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L'objectif de cette thèse est le développement d'outils technologiques et logiciels permettant un monitoring de la qualité de l'air intérieur. Cela comprend la conception de capteurs miniaturisés permettant la détection simultanée d'un grand nombre de polluants, ainsi que le développement de modèles numériques inverses utilisant les données issues de ces capteurs et permettant la reconstruction de sources de polluants. Ces travaux ont mené à l'élaboration d'un prototype fonctionnel de micro-chromatographe en phase gazeuse, système d'analyse chimique miniaturisé permettant la détection de multiples polluants. La colonne de séparation fabriquée en technologie MEMS a permis la séparation de divers composés organiques volatils en quelques dizaines de secondes. Le micro-détecteur TCD, fondé sur une mesure 4-pointes couplée à un circuit d'asservissement en température original, a permis la détection des composés séparés dans la colonne. Afin d'améliorer et de tirer au mieux parti des micro-chromatographes, des méthodes d'injections stochastiques ont été développées. Il a été démontré que ces méthodes ont plusieurs intérêts. D'une part, elles permettent facilement un gain de rapport signal/bruit de l'ordre de la décade, ce qui permet la détection de polluants plus faiblement concentrés. Il a été observé d'autre part qu'il est possible de suivre en temps réel l'évolution moyenne de la concentration des polluants alors que cela n'est pas possible lorsque le chromatographe est utilisé de manière standard. Enfin, une méthode d'injection et de traitement du signal permettant l'analyse simultanée de plusieurs échantillons avec un unique capteur a été développée. Enfin, ces travaux ont été complétés par le développement de modèles inverses 2D permettant, à partir de données issues de micro-chromatographes placés dans l'espace, la reconstruction de sources de polluants et de champs de vitesses par méthode des gaz traceur. Ces modèles sont fondés sur une approche de contrôle optimal et utilisent une résolution des équations de Navier-Stokes et de diffusion-advection par la méthode éléments finis. L'utilisation de bases orthonormées obtenues par POD a permis de régulariser ces modèles inverses The goal of this thesis is the development of technological and numerical tools for the monitoring of indoor air quality. That comprises the design of miniaturized sensors capable of detecting a large number of pollutants, and the development of inverse models allowing the reconstruction of pollutant sources from concentration measurements. In this work we present the realization of a micro-gas chromatograph, miniaturized chemical-analysis system fabricated with silicon-based MEMS technology. The separation column can separate multiple volatile organic compounds in less than a minute. The integrated thermal conductivity detector, based on a 4-points measurement technique coupled with an original temperature control circuit, can detect compounds separated in the column. In order to improve the performances of such micro-chromatographs, stochastic injection techniques have been developped. We have shown that these techniques easily allow to reduce the detection noise by an order of magnitude so that low-concentrated pollutants can be detected. We also observed that it is possible to follow in real time the mean evolution of the concentration with such techniques. We finally developped an original multiplexing technique that allows to monitor multiple sample streams simultaneoulsy with a single sensor. Finally, this work is completed by the development of 2D inverse models that allow, from data measured by micro-chromatographs placed in a room, to reconstruct pollutant sources, concentration fields or airflow patterns. Those models are based on an optimal control approach and use the resolution of Navier-Stokes and diffusion-advection equations with the finite element method. POD orthonormal basis are used for the regularization of the problem

La fatigue représente la deuxième cause d'endommagement des structures métalliques anciennes après la corrosion. Celle-ci se manifeste par l'apparition de fissures, dans les zones fortement sollicitées présentant des concentrations de contraintes importantes, et peut mener à terme à la ruine de l'ouvrage. Dans le cas des structures métalliques anciennes, les fissures de fatigue s'amorcent généralement au droit des trous de rivets rendant difficile leur détection par les techniques de contrôle non destructif conventionnelles. De même, les matériaux métalliques anciens de la construction, et notamment le fer puddlé, limitent l'utilisation de certaines techniques. Dans le cadre de ce travail de thèse, l'objectif principal