Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Détection de CO₂“

Cette étude évalue le potentiel des modèles de texture SIRV sur ondelettes pour la détection de parcelles viticoles dans les images à très haute résolution de type PLEIADES et compare les performances de ces modèles avec des méthodes de référence telles que les matrices de co-occurrence de niveaux de gris et une approche de segmentation par filtre de Gabor. Les résultats obtenus montrent que les modèles SIRV permettent à la fois une bonne détection des parcelles tout en limitant le taux de faux positifs par rapport aux autres approches. Ces modèles font également preuve d'une plus grande robustesse à des effets d'atténuation de texture liés au faible rapport entre distance inter-rang et résolution spatiale propre aux appellations viticoles étudiées.

Depuis quelques années, de nouvelles méthodes très performantes de détection des virus et bactéries ont permis d’identifier de nouveaux agents pathogènes potentiellement impliqués dans les bronchopneumonies infectieuses des jeunes bovins. Elles ont aussi confirmé l’importance des co-infections et la complexité des situations sur le terrain, suscitant de nombreuses questions sur les moyens de gestion, notamment la prévention vaccinale. Cet article fait le point sur les connaissances actuelles des agents pathogènes respiratoires mineurs, leurs associations et les conséquences sur la vaccination.

Background: The most commonly used approaches for detection and characterization of bacterial pathogens of meningitis in developing countries include culture, Gram stain, and latex agglutination. The positivity rate of culture is relatively low due to suboptimal storage and transportation conditions, culture practice, and/or antibiotic treatment administered before specimens are collected. Specimens that yield no growth in culture can still be analyzed using molecular methods, and metagenomic DNA (mDNA) extracted directly from clinical samples (CSF) can be used. We aimed to detect and characterize three major bacterial causes of cerebrospinal meningitis (CSM); Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae, and Streptococcus pneumoniae using mDNA extracted directly from CSF samples. Methodology: Metagenomic DNA templates were prepared directly from CSF specimens collected from 210 patients with suspected CSM. A multiplex Real Time PCR (mRT-PCR) using the ABI StepOne Plus Machine and Taqman Probe chemistry was used in the molecular detection, while serogroup/serotype-specific singleplex RT-PCR was used to characterize all positives samples. Results: Eighty-eight (41.9%) of the 210 samples were positive with the mRT-PCR assay for one or a combination of two of the three bacteria. Of these, 59 (67.1%) were N. meningitidis, 2 (2.3%) were H. influenzae, 3 (3.4%) were S. pneumoniae, 15 (17 %) had co-infections of N. meningitidis with H. influenzae, and 9 (10.2%) had co-infections of H. influenzae and S. pneumoniae. The serogroups of N. meningitidis encountered were A (13.5%), B (23%), C (8.1%), W135 (8.1%), X (5.4%), Y (32.4%), and non-groupable (9.5%). The serotypes of H. influenzae were Hia (3.8%), Hib (57.7%), Hic (3.85%), Hie (11.5%) and Hif (23.1%). The serotypes of S. pneumoniae were Wxy1 (8.3%), Wxy4 (33.3%), Wxy5 (50.0%), and Wxy9 (8.3%). Conclusion: Multiplex RT-PCR is a fast and accurate method for detecting and characterizing serogroups/serotypes of major bacteria implicated in CSM. Isolating DNA directly from CSF improves turnaround time, which will speed up patient care and management. Keywords: Cerebrospinal meningitis, metagenomic DNA, multiplex Real Time PCR, Northern Nigeria French title: Détection moléculaire et caractérisation de bactéries à partir d'échantillons de LCR de patients suspectés de méningite cérébrospinale dans certaines parties du nord du Nigéria à l'aide d'extraits d'ADN métagénomique Contexte: Les approches les plus couramment utilisées pour la détection et la caractérisation des agents pathogènes bactériens de la méningite dans les pays en développement comprennent la culture, la coloration de Gram et l'agglutination au latex. Le taux de positivité de la culture est relativement faible en raison des conditions de stockage et de transport sous-optimales, des pratiques de culture et/ou du traitement antibiotique administré avant le prélèvement des échantillons. Les échantillons qui ne donnent pas de croissance en culture peuvent toujours être analysés à l'aide de méthodes moléculaires, et l'ADN métagénomique (ADNm) extrait directement d'échantillons cliniques (LCR) peut être utilisé. Nous visions à détecter et à caractériser trois causes bactériennes majeures de la méningite cérébrospinale (CSM); Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae et Streptococcus pneumoniae à l'aide d'ADNm extrait directement d'échantillons de LCR. Méthodologie: Des matrices d'ADN métagénomique ont été préparées directement à partir d'échantillons de LCR prélevés sur 210 patients suspects de CSM. Une PCR multiplex en temps réel (mRT-PCR) utilisant la chimie de la machine ABI StepOne Plus et de la sonde Taqman a été utilisée pour la détection moléculaire, tandis que la RT-PCR monoplex spécifique au sérogroupe/sérotype a été utilisée pour caractériser tous les échantillons positifs. Résultats: Quatre-vingt-huit (41,9%) des 210 échantillons étaient positifs avec le test mRT-PCR pour une ou une combinaison de deux des trois bactéries. Parmi ceux-ci, 59 (67,1%) étaient N. meningitidis, 2 (2,3%) étaient H. influenzae, 3 (3,4%) étaient S. pneumoniae, 15 (17%) avaient des co-infections de N. meningitidis avec H. influenzae et 9 (10,2%) avaient des co-infections à H. influenzae et S. pneumoniae. Les sérogroupes de N. meningitidis rencontrés étaient A (13,5%), B (23%), C (8,1%), W135 (8,1%), X (5,4%), Y (32,4%) et non groupables (9,5%). Les sérotypes de H. influenzae étaient Hia (3,8%), Hib (57,7%), Hic (3,85%), Hie (11,5%) et Hif (23,1%). Les sérotypes de S. pneumoniae étaient Wxy1 (8,3%), Wxy4 (33,3%), Wxy5 (50,0%) et Wxy9 (8,3%). Conclusion: La RT-PCR multiplex est une méthode rapide et précise de détection et de caractérisation des sérogroupes/sérotypes des principales bactéries impliquées dans le CSM. Isoler l'ADN directement du LCR améliore le temps de traitement, ce qui accélérera les soins et la gestion des patients. Mots clés: méningite cérébro-spinale, ADN métagénomique, PCR multiplex en temps réel, nord du Nigéria

