La numérisation des plans-reliefs est un enjeu important pour la préservation de la centaine de maquettes de la collection, mais aussi pour la valorisation des anciennes places fortes françaises. Nous proposons ainsi une rétroconception des plans-reliefs appliquée aux fortifications bastionnées. L'approche KASToR (Knowledge based Approach: from Scale Model To 3D Replica) a pour centre une ontologie de la fortification bastionnée élaborée à partir de traités d'architecture militaire. Une bibliothèque d'objets paramétriques a ensuite été implémentée dans Grasshopper, un outil de programmation visuelle, afin de segmenter sémantiquement les relevés pour y ajuster automatiquement les ouvrages de fortification paramétriques. Notre proposition permet ainsi d'optimiser et de corriger la géométrie, mais également d'enrichir sémantiquement les données relevées, conditions auxquelles doivent répondre dorénavant les modèles 3D pour leur intégration dans des systèmes d'information / The digitizing of plans-reliefs is a critical issue for the preservation of the one-hundred scale models of the collection but also for valorization of the ancient French strongholds. Hence, we propose a reverse engineering of the plans-reliefs applied on the bastioned fortification. The KASToR approach (Knowledge based Approach: from Scale Model To 3D Replica) is based on an ontology of bastioned fortification which has been created thanks to treatises of military architecture. Then, a library of parametric objects is implemented in Grasshopper, a visual programming tool, in order to segment the surveys for the automatic adjustment of the parametric fortification works. Our proposal allows the geometrical correction and optimization but also the semantic enhacement of raw data, which are the conditions that now must be meet by 3D models for their integration in information systems

La lumière naturelle éclaire l'espace architectural créant les conditions nécessaires pour accueillir des activités humaines. La fonction d'éclairage de la lumière naturelle est associée à une autre dimension plus sensible attribuant une identité et une singularité à l'espace conçu. La maîtrise du comportement lumineux est une activité complexe qui fait appel à une multiplicité de facteurs dont la caractérisation est confrontée à l'incertitude et l'imprécision des informations disponibles durant les phases conceptuelles du projet. L'objectif de notre recherche est de proposer une méthode d'assistance qui prend en considération les propriétés des phases amont de conception pour aider le concepteur à intégrer ses intentions d'ambiance de lumière naturelle. Nous proposons une méthode d'assistance structurée selon un processus déclaratif permettant au concepteur d'expliciter ses intentions d'effets de lumière naturelle et de les traduire en solutions architecturales potentielles qu'il peut intégrer dans son projet. Cette méthode considère les intentions d'ambiance de lumière naturelle comme une information source à utiliser pour proposer une aide à la conception pendant les phases préliminaires du projet où elles constituent les seules informations disponibles. Cette méthode offre des fonctionnalités capables de gérer l'incertitude qui caractérise les phases de recherche et de formalisation d'idées. Notre méthode d'assistance a été implémentée dans un prototype d'outil dont l'apport cognitif et la capacité d'accompagnement des activités de conception ont été évalués et analysés dans un cadre expérimental de conception de projet / The daylight illuminates the architectural space and creates the necessary conditions to accommodate human activities. The illuminating function of daylight is joined to another sensitive dimension that attributes a distinctive identity to the designed space. The control of daylight in architectural environment needs some detailed and precise characteristics about aperture and walls features. The multiplicity of these characteristics is faced with the inaccuracy and the uncertainty of the design information available during the early steps. Our research aims to propose a design support method that takes into account the early design step features and helps designers to integrate there daylight atmosphere intentions in project. We propose a design support method structured as a declarative modelling process. The declarative process helps the designer to declare his daylight intentions and to translate them to potential solutions that could be integrated in his project. This method considers the designer intentions as the main design information used to help designer during the early design steps. The proposed method provides functionalities that could operate the inaccuracy and the uncertainty of the ideas research and formalisation steps. Our design support method was implemented in a prototype design support tool. The cognitive contribution and the ability to support the design activities of the proposed tool was evaluated and analysed in an experimental design context

