Academic literature on the topic 'Détection d'eau'

La qualité et la quantité d'eau fournie par le réservoir d'eau affectent directement la vie quotidienne des gens. La plupart des réservoirs d'eau traditionnels utilisent une détection manuelle, ce qui entraîne une faible précision des informations qui aideront les utilisateurs à prendre des décisions éclairées sur la régulation du niveau d'eau. Afin d'assurer la sécurité et la continuité de l'approvisionnement en eau des réservoirs, cet article propose un système de surveillance du niveau d’un réservoir d'eau basés utilisant un microcontrôleur pour détecter automatiquement les niveaux d'eau. Les outils utilisés sont le capteur ultrasons pour surveiller respectivement le niveau d'eau du réservoir d'eau, un nodeMCU pour transmet les données au afin d’ afficher le niveau d’eau sur L’écran LCD et à distance via un smartphone. Le système peut contrôler automatiquement le niveau d'eau et déclencher une alarme lorsque le niveau d’eau est élevé.

Face aux besoins de suivis hydrométriques et compte tenu des limites d'installation de stations de mesure traditionnelles sur les cours d'eau réunionnais à lit mobile et en tresse, l'Office de l'eau Réunion et les universités de Bretagne Occidentale et de La Réunion ont développé un système de mesure automatique des débits par photogrammétrie. Ce système innovant se base sur la mesure des vitesses d'écoulement de surface par la technique de la PIV (Particle Image Velocimetry), sur l'élaboration d'un modèle numérique de terrain du tronçon de mesure et une détection automatique du masque d'eau. Des algorithmes de calcul ont été développés sous MATLAB de manière (i) à traiter une vidéo acquise en temps réel ou pour réaliser des jaugeages à distance et (ii) à convertir un pack de vidéos acquises automatiquement toutes les 30 minutes afin d'obtenir une chronique de débit en continu. Les comparaisons avec les valeurs de débits jaugés ont montré des écarts maximums de 9.0 % après la calibration du système de mesure. Cette technologie, pouvant être autonome en énergie ou raccordée au réseau électrique, ouvre des perspectives intéressantes pour le suivi des cours d'eau complexe ou des phénomènes hydrologiques extrêmes.

Une enquête sur l'épidémiologie de la trypanosomose cameline à T. evansi en Mauritanie a été conduite sur 2 078 dromadaires de tous âges dans quatre régions (Trarza, Gorgol, Adrar, Hodh El Chargui) à caractéristiques climatiques et écologiques différentes. La prévalence de l'infection a été déterminée par l'examen de frottis sanguins et par trois tests sérologiques, le card agglutination test for trypanosomosis (CATT), l'immunofluorescence indirecte (IFI) pour la détection d'anticorps et l'enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) pour la détection d'antigènes. La prévalence globale de l'infection était de 1,4 p. 100 à l'examen parasitologique. La séroprévalence était de 16,5 p. 100 au CATT, de 24,3 % à l'IFI et de 14, 1 % à l'ELISA-Ag. La prévalence variait selon la région, la stratégie de conduite d'élevage pratiquée par les éleveurs, les troupeaux et l'âge des animaux. Cette enquête a montré que la trypanosomose cameline était présente en Mauritanie, surtout dans les zones boisées, près des cours d'eau fréquentés par les animaux.