est d'étudier l'efficacité d'un renforcement par composites collés dans le cas de fissures de fatigue émanant de trous de rivets. Pour cela, des éprouvettes de petites dimensions, présentant un perçage central et une unique fissure de fatigue en bord de perçage, ont été considérées. De même, deux matériaux métalliques, acier doux et fer puddlé, ainsi que deux procédés de renforcement PRFC (polymères renforcés de fibres de carbone), à Module Normal et à Ultra Haut Module, sont étudiés. Pour chaque procédé de renforcement, différentes configurations de renforcement ont été testées et notamment la mise en précontrainte du plat composite MN avant collage. Cela a permis de mettre en évidence l'efficacité de la technique de collage de plats PRFC pour un renforcement à la fatigue de matériaux métalliques anciens. Par ailleurs, les expressions analytiques simples proposées pour le facteur d'intensité de contraintes pourront par la suite être utilisés pour une application aux structures rivetées en tenant compte de la présence du rivet ainsi que celle des plaques assemblées. After corrosion, fatigue phenomenon is the main cause of damage in old metallic structures. Fatigue cracks appear in stress concentration area subject to high stresses, and can lead to the ruin of the bridge. In old metallic structures, fatigue cracks mainly occur at the edge of the rivet hole and are thus difficult to detect with the common non-destructive inspection technique (NDI). Moreover, due to the poor quality of the old metallic materials, particularly puddled iron, some of the NDI techniques cannot be used. The main objective of the present work is to study the effectiveness of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) laminates in reinforcing fatigue crack emanating from the rivet hole. Thus, investigations on small-scale specimens were done. These specimens consist of metallic plates with center hole from which one single crack emanates. Two metallic materials, puddled iron and mild steel, and two reinforcement processes were used. These reinforcement processes consist of Normal Modulus (NM) and Ultra High Modulus (HHM) CFRP laminates. Furthermore, symmetrical and un- symmetrical reinforcement configurations are considered as well as pre-stressing NM laminates before application. The experimental results showed firstly the efficiency of the different studied reinforcement configurations in slowing down crack propagation. In conclusion of this work, the achieved results, particularly those in terms of Stress Intensity Factor, could be used for reinforcement of riveted structures by CFRP bonding, taking into account the presence of rivets as well as the presence of the others elements of the assembly.

This thesis contributes to characterizing the behavior of a suspension of bubbles dispersed in a non-Newtonian fluid (yield stress fluid type).It consists of three parts. The first part is a literature review identifying the theoretical and experimental works for bubbles sheared in a Newtonian material. The second part is dedicated to the experimental study of the simple shear of a bubble suspended in a yield stress fluid. The last part consists in developing an upscaling approach to study the macroscopic behavior of a suspension of bubbles in a yield stress fluid. For experimental work, we developped a first prototype of device for the study of the shearing of a bubble in a yield stress fluid. For that purpose, an air bubble is injected in a big volume of Carbopol sheared far from the bubble by a system in two parallel bands. A fist series of tests allowed to show the efficiency of the device and to obtain some results on the deformability of a sheared bubble in a yield stress fluid. For theoretical work, first we proposed estimates of the behavior of the suspension in the case of diluted scheme, Mori-Tanaka, autocoherent and morphological patterns. These models have allowed us to find that in the elastic regime the macroscopic elastic modulus of the suspension depends on the capillary number Caelast defined as the ratio of the shear modulus of the fluid suspended over the capillary pressure of the bubble. Then using a modified secant homogenization method (Suquet 1997), we estimated the overall nonlinear properties of the suspension. The model predicts that the overall yield stress of the suspension is that of the suspending fluid regardless of the size of bubbles. The validation of these micromechanical models was achieved thanks to the experimental results obtained in the laboratory (Ducloué 2014).Keywords: bubbles suspensions, yield stress fluid, rheology, capillary number, upscaling approach; Cette thèse est une contribution à la modélisation du comportement d'une suspension de bulles dans