Literatura académica sobre el tema "Approche écosystémique – Modèles mathématiques"

Deux campagnes de mesures effectuées sur le lac du Bourget en période de faible stratification (avril et décembre 1994) ont mis en évidence des oscillations de la thermocline de période comprise entre deux et trois jours. Ces oscillations atteignent 40 m d'amplitude pour une profondeur maximale de 145 m. Elles ont probablement un impact sur les processus biologiques et physico-chimiques qui gouvernent l'évolution de la qualité des eaux du lac. L'analyse des données brutes des températures révèle une corrélation étroite entre la génération des ondes internes et les événements de vents importants. Il apparaît en particulier que seuls les vents violents (< 8 m/s) affectent la stratification thermique de manière significative. Deux approches sont utilisées pour caractériser ces ondes : - une approche par traitement du signal qui donne accès aux périodes d'oscillations prédominantes ainsi qu'à la répartition de l'énergie dans la colonne d'eau en fonction de la fréquence. - une approche par modélisation mathématique au cours de laquelle les résultats obtenus par tjjois techniques distinctes utilisant plusieurs degrés de représentation de la bathymétrie du lac sont comparés. Ces modèles permettent de calculer les périodes d'oscillations ainsi que les déplacements de l'interface de densité et les vitesses dans chaque couche. A partir des valeurs des amplitudes d'oscillation obtenues expérimentalement, des vitesses maximales de l'ordre de 7 cm/s dans l'épîlîmnion et 3 cm/s dans l'hypolimnion ont pu être estimées pour les deux épisodes considérés. On montre que les modèles mathématiques et l'analyse spectrale corroborent les observations.

Les modèles de simulation hydrologiques sont reconnus comme des outils mathématiques très performants mais généralement d'application difficile, principalement à cause du nombre élevé des paramètres requis. À l'inverse, les outils actuels de gestion sont généralement développés à l'aide d'approches empiriques limitant leur application. De plus, leurs paramètres ne sont pas des grandeurs mesurables et doivent être ajustés pour chaque situation. Une approche est proposée pour le développement d'outils semi empiriques de gestion. Elle consiste à simuler un grand nombre de scénarios en utilisant un modèle complexe de simulation puis à rationaliser l'information obtenue pour développer un nouveau modèle semi empirique. L'exemple illustrant cette approche concerne l'évaluation des flux d'eau ruisselée à la surface des champs, lessivée vers la nappe souterraine et drainée par les drains agricoles spécifiquement pour le contexte du Québec. À partir des résultats de simulation de 4500 scénarios, une simplification.rationalisation a permis de réduire à 120 le nombre de scénarios de référence à l'aide desquels peuvent être évalués tous les scénarios possibles par de simples interpolations linéaires. Une application de l'algorithme résultant sur un site du Québec a montré la bonne concordance entre les résultats calculés et mesurés. À la fois l'ordre de grandeur du ruissellement et du drainage et leur grandeur relative sont bien évalués.

Les services écosystémiques (SE) des grands types d’écosystèmes, comme les forêts, agrosystèmes ou récifs coralliens, ont été largement décrits, avec la proposition de méthodologies spécifiques, mais peu d’études se sont intéressées à modéliser les différents services des grands lacs. Les lacs représentent pourtant l’une des principales sources d’eau douce, constituent des lieux de pêche, d’implantation des sociétés, des espaces de loisirs et de bien-être. Dans le cadre de notre étude, l’approche choisie est essentiellement géographique, plaçant au coeur de la modélisation conceptuelle la problématique spatiale et l’analyse des relations entre la qualité de l’eau et les services écosystémiques. Nous avons adapté à l’étude des SE rendus par les grands lacs alpins français (lac d’Annecy, lac du Bourget) et le Léman, l’un des modèles les plus utilisés pour caractériser les services : le modèle de la cascade (Potschin et Haines-Young, 2011). Ce modèle facilite l’identification et la caractérisation des variables-clefs écologiques, socio-économiques et techniques qui modifient le niveau des services rendus par les lacs, tout en mettant en lumière les interactions, rétroactions et chaînes causales associant les lacs à la société. Notre réflexion est une contribution à une nouvelle approche d’étude des territoires limniques, mobilisant le concept de service écosystémique en tant qu’outil de dialogue entre sciences et société. Le concept de SE invite dans l’immédiat à questionner les observatoires actuels de suivi des grands lacs qui sont centrés sur des indicateurs biophysiques (bioindication et flux hydrochimiques) pour qu’ils évoluent dans une approche plus systémique et intégrée, mieux adaptée pour répondre aux enjeux croisés du réchauffement climatique, de l’impact des micropolluants et pour anticiper les évolutions sociétales à venir.

Abstract L'existence de problèmes d'érosion hydrique à différents endroits d'un bassin versant se manifeste souvent par la présence d'une quantité excessive de sédiments en suspension dans les cours d'eau. L'évaluation indirecte de l'érosion par la mesure des sédiments en suspension transportés à l'exutoire des bassins versants permet ainsi d'avoir une bonne idée de l'impact environnemental des activités agricoles. Il s'avère toutefois essentiel, dans une perspective de gestion de la qualité de l'eau à l'échelle d'un bassin versant, de pouvoir estimer l'érosion hydrique et le transport des sédiments en suspension afin d'identifier les zones problématiques. Cette estimation implique la manipulation d'une somme considérable d'informations pour décrire l'environnement du bassin versant et l'emploi de modèles mathématiques complexes pour simuler les processus hydrologiques et sédimentologiques en jeu. Le recours aux modèles informatiques d'érosion hydrique et aux systèmes d'information géographique (SIG) est alors de mise. Cet article présente le développement et l'application d'une approche géomatique de simulation qui implique l'utilisation conjointe du modèle hydrologique CEQUEAU, du modèle d'érosion MODÉROSS et du système d'information géographique IDRISI. Plus précisément, cet article présente de quelle façon le progiciel CEQÉROSS a été utilisé pour prédire le comportement hydrosédimentologique d'un petit bassin versant agricole du Québec. Les charges sédimentaires totales simulées à l'exutoire du bassin versant de Lennoxville s'élevaient à 27,5 tonnes et 54,1 tonnes pour les années hydrologiques 1991–1992 et 1992–1993 respectivement. Ces valeurs se comparent avantageusement aux charges sédimentaires totales de 30,3 tonnes et 51,3 tonnes observées durant ces mêmes périodes. Les résultats obtenus montrent également que la nature épisodique du transport des sédiments en suspension à l'exutoire du bassin versant de Lennoxville pendant la période 1991–1993 a été bien reproduite par CEQÉROSS. L'approche géomatique proposée est suffisamment conviviale et fiable pour s'inscrire à l'intérieur d'un ensemble d'outils de gestion agroenvironnementale.