La mesure du module de déformabilité, plus classiquement appelée portance, sur les plates-formes d’infrastructures est un élément clé de l’assurance qualité. La co-existence de matériels de mesures différents est une réalité fréquente sur chantier et la tentation de faire des essais croisés pour tester ou valider les performances réciproques des matériels est forte. Les résultats présentés ici ont montré que la dispersion en un point donné est liée au corps d’épreuve et l’emporte sur l’exactitude des appareils de mesure que les auteurs ont testés (Plaque et Dynaplaques). Il est donc inutile de réaliser des essais croisés sur chantier avec ces deux type d’appareils car ils donnent sur un grand nombre de mesures les mêmes résultats. Les appareils de mesure doivent être utilisés en priorité, et en toute connaissance de leurs limites, comme des outils de détection d’anomalies sur une plate-forme. La multiplication des points de mesure améliore la connaissance des hétérogénéités de la plate-forme.

Malgré les progrès des traitements chirurgicaux et oncologiques, les taux d’incidence et de survie à 5 ans (~50 %) liés aux cancers oraux (CO) ne se sont pas améliorés au cours des dernières décennies et demeurent un problème majeur de santé publique. 70 % sont encore diagnostiqués à un stade tardif (T3 ou T4), avec un délai de diagnostic moyen de 2 à 5 mois. La guérison et la survie des patients étant directement liées au stade de développement de la tumeur au moment du diagnostic, l’objectif de ce travail est d’analyser l’ensemble des déterminants liés au cancer oral et de proposer de nouvelles approches cliniques de diagnostic et de dépistage. De nouveaux modèles de dépistage, de formations et d’actions concrètes sont proposés pour mieux sensibiliser la population à la problématique mondiale majeure que constitue le CO. Les forces et faiblesses des études de dépistage du CO nécessitent d’être objectivement appréhendées, pour orienter efficacement les essais dans les établissements de soins primaires et les dynamiser, avec la perspective d’utiliser de nouvelles technologies émergentes qui peuvent aider à améliorer la précision discriminatoire de la détection des cas. La plupart des organisations nationales n’ont, jusqu’à présent, pas recommandé le dépistage massif de la population, en raison d’un manque de preuves scientifiques suffisantes quant à la réduction de la mortalité qui lui serait associée. Lorsque les ressources en soins de santé sont élevées, un dépistage individuel opportuniste est recommandé, bien que la faiblesse de la capacité diagnostique des cliniciens en première ligne soit alarmante.

Les pneumonies acquises à l’hôpital (PAH) sont fréquentes. À l’ère des techniques diagnostiques de biologie moléculaire (multiplex polymerase chain reaction), les rares données disponibles estiment que les virus respiratoires sont impliqués dans 22 à 32 % des épisodes. Les patients immunodéprimés constituent probablement la population la plus à risque. La présentation clinique et radiologique ne diffère pas entre pneumonies bactériennes, virales et mixtes (virus–bactérie). L’excrétion prolongée de virus respiratoires dans les voies aériennes a été rapportée chez les patients immunodéprimés. Elle pourrait promouvoir la co-infection bactérienne, associée à des durées d’hospitalisation prolongées. L’acquisition intrahospitalière a été démontrée chez tous les virus respiratoires. Elle encourage la mise en œuvre et le respect des mesures d’hygiène et de confinement, dans l’objectif de protéger soignants, visiteurs et patients. De nombreux points restent largement méconnus, relatifs aux interactions entre virus respiratoires et pathogènes non viraux, aux périodes d’incubation, ou encore aux durées d’excrétion virale. L’amélioration des techniques diagnostiques et l’accumulation de données épidémiologiques et cliniques devraient permettre de mieux appréhender le rôle des virus respiratoires dans les PAH. Cette meilleure connaissance aidera à rationaliser l’utilisation des tests de détection et facilitera l’interprétation de leurs résultats. Elle guidera aussi le clinicien dans l’utilisation future des nombreuses molécules antivirales actuellement en développement clinique chez l’homme.

