Dissertations / Theses on the topic 'Modèle multi-milieu'

La simulation constitue une approche majeure pour la conception, le développement, l’analyse et l’évolution des systèmes urbains. Dans le contexte de cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation et à la simulation des déplacements de flux (piéton, véhicule, cycle) au sein d’environnements urbains. Le contexte industriel dans lequel s’inscrit également cette thèse impose de considérer les déplacements de chaque entité dans un univers modélisé en trois dimensions. Nous proposons d’aborder les nombreux défis scientifiques et technologiques en modélisant les flux sous la forme d’entités autonomes appelées agents. La simulation orientée-agent nécessite de définir trois mécanismes principaux : le comportement des agents, leurs interactions avec les autres agents et leurs interactions avec l’environnement dans lequel ils évoluent. Ce dernier modélise la structure du monde ainsi que sa dynamique endogène. Malheureusement, il reste difficile de trouver des modèles d’environnement répondant aux différentes problématiques scientifiques et technologiques abordées dans cette thèse. Par conséquent, nous proposons un modèle d'environnement, nommé HEDGE (HEterogenous Dual Graph Environment). Il est basé sur une décomposition de l’environnement en zones reliées par des liens de navigation et de perception. Cette structure de graphe est au centre de notre modèle. Elle a été conçue pour permettre une modélisation naturelle de l’environnement et une simulation efficace du système constitué par cet environnement et les agents. Les missions et les processus dynamiques de l’environnement sont modélisés à l’aide de mécanismes inspirés des lois de la Physique. Les actions fournies par les agents et par les algorithmes calculant la dynamique endogène de l’environnement sont des forces à appliquer aux objets du monde. Un modèle de détection et de résolution de conflits entre ces forces est utilisé afin de garantir un état cohérent du modèle de l’environnement. Dans la dernière partie de cette thèse, nous illustrons l’utilisation du modèle HEDGE dans le cadre de deux projets d’aménagement de la ville de Belfort et de sa communauté d’agglomérations Le produit de l’application de ce modèle est utilisé à des fins d’études techniques (études préliminaires, avant-projet), de communication (concertations et débats publics) et de promotion (expositions, valorisation) sous la forme de logiciels interactifs en 3D
Simulation constitutes a major approach for the conception, development, analysis and evolution of urban systems. This thesis focusses on the modeling and simulation of movements (pedestrian, vehicle, cycle) within urban environments. The industrial context associated with this thesis requires to consider the movements of each entity in a three dimensional universe. In this thesis, we propose to address the scientific and technological challenges by using autonomous entities, called agents, to model the individuals. In agent-based simulation three elements must be defined: the agent behaviors, their interactions with other agents, and with the environment. The environment models the structure of the world and its endogenous dynamics. Unfortunately, it is still difficult to find an environment model that answers all the different scientific and technological problems addressed in this thesis. Consequently, an environment model named HEterogenous Dual Graph Environment (or HEDGE) is proposed. The HEDGE model is based on a decomposition of the environment using zones that are linked with navigation and perception links. This graph structure is at the center of our model. It is designed to “naturally” model the environment, and it allows an efficient simulation of the system composed of the environment and the agents. The environment’s missions and dynamic processes are modeled using mechanisms, which are inspired by the laws of Physics. The actions provided by the agents and the endogenous dynamics algorithms correspond to physical forces to apply to objects in the world. A model of conflict detection and resolution between those forces is used to ensure the coherence of the environment model state. In the last part of this thesis, the HEDGE model is used in the context of two urban planning projects in the city of Belfort, and its metropolitan area. The product of this model’s application is used in the context of technical studies (preliminary studies, pre-project), communication (consultation and public debates) and promotion (exposition, valorization) in the form of interactive 3D software

