Academic literature on the topic 'Particules aériennes'

Tous vecteurs confondus, ce sont les drones, notamment les multirotor, qui ont connu le plus fort développement pour l'acquisition d'images aériennes durant les cinq dernières années. L'imagerie accessible par ce type de plate-forme répond à un besoin de cartographie à une échelle intermédiaire entre l'imagerie submétrique (satellite à très haute résolution spatiale ou vecteurs aériens comme les ULM et certains drones) et l'imagerie acquise à très basse altitude à des résolutions parfois inférieures au centimètre. Par son prix élevé, l'imagerie submétrique aérienne et satellitaire laisse un grand nombre de besoins sans réponse acceptable. Parmi eux, citons l'imagerie à petit budget demandée par les collectivités locales ou les suivis denses (en particulier temporels). Finalement, la réglementation récente a encadré les vols drones de manière très contraignante, mettant virtuellement hors-la-loi tous les acteurs occasionnels d'imagerie par drone.L'objectif de cette communication est de présenter une méthode simple, opérationnelle et à bas coût pour la prise de vue aérienne. Il s'agit d'utiliser le cerf-volant comme vecteur alternatif aux aéronefs sans pilote. Le cerf-volant (avec le ballon) fait partie des premières plates-formes utilisées historiquement pour la photographie aérienne. Il a connu un regain d'intérêt depuis les années 70-80 avec de nombreuses applications en archéologie et la disponibilité depuis les années 2000 de capteurs et logiciels abordables et performants le rend plus attractif encore. La méthode proposée ici permet la cartographie de superficies dépassant le kilomètre carré à une résolution décimétrique. Elle présente un certain nombre d'atouts, comme le coût modique de la plate-forme et la capacité de voler sur une très large plage de vents (de 5 à 40km/h), un cerf-volant de six à dix mètres carrés ayant la même charge utile qu'un drone pour une autonomie supérieure. Enrevanche, la principale difficulté de mise en oeuvre opérationnelle du cerf-volant pour la cartographie par image aérienneest le manque de contrôle du vecteur, ce qui pose quelques verrous au niveau de l'acquisition et du traitement des données.Nous présentons dans cette communication les avancées méthodologiques réalisées afin de dépasser ces limites.Nous détaillons tout d'abord la méthode d'acquisition développée et le mode opératoire mis en oeuvre pour obtenir des jeux de données image permettant la cartographie opérationnelle de zones d'intérêt. Ensuite, nous présentons les traitements effectués à l'aide de logiciels désormais abordables qui permettent le calcul de l'aérotriangulation et de la corrélation dense sur plusieurs centaines d'images. Nous présentons enfin les résultats obtenus sur des exemples d'applications en conditions réelles afin de discuter du potentiel et des limitations de cette méthode, proposée comme alternative aux solutions existantes.

Forme classique de l’action militaire depuis l’antiquité, l’engagement en coalition pose des problèmes stratégiques particuliers concernant l’organisation du commandement, la répartition de la charge de l’effort et la conduite générale des opérations interalliés. Cet article se propose d’appliquer ces questions génériques à la question spécifique de la guerre aérienne en coalition telle qu’elle émerge après le premier conflit mondial. La fulgurance de l’aviation la prédispose en effet aux actions coercitives internationales telles que la guerre du Golfe (1991) ou du Kosovo (1999).

La gestion durable des forêts reste un problème majeur que doit faire face la communauté internationale et locale dans la lutte contre la déforestation et la dégradation des forêts. Ces forêts connaissent de nos jours une dégradation très accentuée principalement causée par les pratiques agricoles. Cette étude a pour objectif d’évaluer la richesse floristique et d’estimer le stock de carbone aérien afin de contribuer à une meilleure connaissance des ressources naturelles de cette forêt du Mayombe en général et celle du village Kissila en particulier. Cinq parcelles de 50 m de côté chacune ont été installées avec une superficie totale de 12.500 m² soit 1,25 ha. Tous les arbres de Diamètre à Hauteur de la Poitrine (DHP) ≥10 cm ont été inventoriés à 1,30 m du sol dans chaque parcelle. La richesse spécifique, le spectre écologique, les indices de diversité floristique, ainsi que les paramètres structuraux ont été étudiés. La biomasse aérienne a été calculée à partir de l’équation allométrique de Djomo et l’estimation du carbone par la biomasse aérienne x 0,47. L’inventaire floristique a permis d’identifier 309 arbres répartis en 79 espèces, 63 genres et 32 familles. La famille des Annonaceae (11,39 %°) est la plus représentée qualitativement et celle des Olacaceae quantitativement (11,65%). Les indices de diversité de Shannon tendent vers 5, la densité à l’hectare et la surface terrière moyenne sont de 247 arbres et 10,71 m²/ha. La biomasse aérienne moyenne calculée est de 311,76tC/ha et le stock de carbone aérien moyen est de 89,5 tC/ha. Cette étude montre que la forêt de cette zone peut être classée comme une forêt secondaire fortement perturbée.