Un périmètre de protection de puits de pompage est la surface entourant le puits, dans laquelle des mesures sont prises pour empêcher des contaminants de migrer et de contaminer l'eau de ce puits. Dans l'établissement des périmètres de protection, de nombreux facteurs doivent être considérés, et une approche analytique systématique doit être adoptée. Les modèles mathématiques de simulation peuvent être employés en ce sens et sont souvent les seules méthodes capables de déterminer les périmètres de protection quand des critères quantitatifs sont utilisés. Une telle approche a été appliquée, en couplant un modèle de transport de contaminant en zone non saturée avec un modèle de transport en zone saturée. Le modèle en zone non saturée VULPEST évalue les concentrations de pesticide atteignant la nappe. Ces concentrations sont ensuite utilisées comme données d'entrée du modèle en zone saturée. Ce dernier considère les vitesses d'écoulement et l'influence de chaque puits. Les résultats quantitatifs permettent alors la détermination de périmètres de protection spécifiques à chaque contaminant potentiel. Cette application, réalisée sur un important site de culture de la pomme de terre du Québec, e permis de comparer favorablement les concentrations prédites à celles mesurées dans l'eau d'un puits, et de déterminer le périmètre de protection spécifique au pesticide utilisé. Le cas présenté est un exemple des applications possibles et futures d'une telle méthode pour la détermination des périmètres de protection des puits de pompage.

Résumé Nous explorons dans cette synthèse les forces et les faiblesses de l’écotoxicologie, en nous limitant aux milieux aquatiques. Notre approche consiste à comparer et contraster le comportement des contaminants organiques et inorganiques (métalliques) et à identifier quelques défis pour l’avenir. La prise en charge des contaminants organiques de synthèse se produit le plus souvent par simple diffusion passive au travers d’une membrane cellulaire. Vu la nature lipidique des membranes biologiques, le coefficient de partage octanol-eau (Kow) du contaminant s’avère souvent un bon prédicteur de sa tendance à se bioaccumuler. Par contre, les métaux présents dans le milieu aquatique se trouvent surtout sous des formes hydrophiles et hydratées qui ne peuvent traverser les membranes biologiques par simple diffusion. Leur prise en charge fait alors appel à un transport facilité qui implique des transporteurs protéiques ou canaux transmembranaires. Le coefficient de partage octanol-eau de ces espèces métalliques se révèle inutile comme prédicteur de leur bioaccumulation. Les approches et les modèles prédictifs diffèrent donc grandement entre contaminants métalliques et organiques. Pour les métaux, deux types de modèles sont couramment employés : des modèles d’équilibre (ex. : le « Modèle du Ligand Biotique » ou BLM) et des modèles cinétiques d’accumulation et d’élimination. Dans les deux cas, les paramètres biologiques des modèles sont considérés comme des « constantes » qui ne sont affectées, ni par la qualité de l’eau ambiante (ex. : pH, dureté), ni par une pré-exposition au métal. Or, il y a maintenant dans la littérature scientifique de plus en plus d’indices que les propriétés clés de la surface épithéliale des organismes aquatiques, qui contrôlent l’accumulation et la toxicité des métaux, ne sont pas constantes, ce qui compromet l’application des modèles dans des cas réels d’exposition chronique sur le terrain. Contrairement aux métaux, l’essentiel du comportement environnemental des composés organiques de synthèse est lié à leur capacité de résister à divers mécanismes de dégradation et à leur biodisponibilité pour les organismes aquatiques. Le modèle de la « fugacité » permet de prédire la distribution de composés organiques entre divers compartiments pour un système considéré à l’équilibre mais de nombreuses contraintes chimiques et biologiques interfèrent avec l’utilisation de ce type de modèle. Les cas des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des organométaux sont utilisés pour illustrer ces contraintes. Parmi les tout nouveaux défis de l’écotoxicologie, nous abordons brièvement le développement de la génomique fonctionnelle et de l’approche écosystémique ainsi que la toute nouvelle problématique environnementale posée par les nanoparticules industrielles. L’avenir de l’écotoxicologie aquatique passe nécessairement par : (1) l’obtention de données de terrain et de laboratoire d’excellente qualité; (2) une compréhension approfondie des mécanismes de toxicité aux niveaux moléculaire et cellulaire; (3) le développement de modèles théoriques et empiriques qui intègrent mieux la réalité physiologique et écologique; (4) le développement d’indicateurs écosystémiques capables de fournir une image globale de la qualité d’un environnement aquatique, quelle que soit sa complexité inhérente.

Résumé La qualité des eaux de surface est sujette à de nombreuses fluctuations et par conséquence les gestionnaires sont souvent confrontés à des pics de pollution problématiques. À cet effet, nous présentons dans cette étude les résultats d’une exploration des séries d’analyses de la qualité des eaux de surface dans le bassin de la Tafna (Algérie). Nous avons retenu trois descripteurs de la qualité des eaux; la matière en suspension (MES), la conductivité et la demande chimique en oxygène (DCO). On dispose pour cette étude de séries de prélèvements instantanés d’une fréquence au moins mensuelle, couvrant une période de sept ans (avril 1995-mars 2002). Les stations de prélèvements choisies se situent sur les principaux cours d’eau du bassin de la Tafna (Mouillah, Isser et Tafna) de manière à couvrir l’ensemble du bassin versant. Afin d’aboutir à des conclusions exploitables, nous avons commencé, dans une première étape, par une vérification de la cohérence des résultats d’analyse, suivie d’une analyse conjointe de tous les paramètres pour explorer la structure globale des données et appréhender les principaux facteurs qui contrôlent l’évolution de la qualité physico-chimique des eaux. Nous proposons dans cette étude deux modèles mathématiques prévisionnels : le premier est un modèle de simulation du comportement de la qualité des eaux basé sur les relations concentration-débit. Le second est une approche prédictive qui permet de mettre en évidence les saisonnalités et les tendances d’évolution des paramètres étudiés.

Les zones méditerranéennes et semi - arides sont caractérisées par des régimes pluviométriques irréguliers dans le temps et dans l'espace. L'érosion hydrique des bassins versants et la sédimentation des cours d'eau constituent des phénomènes complexes très répandus qui posent de nombreux problèmes aux ingénieurs chargés des projets de mise en valeur. En raison de son ampleur, cette érosion constitue une contrainte majeure au développement de l'agriculture et à la promotion des activités rurales en Algérie. Une approche statistique de quantification des apports solides est développée dans cette étude. Les données utilisées sont recueillies au niveau de cinq sous-bassins du bassin versant de l'Oued Mina drainés par les stations hydrométriques, en amont du barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda. La période d'observation s'étale sur 22 ans (1973 à 1995). Il existe une grande variabilité inter-annuelle et intrannuelle des apports liquides et solides. En plus de cette variation temporelle, il a été remarqué une variabilité spatiale des apports solides et liquides. Les valeurs maximales du transport solide sont enregistrées au début d'automne et à la fin du printemps. Le transport solide d'automne reste le plus élevé, dépassant significativement les autres saisons. Cette variabilité trouve son explication dans la pauvreté du couvert végétal durant cette saison et la nature agressive des pluies d'automne. La charge spécifique du bassin versant de l'oued Haddad est de l'ordre de 212 t/km2/an. Le bassin versant de l'oued Taht a une charge spécifique inférieure à celle du bassin de l'oued Haddad (Ds=191 t/km2/an). Les bassins versants de l'oued el Abd présentent des charges spécifiques de l'ordre de 117 t/km2/an à Ain El Hamara et de 65 t/km2/an à Takhmaret. La charge spécifique de l'oued Mina au barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda est de 160 t/km2/an. Des modèles mathématiques liant l'apport solide au coefficient d'écoulement ont été proposés pour les cinq sous-bassins drainés par les stations hydrométriques.

