Dissertations / Theses: 'Impression 3D et 4D'

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Noirbent, Guillaume. "Nouveaux systèmes d'amorçage radicalaire : la catalyse photoredox comme nouvelle stratégie pour la synthèse de polymère." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0359.

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Abstract:

Ces dernières années, la photopolymérisation a fait l'objet d'intenses efforts de recherche en raison de la croissance constante des applications industrielles. C’est un processus rapide pouvant être réalisée à température ambiante, sans solvant et permettant d'obtenir un contrôle spatial et temporel de la polymérisation. Ces dernières années, l'utilisation de conditions d'irradiation douce qui constitue une alternative aux procédés de photopolymérisation UV à l'origine de nombreux soucis de sécurité est activement recherchée. Par conséquent, le développement de nouveaux systèmes photoamorceurs absorbant fortement dans la région visible ou du proche infra-rouge sont activement recherchés par les communautés académiques et industrielles. Néanmoins, même si certains résultats sont prometteurs, les systèmes reportés sont souvent caractérisés par des réactivités modérées et rivalisent difficilement avec les systèmes UV actuels. Dans ce contexte, nous avons synthétisé une large librairie de molécules photosensibles capables d’absorber la lumière dans le domaine du visible ou du proche infrarouge et capables d’amorcer une réaction de polymérisation avec un système photoamorceur basée sur la catalyse photoredox. Dans ce manuscrit, nous présentons aussi bien la synthèse et les capacités de polymérisation de différentes familles de colorants. Leurs propriétés photochimiques ont également été étudiées par spectrométrie UV-visible, luminescence, photolyse, surveillance de la température et expériences de résonance paramagnétique électronique. Des applications telles que l'impression 3D et les expériences d'écriture laser sont également présentées
In recent years, photopolymerization has been the subject of intense research efforts due to the constant growth of industrial applications. It is a quick process that can be performed at room temperature, solvent-free conditions and enables to get a spatial and a temporal control of the polymerization process. In recent years, the use of irradiation conditions that constitutes an alternative to the UV photopolymerization processes at the origin of numerous safety concerns are actively researched. Therefore, the development of new photoinitiating systems which absorb strongly in the visible or near infrared region are actively researched by both the academic and industrial communities. Nevertheless, even if some results are promising, the reported systems are often characterized by moderate reactivities and hardly compete with current UV systems. In this context, we have synthesized a large library of photosensitive molecules capable of absorbing light in the visible or near infrared range and capable of initiating a polymerization reaction with a photoinitiating system based on photoredox catalysis. In this manuscript, we present both the synthesis and the polymerization abilities of different families of dyes. Their photochemical properties were also studied by UV-Visible spectrometry, luminescence, photolysis, temperature monitoring and electronic paramagnetic resonance experiments. Applications such as 3D printing and laser write experiments are also presented

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Brandou, Vincent. "Stéréovision locale et reconstruction 3D/4D." Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4093.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de proposer une méthodologie complète de reconstruction 3D d’objets sous-marins naturels, améliorée par une nouvelle méthode d’acquisition afin de permettre des mesures quantitatives. Il a d’abord fallu prendre en compte les différents problèmes liés au milieu sous-marin profond ; la contrainte principale est que le système utilisé pour faire l’acquisition des images doit être contrôlé à des profondeurs très importantes, jusqu’à 6000 mètres, à l’aide d’un véhicule positionné sur le fond. Ainsi, une méthode permettant l’acquisition automatique d’images a été développée, adaptée à tout type d’objet sous-marin de faible échelle (environ 1m3). L’acquisition d’image est réalisée avec un système de stéréovision contrÔlé par un bras manipulateur. La méthode que nous proposons permet de connaître les paramètres extrinsèques des caméras du système de vision, par le suivi d’une trajectoire définie par la géométrie de la tête stéréo. Ainsi, la trajectoire est générée par le déplacement d’une caméra sur la position de l’autre caméra par asservissement visuel. Avec cette méthode, nous pouvons enregistrer des images à intervalles réguliers directement liés à la géométrie de la tête stéréo. Ensuite, le modèle 3D de l’objet sous-marin est calculé à partir des images collectées et des paramètres des caméras. Le résultat final est une reconstruction 3D dense avec un plaquage de texture, qui permet de faire des mesures métriques. Mots-clés: métrologie 3D, vision par ordinateur, stéréovision, asservissement visuel, trajectoire d’acquisition, reconstruction 3D
The aim of this study is to propose a complete 3-dimension reconstruction method of natural submarine objects improved by a new acquisition method for quantitative measures, which can be used in operational conditions. First, it was necessary to take into account the various problems connected with the deep sea environment ; the main constraint is that the system used to collect images must be manipulated at very important depths, up to 6000 meters by an underwater vehicle positioned on the sea floor. Thus, a method allowing the automatic acquisition of images was developed, adapted to any type of small-scale submarine object (approximately 1m 3). The image acquisition is performed with a stereovision system operated by a manipulator arm. The method that we propose enables us to know extrinsic camera parameters by following a specific trajectory defined by the geometry of a stereo rig. Indeed, the trajectory is generated by the displacement of one camera onto the position of the other one by visual servoing. With this method, we can register images at regular intervals directly linked to the geometry of the stereo rig. Then, the 3D model of the underwater object is calculated from the collected images and camera parameters. The final result is a dense 3D reconstruction with texture mapping that enables metric measures. Keywords: 3D metrology, computer vision, stereovision system, visual servoing, camera trajectory, 3D reconstruction