Cette thèse questionne l’évacuation piétonne d’une population littorale en milieu urbain en cas de tsunami et séisme, à travers la mise en place du modèle STEP. Deux sites d’études ont été considérés : Saint-Laurent-du-Var (France) et Syracuse (Italie), qui présentent des configurations d’exposition aux risques et des stratégies d’évacuation de la population différentes. L’espace urbain est au cœur du questionnement de cette thèse. Premièrement, à travers l’influence que la lisibilité du milieu urbain peut avoir sur une évacuation piétonne. Deuxièmement, par la prise en compte du contexte multi-risques et des dommages d’un séisme précurseur sur les constructions, en questionnant la praticabilité des itinéraires d’évacuation en milieu urbain. STEP est un modèle hybride alliant le multi-agents et les automates cellulaires et implémenté sur la commune de Saint-Laurent-du-Var. Son environnement est construit à partir des données géographiques de terrain (topographie, bâtiments). Le tsunami est implémenté à partir des données issues de simulation événements de référence. La lisibilité de l’espace urbain est construite à travers la mise en place de zones de non-visibilité des zones refuge générées en fonction de leur hauteur et de celle des bâtiments. La praticabilité de l’espace urbain se traduit par la mise en place d’une probabilité d’effondrement des constructions en fonction de l’intensité sismique, pouvant obliger les individus à trouver un autre itinéraire jusqu’aux zones refuge. Trois scénarios principaux ont été mis en place, se basant sur des événements de références et explorés par variation des paramètres liés aux agents et zones refuge ; ces trois scénarios principaux font varier la lisibilité et la praticabilité de manière indépendante afin de mieux en percevoir les effets sur les résultats. Au final, la variation de la localisation des zones refuges ainsi que la prise en compte du contexte multi-risques en milieu urbain ont une influence importante sur les résultats issus des simulations de STEP. Cette thèse met donc en avant l’importance de la considération de la spécificité d’une évacuation en milieu urbain ainsi que du contexte multi-risques pour la mise en place de stratégies d’évacuation de population sur un territoire
This thesis explore the issue of a pedestrian evacuation of coastal population in an urban environment in case of tsunami and seism, through the implementation of the model STEP. Studies examine two fields: Saint-Laurent-du-Var (France) and Siracusa (Italy). They provide varied configurations of disaster risk exposure and different evacuation strategies for a coastal urban population. Urban environment is the central point of this thesis. First, visibility in an urban context is evaluated through its effect on pedestrian evacuation. Second, by taking into account multi-hazard context through the impacts on buildings from a precursor earthquake and questioning the walkability of evacuation routes to safe areas. The STEP model is a hybrid modelisation combining agent-based and cellular automatons. It is implemented on Saint-Laurent-du-Var based on geographical data (topography, buildings). The tsunami is based on worst-case simulation data. Visibility in an urban context is determined by the height of safe areas and surrounding buildings; it creates “shadow-zones” where people have no line-of-sight to safe areas around them. Walkability of the urban environment is based on the probability of a building collapse according to seismic intensity. Debris may obstruct streets and force people to seek alternative routes to safe areas. According to the worst-case simulation data, three main evacuation scenarios were implemented and explored through parameters related to agents and safe areas. These three scenarios vary the visibility and walkability independently in order to better evaluate the effects of the results. The greatest impact seen within STEP simulations is determined by the location of safe areas and paying attention to seismic activity in an urban environment. This thesis shows the importance of considering specific evacuation requirements for coastal urban environments. It also demonstrates that multi-hazards should be a central concern when defining evacuation strategies for populations

L'organisation des matériaux sur plusieurs échelles de longueur peut leur donner des propriétés physiques spécifiques intéressantes pour l'optique, ou la biodétection par exemple. Il est en particulier possible d'atteindre une organisation hiérarchique de nanoparticules par évaporation d'une suspension colloïdale sur une surface texturée. Cette thèse porte sur l'auto-organisation de matériaux multi–échelles par séchage d'une solution en milieu poreux modèle formé entre un substrat et une surface décorée d'un réseau de plots micrométriques. Nous avons étudié les mécanismes de recul d'un ménisque conduisant à la formation de films durant l'évaporation d'une solution de tensioactifs dans ce milieu. Nous avons de plus pu établir un modèle numérique rendant compte des évolutions temporelles des paramètres macroscopiques de la goutte tels que son aire, son périmètre ou la morphologie des films formés. Nous avons ensuite effectué des expériences de séchage en milieu poreux modèle de suspensions de quantum dots fonctionnalisés par des molécules amphiphiles et nous avons caractérisé les matériaux obtenus par diffraction des rayons X aux petits angles et par différentes techniques de microscopie. Nous avons enfin pu généraliser cette technique d'auto-organisation multi-échelle à des nanobâtonnets métalliques ou semiconducteurs
The multi-scale organization of materials can give them specific physical properties making them interesting devices for applications in many fields that include optics and bio-detection. It is possible to achieve a hierarchical organization of nanoparticles via the evaporation of a colloidal suspension on a micro-textured surface. This work focuses on the self-organization of multi-scale materials through the drying of complex fluids in a porous medium consisting of an assembly of regularly arranged micron-sized pillars. More specifically, we have studied experimentally the physical mechanisms behind the retraction of menisci that occurs during the drying of a solution of surfactants and leads to the formation of dried-liquid films between pillars. In addition, we have developed a simple model based on experimental observations that allows us to predict the evolution of most of the macroscopic features of the drying drop, that is, its area, its perimeter, and the morphology of the obtained films. Then, we studied the drying of suspensions containing quantum dots functionalized with amphiphilic molecules and we characterized the resulting material using several techniques, including small angle X-ray diffraction and optical microscopy. We conclude with a generalization of this technique to the drying of suspensions containing other particles such as gold nanorods and semiconducting nanorods