un fluide non newtonien du type fluide à seuil. Elle comprend trois parties. La première partie est une étude bibliographique recensant les travaux théoriques et expérimentaux pour des bulles cisaillées dans un matériau newtonien. La seconde partie est consacrée à l'étude expérimentale de cisaillement simple d'une bulle suspendue dans un fluide à seuil. La dernière partie présente une approche par changement d'échelle du comportement macroscopique d'une suspension de bulles dans un fluide à seuil. Pour le travail expérimental, nous avons développé un premier prototype de dispositif permettant de cisailler d'une bulle suspendue dans un fluide à seuil. Pour cela, une bulle d'air est injectée au sein d'un grand volume de Carbopol cisaillé loin de la bulle par un dispositif à bandes parallèles. Une première série d'essais a permis de montrer l'efficacité du dispositif et d'obtenir quelques résultats sur la déformabilité d'une bulle cisaillée par un fluide à seuil. Pour le travail théorique, d'abord nous avons proposé des estimations du comportement de la suspension dans le cas des schémas dilué, Mori-Tanaka, autocohérent et motifs morphologiques. Ces modèles nous ont permis de trouver que dans le régime élastique le module élastique macroscopique de la suspension dépend du nombre capillaire Caelast défini comme le rapport entre le module de cisaillement du fluide porteur et la pression capillaire de la bulle. Ensuite en utilisant une méthode d'homogénéisation sécante modifiée (Suquet 1997), nous avons estimé des caractéristiques non linéaires globales de la suspension. Le modèle prédit que le seuil d'écoulement de la suspension est égal au seuil d'écoulement du fluide porteur quelle que soit la taille des bulles. La validation de ces modèles micromécanique a été réalisée par comparaison aux résultats expérimentaux obtenus au laboratoire (Ducloué 2014).Mots clés : suspension de bulles, fluide à seuil, rhéologie, nombre capillaire, approche par changement d'échelle

Dans un contexte de gestion à l'amont et de récupération des eaux de pluie, l'utilisation de toitures Îgétalisées pour obtenir une eau de meilleure qualité a fréquemment été envisagée. Ces structures sont en effet munies d'un « sol » et de plantes, dont le potentiel de rétention de polluants est aÎré. Cependant, les résultats mitigés obtenus à ce jour soulignent la nécessité de dimensionner ces structures en vue de cet objectif de dépollution, en choisissant notamment des matériaux rejetant peu de polluants et retenant une grande proportion des substances présentes dans les eaux de pluie. Une meilleure connaissance de ces matériaux et des mécanismes en jeu dans ces structures est donc nécessaire pour une sélection pertinente des substrats et drainages utilisés. Sept parcelles expérimentales (six Îgétalisées + un témoin en gravier) ont été construites en 2010 sur les toitures du Laboratoire de Nancy (Cerema - Direction territoriale Est). Les concentrations et flux d'éléments traces métalliques (ETM) : As, B, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb, Zn ont été suivis pendant deux ans. Des prélèvements de matériaux et Îgétaux ont également été réalisés ponctuellement. De plus, des lames minces ont été réalisées afin d'observer plus précisément l'évolution des substrats. En parallèle, des essais en batchs et en colonnes ont été effectués afin de caractériser plus précisément les capacités de ces matériaux à retenir le cuivre et le zinc et d'évaluer la disponibilité des ETM présents. En termes d'apports aux structures, les engrais peuvent constituer une source non négligeable d'ETM si les préconisations professionnelles d'apports annuels venaient à être suivies. En sortie de toitures Îgétalisées, les eaux présentent des concentrations variables, généralement supérieures à celles des eaux en entrée et globalement dans la même gamme que celles de toitures classiques. Grâce à une diminution significative des volumes d'eau en sortie par rapport à l'entée, les flux montrent une rétention de Cd, Cr, Cu, Pb, Sb et Zn par l'ensemble des structures, mais variable selon les éléments. Des émissions de Ni et B, issus de différents substrats, ont été identifiées. Des flux importants d'As ont également été émis par l'une des couches de drainage. Ces observations, confrontées aux résultats obtenus en laboratoire, ont permis d'établir que les structures de toitures Îgétalisées présentent des conditions favorables à la rétention des ETM apportés par l'atmosphère. Les différentes couches jouent un rôle de filtre mécanique sur les éléments apportés sous forme particulaire. Par ailleurs, la présence de matière organique et d'oxyhydroxydes d'aluminium et de fer, ainsi qu'un pH éleÎ favorisent la rétention des ions libres dans les