Les cartes tactiles photoréalistes sont un des outils mobilisés par les personnes en situation de déficience visuelle pour appréhender leur environnement urbain proche, notamment dans le cadre de la mobilité, pour la traversée de carrefours par exemple. Ces cartes sont aujourd’hui principalement fabriquées artisanalement. Dans cet article, nous proposons une approche permettant de produire une segmentation sémantique d’une imagerie aérienne de précision, étape centrale de cette fabrication. Les différents éléments d’intérêt tels que trottoirs, passages piétons, ou îlots centraux sont ainsi localisés et tracés dans l’espace urbain. Nous présentons en particulier comment l’augmentation de cette imagerie par des données vectorielles issues d’OpenStreetMap permet d’obtenir par une technique d’apprentissage profond (réseau adverse génératif conditionnel) des résultats significatifs. Après avoir présenté les enjeux de ce travail et un état de l’art des techniques existantes, nous détaillons l’approche proposée, et nous étudions les résultats obtenus, en comparant en particulier les segmentations obtenues sans et avec enrichissement par données vectorielles. Les résultats sont très prometteurs.

Notre article porte sur les intensités et la fragilisation des collectifs de travail et offre une synthèse de la littérature concernant le travail et ses intensités, en particulier dans le milieu aérien. Prenant le cas du personnel navigant commercial (PNC) dans le milieu aérien, nous nous appuyons sur la théorie des demandes-ressources du travail et de l’organisation capacitante pour analyser les perceptions de ces travailleurs concernant les demandes physiques, psychosociales et organisationnelles du travail, ainsi que les ressources de même type, notamment à la suite de l’autorisation d’une réduction d’effectif par le ministère des Transports sur bon nombre de porteurs canadiens en juillet 2015. Nous portons une attention particulière aux demandes du travail constituant une contrainte, ce qui est rarement pris en compte dans les études sur l’intensification du travail. À l’aide du construit de caravanes de ressources et d’organisation capacitante, nous nous demandons si les collectifs de travail PNC sont en mesure d’accomplir leur mission collective de maintien de la sécurité et de service auprès du public. Nous avons pour cela mené 41 entrevues semi-dirigées auprès d’agents de bord et de directeurs de vol volontaires provenant de deux compagnies aériennes canadiennes. Nous avons procédé à une analyse de contenu qualitative faisant émerger les thèmes principaux de manière inductive et analysant les demandes et les ressources physiques, psychosociales et organisationnelles du travail. Nos résultats documentent de façon originale comment une augmentation notable des intensités contraignantes du travail perturbe les collectifs de travail, en particulier le rôle pivot du directeur de vol, contribuant à la recherche émergente au sujet de la fragilisation des processus de travail. De nombreux aspects demeurent à améliorer pour qualifier les compagnies aériennes étudiées d’organisations capacitantes. Précis De plus en plus complexes, les organisations modernes sont le lieu de diverses sources d’intensité pour les travailleurs, requérant de ces derniers des efforts selon des logiques et des injonctions plurielles, parfois contradictoires. Dans le milieu aérien, les compagnies recourent à divers modes de gestion impliquant beaucoup de changements rapides pour les employés, exigeant de ceux-ci une flexibilité et une adaptabilité croissantes. Cela dit, toutes les intensités du travail ne mènent pas nécessairement à la perception d’intensification du travail chez les employés. Nous nous intéressons au cas du personnel navigant commercial, un collectif faisant face à de nombreuses intensités du travail. Les agents de bord et les directeurs de vol canadiens ont-ils les moyens d’assurer leur mission collective de sécurité et de service auprès du public ?