l s’agit d’un volume paru comme résultat de l’initiative d’Anne-Laure Le Guern, Jean-François Thémines et Serge Martin, initiative qui, depuis 2013, a généré des manifestations scientifiques, des journées d’études organisées autour des carnets de l’IUFM, devenu ESPE et actuellement l’INSPE de Caen. Les carnets édités par la suite sont devenus un espace de réflexion, et un outil d’enseignement-apprentissage, un espace de recherche. Qu’est-ce qu’un carnet en didactique ? Les trois axes de recherche du volume Les carnets aujourd’hui… l’expliquent, avec de exemples des pratiques en classe ou dans le cadre d’autres types d’activités à dominante didactique. Un carnet peut être un objet en papier de dimensions et textures diversifiées, utilisé en différentes manières afin de susciter l’intérêt et la curiosité de l’apprenant. Parmi ses possibilités d’utilisation en classe : au lycée, qu’il s’agisse du lycée de culture générale ou du lycée professionnel, pour créer des liens entre littérature et écriture (« Lecture littéraire, écriture créative », avec des articles appartenant à Anne Schneider, Stéphanie Lemarchand et Yves Renaud) ; en maternelle et à l’école primaire (« Pratiques du carnet à l’école primaire », les articles liés à ce sujet appartenant à Catherine Rebiffé et Roselyne Le Bourgeois-Viron, Dominique Briand, Marie-Laure Guégan, Élise Ouvrard ; le carnet peut également passer du format papier à des adaptations modernes comme le téléphone mobile, le blog... (« D’une approche anthropologique à une approche culturelle », des recherches en ce sens venant de la part d’Élisabeth Schneider, Magali Jeannin, Corinne Le Bars). Sophie Hébert-Loizelet et Élise Ouvrard, ouvrent le volume avec le texte intitulé « Le carnet, une matérialité foisonnante et insaisissable », où elles partent de l’aspect physique d’un carnet vers ses contenus, tout en soulignant que, « depuis une quarantaine d’années » seulement, des spécialistes en critique génétique, des théoriciens des genres littéraires et des universitaires lui accordent l’importance méritée, dans la tentative de « répondre à cette simple question "qu’est-ce qu’un carnet" », parvenant ainsi à en démultiplier « les pistes intellectuelles, théoriques autant que pratiques » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 9). La diversité des carnets détermine les auteures à souligner, et à juste titre, que le carnet « incarne matériellement et pratiquement une certaine forme de liberté, n’ayant à priori aucune contrainte à respecter et pouvant dès lors recevoir n’importe quelle trace », permettant ainsi « à son détenteur, de manière souvent impromptue, indirecte […], de se découvrir, par tâtonnements, par jaillissements » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 10). Le premier contact avec un carnet étant d’ordre esthétique, on comprend bien la « magie » qu’il peut exercer sur l’élève, l’invitant ainsi, en quelque sorte, à sortir de la salle de cours, à se sentir plus libre. Le carnet est en même temps un bon aide-mémoire. Ses dimensions invitent à synthétiser la pensée, à la relecture, une « relecture à court terme » et une « relecture à long terme » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 15), toutes les deux enrichissantes. Le carnet devient effectivement outil d’apprentissage et objet de recherche. Les contributions présentes dans ce livre, soulignent les auteures par la suite, représentent des regards croisés (du 23 mars 2016) sur « l’objet carnet, en proposant des recherches académiques, anthropologiques ou didactiques mais également des comptes rendus d’expériences sur le terrain » dans le but de « prendre en considération l’utilisation des carnets dans leur grande hétérogénéité de la maternelle à l’université pour rendre compte des voyages, mais aussi de lectures et d’apprentissage dans les disciplines aussi variées que le français, l’histoire, les arts visuels, ou les arts plastiques, et ce dans différents milieux institutionnels » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 17). Prenons le premier axe de recherche mentionné plus haut, celui de la lecture littéraire et de l’écriture créative. Se penchant sur d’autorité de différents spécialistes dans le domaine, tels Pierre Bayard et Nathalie Brillant-Rannou, les deux premiers textes de cet axe insistent sur la modalité d’intégrer « l’activité du lecteur et son rapport à la littérature » par le carnet de lecture dans le cadre de la didactique de la littérature. Le troisième texte représente une exploitation du carnet artistique qui « favorise un meilleur rapport à l’écriture » et modifie la relation que les élèves de 15 à 17 ans du canton Vaud de Suisse ont avec le monde (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 19). Nous avons retenu de l’article d’Anne Schneider, l’exploitation de la notion de bibliothèque intérieure, telle qu’elle est vue par Pierre Bayard, bibliothèque incluant « nos livres secrets » en relation avec ceux des autres, les livres qui nous « fabriquent » (Schneider 2019 : 36). Ces livres figurent dans les carnets personnels, avec une succession de titres lus ou à lire, commentaires, dessins, jugements. Pour ce qui est de l’expérience en lycée professionnel (l’article de Stéphanie Lemarchand), on souligne l’attention accordée au « sujet lecteur » par le biais du carnet de lecture, plus exactement la réalisation d’une réflexion personnelle et les possibilités d’exprimer cette réflexion personnelle. Ici encore, il faut signaler la notion d’« autolecture » introduite par Nathalie Brillant-Rannou, l’enseignant se proposant de participer au même processus que ses élèves. En ce sens, la démarche auprès des élèves d’une école professionnelle, moins forts en français et en lecture, s’avère particulièrement intéressante. On leur demande d’écrire des contes que leurs collègues commentent, ou de commenter un film à l’aide du carnet de lecture qui devient carnet dialogique, non pas occasion du jugement de l’autre, mais d’observer et de retenir, devenant ainsi « un embrayeur du cours » (Lemarchand 2019 : 45). Le passage aux textes littéraires – des contes simples aux contes plus compliqués et des films de science-fiction aux livres de science-fiction – devient normal et incitant, permettant petit à petit le passage vers la poésie. L’utilisation du carnet dialogique détermine les élèves à devenir conscients de l’importance de leur point de vue, ce qui fait que ceux-ci commencent à devenir conscients d’eux-mêmes et à choisir des méthodes personnelles pour améliorer leur niveau de compétences, la démarche de l’enseignant devenant elle aussi de plus en plus complexe. Le premier article, du deuxième axe, celui visant les pratiques du carnet à l’école primaire, article signé par Catherine Rebiffé et Roselyne Le Bourgeois-Viron, présente le résultat d’une recherche qui « s’appuie sur les liens entre échanges oraux et trace écrite, mais aussi sur la dimension retouchable, ajustable de l’objet carnet réunissant dessins, photographies et dictée, afin d’initier les élèves à l’écrit » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 19). Pour ce qui est de l’enseignement de l’histoire à des élèves du cycle 3, avec une pensée critique en construction et une difficulté de comprendre un vocabulaire plus compliqué et les langages spécialisés, Dominique Briand propose le carnet Renefer, un choix parfait à son avis, vu que « l’artiste qui réalise les estampes sur le conflit [de la Grande Guerre] s’adresse à une enfant [de huit ans], sa fille » (Briand 2019 : 97), appelée par Renefer lui-même « Belle Petite Monde ». Un autre aspect important est lié au message transmis par l’image envisagée dans cette perspective. Il s’agit en effet de filtrer l’information en sorte que la violence et la souffrance soient perçues à des degrés émotionnels différents, pour laisser à l’élève la possibilité de débats, de réflexions. Les textes qui accompagnent les images du carnet Renefer, succincts mais suggestifs, s’adaptent également au niveau d’âge et implicitement de compréhension. Les élèves sont sensibilisés, invités à voir le côté humain, le brin de vie et d’espoir qui peuvent se cacher derrière une situation réaliste. Le carnet Renefer didactisé amène les élèves « à apprendre l’histoire dans une démarche active et clairement pluridisciplinaire qui laisse une place importante à l’histoire des arts » (Briand 2019 : 105). Le carnet d’artiste comme instrument didactique, plus exactement celui de Miquel Barceló qui a séjourné en Afrique et dont les carnets d’artiste témoignent de ses voyages et de l’utilisation des moyens locaux pour peindre ou même pour faire sécher les peintures est proposé par Marie-Laure Guégan. En passant par des crayons aquarelles, Miquel Barceló va ajouter du relief dans les pages peintes de ses carnets (« papiers d’emballage, billets de banque [par leur graphisme ils peuvent devenir le motif textile d’une robe de femme, par exemple], paquets de cigarettes, boîtes de médicaments » qui sont collés ou bien collés et arrachés par la suite). Pour réaliser des nuances différentes ou une autre texture, il y rajoute des « débris de tabac ou de fibre végétale agrégés de la terre, du sable ou de pigments » (Guégan 2019 : 117). Il est aidé par l’observation profonde de la nature, des changements perpétuels, du mélange des matières qui se développent, se modifient le long des années. Ainsi, il intègre dans ses peintures « le temps long (des civilisations), le temps moyen (à l’aune d’une période politique), le temps court (à la dimension de l’individu) » (Guégan 2019 : 121), aussi bien que l’espace, la lumière, l’ombre, les matières, le corps, l’inventivité. Toutes ces qualités recommandent déjà l’auteur pour l’exploitation didactique dans le primaire, il y vient avec un modèle d’intégration de l’enfant dans le monde. L’article de Marie-Laure Guégan parle de l’intégration du travail sur les carnets de l’artiste dans la réalisation de la couverture d’un carnet de voyage par les élèves du cycle 3 en CM2, (cycle de consolidation). D’où la nécessité d’introduire la peinture ou les carnets d’artistes « non comme modèles à imiter, mais comme objets de contemplation et de réflexion » (Guégan 2019 : 128). Dans l’article suivant, Élise Ouvrard parle d’un type de carnet qui permet l’exploitation des pratiques interdisciplinaires à l’école primaire, domaine moins approfondi dans le cadre de ces pratiques ; le but spécifique est celui de la « construction de la compétence interculturelle » qui « s’inscrit plus largement dans l’esprit d’une approche d’enseignement-apprentissage par compétences » (Ouvrard 2019 : 132). L’accent mis sur la compétence est perçu par Guy de Boterf, cité par Élise Ouvrard, comme « manifestation dans l’interprétation », à savoir la possibilité de « construire sa propre réponse pertinente, sa propre façon d’agir » (Cf. Ouvrard 2019 : 132 cité de Le Boterf 2001 :40) dans un processus qui vise la création de liens entre les éléments assimilés (ressources, activités et résultats pour une tâche donnée). Le professeur devient dans ce contexte, la personne qui traduit des contenus en actions qui servent « à mettre en œuvre, à sélectionner des tâches de difficulté croissante qui permettront aux élèves de gagner progressivement une maîtrise des compétences » (Ouvrard 2019 : 133). Cette perspective fait du carnet « un outil permettant de tisser des liens entre la culture scolaire et les expériences hors de la classe, mais aussi de décloisonner des apprentissages, de s’éloigner de l’approche par contenus-matière » (Ouvrard 2019 : 133). C’est un cadre d’analyse qui intègre la perspective didactique du français aussi bien que l’anthropologie de l’écriture. L’activité pratique consiste dans le travail sur des carnets de voyage avec des élèves en CM1 et CM2, venant de deux écoles différentes et qui préparent et effectuent un voyage en Angleterre. Les étapes du parcours visent : - entretiens individuels pré- et post-expérimentation des quatre enseignants concernés ; - fiche de préparation des séances autour du carnet ; - questionnaire pré- et post-expérimentation soumis aux élèves ; - entretiens collectifs post-expérimentation des élèves ; - photographies des carnets à mi-parcours de l’expérimentation et à la fin du parcours. L’analyse des documents a prouvé que les élèves ont réagi de manière positive. Ils ont apprécié le carnet comme plus valeureux que le cahier. Le premier permet un rapport plus complexe avec le milieu social, avec la famille, avec la famille d’accueil dans le cadre du voyage, même des visioconférences avec la famille. À partir des carnets de voyage on peut initier le principe des carnets de l’amitié qui permet au carnet d’un élève de circuler dans un petit groupe et s’enrichir des ajouts des autres collègues. On peut avoir également l’occasion de découvrir des talents des élèves, de mieux les connaître, de mettre l’accent sur leur autonomie. Différentes disciplines peuvent s’y intégrer : le français, l’anglais, l’histoire, les mathématiques, la géographie, la musique, les arts. Important s’avère le décloisonnement des disciplines par le choix de créneaux distincts pour l’utilisation-exploitation des carnets de voyage. Le dernier groupement d’articles, axé sur le passage d’une approche anthropologique à une approche culturelle, tente d’envisager un avenir pour le carnet. En tant que spécialiste des pratiques scripturales adolescentes, partant de la théorie de Roger T. Pédauque pour le document, Elisabeth Schneider se concentre dans son article sur le téléphone mobile par ce qu’on appelle « polytopie scripturale qui caractérise l’interaction des processus d’écriture, des activités et des déplacements avec le téléphone mobile » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 21), celui-ci s’encadrant du point de vue épistémologique, dans les catégories « signe », « forme » et « médium », tridimensionnalité qui permet de « comprendre les enjeux actuels concernant l’auctorialité, la structure du document, par exemple, mais aussi d’en revisiter l’histoire » (Schneider 2019 : 164). L’importance du blog pédagogique comme carnet médiatique multimodal, résultat du travail avec des étudiants sous contrat Erasmus ou type Erasmus venus à l’ESPE de Caen pour mettre en lumière l’expérience interculturelle, est démontrée par Magali Jeannin. Son article prend comme point d’encrage les notions d’« hypermobilité » pour les individus avec une identité « hypermoderne », en pleine « mouvance » et « liquidité » (Jeannin 2019 : 169), qui, des fois, dans le cas des étudiants, pourrait se concrétiser en « expérience interculturelle » et « tourisme universitaire ». L’intérêt de l’auteure va vers l’interrogation, « les enjeux et les moyens d’une didactique de l’implication du sujet en contexte interculturel » par un « blog pédagogique des étudiants étrangers » lié au cours sur les compétences interculturelles. Ainsi, parmi les enjeux du « blog pédagogique des étudiants à l’étranger » comme carnet multimodal comptent : donner à l’expérience culturelle la valeur subjective qui évite la réification du sujet en investissant « la langue et la culture cibles comme des faits et pratiques sociaux (inter)subjectifs » (Jeannin 2019 : 171) et même transsubjectifs d’après le modèle du blog libre ; le blog-carnet devient un espace de rencontre entre carnet de voyage et carnet de lecture, carnet d’expérience, carnet d’ethnographie (avec un mélange entre langue cible et langue source) ; il s’inscrit « dans une tradition de l’écriture de l’expérience en classe de FLE » (Jeannin 2019 : 173). Les écrits en grande mesure programmés du blog pédagogique sont ensuite exploités ; ils répondent en même temps « à des besoins personnels » et à des « fins universitaires » (Jeannin 2019 : 174). Par ce procédé, le réel est pris comme un processus non pas comme une simple représentation. Toujours avec une visée interculturelle, le dernier article de cette série fait référence à l’Institut régional du travail social Normandie-Caen, dont le but est de former « les futurs travailleurs sociaux » (Hébert-Loizelet, & Ouvrard 2019 : 21), par une recherche franco-québécoise qui concerne l’implication des mobilités internationales pour études. Ce volume représente un outil particulièrement important en didactique, un outil que je recommande chaleureusement en égale mesure aux enseignants et aux chercheurs spécialisés. Si je me suis arrêtée sur quelques articles, c’est parce qu’il m’a semblé important d’insister sur des côtés qui sont moins exploités par les enseignants roumains et qui mériteraient de l’être.