Le gaz toxique CO peut agir à faibles quantités comme molécule de signalisation ; détectée par les protéines senseurs à base d’hème.La première partie de ce travail concerne le régulateur de transcription bactérien CO-dépendant RcoM-2, qui possède une affinité extrêmement élevée pour le CO, tout en étant insensible à l'O₂. RcoM-2 se lie à son ADN cible seulement lorsque du CO est lié à l’hème. Nous avons caractérisé l'interaction hème-CO dans la protéine entière RcoM-2 et l'avons comparée à l’hémo-domaine isolé RcoMH-2. RcoM-2 peut lier du CO avec une affinité effective plus faible que RcoMH-2. Le CO se dissocie avec un taux 20 fois plus élevé par rapport à RcoMH-2, où la liaison du CO est quasi irréversible. Une petite fraction du CO peut échapper de la protéine, ainsi permettant RcoM-2 à agir comme senseur du CO. La présence du domaine de liaison à l'ADN influence les propriétés de fixation du CO à l'hème. Les études sur l'origine moléculaire précise des propriétés dynamiques doivent attendre la structure 3D de RcoM-2.La détection du CO est cruciale pour Mycobacterium tuberculosis, l’agent infectieux de la tuberculose, qui doit répondre aux mécanismes de défense de l'hôte, dont le CO. Le gène cor (rv1829) pourrait y jouer un rôle. Nous avons démontré que Cor est un dimère très stable, capable de lier un hème de façon stoechiométrique, suggérant ainsi une fonction potentielle de senseur direct du CO. Un résidu histidine a été identifié comme ligand potentiel de l’hème. La dynamique interne du CO est très similaire de celle d’autres senseurs à CO bactériens. Cor présente une activité de liaison à l'ADN dépendante de l'hème et du CO, qui est aboli dans le mutant H70A. Nos études ont également montré que le régulateur de transcription mycobactérien Rv0081, induit en réponse aux changements gazeux, peut se lier sur la région régulatrice prédite de cor. La création d’une souche Δcor dans le modèle non-pathogène M. smegmatis se poursuit et constituera un premier pas vers des futures analyses transcriptomiques
The toxic gas CO can act in low quantities as signaling molecule; detected by heme-based sensor proteins.The CO-dependent transcription factor RcoM-2 has a very high affinity for CO, while being insensitive to O₂. RcoM-2 binds to DNA only when CO is bound to heme. We characterized the heme-CO interaction in full-length RcoM-2 and compared it with the isolated heme domain RcoMH-2. RcoM-2 can bind CO with lower effective affinity than RcoMH-2. CO dissociates with a 20-fold higher rate than in RcoMH-2, where CO binding is almost irreversible. A small fraction of CO can escape from the protein, thus allowing RcoM-2 to act as CO sensor. The presence of the DNA binding domain influences the binding properties of CO to heme. Identification of the precise molecular origin of the dynamic properties must await the 3D structure RcoM-2.CO detection is crucial for Mtb, the infectious agent of tuberculosis that must overcome the host's defense mechanisms, including CO. The gene cor (rv1829) has been implicated in these processes. We have shown that Cor is a highly stable dimer that is able to stoichiometrically bind a heme cofactor, suggesting a potential function as direct CO sensor. A histidine residue was identified as potential heme ligand. The internal CO dynamics is very similar to other bacterial CO sensors. Cor exhibits DNA binding activity that depends on the presence of heme and CO, which is abolished in the H70A mutant. Our studies also showed that the transcriptional regulator Rv0081, induced in response to gaz changes, can bind to the predicted regulatory region of cor. The creation of a Δcor strain in the non- pathogenic model M. smegmatis continues and will be a first step towards transcriptomic analyzes

Les questions de la détection intracellulaire et de la localisation en milieu cellulaire de complexes de métaux de transition sont cruciales dans le contexte du développement de complexes métalliques en biologie et médecine. En effet, pour être pharmacologiquement actif, un composé doit atteindre sa cible cellulaire : la localisation est donc un paramètre clef de l’activité. Pour l’étudier, il est nécessaire de disposer de sondes et de techniques d’imagerie cellulaire. Nous avons montré qu’il est possible d’utiliser les métaux carbonyle comme des sondes multimodales en fluorescence classique, infrarouge et fluorescence X, la multimodalité étant portée par un seul cœur moléculaire de type (L)Re(CO)₃, L étant un ligand de type bipyridine. Le terme SCoMPI a été introduit pour ces « Single Core Multimodal Probes for Imaging ». Dans le cadre de cette thèse, nous avons préparé et imagé des sondes greffables pour suivre des objets d’intérêt biologique (acide hyaluronique, ferrocifènes) ainsi que des marqueurs en fluorescence X des organites intracellulaires. Dans ce cas, des groupes vecteurs (TPP, peptide...) ont été greffés sur des unités de type Re-tricarbonyle et ces espèces ont été caractérisées en contexte biologique par différentes techniques analytiques et imagées par différentes techniques de microscopie
Questions of intracellular detection and cell-mediated localization of transition metal complexes are major in the context of metal complex development in biology and medicine. A compound must reach its cellular target to be pharmacologi- cally active: the localization is therefore a key parameter of activity. To study it, it is necessary to have probes and cell imaging techniques. Metal carbonyls are ideal candidates for multimodal bioimaging in fluorescence, infrared and X-ray fluorescence imaging. As they have been developed as "Single Core Multimodal Probe for Imaging" (SCoMPI), this thesis deals with the development, the study and the use of a rhenium-tricarbonyl unit [LRe(CO)₃X] (L = pyridyl-1,2,3-triazole, X = Cl−) as X-ray fluorescence probe for cellular imaging. We conjugated the Re(CO)₃ graftable probe to compounds of interest (hyaluronic acid, ferrocifens) in order to study their penetration and location in cells or in the skin, and we modified Re(CO)3 conjugates by organelles targeting groups (TPP, peptide, etc.) in order to develop species that were characterized in biological context by different analytical techniques and imaged by different microscopy techniques

