Les opérations de dragage sont nécessaires pour maintenir la navigabilité et l'exploitation des ports et des voies navigables. Des millions des tonnes des sédiments sont draguées annuellement. La valorisation est donc devenue une alternative pour le stockage, et une solution intéressante pour la gestion des sédiments à terre. Parmi les voies potentielles de valorisation, les filières matériaux de remblai, digue et de couche de forme routière figurent parmi celles les plus intéressantes du point de vue économique, environnemental et technique. La succession de différents modes de transition des sédiments a pour effet de produire des sédiments bruts de propriétés hétérogènes nécessitant par la suite d’adapter le traitement par rapport à une voie de valorisation donnée. Les géopolymères sont des liants innovants de propriétés mécaniques supérieures par rapport aux liants hydrauliques. La présente étude comprend deux objectifs. Le premier est de développer un modèle statistique permettant de prédire le comportement des sédiments traités par rapport à leurs caractéristiques brutes et par rapport au traitement mis en oeuvre en vue d’une application visée. Le deuxième objectif est de caractériser des propriétés microstructurales, mécaniques et de durabilité des sédiments traités aux liants géopolymère en vue de leur utilisation en tant que matériaux de remblai, de couche routière et de digue. Une étude comparative avec un traitement classique aux liants hydrauliques a été réalisée. / Dredging operations are essential to maintain the navigability and exploitation of harbours and waterways. Due to the important quantities dredged annually, the recovery (recycling) became an alternative for storage and an interesting solution to ashore sediment’s management. Among the potential recovery methods, earthworks applications like road, dikes sectors are the most economically, environmentally and technically interesting. The succession of different transition modes of sediments yields to sediments of heterogeneous properties. Subsequently, this implies the necessity to adapt treatment as function of sediments properties. . Geopolymers are innovative binders of mechanical and durability properties superior to that of hydraulic binders. Two objectives are investigated in the present study. In the first, a statistical model is developed that allow predicting the properties of treated sediments as function of raw characteristics and the treatment applied for a targeted application. The second objective is investigating the microstructural, mechanical and durability properties of sediments treated using geopolymer binders. These are compared with results obtained using hydraulic binders. Applied treatment allows recovering designed materials in earthworks applications, namely dikes and road layers construction.

Cette thèse concerne l’évaluation des impacts des changements d’utilisations des sols sur la biodiversité des paysages agricoles à partir du modèle oiseaux. L’intensification de l’agriculture a engendré une diminution des habitats semi-naturels et de l’hétérogénéité des paysages avec de profondes conséquences sur la structure et la dynamique des communautés animales et végétales. Etablir des politiques environnementales efficaces nécessite de comprendre finement les processus écologiques mis en jeu par ces changements. Dans mes travaux, j’ai utilisé deux stratégies : l’étude des relations synchroniques et diachroniques entre les communautés d’oiseaux et les paysages. L’approche synchronique m’a permis de vérifier la généricité spatiale des relations oiseaux-habitat. J’ai pu mettre en évidence que la distribution de l’alouette des champs et que la richesse spécifique en oiseaux sont expliquées par les mêmes facteurs paysagers dans trois régions géographiques de France (Gascogne, Poitou, Bretagne). Ces résultats suggèrent que, dans certains cas, les mêmes programmes de gestion peuvent être utilisés sur une large étendue géographique, sans qu’il soit nécessaire de les adapter localement. Dans un second temps, sur le site de recherche des Vallées et Coteaux de Gascogne j’ai comparé les communautés d’oiseaux dans cinq systèmes agricoles aux intensités de production contrastées. J’ai montré que la structure et la composition des communautés sont très similaires dans les cinq systèmes. Ce résultat inattendu est probablement dû au maintien sur ce site d’étude, pour des raisons culturelles, d’un paysage hétérogène qui tamponne les effets de l’intensification agricole. L’approche diachronique m’a permis de quantifier l’impact de la dynamique des paysages à long terme sur les communautés d’oiseaux sur le site Vallées et Coteaux de Gascogne qui, entre 