prise de décision adaptée de la part des autorités et augmentant également le temps alloué pour la préparation d’un tel événement. / The city of Coaticook, located to the south of the Estrie, is regularly subject to floods in its downtown area, whether in the summer due to major rainfalls, or in the winter due to icejams or combined rainfall-snow melt events. The Pratt River, main waterway of the study, is part of Coaticook’s territory. It is contained in a channel going through the city centre and is causing mainly material damages in case of overflow.Thus, the reduction of Pratt river’s flood-relied risk in the city of Coaticook represents the main goal of this study. To achieve so, a hydrologic model of Pratt river’s watershed was made, making it possible in a second step to understand and quantify the hydrologic hazard to which the town is subject. Multiple mitigation measures were studied and compared in order to be able to issue a final recommandation to the Town on which proposition to prioritize, which will finally be the construction of a retention pond upstream of the city centre. Lastly, a preliminary Early Warning System was developed on the Pratt River so as to be able to issue flow forecasts based on meteorological forecasts from a couple of climatic models, allowing the city to be warned when simulations indicate a flood downtown, helping to make appropriate decisions for the town authorities and to allocate more time for the preparation of such an event.

Compte tenu de la fréquence élevée et de l'impact majeur des inondations, les décideurs, les acteurs des municipalités et le ministère de la sécurité publique ont un besoin urgent de disposer d'outils permettant de prédire ou d'évaluer l'importance des inondations et leur impact sur la population. D'après les statistiques, le premier étage des bâtiments, ainsi que les ouvertures inférieures, sont plus susceptibles de subir des dommages lors d'une inondation. Ainsi, dans le cadre de l'évaluation de l'impact des inondations, il serait nécessaire d'identifier l'emplacement de l'ouverture la plus basse des bâtiments et surtout sa hauteur par rapport au sol. Le système de balayage laser mobile (MLS) monté sur un véhicule s'est avéré être l'une des sources les plus fiables pour caractériser les bâtiments. Il peut produire des millions de points géoréférencés en 3D avec un niveau de détail suffisant, grâce à son point de vue depuis la rue et sa proximité. De plus, l'augmentation du nombre de jeux de données, issues des MLS acquis dans les villes et les environnements ruraux, permet de développer des approches pour caractériser les maisons résidentielles à l'échelle provinciale. Plusieurs défis sont associés à l'extraction d'informations descriptives des façades de bâtiments à l'aide de données MLS. Ainsi, les occlusions devant une façade rendent impossible l'obtention de points 3D sur ces parties de la façade. Aussi, comme les fenêtres sont principalement constituées de verre, qui ne réfléchit pas les signaux laser, les points disponibles pour celles-ci sont généralement limités. De plus, les approches de détection exploitent la répétitivité et les positions symétriques des ouvertures sur la façade. Mais ces caractéristiques sont absentes pour des maisons rurales et résidentielles. Finalement, la variabilité de la densité de points dans les données MLS rend difficile le processus de détection lorsqu'on travaille à l'échelle d'une ville. Par conséquent, l'objectif principal de cette recherche est de concevoir et de développer une approche globale d'extraction efficace des ouvertures présentes sur une façade. La solution proposée se compose de trois phases: l'extraction des façades, la détection des ouvertures et l'identification des occlusions. La première phase utilise une approche de segmentation adaptative par croissance de régions pour extraire la boîte englobante 3D de la façade. La deuxième phase combine la détection de trous avec une technique de maillage pour extraire les boîtes englobantes 2D des ouvertures. La dernière phase, qui vise à discriminer les occlusions des ouvertures, est en cours d'achèvement. Des évaluations qualitatives et quantitatives ont été réalisées à l'aide d'un jeu de données réelles, fourni par Jakarto Cartographie 3D Inc., de la province de Québec, au Canada. Les statistiques ont révélé que l'approche proposée pouvait obtenir de bons taux de performance malgré la complexité du jeu de données, représentatif des données acquises en situation réelle. Les défis concernant l'auto-occlusion de certaines façades et la présence de grandes occlusions environnantes seront à étudier plus en profondeur afin d'obtenir des informations plus précises sur les ouvertures des façades. / Given the