International audience This paper proposes an approach used to optimize the energy for a stand-alone photovoltaic (PV) system in isolated regions. The intended objective is house energy comfort. The aim is to present the impact of flow energy of housing on the system reliability. The operation of stand-alone PV system is represented by a simulation program. This later describes the principle of energy equilibrium among diverse sub-systems, using different mathematical models of different parts of renewable energy system. The recommended models were implemented via Matlab-Simulink software with real input data. The reliability is achieved by reducing the loss power supply probability criteria, with improvement of the battery life cycle during the operating years of the PV system. Cet article propose une approche basée sur des modèles mathématiques validés, pour l’optimisation de l’énergie dans un système photovoltaïque (PV) autonome destiné à l’électrification d’un habitat dans une région isolée. L’objectif attendu est le confort énergétique de l’habitat. Le but du travail est de montrer à travers la modélisation mathématique l’impact du profil dynamique de la consommation énergétique sur la fiabilité du système PV. Le fonctionnement de ce dernier est représenté par un programme de simulation sous Simulink, qui décrit le principe de l'équilibre énergétique entre les sous-systèmes, en utilisant des modèles mathématiques validés avec des données d’entrées réelles. Les résultats obtenus ont montrés une bonne fiabilité des modèles utilisés, pour prévoir le fonctionnement optimal du système photovoltaïque.