Comme plusieurs sites emblématiques du Néolithique de la vallée de l’Aisne, l’enceinte de Berry-au-Bac " La Croix Maigret" fut découverte par Michel Boureux lors de prospections aériennes. À la faveur de la sécheresse de 1976, est ainsi apparu un fossé continu, doublé d’une palissade. Plusieurs campagnes de fouilles préventives, menées par l’équipe de l’URA 12 du CNRS (aujourd’hui l’UMR 8215-Trajectoires), se sont alors succédées de 1976 à 1980. C’est lors de la campagne de 1978 que fut mise au jour une sépulture du Néolithique moyen II, entre le fossé et la palissade intérieure de l’enceinte. Ce volume d’hommages à Mariannick Le Bolloch est donc l’occasion de la présenter, en référence aux travaux qu’elle consacra à la vallée de l’Aisne en général et à la culture de Michelsberg en particulier. Bien qu’il s’agisse d’une découverte ancienne, cette sépulture n’avait jamais fait l’objet d’une publication exhaustive jusqu’à présent. Datée initialement du Michelsberg par la céramique qu’elle contient, elle a depuis bénéficié d’une datation radiocarbone qui la situe à la toute fin de cette culture, voire au-delà. Elle trouve ainsi place au sein d’un corpus de tombes datées de la fin du Néolithique moyen qui, s’il reste modeste, s’étoffe régulièrement dans cette micro-région.

Les systèmes d’acquisition de photographies de petit format pour la cartographie des régions côtières sont des alternatives viables, sur les plans technique et économique, aux images photogrammétriques conventionnelles et aux images satellitales à haute résolution. Au-delà de leur coût réduit, ces systèmes peuvent intéresser les équipes de recherche pour acquérir des images à des dates et à des horaires particuliers, comme les marées les plus hautes et les plus basses de l’année, ou encore en volant au-dessous des nuages dans des zones constamment nuageuses. Cet article présente et discute l’adaptation des dispositifs, la combinaison de différents outils logiciels pour le traitement des images et les résultats d’une campagne d’acquisition aérienne dans un but de recherche océanographique sur des zones côtières du Pernambuco (Brésil). Pour l’acquisition des images, une caméra non métrique de petit format et un récepteur GPS de navigation ont été embarqués sur un avion monomoteur et sur un hélicoptère à des heures de marée basse.

Depuis 1956, la Direction de la géographie du Ministère des mines et des relevés techniques a entrepris l’étude systématique de la formation de la glace dans le golfe Saint-Laurent. Cette étude a pour but notamment d'éclairer les conditions de la navigation dans cette région pendant l'hiver. L'auteur décrit les techniques utilisées pour cette étude, en particulier les relevés aériens, et les principaux résultats obtenus jusqu'ici. Il en profite pour signaler les publications déjà nombreuses auxquelles ont donné lieu ces recherches. L'article se termine par la définition d'une série de termes couramment utilisés maintenant dans l'étude de la glace.

L'exposition chronique aux particules atmosphériques est suspectée d'exacerber les pathologies inflammatoires chroniques comme l'asthme et la BPCO et de contribuer au remodelage des voies respiratoires. Dans ce contexte, notre objectif a été (1) d'utiliser un modèle d'épithélium bronchique humain in vitro qui se maintient plusieurs semaines en culture, pour évaluer le devenir et les effets d'expositions répétées aux particules sur la réponse pro-inflammatoire et la différenciation épithéliale et (2) d'étudier l'impact des sécrétions épithéliales induites par l'exposition particulaire sur la prolifération et la différenciation des fibroblastes bronchiques. Les observations révèlent que les PM sont toujours présentes dans l'épithélium 5 semaines après la fin de l'exposition, et qu'une partie des composés organiques adsorbés à la surface des particules ont été métabolisés par les cellules. Cette étude a également permis de mettre en évidence l'induction d'une réponse pro-inflammatoire suite aux traitements particulaires qui persiste avec la sécrétion de certaines cytokines pro-inflammatoires. Il a aussi été observé la sécrétion de facteurs de croissance ligands du récepteur à l'EGF qui contribuent à la différenciation muqueuse. Par ailleurs, les sécrétions épithéliales pourraient agir sur les autres cellules de la paroi bronchique en induisant une augmentation du nombre de fibroblastes, nous avons donc évalué cette hypothèse par des expériences de co-culture. N a ainsi été mis en évidence l'implication
As the long term effects of atmospheric particles (PM) are misunderstood, we develop an experimental strategy using primary culture of human bronchial epithelial repeatedly exposed to PM to investigate (1) whether particles could contribute to airway remodelling by inducing sustained inflammation and mucus secretion (2) the impact of the epithelial secretions on the proliferation and the differentiation of the bronchial fibroblasts. Observations revealed that ambient particles are still present in the bronchial epithelium 5 weeks after treatments, and a part of the organic compounds of particles were metabolized by cells. We also showed an induction of the inflammatory response after particles treatment which persists with the secretion of several pro-inflammatory cytokines. The secretion of growth factors ligand was observed after the end of treatments, and this secretion may contribute to the mucous differenciation. Moreover, epithelial secretions may induce an increase of the number of fibroblasts which in co-culture. We showed that EGFR pathway and these ligands were involved in fibroblasts proliferation. Our results suggest that bronchial epithelial cells repeatedly exposed to ambient particles exhibit a sustained pro- inflammatory response and evolve towards a mucous phenotype. The respiratory epithelium exposed to particles would so contribute to the remodeling airways through the secretion of growth factors which could be involved in the fibroblast proliferation