L’objectif de notre recherche consiste à caractériser le concept de plissage afin de proposer un modèle numérique permettant de concevoir des structures architecturales plissées en panneaux de bois. Dans ce contexte, nous ouvrons une perspective originale sur l’intégration de la dimension morpho-structurale comme facteur de modulation de l’architecture. Nous abordons également le plissage dans sa dimension numérique par une approche paramétrique. Cette dernière permet une modélisation adaptative dans le continuum conception-fabrication. Notre méthode, implémentée dans l’outil CARA(s)PACE (Conception of Architectural Research Algorithm for Structural Pleated Approaches and Creative Envelopes), permet de générer une géométrie de plissage à partir d’une surface de référence. Cet outil est composé d’un modeleur géométrique paramétrique couplé à des moteurs d’évaluation. Il guide le concepteur dans la recherche de formes fondées sur le plissage, sécurise les propositions et fournit les données numériques nécessaires pour une fabrication robotisée / The purpose of this research is to characterise the concept of pleating in order to give a numerical model allowing the design of wooden pleated architectural structures. In this context, we are bringing a singular perspective to the integration of the morpho-structural dimension as a modulating factor of architecture. We also deal with creasing in its digital dimension by adopting a parametric approach which allows an adaptive modelling within the ‘design-manufacturing’ continuum. Our method, implemented in the CARA(s)PACE (Conception of Architectural Research Algorithm for Structural Pleated Approaches and Creative Envelopes) tool, generates a geometry of pleating from a reference surface. This tool is composed of a parametric and geometric modeller coupled with evaluation engines. It guides the designer in the research of forms based on creasing, secures the suggestions and provides the numerical data needed for a robotic manufacturing

Depuis le lancement systèmes des communications d'ultra large bande (ULB) en courtes distances les facteurs comme la miniaturisation d'appareil et haut débit créer des grands défis pour les concepteurs d'antennes. Une façon de faire le travail de conception facile est du modéliser statistiquement la variabilité de comportement de rayonnement de l'antenne en fonction de sa géométrie. Tel effort est également utile pour la meilleure utilisation du canal de communication si on combine le modèle d'antenne avec ça. Cette thèse est une tentative vers la modélisation statistique des antennes ULB. Le sujet est confronté à deux défis majeurs, la création de la population statistiques considérable d'une classe(s) d'antenne et la modélisation du diagramme de rayonnement de l'antenne qui est composé de grand nombre de paramètres complexes. Dans cette thèse, nous essayons de répondre le premier en proposant une approche de conception générique pour les antennes planaires ULB et le second en présentant l'utilisation de technique l'ultra-compressé de modélisation paramétrique. L'approche de conception générique est basé sur des formes trapézoïdales et offre une grande flexibilité et polyvalence dans la conception des antennes ULB diverses. Cette approche montre une facilité importante dans l'optimisation d'antennes (également pour la création de la population), car elle réduit le nombre de paramètres qui contrôle la géométrie de l'antenne, sans compromettre le degré de liberté. Ultra-compressé modélisation paramétrique est basée sur deux méthodes de synthèse d'antenne, la méthode d'expansion singularité (SEM) et sphériques méthode d'expansion de mode (SMEM) qui permettent de réduire le nombre de paramètres complexes requis pour le diagramme de rayonnement de 99,9%, permettant à l'effort de modélisation possibles. Un modèle statistique de l'antenne biconique basé sur cette technique a été présenté

L'Ultra Large Bande constitue une technologie très prometteuse pour les futures communications sans fil à courte distance : débits très importants et fonctionnalités de localisation. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux antennes ULB et plus particulièrement à leur caractérisation et modélisation. Les propriétés spécifiques des antennes ULB sont soulignées comparativement aux antennes des systèmes à bande étroite. Nous montrons l'intérêt de considérer les antennes ULB comme des systèmes linéaires et invariants et proposons de nouvelles approches pour définir les fonctions de transfert et réponses impulsionnelles associées. Cette caractérisation « système » est alors complétée en lui associant une modélisation paramétrique dans le but de réduire le nombre de données requises mais aussi d'intégrer les modèles d'antennes dans des environnements de simulation variés. Les modélisations proposées s'appuient sur des simulations électromagnétiques et des mesures fréquentielles, et considèrent différents types d'antennes ULB.

