Optimisation multi-objectif et aide à la décision pour la conception robuste. : Application à une structure industrielle sur fondations superficielles

Design in Civil Engineering is usually performed in a semi-probabilistic way using characteristic values which are associated with partial safety factors. However, this approach doesn’t guarantee the structure robustness with regard to uncertainties that could affect its performance during construction and operation. In this thesis, we propose a decision aid methodology for robust design of steel frame on spread foundations. Soil-structure interaction is taken into consideration in the design process implying that the design choices on foundations influence the design choices on steel frame (and vice versa). The proposed design approach uses multi-objective optimization and decision aid methods in order to obtain the best solution with respect to the decision-maker’s preferences on each criterion. Furthermore, sensitivity analyzes are performed in order to identify and quantify the most influencing uncertainty sources on variability of the structure performances. These uncertainties are modeled as random variables and propagated in the design process using latin hypercube sampling. A part of this dissertation is devoted to the effects of uncertainties involved in soil properties on the structure responses and on the design global approach.La conception des ouvrages en Génie Civil se fait habituellement de manière semi-probabiliste en employant des valeurs caractéristiques auxquelles sont associées des facteurs partiels de sécurité. Toutefois, de telles approches ne permettent pas de garantir la robustesse de l’ouvrage conçu vis-à-vis des sources d’incertitudes susceptibles d’affecter ses performances au cours de sa réalisation et de son fonctionnement. Nous proposons dans ce mémoire une méthodologie d’aide à la décision pour la conception robuste des ouvrages qui est appliquée à une structure métallique reposant sur des fondations superficielles. La conception de cet ouvrage est conduite en intégrant le phénomène d’interaction sol-structure qui implique que les choix de conception faits sur la fondation influencent ceux faits sur la structure supportée (et réciproquement). La démarche de conception proposée fait appel à des outils d’optimisation multi-objectif et d’aide à la décision afin d’obtenir une solution qui offre le meilleur compromis entre l’ensemble des préférences énoncées par le décideur sur chaque critère de conception. Des analyses de sensibilité sont menées parallèlement dans le but d’identifier et de quantifier les sources d’incertitude les plus influentes sur la variabilité des performances de l’ouvrage. Ces sources d’incertitude représentées sous une forme probabiliste sont intégrées dans la procédure de conception et propagées à l’aide d’une méthode d’échantillonnage par hypercube latin. Une partie du mémoire est consacrée à l’analyse des effets de l’incertitude relative à la modélisation des paramètres géotechniques sur la réponse de l’ouvrage et sur la démarche plus globale d’optimisation

NMR Time Reversal Experiments in Highly Polarised Liquid 3He-4He Mixtures

Long-range magnetic interactions in highly magnetised liquids (laser-polarised 3He-4He dilute mixtures at 1 K in our experiment) introduce a significant non-linear and non-local contribution to the evolution of nuclear magnetisation that leads to instabilities during free precession. We recently demonstrated that a multi-echo NMR sequence, based on the magic sandwich pulse scheme developed for solid-state NMR, can be used to stabilise the magnetisation against the effect of distant dipolar fields. Here, we report investigations of echo attenuation in an applied field gradient that show the potential of this NMR sequence for spin diffusion measurements at high magnetisation densities.Comment: Accepted for publication in the Journal of Low Temperature Physic

Hydromorphological frameworks: emerging trajectories

This paper forms a postscript to a Special Issue that reports on research funded through the European Union’s FP7 programme under Grant Agreement No. 282656 (REFORM)

Catchment-scale cumulative impact of human activities on river channels in the late Anthropocene: implications, limitations, prospect

International audienc

Maximising the accuracy of image-based surface sediment sampling techniques

Recent years have seen increased interest in automated methods, utilizing photographs collected with a hand-held digital camera, for determining the grain-size distribution of coarse river sediments. Such methods are as precise as traditional field methods, and have considerable time and cost advantages. Nevertheless, several unresolved issues pertaining to their deployment remain to be addressed. Using datasets collected from seven gravel-bed rivers, this paper examines four key issues: (i) the minimum area required to obtain a representative sample; (ii) the effect of lower-end truncation on grain-size percentiles; (iii) the effect of river-bed structure such as imbrication and hiding; and (iv) the potential benefits of using individual particle measurements rather than the number (or mass) of particles per size class to calculate percentiles. It is demonstrated that sampling areas of between 50 and 200- times that of the largest grain are adequate to achieve percentile errors of <10% (in mm). The appropriateness of lower-end truncation depends on the study aims and sediment properties. It has a limited effect on higher percentiles, except where sand is a major constituent. Understanding the influence of bed structure on image-derived size information is complicated by the absence of error-free benchmarks against which accuracy may be evaluated, but it is likely that other errors are more important. The use of individual particle measurements to calculate percentiles in preference to classified data is shown to have a small, but appreciable, effect on precision. These results will assist practitioners in making appropriate operational decisions to maximize data quality using image-based grain-size data capture

Doit-on promouvoir systématiquement l'entretien des lits fluviaux et de leurs marges ?