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Cardis, Benoît. "Fabrication des pièces métalliques et céramiques par impression 3D /." Sion, 2007. http://doc.rero.ch/record/10785?ln=fr.

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Chabaud, Guillaume. "3D and 4D printing of high performance continuous synthetic and natural fibre composites for structural and morphing applications." Thesis, Lorient, 2020. http://www.theses.fr/2020LORIS563.

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Abstract:

L’impression 3D et plus spécifiquement la technique de Fused Filament Fabrication (FFF) de matériaux composites à renforts continus est un domaine d’étude en plein essor visant à pallier les faibles performances mécaniques rencontrées par les composites élaborés en impression 3D et ainsi ouvrir les champs d’applications (aéronautique, course au large…). Autre tendance, l’impression 4D qui permet de développer des matériaux stimulables (capteurs et/ou actionneurs) et d’envisager des structures architecturées complexes se déformant sous l’action de divers stimuli (humidité, électricité, température, pression…). Le travail de thèse s’inscrit dans ce contexte pluriel et vise à développer de nouveaux matériaux multifonctionnels par impression 3D et 4D. Dans un premier temps, le travail de thèse a pour objectif scientifique de comprendre les relations entre le procédé, la microstructure induite, les performances mécaniques et hygro-mécaniques en vue d’applications structurelles (aéronautique, course au large …) sur des matériaux composites renforcés de fibres synthétiques (carbone et verre) et naturelles (lin). La deuxième partie des travaux de thèse vise à développer des matériaux composites hygromorphes renforcés de fibres continues (synthétiques et naturelles) par impression 4D avec une architecture en bilame bio-inspirée de la pomme de pin. Le caractère conducteur des fibres de carbone est utilisé pour développer de nouveaux actionneurs electro- thermo-hygromorphes présentant un actionnement contrôlé et accéléré par rapport aux hygromorphes classiques. Enfin, la liberté de design offerte par l’impression 3D a été utilisée pour contrôler localement la rigidité et l’actionnement d’actionneurs composites renforcés de fibres de lin continues
3D printing and especially Fused Filament Fabrication (FFF) technology for composite materials reinforced by continuous fibers is an emerging research field which aims to enhance the mechanical performance of 3D printing structures and to widen the field of application (aerospace, sailing…). Another trend, 3D printing allows to develop stimulable materials (sensor and/or actuators) and to consider parts with complex architecture that can be deployed under various stimulation (electricity temperature, pressure…). The present work is therefore part of this context and aims to develop new multi-functional materials elaborated by 4D printing. First, the scientific objective of this work is to better understand the relationship between the process, the induced microstructure, mechanical and the hygromechanical performances in order to target structural applications (aeronautic, sailing) for composite materials reinforced with synthetic fibers (carbon and glass) and natural fibers (flax). The second part of this work aimed to develop hygromorphic composites reinforced with continuous fibers (synthetic and natural) by 4D printing with a bioinspired bilayer architecture inspired by the pinecone scale. The conductive behavior of carbon fiber was used to create new electro-thermo-hygromorph actuators with controlled and accelerated actuation compared to conventional hygromorphs. Finally, the design freedom provided by 4D printing made it possible to control the local stiffness and actuation of composite actuators reinforced with continuous flax fiber