high frequency and major impact of floods, decision-makers, stakeholders in municipalities and public security ministry are in the urgent need to have tools allowing to predict or assess the significance of flood events and their impact on the population. Based on statistics, the first floor of the buildings, as well as the lower openings, are more likely subject to potential damage during a flood event. Thus, in the context of flood impact assessment, it would be required identifying the location of the buildings' lowest opening and especially its height above the ground. The capacity to characterize building with a relevant level of detail depends on the data sources used for the modeling. Different sources of data have been employed to characterize buildings' façade and openings. Mobile Laser Scanning (MLS) system mounted on a vehicle has proved to be one of the most reliable sources in this domain. It can produce millions of 3D georeferenced points with sufficient level of detail of the building facades and its openings, due to its street-view and close-range distance. Moreover, the increase of MLS providers and acquisitions in towns and rural environments, makes it possible to develop approaches to characterize residential houses at a provincial scale. Although being effective, several challenges are associated with extracting descriptive information of building facades using MLS data. The presence of occlusion in front of a facade makes it impossible to obtain the 3D points of the covered parts of the facade. Given the fact that windows mostly consist of glass and laser signals could not be reflected from the glass, limited points are usually available for windows. While the repetitive pattern and symmetrical positions of the openings on the facade makes it easier for the detection system to extract them, this characteristic is missing on the facade on rural and residential houses. The inconsistency of the point density in MLS data make the detection process even harder when working at city scale. Accordingly, the main objective of this research is to design and develop a comprehensive approach that effectively extracts facade openings. In order to meet the research project objective, the proposed solution consists of three phases including facade extraction, opening detection, and occlusion recognition. The first phase employs an adaptive region growing segmentation approach to extract the 3D bounding box of the facade. The second phase combines a hole-based assumption with an XZ gridding technique to extract 2D bounding boxes of the openings. The last phase which recognizes holes related to the occlusion from the openings is currently being completed. Qualitative and quantitative evaluations were performed using a real-word dataset provided by Jakarto Cartographie 3D inc. of the Quebec Province, Canada. Statistics revealed that the proposed approach could obtain good performance rates despite the complexity of the dataset, representative of the data acquired in real situations. Challenges regarding facade's self-occlusion and the presence of large surrounding occlusions should be further investigated for obtaining more accurate opening information on the facade.

La rivière Chaudière, située au sud de la Ville de Québec, est sujette aux inondations provoquées par la formation d'embâcles. Des inondations ont été enregistrées depuis 1896 jusqu'à ce jour malgré la mise en service, en 1967, d'un ouvrage de contrôle des glaces (ICS) à 3 kilomètres en amont de la Ville de Saint-Georges-de-Beauce afin de réduire les inondations causées par la glace dans le secteur le plus à risque de la rivière Chaudière. Les inondations par embâcles demeurent donc un problème récurrent qui affecte régulièrement 8 villes le long du tronçon de 90 kilomètres en aval de l'ICS. Dans le cadre d'un programme gouvernemental d'aléas d'inondation initié par le ministère des Affaires Municipales et de l'Habitation (MAMH), un mandat pour évaluer les cotes de crues en présence de glace de la rivière Chaudière a été confié à l'Université Laval. La modélisation d'embâcles combinée à des données d'observations historiques d'embâcles est utilisée pour déterminer les niveaux d'inondation par embâcles. L'approche préconisée consiste à contrôler un modèle de simulation hydraulique fluviale, plus spécifiquement le module HEC-RAS, avec un script externe en Python pour générer une distribution Monte-Carlo (MOCA) d'évènements d'embâcles le long du secteur de la rivière à l'étude. Les paramètres mécaniques tels que l'angle de frottement, la porosité et les vitesses de contrainte de cisaillement critiques sont également attribués de manière aléatoire par le script dans une plage délimitée. Les paramètres physiques