En 1950, les corridors fluviaux étaient pâturés et le bois mort peu abondant ; aujourd'hui ils sont devenus forestiers et produisent du bois mort. Il est donc peu efficace de vouloir mimer les pratiques des anciens et plus sage d'envisager de nouvelles formes d'intervention. Alors : qui doit entretenir? comment entretenir? faut-il toujours intervenir? L'entretien permet de satisfaire certains besoins, de répondre à des situations de risque, mais porte atteinte à la faune et la flore. Son coût financier est important, parfois supérieur aux bénéfices attendus. Par ailleurs, il n'est pas la solution miracle aux problèmes des embâcles. Si l'évolution des corridors fluviaux accroît localement les situations de risques, elle peut aussi avoir des effets bénéfiques. Il faut donc modifier nos pratiques de gestion : promouvoir un plan d'entretien sectorisé, faire évoluer notre législation, prendre conscience que d'autres formes d'action doivent être mises en uvre pour gérer les risques et améliorer notre connaissance de la dynamique du bois mort à l'échelle du bassin versant de manière à mieux cibler les secteurs d'intervention et à mieux évaluer les risques

Mieux comprendre la perception des paysages de bras morts en vue d’une restauration écologique : quels sont les liens entre les qualités esthétique et écologique perçues par les acteurs ?

Le contexte actuel des restaurations écologiques demande de porter une attention particulière à la perception du public. Il est en effet désormais bien admis que la sensibilisation du public à la restauration des écosystèmes et, en définitive, la pérennité des actions engagées, dépendent en partie de l’apparence du milieu après travaux. La qualité du paysage constitue donc un indicateur de succès des projets de restauration. Plus largement, le paysage constitue un vecteur de diffusion des enjeux environnementaux auprès du public. La mise en œuvre de restaurations de bras morts sur le fleuve Rhône et sur la rivière d’Ain a motivé la réalisation d’une enquête de perception. Elle porte précisément sur un objet bien spécifique : les plans d’eau de ces bras morts. Deux objectifs prévalent dans le cadre de cette étude : (1) Mettre en évidence les facteurs explicatifs de la perception des plans d’eau de bras morts ; (2) Comprendre si les connaissances environnementales conditionnent, ou non, les préférences. Ces interrogations sont nécessaires dans la perspective d’une définition concertée des futurs projets de restauration. Une enquête par photo-questionnaires a donc été menée. Les résultats confirment que certaines variables relatives à l’aspect de l’eau expliquent en grande partie les préférences. En effet, certaines induisent des jugements positifs (transparence de l’eau, végétation aquatique dont la forme est bien définie, contrastes de couleurs, etc.) tandis que d’autres engendrent davantage des jugements négatifs (opacité, sédiments, végétation aquatique dont la forme est mal définie, etc.). Des analyses multivariées ont permis de définir une typologie de plans d’eau en fonction de leur perception (4 types visuels). Ces résultats concrets permettent d’envisager une modélisation de la perception des plans d’eau de bras morts. Elle consisterait à anticiper les réactions esthétiques à partir d’un jeu de variables concernant l’apparence de l’eau. Cette perspective semble prometteuse dans le cadre d’une gestion participative des zones humides.The current context of ecological restorations requires specific attention to public perception. The public’s adhesion to any given restoration project is instrumental in the success and the durability of its operations. This adhesion depends partly on the appearance of the environments after the engineering works have been performed. Landscape quality is thus an indicator of success for restoration projects. Widely, landscape may be considered as an efficient tool to communicate the environmental stakes to the public. Within the context of the floodplain lakes restorations in the Upper Rhône and Lower Ain Rivers, a perception survey has been conducted which focussed on water appearance. Two main objectives were defined: (1) defining the structural criteria which explain the floodplain lakes perceptions; (2) defining if environmental knowledge influences – or not – landscape preferences. These are necessary considerations in order to establish a dialogue between stakeholders when elaborating the restoration goals. The survey used photo-questionnaires. The results confirm that some criteria concerning the water appearance explain a large part of preferences. Some criteria (transparency of water, well shape-defined aquatic vegetation, colour-contrasted lakes, etc.) induce positive judgments whereas some other criteria (opacity of water, bad shape-defined aquatic vegetation, presence of sediments, etc.) imply negative assessments. Thanks to multivariate analysis, a typology of floodplain lakes was defined as a function of their perception (4 visual types). These concrete results open new perspectives. A model of the floodplain lakes perception could be built in order to anticipate the aesthetic reactions as a function of a set of water appearance criteria. It would be an efficient tool in order to initiate a participative management of wetland

Bilan sédimentaire et gestion de la recharge. De l'évaluation des enjeux à la détermination des nouvelles orientations de gestion par les forestiers dans les périmètres RTM drômois : le cas du bassin de la Drôme et ses possibilités de transposabilité.

L'homme depuis la fin du 18e siècle n'a jamais cessé de mener des actions pour lutter contre les inondations et l'érosion des berges, accroître les domaines agricoles dans les fonds de vallées, assainir les plaines alluviales, lutter contre l'érosion de