Ce travail s'inscrit dans un programme de recherche sur le dépôt des particules fibreuses dans un modèle pulmonaire à plusieurs embranchements. La première étape a consisté en une mise au point d'une méthode de fabrication d'un modèle bronchique suivant celui de WEIBEL. Pour l'étude aéraulique, nous avons entrepris d'examiner en détail les caractéristiques de l'écoulement en phase inspiratoire et expiratoire pour les débits instantanés rencontrés couramment en ventilation pulmonaire ; une chaîne anémométrique DISA nous a permis de tracer non seulement les profils de vitesse, mais encore les cartes des taux de turbulence. Dans l'étape suivante, nous avons mis au point la méthodologie pour la mesure du dépôt des particules compactes. Les mesures de dépôt ont permis de vérifier et d'affiner les lois de dépôt par sédimentation et par impact proposées dans la littérature. Du point de vue dépôt local, nous avons montré que ces mécanismes d'arrêt des particules généralement utilisés en physique des aérosols ne sont pas suffisants. Ce problème a été solutionné en partant de la description quantitative de l'écoulement et d'associer à ces mécanismes une contribution due à la turbulence locale de l'écoulement. Dans le cas des fibres, les mesures de rendements pondéraux et fractionnels montrent que le dépôt est favorisé pour les faibles débits contrairement aux particules sphériques. De plus, la probabilité de dépôt est une fonction complexe des caractéristiques géométriques de la fibre
This work fits into a research program on the deposit of fibrous particles in a pulmonary pattern with several branching. The first step consisted in elaborating a manufacturing method of a bronchial pattern according to WEIBEL's one. For the aeraulic study, we undertook to carefully study the characteristics of the outflow in inspiratory and expiratory phases for the instantaneous flows usually used in pulmonary ventilation. A DISA anemometric line allowed us to draw not only the speed profiles but also cards of turbulence rates. In the following step, we elaborated a method of measurement of compact particles deposit. The measures of deposit permitted to check and improve the laws of deposit by sedimentation and impact proposed in the literature. From a local deposit point of view, we have shown that these mechanisms of particles stops usually used in aerosol physics are not sufficient. This problem was settled starting from the quantitative description of the outflow and communing these mechanisms with a contribution due to the local turbulence of the outflow. In case of fibres, the measures of weight and fractional outputs show that the deposit is favoured for the weak flows, contrarily to speric particles. Moreover, the deposit probability is a complex function of the geometrical characteristics of the fibre

