Дисертації з теми "Estimation géostatistique"

Ce gisement d'uranium en terrain sedimentaire, exploite par la cogema, est situe dans le sud de la france. Nous presentons d'abord les modeles utilises et leurs applications a une zone exploitee en mine a ciel ouvert. Pour proceder a l'estimation des ressources in situ, nous utilisons, a une teneur de coupure fixee, les variables utiles minerai et metal, le minerai representant la proportion mineralisee et le metal la richesse portee par cette proportion mineralisee. Ces variables sont manifestement liees entre elles. Le modele de coregionalisation des variables utiles permet d'effectuer une estimation coherente car prenant en compte, durant l'estimation, du lien entre ces deux variables. En considerant maintenant differentes teneurs de coupure, et en generalisant la demarche precedente aux variables utiles minerai a une teneur de coupure basse et minerai a une teneur de coupure haute, nous aboutissons au modele a residus d'indicatrices. Le principal interet de ce modele isofactoriel est de permettre un krigeage disjonctif, c'est-a-dire une estimation globale et locale des reserves avec changement de support. Nous voyons ensuite une couche uranifere exploitee par tailles en mine souterraine. L'exploitation d'une taille se fait de maniere selective, avec definition d'un premier tir. A la teneur de coupure d'exploitation et en tenant compte des contraintes minieres, des blocs sont regroupes et la zone de premier tir est definie. Dans cette etude, nous avons pu assimiler les valeurs krigees des blocs aux valeurs vraies, et voir le biais qu'entraine une estimation par polygone d'influence. A l'aide des sondages de reconnaissance, le modele a residus d'indicatrices autokrigeables permet d'effectuer la prevision de cette couche exploitee

Comment analyser la distribution spatiale d'espèces marines en relation avec quelques paramètres de l'environnement ? A l'aide de quatre exemples clefs qui permettent de faire le point sur les difficultés de l'analyse structurale en halieutique (densités de poissons, température de surface, courants marins), on discute des choix de modélisation. Il apparaît ainsi que la géostatistique transitive est une méthodologie adaptée quand l'abondance totale est le fait de quelques valeurs extrêmement fortes et qu'il est difficile de délimiter un domaine au sein duquel les variations de densités peuvent être supposées homogènes. De là, on choisit un individu au hasard dans la population et on s'intéresse à la probabilité qu'il se trouve en un certain point de l'espace, à une certaine température ou bien dans une partie de la population ou la densité vaut une certaine valeur (statistiques individuelles). Une description spatiale, basée sur le covariogramme, est obtenue par tirage au sort de deux individus. Des procédures d'estimations du covariogramme adaptées à des échantillonnages irréguliers sont proposées ainsi que les utilisations possibles d'un modèle structural, c'est-à-dire d'un covariogramme modélisé. En particulier, on indique en l'illustrant à partir de densités de merlu du Golfe de Gascogne (France), que le covariogramme contient des éléments structuraux plus fins que ne le laisse envisager sa définition, et on procède à une cartographie par krigeage transitif. L'approche par individu est utilisée pour la description et la modélisation de la répartition des oeufs de maquereau pendant la saison de ponte de 1983 à 1995. L'interprétation dans un contexte spatial des régressions expérimentales (en cloche) étant délicate, on préfère tester l'existence d'un preferendum en température de surface en vérifiant que les individus sont distribues de façon à minimiser leur inertie en température (inertiogrammes). De ce point de vue, les maquereaux apparaissent contraints dans leur régionalisation par des "fronts virtuels d'inertie"

Le but de cette thèse est d'exploiter au mieux les résultats du traitement des données sismiques en profondeur pour réaliser une simulation géostatistique de l'impédance acoustique. La base de la prospection géophysique est la sismique réflexion, une méthode qui fournit les coefficients de réflexion des interfaces géologiques. Ces coefficients fournissent des informations sur la structure du sous-sol et permettent d'estimer les propriétés pétro-acoustiques de chacune des couches géologiques. Nous utilisons une méthode d'imagerie (la migration) qui permet d'obtenir des données sismiques migrées en profondeur, dont les variations de réflectivité selon l'angle sont conservées. L'analyse de ces variations est alors effectuée sur les panneaux Iso-X le long de trajectoires définies par la variation de la réflectivité avec l'angle d'incidence. Ces trajectoires permettent d'obtenir une première interprétation structurale (le squelette) à laquelle sont associés des attributs tels l'intercept et le gradient. Un pointé sur ces deux squelettes complémentaires permet de délimiter des couches dans lesquelles la simulation sera effectuée. Après avoir interprété sur les sections sismiques et d'autres attributs des éventuelles anomalies en hydrocarbures, nous proposons de contraindre localement la simulation géostatistique pour reproduire ces anomalies. Pour cela, nous nous servons du lien qui existe entre l'impédance acoustique et l'intercept. Nous obtenons finalement une section en impédance acoustique en profondeur, valable sur la globalité de la section étudiée, et qui tient compte des anomalies d'hydrocarbures importantes pour l'éventuelle exploration et production du réservoir.

Le but de cette thèse est d’exploiter au mieux les résultats du traitement des données sismiques en profondeur pour réaliser une simulation géostatistique de l’impédance acoustique. La base de la prospection géophysique est la sismique réflexion, une méthode qui fournit les coefficients de réflexion des interfaces géologiques. Ces coefficients fournissent des informations sur la structure du sous-sol et permettent d’estimer les propriétés pétro-acoustiques de chacune des couches géologiques. Nous utilisons une méthode d’imagerie (la migration) qui permet d’obtenir des données sismiques migrées en profondeur, dont les variations de réflectivité selon l’angle sont conservées. L’analyse de ces variations est alors effectuée sur les panneaux Iso-X le long de trajectoires définies par la variation de la réflectivité avec l’angle d’incidence. Ces trajectoires permettent d’obtenir une première interprétation structurale (le squelette) à laquelle sont associés des attributs tels l’intercept et le gradient. Un pointé sur ces deux squelettes complémentaires permet de délimiter des couches dans lesquelles la simulation sera effectuée. Après avoir interprété sur les sections sismiques et d’autres attributs des éventuelles anomalies en hydrocarbures, nous proposons de contraindre localement la simulation géostatistique pour reproduire ces anomalies. Pour cela, nous nous servons du lien qui existe entre l’impédance acoustique et l’intercept. Nous obtenons finalement une section en impédance acoustique en profondeur, valable sur la globalité de la section étudiée, et qui tient compte des anomalies d’hydrocarbures importantes pour l’éventuelle exploration et production du réservoir
One of the main goal of geosciences in the petroleum industry is to build accurate and predictive reservoir models, expressed in terms of properties such as geological facies, porosity or acoustic impedance. The seismic reflection technique, at the base of geophysical prospecting, provides the reflection coefficients associated to the geological interfaces. These coefficients give information about the subsurface structures and allow us to estimate the layers petroacoustic properties. We use a preserved amplitude prestack depth migration which gives the depth migrated seismic data, where reflectivity variations versus angle are conserved. The variation analysis is done with the common image gathers sections along trajectories defined by the reflectivity variations with the angle. These trajectories provide a geology depth structural interpretation (the skeleton) with two major AVA attributes: intercept and gradient. A horizon picking phase using both skeletons defines the intervals where the simulation will be achieved. Then, after the interpretation of the hydrocarbons anomalies over the seismic and AVA attributes sections, we propose to locally constrain the geostatistical simulation in order to reproduce these anomalies. To handle it, we use the relationship between the acoustic impedance and the intercept. This method finally provides a depth acoustic impedance section, valid over the whole studied area, which contains the hydrocarbon anomalies for a possible oil and gas exploration & production