substrats et drainages composés de matières minérales et organiques. L'étude des substrats après plus de deux ans et demi de vie de la toiture montre cependant une évolution de ces caractéristiques qui pourrait induire une diminution des capacités de rétention au cours de la vie de la toiture. Concernant les émissions d'ETM par les matériaux, deux principaux mécanismes ont été identifiés. Le premier est le lessivage de particules fines, en particulier issues du drainage, qui s'atténue au bout de quelques mois. Le second est une lixiviation d'éléments disponibles. La disponibilité des ETM présents variant au cours du temps, notamment sous l'action des Îgétaux et de la faune du sol, ce type de rejet n'est pas systématiquement immédiat. L'ensemble de ces résultats montre l'importance de l'utilisation de matériaux présentant des quantités d'ETM totales et disponibles faibles lorsqu'un objectif d'amélioration de la qualité des eaux en sortie de toitures Îgétalisée est recherché. En outre, ces expérimentations ont seulement porté sur les premières années de vie de ces toitures Îgétalisées. Il est donc nécessaire de poursuivre leur suivi afin de s'assurer de la pérennité de leurs capacités et mécanismes de rétentions des apports d'ETM atmosphériques et anthropiques. With the development of upstream stormwater management and rainwater reuse, it has often been considered to use green roofs to improve water quality. Vegetative roofs are indeed constituted by two materials used in water depollution, a "soil" and plants. However, the mixed results obtained up to now show that green roof structures must be designed to reach this goal, by choosing materials which release few pollutants and are able to retain metals present in rainwater. To select pertinent substrate and drainage layers, it is first necessary to better understand their behaviours. Seven experimental roofs (six vegetalized ones + a gravel one) were built in 2010 near Nancy (France) on Cerema - DTer Est buildings. Concentrations and fluxes of the following trace metals (TM) were followed during two years: As, B, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb and Zn. Materials and plants were sampled regularly. Moreover, substrate evolution and specialization of TM plant and substrate thin sections were observed thanks to thin sections. Batch and column tests were conducted to evaluate TM availability and to characterize material abilities to sorb Cu and Zn. In terms of pollutant loads, fertilizers could represent a significant amount if Professionnal Rules were thoroughly applied. In green roof waters, concentrations are variable, generally higher than rain water ones and globally in the same range than classical roof ones. Thanks to a significant decrease in roof water volume in comparison to rain water ones, TM fluxes tend to decrease and all the green roofs prove to store Cd, Cr, Cu Pb, Sb and Zn with distinct efficiencies according to the elements and structures. Ni and B emissions by different substrates were identified. One of the drainage material also emits significant amounts of As. In correlation with laboratory experiments, it was shown that green roof structures provide favorable conditions to store TM brought by atmospheric deposits. The different layers act as a filter for TM on particles. Besides, the high pH and the presence of organic matter and iron oxide-hydroxides enhance ion sorption in substrate and drainage layers constituted of mineral and organic materials. However, substrate observations after two and a half year revealed characteristic evolution, such as organic matter content drop off, which could induce a decrease in the green roof ability to retain TM in the long run. As for TM emission by materials, two main mechanisms were identified: fine particle leaching, which generally diminishes after a few months and available TM lixiviations. The second one is not systematically immediate as TM availability varies over time in particular under the effect of plants and soil fauna. Lastly, plants have an indirect impact on water quality improvement mainly thanks to a temporary storing of a part of substrate available TM. Several technical suggestions are drawn from these results to design green roofs inducing a limited deterioration of rain water quality or able to store some atmospheric pollutants, according to the specific context of considered projects. One of the main suggestions is to use materials with low total and available TM contents. Furthermore, these experimentations were carried out only during the first years of the green roof life. It is, therefore, necessary to continue green roof observations to confirm the sustainability of their TM retention abilities and mechanisms in the long run.