Le sol est un environnement fortement hétérogène dans lequel de nombreux processus interagissent pour fournir des services écosystémiques. L'approche de couplage de modèle propose de définir ce type de système en utilisant une architecture modulaire dans laquelle les divers processus représentés par des modèles communiquent pour reproduire les différents aspects du mécanisme d'un phénomène tel que le fonctionnement du sol. Dans ce projet de thèse, développons une telle approche dans le but de modéliser le fonctionnement du sol. Les défis d'un tel projet réside sur la résolution des problèmes de représentation des processus du sol. Ces problèmes de représentation prennent leur origine du fait qu'on réutilise des modèles venant de disciplines variés pour décrire les processus. Cet hétérogénéité de représentation peut se résumer par l'écriture des modèles, le cadre d'exécution temporelle et la résolution des données décrites par les modèles. Ces contraintes de couplage, sont traités par bon nombre d'approches dans la littérature. Tous proposent des solutions satisfaisantes à ces contraintes dans leur domaines d'application respectives. Dans nôtre approche, nous utilisons le paradigme agent pour encapsuler les divers processus du sol. Ces processus communiquerons à travers l'espace en utilisant les ressources qui y sont présent. Le comportement des processus dépendent alors de la disponibilité des ressources. Un problème de coordination peut jaillir de ce type de couplage, les processus peuvent consommer de la ressource de manière simultanée alors que cette dernière peut ne pas supporter cette demande. Pour remédier à cela nous utilisons une technique en théorie d'action appelé Influence-Reaction afin de définir des stratégies pour gérer ce type de situation. Nous nous sommes inspiré des approches présente dans la littérature afin de gérer les différentes temporalités des processus. Cette approche de couplage a été appliqué à un modèle de décomposition de la matière organique ou plusieurs processus (vers de terre, microbes et racine) se disputent de la ressource dans un sol. Les résultats suggèrent que l'utilisation de nôtre approche sied à la modélisation du fonctionnement du sol, mais donnent aussi des indications plus précises quand à la disponibilité de la ressource
Soil is a highly heterogeneous environment in which many processes interact to provide ecosystem services. Model coupling approaches propose to define such system by using a modular architecture in which various processes, represented by models, communicate to reproduce different aspects of a phenomenon such as soil functioning. In this thesis project, we develop such an approach for the purpose of modelling soil functioning. The challenges of such a scheme lie in solving representation problems of soil processes. These representation problems originate from the fact that models from various disciplines are reused to describe the processes. By representations problems, we mean model description which can be (individual or equation based), the temporal execution settings and data resolution. These coupling constraints are addressed by a number of approaches in the literature. All of them propose satisfactory solutions to these constraints in their respective application fields. In our approach, we use the agent paradigm to encapsulate the various soil processes. Then processes will communicate through the space by using resources inside it. The behaviour of the processes then depends on the availability of resources. A coordination problem can arise from this type of coupling, as processes may consume the resource simultaneously while the resource may not support this demand. To overcome that matter, we use an action-theoretic technique called Influence-Reaction to define strategies to manage this type of situation. We used algorithms suggested by the abbundant litterature to manage any processes temporality issues. This coupling approach was applied to a model of organic matter decomposition in which several processes (earthworms, microbes and roots) compete for soil ressources. The results suggest that the use of our approach is suitable for modelling soil functioning, but also gives more accurate indications of resource availability