1982 et 2007, a connu une légère diminution de l’hétérogénéité des paysages et une forte augmentation des cultures aux dépens des prairies. J’ai trouvé des relations significatives entre les changements des communautés et des paysages. Ces relations temporelles étant moins fortes que les relations synchroniques aux deux dates, cela suggère d’être prudent dans l’utilisation du « space for time substitution ». Dans le but de construire des outils fiables pour prédire les patrons de distribution d’espèces, j’ai évalué et comparé les performances prédictives de deux approches de modélisation : niveau espèce versus niveau communauté. Je montre que ces deux approches ont une fiabilité similaire et une capacité de prédiction correcte. Ces types de modèles pourraient être couplés à des scénarios d’évolution des paysages pour simuler la réponse de la biodiversité à ces scénarios. / This thesis concerns the assessment of the impacts of land use changes in agricultural landscapes on biodiversity based on bird communities. The intensification of agriculture has resulted in a decrease of semi-natural habitats and the diversity of landscapes with profound consequences on the structure and the dynamics of plant and animal communities. Establish effective environmental policies requires an understanding of ecological processes responsible for these changes. In my work, I used two strategies: the study of synchronic and diachronic relations between bird communities and landscape structure. The synchronic approach allowed me to check the spatial genericity of relationships between birds and their habitats. I demonstrated that the same landscape factors explain the distribution of the skylark and the species richness in three geographic regions of France (Gascogny, Poitou, Britain). These results suggest that in some cases the same management programs can be used over a wide geographical area, without the need to adapt locally. In a second step, in the site « Vallées et Coteaux de Gascogne » I compared bird communities in five agricultural systems with contrasting intensities of production. I showed that the structure and composition of communities are very similar in all five systems. This unexpected result is probably due to the maintenance on this study site, for cultural reasons, of a heterogeneous landscape that buffers the effects of agricultural intensification. The diachronic approach allowed me to quantify the impact of long term landscape dynamics on bird communities in the site « Vallées et Coteaux de Gascogne ». Between 1982 and 2007, it occured a slight decrease in the heterogeneity of landscapes and a strong increase of crops at the expense of grasslands. I found significant relationships between landscape dynamics and changes in bird communities. However, these temporal relations are weaker than synchronic relations on both dates. These results suggest to be cautious in the use of the "space for time substitution" approach. In order to build reliable tools to predict species distribution patterns, I have evaluated and compared the predictive performance of two approaches modeling: species level versus community level. I showed that both approaches have a similar reliability to predcit species distributions. These types of models could be coupled with scenarios of landscape changes to simulate the response of biodiversity to these scenarios.

Ce mémoire fait une étude détaillée de la modélisation du nombre de réclamations en assurance automobile à l'aide des systèmes bonus-malus, méthode de tarification a posteriori utilisée par les actuaires pour déterminer la prime des assurés en fonction de leur expérience sinistre. Deux approches de calibration des systèmes bonus-malus sont proposées dans le cadre du mémoire. L'estimation des primes relatives d'un système bonus-malus selon l'approche classique passe par deux étapes distinctes : l'estimation des paramètres d'une distribution de l'hétérogénéité lors de la tarification a priori, et ensuite l'approximation de l'hétérogénéité par un système bonus-malus. Une nouvelle approche d'estimation d'un système bonus-malus en une seule étape est développée, en utilisant des outils statistiques. Cette approche statistique permet d'estimer les relativités bonus-malus directement à l'aide des modèles de régression en utilisant la méthode du maximum de vraisemblance. Des critères statistiques classiques permettent ainsi de sélectionner le meilleur système bonus-malus alors que des métriques moins précises devraient être utilisées lors d'une calibration classique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Nombre de réclamations, Tarification a priori, Tarification a posteriori, Systèmes bonus-malus, Hétérogénéité, Modèles de régression, Maximum de vraisemblance.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