Ce travail de thèse combine des approches expérimentales et théoriques visant à caractériser les propriétés mécaniques et de durabilité des bétons à base de granulats recyclés. La première partie est consacrée à la quantification de l'effet des granulats recyclés sur les propriétés mécaniques et de durabilité de ces bétons. Les résultats montrent que les propriétés mécaniques et de durabilité des bétons à base de granulats recyclés sont sensibles non seulement aux propriétés physiques des granulats recyclés mais aussi à leur quantité au sein de la microstructure. Par ailleurs, une caractérisation des propriétés mécaniques locales grâce aux essais de nano indentation et micro indentation a aussi été entreprise; ce qui a permis d'avoir accès aux propriétés mécaniques des phases telles que les zones d'interface ou encore l'ancien mortier. La deuxième partie est une approche consacrée à l'établissement des modèles multi-échelles en mesure de rendre compte des propriétés macroscopiques (mécanique et de diffusion) des bétons à base de granulats de démolition en tirant profit des informations recueillies sur la microstructure (observation au microscope, nano et micro indentation,...). Une prise en compte du caractère complexe des granulats recyclés a aussi été abordée dans ce développement théorique. Enfin, une comparaison des résultats des modèles avec ceux expérimentaux est présentée puis discutée dans ce travail This thesis combines experimental and theoretical approaches to characterize the mechanical and durability properties of recycled aggregate concretes (RAC). The first part of the work is devoted to the quantification of the impact of recycled concrete aggregates on the mechanical and durability properties of RAC. The results show that mechanical and durability properties of recycled aggregate concretes depend not only on the physical properties of recycled concrete aggregates but also on their quantity in the microstructure. Furthermore, statistical indentation technique is used to capture the local mechanical properties of phases in the microstructure of RAC such as the interfacial transition zones and the attached mortar. The second part of this study deals with the multi-scale modeling of the mechanical and the durability properties of RAC. The main purpose of this theoretical work is to establish models capable to predict the macroscopic behaviour based on the available information on the microstructure (obtained by optical microscopy or through indentation technique). The established models take into account the complex structure of the recycled concrete aggregates. Finally, the results of the models are compared with experimental data for discussion

Depuis plus de dix ans, la Planification de l’Espace Maritime (PEM) est plébiscitée comme un principe organisateur à même de répondre aux enjeux du développement durable en mer. En Europe, elle fait l’objet d’une directive cadre (2014/89/UE) qui impose aux États-côtiers l’élaboration de plans dont les premières versions sont attendues pour cette année 2021. Si les approches varient selon les États, la constitution d’un socle de connaissance précis des espaces à planifier – au regard de l’environnement, des activités, des sociétés- apparait comme une étape universelle. Cette thèse de géographie s’intéresse aux contributions potentielles et effectives des données de surveillance maritime (AIS, VMS, radar, etc.) à ce socle de connaissance dans le cadre de la planification en France métropolitaine. Elle repose sur la combinaison d’une revue systématique de la littérature scientifique et règlementaire, et d’une enquête par entretiens semi-directifs réalisée au cours de l’année 2019 auprès de 40 parties prenantes à la PEM française. Après avoir fait le constat d’une contribution mineure des données de surveillance au processus de planification français, la thèse met en lumière trois principaux facteurs limitant la mobilisation de ces dernières, liés aux limites techniques des systèmes, à la mauvaise circulation des données et à un défaut d’acceptabilité de la part de certains acteurs. Elle invite finalement à considérer ce constat comme le reflet des spécificités de la PEM française, et des difficultés auxquelles elle se confronte, notamment face aux enjeux de concurrences pour le partage de l’espace, et à répartition des pouvoirs dans la gouvernance maritime. For more than ten years, Maritime Spatial Planning (MSP) has been promoted as a promising approach to meet the challenges of sustainable development at sea. In Europe, it is subject to a framework directive (2014/89/EU) which requires coastal states to draw up marine spatial plans, of which the first versions are expected in 2021. Although the approaches vary from one State to another, the establishment of a precise knowledge base of the areas to be planned - regarding the environment, activities, and societies - appears to be a universal step. This geography thesis focuses on the potential and actual contributions of maritime surveillance data (AIS, VMS, radar, etc.) to this knowledge base in the context of planning in metropolitan France. It is based on a combination of a systematic review of scientific and regulatory literature, and a survey by semi-directive interviews conducted during 2019 with 40 stakeholders in the French MSP. After noting a minor contribution of monitoring data to the French planning process, the thesis highlights three main factors limiting the mobilisation of the latter, linked to the technical limitations of the systems, poor data circulation and a lack of acceptability on the part of certain stakeholders. Lastly, it calls for this observation to be seen as a reflection of the specific features of the French MSP and the difficulties it faces, particularly in terms of competition for space and distribution of powers in maritime governance.