Sous les effets combinés de la surexploitation des ressources marines et du changement climatique la mer Méditerranée se transforme progressivement en un point chaud du changement global. En dépit d’un grand nombre de modèles développés localement ou régionalement en mer Méditerranée, aucun ne s’est encore attelé aux modifications d'assemblages d’espèces à l’échelle du bassin avec une modélisation intégrée des écosystèmes de la physique jusqu’aux prédateurs et représentant explicitement les dimensions à la fois multi-spécifique, spatiale, et trophique. Ces travaux de thèse présentent donc un triple enjeu : (i) mettre en œuvre une telle modélisation de la richesse spécifique en Méditerranée basée sur les traits de vie et représentant l'intégralité du cycle de vie d’espèces en interaction ; (ii) projeter les conséquences des changements physiques et biogéochimiques induits par le changement climatique sur la distribution spatiale des espèces et sur la structure et le fonctionnement trophique de l'écosystème méditerranéen ; (iii) explorer des scénarios de gestion des pêches visant à reconstituer certains stocks d'intérêts commerciaux dans un contexte de changement climatique. Pour répondre à ces enjeux, un modèle end-to-end, OSMOSE-MED, s’appuyant sur le couplage d’un modèle de hauts niveaux trophiques OSMOSE à des modèles de physique et de biogéochimie NEMOMED12 et ECO3M-S, a été développé. Avec cent espèces modélisées, représentant près de 95 % des captures effectuées en Méditerranée, il s’agit du premier modèle trophique de ce type intégrant une aussi grande richesse spécifique, sur une échelle spatiale aussi vaste (la mer Méditerranée dans son ensemble) et à fine résolution (20x20 km²). Selon le scénario d'émissions de gaz à effet de serre RCP8.5, les projections réalisées avec le modèle OSMOSE-MED mettent en évidence une augmentation globale de la biomasse et des captures, respectivement de 22% et 7% d'ici la fin du siècle. Ces augmentations masquent néanmoins de grandes disparités géographiques. Le bassin oriental se démarque par une augmentation globale de la biomasse associée aux espèces exotiques. Au regard des captures, le modèle prévoit des augmentations dans le bassin oriental et une diminution importante dans la partie occidentale. Un changement de la composition spécifique des captures pourrait apparaître au cours du 21ème siècle avec l'apparition d'espèces gagnantes (e.g. anchois) et perdantes (e.g. merlu). Les espèces gagnantes seraient principalement les espèces de petits pélagiques, thermophiles et/ou exotiques, de plus petites tailles et de plus bas niveaux trophiques tandis que les espèces perdantes seraient généralement les grands démersaux et pélagiques, pouvant pâtir d'un décalage spatial avec leurs proies potentielles à la suite d'une contraction ou d'un déplacement de leur aire de répartition géographique. Dans ce contexte, les projections de scénarios de gestion des pêches mettent en évidence les avantages d'une plus grande sélectivité ou d'une réduction de la mortalité par pêche pour reconstituer certains stocks d'intérêts commerciaux, en particulier parmi les organismes appartenant au groupe des démersaux, benthiques et grands pélagiques. Une réduction de la mortalité par pêche pourrait en outre inverser les tendances projetées à la baisse de la biomasse et des captures totales en Méditerrannée occidentale
Under the combined effects of overexploitation of marine resources and climate change the Mediterranean Sea is gradually becoming a hotspot of global change. Despite a large number of models developed locally or regionally in the Mediterranean Sea, no previous studies have addressed changes in species assemblages at the basin scale with an integrated ecosystem modelling from physics to predators and explicitly representing the multi-species, spatial, and trophic dimensions. This thesis work presents a threefold challenge: (i) implementing such a model of the species richness in the Mediterranean Sea based on life history traits and representing the entire life cycle of interacting species; (ii) projecting the consequences of physical and biogeochemical changes induced by climate change on the spatial distribution of species and on the structure and trophic functioning of the Mediterranean ecosystem; (iii) exploring fisheries management scenarios aiming at rebuilding some stocks of commercial interest in a climate change context. To address these challenges, an end-to-end model, OSMOSE-MED, based on the coupling of a high trophic level OSMOSE model with NEMOMED12 and ECO3M-S physical and biogeochemical models, has been developed. With 100 modelled species, representing nearly 95% of the catches made in the Mediterranean Sea, it is the first trophic model of this type to integrate such a large diversity of species, on such a large spatial scale (the Mediterranean Sea as a whole) and at fine resolution (20x20 km²). According to the greenhouse gas emissions scenario RCP8.5, projections made with the OSMOSE-MED model show an overall increase in biomass and catches of 22% and 7% respectively by the end of the century. However, these increases mask large geographical disparities. The eastern basin is characterized by an overall increase in biomass associated with exotic species. With regard to catches, the model projects increase in the eastern basin and a significant decrease in the western part. A change in the species composition of catches could appear during the 21st century with winner (e.g. anchovy) and loser (e.g. hake) species. Winner species would mainly belong to the small pelagics group, are thermophilic and/or exotic, of smaller sizes and of low trophic level while loser species are generally large-sized, some of them of great commercial interest, and could suffer from a spatial mismatch with potential prey subsequent to a contraction or shift of their geographic range. Fisheries management scenario projections highlight the benefits of greater selectivity or reduced fishing mortality for the recovery of certain stocks of commercial interest, particularly among organisms belonging to the demersal, benthic and large pelagic groups. A reduction in fishing mortality could also reverse the projected decline in biomass and total catches in the Western Mediterranean

L’optimisation des réseaux d’eau potable répond aux trois grandes questions sensibles que sont la qualité de l’eau du réseau, l’énergie de pompage et le coût d’investissement. La géométrie globale du réseau et la distribution des diamètres et des longueurs jouent un grand rôle dans cette optimisation. Cette thèse, basée sur une approche originale, alliant la quantité à la qualité, a utilisé l’approche d’optimisation géométrique multi-échelle et multicritère appelée l’approche constructale, pour l’optimisation de ces réseaux. Elle a permis de démontrer qu’il existe des configurations de réseaux, qui minimisent les pertes de charge et qui en même temps ont une bonne influence sur le temps de séjour de l’eau du réseau, montrant ainsi une bonne valeur ajoutée sur le plan de l’économie d’énergie de pompage et de la gestion de la qualité de l’eau du réseau. Une étude comparative avec les résultats des méthodes classiques a permis de consolider les résultats de cette étude
The optimization of water distribution network involves the three sensible following questions: water quality management, pumping energy and the investment cost. The geometry of the distribution network and the laws that distribute pipes diameters and pipes lengths influence strongly the effectiveness of such systems. In this thesis, an original approach relating quality to quantity and based on the geometric, multi-scale and multi-criteria optimization called constructal design was used to optimize these systems. It permitted to demonstrate that there are some optimal water network configurations that minimize the total head losses and by the same moment have better operating residence time. This is an added value as far as energy saving and optimal water quality management are concerned. A comparison with former methods enabled to reinforce the effectiveness of results developed in the present work