D'abord développées pour traiter les maladies respiratoires (asthme, BPCO...), les thérapies inhalées sont depuis peu l'objet d'un intérêt particulier pour délivrer des molécules dans le sang via la barrière alvéolo-capillaire. Quelle que soit la cible de ces thérapies, leur efficacité dépend de la quantité de médicament qui arrive sur la zone à traiter dans l'arbre respiratoire. La région extrathoracique (appelée "région ET" et comprenant la bouche, l'oropharynx, le larynx et le début de la trachée) se comporte alors comme un "filtre" où se dépose une certaine masse de médicament. Afin d'optimiser une telle administration, il est nécessaire de connaître au mieux l'influence des facteurs caractéristiques de l'inhalation (entre autres, le débit d'inhalation, les diamètres des particules inhalées, les propriétés physiques du gaz porteur). Pour cela, un modèle réaliste de région ET a été construit à partir des données issues de l'imagerie médicale. Après la définition d'un maillage et le choix d'un modèle de turbulence et de paramètres adéquats, les équations de Navier-Stokes ont été résolues numériquement pour (i) décrire l'écoulement dans ce modèle et (ii) pour déterminer les trajectoires des particules inhalées. En parallèle, deux études expérimentales ont été menées sur l'exacte reproduction physique du modèle : l'une pour estimer les pertes de pression provoquées par des écoulements d'air et d'oxhel (mélange hélium (78 %) - oxygène (22 %)), l'autre pour mesurer les vitesses par IRM d'un écoulement d'hélium-3 hyperpolarisé. Les résultats obtenus en terme d'écoulement et de quantité de particules déposées dans la région ET sont en accord avec les rares données expérimentales existantes. Ils montrent l'influence prépondérante de la géométrie tant sur l'écoulement (marqué par la présence, vérifiée expérimentalement, du jet laryngeal) que sur le dépôt. Les zones préférentielles de dépôt se situent là où des variations géométriques brusques surviennent (rétrécissement de section et courbures près de l'épiglotte et en amont de la glotte), et là où le caractère turbulent de l'écoulement est prononcé (en fin de larynx notamment). Ces constatations ont permis de caractériser avec précision le dépôt à l'aide de deux nombres adimensionnés : le nombre de Stokes, caractéristique de l'impaction inertielle et le nombre de Reynolds, caractéristique du régime de l'écoulement. L'étude a permis une meilleure appréhension des influences des divers paramètres à considérer pour modéliser une inhalation d'aérosol médicament et, de surcroît, une prévision des quantités de médicament déposée et transmise à l'arbre respiratoire, soit un outil précieux pour l'optimisation des thérapies inhalées. La méthodologie, ainsidéveloppée, est applicable aux morphologies issues d'une étude clinique en cours et permettra d'affiner la caractérisation