Le système national Vigicrues Flash, développé par le SCHAPI, fournit des avertissements aux crues soudaines sur les cours d'eau non jaugés en se basant sur la méthode AIGA-débit. Un modèle hydrologique distribué simplifié intègre, à la résolution de 1 km2, les pluies observées du réseau radar de Météo-France, pour estimer le débit en tout point des cours d'eau. Ces débits sont comparés toutes les 15 minutes aux quantiles de débit préalablement estimés à partir des chroniques de débits simulés (avec le même modèle). Le système affiche les tronçons dépassant les seuils de crue forte et crue très forte, ainsi que les communes impactées, et envoie des messages d'avertissement aux utilisateurs potentiellement concernés. Pour améliorer la pertinence et l'anticipation des avertissements, nous étudions l'intérêt d'intégrer les prévisions immédiates de pluie AROME-PI de Météo-France, sur l'échéance de 6 heures, réactualisées toutes les heures. Afin de prendre en compte les incertitudes des prévisions, les prévisions déterministes successives AROME-PI sont utilisées comme prévisions d'ensemble. Combinées avec différents jeux de paramètres hydrologiques régionalisés, ces prévisions d'ensemble définissent des avertissements probabilisés de risque de crue. L'évaluation sur 13 événements entre octobre 2015 et juin 2017 pour 750 bassins versants montre une amélioration significative en termes de détection et anticipation, en comparaison au système sans prévision de pluie, et l'intérêt des avertissements de crue de type probabiliste.

Il est admis aujourd'hui que la génotoxicité identifiée dans les extraits d'eau potable provient principalement de l'action du chlore sur la matière organique naturelle qui donne naissance à des dérivés organohalogénés. Dans le présent travail, nous avons comparé la sensibilité de trois essais de génotoxicité (SOS chromotest, test d'Ames-fluctuation et test micronoyau triton) lors de l'étude de composés organohalogénés, d'acides fulviques chlorés et d'échantillons d'eau (non concentrés) en cours de traitement de potabilisation. Les composés organohalogénés étudiés sont 4 trihalométhanes, 5 acétonitriles et 5 chloropropanones identifiés dans l'eau potable ou dans des solutions de substances humiques chlorées. Les résultats obtenus révèlent que le SOS chromotest est globalement le moins sensible des trois essais et que le test d'Ames-fluctuation et le test micronoyau triton permettent généralement de détecter les plus faibles concentrations de composés génotoxiques. Les essais ont également permis de démontrer que la nature des substituants halogénés (brome ou chlore), le nombre et la position des atomes de chlore influencent notablement la génotoxicité des composés organohalogénés. Toutefois, les résultats obtenus indiquent qu'aucun des trois tests réalisés n'est suffisant à lui seul pour détecter l'ensemble des produits génotoxiques. Ces observations confirment la nécessité de réaliser une batterie de tests qui mette en oeuvre divers types cellulaires et différents systèmes de métabolisation, et détecte divers évènements de génotoxicité. Les travaux portant sur les solutions concentrées d'acides fulviques chlorés montrent l'intérêt des essais sur bactéries (particulièrement le test d'Ames-fluctuation) pour la détection rapide de l'activité génotoxique de ces solutions. L'étude concemant les échantillons d'eau prélevés à différents niveaux d'une station de potabilisation, et analysés sans concentration préalable, indique que le test d'Ames- fluctuation est le seul capable de détecter une activité génotoxique dans les échantillons non concentrés étudiés. On montre, conformément à la littérature, que l'activité mutagène observée résulte de la chloration de l'eau.

Dans le cadre du programme de recherche sur les blooms toxiques à cyanobactéries dans certains lacs de barrage du Maroc, une étude de ce phénomène a été entreprise sur trois retenues : Lalla Takerkoust, Oued Mellah et Al Massira. L'étude taxonomique montre que dans les lacs Lalla Takerkoust et Al Massirra, l'espèce responsable des blooms est Microcystis aeruginosa alors que dans la retenue saumâtre et hypereutrophe Oued Mellah, c'est Microcystis ichthyoblabe. En complément, une étude toxicologique et toxinologique a permis d'évaluer les risques sanitaires potentiels qui peuvent être engendrés par ces blooms. L'hépatotoxicité, pour l'ensemble des blooms récoltés en 1999, a été confirmée par le biotest " souris ". L'application de ce test a montré que le bloom de LallaTakerkoust est hautement toxique (DL50 < 100 mg/kg) ; celui de Oued Mellah est le moins toxique (DL50 > 500 mg/kg) et celui d'Al Massira est intermédiaire (DL50 comprise entre 100 et 500 mg/kg). Les teneurs en microcystines (hépatotoxines) déterminées par ELISA révèlent des concentrations beaucoup plus importantes pour le bloom de Lalla Takerkoust. L'utilisation de la chromatographie liquide haute performance avec détecteur à barrette photodiode, (CLHP-DBP) a permis la détection et l'identification de 2, 4 et 11 variantes de microcystines, respectivement à partir d'extraits du bloom naturel d'Al Massira, Lalla Takerkoust et Oued Mellah. Cependant, la Microcystine-LR n'a été détectée que dans les extraits d'Al Massira et de Takerkoust. L'apparition des blooms toxiques à cyanobactéries dans ces plans d'eau impose dorénavant la prise en considération des nuisances écologiques et des risques sanitaires liés à la présence des microcystines dans ces eaux.