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Montagnat, Johan. "Modèles déformables pour la segmentation et la modélisation d'images médicales 3D et 4D." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00683368.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'utilisation des modèles déformables surfaciques pour la segmentation d'images 3D et 4D. Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à contraindre l'espace des déformations admissibles du modèle afin de rendre le processus de déformation plus fiable. Nous avons utilisé le formalisme des maillages simplexes pour exprimer des contraintes régularisantes de la surface. Nous avons développé un processus évolutif de déformation combinant une transformation globale ayant peu de degrés de liberté et un champ de déformations locales. Il permet de contrôler le nombre de degrés de liberté offerts au modèle surfacique de manière simple et efficace. Nous avons également cherché à enrichir la connaissance a priori des données apportée par le modèle. Nous utilisons des contraintes de forme pour faciliter la segmentation des structures à reconstruire, notamment dans les zones où les données de l'image sont bruitées ou lacunaires. Nous nous sommes également intéressés à la convergence formelle du processus de déformation. Nous avons développé un algorithme de changement de topologie des modèles discrets que nous avons comparé à l'approche par ensembles de niveaux. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à la définition du terme d'attache aux données pour différents types d'images 3D. Nous avons envisagé plusieurs géométries rencontrées dans les images médicales. Nous avons étudié l'apport d'une information sur les régions ou sur la distribution des niveaux de gris de l'image pour la déformation ou le recalage multimodal d'un modèle. Finalement, nous nous sommes intéressés à la segmentation de séquences temporelles d'images cardiaques 2D ou 3D. La prise en compte de l'information temporelle permet d'introduire de nouvelles contraintes de déformations. Nous avons mis nos méthodes en pratique avec la segmentation d'images ou des séquences d'images cardiaques provenant de différentes modalités d'acquisition.

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Montagnat, Johan. "Modeles deformables pour la segmentation et la modelisation d'images medicales 3d et 4d." Nice, 1999. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00683368.

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Abstract:

Dans cette these, nous nous interessons a l'utilisation des modeles deformables surfaciques pour la segmentation d'images 3d et 4d. Dans un premier temps, nous nous sommes attaches a contraindre l'espace des deformations admissibles du modele afin de rendre le processus de deformation plus fiable. Nous avons utilise le formalisme des maillages simplexes pour exprimer des contraintes regularisantes de la surface. Nous avons developpe un processus evolutif de deformation combinant une transformation globale ayant peu de degres de liberte et un champ de deformations locales. Il permet de controler le nombre de degres de liberte offerts au modele surfacique de maniere simple et efficace. Nous avons egalement cherche a enrichir la connaissance a priori des donnees apportee par le modele. Nous utilisons des contraintes de forme pour faciliter la segmentation des structures a reconstruire, notamment dans les zones ou les donnees de l'image sont bruitees ou lacunaires. Nous nous sommes egalement interesses a la convergence formelle du processus de deformation. Nous avons developpe un algorithme de changement de topologie des modeles discrets que nous avons compare a l'approche par courbes de niveaux. Dans un deuxieme temps, nous nous sommes interesses a la definition du terme d'attache aux donnees pour differents types d'images 3d. Nous avons envisage plusieurs geometries rencontrees dans les images medicales. Nous avons etudie l'apport d'une information sur les regions ou sur la distribution des niveaux de gris de l'image pour la deformation ou le recalage multimodal d'un modele. Finalement, nous nous sommes interesses a la segmentation de sequences temporelles d'images cardiaques 2d ou 3d. La prise en compte de l'information temporelle permet d'introduire de nouvelles contraintes de deformations. Nous avons mis nos methodes en pratique avec la segmentation d'images ou des sequences d'images cardiaques provenant de differentes modalites d'acquisition.