Les procédés de gazéification de bois à lits fixes étagés sont adaptés à la production d'électricité de petites puissances. Dans ces procédés, la pyrolyse est opérée dans un réacteur continu à lit fixe descendant. La particularité de ce type de réacteur est son fonctionnement autothermique. L'énergie nécessaire au chauffage, au séchage et à la pyrolyse est apportée par la combustion partielle du bois : on parle de “pyrolyse oxydante”. L'injection d'air par le haut du réacteur provoque la propagation d'une zone d'oxydation dans le milieu poreux à contre-courant des écoulements des solides et des gaz. Les travaux présentés dans ce manuscrit visent une meilleure description de cette étape du procédé. Le problème posé est de type multi-échelles. Ainsi, nous avons préalablement mené une étude à l'échelle de la particule isolée avant de s'intéresser au comportement global du lit fixe. A l'échelle de la particule, nous avons quantifié l'effet de l'oxygène et de la taille des particules sur la cinétique de la pyrolyse oxydante. Cette étude nous a guidés pour la mise en place d'un modèle cinétique de cette transformation. A l'échelle du lit fixe, la propagation de la zone d'oxydation a été caractérisée par des approches expérimentale et numérique, offrant ainsi une meilleure connaissance de cette étape du procédé étagé
Wood Multi-staged gasification in a fixed bed reactor is suitable for small-scale electricity generation. In these processes, the pyrolysis is performed in a continuous downward fixed bed reactor. The main feature of this reactor is the autothermal operation. Energy for heating, drying and pyrolysis is supplied by partial combustion of wood, known as “oxidative pyrolysis”. The air introduced from the top of the reactor induces a combustion front that propagates countercurrent with the solids and gazes flows. The work presented in this document aimed to achieve a better description of this process. A multi-scale approach was considered. Therefore, we have firstly studied the behavior of an isolated particle before focusing on the overall fixed bed. At the particle scale, we have quantified the effect of oxygen and of particle size on the oxidative pyrolysis kinetics. This led us to the setup of a kinetic model for this transformation.At the fixed bed scale, the propagation of the combustion front was studied considering the experimental and numerical approaches, which provides a better understanding of this step of the wood staged gasifiers

L'objectif de cette thèse est de développer une plateforme intégrée et spatialisée permettant de déterminer les inégalités liées aux expositions environnementales des populations aux substances chimiques. Un modèle multimédia d'exposition est utilisé pour permettre le calcul des doses d'exposition de populations cibles liées à l'ingestion de produits alimentaires, d'eau de consommation, de sol et à l'inhalation de contaminants atmosphériques. Ce modèle est alimenté par des bases de données géoréférencées de différents types : environnemental (eau, air, sol, alimentation), comportemental, démographique, interfacé dans un Système d'Information Géographique (SIG). Une étude pilote est détaillée sur les régions Nord-Pas-de-Calais et Picardie, pour le cadmium, le plomb, le nickel et le chrome. Les zones de surexposition potentielle et leurs déterminants ont été identifiés par l'analyse spatiale des variations des indicateurs de risque. La mise en évidence de zones de plus fortes contaminations environnementales et/ou de surexpositions potentielles présente des incertitudes dont une partie est, à ce stade, simulée dans la plateforme. L’étude pilote a permis d'établir l'opérationnalité de la plateforme. Les cartes d'exposition obtenues permettent d'identifier les zones géographiques dans lesquelles conduire en priorité des études environnementales de terrain afin d'aider à la mise en oeuvre de mesures de réduction de l'exposition. Ces travaux proposent également d'améliorer l'évaluation des risques sanitaires « classique » avec une meilleure intégration des déterminants essentiels de l'exposition réelle des populations au niveau d'un territoire
The aim of this thesis was to develop an integrated and spatialized platform that allows characterizing the inequality linked to environmental exposure of population to chemical substances. A multimedia exposure model was used to assess the exposure dose of target population via inhalation of atmospheric contaminants and via ingestion of soil, food and drinking water. This model uses geo-referenced databases implemented in a GIS including environmental (water, air, soil, food), behavioral, and demographic data. A case study was performed across two regions in France (Picardie and Nord-Pas-de-Calais) for cadmium, chromium, nickel and lead. Exposure hotspot areas and determinants were identified by the spatial analysis of risk indicator variations. Uncertainties are associated with highlighting areas where potential hotspot exposure have been detected. Some of these uncertainties are simulated by the platform. The case study has allowed to demonstrate the platform feasibility and functioning. Hotspot areas with significantly elevated exposure indicator values might be used to define environmental monitoring campaigns, to manage and plan remedial actions. This work proposes also to improve “classical” health risk assessment with a better integration of essential determinant for the real population exposure at the territory scale