Cette thèse propose une méthode de caractérisation morphologique multibande des galaxies. Ces dernières ont commencé à évoluer et à interagir très tôt dans l'histoire de l'Univers: leurs formes dans les différentes parties du spectre électromagnétique représentent donc un traceur important de cette histoire. Ce travail propose une organisation hiérarchique de modèles, allant de la description des structures dominantes (bulbe et disque) aux composantes les plus fines (bras spiraux, anneaux, ...). Elle permet d'aboutir à une description des galaxies de haut niveau sémantique, chaque modèle réalisant une décomposition multibande de l'image en composantes astrophysiques interprétables par les astronomes. Les modélisations proposées innovent par l'intégration d'un filtre adaptatif appliqué sur les observations, dont les paramètres sont estimés conjointement avec ceux des composantes de la galaxie. L'estimation des paramètres des modèles est effectuée dans un contexte bayésien et résolue à l'aide d'algorithmes d'optimisation stochastique (algorithmes de Monte Carlo par chaines de Markov). La rapidité des algorithmes est améliorée grâce à des techniques d'échelles et de directions adaptatives, ainsi qu'à une version multi-températures du recuit simulé. En outre, les développements concernant la théorie des arbres de composantes connexes permettent la mise au point d'algorithmes non paramétriques multibandes, efficaces et robustes pour la réalisation des pré-traitements nécessaires à la mise en oeuvre de la décomposition en structures. Cela a notamment abouti à des avancées dans la théorie des hyperconnexions et des représentations sous forme d'arbres de composantes hyperconnexes. Les performances des méthodes proposées ont été évaluées sur un ensemble conséquent d'environ 1 500 galaxies et discutées avec les astronomes: elles montrent clairement la pertinence et la robustesse de la méthode. Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles classifications prenant en compte la signature multibande des galaxies spatialement résolues.

Pour le contrôle des produits ou matériaux fabriqués en usines et suivant un processus continu, on cherche à réduire le coût et le volume des prélèvements et des mesures, sans accroître le risque statistique ou réduire la connaissance sur les lots à tester. Pour cela il est préférable d'adopter une approche bayésienne plutôt que classique. Nous étudions d'abord plusieurs modèles bayésiens paramétriques en précisant comment établir la distribution a priori du paramètre à partir d'informations provenant de la production et des contrôles antérieurs. Ensuite, nous appliquons ces techniques au cas du contrôle des boulons à haute résistance et nous faisons une comparaison entre elles. L'une d'elles s'avère bien adaptée à ce problème.

Les moyens numériques ont transformé les pratiques en architecture notamment en facilitant la continuité des flux d’information entre la conception et la fabrication. À travers ce mémoire, nous explorons les contributions possibles de ces moyens dans un contexte de pénurie d’artisans et de perte de savoir-faire artisanaux en architecture. Nous nous sommes appuyés sur les modèles de la tectonique informée pour la conception à base des matériaux, documentés par R. Oxman (2014), qui regroupent un ensemble d’approches et d’outils numériques, afin d’étudier, dans un premier temps, les apports et limites de ces derniers à partir de plusieurs cas expérimentaux; c’est-à-dire expérimental. Ainsi, nous avons pu identifier certains savoir-faire artisanaux dont le déclin est possiblement compensable par les moyens numériques. Dans un deuxième temps, nous avons décelé les contributions des moyens numériques dans un projet à partir de l’analyse des exemples de la construction de la Sagrada Familia et la restauration du parlement canadien à Ottawa. Les principaux résultats de notre recherche sont : • Nous avons distingué que la modélisation paramétrique est plus adaptée au processus de conception tandis que la modélisation à base de relevés est plus appropriée pour la production des répliques. • Les outils numériques de fabrication permettent d’employer plusieurs types de matériaux. Elles assurent une rapidité et une précision dans la réalisation des artéfacts. Cependant, l’intervention des artisans demeure incontournable dans la majorité des cas. Les moyens numériques ont un grand potentiel pour compenser la perte des savoir-faire artisanaux et pour développer de nouveaux processus créatifs. Toutefois, à ce jour, ils se limitent au rôle d’assistants et devraient être perfectionnés. / Digital tools have transformed the architectural practices due to the information flow continuity between design and manufacturing. Through this these, we explore their possible contributions in the context of artisans’ shortage and craft skills’ losses in architecture. We relied on informed tectonic models of materials based design, documented by R. Oxman (2014), which combines a variety of digital approaches and tools to study their contributions and limits based on multiple case studies. Thus, we identified some craft skills whose decline is possibly compensated by digital tools. Then, we analyzed the digital tools’ contributions in a project based on the Sagrada Familia and Canadian parliament examples. The main results of our research are: • Digital in architecture is based on digital models. The parametric approach is more suited to design process while models based on lasergrammetry and photogrammetry surveys are more appropriate for replica production. • Digital manufacturing tools allow the use of several materials types. Similarly, they provide speed and accuracy. However, the artisans’ participation remains unavoidable in most cases. Digital media have great potential to overcome the craft skills’ loss and even exploit them in new creative processes. However, to date, they are limited to the role of assistants and should be perfected.