Ce travail représente une contribution originale à la méthodologie pour le développement de modèles écosystémiques ainsi qu'une première tentative d'une modélisation end-to-end (E2E) de l'écosystème du Courant de Humboldt Nord (ECHN). L'objectif principal du modèle développé dans cette thèse est de construire un outil de gestion écosystémique et d'aide à la décision; raison pour laquelle la crédibilité du modèle est essentielle, laquelle peut-être établie par confrontation aux données. En outre, le ECHN présente une grande variabilité climatique et océanographique à différentes échelles, la source principale de variation inter-annuelle étant l'interruption du cycle d'upwelling saisonnier par l'Oscillation Australe du phénomène El Niño qui a un effet direct sur la survie larvaire et le succès de recrutement des poissons. La pêche peut aussi être fortement variable, en fonction de l'abondance et de l'accessibilité des principales ressources halieutiques. Ce contexte amène deux questions méthodologiques principales que nous explorons dans cette thèse à travers le développement d'un modèle E2E qui couple le modèle OSMOSE, pour la partie haut niveau trophique, au modèle ROMS-PISCES, pour les parties hydrodynamique et biogéochimie:(i) Comment calibrer un modèle écosystémique à partir de séries temporelles de données? (ii) Comment inclure l'impact de la variabilité inter-annuelle de l'environnement et de la pêche? En premier lieu, cette thèse met en évidence plusieurs problèmes liés à la confrontation de modèles écosystémiques complexes aux données et propose une méthodologie pour une calibration séquentielle en plusieurs phases des modèles écosystémiques. Nous proposons deux critères pour classer les paramètres d'un modèle: la dépendance au modèle et la variabilité temporelle des paramètres. A partir de ces critères, et en tenant compte de l'existence d'estimations initiales, on énonce des règles qui permettent de déterminer quels paramètres doivent être estimés, et dans quel ordre, dans le processus de calibration séquentiel. De plus, un nouvel Algorithme Évolutionnaire, conçu pour la calibration de modèles stochastiques et optimisé pour l'estimation du maximum de vraisemblance, a été développé et utilisé pour la calibration du modèle OSMOSE avec des séries temporelles de données.La variabilité environnementale est explicite dans le modèle: le modèle ROMS-PISCES force le modèle OSMOSE et propage les effets bottom-up potentiels dans le réseau trophique à travers les interactions trophiques entre plancton et poisson d'une part, et les changements dans la distribution spatiale du poisson d'autre part. Cette dynamique spatiale des poissons est prise en compte par l'utilisation de modèles de distribution des espèces de type présence/absence, qui sont en général évalués grâce à une matrice de confusion et les indicateurs statistiques qui lui sont associés. Toutefois, quand on considère la prédiction d'un habitat au cours du temps, la variabilité de la distribution spatiale des habitats peut être résumée de manière complémentaire et validée en utilisant les patrons émergents de la forme des distributions spatiales. Nous avons modélisé l'habitat potentiel des principales espèces du ECHN en utilisant plusieurs sources d'information (pêches commerciales, campagnes scientifiques et suivi satellite des navires de pêche) conjointement aux données environnementales issues d'observations satellites et in-situ, de 1992 à 2008. L'habitat potentiel est estimé sur cette période d'étude avec une résolution mensuelle, et le modèle est validé à partir d'informations du système, en utilisant une approche pattern-oriented.Le modèle écosystémique E2E ROMS-PISCES-OSMOSE pour le ECHN est calibré en une approche par maximum de vraisemblance pour ajuster des séries temporelles mensuelles de 1992 à 2008. En conclusion,quelques applications potentielles du modèle pour la gestion des pêches sont présentées et nous discutons leurs limitations et les perspectives
This work represents an original contribution to the methodology for ecosystem models' development as well as the first attempt of an end-to-end (E2E) model for the Northern Humboldt Current Ecosystem (NHCE). The main purpose of the developed model is to build a tool for ecosystem-based management and decision making, reason why the credibility of the model is essential, and this can be assessed through confrontation to data. Additionally, the NHCE exhibits a high climatic and oceanographic variability at several scales, the major source of interannual variability being the interruption of the upwelling seasonality by the El Nino Southern Oscillation, which has direct effects on larval survival and fish recruitment success. Fishing activity can also be highly variable, depending on the abundance and accessibility of the main fishery resources. This context brings the two main methodological questions addressed in this thesis, through the development of an end-to-end model coupling the high trophic level model OSMOSE to the hydrodynamics and biogeochemical model ROMS-PISCES: i) how to calibrate ecosystem models using time series data and ii) how to incorporate the impact of the interannual variability of the environment and fishing.First, this thesis highlights some issues related to the confrontation of complex ecosystem models to data and proposes a methodology for a sequential multi-phases calibration of ecosystem models. We propose two criteria to classify the parameters of a model: the model dependency and the time variability of the parameters. Then, these criteria along with the availability of approximate initial estimates are used as decision rules to determine which parameters need to be estimated, and their precedence order in the sequential calibration process. Additionally, a new Evolutionary Algorithm designed for the calibration of stochastic models (e.g Individual Based Model) and optimized for maximum likelihood estimation has been developed and applied to the calibration of the OSMOSE model to data time series.The environmental variability is explicit in the model: the ROMS-PISCES model forces the OSMOSE model and drives potential bottom-up effects up the foodweb through plankton and fish trophic interactions, as well as through changes in the spatial distribution of fish. The latter effect was taken into account using presence/absence species distribution models which are traditionally assessed through a confusion matrix and the statistical metrics associated to it. However, when considering the prediction of the habitat against time, the variability in the spatial distribution of the habitat can be summarized and validated using the emerging patterns from the shape of the spatial distributions. We modeled the potential habitat of the main species of the Humboldt Current Ecosystem using several sources of information (fisheries, scientific surveys and satellite monitoring of vessels) jointly with environmental data from remote sensing and in situ observations, from 1992 to 2008. The potential habitat was predicted over the study period with monthly resolution, and the model was validated using quantitative and qualitative information of the system using a pattern oriented approach.The final ROMS-PISCES-OSMOSE E2E ecosystem model for the NHCE was calibrated using our evolutionary algorithm and a likelihood approach to fit monthly time series data of landings, abundance indices and catch at length distributions from 1992 to 2008. To conclude, some applications of the model for fishery management are presented and their limitations and perspectives discussed