La pollution de l'air intérieur est une cause importante de divers problèmes de santé pour les occupants tels que des maladies respiratoires, des symptômes allergiques... De nos jours, les gens passent 80 à 90 % de leur temps à l'intérieur, d'où l'importance de comprendre les principales causes de la pollution de l'air intérieur et de trouver des solutions appropriées pour améliorer la qualité de l'air intérieur (QAI). L'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a signalé en 2009 que la pollution biologique était l'une des principales causes de la dégradation de la QAI. Sous certaines conditions (humidité élevée), les fungi peuvent se développer sur presque tous les matériaux de construction. Ils produisent alors des particules telles que des spores, des toxines ou des composés organiques volatils (COV) et d'autres métabolites pouvant être aérosolisés. La libération de particules par les surfaces dépend de différents facteurs, notamment du type et de l'âge des micro-organismes, des propriétés des matériaux et des conditions environnementales (température, humidité, vitesse de l'air). En fonction de leur taille et de leur disponibilité dans l'air intérieur, elles peuvent être inhalées par les occupants, ce qui entraîne de graves risques pour la santé car elles peuvent pénétrer plus ou moins profondément dans le système respiratoire. Pour répondre à cette problématique, ce travail visait à étudier les relations qui peuvent éventuellement exister entre les micro-organismes, en particulier les fungi, présents sur les surfaces et les particules en suspension dans l'air qui contaminent l'air intérieur (in situ et en laboratoire). L'objectif étant d'avoir une vision plus claire de la contamination fongique dans l'environnement intérieur, permettant ainsi une meilleure gestion des risques pour la santé des personnes exposées. En outre, une étude sur les performances de photocatalyseurs et d'esters de glycérol en tant que produits antimicrobiens pour les matériaux de construction ont été réalisées. Dans un premier temps, une campagne d'échantillonnage in situ a été réalisée dans une maison avec présence fongique visible dans le sud de la France. Des échantillons de surface et d'air intérieur ont été prélevés et analysé pour identification des organismes présents. L'objectif de cette partie était de vérifier la relation, s'il y en a une, entre la contamination fongique sur les surfaces et la contamination aérienne. Ensuite, des expériences sur les activités antimicrobiennes de produits photocatalytiques et d'esters de glycérol ont été réalisées dans différentes conditions expérimentales. L'objectif de cette partie était de tester leur efficacité en tant que produits antimicrobiens pouvant être utilisés comme additifs dans les peintures ou les revêtements. Les tests effectués dans cette partie étaient des tests préliminaires en solutions aqueuses et l'impact des différentes conditions sur l'efficacité de chaque produit a été évalué. L'efficacité de trois photocatalyseurs (TiO2, ZnO, AuZnO) en tant que produits antimicrobiens a été évaluée à des intensités lumineuses proches des conditions intérieures réelles. L'efficacité de l'Acide Undécylénique (AU) et de trois esters de glycérol en tant que produits antifongiques a également été évaluée. La dernière partie de cette étude visait à étudier la relation entre la prolifération sur matériaux et la concentration en spore dans l'air dans des conditions contrôlées (principalement le flux d'air et l'humidité relative). Un dispositif expérimental innovant a été développé. La conception et la validation d'un protocole expérimental permettant d'observer des corrélations quantitatives entre la prolifération sur matériaux et la contamination de l'air ont été effectuées. L'impact de différents paramètres sur l'aérosolisation des particules a été évalué. La validation de ce banc expérimental est encourageante et permettra de poursuivre différents essais dans un avenir proche
Indoor air pollution is an important cause of diverse health problems for occupants including respiratory diseases, allergic symptoms, cancers, and cardiovascular problems. People spend 80-90% of their time indoors emphasizing the importance of understanding the main causes of indoor air pollution and finding suitable solutions to improve indoor air quality. The World Health Organization (WHO) reported in 2009 that biological pollution is one of the main causes of the degradation of indoor quality. In humid indoor environments, fungi can grow and develop on almost all building materials. Upon their development on surfaces, they produce particles such as spores, toxins or volatile organic compounds, and other metabolites that can be aerosolized. The release of particles from surfaces as well as their characteristics is dependent on different factors including the type and age of microorganisms on the surface, material properties, and environmental conditions (temperature, humidity, air velocity). Based on their sizes and their duration of availability in the indoor air, they can be inhaled by occupants, leading to serious health risks as they may penetrate different depths in the respiratory system. To respond to these issues, this work aimed to investigate the relations that may exist between microorganisms, especially fungi, present on surfaces and airborne particles contaminating the indoor air (In situ and in the lab). It would provide a clearer vision of fungal contamination in the indoor environment and would be helpful during investigating methods for controlling the growth of fungi indoors. In addition, investigations on the performances of selected photocatalysts and glycerol esters as antimicrobial products for reducing microbial contamination on surfaces in the laboratory were achieved. Initially, an In situ sampling campaign was held in a visibly contaminated house in Southern France. Surface sampling from contaminated materials and indoor airborne sampling were carried out. Then, DNA analysis for samples was carried out by Toulouse Biotechnology Institute (TBI). This part aimed to check the relationship, if any, between fungal contamination on surfaces and airborne contamination. Then, experiments on the antifungal and antibacterial activities of photocatalytic products and the antifungal activity of glycerol esters were carried out under different experimental conditions. This part aimed to test their efficiency as antibacterial/antifungal products that may be applied as additives in paints or coatings. The tests carried out in this part were preliminary tests in aqueous solutions and the impact of different conditions on the efficiency of each product was evaluated. The efficiency of three photocatalysts (TiO2, ZnO, Au-decorated ZnO) as antimicrobial products under light intensities close to real-life indoor conditions. The efficiencies of Undecylenic Acid (UA) and of three glycerol esters, formed upon esterification of Glycerols with UA, as antifungal products were evaluated. The last part of this study aimed to investigate the relationship between surface contamination and airborne contamination under controlled conditions (mainly airflow and relative humidity). A new experimental device was settled, design and validation of an experiment protocol that permit to determine the quantitative correlation between surface contamination and airborne contamination were carried out. The impact of different experimental parameters on the aerosolization of particles from contaminated surfaces into air was evaluated. The validation of this experimental protocol was important and brought attention to different tests that will be investigated in the near future