Les besoins en eau pour l'irrigation des cultures des sous-bassins du Tescou et de la Séoune (Bassin Adour-Garonne) se sont considérablement accrus ces trente dernières années. Cela s'est manifesté, entre autres, par la création de très nombreuses retenues collinaires. Pour le sous-bassin du Tescou, aux crues rapides et peu volumineuses, on totalise 184 retenues individuelles dont le volume théorique cumulé s'élève à 4,3 Mm3 et qui interceptent environ un tiers (92 km2) de sa superficie (287 km2). Pour la Séoune, la pression due à l'usage de l'eau pour l'irrigation est un peu moins forte, compte tenu de sa taille (463 km2) et d'une ressource relativement abondante en hautes eaux. Près de 160 retenues collinaires sont dénombrées, elle représentent un volume de stockage théorique de 6,5 Mm3 pour une superficie interceptée d'environ un quart du sous-bassin (122 km2). Le suivi hydrométrique des sous-bassins permet de disposer pour chacun d'eux d'une chronique de débit influencée Q(t) sur une période d'observation d'environ 30 ans. A partir des débits observés, notre objectif a été d'identifier et de quantifier l'impact anthropique pour trois composantes du régime hydrologique : crue, module et étiage. L'approche saisonnière des crues et modules a permis une différenciation de l'impact anthropique selon les saisons "hiver" (mois 12 à 6) et "été" (mois 7 à 11). Cette saisonnalisation hydrologique reflète bien le mode de gestion actuel de la ressource en eau de ces sous-bassins agricoles : stockage l'hiver et irrigation à partir des retenues collinaires durant les premiers mois d'été. Pour identifier l'impact, nous avons fait usage de tests de détection de rupture de stationnarité des chroniques hydrologiques : de LANG (2004) pour les crues et d'une adaptation du test de BOIS (1986) pour les modules et étiages des sous-bassins. Pour ce qui concerne les crues d'été et les modules d'été les tests montrent que les chroniques sont stationnaires sur l'ensemble de la période d'observation. Pour les crues et les modules d'hiver par contre, les tests relèvent des ruptures de stationnarité des chroniques qui vont nous permettre de définir des sous-périodes stationnaires. Ces sous-périodes sont sensiblement cohérentes avec l'évolution des prélèvements théoriques cumulés de ces trente dernières années. L'analyse des ruptures de stationnarité menée sur les débits a été de même effectuée sur les pluies pour consolider nos résultats. La stationnarité des chroniques de pluie observées montre qu'il n'y a pas de composante climatique, autrement dit que la tendance détectée sur les débits est essentiellement d'origine anthropique. Il ne semble pas y avoir d'impact des éventuels pompages sur les débits d'étiage et tout particulièrement pour ce qui concerne la norme VCN30 "débit moyen minimum annuel sur 30 jours consécutifs" des deux sous-bassins. Finalement, l'usage de l'eau pour l'irrigation affecte essentiellement les crues et les modules de la saison hiver. Un essai de quantification de cette tendance a été menée à partir d'une analyse statistique associant les observations des sous-périodes stationnaires et les débits simulés pour une même référence pluviométrique. A partir des modélisations statistiques réalisées et des courbes de pression des besoins théoriques de l'irrigation, nous en avons déduit une tendance vraisemblable sur les quantiles de crue et les modules d'hiver. De manière générale, les crues de la saison hiver des deux sous-bassins sont fortement réduites en pointe et volume par l'ensemble des petites retenues. L'impact observé sur les quantiles de crue reste cohérent par rapport aux volumes théoriques prélevés dernièrement référencés. Les retenues collinaires sont sans action significative sur le temps de transfert (19j environ) du sous-bassin de la Séoune dont les crues sont volumineuses. Pour le Tescou par contre, aux crues rapides et peu volumineuses, le temps de transfert augmente sensiblement de 8h entre l'état de prélèvement zéro ("naturel" : 1,73j) et l'état actuel proche de 6 Mm3 (2,07j). Pour ce qui concerne les modules d'hiver des sous-bassins de la Séoune et du Tescou le coefficient d'écoulement moyen d'hiver diminue respectivement de 31% en moyenne et de 42% en moyenne entre l'état "naturel" et l'état anthropisé actuel. Cette diminution des coefficients d'écoulement est sans commune mesure avec les volumes théoriques stockés à partir des retenues collinaires. Autrement dit, les volumes théoriques des retenues collinaires ne peuvent expliquer à eux seuls la forte diminution des coefficients d'écoulement observés. Cependant, la cohérence des divers contrôles effectués, tant sur les chroniques observées que sur les modélisations effectuées, nous incitent à valider ces résultats. Ceux-ci devraient être retenus pour des objectifs de gestion immédiats ou ultérieurs de la ressource, si les conditions climatiques et d'occupation du sol n'évoluent guère.