Ce travail présente un système de génération automatique d'avatar 3D photo-réaliste à partir de données fournies par un scanner. Dans un premier temps le nuage de points est traité pour obtenir une surface fermée sous forme de maillage. L'approche choisie repose sur un modèle générique d'être humain qui est adapté aux données. La déformation est réalisée à l'aide de méthodes issues des techniques d'infographie pour le modelage des maillages. Le modèle est ensuite texturé en utilisant des photos prises pendant l'acquisition. Ceci est réalisé en optimisant le choix de la caméra pour la texture de chaque facette et en traitant la continuité des zones de transition d'une image à une autre. Enfin, des applications immédiates montrant les possibilités qu'offre l'approche fondée sur un modèle sont présentées : l'intégration à une application d'essayage virtuel de vêtements, la possibilité de placer de nouvelles coupes de cheveux sur les avatars reconstruits et le transfert d'un modèle d'animation
In this thesis we present a system to generate 3D photo-realistic avatars automatically using a laser scanner. First, we turn the point cloud provided by the scanner into a suitable representation, that is a closed mesh. Our approach is based on a generic model of the human body that is fitted to the data using computer graphics techniques for mesh edition. Then, we add texture information to the 3D geometry using pictures taken during the acquisition. This problem is solved by optimizing the choice of a camera for each triangle of the mesh and treating the continuity problem at the seams. Finally, we show direct application of our system relying on the common parameterization provided by the generic model: use of the avatars in a virtual try-on application, modifying the haircut of the reconstructed model and animation transfer

Cette thèse porte sur l'étude empirique des ruptures structurelles pouvant affecter des séries économiques et financières. Nous nous sommes limités, dans un premier temps, à définir les modèles à changement de régimes et à rappeler les principaux résultats disponibles dans la littérature économétrique et statistique. Ensuite, nous avons présenté ce que nous pensons être la contribution originale de notre manuscrit à l'état de l'art. En effet, nous avons d'abord commencé par une discussion détaillée des ruptures structurelles en adoptant des approches paramétrique et non paramétrique. Alors que la première approche aborde le problème d'instabilité dans le domaine temporel en découvrant les dates de rupture existant dans les séries, l'approche non paramétrique basée sur la théorie du spectre évolutif de Priestley, relâchant l'hypothèse classique de stationnarité, possède la particularité de fournir simultanément les caractéristiques de l'instabilité dans les domaines temporel et fréquentiel en localisant les fréquences instables et les dates à partir desquelles ont eu lieu ces instabilités. Le fait que l'inférence basée sur la théorie de distribution asymptotique puisse ne pas être fiable à distance finie nous a motivé pour proposer des procédures alternatives, dans le cadre du bootstrap, permettant de surmonter efficacement ces problèmes. Le document s'est achevé sur une étude traitant un nouveau thème puisqu'il s'agit d'examiner simultanément les changements structurels et la mémoire longue. Le but est de modéliser les séries à l'aide d'un modèle pouvant rendre compte des deux concepts à la fois, et ce pour déterminer l'effet de l'un sur l'autre
This thesis explores the empirical evidence of the instability by uncovering structural breaks in economic and financial time series. In a first time, we were defined the structural change models and reviewed the most important results available in the econometric and statistical literature. Then, we were presented the main contributions of the thesis. Indeed, we were first proposed a detailed discussion of structural breaks in time series models based on parametric and nonparametric approaches. While the first approach broaches the instability problem in the time domain by uncovering structural breaks in time series, the nonparametric approach based on the Priestley evolutionary spectra, generalizing the usual definition of spectra for stationary processes, provides simultaneously the instability characteristics in the time and frequency domains by locating the unstable frequencies and the associated dates. We were proposed the use of bootstrap in connection of testing for structural breaks. The motivation for this lies in the fact that the asymptotic distribution theory of many of the break tests presented in the literature may not always be particularly useful in small-sample situations. The bootstrap turns out to be a very useful tool in that it allows surmounting efficiently these problems. The thesis was finally taken up a problem that has received plenty of attention in the recent time series literature: the relationship between structural breaks and long memory. The goal is to model the series with a process that takes into account the two concepts at the same time to investigate the effect of one on the other

Cette thèse a permis de rendre compte d'une nouvelle approche de la modélisation et ducalcul des ballons scientifiques, membranes souples de révolution. Cette méthode s'avère plus complète et plus efficace que les méthodes existantes. Après vérification des équations mécaniques mises en jeu, une étude de la minimisation de l'énergie des ballons met à jour, pour la définition d'un ballon, une tension circonférentielle jusqu'alors supposée nulle par les modèles courants. L'intérêt et l'originalité de la méthode résident dans la modélisation du profil des ballons et dans la résolution des équations du système décrivant principalement l'équilibre mécanique du ballon. La discrétisation se fait de manière récursive à partir de données globales, par un procédé de subdivision similaire à celui des courbes Bézier et Splines. Plutôt que de résoudre toutes les équations du système, ce qui conduit généralement à une divergence, la construction du profil par subdivisions permet de définir des systèmes d'équilibres intermédiaires qui seront résolus séparément. Cette technique, qui généralise les principes de la Programmation Dynamique à des espaces fonctionnels, assure la convergence du système complet. Enfin ces nouvelles idées sont généralisées à des structures en trois dimensions. En particulier, de nouveaux types de subdivisions sont définies et appliquées à deux exemples précis.

Dans l etude de la causalite entre processus aleatoires, l hypothese de stationnarite (au-moins du second ordre) est souvent tacitement faite. Il est possible voire essentiel de s affranchir d une telle hypothese (cas des chroniques non-stationnaires) en prenant en compte l analyse spectrale evolutive ainsi que les modeles a parametres dependant du temps. La causalite evolutive (dependante du temps) qui en decoule resulte d une part de l analyse frequentielle (test de causalite evolutive) et d autre part de la combinaison d un ensemble de modeles evolutifs de prevision (modeles arma et modeles de fonction de transfert a coefficients variables)
In the study of causality between stochastic processes, the assumption of stationarity (at least of second order) is often tacitly made. It's possible, indeed, essential to release such assumption (case of nonstationary processes) using evolutionary spectral analysis and timedependant parameters models. Evolutionary causality (i. E time-dependant causality) which is issued results partly from frequency-domain analysis (evolutionary causality test) and from the combination of a set of evolutionary prediction models (arma models and transfer function models with changing parameters)

La these developpe et reste un modele de marche financier tres liquide. Ce modele suppose que les comportements des participants evoluent selon un processus darwinien et en deduit une equation d'evolution qui est au coeur du modele. Cette equation est ensuite resolue par application des outils mathematiques de la mecanique statistique. Le modele implique plusieurs consequences sur le profil de prix : existence d'un bruit (" microvolatilite ") autour d'une valeur moyenne du prix; augmentation puis dimunition de la microvolatilite apres une perturbation de l'environnement du marche; existence d'instabilites (bulles) se traduisant par des "transitions de phase" rapides (d'ou saut de prix) ou lentes (d'ou tendances), augmentation de la microvolatilite avant le declenchement des transitions de phase, ce qui peut aider a les prevoir; existence d'une certaine "memoire" du marche; impact de l'heterogeneite du marche sur le processus de prix. Les analyses experimentales qui sont ensuite menees, sans etre conclusives, fournissent un argument de plausibilite en faveur du modele. Une application a la prevision est discutee
The dissertation models market behavior in very liquid markets. It assumes that financial behaviors adapt to information not instantaneously but following a darwinian evolution process, then reformulates and solves the problem thus posed by using tools borrowed from statistical mechanics. Some properties of the resulting price process are then compared to actual price processes observed in the foreign exchange market on short time scales. A potential predictor of instabilities is derived. A complete translation of the dissertation into english is available