MODELISATION STATISTIQUE D'ANTENNES DANS LEURS ENVIRONNEMENTS Avec l'émergence des nouvelles technologies sans fils, la ressource spectrale est plus que jamais en voie de saturation. De nouvelles approches d'allocation fréquentielle s'imposent afin de mieux gérer la répartition du spectre. Le concept de la radio cognitive constitue une solution d'avenir pour relever ces défis, s'appuyant sur des terminaux conscients de leur environnement afin de pouvoir analyser ce dernier et s'y adapter de manière dynamique. Il est nécessaire pour cela de bien identifier les mécanismes liés à la propagation et au comportement du terminal, qui peuvent impacter la mise en œuvre et les performances de techniques de radio cognitive. A plus brève échéance, la disponibilité d'outils informatiques apportera une aide à la gestion efficace et dynamique du spectre. Ces outils implémenteront des algorithmes permettant de simuler le fonctionnement des réseaux sans fil dotés des techniques d'allocation dynamique du spectre puis de radio cognitive. Leur développement passe par la mise au point préalable de modèles simplifiés des blocs de base du simulateur, tels que le trafic, la propagation, et les terminaux. Le travail contenu dans le présent manuscrit s'est concentré sur l'étude des interactions entre les antennes et leurs perturbateurs proches dans une perspective de développement de tels modèles. Plusieurs configurations ont ainsi été étudiées en simulation et en mesure afin de représenter la diversité des situations d'usage pour deux types d'applications : la téléphonie mobile et les communications Ultra Large Bande haut débit. Des indicateurs de performances d'antennes ont été définis puis étudiés statistiquement pour illustrer la démarche suivie.

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez les hommes dans la plupart des pays développés. C'est le cancer le plus fréquent chez les hommes en France (73.609 cas en 2014) et en Colombie (9564 cas en 2014). En outre, c'est la troisième cause de décès par cancer chez les hommes dans les deux pays (9,3 % en France et 7,1 % en Colombie en 2014). L'une des techniques de traitement est la radiothérapie externe, qui consiste à délivrer un rayonnement ionisant à une cible clinique, à savoir la prostate et les vésicules séminales. En raison des variations anatomiques au cours du traitement, qui consiste en environ 40 fractions de rayonnement délivrant une dose totale allant de 70 à 80Gy, des marges de sécurité sont définies autour de la cible tumorale lors de la planification du traitement. Ceci entraîne des portions d'organes sains voisins de la prostate - la vessie et le rectum - à être inclus dans le volume cible, pouvant conduire à des événements indésirables affectant les fonctions urinaires (hématurie et cystite, entre autres) ou rectale (saignement rectal, incontinence fécale, Etc.). La vessie présente les plus grandes variations de forme entre fractions de traitement, provoquées par des changements continus de volume. Ces variations de forme introduisent des incertitudes géométriques qui rendent difficile l'évaluation de la dose réellement délivrée à la vessie pendant le traitement. Ces incertitudes limitent la possibilité de modéliser une relation dose-volume pour la toxicité génito-urinaire tardive (GU). Le projet QUANTEC (Quantitative Analysis of Normal Tissue Effects in the Clinic) a déclaré que la relation dose-réponse pour la toxicité gastro-intestinale tardive (GI) était loin d'être établie. Les variables dosimétriques obtenues à partir de la tomodensitométrie de planification peuvent être faiblement représentative de la dose effectivement administrée. En conséquence, il est crucial de quantifier les incertitudes produites par les variations inter-fraction de la vessie afin de déterminer les facteurs dosimétriques qui affectent les complications GU tardives. Le but de cette thèse était donc de caractériser et de prédire les incertitudes produites par les variations géométriques de la vessie entre les fractions de traitement, en utilisant uniquement la tomodensitométrie de planification comme information d'entrée. En pratique clinique, une seule tomodensitométrie est disponible au moment de la planification du traitement pour un patient typique, alors que des images supplémentaires peuvent être acquises en cours de traitement. Dans cette thèse une approche population a été utilisée pour obtenir suffisamment de données pour apprendre les directions les plus importantes du mouvement et de la déformation de la vessie en utilisant l'analyse en composante