Cet article rassemble les résultats de l'étude en laboratoire des conditions de formation des ions bromate (BrO3-) lors de l'ozonation des ions bromure. Les expériences ont été réalisées en réacteur fermé, en milieu tamponné à la température ambiante, (ª23 °C) et en présence de matière organique. La concentration initiale en ions bromure a été fixée à 200 mg/L et le taux d'ozone appliqué à 5 mg/L. La matrice étudiée a été préparée à partir de différentes fractions de la matière organique extraites d'eaux naturelles (acides fulviques et acides hydrophiles) et d'une fraction synthétique (tripeptide). Les fractions ont été étudiées individuellement ou en mélange dans des proportions compatibles avec la matière organique naturelle. L'étude a porté sur l'impact de la matière organique, du pH, de l'azote ammoniacal, de l'alcalinité et du peroxyde d'hydrogène sur la formation des ions bromate. L'analyse de BrO3- a été effectuée par chromatographie ionique après 24 heures de temps de réaction (ozone résiduel négligeable) ; la limite de détection de la mesure est de 2 mg/L.

Cryptosporidium est un protozoaire parasite et cosmopolite responsable de nombreuses épidémies de gastro-entérites d'origine hydrique. La méthode classique de détection des oocystes de Cryptosporidium dans l'eau, basée sur un marquage immuno-fluorescent, est non spécifique de l'espèce pathogène pour l'homme C. Parvum. Nous avons développé un test permettant de quantifier précisément les C. Parvum issus d'échantillons d'eau par TaqMan PCR. L'ensemble de la méthode comporte une étape de filtration sur cartouche, une capture immuno-magnétique (IMS) suivie d'une lyse thermique des oocystes et d'une purification des ADN avant quantification par TaqMan PCR. La quantité est déduite d'une gamme étalon d'oocystes de quantité connue amplifiée en parallèle. Ce test spécifique permet une quantification rapide de moins de 5 jusqu'à 106 oocystes. Appliqué à des échantillons d'eaux, les rendements obtenus ont été de 69,7 % (± 22,3) à 84,5 % (± 9,7) pour des eaux potables et de 46,4 % (± 7,3) à 57,6 % (± 10,7) pour des eaux de Seine. Un second test TaqMan RT-PCR quantifiant les ARNr 18S a été développé dans le but de cibler les oocystes viables. L'adaptation du test à des échantillons d'eau a obtenu des rendements équivalents aux précédents. Afin de vérifier que les ARNr 18S peuvent être de bons marqueurs de viabilité, l'effet de traitements thermiques a été évalué par TaqMan RT-PCR. La stabilité observée des ARNr 18S a montré qu'ils pourraient ne pas être directement associés à la viabilité même s'ils se sont montrés moins stables que les ADNr 18S. Ces nouvelles méthodes pourront participer activement à optimiser le contrôle sanitaire de l'eau potable, l'efficacité des traitements de désinfection ou à identifier les ressources à risques
The protozoan parasite Cryptosporidium is known to occur widely in both raw and drinking water and is the cause of water-borne outbreaks of gastroenteritis throughout the world. The routinely used method for the detection of Cryptosporidium oocysts in water is based on an immunofluorescence assay which is non-specific for the human pathogenic species, C. Parvum. We have developed a TaqMan PCR test that accurately quantifies C. Parvum oocysts in water samples. The protocol consisted of the following successive steps: Envirochek® capsule filtration, immunomagnetic-separation (IMS), thermal lysis followed by DNA purification and finally real-time PCR using TaqMan technology. Quantification was accomplished by comparing the fluorescence signals obtained from test samples with those from standard dilutions of C. Parvum oocysts. This IMS-TaqMan PCR assay permits rapid and reliable quantification over six orders of magnitude, with a quantification limit of 5 oocysts. Replicate samples of spiked tap water and Seine river water samples were tested and oocyst recoveries were range respectively from 69,7 % (± 22,3) to 84,5 % (± 9,7) and from 46,4 % (± 7,3) to 57,6 % (± 10,7). We also report on a TaqMan reverse transcription-PCR method that targets and quantifies C. Parvum 18S rRNA for detecting viable oocysts in water. This test performed in water samples obtained similar recoveries. To study the suitability of 18S rRNA as an indicator of Cryptosporidium oocysts viability, the stability of 18S rRNA and rDNA was monitored by real-time RT-PCR following various heat treatments. Our results indicate that 18S rRNA detection may not be directly associated with viability following heat inactivation of oocysts even if in all the experiments 18S rRNA was less stable than rDNA. These new molecular methods offer a rapid, sensitive and specific alternative for C. Parvum oocyst quantification in water and can be useful for better health risk assessment during routine controls of drinking water quality, evaluation of treatment efficiency as well as identification of risk resources