Jusqu'a recemment, les equations aux derivees partielles et la geostatistique sont des domaines qu'on a peu l'habitude d'associer. Pourtant, parmi les sciences de la terre, les phenomenes regis par des equations aux derivees partielles sont nombreux: on peut citer les ecoulements de fluides (air en meteorologie, eau en hydrogeologie) et les transferts de chaleur (geothermie). Ce type de problemes a ete, depuis peu, l'objet de nombreuses etudes sous l'angle probabiliste. Cependant, souvent dans ces travaux, seules les solutions stationnaires sont considerees et peu d'auteurs ont fait appel aux methodes d'estimation telles que le krigeage ou le cokrigeage pour resoudre leurs problemes. Nous nous proposons d'etudier les deux equations suivantes dans le contexte de la theorie des fonctions aleatoires intrinseques d'ordre k(fai-k): z=y (1) z=y/x (2). Designe l'operateur laplacien et x une direction de l'espace. L'equation (1) sera examinee sous l'angle du "probleme direct" (estimation de z a partir des donnees de y) tandis que l'equation (2) sera abordee sous l'angle du "probleme inverse" (estimation de y a partir des donnees de z). La premiere etape est consacree a la determination des couples de covariances de z et y compatibles avec l'equation etudiee. En interpretant l'equation (2) en termes de distributions, on pourra s'inspirer de l'analyse structurale de l'equation (1) et utiliser des modeles non differentiables pour y. Dans le cas du "probleme direct", on construira des estimateurs par cokrigeage de z qui: 1) tiennent compte des conditions aux limites du type dirichlet, neumann et surfaces libres et plus generalement des conditions du type lineaire; 2) verifient l'equation (1) en tout point ou y est connue. Contrairement aux methodes traditionnelles, le cokrigeage peut prendre en compte des conditions aux limites ne situant pas a la frontiere et n'exige pas la connaissance de la total

Ce rapport présente une méthode pour estimer localement, au niveau des récepteurs, les paramètres d'anisotropie à partir de données sismiques de puits enregistrées en trois composantes. On considère des milieux transversalement isotropes d'axe de symétrie contenu dans le plan vertical. Les données sont constituées par les lenteurs apparentes verticales et les directions de polarisation des ondes p et sv mesurées en profondeur dans un puits. Les paramètres d'anisotropie sont inversés à partir de ces données par des techniques d'optimisation

Des argiles kaoliniques sont exploitées depuis une centaine d'années, dans la partie occidentale du bassin des Charentes. Leurs dépôts sont liés aux formations sédimentaires d'un réseau paléo-deltaïque. La genèse des gisements de kaolin du Bassin des Charentes obéit à des règles géologiques simples mais leur géométrie détaillée présente une grande complexité, renforcée par le fait qu'on doit distinguer des argiles de qualités très différentes.
Les gisements récemment mis en exploitation, sont relativement plus riches en alumine que ceux déjà épuisés. Ces nouveaux gisements, plus profonds que les anciens, ont subi des phénomènes postsédimentaires plus intenses. Dans cette étude on compare des données chimiques des différents gisements de Bassin des Charentes. La formation des argiles hyperalumineuses est particulièrement étudiée. On essaie d'améliorer la connaissance des gisements en utilisant les analyses statistiques. Les données disponibles sont les résultats d'analyses chimiques des échantillons carottés des argiles kaoliniques.
Des méthodes géostatistiques sont proposées pour l'étude de ces gisements et sont appliquées à certains d'entre eux. Les problèmes de l'utilisation des outils de la géostatistique pour ce genre de dépôt sont abordés et on essaie de présenter des démarches adaptées.
Ces outils nous permettent de mettre en évidence l'importance d'une connaissance de la variabilité spatiale des éléments chimiques dans ce gisement pour mieux gérer les opérations d'exploration, d'extraction et de classification des dépôts de kaolin.
Des simulations géostatistiques permettent de visualiser la variabilité spatiale des différentes catégories d'argile. Elles ont été mises en oeuvre dans le cadre de la méthode des plurigaussiennes seuillées. Deux cas ont été traités : simulation de faciès argileux fondés principalement sur des critères visuels, et simulation de classes d'argile définies à partir de leur teneur en Al2O3.

L'aménagement de la pêcherie céphalopodière au Maroc est principalement axé sur la régulation des captures du poulpe (Octopus vulgaris), l'espèce prioritaire. Son potentiel exploitable est déterminé sur la base des évaluations directes à travers des campagnes de prospection scientifiques. Il s'agit de (i) fournir un estimateur de bonne qualité – sans biais et précis – de l'abondance globale, accompagné de sa variance d'estimation et des cartes de distribution du stock, (ii) suivre la dynamique spatio-temporelle du poulpe dont la connaissance est indispensable pour la gestion. Pour y parvenir : • Les propriétés spatiales de la densité du poulpe sont décrites et les conditions de stationnarité sont analysées sur une série de données historique. • Des méthodes d'estimation globale – transitives et intrinsèques – sont appliquées en tenant compte des conditions particulières des données, notamment la non-stationnarité concernant l'approche probabiliste intrinsèque et l'échantillonnage non contrôlé concernant l'approche déterministe transitive. • La stratégie d'occupation de l'espace par le poulpe est décrite à l'aide d'indicateurs géostatistiques. Elle se caractérise par un schéma de reproduction étendu sur le plateau continental et un succès du recrutement essentiellement côtier. D'importantes implications en matière de gestion sont discutées. Pour finir, ce travail est replacé dans son contexte plus global de l'aménagement de la pêcherie céphalopodière, et de la nouvelle stratégie de la pêche. De nouvelles perspectives pour l'application des techniques géostatistiques et des statistiques spatiales sont envisagées pour les évaluations de stocks, en particulier du poulpe
The regulation of the cephalopod fishery off Morocco is mainly focused on catch limitation of the target specie, octopus (Octopus vulgaris). Its exploitable biomass is estimated by direct assessments through scientific surveys. These have to (i) provide a good estimator - unbiased and accurate – of the global abundance with its estimation variance and stock distribution maps, (ii) monitor the spatio-temporal dynamic of the octopus, whose knowledge is essential for management. To achieve this: • The spatial features of the octopus densities are described and the conditions of stationarity are analyzed on the basis of historical data. • Methods for global estimation - transitive and intrinsic - are applied taking into account the data characteristics, including non-stationarity on the probabilistic intrinsic approach and the uncontrolled sampling on the deterministic transitive approach. • The spatial pattern of the octopus is described using geostatistical indicators. It is characterized by a widespread distribution of the spawning stock over the continental shelf and a coastal recruitment success. Some important implications for management are discussed. Finally, this work is seen within larger context of the cephalopod fishery management and the new fishing policy. New perspectives for the application of the geostatistical techniques and the spatial statistics are considered for stock assessments, especially of the octopus

