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[Departement_IRSTEA]EAUX [TR1_IRSTEA]ARCEAU; International audience; This paper presents a comparison of two water transfer schemes implemented in land surface models: a three-layer bulk reservoir model based on the force-restore scheme (FR) and a multilayer soil diffusion scheme (DIF) relying on explicit mass-diffusive equations and a root profile. The performances of each model at simulating evapotranspiration (ET) over a 14-yr Mediterranean crop succession are compared when the standard pedotransfer estimates versus the in situ values of the soil parameters are used. The Interactions between Soil, Biosphere, and Atmosphere (ISBA) generic land surface model is employed. When the pedotransfer estimates of the soil parameters are used, the best performance scores are obtained with DIF. DIF provides more accurate simulations of soil evaporation and gravitational drainage. It is less sensitive to errors in the soil parameters compared to FR, which is strongly driven by the soil moisture at field capacity. When the in situ soil parameters are used, the performance of the FR simulations surpasses those of DIF. The use of the proper maximum available water content for the plant removes the bias in ET and soil moisture over the crop cycle with FR, while soil water stress is simulated too early and the transpiration is underestimated with DIF. Increasing the values of the root extinction coefficient and the proportion of homogeneous root distribution slightly improves the DIF performance scores. Spatiotemporal uncertainties in the soil parameters generate smaller uncertainties in ET simulated with DIF compared to FR, which highlights the robustness of DIF for large-scale applications.

The James Webb Space Telescope (JWST), a joint project by NASA, ESA, and CSA, is the successor mission to the Hubble Space Telescope. One of the four science instruments on board is the near-infrared spectrograph NIRSpec. To study the instrument performance and to create realistic science exposures, the Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL) developed the Instrument Performance Simulator (IPS) software. Validating the IPS functionality, creating an accurate model of the instrument, and facilitating the preparation and analysis of simulations are key elements for the success of the IPS. In this context, we verified parts of the IPS algorithms, specifically the coordinate transform formalism, and the Fourier propagation module. We also developed additional software tools to simplify the scientific usage, as a target interface to construct observation scenes, and a dedicated data reduction pipeline to extract spectra from exposures. Another part of the PhD work dealt with the assembly of an as-built instrument model, and its verification with measurements from a ground calibration campaign. For coordinate transforms inside the instrument, we achieved an accuracy of 3–5 times better than the required absolute spectral calibration, and we could reproduce the total instrument throughput with an absolute error of 0–10% and a relative error of less than 5%. Finally, we show first realistic on-sky simulations of a deep field spectroscopy scene, and we explored the capabilities of NIRSpec to study exoplanetary transit events. We determined upper brightness limits of observable host stars, and give noise estimations of exemplary transit spectra., Le télescope spatial James Webb (JWST) est le successeur du télescope spatial Hubble (HST). Il est développé en collaboration par les agences spatiales NASA, ESA et CSA. Le spectrographe proche infrarouge NIRSpec est un instrument du JWST. Le Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL) a développé le logiciel de simulation des performances (IPS) de NIRSpec en vue de l’étude de ses performances et de la préparation de poses synthétiques réalistes. Dans cette thèse, nous vérifions certains algorithmes de l’IPS, en particulier ceux traitant des transformations de coordonnées et de la propagation en optique de Fourier. Nous présentons ensuite une interface simplifiée pour la préparation de « scènes » d’observation et un logiciel de traitement de données permettant d’extraire des spectres à partir de poses synthétiques afin de faciliter l’exploitation des simulations. Nous décrivons comment nous avons construit et validé le modèle de l’instrument par comparaison avec les données de calibration. Pour les transformations de coordonnées, le modèle final est capable de reproduire les mesures avec une précision 3 à 5 fois meilleure que celle requise pour la calibration spectrale. Pour la transmission globale notre précision est de 0–10% dans l’absolu et meilleure que 5% en relatif. Finalement, nous présentons la première simulation d’une observation de type « champ profond spectrographique » et nous explorons comment NIRSpec pourra être utilisé pour observer le transit de planètes extra-solaires. Nous déterminons en particulier la luminosité maximale des étoiles hôtes pouvant être observées et quels peuvent être les rapports signal sur bruit attendus.