Chaque jour, 15% des Européens sont exposés à des niveaux moyens de bruit ou de polluants atmosphériquesdépassant les valeurs seuils fixées par la législation européenne. L’intensité de la pollution de chaque polluant et sarépartition à l’échelle d’une agglomération dépendent des capacités d’émission des sources, des phénomènes dedispersion, et de l’environnement urbain. Il en résulte une variabilité spatiale du niveau de multi-exposition qui resteencore largement méconnue. L’objectif de ce travail de thèse est d’identifier et de caractériser les situations de multiexpositionsur la ville de Besançon. Les niveaux sonores et les concentrations de plusieurs polluants atmosphériques denatures différentes (NO2, benzène, PM10 et PM2.5) ont été finement modélisés (2m x 2m). La compatibilité des modèlesa été maximisée par l’introduction d’inputs identiques dans les méthodologies de calcul Mithra-SIG pour le bruit, etCOPERT4/ADMS-urban pour les polluants. Dans un premier temps, l’impact de la définition du voisinage sur lesniveaux d’exposition a été exploré pour les deux pollutions. Douze indicateurs, présentant chacun une définitiondifférente de la zone d’exposition au voisinage du domicile, ont permis de quantifier les niveaux d'exposition autour des10865 bâtiments d’habitations bisontins. Les résultats obtenus mettent en évidence un impact significatif de ladéfinition de la zone d’exposition sur les niveaux. Les différentes définitions du voisinage conduisent à l'existence d'unbiais différentiel, dû à la prise en compte particulière des variables environnementales dans chacun des indicateurs. Cebiais se retrouve pour l'ensemble des polluants étudiés, bien que dans des proportions variables en fonction du polluant.Dans un second temps, l’étude des situations de multi-exposition bruit/NO2 a pu être réalisée. Les résultats obtenusindiquent l'existence d'une relation complexe et permettent de décrire les différentes situations de multi-expositionprésentes dans la ville. Ce travail de thèse constitue une des premières approches de ce type en France et permet demieux comprendre les relations existantes entre définition du voisinage, zones d'exposition, paramètresenvironnementaux et niveaux d'exposition
Every day, 15% of the European population is exposed to average noise or air pollution levels exceeding theEuropean legal threshold. Levels and distribution of each pollutant across the city depend of individual sourcesemissions, dispersion phenomenon, and urban environment. Consequently, spatial variability of multi-exposure levelremains mostly unknown. The aim of this Ph. D. thesis is to identify and describe multi-exposure situations in the cityof Besançon. Environmental noise levels, and concentrations of several air pollutants (NO2, benzene, PM10 and PM2.5),have been modeled using a fine scale grid (2m x 2m). Model compatibility has been maximized by the use of commoninput into the calculation software Mithra-SIG (for noise) and COPERT4/ADMS-urban (for air pollutants). In a firsttime, impact of the neighborhood definition on exposure levels has been explored for both pollutions. Twelveindicators, each representing a different definition of the exposure area in the dwelling vicinity, have been used toquantify exposure levels around the 10 865 inhabitable building of Besançon. Obtained results show a significantimpact of the neighborhood definition on the exposure levels. Different neighborhood definitions lead to a differentialbias caused by a different accounting for environmental variables. This bias exists for all studied pollutant, but indifferent proportion depending on the pollutant. In a second time, situations of multi-exposure to noise and NO2 havebeen identified in the city. Results indicate a complex relation between pollutants and allow the description of severalmulti-exposure situations across the city. This work constitute one of the firsts approaches of this kind in France andallow a better understanding of the existing relations between neighborhood, exposure area, environmental parametersand exposure levels

La pollution atmosphérique en milieu urbain a été identifiée comme une cause importante d’impacts sanitaires, y compris de décès prématurés. En particulier, les concentrations ambiantes de polluants gazeux tels que le dioxyde d’azote (NO2) et de particules (PM10 et PM2,5) sont réglementées, ce qui implique que des stratégies de réductions d’émissions doivent être mises en place pour diminuer ces concentrations dans les lieux où la réglementation correspondante n’est pas respectée. Par ailleurs, la pollution atmosphérique peut contribuer à la contamination d’autres milieux, par exemple à travers la contribution des dépôts atmosphériques à la contamination des eaux de ruissellement.Les aspects multifactoriels et multiéchelle de la pollution en ville rendent l’identification des sources difficile. En effet, le milieu urbain est un espace hétérogène caractérisé par des structures architecturales complexes (bâti ancien côtoyant un bâti plus moderne, zones résidentielles, commerciales, industrielles, axes routiers…), des émissions de polluants atmosphériques non uniformes et par conséquent une exposition de la population à la pollution qui est variable dans l’espace et le temps.La modélisation de la pollution atmosphérique urbaine a pour vocation de comprendre l’origine des polluants, leur étendue spatiale et leur niveau de concentrations/dépôt. Certains polluants ont des temps de résidence long et peuvent séjourner plusieurs semaines dans l’atmosphère (PM2,5) et donc être transportés sur de longues distances, d’autres au contraire, sont plus locaux (NOx en proximité du trafic). La répartition spatiale d’un polluant dépendra alors de plusieurs facteurs et notamment des surfaces rencontrées. La qualité de l’air, elle, dépend fortement des conditions météorologiques, du bâti (rue-canyon) et des émissions.L’objectif de cette thèse est de traiter certains de ces aspects en modélisant : (1) la pollution urbaine de fond avec un modèle de chimie-transport (Polyphemus/POLAIR3D), qui permet d’estimer les dépôts de polluants atmosphériques par type de surfaces urbaines (toits, murs et chaussées), (2) la pollution à l’échelle de la rue en intégrant explicitement les effets du bâti de manière tridimensionnelle avec d’une part un modèle multiéchelle de chimie-transport (SinG) et d’autre part un modèle de mécanique des fluides (Code_Saturne) et (3) un processus de micro-échelle qui est la réémission des particules présentes sur la chaussée par le trafic routier avec trois formulations différentes (déterministe, semi-empirique et empirique). L’intérêt de cette thèse est de pouvoir comparer et évaluer l’opérabilité et la performance de plusieurs modèles de qualité de l’air à plusieurs échelles (région, quartier et rue) afin de mieux appréhender la caractérisation de la qualité de l’air en milieu urbain
Urban air pollution has been identified as an important cause of health impacts, including premature deaths. In particular, ambient concentrations of gaseous pollutants such as nitrogen dioxide (NO2) and particulate matter (PM10 and PM2.5) are regulated, which means that emission reduction strategies must be put in place to reduce these concentrations in places where the corresponding regulations are not respected. Besides, air pollution can contribute to the contamination of other media, for example through the contribution of atmospheric deposition to runoff contamination.The multifactorial and multiscale aspects of urban make the pollution sources difficult to identify. Indeed, the urban environment is a heterogeneous space characterized by complex architectural structures (old buildings alongside a more modern building, residential, commercial, industrial zones, roads, etc.), non-uniform atmospheric pollutant emissions and therefore the population exposure to pollution is variable in space and time.The modeling of urban air pollution aims to understand the origin of pollutants, their spatial extent and their concentration/deposition levels. Some pollutants have long residence times and can stay several weeks in the atmosphere (PM2.5) and therefore be transported over long distances, while others are more local (NOx in the vicinity of traffic). The spatial distribution of a pollutant will therefore depend on several factors, and in particular on the surfaces encountered. Air quality depends strongly on weather, buildings (canyon-street) and emissions.The aim of this thesis is to address some of these aspects by modeling: (1) urban background pollution with a transport-chemical model (Polyphemus / POLAIR3D), which makes it possible to estimate atmospheric pollutants by type of urban surfaces (roofs, walls and roadways), (2) street-level pollution by explicitly integrating the effects of the building in a three-dimensional way with a multi-scale model of transport chemistry (SinG) and (3) a microscale process which is the traffic-related resuspension of the particles present on the road surface with three different formulations (deterministic, semi-empirical and empirical).The interest of this thesis is to compare and evaluate the operability and performance of several air quality models at different scales (region, neighborhood and street) in order to better understand the characterization of air quality in an urban environment