Le paradigme ingénierie-dirigée par les modèles (Model-Driven Engine MDE) encourage l'utilisation des modèles et des langages de modélisation durant le processus de développement afin d'améliorer la qualité et la productivité. Les métamodèles sont des composants essentiels de tout écosystème de langage de modélisation afin de définir les aspects structurels d'un domaine d'activité. En complément, l'Object Constraint Language (OCL) est utilisé pour spécifier en détail les aspects du domaine d'activité, par exemple plus de 750 contraintes viennent avec le métamodèle UML. Malheureusement, les métamodèles sont constamment soumis aux changements et évolution qui affectent les contraintes OCL définies qui peuvent avoir besoin d'être co-évolué en conséquence. Bien que plusieurs approches aient été proposées pour détecter les changements de métamodèle lors de l'évolution et de les utiliser par la suite pour co-évoluer les contraintes OCL. Ils ne peuvent toujours pas détecter une trace d'évolution complète et correcte du métamodèle tout en proposant une résolution unique par contrainte OCL impactée alors que des résolutions multiples et alternatives peuvent être appliquées. Dans cette thèse, nous proposons une approche pour détecter les changements de métamodèle lors d'une évolution, tout en visant la complétude et une haute précision. Notre approche de détection considère les changements atomiques et complexes au cours de l'évolution. Par ailleurs, nous proposons une approche dédiée à la co-évolution des contraintes OCL tout en tenant compte des résolutions alternatives et à veiller à ce que seules les résolutions appropriées sont proposées à l'utilisateur pour chaque contrainte OCL impactée. Notre validation montre d'une part que le rappel (recall) de 100% est toujours atteint dans nos cas d'études avec une précision moyenne de 70,75%, qui est encore améliorée par nos heuristiques jusqu'à 91% et 100% dans certains cas. D'autre part, une moyenne de 92% et 93% respectivement syntaxiquement et sémantiquement correcte de co-évolution d'OCL sont atteintes dans nos études de cas. Les deux approches sont implémentées sous forme de plugins pour l'IDE Eclipse, un environnement de développement très répandu pour les développeurs de logiciels. Les plugins sont testés par nos partenaires industriels du projet ANR MoNoGe. Cette thèse a abouti à huit articles publiés et trois autres articles qui sont en cours de soumission / phase de révision
Model-Driven Engineering (MDE) paradigm promotes the use of models and modeling languages during the development process aiming at a better quality and productivity. Metamodels are core components of any modeling language ecosystem to define structural aspects of a business domain. As a complement, the Object Constraint Language (OCL) is used to specify detailed aspects of the business domain, e.g. more than 750 constraints come with the UML metamodel. Unfortunately, metamodels are subject to a constant change and evolution which impacts the defined OCL constraints that may need to be co-evolved as well. Although several approaches have been proposed to detect metamodel changes during evolution and to use them to co-evolve OCL constraints. They still cannot detect a complete and a correct evolution trace of the metamodel while proposing a unique resolution per impacted OCL constraint whereas multiple and alternative ones can be applied. In this thesis, we propose an approach to detect metamodel changes during evolution while aiming at completeness and high precision. Our detection approach considers both atomic and complex changes during evolution. In addition, we propose a dedicated approach to co-evolve OCL constraints while considering alternative resolutions and ensuring that only the appropriate resolutions are proposed to the user for each impacted OCL constraint. Our validation shows on the one hand that a 100% recall is always reached in our case studies with an average precision of 70.75%, which is improved by our heuristics up to 91% and 100% in some cases. On the other hand, an average of 92% and 93% of respectively syntactically and semantically correct OCL co-evolution are reached in our case studies. Both approaches are implemented as plugins for the Eclipse IDE a wide-spread development environment for software developers. The plugins are under test by our industrial partners in the ANR MoNoGe project. This PhD resulted in eight published papers and three other papers are currently under submission/revision phase