principales (ACP). Comme dans les travaux de référence, ces directions ont ensuite été utilisées pour développer des modèles basés population pour prédire et quantifier les incertitudes géométriques de la vessie. Cependant, nous avons utilisé une analyse longitudinale afin de caractériser correctement la variance du patient et les modes spécifiques du patient à partir de la population. Nous avons proposé d'utiliser un modèle à effets mixtes (ME) et une ACP hiérarchique pour séparer la variabilité intra et inter-patients afin de contrôler les effets de cohorte confondus. Finalement, nous avons présenté des modèles sur l'APC comme un outil pour quantifier des incertitudes de la dose produit par le mouvement et déformation de la vessie entre fractions. / Prostate cancer is the most common cancer amongst the male population in most developed countries. It is the most common cancer amongst the male population in France (73.609 cases in 2014) and in Colombia (9564 cases in 2014). It is also the third most common cause of cancer deaths in males in both countries (9.3% and 7.1% in France and in Colombia in 2014, respectively). One of the standard treatment methods is external radiotherapy, which involves delivering ionizing radiation to a clinical target, namely the prostate and seminal vesicles. Due to the uncertain location of organs during treatment, which involves around forty (40) radiation fractions delivering a total dose ranging from 70 to 80Gy, safety margins are defined around the tumor target upon treatment planning. This leads to portions of healthy organs neighboring the prostate or organs at risk — the bladder and rectum — to be included in the target volume, potentially resulting in adverse events affecting patients’ urinary (hematuria and cystitis, among others) or rectal (rectal bleeding, fecal incontinence, etc.) functions. The bladder is notorious for presenting the largest inter-fraction shape variations during treatment, caused by continuous changes in volume. These variations in shape introduce geometric uncertainties that render assessment of the actual dose delivered to the bladder during treatment difficult, thereby leading to dose uncertainties that limit the possibility of modeling dose-volume response for late genitourinary (GU) toxicity. The Quantitative Analysis of Normal Tissue Effects in the Clinic (QUANTEC) project has stated that a similar dose-response to that of late gastrointestinal (GI) toxicity is far from being established. The dosimetric variables obtained from the planning CT prove to be very poor surrogates for the real delivered dose. As a result, it appears crucial to quantify uncertainties produced by inter-fraction bladder variations in order to determine dosimetric factors that affect late GU complications. The aim of this thesis was thus to characterize and predict uncertainties produced by geometric variations of the bladder between fractions, using solely the planning CT as input information. In clinical practice, a single CT scan is only available for a typical patient during the treatment planning while on-treatment CTs/CBCTs are seldom available. In this thesis, we thereby used a population approach to obtain enough data to learn the most important directions of bladder motion and deformation using principal components analysis (PCA). As in groundwork, these directions were then used to develop population-based models in order to predict and quantify geometrical uncertainties of the bladder. However, we use a longitudinal analysis in order to properly characterize both patient-specific variance and modes from the population. We proposed to use mixed-effects (ME) models and hierarchical PCA to separate intra and inter-patient variability to control confounding cohort effects. . Subsequently, we presented PCA models as a tool to quantify dose uncertainties produced by bladder motion and deformation between fractions.

Les polluants atmosphériques, qu’ils soient de sources naturelles ou anthropiques, peuvent être transformés et transportés sur de longues distances. Les retombées atmosphériques constituent des puits définitifs pour ces polluants atmosphériques. Ce travail de recherche s’inscrit dans le cadre du projet SESAME du programme PRIMEQUAL « Pollution longue distance ». Les objectifs sont d’identifier les déterminants de l’évolution des retombées atmosphériques acidifiantes et eutrophisantes et d’évaluer l’efficacité des politiques de réduction en vigueur. Les méthodologies reposent sur des approches statistiques appliquées à une compilation de bases de données issues de trois observatoires MERA, CATAENAT et BAPMoN. L’utilisation de procédures de consolidation et de comparaison