Face à la contradiction consistant à traiter les variables régionalisées écologiques sans tenir compte de leurs propriétés spatiales, nous développons des méthodes géomatiques, utilisant des techniques informatiques, et géostatiques, appliquant la théorie des fonctions aléatoires. Après avoir introduit des éléments de géomatique et de géostatique, et précisé la nature spécifique de l'autocorrélation spatiale, nous introduisons les inférences design-basedet model-based. Á l'aide de fonctions aléatoires, nous étudions l'efficacité de l'échantillonnage, optimisons les prédicteurs et calculons des intervalles de prédiction. Nous proposons une procédure d'optimisation des classes de distances lors du calcul du variogramme. Nous examinons également l'utilisation de l'intégrale du variogramme, et justifions la modélisation du variogramme par ajustement aux moindres carrés pondérés. Nous discutons de la précision du variogramme dans les cadres design-based et model-based, et au sens du jackknife. L'optimisation de l'échantillonnage d'une population finie en vue de l'estimation de la moyenne spatiale ou du variogramme est examinée à l'aide de plusieurs heuristiques d'optimisation combinatoire et de simulations de fonctions aléatoires. Nous passons en revue plusieurs méthodes et recommandons les tests qui font explicitement référence à l'autocorrélation spatiale des variables régionalisées. Dans le cadre de la définition de l'association spatiale entre variables régionalisées, nous proposons une méthode hybride utilisant des quadtrees et une distance d'édition entre arborescences récursives. Enfin, nous étudions des mesures de la complexité spatiale, critiquons l'analyse fractale et proposons des méthodes alternatives, notamment une mesure de complexité topologique d'une carte en isolignes.

Hors des zones urbanisées, la propagation à grande distance du bruit émis par des sources routières ou industrielles est fortement influencée par les propriétés du sol ainsi que par les conditions atmosphériques de la couche de surface. Il est donc admis que la caractérisation d'une situation de pollution sonore doit inclure en particulier l'information micrométéorologique. Or la relation entre conditions de propagation et niveaux sonores mesurés est statistiquement incertaine. L'objectif de cette thèse est d'apporter les premiers éléments de réflexion sur l'estimation temporelle et spatiale du champ acoustique et de ses paramètres d'influence grâce à une analyse objective par les méthodes géostatistiques. La première partie de nos travaux portent sur l'analyse de séries temporelles acoustiques finement échantillonnées. L'autocorrélation est observée grâce au variogramme expérimental dont on tente d'expliquer l'allure par les conditions micrométéorologiques correspondantes. La deuxième partie de nos travaux se focalise sur les propriétés acoustiques du sol. Le paramètre phénoménologique de résistance spécifique au passage de l'air est étudié temporellement et spatialement. Nous obtenons des interpolations spatiales optimisées par Krigeage ainsi que des simulations du champ de ce paramètre ouvrant sur des perspectives méthodologiques pour des modèles numériques évolués de propagation acoustique. En acceptant d'emblée le champ acoustique comme un champ stochastique grâce aux outils géostatistiques d'analyse de la structure spatiale des mesures de terrain, nous obtenons dans la troisième partie de nos travaux, une première méthode de cartographie acoustique
In non-urban zones, the long range sound propagation for road or industrial sources is highly dependent on the boundary conditions (ground characteristics) and on the stability conditions of the surface boundary layer of the atmosphere. Therefore the characterization of the sound propagation conditions are meant to include the micrometeorological information. Besides, the relation between propagation conditions and the acoustic level is statistically uncertain. The purpose of the thesis is to bring new ideas and methods on the problem of time and space estimation of the acoustic field an its related parameters of influence within the geostatistical framework. First, acoustic time series are analysed. The experimental variogram of the series gives an image of the autocorrelation, the shape of which we try to explain with the corresponding micrometeorological conditions. The second part of the work is focused on both time and space evolution of the ground properties of an average field. The ground specifie air flow resistivity is the main parameter of the study. An ordinary Kriging technique is used for mapping. Conditional simulations are also obtained and can be utilized in future studies as input data in complex numerical models. Third, when considering the acoustic field as a stochastic field, it is possible to analyse in situ data. We develop a method of space estimation of the sound level using geostatistical tools combining both a simple physical model and a random model of the fluctuations

La caractérisation de la contamination dans les sols et les nappes autour d’installations industrielles est un enjeu majeur de l’assainissement de ces sites. Ce travail porte sur la combinaison de deux approches utilisées classiquement pour caractériser les contaminations : la géostatistique et les simulations numériques d’écoulement et de transport. L’objectif de cette combinaison est d’améliorer les estimations d’activités en radionucléides, par l’introduction d’informations de nature physico-chimique dans un modèle probabiliste. Deux méthodes sont comparées. Elles sont basées sur la génération d’un grand nombre de simulations de panaches de contaminants, prenant en compte les incertitudes sur les paramètres d’entrée. La première méthode est un krigeage avec dérive externe, où la dérive est la moyenne de la population de simulations de panaches. La seconde méthode est un krigeage avec un variogramme empirique non stationnaire, calculé à partir de la population de simulations, qui reflète la structure spatiale du phénomène étudié. Ces méthodes sont d’abord comparées sur un cas synthétique, constitué par la simulation de la migration d’un panache de tritium dans la zone non saturée d’une formation sableuse. Deux jeux de données acquis au voisinage de la centrale de Tchernobyl sont ensuite étudiés. Les résultats montrent l’intérêt de la combinaison des simulations numériques et de la géostatistique : les estimations spatiales ou spatio-temporelles sont plus réalistes, en particulier lorsque peu de données sont disponibles
A major issue concerning the remediation of industrial plants is the characterization of contamination within soils and groundwater. Two classical approaches are combined in this work: geostatistics and numerical simulations of flow and transport. It aims at improving the estimates of radionuclide activities by taking into account physically-based information into a mathematical model. Two methods are introduced in this work. They are both based on a large number of simulations of contaminant plumes, taking into account the uncertainties on input parameters. The first method is kriging with an external drift, in which the drift is the average of the simulations. The second method is kriging with a non-stationary empirical variogram computed from the set of simulations, which models the spatial structure of the phenomenon under study. The performances of the methods are first assessed on a synthetic test case, which deals with the migration of a tritium plume in the unsaturated zone of a sandy aquifer. Then, they are assessed on two datasets collected around Chernobyl nuclear plant. The results underline the benefit of combining geostatistics and numerical simulations, especially when only few observations are available