Le sous-échantillonnage est une plaie quasi systématique dans l’étude des milieux souterrains. En l’occurrence, la question reste posée d’interpréter des données recueillies in situ pour déterminer les paramètres macroscopiques régissant l’écoulement et le transport de soluté dans ces milieux. L’objet de ce travail est de proposer des outils d’inversion de données hydrodynamiques en gardant une approche physique (par opposition à systémique) du fonctionnement du réservoir. Des mesures de rabattements hydrauliques ont été acquises en deux campagnes de tests d’interférence sur l’aquifère carbonaté fracturé du Site Expérimental Hydrogéologique (SEH) de l’Université de Poitiers. Elles sont interprétées selon des modèles continus double milieu, et intègrent en particulier les effets de drainance karstique observés sur la seconde campagne de mesures. Un outil d’inversion du transfert de masse est également proposé sur la base d’un calcul Lagrangien dans le domaine des temps pour des réseaux de liens. Entre autres sophistications, l’inversion est assortie d’une dérivation analytique des sensibilités aux paramètres. Enfin, la trace du réseau de liens est éliminée en substituant les équations classiques du transport par les équations de Langevin. Elles intègrent un champ de forces à l’origine d’un terme hyperbolique qui pourrait représenter les éventuels effets de chenalisation d’un réseau. Plusieurs développements analytiques en régime transitoire et asymptotique du déplacement moyen et de la dispersion attestent de la faisabilité d’une telle substitution. Le travail doit cependant être poursuivi, notamment la comparaison avec des données de traçage acquises sur le terrain
The quite-systematic scarcity of sampled data hampers the study of underground media. This is why the question remains of getting suited interpretations based on in situ data to evaluate macroscopic parameters ruling flow and mass transport in underground reservoirs. The aim of this work is to invert dynamic data by means of tools with a physical view on the reservoir functioning (opposed here to a systemic approach). Hydraulic interference testing has been held in two campaigns over the fractured limestone aquifer of the Hydrogeological Experimental Site (HES) in Poitiers (France). Drawdown data are interpreted by enhanced dual-medium approaches, with special care given to karstic draining observed on data of the second campaign. A tool for mass transport inversion is also developed with calculations handled by a Lagrangian approach in time over bond networks. Among various refinements, inversion is coupled with an analytical derivation of the model sensitivity to parameters. Finally, the trace of the network is eliminated by substituting the classical transport equations by the Langevin equations. The latter include a force field yielding a hyperbolic term that would mimic the eventual channelling effects of a network. Several analytical developments of the mean displacement and dispersion of particles, both in transient and asymptotic context, testify that the substitution is feasible. This work should be pursued however, for instance by addressing with the tools mentioned above field tracer test experiments carried out in various contexts