Les systèmes informatiques ont évolué rapidement ces dernières années, ces évolutions touchant toutes les couches des systèmes informatiques, du logiciel (systèmes d'exploitation et logiciels utilisateur) au matériel (microarchitecture et technologie des puces). Si ce développement a permis d'accroître les fonctionnalités et les performances, il a également augmenté la complexité des systèmes (rendant plus difficile la compréhension globale du système), et par la-même augmenté la surface d'attaque pour les pirates. Si les attaques ont toujours ciblé les vulnérabilités logicielles, au cours des deux dernières décennies, les attaques exploitant les vulnérabilités matérielles des systèmes informatiques sont devenues suffisamment graves pour ne plus être ignorées. En 2018, par exemple, la divulgation des attaques Spectre et Meltdown a mis sur le devant de la scène les problèmes que peuvent poser certaines optimisations faites dans la microarchitecture des systèmes. Malheureusement, la détection et la protection contre ces attaques se révèlent particulièrement complexes, et posent donc aujourd'hui de nombreux défis : (1) le niveau élevé de complexité et de variabilité de la microarchitecture implique une grande difficulté à identifier les sources de vulnérabilité; (2) les contremesures impliquant une modification de la microarchitecture peuvent impacter significativement les performances globales du système complet; et (3) les contremesures doivent pouvoir s'adapter à l'évolution des attaques. Pour donner des éléments de réponse, cette thèse s'est intéressée à l'utilisation des informations qui sont disponibles au niveau de la microarchitecture pour construire des méthodes de détection efficaces.Ces travaux ont en particulier abouti à la construction d'un framework permettant la détection d'attaques qui laissent des empreintes au niveau de la couche microarchitecturale. Ce framework propose : (1) d'utiliser les informations microarchitecturales pour la détection des attaques, couvrant efficacement les attaques visant les vulnérabilités microarchitecturales; (2) de proposer une méthodologie pour aider les concepteurs dans le choix des informations pertinentes à extraire de la microarchitecture; (3) d'utiliser des connexions dédiées pour la transmission de ces informations microarchitecturales afin de garantir une haute bande passante; et (4) d'utiliser du matériel reconfigurable en conjonction avec du logiciel pour implémenter la logique de détection des attaques. Cette combinaison de logiciel et matériel reconfigurable (constituant le module de détection) permet à la fois de réduire l'impact sur les performances grâce à de l'accélération matérielle, et de mettre à jour la logique de détection afin de s'adapter à l'évolution des menaces par la reconfiguration au cours du cycle de vie du système. Nous présentons en détails les changements requis au niveau de la microarchitecture et du système d'exploitation, la méthodologie pour sélectionner les informations microarchitecturales appropriées, l'intégration de ce framework dans un système informatique spécifique, ainsi que la description du fonctionnement du système final pendant son cycle de vie. Cette thèse décrit pour finir deux cas d'étude menés sur un prototype (basé sur un coeur RISC-V) sur un FPGA, et montre comment des logiques relativement simples implantées dans le module de détection nous ont permis de détecter des attaques de classes différentes (attaque visant les caches et attaques de type ROP) sur un système complet exécutant un système d'exploitation, via l'exploitation d'informations provenant de la microarchitecture
In recent years, computer systems have evolved quickly. This evolution concerns different layers of the system, both software (operating systems and user programs) and hardware (microarchitecture design and chip technology). While this evolution allows to enrich the functionalities and improve the performance, it has also increased the complexity of the systems. It is difficult, if not impossible, to fully understand a particular modern computer system, and a greater complexity also stands for a larger attack surface for hackers. While most of the attacks target software vulnerabilities, over the past two decades, attacks exploiting hardware vulnerabilities have emerged and demonstrated their serious impact. For example, in 2018, the Spectre and Meltdown attacks have been disclosed, that exploited vulnerabilities in the microarchitecture layer to allow powerful arbitrary reads, and highlighted the security issues that can arise from certain optimizations of system microarchitecture. Detecting and preventing such attacks is not intuitive and there are many challenges to deal with: (1) the great difficulty in identifying sources of vulnerability implied by the high level of complexity and variability of different microarchitectures; (2) the significant impact of countermeasures on overall performance and on modifications to the system's hardware microarchitecture generally not desired; and (3) the necessity to design countermeasures able to adapt to the evolution of the attack after deployment of the system. To face these challenges, this thesis focuses on the use of information available at the microarchitecture level to build efficient attack detection methods.In particular, we describe a framework allowing the dynamic detection of attacks that leave fingerprints at the system's microarchitecture layer. This framework proposes: (1) the use microarchitectural information for attack detection, which can effectively cover attacks targeting microarchitectural vulnerabilities; (2) a methodology that assists designers in selecting relevant microarchitectural information to extract; (3) the use of dedicated connections for the transmission of information extracted, in order to ensure high transmission bandwidth and prevent data loss; and (4) the use of reconfigurable hardware in conjunction with software to implement attack detection logic. This combination (composing to the so-called detection module) reduces the performance overhead through hardware acceleration, and allows updating detection logic during the system lifetime with reconfiguration in order to adapt to the evolution of attacks. We present in detail the proposed architecture and modification needed on the operating system, the methodology for selecting appropriate microarchitectural information and for integrating this framework into a specific computer system, and we describe how the final system integrating our detection module is able to detect attacks and adapt to attack evolution. This thesis also provides two use-case studies implemented on a prototype (based on a RISC-V core with a Linux operating system) on an FPGA. It shows that, thanks to the analysis of microarchitectural information, relatively simple logic implemented in the detection module is sufficient to detect different classes of attacks (cache side-channel attack and ROP attack)