a permis d’optimiser la base de données pour envisager des analyses descriptives en toute objectivité. La détermination de la composition chimique des espèces ioniques majeures a permis de distinguer les déterminants des contrastes géographiques et saisonniers de la chimie des retombées atmosphériques. L’étude des changements temporels annuels et saisonniers par la méthode de Sen Mann Kendall a mis en évidence des liens pouvant être linéaires ou non linéaires entre les évolutions de la composition chimique des retombées atmosphériques et leurs déterminants. L’expertise des déterminants a contribué à la création pas à pas d’un modèle statistique en vue de proposer des prévisions des retombées atmosphériques au site de mesure à l’horizon de quelques années (suivant différents scénarios climatiques). Des valeurs ponctuelles de dépassement de charges critiques et leur évolution face aux dépôts mesurés et projetés ont été évaluées. Enfin, la densité de sites a permis d’obtenir une spatialisation des retombées atmosphériques, qui a pu être comparée aux cartes de dépôts modélisées par le modèle EMEP. / Atmospheric pollutants emitted by both natural and anthropogenic sources are precursors of secondary compounds such as acidic gases and aerosols, which can be transported over long distances. Atmospheric deposition is the ultimate sink for these pollutants and can lead to acidification and eutrophication issues. This research was conducted within the SESAME project as part of the PRIMEQUAL long distance pollution program. The objectives seek to identify determinants of atmospheric deposition changes and to evaluate policies of pollutant reductions. Statistical approaches were applied to measurement databases of three French networks: MERA, CATAENAT and BAPMoN. Several procedures were developed to consolidate and to compare the datasets for a descriptive analysis. Geographical and seasonal determinants were identified based on the chemistry of concentrations and deposition fluxes. The trends resulting from Sen Mann Kendall tests highlighted that the changes in chemical compositions of atmospheric deposition can be either linear or nonlinear with the identified determinants. The findings were used to develop a predictive model to forecast the deposition fluxes of sulfur and nitrogen species under different climate scenarios and over several decades. The exceedances of critical loads and their changes were evaluated from current and forecasted deposition fluxes. Finally, the density of measurement sites over the French area was strong enough to create maps of deposition fluxes, which were then compared to the EMEP model outputs.

Les oxydes d'azote (NOx) sont les indicateurs principaux de la pollution atmosphérique produite par les véhicules. La concentration de NO2, polluant réglementé pour ses effets sur la santé, dépasse en 2006, à Paris et en proche banlieue, les niveaux réglementaires pour l'ensemble des stations qui le mesurent, et en particulier à proximité du trafic. Ainsi, les six stations franciliennes de proximité au trafic automobile, dépassent largement l'objectif de qualité (jusqu'à 2.5 fois) et la valeur limite (jusqu'à deux fois). L'objectif de ma thèse visait à mettre au point un modèle qtatistique de détermination des concentrations "respirables" par la population, pour le NO2 en milieu urbain. Compte tenu de la nécessité d'une base de données statistiquement représentative, le modèle a été développé sur la région parisienne. Nous avons sélectionné les variables nécessaires à la description du système et à la définition de la fonction de régression neuronale sur la base de notre connaissance du phénomène étudié. Les paramètres de la régression ont été optimisés au cours d'une phase d'apprentissage à partir d'observations relevées à 5 stations de "trafic" et 5 stations "urbaines". Les variables que nous avons retenues sont (i) des concentrations de fond en NO2 estimées par un modèle de chimie transport à l'échelle régionale, (ii) des paramètres d'émissions locales pour les sources urbaines, (iii) des paramètres de la topographie urbaine qui participent à la dispersion en milieu urbain et enfin (iv) des paramètres météorologiques. Le modèle construit (nommé PAP) est un modèle hybride prenant en compte les sorties d'un modèle régional déterministe CHIMERE, pour quantifier le niveau de fonds urbain, et intégre une fonction statistique de réduction d'échelle pour estimer les champs de concentrations au niveau "respirable" de la rue / Résumé anglais manquant