Les services récréatifs fournis par le patrimoine naturel sont fortement hétérogènes et, le plus souvent, non marchands. Pourtant la connaissance des préférences des visiteurs et de la valeur qu'ils attribuent à ces services est uine information cruciale pour le gestionnaire comme pour le décideur public. Cette thèse vise à contribuer au débat sur l'évaluation économique de la demande de loisir dans un environnement multidimensionnel. Elle examine les apports des méthodes multi-attributs issues de l'approche de Lancaster et plus précisément de la Méthode Multi-Programmes (MP) et de la Méthode des Choix Multi-Attributs (MCMA). Ces approches, relativement récentes, visent à décomposer le service récréatif en différents attributs afin d'examiner les conséquences de changement multidimensionnels dans leur fourniture et d'indentifier les arbitrages réalisés par les visiteurs entre les attributs. Nous proposons leur application aux "Plans Plages" girondins, sites littoraux offrant un accès à l'océan, à la plage et à la forêt. Une enquête a été réalisée auprès d'un échantillon de touristes et de résidents (permanents et secondaires) durant l'été 2006. La MP vise à tester l'existence d'un éventuel "effet de substitution" entre les programmes de maintien de la qualité récréative sur les espaces. Elle débouche également sur le calcul des Consentements-A-Payer des visiteurs. La MCMA appliquée au seul espace forestier, permet d'identifier les attributs du service récréatif ayant une influence dans le choix de visite. Au final, ces approches soulèvent plusieurs questions quant à la formulation des choix individuels et leur prise en compte dans le processus d'évaluation
Recreational services provided by the natural environment are hightly heterogenous and most of them are non market. For management and policy making purpose however, it is useful to fully appreciate preferences for forests attributes and give a monetary value for outdoor recreation. This study aims at contributing to the debate on the economic value of outdoor recreation demand in multidimensional contexts. It exemines the contributions of multi-attribute methods that come from Lancaster's characteristicss approach. More precisely, we focus on the Multiple Programmes Contingent Valuation Method (MPCVM) and on Choise Experiments (CE). These relatively new approaches aim at differentiating recreaction by relevant attributes in order to examine the consequences of multidimensional changes in their provision and to identify visitor's trade'offs between attributes. We propose here an application to Stated-owned coastal sites in the Gironde area (Southwest France), where three adjoining wilderness areas (the ocean, the sand and the forest) form one sole site. A survey was conducted in summer 2006 on tourists and main and secondary residents. The MPCVM studies any "substitution effect" the may be between the programmes (recreational quality of natural areas). It also allows for the calculation of visitors' Willingness-To-Pay. The CE is applied to forest recreation. It identifies the relative influence of an attribute on visit choice. Finally, these methods raise several questions about the formulation of individual choices and about the inclusion of these choices in the valuation process

Ce travail s’intéresse à la modélisation du transport de polluants en milieu poreux. L’équation hyperbolique caractérisant le transport convectif est résolue à l’aide de la méthode des éléments finis discontinus de Galerkin. La discrétisation spatiale est étudiée dans un premier temps et deux espaces d’approximation sont comparés pour des maillages déstructurés en 2-D. La discrétisation temporelle est abordée dans un second temps et deux alternatives au schéma explicite classique sont présentées afin de s’affranchir de la condition CFL : le schéma semi-implicite et le schéma explicite multi-domaines où différents pas de temps peuvent être utilisés localement. La dernière partie de ce travail porte sur la simulation des problèmes de transfert avec prise en compte du contraste de densité. L’équation de transport est alors couplée à celle de l’hydrodynamique. La discrétisation temporelle multi-domaines est implémentée en 3-D et s’avère redoutablement efficace dans ce genre de situations
This work treats the modeling of mass transport in porous media. The advective part of the transport equation is solved using the discontinuous Galerkin (DG) finite element method. In the first part, the discretization of the spatial operator is considered and two approximation spaces are studied and compared for unstructured meshes in 2-D. The temporal discretization is tackled in the second part of this study. Two alternatives to the traditional explicit scheme are presented : a class of semi-implicit schemes and an explicit local time-stepping procedure which allows spatially varying time steps. Finally, the last part of this work consists of using the developed numerical tools to simulate density coupled flow and transport in porous media. The local time procedure is implemented in a 3-D numerical code and numerical experiments show that the model gives accurate results being highly efficient for this kind of problems

Cette thèse est consacrée à l’étude mathématique de divers systèmes de particules classiques et quantiques, en milieu désordonné. Elle comprend quatre travaux publiés ou soumis. Dans le premier nous fournissons une nouvelle formule permettant de prouver la localisation d’Anderson en une dimension d’espace et de caractériser la décroissance des fonctions propres à l’infini. Le second contient l’une des premières preuves de la localisation pour une infinité de particules en intéraction, dans l’approximation d’Hartree-Fock. Le troisième est dédié au modèle d’Anderson soumis à une perturbation périodique en temps. Sous certaines conditions sur la fréquence d’oscillation nous prouvons l’absence de diffusion. Dans le dernier travail nous montrons la décroissancedes corrélations pour le modèle du Jellium en une dimension dans un fond inhomogène, en utilisant la distance de Hilbert sur les cônes et le théorème de Birkhoff-Hopf
This thesis is devoted to the mathematical study of some systems of classical and quantum particles, in a disordered medium. It comprises four published or submitted works. In the first one we provide a new formula allowing to prove Anderson localisation in one space dimension and to characterise the decay at infinity of the eigenfunctions. The second contains one of the first proofs of localisation for infinitely many particles in interaction, in the Hartree-Fock approximation. The third work is dedicated to the Anderson model in a time-periodic perturbation. Under certain conditions on the oscillation frequency we prove the absence of diffusion. In the last work we show the decay of correlations for the one-dimensional Jellium model in an inhomogeneous background, using the Hilbert distance on cones and the Birkhoff-Hopf theorem