Cette thèse se concentre sur les robots aériens autonomes qui interagissent avec l’environnement et en particulier sur la conception de nouvelles méthodes de commande et de planification de mouvement pour tels systèmes. De nos jours, les véhicules aériens autonomes sont de plus en plus utilisés dans des nombreux domaines d’application, mais ils viennent utilisés surtout comme des simples capteurs. Au vu de ça, les défis majeurs dans le domaine de l’interaction physique aérienne, est aujourd’hui d’aller au-delà de cette application limitée, et d’exploiter entièrement les capacités des robots aériens afin d’interagir avec l’environnement. Dans le but de réaliser cet objectif, cette thèse considère l’analyse d’une classe spécifique de systèmes aériens interagissant avec l’environnement : les véhicules aériens attachés avec des câbles ou des bars. Ce travail se concentre sur l’analyse formelle et minutieuse de véhicules aériens attachés, en allant du contrôle et l’évaluation d’état à la planification du mouvement. Nous avons examiné notamment la platitude différentielle du système, trouvant deux sorties plate possibles qui révèlent des nouvelles capacités de tel système pour l’interaction physiques. En plus, poussé par l’intérêt pour l’interaction physique aérienne d’A à Z, nous avons abordés des problèmes supplémentaires liés à la conception, au contrôle et à la planification du mouvement pour des manipulateurs aériens
This thesis focuses on the study of autonomous aerial robots interacting with the surrounding environment, and in particular on the design of new control and motion planning methods for such systems. Nowadays, autonomous aerial vehicles are extensively employed in many fields of application but mostly as autonomously moving sensors. On the other hand, in the recent field of aerial physical interaction, the goal is to go beyond sensing-only applications and fully exploit the aerial robots capabilities in order to interact with the environment. With the aim of achieving this goal, this thesis considers the analysis of a particular class of aerial robots interacting with the environment: tethered aerial vehicles. This work focuses on the thorough formal analysis of tethered aerial vehicles ranging from control and state estimation to motion planning. In particular, the differential flatness property of the system is investigated, finding two possible flat outputs that reveal new capabilities of such system for the physical interaction. The theoretical results were finally employed to solve the challenging problem of landing and takeoff on/from a sloped surface. In addition, moved by the interest on aerial physical interaction from A to Z, we addressed supplementary problems related to the design, control and motion planning for aerial manipulators

Les conditions de faibles visibilités ont un fort impact sur le trafic aéroportuaire. COBEL-ISBA est un modèle ID utilisé opérationnellement pour prévoir à courte échéance les conditions de faible visibilité. Les conditions initiales jouent un rôle fondamental dans la qualité de ses prévisions. Cette thèse s'est concentrée sur l'étude et l'optimisation du système d'assimilation de COBEL-ISBA. La première partie du travail de thèse a été d'évaluer l'impact de ces différents composants du système d'observations locales sur la qualité des conditions initiales et des prévisions. Des observations simulées ont été employées, afin de s'abstraire de l'erreur modèle, ainsi qu'un hiver d'observations réelles. Les observations ayant le plus d'impact sur la qualité des prévisions sont celles qui estiment l'épaisseur du brouillard ainsi que les mesures du contenu en eau du sol. Le système d'assimilation opérationnel utilise des statistiques d'erreur d'ébauche fixes dans le temps et sur la verticale. Il a été montré que celles-ci varient dans le temps sur la verticale. Par conséquent, un filtre de Kalman d'ensemble , qui permet d'estimer les statistiques d'erreur de l'ébauche à chaque cycle d'assimilation, a été mis en place. Il donne de bons résultats avec les observations simulées, ainsi qu'avec des observations réelles pour les échéances inférieures à quatre heures. Plusieurs études ont montré le potentiel des filtres à particules pour l'assimilation de données. Un filtre à particule avec sélection génétique a été adapté à l'assimilation de données pour COBEL-ISBA. Il donne de bons résultats avec des observations simulées, et ce avec relativement peu de particules
Low visibility conditions have a strong impact on airports' traffic. COBEL-ISBA is a 1D model used operationally to provide short-range forecasts of low visibility conditions. Initial condition play a crucial role in the quality of the forecasts. This PhD focused on a diagnosis and optimization of the assimilation scheme of COBEL-ISBA. The impact of the several kinds of observations on the quality of the initial conditions and forecasts was first assessed. Simulated observations were used, in order to cancel the effect of the model error, as well as real observations. The observations that have most impact on the quality of the forecast of fog events are the ones that estimate the initial thickness of the cloud layer and those of soil water content. The operationnal assimilation scheme uses error statistics for the background that are fixed in time and over the vertical. They were shown to have large variations over time and the vertical. These conclusions led to the implementation of an ensemble Kalman Filter (EnKF), which is able to estimate background error statistics at each assimilation cycle. It gave good results with simulated observations, and also with real observations for forecast hours smaller than four hours. Several studies showed the potential of particle filter methods for data assimilation. A particle filter with a genetic selection was adapted to be used with COBEl-ISBA. This new assimilation scheme gave good results simulated observations. It also worked with relatively few particles

This chapter endeavors to analyze the creation of the Regia Aeronautica in 1923, with a special focus on Italian military education and the Air Force academy, the Accademia Aeronautica. The creation of a third military service did not happen in a vacuum, but was heralded by important air power theorists. Among these, Giulio Douhet stands out as the most controversial. His book, The Command of the Air, heralded the study of airpower theory by underscoring the potentially revolutionary effect of heavier-than-air aircraft for military purposes, namely for strategic bombing. Contrary to popular belief Douhet's theories were critically debated during the 1920s and 1930s but were not universally endorsed in the Italian military community. In particular, his overarching view of the air force as an independent service ruffled more than a few feathers even in the newly-created Accademia Aeronautica.