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet “Vigires'eau” financé par l’ANR à travers le programme Concepts, Systèmes et Outils pour la Sécurité Globale (ANR-CSOSG, Projet ANR-08-SECU-013-02). Elle traite du problème épineux de la détection séquentielle d'un signal transitoire dans les systèmes à sécurité critique. Pour ces systèmes, la détection d'un changement doit s'effectuer, d’une part, avec un retard de détection inférieur à une valeur prescrite, et d’autre part, avec la probabilité de non détection minimale sous contrainte de la probabilité de fausse alarme. Les critères d'optimalité et les algorithmes présents dans la littérature ne sont pas adaptés à ce type de détection. Nous proposons donc dans cette thèse un nouveau critère d'optimalité qui vise à minimiser la pire probabilité de détection manquée sous contrainte de la pire probabilité de fausse alarme. Pour résoudre le problème de détection conformément au nouveau critère d’optimalité, nous introduisons un algorithme de détection appelé CUSUM à Fenêtre Limitée de Seuils Variables. Après avoir analysé les performances statistiques de cet algorithme, nous procédons à l’optimisation de ce dernier. L’algorithme obtenu est ensuite appliqué à un cas concret de contrôle de système à sécurité critique qui est celui de la surveillance d'un réseau de distribution d'eau potable. Cette surveillance est d'importance capitale dans le sens où toute contamination, qu'elle soit accidentelle ou intentionnelle entraînerait un problème de santé publique
This thesis is part of the project "Vigires'eau" funded by the French National Research Agency program through the Concepts, Systems and Tools for Global Security (ANRCSOSG, ANR-08-SECU-013-02). It addresses the problem of sequentially detecting a transient signal in safety-critical systems. For these systems, the detection of a change has to be made, on the one hand, with a detection delay less than a prescribed value, and on the other hand, with the minimal probability of nondetection under constraint on the probability of false alarm. The optimality criteria and algorithms found in the literature are not suitable for this kind of detection. We propose in this thesis a new optimality criterion which aims to minimize the worst probability of missed detection under constraint on the worst probability of false alarm. To solve the detection problem according to the new optimality criterion, we introduce a detection algorithm called Variable Thresholds Window Limited CUSUM. After analyzing the statistical performance of this algorithm, we proceed to the optimization of the latter. The algorithm is then applied to a concrete case which is the monitoring of a drinking water distribution system. Such monitoring is critical in the sense that any contamination, whether accidental or intentional, causes a public health problem