Ce travail porte sur la modélisation d'écoulements turbulents anisothermes dans des milieux macroporeux. Ce problème intéresse de nombreux domaines : échangeurs de chaleur, réacteurs nucléaires, canopées... Notre objectif est de modéliser des écoulements traversant une structure solide selon un approche multi-échelle. L'utilisation d'un opérateur de moyenne spatiale permet ainsi d'obtenir une description homogénéisée des écoulements, tandis que l'aspect turbulent est traité grâce à un opérateur de moyenne statistique. Au cours du processus de moyenne, une partie des informations sur l'état microscopique est perdue. Cela se traduit, à l'échelle macroscopique, par l'apparition de termes inconnus liés à la turbulence (contraintes de Reynolds) et à la présence de la matrice solide (dispersion). C'est sur ces termes de dispersion présents dans les équations macroscopiques de quantité de mouvement et de la température que porte notre travail. Nous proposons un modèle de dispersion thermique qui permet de prédire de façon satisfaisante l'évolution de la température moyenne du fluide pour des écoulements à l'équilibre hydraulique présentant de forts gradients de température ou de flux thermique à la paroi. De plus, un modèle macroscopique de température de paroi basé sur le modèle de température moyenne est dérivé. Il permet de prédire avec précision l'évolution de la température de paroi pour des écoulements hors équilibre thermique. Afin de pouvoir traiter aussi des cas hors équilibre hydraulique, un modèle macroscopique de turbulence est proposé. Une analyse physique détaillée des transferts énergétiques a montré que c'est l'énergie dispersive qui permet de caractériser le déséquilibre hydraulique. Un modèle de turbulence prenant en compte les déséquilibres d'énergie dispersive a donc été dérivé. Il permet de prédire de façon satisfaisante la dynamique d'établissement d'écoulements entrant dans des canaux et de fournir des conditions aux limites précises à la sortie des canaux. Enfin, nous proposons un modèle dynamique pour le tenseur de dispersion basé sur l'énergie dispersive et la dissipation associée
This works deals with the modelling if anisothermal turbulent flows in macroporous media. This topic concerns many practical applications such as heat exchangers, nuclear reactors, canopies... Our aim is to model flows through porous matrices by means of a multi-scale approach. A macroscopic description of the flows is obtained thanks to a spatial average operator, while a statistical average operator is used to handle turbulence. The successive application of both filters leads to a loss of information. Therefore, at macroscopic scale, unknown contributions linked to turbulence (Reynolds stresses) and the presence of the solid matrix (dispersion) appear. We focus on dispersion terms. We propose a thermal dispersion model for hydrodynamically established flows. Mean temperature predictions obtained with this model are very accurate for channel flows with strong temperature and wall heat flux gradients. We also derive a wall temperature model based the mean temperature model. It gives good macroscopic results for thermally developping flows. In order to be able to simulate hydrodynamically developping flows, a turbulence model is needed. A two-scale analysis of energy transfers within the flow shows that the dynamic behaviour of unbalanced flows can be described using the dispersive kinetic energy. A turbulence model that accounts for dispersive energy is derived. It predicts very well the dynamics of a flows near a channel inlet and provides accurate boundary conditions for exit flows. Finally, a dynamic model based on the dispersive energy and its dissipation rate is proposed for the dispersion tensor

La diffusion dans l'espace géographique est l'expression d'une grande variété de logiques en interactions : logiques spatiales, logiques sociales et logiques économiques. Celles-ci coexistent et s'exercent à partir d'individus qui interagissent de manière répétitive. La simulation multi-agents permet la modélisation de ces processus dynamiques et offre alors la possibilité d'explorer de manière déductive les conséquences de nos théories et de tester la validité de nos hypothèses. L'intérêt d'une telle approche pour l'explication en géographie est argumenté d'un point de vue théorique, par l'exposé du corpus théorique de ces nouvelles méthodes et des bénéfices de leur transfert en sciences humaines et sociales, et d'un point de vue empirique, par l'étude de la diffusion des subventions à l'herbage en Suède du sud.

La thèse concerne les modèles de l'écoulement dans les milieux fracturés multiéchelles qui prouvent l'effet de mémoire à chaque échelle. Les processus analysés dans ces milieux est auto-similaire. Nous avons analysé l'équation de diffusion à toutes les échelles et appliqué la méthode d'homogénéisation asymptotique avec l'objectif de construire le modèle macroscopique moyenne sur toutes les échelles d'hétérogénéité. Un système fermé des équations récursives pour les noyaux d’échange effectif est obtenu. La solution analytico-numérique de ce système est développé. Nous avons montré une convergence des résultats obtenus pour le nombre des différentes échelles d'un comportement limite stable. Le problème limite pour les noyaux est obtenus pour un nombre relativement élevé d'échelles. En plus, nous avons analysé l'écoulement dans une immergée dans le réservoir poreux à différents nombres de Reynolds. Les équations de Navier-Stokes sont résolu par la méthode asymptotique à deux échelles avec l'objectif d'obtenir l'équation de la moyenne sur l'ouverture de fracture en présence d'afflux à travers les limites et pour la géométrie irrégulière des murs
The thesis concerns the models of flow in multiscale fractured media which prove the memory effect at each scale. The analyzed process in these media is self-similar. The necessary and sufficient condition of self-similarity has been proposed so that it is possible to analyze the behavior of media for any number of scales. We analyzed the diffusion equation at each scale and applied the asymptotic homogenization method with the objective to construct the macroscopic model averaged over all scales of heterogeneity. A system of closed recurrent equations for the effective exchange kernels was obtained. The procedure of analytico-numerical solution of this system was developed. We showed a convergence of the results obtained for various numbers of scales to a stable limit behavior. The limit problem for the effective kernels from the recurrent equations obtained for a relatively large number of scales. In addition we analyzed the flow in a single fracture and circular channel immersed in porous reservoir at various Reynolds numbers. The Navier-Stokes equations was solved by the method of two-scale asymptotic method with the objective to obtain the flow equation averaged over the fracture aperture in the presence of inflow through the limits and irregular geometry of walls