et hydrologiques attribués à chaque évènement sont choisis au hasard en fonction d'une probabilité estimée à partir des observations historiques, soit le débit calculé à l'ICS, l'emplacement de l'embâcle, la longueur de l'embâcle et les degrés-jours de gel (épaisseur de la glace). Les cotes de crues selon les périodes de retour de 2, 20, 100 et 350 ans sont alors déterminées selon une équation statistique empirique de Gringorten, suivie d'une modulation pour tenir compte des facteurs externes non considérés par MOCA. Ces cotes de crues en présence de glace sont comparées à celles en eau libre telles que déterminées par la méthode classique. Le projet démontre que les niveaux d'eau calculés en présence de glace prédominent ceux en eau libre pour les villes en amont de Saint-Joseph-de-Beauce. La combinaison des niveaux d'eau en présence de glace et en eau libre, réalisée à l'aide de l'équation de la FEMA, montre que la probabilité d'atteindre un seuil spécifique d'élévation diminue la période de retour et en conséquence augmente les probabilités reliées aux inondations. Ce mémoire est le premier travail scientifique qui présente une validation complète de l'approche hydrotechnique utilisant les valeurs in situ de débit, de DJGC et de l'emplacement et de la longueur d'embâcles pour la détermination des cotes de crue par embâcles. Les valeurs de cotes de crues calculées avec la méthode MOCA sont comparées avec les données historiques dans le secteur à l'étude de la rivière Chaudière. La présente étude met en évidence les limitations et les conditions nécessaires pour l'utilisation de cette méthode. Ce projet de recherche montre aussi pour la première fois que l'approche hydrotechnique permet de calculer des courbes fréquentielles de niveaux d'eau en présence de glace qui peuvent être utilisées à des fins réglementaires au Québec. / The Chaudière River, located south of Quebec City, is prone to seasonal ice jam flooding. As early as 1896, ice induced floods have been recorded and in 1967 an ice control structure (ICS) was constructed 3 kilometers upstream of the Town of St. Georges to reduce ice flooding events in the area most at risk of the Chaudière River. Despite the construction of the ICS, flooding caused by ice jams is still an ongoing issue that regularly affects 8 towns along this reach of 90 kilometers downstream of the ICS. As part of a governmental flood hazard program that is managed by the provincial ministère des Affaires Municipales et de l'Habitation (MAMH), the mandate of assessing ice jam flood delineation has been given to Laval University. In order to achieve this objective, ice jam modelling combined with historical data is used to determine ice jam flood levels. More specifically, the approach used is to control a river hydraulic simulation model (HEC-RAS) with an external script (MOCA) written in Python to generate a Monte-Carlo distribution of ice jam flood events along the study reach. The script polls historical data of recorded ice jam events which include flow measured at the ICS, ice jam location, ice jam length, and degree days of freezing (ice thickness). Mechanical parameters such as the angle of friction, porosity and critical shear stress velocities are also randomly assigned by the script within a delimited range. The physical and hydrological parameters assigned to each event are randomly chosen based on the historical data. The flood levels according to the return periods of 2, 20, 100, and 350 years are then determined according to an empirical statistical equation and modulated to consider external factors not considered by the MOCA. These calculated flood levels are compared with the ones obtained by open water floods as determined by the classical method. The results show that the calculated ice induce water levels predominate over open water flooding for the towns upstream of Saint-Joseph-de-Beauce. The combination of ice induced and open water levels, using the FEMA equation, show that the probability of reaching a specific elevation is reduced and thus increases the probability associated with flooding. This thesis is the first scientific work that presents the complete validity of the hydrotechnical approach using in situ flows, cumulative degree-days of freezing and ice jam length and location for the determination for ice induced flood delineation combined with a MOCA framework. Calculated flood frequency levels are compared with historical ice induced flood water levels within the studied reach, as well as the conditions and limitations for using this approach. Also, this scientific document is the first to present ice-related flood levels using the hydrotechnical approach for regulatory purposes in the Province of Québec.