This thesis is focused on the strength, plasticity and transport properties of mudrocks. Two industrial applications are the shale gas production and the underground gas or waste storage. In a first part, the permeability is described as resulting from the homogenisation of the flow of a Newtonian fluid within the pore space. A Hashin-Shtrikman like framework is derived for the permeability upscaling and used to propose a FFT-based numerical method for the efficient computation of bounds on the permeability, directly compatible with a voxelised representation of the pore space. As an alternative, analytic homogenisation techniques based on the definition of equivalent permeable cells are developed to provide building blocks for the micro-mechanical modelling of permeability. The gas slip at pore walls is accounted for to model Klinkenberg effects for gas permeability. Partial water saturation is also considered to model relative gas permeability and gas breakthrough pressure. In the mean time, a thorough experimental investigation of the evolution of porosity and permeability with confining pressure and partial water saturation has been carried out on several types of mudrocks. In a second part, the ductile strength properties is studied. An efficient FFT-based numerical method is proposed to compute the homogenised strength domain of heterogeneous media with complex micro-structures. Next, a three-scale analytic model of the strength of a granular media reinforced by rigid inclusions with imperfect interfaces is presented. In a third part, this strength model is re-interpreted in plasticity to propose a purely micro-mechanical model, whose macroscopic interpretation is similar to the Cam-clay model, including hardening or softening due to an evolving porosity and a critical state line.; Ce mémoire s'intéresse aux propriétés de transfert, de résistance et de plasticité de roches argileuses. Deux enjeux industriels directs sont ladétermination du potentiel de production de gaz naturel des roches mères et de la capacité de rétention des roches de couvertures utilisées pour les stockages de gaz ou de déchets en milieu souterrain. Dans un premier temps, la perméabilité est décrite comme résultant de l'homogénéisation de l'écoulement d'un fluide visqueux dans le réseau poreux. Un cadre variationnel analogue à celui de Hashin et Shtrikman en élasticité est établi et mis à profit pour proposer une méthode numérique basée sur la Transformée de Fourier Rapide (FFT) pour le calcul efficace de bornes sur la perméabilité à partir de représentations tridimensionnelles voxelisées de milieux poreux. Par ailleurs, des techniques d'homogénéisation analytiques basées sur la définition de cellules perméables équivalentes sont proposées pour fournir des briques élémentaires pour la modélisation micro-mécanique de la perméabilité. Le phénomène de glissement du gaz aux parois est considéré pour rendre compte quantitativement d'effets du type Klinkenberg sur la perméabilité au gaz. L'effet d'une saturation partielle du réseau poreux sur la perméabilité et la pression de percée sont étudiés dans le cas de morphologies particulières des pores. En parallèle, une campagne expérimentale est conduite sur différentes roches argileuses issues de forages pour caractériser leur porosité et leur perméabilité sous diverses conditions de confinement mécanique et de saturation partielle en eau. Dans un second temps, les capacités de résistance sont étudiées sous hypothèse de rupture ductile. Une méthode numérique efficace basée sur la FFT est proposée pour encadrer par l'extérieur le domaine de résistance de milieux hétérogènes à géométrie complexe. D'autre part, une modélisation analytique à trois échelles de la résistance d'un matériau granulaire renforcé par inclusions rigides avec interfaces imparfaites est présentée. Enfin, une relecture élasto-plastique de ce modèle de résistance a abouti à un modèle purement micromécanique, dont l'interprétation macroscopique est analogue au modèle Cam-clay, avec écrouissage par changement de porosité et ligne d'états critiques.