Cette étude va se focaliser sur trois aspects. Dans un premier temps, un effort sera porté sur l'aspect "localisation précise" du véhicule en mouvement. Pour cela, il est nécessaire de se pencher sur l'intégration et le traitement de l'information issue de systèmes hétérogènes de navigation: GPS et centrale inertielle (INS) auxquels sera rajoutée ensuite l'odométrie. La raison de cette intégration est d'exploiter les avantages de chacun des systèmes utilisés. L'intégration utilise un filtrage numérique pour procéder à une compensation des erreurs en position, vitesse, et en attitude issues de chaque capteur. L'accent n'a pas seulement été mis sur l'intégration, mais aussi sur les notions de précision des résultats. Dans un deuxième temps, nous allons nous intéresser à la fois à la validation quantitative et qualitative des résultats et à l'élaboration d'une application exploitant notre travail. Les erreurs du système sont comparées avec une trajectoire de référence. Nous avons choisi de réaliser un système de numérisation tridimensionnelle de l'environnement couplé à un système de modélisation adapté au type d'environnement. L'étude se penchera sur le capteur d'acquisition de données télémétriques et son intégration à bord du véhicule. Un intérêt particulier est porté sur la qualité et les imprécisions des données retournées par le télémètre. L'acquisition des données se fera au vol et pendant le déplacement du véhicule. Enfin, le modèle obtenu sera exploité, de deux manières: la constitution d'un modèle géométrique et topologique précis puis l'extraction d'informations sémantiques du modèle (extraction de la route ou des obstacles fixes, identifications d'amers, caractérisation de la route, etc.).

À partir des enquêtes, le trafic n’est pas une donnée, mais il est plutôt construit à partir d’hypothèses portant sur les relations entre des origines et des destinations. En vue de reconstruire un trafic routier plus proche de la mesure, et sur un ensemble de tronçons routiers plus important, il apparait alors intéressant de partir de données de comptages issues de capteurs urbains. Notre postulat de départ part de ce constat. L’insertion de ces données d’observations du trafic routier fournit l’opportunité d’expérimenter les potentiels d’exploitations des capteurs pour estimer les niveaux de Pollution Atmosphérique Automobile (PAA) à l’échelle intraurbaine. Cependant, il est alors nécessaire de modifier la nature de la mesure en vue d’extraire une information sur la circulation routière, ce qui a été envisagé ici à travers la construction d’un modèle de simulation multi-agents. D’une manière plus générale, en partant de la donnée, c’est une démarche de construction de la connaissance sur les émissions de PAA qui est abordée tout au long de ce travail. La mise en œuvre de la démarche de modélisation SCAUP (Simulation multi-agents à partir de Capteurs Urbains pour la Pollution atmosphérique automobile) a été réalisée en trois temps : 1. En se focalisant sur les dispositifs de quantification du trafic routier à travers les capteurs urbains ; 2. En proposant une démarche de modélisation et de simulation de ces données pour le trafic routier ; 3. En se rattachant aux référentiels nationaux utilisés par les AASQA pour le calcul des émissions de PAA. L’ensemble se lie et s’intègre au sein d’une matrice technique qui constitue la colonne vertébrale de ce manuscrit à travers trois dispositifs interdépendants : la quantification, la modélisation et l’évaluation. Ce travail s’inscrit dans une démarche expérimentale de simulation du trafic routier pour le calcul des émissions de PAA. Parrainé par l’AASQA locale ATMOSF’AIR BOURGOGNE, il s’inscrit aussi dans une optique de recherche appliquée en appui de ces organismes en charge de la surveillance de la qualité de l’air. À l’heure où le big data entre dans de nouveaux questionnements quant aux capacités des chercheurs à en extraire une connaissance, nous proposons une démarche géographique en vue de replacer la donnée au centre d’une démarche de simulation originale du trafic routier (data-driven)
Based on surveys, traffic is constructed from assumptions about the relationship between origins and destinations. In order to rebuild a road traffic wich would be closer to observation and on a wider set of road sections, it appears interesting to use counting data from urban sensors : this is our starting point of view. The insertion of these in-situ dataset in the road traffic measurement provides the opportunity to experience the potential of sensors to estimate Traffic Air Pollution (TAP) levels at the intraurban scale. However, this requires to change the nature of these estimation, here through the construction of a model of multi-agents simulation, in order to extract more information on the road traffic. More generally, this work can be seen as a a knowledge building approach on TAP emisssions which is discussed throughout this work. The implementation of the SCAUP (multi-agent simulation from Urban sensors for traffic air pollution) approach was developped in three stages: 1. Focusing on the quantification of road traffic devices through urban sensors; 2. Proposing a modeling approach for road traffic data simulation ; 3. Using as a reference the national framework used by AASQA to calculate RTA emissions. All is integrated within a technical matrix that forms the spine of the manuscript through three interrelated systems: quantification, modeling and evaluation. This work is part of an experimental approach dedicated to the calculation of TAP emissions based on traffic simulations. Sponsored by the ATMOSF’AIR BOURGOGNE local AASQA, this work could also be used in an operational mode for these organizations in charge of the air quality monitoring. At a time when the big data enters into new questions about the ability of researchers to extract knowledge, we propose a geographical approach that enables to replace the data in the center of an original road traffic simulation approach (data- driven)