Les méthodes géophysiques non intrusives sont requises pour caractériser la zone vadose, les réservoirs d’hydrocarbures, ou les sites de stockages de CO₂. Nous analysons l’impact d’une injection de CO₂ gazeux sur la conductivité électrique et les propriétés électrocinétiques des roches carbonatées partiellement ou totalement saturées grâce aux méthodes de polarisations provoquée et spontanée. Les données sont analysées au regard au regard de mesures effectuées sur une roche chimiquement neutre, vis-à-vis du CO₂, c’est-à-dire , un grès de Fontainebleau. Nous comparons également nos résultats aux données de la littérature. Le coefficient de couplage électrocinétique est un paramètre clé, dont nous allons étudier la dépendance vis-à-vis de la saturation, sujet hautement débattu de nos jours. En utilisant la méthode de polarisation spontanée, nous étudions les relations entre le coefficient de couplage électrocinétique, la pression capillaire ainsi que la perméabilité relative au sein des roches carbonatées. Un système expérimental a été élaboré pour mesurer simultanément la perméabilité relative, l’indice de resistivité et le coefficient de couplage électrocinétique en écoulement diphasique de type eau-gaz, en fonction de la saturation en azote ou en dioxyde de carbone. Les résultats sont comparés à des modèles théoriques basés sur les approches de Brooks et Corey et van Genuchten, dont les exposants nous permettent d’ajuster les données avec les modèles de pression capillaire avec succès. Les échantillons sont saturés avec des saumures de différentes compositions, dont les ions sont mono- ou divalents et pour lesquelles la force ionique est comprise entre 10⁻⁴ et 10⁰ Mol L⁻¹. La valeur absolue du coefficient de couplage électrocinétique augmente lorsque la force ionique de la solution diminue, ce qui a déjà été observé dans les roches gréseuses. Le potentiel zêta a été calculé en utilisant une version modifiée de l’équation d’Helmholtz-Smoluchowski, qui prend en compte les effets liés à la conductivité de surface. Comme pour le coefficient de couplage, la valeur absolue du potentiel zêta chute lorsque la force ionique augmente. Nous nous intéressons également aux effets liés à une injection de CO₂ et à la dissolution de la calcite sur la valeur de ce potentiel zêta. Enfin, nous utilisons la méthode de polarisation provoquée pour déterminer l’influence de conductivité de l’eau porale sur la conductivité électrique complexe, la chargeabilité normalisée ainsi que le temps de relaxation en milieu carbonaté non saturé. Nous montrons que ces paramètres peuvent être considérés comme des paramètres de polarisation de la double couche électrique lorsque la conductivité de l’eau porale est comprise entre 10⁻³ et 10⁰ S m⁻¹
Minimally intrusive geophysical methods are required to characterize both the vadose zone of the Earth, hydrocarbon reservoirs and CO₂ sequestration. We investigate the impact of gaseous CO₂ on both electrical conductivity and electrokinetic properties of limestones under saturated and unsaturated conditions, using the spectral induced polarization and the self-potential methods. These data are contrasted with measurements performed on a Fontainebleau sandstone and data from the literature. That said, the dependence of a key parameter, the streaming coupling coefficient, with the saturation remains highly debated. Using the self-potential method, we explore the relationship between the streaming potential coupling coefficient, the capillary pressure curves and the permeability in carbonate rocks characterized by distinct textures. A new core flooding system is used to measure simultaneously both the relative permeability, the resistivity index and the streaming potential coupling coefficient in steady-state two-phase flow conditions as a function of the saturation with CO₂ or N₂. The results are compared with a recently developed theoretical model, which can accommodate either the Brooks and Corey or the van Genuchten models for the capillary pressure curves. Saturation was achieved with monovalent and divalent brines with ionic strength ranging from 1x10⁻³ Mol L⁻¹ to 1x10⁰ Mol L⁻¹. The magnitude of the coupling coefficient increases with decreasing ionic strength similarly to the trend observed for sandstones. The zeta potential has been calculated at full saturation using a modified version of the Helmholtz-Smoluchowski equation that accounts for surface electrical conductivity. Under atmospheric conditions, the magnitude of the zeta potential is decreasing with the increase of the ionic strength. We also investigate the effects of a CO₂ release and the calcite dissolution on the magnitude of the zeta potential. Finally, we use the spectral induced polarization method to determine the pore water conductivity effects on the complex electrical conductivity, the normalized chargeability and the main relaxation time during drainage in a clay free limestone. We also show evidences that these parameters could be considered as polarization parameters of the electrical double layer in the pore water conductivity range 10⁻³ - 10⁰ S m⁻¹

Cette thèse présente l'étude et la réalisation d'un imageur actif à laser CO₂ basé sur l'emploi d'un laser continu monomode, de la détection hétérodyne et de la compression d'impulsion. Un modèle théorique en est donné : bilan de portée, résolution angulaire, en distance et en vitesse Doppler ; l'influence sur l'hétérodynage optique des phénomènes de granularité laser, de turbulence atmosphérique, de la mauvaise adaptation des taches signal et oscillateur local au niveau du détecteur et des aberrations du système optique. On évalue également plusieurs systèmes de balayage angulaire et on compare leur performance en terme de précision Doppler. L'imageur réalisé après optimisation des choix comporte 64 lignes de 128 points dans un champ de 1 ° x 0,5 °. Les trois images Distance/Réflectance et Doppler sont four­ nies simultanément à une cadence de 1,5 Hz. Les essais ont confirmé la validité de la modélisation et permettent de juger de l'intérêt comparé de ces images nouvelles dont le domaine potentiel d'application apparait très vaste
The thesis describes the breadboard of an imaging CO₂ laser radar based upon the use of a CW waveguide single mode laser, heterodyne detection and chirp pulse compression. A theoretical model of the system is given: overall performance, angular, range and Doppler precisions are estimated, as well as the influence of heterodyne mixing, speckle, atmospheric turbulence and optical aberrations. An evaluation of several scanning devices is also given, that compares their performance as far as Doppler precision is concerned. Parametric optimization of this imaging system has 1ed to a total field of view of 0,5° x 1° (corresponding to 64 x 128 points). The 3 images Range-Doppler Velocity and Reflectivity are generated at a repetition rate of about 1,5 Hz. Field tests and experimental results confirm the theoretical investigations and help compare the relative interests of these new images in a wide range of applications