On assiste depuis quelques années, sous la pression de l'environnement, à un changement de perception du risque de dysfonctionnement des systèmes techniques et en particulier des réseaux d'eau potable. Le risque nul n'existe pas et il faut donc apprendre à le gérer. C'est dans ce cadre qu'émerge le besoin de détection centralisée des fuites sur les réseaux d'eau potable, les fuites qui représentent une part importante du risque de dysfonctionnement de la distribution d'eau. Ce travail de recherche propose un système de détection centralisée des fuites sur les réseaux d'eau potable à base de réseaux de neurones. On y étudie en particulier des méthodologies de construction des bases d'apprentissage et de localisation des capteurs qui permettent un passage simple de l'expérimentation à la détection en site réel. Ce travail a permis de constater que sur modèle hydraulique de réseau réel, le système de détection à base de réseau de neurones permettait d'obtenir des résultats en détection qui justifiaient d'une mise en place réelle. L'étude s'achève sur une définition des priorités d'étude pour permettre cette mise en place sur site réel (en particulier, les besoins de prévision de consommation horaire)
For few years, under the influence of the urban environment, the perception of dysfunction risk in technical systems and in particular in water supply networks has changed. The lack of risk doesn't exist and it's necessary to learn how to manage it. It's in this way that appears the need of centralized leakage detection on water supply networks, leaks that represent an important part of the dysfunction risk of water supply. This study proposes a centralized leakage detection system using a computerized neural network approach. The building method of learning bases and the sensors localization method are pointed out and developed. This study has showed that on a realistic network model results obtained with the centralized leakage detection system using a computerized neural network approach allowed experimentations on real networks. The study ends on the presentation of the working priorities for these real experimentations (and in particular the need of hourly water consumption previsions)

Une bonne gestion de l'eau est nécessaire au fonctionnement optimal d'une micropile à combustible. La caractérisation morphologique (épaisseur, distribution de taille des pores) et hydraulique (mouillabilité, perméabilité avec ou sans collecteur électronique) de la cathode poreuse, siège de la réaction de production d'eau, a été effectuée. Afin d'analyser le comportement de l'eau dans la pile, des expériences d'absorption (de neutrons et de rayons X) et de diffusion de rayons X aux petits angles ont été réalisées. La distribution de l'eau dans le volume reste difficilement détectable mais les analyses montrent que la production n'est pas homogène. La mouillabilité de la surface de la cathode a été modifiée : un dépôt hydrophobe retarde le noyage, et permet d'améliorer les performances dans la plupart des cas de fonctionnement. Un modèle d'écoulements diphasique transitoire dans la cathode poreuse, avec des conditions aux limites couplées à un modèle de croissance de gouttes a été développé et résolu à l'aide de Comsol et Matlab. Il nous a permis de faire des études de sensibilité et de montrer que les propriétés diphasiques influencent peu l'écoulement alors que l'épaisseur joue un rôle fondamental. Ce modèle reproduit les grandes tendances de fonctionnement de la pile, à savoir l'influence notable de l'intensité sur l'élévation de température ainsi que de l'influence de l'humidité relative et de la mouillabilité de surface sur le noyage.