Les forêts françaises couvrent 31% du territoire métropolitain. Elles contribuent de multiples façons au bien-être humain (production de bois, purification de l’air et de l’eau, maintien des sols, habitat pour la biodiversité, alimentation, santé, activités récréatives, etc.) et participent aux Objectifs de Développement Durable fixés par l’ONU. En particulier, la France s’étant engagée à atteindre la neutralité carbone dès 2050, le rôle de puits et de stockage de carbone des forêts est considéré comme un élément majeur de sa Stratégie Nationale Bas Carbone (SNBC). Depuis quelques années, les forêts françaises, dont la surface n’avait cessé de croître depuis plus d’un siècle, connaissent, de façon inquiétante, une diminution de productivité, des dépérissements massifs et un risque incendie accru. Le changement climatique en cours met ainsi en péril les ressources forestières et leur contribution attendue pour préserver la biodiversité, favoriser le développement rural et la bioéconomie, renforcer la production de bois, assurer le bien-être sociétal et équilibrer le bilan carbone de la France. Les enjeux sont considérables et l’orchestration des mesures à prendre s’avère extrêmement délicate en raison de la diversité des attentes de la société. L’Académie des sciences dresse ici un état des lieux des connaissances actuelles sur les diverses contributions des forêts à la société, puis identifie les défis à relever au regard des menaces actuelles et à venir. Finalement, elle présente un ensemble de recommandations pour assurer simultanément la résilience des forêts, leur rôle de puits de carbone, la production de bois, la préservation de la biodiversité, et la qualité des autres contributions du milieu forestier au bien-être humain. Les recherches scientifiques devront porter sur les connaissances nécessaires à la compréhension du bilan carbone des forêts, l’adaptation du milieu forestier au changement climatique et l’efficience d’utilisation du bois. Des modèles capables de simuler l’évolution des forêts en réponse aux perturbations naturelles et anthropiques ainsi que les pratiques sylvicoles doivent être développés. Les données nécessaires à leur validation (composition des peuplements, biomasse aérienne et souterraine, flux de carbone) doivent être acquises et diffusées largement. La prise en compte des facteurs physico-chimiques, biologiques, économiques et sociaux dans l’évaluation des enjeux liés aux forêts nécessite des études interdisciplinaires. Enfin, une méthodologie vérifiable et transparente de calcul des émissions évitées grâce aux usages du bois est nécessaire pour évaluer la contribution des produits bois aux objectifs de la SNBC. Un effort majeur de gestion forestière est nécessaire pour optimiser à l’échelle nationale l’adaptation des forêts au changement climatique, la production de bois et la préservation de la biodiversité. Ces pratiques doivent être flexibles, évolutives et adaptées au contexte socio-écologique local. Pour gérer les effets du changement climatique par une stratégie sans regrets, la structure des peuplements devra être ajustée en favorisant la sylviculture à couvert continu, en ajustant les densités de peuplement aux conditions hydriques, en augmentant la diversité des essences, en évitant autant que possible les coupes rases dont les impacts écologiques et climatiques sont trop importants, et en conservant des vieux arbres qui sont des refuges pour la biodiversité et représentent un patrimoine génétique à préserver. Le rôle de la filière bois sera crucial pour la réussite de la transition énergétique. La filière devra optimiser son bilan carbone depuis le prélèvement en forêt jusqu’au recyclage des produits bois et des connexes de scierie. Sa réindustrialisation doit être soutenue afin de permettre la transformation du bois français en France, le développement des produits bois à longue durée de vie, la valorisation des bois de feuillus, et une maîtrise à court terme des volumes de produits à courte durée de vie. Les politiques publiques devront accompagner la filière forêt-bois de manière cohérente pour assurer le succès de la transition énergétique. La récente diminution du puits net de carbone des forêts appelle à une révision urgente de la SNBC dont les objectifs ne seront pas tenus. D’autres scénarios doivent être évalués sur un temps long et en s’inscrivant dans une approche écosystémique et multifonctionnelle de la forêt. Enfin la gouvernance forestière devra mieux prendre en compte les intérêts et souhaits des différents acteurs.