Ces dernières décennies ont vu l'émergence des microsystèmes électromécaniques (MEMS) grâce notamment aux techniques de fabrication employées dans l'élaboration des transistors. L'utilisation de différentes propriétés physiques (électroniques, mécaniques, optiques par exemple) a permis la construction d'un large panel de capteurs miniaturisés. Résultant de la miniaturisation sub-micrométrique des MEMS, les nanosystèmes électromécaniques (NEMS) constituent un tout nouveau type d'objet permettant d'adresser des applications nécessitant un très haut niveau de sensibilité et de résolution, comme la détection de gaz, la spectrométrie de masse ou la reconnaissance de molécules faisant traditionnellement appel à des machines très volumineuses. L'utilisation de ces NEMS requiert cependant un circuit électronique CMOS afin de lire et d'exploiter le signal en sortie de résonateur et servant également à la mise en place d'une boucle oscillante (boucle à verrouillage de phase ou boucle auto oscillante par exemple), architecture idéale pour la détection de masse en temps réel. L'intégration du circuit CMOS avec les résonateurs NEMS constitue un aspect critique quant à la fabrication de capteurs de haute performance. La solution optimale consiste à intégrer de manière monolithique ces deux parties sur la même puce, permettant ainsi de réduire la dimension du capteur et d'améliorer la transmission du signal électrique entre les résonateurs et le circuit CMOS. Cette thèse propose dans un premier temps d'analyser l'intérêt de cette co-intégration du point de vue électrique. Dans un second temps, cette thèse portera sur le développement d'une approche originale visant à co-intégrer de manière monolithique les nano résonateurs au-dessus du circuit CMOS et des interconnexions. La dernière partie portera sur le design d'un détecteur de masse composé d'un réseau compact de NEMS co-intégré CMOS
During these last decades, Very Large Scale Integration (VLSI) techniques, well developed for transistors, have been used for the Micro ElectroMechanical Systems (MEMS) devices. Thanks to the combination of different physical properties (such as electronic, mechanical, optical etc.) the fabrication of various kinds of miniaturized sensors has been made possible. The sub-µm downscaling of MEMS has allowed the emergence of a new kind of devices called NEMS (for Nano ElectroMechanical Systems) and the possible use of the electromechanical systems in specific applications in which a high level of sensitivity and resolution is necessary, such as gas sensing, mass spectrometry and molecules recognition, to replace traditional bulky machines. Nevertheless, the use of these NEMS requires a CMOS electronic to enhance NEMS resonators readout and to implement closed-loop oscillators (e.g. phase-locked loop or self-oscillating loop) that provide real-time mass measurements. The integration of the electronic circuit with the resonators is a critical aspect for the fabrication of high performance sensors. The best way consists in monolithically processing these two parts on the same die allowing a size reduction of the sensor and an optimal signal transmission between the NEMS resonators and the CMOS circuit. In a first time, this thesis proposes to analyze the interest of this co integration from an electrical point of view. In a second time, this thesis deals with the development of a 3D co integration in which the nano resonators are fabricated above the CMOS circuit and the interconnections. The final part is focused on the layout design considerations for the implementation of a compact mass sensor based on a NEMS array co integrated with a CMOS