The research work presented in my thesis aims to manage geometrical variability throughout product life cycle and its consequence on the product performance. The geometrical variations generated from the manufacturing to assembly stage are modeled by the geometrical deviation model. Monte-Carlo simulation method is then used to generate an image of the real manufactured product. As a result, the geometrical deviations are integrated into simulation of product performance in order to establish the relationship between the performance and the parameters of geometrical deviations or variation sources. An image of real performance of the manufactured product is then generated. From this result, the parameters of variation sources influencing the product performance are identified and classified according to their impact level. The variance of the product performance variation is also established by the relation between the performance and the parameters of geometrical deviations or variation sources. Finally, the robust design solution can be found by minimization of the variance of the product performance variation.; Le travail de recherche présenté dans ce mémoire de thèse est de gérer la variabilité géométrique durant le cycle de vie du produit et ses conséquences sur la performance du produit. Le modèle des déviations géométriques du produit exposé dans ce mémoire permet de modéliser les déviations géométriques générées de l'étape de fabrication à l'étape d'assemblage de son cycle de vie. La méthode de simulation Monte-Carlo est utilisée pour générer une image des produits fabriqués. A partir de ces résultats, les déviations géométriques sont intégrées dans la simulation de la performance du produit afin d'établir la relation entre la performance et les paramètres des sources de variation. Une image de la performance réelle du produit fabriqué est générée par l'utilisation de résultat de simulation des déviations géométriques. Les paramètres de sources de variation influençant la performance du produit sont ensuite identifiés et classifiés par rapport au leur niveau d'impact. La variance de la variation de la performance est établie s'en appuyant sur cette relation. Finalement, la solution de la conception robuste est trouvée par la minimisation de la variance de la performance du produit.

The research work presented in my thesis aims to manage geometrical variability throughout product life cycle and its consequence on the product performance. The geometrical variations generated from the manufacturing to assembly stage are modeled by the geometrical deviation model. Monte-Carlo simulation method is then used to generate an image of the real manufactured product. As a result, the geometrical deviations are integrated into simulation of product performance in order to establish the relationship between the performance and the parameters of geometrical deviations or variation sources. An image of real performance of the manufactured product is then generated. From this result, the parameters of variation sources influencing the product performance are identified and classified according to their impact level. The variance of the product performance variation is also established by the relation between the performance and the parameters of geometrical deviations or variation sources. Finally, the robust design solution can be found by minimization of the variance of the product performance variation., Le travail de recherche présenté dans ce mémoire de thèse est de gérer la variabilité géométrique durant le cycle de vie du produit et ses conséquences sur la performance du produit. Le modèle des déviations géométriques du produit exposé dans ce mémoire permet de modéliser les déviations géométriques générées de l'étape de fabrication à l'étape d'assemblage de son cycle de vie. La méthode de simulation Monte-Carlo est utilisée pour générer une image des produits fabriqués. A partir de ces résultats, les déviations géométriques sont intégrées dans la simulation de la performance du produit afin d'établir la relation entre la performance et les paramètres des sources de variation. Une image de la performance réelle du produit fabriqué est générée par l'utilisation de résultat de simulation des déviations géométriques. Les paramètres de sources de variation influençant la performance du produit sont ensuite identifiés et classifiés par rapport au leur niveau d'impact. La variance de la variation de la performance est établie s'en appuyant sur cette relation. Finalement, la solution de la conception robuste est trouvée par la minimisation de la variance de la performance du produit.

Cette note présente une méthode de prise en compte de la consanguinité dans la simulation de valeurs génétiques à partir de valeurs parentales. Par rapport aux formules négligeant la consanguinité adoptées par WILLHAM & THOMSON (1970) dans le cow-game et sous l’hypothèse d’un déterminisme génétique additif, cette méthode revient à changer l’écart type résiduel (formule,voir document attaché ) étant les coefficients de consanguinité du père et de la mère respectivement et σg. l’écart-type génétique. La même modification s’applique à la simulation d’un caractère corrélé., This paper presents a method for taking into account inbreeding when genetic values of individuals are simulated on the basis of the parental values. Compared to formulae used by WILLHAM and THOMSON (1970) in the cow game and, under the assumption of an additive genetic determinism, this method leads to change the residual standard deviation being the inbreeding coefficients of the sire and dam respectively and σg the genetic standard deviation. The same modification has to be applied when simulating a correlated trait.