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Lara, Garcia Alejandra. "Optimisation de l'adhésion interfaciale dans l'impression 3D multi-polymère pour améliorer les propriétés mécaniques des structures spatialement amorties." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0340.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, des solutions innovantes ont été étudiées afin d'améliorer l'adhésion interfaciale entre du PLA et un TPC lors du procédé d'impression par dépôt de fil fondu. Deux solutions ont été proposées : (i) l'utilisation d'additifs promoteurs d'adhésion et (ii) la synthèse de copolymères incorporant des blocs PLA comme éléments constitutifs. Dans le premier cas, différents additifs issus de la biomasse ont été incorporés individuellement dans la formulation du PTC. Des conditions de fabrication des filaments ont été optimisées pour obtenir des filaments sans défaut et de diamètre constant. L'évaluation de l'adhésion a été faite en utilisant une version modifiée du test T Peel de pelage. L'amidon 2-hydroxyéthyle a présenté la plus forte amélioration de l'adhésion avec de faibles variabilités des résultats. Elle prouve que les additifs peuvent être utilisés comme promoteurs d'adhésion dans des systèmes où l'adhésion est faible, par exemple entre des polymères incompatibles comme un PLA et un TPC. De plus, cette formulation n'a pas modifié le comportement d'amortissement et de filtrage des vibrations du TPC. Par conséquent, il a été possible d'imprimer à l'aide d'un FFF multi-polymère un prototype d'équipement de protection combinant un PLA et le TPC formulé, comme une genouillère. En parallèle, la deuxième solution testée consiste à synthétiser par extrusion réactive de nouveaux copolymères multiblocs via des réactions de transestérification entre le PLA et le PBT. Différentes expériences ont été réalisées pour optimiser les conditions de la réaction de transestérification. Bien que les résultats obtenus par FTIR, RMN 1H, DSC et DMA confirme la formation du copolymère en petites quantités, le matériau présentait une faible imprimabilité et une délamination des couches. Par conséquent, l'évaluation de l'adhésion n'a pas été réalisée avec ce matériau
Solutions for improving multi-polymer FFF interlayer adhesion between PLA and a TPC were studied. Two solutions were proposed: (i) the use of adhesion promoter additives and (ii) the synthesis of copolymers incorporating PLA as building blocks. In the first one, different biosourced additives were individually incorporated into the formulation of the TPC. Filament fabrication conditions were optimized to achieve filaments with no defects and a constant diameter. Evaluation of adhesion was done using a modified version of the T-peel test. Only 2-hydroxyethyl starch presented the highest adhesion enhancement with low variabilities. Findings demonstrate the strategic potential of using modified biosourced additives to boost interfacial adhesion between two incompatible polymers. Furthermore, this formulation did not change the vibration-damping and filtering behavior of the TPC. Therefore, it was possible to print a prototype of protective equipment combining a PLA and the formulated TPC, such as a knee pad, using a multi-polymer FFF. The second solution refers to the synthesis through transesterification reactions of PLA and PBT new multiblock copolymers with a reactive extrusion process. Different experiments were done to optimize the transesterification's conditions. Although FTIR, 1H NMR, DSC and DMA results evidence the presence of the copolymer in small amounts, material had low printability presenting layer delamination. Therefore, the evaluation of adhesion was not achieved with this material

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Lanterne, Célestin. "Réparation et optimisation de maillages 3D pour l'impression 3D." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0454.

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Abstract:

Les imprimantes 3D utilisent des modèles 3D sous la forme de maillages pour définir la géométrie et l'apparence des objets à imprimer. Un maillage 3D doit posséder certaines propriétés topologiques pour que la géométrie qu'il représente soit imprimable, et la géométrie elle même doit respecter certaines conditions pour être imprimable. Ces propriétés et conditions peuvent varier selon la technologie d'impression 3D utilisée.De nombreux maillages 3D utilisés pour l'impression n'ont dans un premier temps pas été conçus pour cette application. La principale utilisation première de ces maillages est la visualisation, qui ne nécessite pas les mêmes propriétés topologiques et conditions géométriques. Le sujet de cette thèse est la réparation de ces maillages afin de les rendre imprimables.Une chaîne de réparation comprenant plusieurs étapes a été conçue dans ce but. Les conditions de non-variété sont réparées en réalisant une extraction de composantes connexes (surfaces). Les bords des surfaces sont détectés et classés en fonction de la meilleure réparation à appliquer sur chaque. Les bords des surfaces sont réparés suivant leurs classement soit par une méthode de remplissage soit par une méthode d'épaississement. La fragilité de la géométrie est détectée et contrôlée
3D printers use 3D models in the form of meshes to define the geometry and the appearance of objects to be printed. A 3D mesh must have some topological properties so that the geometry it represents could be printable and the geometry itself must respect certain conditions to be printable. These properties and conditions may vary depending on the 3D printing technologies in use.Many 3D meshes used for printing were not initially designed for this purpose application. The main primary use of these meshes is visualization, which does not require the same topological properties and geometric conditions. The subject of this thesis is the repair of these meshes to make them printable.A repair chain including several steps was designed for this purpose. Non-manifold conditions are repaired by extracting related components (surfaces). The boundaries of surfaces are detected and classified according to the best repair to be applied on each. The boundaries of surfaces are repaired according to their classification either by a filling method or by an offset method. The weakness of the geometry is detected and controlled

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Dennler, S. "Structure et magnétisme de systèmes mixtes 3d/4d et 3d/5d : une étude ab initio des alliages macroscopiques aux nanoparticules." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00266714.