Le paradigme ingénierie-dirigée par les modèles (Model-Driven Engine MDE) encourage l'utilisation des modèles et des langages de modélisation durant le processus de développement afin d'améliorer la qualité et la productivité. Les métamodèles sont des composants essentiels de tout écosystème de langage de modélisation afin de définir les aspects structurels d'un domaine d'activité. En complément, l'Object Constraint Language (OCL) est utilisé pour spécifier en détail les aspects du domaine d'activité, par exemple plus de 750 contraintes viennent avec le métamodèle UML. Malheureusement, les métamodèles sont constamment soumis aux changements et évolution qui affectent les contraintes OCL définies qui peuvent avoir besoin d'être co-évolué en conséquence. Bien que plusieurs approches aient été proposées pour détecter les changements de métamodèle lors de l'évolution et de les utiliser par la suite pour co-évoluer les contraintes OCL. Ils ne peuvent toujours pas détecter une trace d'évolution complète et correcte du métamodèle tout en proposant une résolution unique par contrainte OCL impactée alors que des résolutions multiples et alternatives peuvent être appliquées. Dans cette thèse, nous proposons une approche pour détecter les changements de métamodèle lors d'une évolution, tout en visant la complétude et une haute précision. Notre approche de détection considère les changements atomiques et complexes au cours de l'évolution. Par ailleurs, nous proposons une approche dédiée à la co-évolution des contraintes OCL tout en tenant compte des résolutions alternatives et à veiller à ce que seules les résolutions appropriées sont proposées à l'utilisateur pour chaque contrainte OCL impactée. Notre validation montre d'une part que le rappel (recall) de 100% est toujours atteint dans nos cas d'études avec une précision moyenne de 70,75%, qui est encore améliorée par nos heuristiques jusqu'à 91% et 100% dans certains cas. D'autre part, une moyenne de 92% et 93% respectivement syntaxiquement et sémantiquement correcte de co-évolution d'OCL sont atteintes dans nos études de cas. Les deux approches sont implémentées sous forme de plugins pour l'IDE Eclipse, un environnement de développement très répandu pour les développeurs de logiciels. Les plugins sont testés par nos partenaires industriels du projet ANR MoNoGe. Cette thèse a abouti à huit articles publiés et trois autres articles qui sont en cours de soumission / phase de révision
Model-Driven Engineering (MDE) paradigm promotes the use of models and modeling languages during the development process aiming at a better quality and productivity. Metamodels are core components of any modeling language ecosystem to define structural aspects of a business domain. As a complement, the Object Constraint Language (OCL) is used to specify detailed aspects of the business domain, e.g. more than 750 constraints come with the UML metamodel. Unfortunately, metamodels are subject to a constant change and evolution which impacts the defined OCL constraints that may need to be co-evolved as well. Although several approaches have been proposed to detect metamodel changes during evolution and to use them to co-evolve OCL constraints. They still cannot detect a complete and a correct evolution trace of the metamodel while proposing a unique resolution per impacted OCL constraint whereas multiple and alternative ones can be applied. In this thesis, we propose an approach to detect metamodel changes during evolution while aiming at completeness and high precision. Our detection approach considers both atomic and complex changes during evolution. In addition, we propose a dedicated approach to co-evolve OCL constraints while considering alternative resolutions and ensuring that only the appropriate resolutions are proposed to the user for each impacted OCL constraint. Our validation shows on the one hand that a 100% recall is always reached in our case studies with an average precision of 70.75%, which is improved by our heuristics up to 91% and 100% in some cases. On the other hand, an average of 92% and 93% of respectively syntactically and semantically correct OCL co-evolution are reached in our case studies. Both approaches are implemented as plugins for the Eclipse IDE a wide-spread development environment for software developers. The plugins are under test by our industrial partners in the ANR MoNoGe project. This PhD resulted in eight published papers and three other papers are currently under submission/revision phase

Cette thèse se place dans un contexte médical de traitements oncologiques, plus particulièrement en protonthérapie robotisée. L’objectif de cette thèse, réalisée sous contrat Cifre avec la société LEONI CIA Cable Systems, est le développement d’une commande en co-manipulation sûre dédiée à un robot médical sériel. Cette commande doit permettre à un opérateur de manipuler intuitivement et précisément un robot de grande inertie positionneur de patients. Les contributions portent sur deux axes, d’une part le développement et l’implémentation sur le robot Orion de l’entreprise LEONI CIA Cable Systems d’une commande en admittance ainsi que la comparaison de trois dispositifs haptiques, et d’autre part le développement d’un mécanisme de détection de collisions proprioceptif permettant l’amélioration de la sécurité de fonctionnement. À partir d’une revue de la littérature concernant les commandes compliantes, nous avons développé et implémenté une commande en admittance dédiée au robot Orion en tenant compte de la discrétisation de la commande par le contrôleur spécifique de ce robot. Une expérience de comparaison sur le robot nous a permis d’identifier le dispositif haptique le mieux adapté au cas clinique considéré. Après une étude de l’état de l’art des mécanismes de détection de collisions, une approche fréquentielle de la modélisation du couple axial prenant en compte les rapports de réduction élevés et de technologie différente du robot a été proposée. Elle permet de modéliser finement le couple théoriquement fourni par les moteurs ; celui-ci est ensuite comparé avec la mesure du couple réellement produit afin de détecter une éventuelle collision
This PhD thesis takes place in a medical context of oncological treatments, more particularly in robotised protontherapy. The objective of this thesis, carried out under a CIFRE contract with LEONI CIA Cable Systems, is the development of a safe comanipulation control dedicated to a serial medical robot. This control law should allow an operator to intuitively and precisely manipulate a robot of high inertia for accurate patients positioning. The contributions of this thesis focus on the development and implementation of an admittance-controlled Orion robot from LEONI CIA Cable Systems and the comparison of three haptic devices, and on the other hand, on the development of a proprioceptive collision detection mechanism allowing the improvement of operational safety. Based on a review of the literature on compliant controls, we have developed and implemented an admittance control approach dedicated to the Orion robot, taking into account the discretization of the control by the controller specific to this robot. A comparison experiment on the robot allowed us to identify the haptic device best suited to the clinical case considered. Based on a state of the art of collision detection mechanisms analysis, a frequency approach of the modeling of the axial torque taking into account the high reduction ratios and different robot technology has been proposed. It allows us to finely model the torque theoretically provided by the motors ; The latter is then compared with the measurement of the torque actually produced in order to detect a possible collision