La cote d'ivoire est constituee a plus de 97% de socle. L'essentiel des ressources en eau est contenu dans les reservoirs formes par le socle fracture. Il importe donc de mieux connaitre ces reservoirs fractures car leur importance hydrogeologique est considerable. C'est dans cette perspective que s'inscrit la presente etude qui couvre la region des montagnes de l'ouest de la cote d'ivoire. Son objectif est une meilleure caracterisation des reservoirs fractures : quantification de l'organisation des reseaux de fractures, distribution des proprietes hydrauliques heritees de la fracturation. L'etude de la fracturation a ete conduite avec differents types de supports : donnees de terrains, photographies aeriennes et images satellites. Elle s'est appuyee sur les methodes d'analyse statistique, fractale et geostatistique. La methodologie adoptee a montre son utilite. Les resultats acquis au terme de cette etude montrent que l'on dispose a l'heure actuelle de suffisamment d'elements dans la connaissance de la geometrie des reservoirs fractures de cette region. L'etude de la transmissivite a permis de souligner le caractere tres transmissif de certains types de roches vis a vis du cortege petrographique du secteur d'etude. Les directions majeures de fracturation d'un point de vue hydrogeologique sont les plus productives. L'etude geostatistique de la transmissivite par krigeage et co-krigeage a permis l'elaboration de deux champs de transmissivite qui paraissent representatifs de la region de man-danane. Les estimations par co-krigeage sont nettement meilleures que celles par krigeage simple. Sur la base des resultats acquis a l'issu de ce travail, la modelisation de ces reservoirs fractures peut etre envisagee.

L'objectif de cette these est de mettre au point une nouvelle methode de dosage et de reconnaissance de l'andalousite de glomel (cotes d'armor). Apres une presentation de la carriere d'andalousites de glomel, nous abordons les deux phases essentielles de cette methode: l'estimation de la teneur en andalousites sur une image par analyse d'images et l'estimation de la teneur d'un front a l'aide de la geostatistique. Une derniere partie degage les caracteristiques de cette methode par rapport a celle traditionnellement employee

L’évolution actuelle de l’ingénierie géotechnique place la maîtrise des risques d’origine géotechnique au cœur de ses objectifs. On constate aussi que la complexité des projets d’aménagement (à travers les objectifs coûts/délais/performances qui sont recherchés) est croissante et que les terrains choisis pour les recevoir présentent, quant à eux, des conditions géotechniques de plus en plus souvent « difficiles ». Ces conditions défavorables se traduisent par une variabilité forte des propriétés des sols, rendant leur reconnaissance et leur analyse plus complexe. Ce travail de thèse traite de la caractérisation de la variabilité naturelle des sols et des incertitudes liées aux reconnaissances géotechniques dans le but de mieux les prendre en compte dans les dimensionnements des ouvrages. Il se positionne dans le contexte de la maîtrise des risques de projet d’origine géotechnique. Les principaux outils statistiques servant à décrire la dispersion des données et leur structuration spatiale (géostatistique), ainsi que des méthodes probabilistes permettant d’utiliser leur résultats dans des calculs, sont présentés sous l’angle de leur application en géotechnique. La démarche est appliquée à un projet de plate-forme ferroviaire. Cette infrastructure a été implantée sur un site géologiquement et géotechniquement complexe, et présente aujourd’hui des déformations importantes dues aux tassements des sols. Une nouvelle analyse des données géotechniques a donc été entreprise. Elles ont, au préalable, été regroupées dans une base de données qui a facilité leur traitement statistique et géostatistique. Leur variabilité statistique et spatiale a été caractérisée permettant une meilleure compréhension du site. Le modèle géologique et géotechnique ainsi établi a ensuite été utilisé pour calculer les tassements. Une démarche en trois temps est proposée : globale, locale et spatialisée permettant une estimation des tassements et de leur incertitude, respectivement, à l’échelle du site, aux points de sondages, et spatialisée sur la zone d’étude. Les résultats montrent clairement l’intérêt des méthodes statistiques et géostatistiques pour la caractérisation des sites complexes et l’élaboration d’un modèle géologique et géotechnique du site adapté. La démarche d’analyse des tassements proposée met en avant le fait que les incertitudes des paramètres se répercutent sur les résultats des calculs de dimensionnement et expliquent le comportement global de l’infrastructure. Ces résultats peuvent se traduire sous forme d’une probabilité de ruine qui peut ensuite être utilisée dans un processus de prise de décision et de management des risques. D’une manière plus large, ce travail de thèse constitue une contribution à l’élaboration et l’analyse des campagnes de reconnaissances géotechniques, en ayant le souci d’identifier, d’évaluer et de prendre en compte la variabilité et les incertitudes des données lors des différentes phases du projet pour permettre une meilleure maîtrise du risque d’origine géotechnique
The current evolution of the geotechnical engineering places the risk management of geotechnical origin in the heart of its objectives. We also notice that the complexity of the projects of development (through the objectives costs/deadline/performances which are sought) is increasing and that soil chosen to receive them present unusual geotechnical conditions. These unfavourable conditions usually mean a strong variability of the soil properties, which induces soil investigation and data analysis more difficult. This work of thesis deals with the characterization of the natural variability of soils and with the uncertainties dues to geotechnical investigations, with the aim to better take them into account in geotechnical engineering project. This work takes place in the context of the management of the risk of project with geotechnical origin. The main statistical tools used for describe the scattering of the data and their spatial variability (geostatistic), as well as the probabilistic methods enabling to use their results in calculations, are presented under the view of their application in geotechnical design. The approach is applied to a project of railway platform. This infrastructure was located on a site where the geology and the geotechnical conditions are complex, and which present important deformations due to the soil settlements. A new analysis of geotechnical data was started again. First, geotechnical data were included in a database in order to ease their statistical and geostatistical treatment. Their statistical and spatial variability were characterized allowing a better understanding of the site. The geologic and geotechnical model so established was then used to assess the settlement effects. An analysis in three levels is proposed: global, local and spatial, which give means to estimate the settlement values and its uncertainty, respectively, on the scale of the site, on the boring points, and on zone of study according to the spatial connectivity of soil properties. The results clearly show the interest of statistical and geostatiscal methods in characterizing complex sites and in the elaboration of a relevant geologic and geotechnical model. The settlement analysis proposed highlight that the parameter uncertainties are of first importance on the design calculations and explain the global behaviour of the infrastructure. These results can be translated in the form of a reliabilitry analysis which can be then used in a process of decision-making and risk management. In a wider way, this work of thesis contributes toward the elaboration and the analysis of the geotechnical investigations, with the aim to identify, to estimate and to take into account the variability and the uncertainties of the data during the various stages of the project. It leads to better control of the risk of geotechnical origin