The dynamical response of a train rolling on a real track depends on several parameters. Most of them cannot be accurately identified and have to be considered as uncertain. The aim of this thesis is the construction of a probabilistic model of the rail fatigue life considering the track geometry and the rail wear as random fields modelled with the Karhunen-Loève expansion. This latter requires the modal decomposition of the covariance operator. This step can be very expensive if the domain if much larger than the correlation length. To deal with this issue, an adaptation of the KLE, consisting in splitting the domain in sub-domains where this modal decomposition and the sample generation can be comfortably computed, is proposed. A correlation between the KLE coefficients of each sub-domain is imposed to ensure the desired correlation structure. The multivariate distributions of the random projection coefficients are characterized using a Polynomial Chaos Expansion (PCE) calibrated on measurements data of the track irregularities. The curve radius, the rail age and the train operational velocity introduce nonstationary effects that have to be taken into account to model the track. A validation of the random models is therefore performed using a set of measurements of the wheel-rail contact forces.A global sensitivity analysis is performed on some dynamical quantities of interest in order to quantify the impact of the random fields on the vehicle dynamics and the rail fatigue initiation. Since this step is computationally expensive, a PCE-based meta-modelling technique is employed to estimate the fatigue index.; La réponse dynamique d’un train roulant sur une voie réelle dépend de plusieurs paramètres. Certains d’entre eux ne peuvent pas être correctement identifiés et doivent être considérés comme incertains. L’objectif de cette thèse est la construction d’un modèle probabiliste de la fatigue du rail, en considérant la géométrie de la voie et l’usure des rails comme champs aléatoires modélisés en utilisant le développement de Karhunen-Loève. Ce dernier requiert le calcul des fonctions et des valeurs propres de l’opérateur de covariance pour la représentation modale du champ. Cette étape peut devenir très coûteuse si le domaine est beaucoup plus grand que la longueur de corrélation. Pour résoudre ce problème, une adaptation de la technique est proposée. Les distributions multivariées des coefficients de projection sont identifiées à l’aide d’un développement en Chaos Polynomiaux, qui est calibré sur des données de mesures. Le rayon de courbure, l’âge du rail et la vitesse opérationnelle du train induisent des effets non stationnaires qui doivent être pris en compte dans le modèle. La validation du modèle probabiliste des quantités d’entrée est faite en comparant des données de mesure des efforts de contact roue-rail avec les résultats des simulations. Une analyse de sensibilité globale est menée sur des quantités d’intérêts dynamiques pour quantifier l’impact des irrégularités aléatoires sur la dynamique du véhicule et l’initiation à fatigue du rail.

This paper deals with the important topic of industrial robot identification. The usual identification method is based on the inverse dynamic identification model and the least squares technique. This method has been successfully applied on several industrial robots. Good results can be obtained, provided a well tuned derivative band-pass filtering of joint positions is used to calculate the joint velocities and accelerations. However, one cannot be sure whether or not the band-pass filtering is well tuned. An alternative is the instrumental variable (IV) method, which is robust to data filtering and is statistically optimal. In this paper, a generic IV approach suitable for robot identification is proposed. The instrument set is the inverse dynamic model built from simulated data calculated from simulation of the direct dynamic model. The simulation is based on previous estimates and assumes the same reference trajectories and the same control structure for both actual and simulated robots. Finally, gains of the simulated controller are updated according to IV estimates to obtain a valid instrument set at each step of the algorithm. The proposed approach validates the inverse and direct dynamic models simultaneously, is not sensitive to initial conditions, and converges rapidly. Experimental results obtained on a six-degrees-of-freedom industrial robot show the effectiveness of this approach: 60 dynamic parameters are identified in three itérations.

International audience; Cet article évalue l’impact de la congestion automobile sur la routine des ménages motorisés. En abaissant les vitesses, la congestion automobile modifie les temps de déplacements quotidiens : elle les allonge et/ou augmente leur variabilité. Un jeu de simulation, sous forme d’Enquête Interactive de Réponses Déclarées (EIRD), et un questionnaire ont été réalisés en 2010 en Île-de-France. Leur objectif était d’identifier et de comprendre les comportements des ménages face à la congestion. Les résultats ont montré que les ménages cherchent à préserver leur routine. Ils réussissent à maintenir leur programme d’activités en optant pour des ajustements marginaux (téléphoner, changer l’heure de départ ou l’itinéraire, etc.) jusqu’à ce qu’ils atteignent leur seuil de tolérance à la congestion. À partir de ce seuil, ils commencent à modifier leur routine. Le seuil de tolérance oscillerait autour de 30 minutes supplémentaires au temps de parcours habituel.; This paper focuses on the daily routine of motorized households facing traffic congestion. Traffic congestion decreases travel speed and modifies daily travel times. An Interactive Stated Response Survey (ISRS) followed by a questionnaire was held in 2010 in the Paris region. The aim was to identify and understand behavioral responses to traffic congestion. The results showed that households sought to preserve their daily routine. They managed to maintain their activity pattern thanks to few marginal adjustments until they reached a threshold and started to alter their behavior. The threshold fluctuated around 30 minutes in addition to the initial travel time.