École Doctorale Ville, Transports et Territoires

Thèse(s) programmée(s) de l'école doctorale : VTT

  • Date et heure : 29/06/2021 à 14h30
  • Adresse : Ecole des Ingénieurs de la Ville de Paris 80 Rue Rébeval 75019, Paris
  • Résumé : Les réseaux techniques urbains constituent des infrastructures critiques pour le bon fonctionnement et la résilience des territoires. Toutefois, ces mêmes réseaux présentent différentes formes de vulnérabilités aux aléas naturels et anthropiques, pouvant causer leur endommagement et l'arrêt des services urbains qu'ils permettent d'assurer. Ces vulnérabilités peuvent conduire à des dysfonctionnements parfois imprévisibles et potentiellement même plus sévères que le seul impact causé par l'aléa initiateur (défaillances en cascade). Dans le cas de l'Ile-de-France, la vulnérabilité des réseaux face aux inondations constitue un sujet majeur de risque et de résilience territoriale. On compte une multitude d'impacts directs potentiels des crues sur les infrastructures et des liens d'interdépendances complexes entres infrastructures, réseaux et services. Afin de doter les gestionnaires d'outils appropriés à ces enjeux, cette recherche ambitionne « l'élaboration d'une approche méthodologique pertinente pour la réduction des vulnérabilités des réseaux face aux crues ». Cette approche méthodologique a pour vocation d'assister les gestionnaires de réseaux franciliens dans les processus d'identification, de caractérisation, de quantification et de maitrise les risques induits par les différentes formes de vulnérabilités de leurs réseaux. l'approche méthodologique proposée s'articule autour de deux grands axes: la quantification des risques et l'optimisation multicritères de l'allocation des mesures de leur maitrise. Elle mobilise différentes méthodes propres à l'analyse des risques, à l'intégration de l'expertise et à la quantification des incertitudes, à l'aide à la décision multicritère et à l'optimisation mathématique; afin de planifier efficacement les actions de réduction de vulnérabilités des réseaux franciliens. Notre démarche de recherche comporte trois étapes principales: ? Le développement d'une démarche déterministe pour l'analyse des vulnérabilités des réseaux techniques urbains. Celle-ci permet l'identification et la formalisation des modes de défaillance d'un réseau exposé aux crues. Elle permet également la quantification de la criticité individuelle de chaque composant dans les scénarios possibles de défaillance. ? l'élaboration d'une démarche fiabiliste pour l'analyse des vulnérabilités des réseaux, complémentaire à l'analyse déterministe. Elle permet la prise en compte de la vraisemblance des modes de défaillances identifiés et la construction d'indicateurs fiabilistes pour évaluer la criticité de chaque composant d'un réseau analysé en situation de crue. ? La construction d'un outil d'aide à la décision pour la rationalisation et l'optimisation du processus de réduction des vulnérabilités des réseaux face aux crues. Cet outil mobilise les résultats des deux démarches déterministe et fiabiliste pour la caractérisation de la criticité globale de chaque composant d'un réseau exposé aux crues. Il permet aussi d'assister les gestionnaires de réseaux dans l'élaboration de stratégies optimales de réduction des vulnérabilités en fonction des budgets d'investissement disponibles. La validité ainsi que la portée opérationnelle de notre démarche sont éprouvées tout au long de cette recherche, à travers des chapitres d'application et de valorisation dédiés à l'analyse d'un tronçon ferroviaire urbain faisant face au risque inondation. Des exemples d'application simples sur d'autres réseaux sont également fournis dans les différentes parties du mémoire.
  • Ecole Doctorale : VTT - Ville, Transports et Territoires
  • Laboratoire d'accueil : EA7374 LAB'URBA
  • En vue de l'obtention du diplôme de Doctorat en "Génie Urbain"
  • Directeur de thèse : Youssef DIAB, PR1
  • Rapporteur(s) :

    Myriam MERAD

    Laurent PEYRAS

  • Examinateur(s) :

    Frédéric GACHE

    Marc VUILLET

    Franck MARLE

    Youssef DIAB

  • Date et heure : 02/07/2021 à 10h00
  • Adresse : ENSA Paris-Malaquais par Visioconférence
  • Résumé : Le comportement d'auto-formation des matériaux est utilisé comme outil physique pour la génération de formes en architecture. Néanmoins, l'utilisation de matériaux auto-formant est, le plus souvent, limitée à la phase de conception tandis que dans la phase de construction, un autre matériau avec ses propres capacités mécaniques est utilisé. Il existe une opportunité pour un nouveau système de matériaux en architecture, qui fusionne les processus de conception et de fabrication, qui réside dans le sable, ce dernier présente un comportement d'autoformation lorsqu'il est sec et des capacités mécaniques lorsqu'il est lié. Des études antérieures ont examiné les caractéristiques morphologiques du comportement d'autoformation du sable. Plus récemment, le projet de recherche 35 Degree a développé une méthode de solidification du sable et de ses formes émergentes avec une solution saline. La méthode de solidification a donné naissance à un nouveau matériau nommé Hyposand et a établi une conception intégrée au système de fabrication, éclairé par l'auto-organisation du sable et la cristallisation du sel appelée ?Sand tectonics'. Les propriétés et les caractéristiques mécaniques de Hyposand n'ont cependant pas été examinées, l'interrelation entre la conception, la fabrication, la géométrie et la modélisation est limitée aux formes coniques, quant à la fabrication robotique n'a pas été pensée. Cette thèse vise donc à développer la tectonique du sable pour examiner ses potentiels dans la conception et la réalisation architecturales. Un cadre théorique et technique de recherche est utilisé pour relier les études de matériaux, de conception et de fabrication à travers des méthodes d'expérimentation physiques et numériques. Pour construire les fondements théoriques de la recherche, le rôle des matériaux et de leurs processus de formation dans la genèse de la forme est passé en revue. Pour mettre en ?uvre le cadre de recherche, les propriétés, la microstructure et les caractéristiques mécaniques d'Hyposand sont étudiées. Les principes géométriques des surfaces à angle constant sont analysés. Trois méthodes de modélisation paramétrique associant la géométrie et le comportement des matériaux aux contraintes de conception et de fabrication sont proposées. Les méthodes manuelles et robotiques de formation des matériaux sont présentées, leurs méthodes de fabrication sont développées, et leur flux de travail numérique-physique est présenté. Parmi les contributions potentielles, figure la réalisation d'un matériau à haute résistance, moulable et recyclable pour les structures compressives et les coffrages réutilisables. De plus, six techniques de fabrication utilisant des cadres théoriques et techniques suggérés sont présentées à travers un certain nombre de prototypes physiques et numériques. Les prototypes démontrent la contribution et l'avenir potentiel d'un nouveau domaine de conception et de recherche.
  • Ecole Doctorale : VTT - Ville, Transports et Territoires
  • Laboratoire d'accueil : GSA - Géométrie, Structure et Architecture
  • En vue de l'obtention du diplôme de Doctorat en "Architecture"
  • Directeur de thèse : Maurizio BROCATO,
  • Rapporteur(s) :

    Antonella MASTRORILLI

    Bernard MAURIN

  • Examinateur(s) :

    Maurizio BROCATO

    Marine BAGNERIS

    Salvator-John LIOTTA

    Nicolas PAULI