La grotte de Lascaux (inscrite au patrimoine mondial de l’UNESCO et l’une des plus connues au monde) nécessite, dans le cadre de sa conservation et suite aux aléas subis depuis sa découverte, une attention particulière tant pour elle-même que pour son environnement. L’utilisation d’une méthode géophysique, la Tomographie de Résistivité électrique (TRE) qui est une méthode non intrusive par excellence, est donc proposée pour la reconnaissance du milieu karstique l’environnant.Un suivi temporel par TRE a été mise en oeuvre pour caractériser l’amont hydraulique de la grotte et surveiller la variation temporelle de la résistivité des terrains. A l’aide d’analyses statistiques, et en couplant les données microclimatiques aux résultats d’un suivi temporel de vingt-deux mois, nous avons montré la capacité de ce type de mesures à caractériser l’environnement épikarstique de la grotte, particulièrement les zones d’alimentation et celles permettant l’infiltration des eaux pluviales. Une modélisation du débit d’un écoulement situé à l’entrée de la grotte est proposée à partir des données de résistivité dans la zone d’alimentation identifiée au cours du suivi. Ce modèle a la capacité de prédire les arrêts et les reprises des écoulements dans la grotte, éventuellement des évènements journaliers.A partir des données de résistivité issues d’une prospection 3D du site, des modélisations géostatistiques par krigeage ordinaire et par indicatrice ont été effectuées permettant des représentations spatiales en fonction de la résistivité des terrains. Ces modèles se sont révélés extrêmement instructifs par l’imagerie de l’environnement karstique de la grotte de Lascauxqui en a résulté. Les limites des formations détritiques et des calcaires sont identifiées à l’est et l’ouest du site. A l’intérieur des calcaires, on retrouve, bien sûr, les anomalies conductrices déjà identifiées au cours du suivi temporel mais aussi leur extension spatiale. Ainsi, on a pu mettre en évidence la continuité spatiale de certaines anomalies.Le suivi temporel par TRE a permis la compréhension de la structure et du fonctionnement de l’alimentation de l’épikarst. Les modèles géostatistiques 3D ont montré leur efficacité pour la caractérisation de l’environnement de la grotte. Les résultats aideraient à proposer des conseils pour la protection du milieu environnant la grotte et ainsi pour la préservation de cette dernière
The Lascaux cave, one of the most important prehistoric caves in the world, located in Dordogne (24, France) needs particular attention both for itself and for the environment interms of conservation and vulnerability since its discovery. Geophysical methods in particular Electrical Resistivity Tomography (ERT) enable us, in a non-invasive way, to monitor the karsticenvironment.A Time-Lapse monitoring by ERT was carried out next to the cave. Together with analysis of the local effective rainfall (ground water recharge) and the flow in the cave, the monitoringhelped us to identify an area where upstream underground water is probably stored e.g. arecharge zone. There is a large electrical contrast between the surrounding limestone and theprobable recharge zone. Then, a multivariate analysis through the resistivity values allowed usto characterize the model blocks, showing a specific behavior over time, especially the blockswith the lowest electrical resistivity. A prediction model of the flow in relation with the recharge zone succeeded to predict the beginning and the end of flow, even the daily event withextremely high value of flow.In order to visualize the environment in 3D condition, a geostatistical modelling was then applied to the resistivity values. The geostatistical models can emphasize the limit betweenthe limestone promontory and the clayey/sandy formations to the east/west part of the site. In the limestone promontory, the models also showed the possible connection between theanomalous conductive areas that may have a special consequence in this karstic environment.The Time-Lapse monitoring by ERT allows us to understand the karstic structures andrecharge phenomena. The 3D geostatistical modeling showed efficiency for the characterization of the cave environment. Those results can help to provide advices for the cave preservation

La caractérisation spatiale de sources de pollution est un enjeu majeur pour la réhabilitation de sites pollués. Les analyses géochimiques d’échantillons sont coûteuses et onéreuses en temps et ne permet qu’une vision ponctuelle des sites. Ces travaux ont évalué la méthode de cartographie électromagnétique (EMI) pour imager les propriétés physiques indirectes du sous-sol afin de (1) définir des protocoles de mesures géophysiques adaptés (2) d’exploiter les mesures spatialisées (géophysiques et géochimiques) pour l'estimation des volumes de sols pollués aux hydrocarbures grâce au formalisme géostatistique. Les résultats sur le site de Poitiers, localisé en contexte péri-urbain, ont mis en évidence la sensibilité de la méthode EMI pour déterminer la géométrie d'une couche de remblais. La stratégie finale appliquée sur le site de Rouen, fortement pollué aux hydrocarbures et situé en milieu urbain, a été modifiée avec une cartographie EMI exhaustive, des panneaux électriques, une prospection au géoradar et des mesures sur échantillons. L’analyse statistique multivariable a indiqué une corrélation globale entre les teneurs en hydrocarbures et les conductivités électriques apparentes mesurées par la méthode EMI. L’hétérogénéité des remblais, les aménagements et un aquifère discontinu ont fortement perturbé les mesures EMI. Malgré la diminution de la variance de l’erreur d’estimation lorsque les données géophysiques ont été intégrées dans les modèles géostatistiques, les corrélations linéaires restent encore faibles et limitées par la représentativité des sites. Un protocole de mesures géophysiques a été conçu et a montré son potentiel pour la caractérisation de sites pollués
The spatial characterization of pollution sources is a key step for estimating the costs of the rehabilitation of contaminated sites. Geochemical sampling is costly and time-consuming and only allows punctual information about contamination levels. This PhD work evaluated the electromagnetic mapping method (EMI) for imaging the physical properties of the subsoil to (1) define geophysical measurement protocols and (2) exploit spatialized geophysical and geochemical data for a better estimation of hydrocarbon-polluted soil volumes through geostatistical formalism. The results at the Poitiers’ site, located in a peri-urban context with an unknown backfill coverage, highlighted the sensitivity of the EMI method for determining the geometry of the backfill layer. The new geophysical measurement strategy applied at the Rouen’s site, which is heavily polluted with hydrocarbons and located in an urban environment, has been modified with exhaustive EMI mapping, electrical resistivity and polarization tomography, ground penetrating radar and physical measurements at sample scale. The multivariate statistical analysis indicated an overall correlation between the hydrocarbon levels and the apparent electrical conductivities measured by the EMI method. Nevertheless, the heterogeneity of the urban fill, surface facilities and a discontinuous aquifer have severely disrupted EMI measurements. Despite the decrease in the variance of estimation error when geophysical data have been integrated into geostatistical models, linear correlations are still weak. A novel geophysical measurement protocol has been designed and demonstrated its potential for assessing contaminated sites