De nos jours, on observe une préoccupation croissante suscitée par les problèmes environnementaux et ceux liés à la gestion des ressources comme l'eau et l'électricité. Dans le cadre d'une collaboration avec Veolia Eau d'Île-de-France et le syndicat des eaux d'Île-de-France, cette thèse se focalise dans un premier temps sur la classification des consommateurs d'eau ayant une dynamique d'habitudes de consommation similaire dans le temps. Dans chaque classe, cette dynamique dépend d'un nombre de facteurs exogènes. Pour modéliser cette densité jointe, nous utilisons un modèle de mélange où chaque composante est un modèle de Markov non homogène. Une fois les paramètres de ce modèle estimés, les futures habitudes de consommation dans chaque classe peuvent être prédites. Dans un second temps, le problème de la détection de changements structurels, communs à un ensemble de consommateurs est également étudié. Pour ce faire, les tests séquentiels d'hypothèses du rapport de vraisemblance sont utilisés. Ces derniers sont fondés sur des modèles de Markov non homogènes pour pouvoir modéliser le comportement dynamique des consommateurs. Un seuil adaptatif est également estimé en utilisant les simulations de type Monte Carlo. Cela permet d'adapter le seuil à différents types de changement et de réduire le taux de fausses alarmes. Les résultats de classification et de détection de changements obtenus sur une base de données réelle issue d'un réseau d'eau se sont révélés pertinents et efficaces. Finalement, une analyse de l'influence des variables exogènes en utilisant les paramètres estimés des modèles proposés permet d'enrichir les interprétations
Nowadays, we observe a growing concern raised by the environmental issues and those related to management of the resources as electricity and water. As part of a collaborative project with Veolia Eau d'Île-de-France and le syndicat des eaux d'Île-de-France, this PhD research addresses initially the clustering of water consumers based on their consumption behavior dynamics over time. These dynamics, in each cluster, depend on a number of exogenous factors. To model this joint density, non-homogeneous Markov models are investigated as the components of a mixture model. Hence, the estimation of the parameters in each cluster allows to predict the future consumption behaviors independently. Afterwards, the problem of online structural change detection in a set of consumption behavior sequences is addressed. To this end, a sequential hypothesis testing of generalized likelihood ratio, based on a non-homogeneous Markov model is proposed. An adaptive threshold is also used which can be adjusted throughout the various types of changes and may reduce the number of false alarms. The results on a real dataset which is issued from a water network allow to highlight the effectiveness of the proposed methods both in terms of clustering and change detection. Finally, the analysis of the estimated parameters of both models allows to study the influence of exogenous factors on clustering and detected changes