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Abstract:

Divers systèmes mixtes Co/Rh et Co/Pt, des alliages macroscopiques massifs et de surface jusqu'aux nanoparticules, ont été étudiés dans le cadre théorique de la fonctionnelle de la densité. Tandis qu'ils conservent un moment magnétique élevé même dans un environnement fortement mixte, les atomes Co induisent en général des moments notablement exaltés sur leurs voisins 4d/5d, menant à des moments moyens importants en bon accord avec l'expérience. Nous analysons l'influence respective des effets d'alliage et de coordinence réduite, ainsi que la forte corrélation entre structure, ordre chimique et propriétés magnétiques. Le caractère oscillant de type RKKY des moments induits, nettement amplifiés à la surface, conduit à une distribution complexe des moments magnétiques. Le dopage en Co s'avère particulièrement efficace pour les grosses particules 4d/5d, peu ou pas magnétiques, même si la présence de moments induits antiparallèles peut alors modérer légèrement l'exaltation magnétique.

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Sossou, Comlan. "Une approche globale de la conception pour l'impression 4D." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCA001/document.

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Abstract:

Inventée en 1983, comme procédé de prototypage rapide, la fabrication additive (FA) est aujourd’hui considérée comme un procédé de fabrication quasiment au même titre que les procédés conventionnels. On trouve par exemple des pièces obtenues par FA dans des structures d’aéronef. Cette évolution de la FA est due principalement à la liberté de forme permise par le procédé. Le développement de diverses techniques sur le principe de fabrication couche par couche et l’amélioration en quantité et en qualité de la palette de matériaux pouvant ainsi être mis en forme, ont été les moteurs de cette évolution. De nombreuses autres techniques et matériaux de FA continuent de voir le jour. Dans le sillage de la FA (communément appelée impression 3D) a émergé un autre mode de fabrication : l’impression 4D (I4D). L’I4D consiste à explorer l’interaction matériaux intelligents (MIs) – FA. Les MIs sont des matériaux dont l’état change en fonction d’un stimulus ; c’est le cas par exemple des matériaux thermochromiques dont la couleur change en réponse à la chaleur ou des hydrogels qui peuvent se contracter en fonction du pH d’un milieu aqueux ou de la lumière. Les objets ainsi obtenus ont – en plus d’une forme initiale (3D) – la capacité de changer d’état (en fonction des stimuli auxquels sont sensibles les MIs dont ils sont faits) d’où la 4e dimension (temps). L’I4D fait – à juste titre – l’objet d’intenses recherches concernant l’aspect fabrication (exploration de nouveaux procédés et matériaux, caractérisation, etc.). Cependant très peu de travaux sont entrepris pour accompagner les concepteurs (qui, a priori, ne sont ni experts FA ni des experts de MIs) à l’utiliser dans leurs concepts. Cette nouvelle interaction procédé-matériau requiert en effet des modèles, des méthodologies et outils de conception adaptés. Cette thèse sur la conception pour l’impression 4D a pour but de combler ce vide méthodologique. Une méthodologie de conception pour la FA a été proposée. Cette méthodologie intègre les libertés (forme, matériaux, etc.) et les contraintes (support, résolution, etc.) spécifiques à la FA et permet aussi bien la conception de pièces que celle d’assemblages. En particulier, la liberté de forme a été prise en compte en permettant la génération d’une géométrie minimaliste basée sur les flux fonctionnels (matière, énergie, signal) de la pièce. Par ailleurs, les contributions de cette thèse ont porté sur la conception avec les matériaux intelligents. Parce que les MIs jouent plus un rôle fonctionnel que structurel, les préoccupations portant sur ces matériaux doivent être menées en amont du processus de conception. En outre, contrairement aux matériaux conventionnels (pour lesquels quelques valeurs de paramètres peuvent suffire comme information au concepteur), les MIs requièrent d’être décrits plus en détails (stimulus, réponse, fonctions, etc.). Pour ces raisons un système d’informations orientées conception sur les MIs a été mis au point. Ce système permet, entre autre, d’informer les concepteurs sur les capacités des MIs et aussi de déterminer des MIs candidats pour un concept. Le système a été matérialisé par une application web. Enfin un cadre de modélisation permettant de modéliser et de simuler rapidement un objet fait de MIs a été proposé. Ce cadre est basé sur la modélisation par voxel (pixel volumique). En plus de la simulation des MIs, le cadre théorique proposé permet également le calcul d’une distribution fonctionnelle de MIs et matériau conventionnel ; distribution qui, compte tenu d’un stimulus, permet de déformer une forme initiale vers une forme finale désirée. Un outil – basé sur Grasshopper, un plug-in du logiciel de CAO Rhinoceros® – matérialisant ce cadre méthodologique a également été développé