Les pratiques industrielles du traitement du bois aux CCA (Cr, Cu et As) conduisent<br />souvent à une forte contamination des sols de ces sites industriels, et leur lixiviation naturelle<br />par les eaux de pluie constitue un risque potentiel pour les nappes phréatiques et pour la<br />chaîne alimentaire. Afin de contribuer à mieux évaluer ce risque, nous nous proposons de<br />quantifier expérimentalement et de modéliser statistiquement les concentrations en CCA<br />lixiviables à partir de ces sols.<br />Dans le but de concilier les conditions du terrain avec les contraintes du laboratoire,<br />nous avons choisi d'expérimenter la lixiviation des CCA sur des colonnes de sols pollués et<br />non déstructurés, prélevées sur des sites industriels ayant connu une longue activité.<br />Toutefois, des prélèvements de sol déstructuré (plus simples) effectués simultanément, ont été<br />expérimentés en batch (plus aisés à mettre en oeuvre que les colonnes), afin d'évaluer la<br />pertinence d'un diagnostic effectué en batch en lieu et place des colonnes. A partir de cinq<br />sites préalablement reconnus, quatorze zones parmi les plus contaminées ont été<br />sélectionnées, représentant quatorze sols différents. Sur chaque zone, nous avons délimité une<br />surface d'environ 800 cm2 pour y échantillonner 3 ou 4 répliques du sol conditionné en<br />colonnes (10 cm de diamètre et de hauteur).<br />La gamme des teneurs initiales en CCA dans ces sols s'étend de quelques dizaines à<br />plusieurs milliers de mg/kg de sol sec, et montre généralement la prépondérance du Cu devant<br />le Cr et l'As (Cu > Cr > As). De fortes variations latérales des teneurs et une atténuation<br />verticale très rapide du signal (> 10 fois) ont été observées. De telles hétérogénéités dans le<br />sol peuvent résulter de l'association d'une fixation rapide le long d'une verticale dans les<br />macropores, et d'une diffusion plus lente dans les micropores opérant dans toutes les<br />directions du sol.<br />Les évènements pluvieux ont été simulés en enchaînant plusieurs cycles de lixiviation<br />en conditions de circulation saturée en eau. Les concentrations en CCA mesurées dans chacun<br />de ces cycles atteignent rapidement un état quasi-stationnaire qui permet de proposer une<br />moyenne des concentrations pour chaque élément, pour chacun des 14 sols.<br />En mesurant les concentrations de différentes espèces de CCA en solution aqueuse<br />(spéciation), nous avons constaté que l'ordre des concentrations en CCA lixiviés est le<br />suivant : Cr(VI) < Cutot / Cu2+ < As(V). La plupart des concentrations en Cr(VI) restent en<br />dessous de la limite de la valeur-guide de 50 μg/l. Les proportions de Cu2+ restant variables<br />suivant les sols (elles peuvent atteindre plusieurs mg/l pour les sols dont les teneurs sont les<br />plus élevées). L'As(V) présente de fortes concentrations (> 50 μg/l) pour la majorité des sols.<br />L'analyse statistique par régressions linéaires multiples nous a permis de relier les<br />concentrations en CCA lixiviés avec certaines des caractéristiques essentielles des sols. Les<br />concentrations en Cu et en As lixiviés sont systématiquement corrélées aux teneurs initiales<br />du sol et aux pH du sol. Le meilleur modèle a été établi pour le Cu, expliquant 96% des<br />variations en commun, alors que le Cr n'a pu être modélisé. Le modèle de l'As explique<br />quant-à lui 94 % des variations en commun avec néanmoins de fortes variations possibles<br />entre les valeurs mesurées et les valeurs calculées par le modèle. Des relations ont aussi pu<br />être proposées pour relier les résultats des batchs à ceux des colonnes. Avec certaines<br />précautions et vérifications, ces modèles pourraient être utilisés pour estimer les quantités de<br />CCA lixiviés par la simple mesure de quelques paramètres du sol.

Dans les communautés de forêt tropicale humide, la compétition interspécifique et la limitation du recrutement par la dispersion ont généralement invoquées pour expliquer la coexistence de nombreuses espèces d'arbres. Le rôle de ces mécanismes dans la régénération reste peu connu, bien que leur compréhension soit essentielle pour la gestion des forêts exploitées. Dans ce travail, les conditions du milieu et les relations intraspécifiques ont été prises en compte dans l'analyse des distributions de juvéniles. Quinze espèces non pionnières ont été sélectionnées selon un gradient de tolérance à l'ombre et des modes de dispersion variés. La modélisation statistique de la densité locale a permis de relier le succès d'installation des juvéniles aux conditions du milieu et aux distances aux arbres adultes simultanément. Les prédictions des<br />modèles confirment le gradient de tolérance parmi les espèces étudiées et révèlent des courbes d'installation différentes selon le mode de dispersion.