Des études récentes ont montré l'accumulation continue des éléments tracés dans les sols, provoquant des atteintes pour l'environnement et présentant même des dangers pour la santé humaine. De ce fait, apparait aujourd'hui la nécessite d'avoir une nouvelle politique qui peut mettre en place dans un cadre réglementaire et juridique les moyens de protection des milieux naturels. Ce travail de thèse a été effectué dans le but d'établir, au moyen de méthodes statistiques et géostatistiques, un outil de diagnostic et d'évaluation de la qualité du sol et d'apprécier les risques correspondants, afin de contribuer à la détermination de valeurs guides pour les sols français. Dans un premier temps, après avoir rappelé les différents aspects normatifs en Europe et aux USA, ainsi que l'état actuel en France, nous nous attachons à présenter, de façon exhaustive, la répartition des éléments traces dans les différents types de roches et de sols. Vient ensuite une présentation de leur répartition dans les sols au niveau national, dont nous montrons que l'analyse statistique peut permettre d'interpréter au mieux la dynamique et les sources naturelles ou dues à des activités humaines des éléments traces induits dans un sol. Nous mettons notamment l'accent sur la comparaison des teneurs en éléments traces dans les sols français avec les valeurs communément adoptées comme normes ou valeurs guides par les différents pays. Dans un second temps, quatre niveaux de la distribution d'un élément trace dans un sol ont été défini : la concentration de base, le fond géochimique, la contamination et la pollution. Basé sur cette constatation, une méthode a été développée par la suite, avec, pour objectif de différencier le fond géochimique. Un jeu de données de 12 feuilles, 14000 échantillons dans les régions des Vosges et d'Alsace a été fourni par le BRGM afin de mettre au point et de valider les résultats. Enfin, la distribution spatiale des éléments tracés a été modélisée par des méthodes géostatistiques. Une estimation par la méthode de krigeage de probabilité a eu pour objectif la délimitation de la zone de pollution et l'établissement de cartes de risques face à un usage précis du sol.

Actuellement, la distribution spatiale des thons tropicaux pêchés par les senneurs français dans l'Océan Indien est représentée à partir des données de captures et d'effort issues des livres de bord. Or ces données ne comportent qu'une position par jour et le nombre de calées réalisées pendant cette journée : l'ensemble des zones prospectées sans action de pêche, synonyme d'absence d'agrégations de thon n'est pas connu. Ces zones seraient pourtant utiles à la cartographie des abondances. Cette flottille étant équipée de systèmes VMS (Vessel Monitoring Systems), les trajectoires données par les VMS sont utilisées pour déduire du comportement des navires, les zones de présence (pêche) et d'absence (non pêche) d'agrégations de thonidés. L'objectif est donc d'estimer l'activité d'un navire à partir de sa trajectoire. L'application d'un modèle markovien permet de distinguer les activités de route, de recherche, et d'arrêt, et de pêche. Pour la majorité des sorties en mer (exceptées celles où un observateur est à bord), l'activité réelle du navire n'est pas connue (variable latente), ce qui justifie l'approche par chaînes de Markov à états cachés. Le modèle a été développé dans un contexte bayésien incluant des priors sur certains des paramètres (vitesses, angles de changement de cap et matrice de transition). Il a été calibré et validé grâce aux données collectées par des observateurs embarqués sur 10% de la flottille. Le taux d'erreur est de 10% pour des positions VMS enregistrées toutes les heures. Une fois estimée, l'activité des senneurs en chaque point de leur trajectoire a permis (1) d'obtenir des indicateurs spatiaux et temporels de l'effort de la flottille de senneurs français, et (2) d'étudier la structure spatiale des zones de présence de bancs de thons (variogrammes d'indicatrices) et d'en déduire, par cokrigeage d'indicatrices, des cartes de présence/présence potentielle/absence de thon capturable, pouvant être interprétées comme indices d'abondance de thon.

La qualité chimique des cours d’eau est mesurée par un réseau de stations constitué progressivement, qui fournit une base de données très riche, mais très hétérogène. Le système d’évaluation de la qualité de l’eau préconise actuellement de synthétiser les mesures par station par des indicateurs statistiques tels que la moyenne arithmétique et le quantile 90. Ces calculs reposent sur deux hypothèses implicites mais erronées : l’indépendance des mesures et la stationnarité des concentrations durant l’année. En effet, les concentrations en nutriments présentent généralement des variations saisonnières. Dans une première partie, nous examinons les biais et les incertitudes des indicateurs actuels. Le krigeage prend en compte l’irrégularité de l’échantillonnage et les corrélations temporelles dans l’estimation et dans le calcul d’incertitude associé. Une simplification par segments d’influence est proposée. Le biais du quantile empirique est réduit par une simple interpolation linéaire. L’apport de ces méthodes est étudié théoriquement et par simulation sur le bassin Loire Bretagne. Pour interpoler ces indicateurs le long des cours d’eau, la question se pose ensuite de modéliser leur corrélation spatiale. Or les modèles usuels de covariance, développés pour des espaces euclidiens, ne sont plus nécessairement valables sur une structure arborescente. Un modèle général de fonctions aléatoires le long d’un réseau hydrographique a donc été développé. Les cours d’eau sont considérés comme la combinaison de filets « élémentaires » définis par les chemins de l’ensemble des sources à l’exutoire. Les hypothèses et l’inférence de ce modèle sont examinées sur le bassin de la Moselle
In order to assess river quality, different parameters such as nutrients concentrations are measured in different monitoring stations, setting up a very important but heterogeneous database. The French evaluation system of water quality recommends to summarize the information contained in these measurements by a few statistical indicators such as the annual mean of concentrations or the 90% quantile. They are estimated using the classical statistical inference based on hypothesis proved to be incorrect: time correlations and seasonal variations are ignored. Actually, in France, nitrate concentrations are generally higher in winter. Biases and confidence intervals can be reduced by kriging or segments of influence and a linear interpolation of the empirical quantile is proposed. Methods are analysed theoretically and experimentally on the Loire Bretagne basin. Estimating indicators along a stream network then requires specific models of random functions because usual covariance models are no longer valid on such structures. We propose a global model of random functions along a tree graph introducing the concept of “elementary thin streams”, defined by the whole set of paths between sources and outlet. At each point of the network, the river is considered to be the linear combination of these streams on which one dimensional stationary random functions are defined. An application to water discharge on the Moselle Basin (north-east of France) is presented