Invented in 1983, as a rapid prototyping process, additive manufacturing (AM) is nowadays considered as a manufacturing process almost in the same way as conventional processes. For example, parts obtained by AM are found in aircraft structures. This AM evolution is mainly due to the shape complexity allowed by the process. The driving forces behind this evolution include: the development of various techniques on the layer-wise manufacturing principle and the improvement both in quantity and quality of the range of materials that can be processed. Many other AM techniques and materials continue to emerge. In the wake of the AM (usually referred to as 3D printing) another mode of manufacturing did emerge: 4D printing (4DP). 4DP consists of exploring the smart materials (SM) – AM interaction. SMs are materials whose state changes according to a stimulus; this is the case, for example, with thermochromic materials whose color changes in response to heat or hydrogels which can shrink as a function of an aqueous medium’s pH or of light. The objects thus obtained have – in addition to an initial form (3D) – the capacity to shift state (according to the stimuli to which the SMs of which they are made are sensitive) hence the 4th dimension (time). 4DP is – rightly – the subject of intense research concerning the manufacturing aspect (exploration of new processes and materials, characterization, etc.). However, very little work is done to support the designers (who, in principle, are neither AM experts nor experts of SMs) to use it in their concepts. This new process-material interaction requires adapted models, methodologies and design tools. This PhD on design for 4D printing aims at filling this methodological gap. A design methodology for AM (DFAM) has been proposed. This methodology integrates the freedoms (shape, materials, etc.) and the constraints (support, resolution, etc.) peculiar to the AM and allows both the design of parts and assemblies. Particularly, freedom of form has been taken into account by allowing the generation of a minimalist geometry based on the functional flows (material, energy, and signal) of the part. In addition, the contributions of this PhD focused on designing with smart materials (DwSM). Because SMs play a functional rather than a structural role, concerns about these materials need to be addressed in advance of the design process (typically in conceptual design phase). In addition, unlike conventional materials (for which a few parameter values may suffice as information to the designer), SMs need to be described in more detail (stimulus, response, functions, etc.). For these reasons a design-oriented information system on SMs has been developed. This system makes it possible, among other things, to inform designers about the capabilities of SMs and also to determine SMs candidates for a concept. The system has been materialized by a web application. Finally, a modeling framework allowing quickly modeling and simulating an object made of SMs has been proposed. This framework is based on voxel modeling (volumetric pixel). In addition to the simulation of SMs behaviors, the proposed theoretical framework also allows the computation of a functional distribution of SMs and conventional material; distribution which, given a stimulus, makes it possible to deform an initial form towards a desired final form. A tool – based on Grasshopper, a plug-in of the CAD software Rhinoceros® – materializing this methodological framework has also been developed

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Courchay, Jérôme. "Calibration par programmation linéaire et reconstruction spatio-temporelle à partir de réseaux d’images." Thesis, Paris Est, 2011. http://www.theses.fr/2011PEST1014/document.