Avec une population toujours croissante et la pénurie de plus en plus importante des ressources en eau douce, l’humanité s’est tournée vers les océans pour ses besoins en eau potable. Afin de faire face aux limites des procédés conventionnels de dessalement d’eau de mer, la distillation membranaire (DM) connaît un intérêt croissant. Même si l’intérêt envers la DM pour le dessalement d’eau de mer est apparu au cours des dernières décennies, aujourd’hui le risque de mouillage des membranes est l’un des obstacles majeurs à son développement industriel. Dans le cadre du projet ANR « WETMEM», l’objectif de cette thèse est de développer des outils de compréhension des mécanismes de mouillage en distillation membranaire sous vide. Plusieurs membranes, fabriquées par des partenaires du projet WETMEM, et commerciales ont été étudiées afin de comprendre l’influence des propriétés des membranes sur les indicateurs de mouillabilité. De plus, une définition et une classification des mécanismes de mouillage ont été proposées. Par la suite, deux indicateurs de mouillage ont été développés à l'aide de la microscopie électronique à balayage et de la spectroscopie de dispersion de rayons X selon une méthode appelée « Détection d'intrusion de traceur dissous ». Une preuve de concept a été fournie, dans laquelle différents mécanismes de mouillage ont pu être visualisés et interprétés. Ces indicateurs ex situ ont alors été utilisés avec des indicateurs de mouillabilité (Angle de contact, Pression d’intrusion de liquide) afin de comprendre l’influence de la température (35-50 ° C), de la salinité (22-310 g / L de NaCl sol.) et du débit (400 - 4000 Re) sur le mouillage et la mouillabilité d'une membrane de PVDF en distillation membranaire sous vide. Il a alors été constaté que la salinité a l’impact le plus important sur le mouillage par rapport aux autres paramètres de fonctionnement. En outre, un outil optique in-situ non invasif a été développé. Il permet de visualiser le mouillage in-situ en distillation membranaire. La progression du mouillage in situ a été observée à différentes échelles et pour différentes solutions salines et eaux de mer
With an ever-increasing population and the growing disparity in potable water resource, humanity has turned its attention to the oceans for its potable water needs. To overcome the current limitations in current desalination technologies, membrane distillation (MD) is actively being developed. The interest of MD for seawater desalination was established in the last decades but today the risk of membrane wetting is one of the major barrier for industrial implementation of MD. Under the framework of the ANR project “WETMEM”, the issue of this thesis was to develop tools for better understanding wetting mechanisms in vacuum membrane distillation. Several fabricated (WETMEM partners) and commercial membranes were studied to understand the influences of membrane properties on wettability. Therefore, a definition and classification on wetting were formulated. After that two wetting indicators were developed using scanning electron microscopy and X-ray dispersion spectroscopy under a method called “Detection of Dissolved Tracer Intrusion”. A proof of concept was provided with various wetting mechanisms visualized and interpreted. These ex-situ indicators were used with wettability tools (Contact Angle, Liquid Entry Pressure) to understand the influence of temperature (35-50°C), salinity (22-310 g/L NaCl sol.) and flow rate (400 – 4000 Re) on wetting and wettability of a PVDF membrane under vacuum membrane distillation. Indeed, it was found that salinity has a greater impact on wetting than the other operating parameters. Additionally, a proof of concept was provided for non-invasive in-situ optical method for visualizing wetting in membrane distillation. Progression of in-situ wetting visualization was validated at different scales for various saline solutions and seawaters

Le changement climatique est une réalité largement reconnue aujourd'hui dans la communauté scientifique. Néanmoins, son impact sur les extrêmes hydrologiques est délicat à observer et à prévoir. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est d'apporter des éléments de réponse aux trois questions suivantes: Comment détecter des changements dans les séries hydro-climatiques ? Quelles sont les évolutions observées sur les régimes extrêmes des cours d'eau en France métropolitaine? Comment prendre en compte ces éventuels changements dans les méthodes de gestion des risques? Chacun de ces trois objectifs sera traité à l'échelle locale et à l'échelle régionale. A cet effet, un travail méthodologique a été effectué, en évaluant l'apport de méthodes statistiques comme l'analyse Bayésienne ou la modélisation de la dépendance spatiale via des copules
Climate change is widely considered as a reality by scientists. Nevertheless, impacts on hydrological extremes are more difficult to observe and to predict. The aim of this thesis is to answer the following questions: How to detect changes in hydro-climatic series? What are the observed changes for extreme discharges in France? How to take into account possible changes in frequency analysis? These objectives refer to both the local and the regional scales. For this purpose, methodological aspects have been explored, by evaluating the benefit ofusing statistical tools like the Bayesian analysis or the use of copulas as a model for spatial dependence