L'insolation est étudiée, à l'échelle synoptique (la France) à l'aide d'un ensemble de mesures de la durée quotidienne d'insolation réalisées au sol et par télédétection satellitaire. L'objectif poursuivi est d'analyser une série de données suffi* samment longue pour caractériser de manière statistique le comportement climatologique de l'insolation dans l'espace. Les données sont fournies par 88 héliographes du réseau synoptique français ainsi que par le programme " Cactus " de la Météorologie Nationale, qui utilise les images visibles du satellite Météosat. L'étude porte sur une année de données. La similarité de la structure spatiale des mesures du sol et du satellite est montrée par analyse objective, et par analyse en composantes principales de processus. La fine perception de la variabilité spatiale du satellite est alors utilisée pour optimiser un réseau de mesures au sol. Les performances du programme Cactus sont comparées avec celles de méthodes d'interpolation classiques (basées sur 23 héliographes), pour l'estimation du rapport d'insolation. Elles se sont révélées plus performantes en terme de cofluctuation. Il apparaît cependant une tendance du satellite à exagérer les valeurs extrêmes. L'étalonnage des mesures satellitaires par des mesures sol a pour but de conjuguer les qualités de précision des hélio* graphes, et la définition spatiale du satellite. Une approche géostatistique est proposée. L'effet recherché est observé à partir d'une certaine densité du réseau d'étalonnage

Dans le contexte de changement climatique, les évènements météorologiques extrêmes sont appelés à augmenter en termes de fréquence et d’intensité. Conséquemment, le développement de systèmes d’alerte des crues soudaines est primordial pour les agglomérations urbaines. Cette thèse se penche sur deux volets de tels systèmes, à savoir l’amélioration des estimations quantitatives et la prévision immédiate des précipitations (moins de 6 heures) sur le bassin urbain « Clermont Ferrand-Riom », un bassin classé comme étant un territoire à risque important d’inondation. Deux instruments sont utilisés : le pluviomètre (réseau pluviométrique de la métropole Clermont Auvergne, et réseau pluviométrique de Météo France), et le radar météorologique (« petit » radar en bande X du Laboratoire de Météorologie Physique, et le réseau de radar ARAMIS de Météo-France). Sur le premier volet, on a examiné la performance des méthodes géostatistiques pour l’amélioration des estimations quantitatives des précipitations à haute résolution spatiotemporelle (5 minutes et 100 m), particulièrement deux méthodes multivariables (le krigeage avec dérive externe et la fusion conditionnée) pour la fusion des données radar en bande X avec les données pluviométriques locaux, et ce par type de précipitations (stratiforme, convectif ou mixte). Pour ce faire, une analyse variographique a été réalisée pour la détermination des variogrammes climatologiques caractéristiques de chaque type de précipitations. Il est en est ressorti que les estimations quantitatives des précipitations issues des données pluviométriques peuvent être améliorées de façon significative en utilisant les données radar comme variable secondaire avec les méthodes géostatistiques d’interpolation spatiale, en particulier pour la restitution de la variabilité des champs de précipitations. Deux méthodes de fusion de données radar ont également été examinées pour l’amélioration des estimations quantitatives de précipitations sur le bassin clermontois avec le radar en bande X et le produit PANTHERE (mosaïque de lames d’eau sur tout le territoire français avec une résolution de 5 minutes et 1 km avec le réseau de radars ARAMIS, essentiellement en bande C et S). La première vise à corriger les effets de l’atténuation entachant les champs en bande X en utilisant les mesures de réflectivités en bande C et S du produit PANTHERE, moins affectés par l’atténuation. La deuxième consiste à l’application de la méthode de correction quantile-quantile sur les champs de précipitations du radar en bande X pour tirer profit de la précision des mesures du produit PANTHERE. Notre évaluation de la performance de ces deux méthodes montre leur efficacité en termes de minimisation des biais des mesures du radar en bande X par rapport aux mesures pluviométriques.Dans le second volet, nous nous sommes intéressés à la capacité de notre radar en bande X à fournir des prévisions immédiates des précipitations malgré sa portée de 20 km seulement, nous avons donc appliqué une méthode « orientée objet » sur deux évènements pluvieux à partir d’images de cet instrument. Cette méthode se base sur l’identification des cellules précipitantes, la reconstitution de leurs trajectoires au fil du temps, et enfin l’extrapolation de leurs caractéristiques (comme la surface, la vitesse, la direction, le taux de précipitations moyen…) pour avoir des prévisions. Les vérifications des prévisions immédiates réalisées grâce au deux études de cas considérés montrent que les prévisions sont globalement correctes pour les échéances inférieures à 30 minutes, elles commencent à se détériorer au-delà. Les recherches menées dans le cadre de cette thèse montrent tout le potentiel que possèdent les « petits » radars pour l’estimation et la prévision immédiate des précipitations, en particulier pour les bassins urbains
Good quality rainfall estimations and nowcasts are an essential prerequisite for the development of reliable flash flood warning systems, especially for urban catchments, where the socioeconomic consequences of hazardous precipitation events are high. The risks posed by such extreme events are further heightened because of climate change. In this context, this thesis aims to investigate the potential of using a small weather radar in combination with the local rain gauge and national radar networks to improve the quantitative precipitation estimation (QPE) of rainfall, and to deliver reliable nowcasts. This research was carried out in the flood prone urban catchment of Clermont Ferrand-Riom.To improve QPEs with a high spatiotemporal resolution (5 minutes and a 100 m), the performance of geostatistical interpolation techniques has been investigated using rain gauge data as a primary variable and X-band radar data as a secondary variable for the kriging with an external drift and conditional merging techniques. Radar data was used for the inference of climatological variograms for each precipitation type (stratiform, convective or mixed) for all geostatistical interpolation techniques including ordinary kriging. The long-term evaluation of these techniques shows the benefit of using the geostatistical approach to merge rain gauge and radar data, especially to capture the spatial variability of rainfall. Additionally, two methods were examined to combine the X-band LAWR (Local Area Weather Radar) data with the PATNTHERE product (Rainfall sums with a resolution of 5 minutes and 1 km, provided by the national weather service Météo-France). The first method uses the PANTHERE product (using mainly a C-band radar over the area of interest) to correct X-band data from attenuation effects, and the second one consists of applying a quantile-quantile correction to the X-band data using the PANTHERE product to take advantage of its overall better measurement accuracy, both methods have shown satisfactory results in terms of reducing bias of X-band radar data in comparison with rain gauge data.In the second section of this research, a feature-based forecasting method has been applied to two rainfall events in order to investigate the ability of the X-band LAWR of providing reliable nowcasts. The method includes several steps aimed at identifying, tracking, and then interpolating the features of rainfall cells such as area, speed, and average precipitation intensity. The application of this method on two case studies shows that it provided satisfactory results for forecast lead times up to 30 minutes but efficiency degrades for further time frames.In conclusion, the research carried out in this thesis indicates that local X-band LAWR have great potential for rain estimates and forecast and should be considered in the development of flash flood warning systems, especially for urban catchments