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Abstract:

Le problème de la stéréovision à partir de caméras multiples calibrées capturant une scène fixe est étudié depuis plusieurs décennies. Les résultats présentés dans le benchmark de stéréovision proposé par Strecha et al., attestent de la qualité des reconstructions obtenues. En particulier, les travaux du laboratoire IMAGINE, mènent à des résultats visuellement impressionnant. Aussi, il devient intéressant de calibrer des scènes de plus en plus vastes, afin d'appliquer ces algorithmes de stéréovision de façon optimale. Trois objectifs essentiels apparaissent : – La précision de la calibration doit être améliorée. En effet comme pointé par Yasutaka Furukawa, même les benchmarks de stéréovision fournissent parfois des caméras bruitées à la précision imparfaite. Un des moyen d'améliorer les résultats de stéréovision est d'augmenter la précision de la calibration. – Il est important de pouvoir prendre en compte les cycles dans le graphe des caméras de façon globale. En effet la plupart des méthodes actuelles sont séquentielles, et dérivent. Ainsi ces méthodes ne garantissent pas, pour une très grande boucle, de retrouver cette configuration cyclique, mais peuvent plutôt retrouver une configuration des caméras en spirale. Comme on calibre des réseaux d'images, de plus en plus grand, ce point est donc crucial. – Pour calibrer des réseaux d'images très grands, il convient d'avoir des algorithmes rapides. Les méthodes de calibration que nous proposons dans la première partie, permettent de calibrer des réseaux avec une précision très proche de l'état de l'art. D'autre part elle permettent de gérer les contraintes de cyclicité par le biais d'optimisations linéaires sous contraintes linéaires. Ainsi ces méthodes permettent de prendre en compte les cycles et bénéficient de la rapidité de la programmation linéaire. Enfin, la recherche en stéréovision étant arrivée à maturité, il convient de s'intéresser à l'étape suivante, à savoir la reconstruction spatio-temporelle. La méthode du laboratoire IMAGINE représentant l'état de l'art en stéréovision, il est intéressant de développer cette méthode et de l'étendre à la reconstruction spatio-temporelle, c'est-à-dire la reconstruction d'une scène dynamique capturée par un dôme de caméras. Nous verrons cette méthode dans la seconde partie de ce manuscrit
The issue of retrieving a 3D shape from a static scene captured with multiple view point calibrated cameras has been deeply studied these last decades. Results presented in the stereovision benchmark made by Strecha et al., show the high quality of state of the art methods. Particularly, works from IMAGINE laboratory lead to impressive results. So, it becomes convenient to calibrate wider and wider scenes, in order to apply these stereovision algorithms to large scale scenes. Three main objectives appear : – The calibration accuracy should be improved. As stated by Yasutaka Furukawa, even stereovision benchmarks use noisy cameras. So one obvious way to improve stereovision, is to improve camera calibration. – It is crucial to take cycles into account in cameras graph in a global way. Most of nowadays methods are sequential and so present a drift. So these methods do not offer the guarantee to retrieve the loopy configuration for a loop made of a high number of images, but retrieve a spiral configuration. As we aim to calibrate wider and wider cameras networks, this point becomes quite crucial. – To calibrate wide cameras networks, having quick and linear algorithms can be necessary. Calibration methods we propose in the first part, allow to calibrate with an accuracy close to state of the art. Moreover, we take cyclicity constraints into account in a global way, with linear optimisations under linear constraints. So these methods allow to take cycle into account and benefit from quickness of linear programming. Finally, sterovision being a well studied topic, it is convenient to concentrate on the next step, that is, spatio-temporal reconstruction. The IMAGINE' stereovision method being the state of the art, it is interesting to extend this method to spatio-temporal reconstruction, that is, dynamique scene reconstruction captured from a dome of cameras

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Brémond, Georges. "Caractérisation électrique et optique des ions de transition 3d et 4d dans InP interprétaton des sections efficaces absolues de photoionisation des ions de transition 3d /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612330t.