La présence de dépendance spatiale des prix immobiliers impose aux méthodes d'estimation de prendre en compte cet élément. Les deux approches de la statistique spatiale sont l'économétrie spatiale et la géostatistique. La géostatistique estime directement la matrice de variance-covariance en supposant que la covariance entre les observations dépend inversement de la distance séparant leur localisation. L'économétrie spatiale définit et intègre la matrice d'interaction spatiale dans un modèle de régression hédonique. Si ces deux méthodes sont possibles pour étudier la dépendance spatiale des prix immobiliers dans des contextes variés, il n'existe cependant pas de règles très claires quant au choix de la méthode à sélectionner. Cette thèse procède à un examen détaillé de ces deux approches afin de pouvoir en distinguer les ressemblances et les différences, les avantages et les inconvénients. Des exemples d'application de chaque approche dans une étude immobilière sont présentés. La géostatistique est utilisée pour analyser la stationnarité du variogramme, ainsi que la sensibilité du variogramme aux paramètres de l'estimation hédonique. Le modèle d'économétrie spatiale est utilisé pour tenter d'identifier économétriquement le quartier dominant du marché immobilier d'une ville

Cette étude porte sur l'utilisation des outils de la géostatistique pour évaluer l'importance des phénomènes de sédimentation dans le barrage Akdarya en Ouzbékistan. Les analyses de variogrammes et les techniques d'interpolation par krigeage ont permis de générer des données dans les zones non échantillonnées du barrage. A l'aide des données de terrain complétées par les données produites par les outils géostatistiques, de nouvelles cartes bathymétriques du barrage ont été générées et ont permis de calculer de façon précise l'évolution du volume d'eau stocké en fonction du taux de sédimentation.

Ce mémoire traite de la fiabilité de l'inférence statistique pour des données spatiales se présentant sous la forme d'une image numérique texturée extraite d'une scène plus vaste. Plus particulièrement, nous proposons un cadre permettant d'évaluer le caractère représentatif de l'image observée par rapport à la scène, et de calculer la variance d'estimation de la moyenne et de la variance des niveaux de gris de l'image dans le cas où celle-ci est supposée homogène.
La première partie consiste en une formalisation du problème en termes statistiques.
Dans une seconde partie, nous présentons deux familles de méthodes paramétriques permettant le calcul de la variance d'estimation, de même que les relations entre ces deux familles. Nous montrons cependant les difficultés liées à leur mise en œuvre dans le contexte applicatif envisagé.
La troisième partie est consacrée à l'étude d'une méthode non paramétrique basée sur un sous-échantillonnage par blocs. Elle permet une estimation de la variance d'estimation dont les propriétés sont analysées dans le cadre général de la décomposition de Wold des processus stationnaires 2-D. Cette analyse exhaustive nous permet de proposer des critères objectifs qualifiant l'homogénéité de la moyenne et de la variance d'une texture, propriété nécessaire pour l'inférence statistique.
Enfin, dans une dernière partie, ces critères sont appliqués et validés dans un contexte industriel de caractérisation de matériaux composites par analyse d'image.

L'AMÉLIORATION DES TECHNIQUES D'OBSERVATION DES PRÉCIPITATIONS À L'ÉCHELLE RÉGIONALE EST L'UN DES ENJEUX FORTS DE L'OBSERVATOIRE HYDROMÉTÉOROLOGIQUE MÉDITERRANÉEN CÉVENNES-VIVARAIS. SUITE À UNE PREMIÈRE EXPÉRIMENTATION RÉALISÉE À BOLLÈNE À L'AUTOMNE 2002, LES DONNÉES RECUEILLIES PAR LE RADAR MÉTÉOROLOGIQUE OPÉRATIONNEL DE BOLLÈNE DU RÉSEAU ARAMIS ONT SERVI DE SUPPORT À UNE CHAÎNE D'ALGORITHMES MISE AU POINT POUR L'ESTIMATION QUANTITATIVE DES PRÉCIPITATIONS AU SOL.
NOTRE CONTRIBUTION À CES TRAITEMENTS CONCERNE PARTICULIÈREMENT UNE SOURCE D'ERREUR POUR LA MESURE DES PRÉCIPITATIONS PAR RADAR MÉTÉOROLOGIQUE : L'HÉTÉROGÉNÉITÉ VERTICALE DES PRÉCIPITATIONS. NOUS NOUS PLAÇONS DANS LA CONTINUITÉ DE LA MÉTHODE À BASE STATISTIQUE D'IDENTIFICATION DU PROFIL VERTICAL DE RÉFLECTIVITÉ PAR INVERSION PROPOSÉE PAR ANDRIEU ET CREUTIN (1995). NOUS AVONS ÉTENDU CETTE MÉTHODE AU CAS DE SUPPORTS GÉOGRAPHIQUES ÉVOLUTIFS DANS LE TEMPS AFIN DE CONSIDÉRER LE TYPE DE PRÉCIPITATIONS (CONVECTIF, STRATIFORME).
L'ÉVALUATION DES TRAITEMENTS, PAR LA CARACTÉRISATION DE L'INCERTITUDE DE L'ESTIMATION DE PLUIE PAR RADAR, EST UN ASPECT IMPORTANT DU TRAVAIL. NOUS AVONS DÉVELOPPÉ UNE TECHNIQUE BASÉE SUR LA GÉOSTATISTIQUE POUR ÉTABLIR UNE PLUIE DE RÉFÉRENCE À PARTIR DE DONNÉES PLUVIOMÉTRIQUES. NOUS AVONS ÉGALEMENT DÉVELOPPÉ UN MODÈLE POUR CARACTÉRISER LA STRUCTURE STATISTIQUE DES ERREURS AINSI QUE LEUR STRUCTURE SPATIO-TEMPORELLE.
NOUS AVONS ENFIN DÉVELOPPÉ UNE APPROCHE D'IDENTIFICATION DU PVR À BASE PHYSIQUE. EN DIMINUANT LE NOMBRE DE PARAMÈTRE PAR RAPPORT À LA MÉTHODE INITIALE ET EN INTRODUISANT DES CONTRAINTES PLUS PHYSIQUES, CETTE APPROCHE VISE À AMÉLIORER LA ROBUSTESSE D'IDENTIFICATION DU PVR.