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Bhowmick, Indrani. "Synthèse et caractérisation de matériaux moléculaires magnétiques incorporant des ions métalliques 3d et 4d/5d connectés par des ponts cyanures." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14567/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous avons synthétisé de nouveaux matériaux moléculaires hétérométalliques pontés par des groupements cyanures en utilisant la chimie de coordination donneur-accepteur. Les précurseurs moléculaires basés sur un ion métallique 3d (MnII/III, FeII, NiII, CuII) agissent en tant qu’unités acceptrices, alors que les précurseurs 4d (RuIII) et 5d (ReIV) de type trans-cyanido ont été utilisés comme groupements donneurs. Le chapitre I présente une approche théorique avec quelques exemples des matériaux magnétiques de basse dimensionnalité : molécule et chaîne aimant qui illustrent le rôle du ligand cyanido pour concevoir les matériaux magnétiques. En outre, nous avons sélectionné des précurseurs cyanido à base de métaux 4d/5d pour leur anisotropie magnétique plus élevée par rapport aux ions de métaux 3d. Le choix des précurseurs moléculaires, leur synthèse et leur caractérisation ont été largement décrits dans le chapitre II. Au cours de ce travail de recherche, nous avons obtenu de nombreux systèmes moléculaires hétérométalliques mais également des systèmes unidimensionnels. Les chapitres III, IV et V décrivent la synthèse, la structure cristallographique et la caractérisation magnétique de tous les complexes synthétisés. L’empilement cristallin compact des molécules conduit à un état fondamental antiferromagnétique pour la plupart des complexes ce qui perturbe souvent les phénomènes de relaxation magnétique. Nous avons donc établi les diagrammes de phases magnétiques pour la plupart de ces systèmes. De plus, certaines des chaînes ReIV/MnIII et une chaîne ReIV/FeII présentent des comportements magnétiques de type "chaîne aimant" et donc une bistabilité magnétique
In this thesis, we have synthesised new cyanido bridged heterometallic molecule-based magnetic materials with the tool of simple donor-acceptor coordination chemistry. The 3d metal ion (MnII/III,FeII, NiII, CuII) based molecular precursors acted as acceptor building blocks, whereas the 4d (RuIII)and 5d (ReIV) trans-cyanido type molecular precursors were used as donor moieties.Chapter I contains a theoretical approach with examples of low dimensional magnetic materials:Single Molecule and Single Chain Magnets that illustrate the role of the cyanido ligand to design such magnetic materials. Furthermore, we emphasized the 4d/5d metal based cyanido precursors for their higher magnetic anisotropy over the 3d metal ions. The choice of molecular precursors, their synthesis and characterization were extensively described in chapter II. In this research work, we have obtained many heterometallic molecular complexes and also one dimensional systems. Chapter III, IV and V contain the synthesis, X-ray crystallographic and magnetic characterization of all the newly synthesized complexes. The close crystal packing of the molecules lead to an antiferromagnetic ground state for most of the complexes and this often perturbed the magnetic relaxation phenomena. As expected, we have found metamagnetic phase diagrams for most of these systems. Some of the ReIV/MnIII and a ReIV/FeII one dimensional compounds exhibited Single-Chain magnet like properties and thus magnetic bistability

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Zerhouni, Othmane. "Etude des propriétés élastiques effectives de matériaux poreux à microstructure aléatoire : Impression 3D, caractérisation, expérimentale et numérique." Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2019. http://www.theses.fr/2019IPPAX008.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, la combinaison de plusieurs outils numériques et expérimentaux a permis la génération de différents modèles de microstructures aléatoires afin d'étudier l'influence des descripteurs statistiques sur les propriétés élastiques effectives des matériaux poreux.Dans un premier temps, nous avons développé une procédure qui associe impression 3D, caractérisation expérimentale et numérique ainsi que les résultats théoriques sur les propriétés effectives de matériaux poreux désordonnée. Cette méthodologie est appliquée à la fabrication de microstructures constituées de pores sphériques, de taille unique ou avec une distribution de plusieurs tailles, qui sont disposés dans une volume cubique par un procédé d'ajout séquentiel et aléatoire (RSA). Un protocole expérimental est développé en commençant par la détermination du volume élémentaire représentatif (VER) afin d'obtenir des propriétés macroscopiques indépendantes des conditions aux limites imposées à l'échantillon numérique ou expérimental. A partir de ces résultats, une éprouvette standard est réalisée pour des essais multi-étapes de traction-relaxation sur matériaux polymères. Les résultats numériques et expérimentaux concernant les propriétés élastiques effectives de ces microstructures sont proches de la borne supérieure de Hashin-Shtrikman pour les matériaux isotropes pour une large gamme de porosité.Dans la seconde partie de cette thèse, on cherche à évaluer l'influence de certains descripteurs statistiques de la microstructure sur les propriétés élastiques macroscopiques pour les relier à l'espace poreux aléatoire et multi-échelle dans les carbonates. Pour cela, nous commençons par tester la pertinence des fonctions de corrélation à deux points en considérant deux familles différentes de microstructures poreuses qui ont les mêmes statistiques de second ordre. La première famille est générée par le code RSA avec différents élancements des pores ellipsoïdaux. La deuxième famille est, quant à elle, obtenue par seuillage de champs gaussiens générés à partir des fonctions de corrélations mesurées sur la première. Les propriétés élastiques effectives de ces deux familles sont obtenues par simulations numériques basées sur la transformée de Fourier rapide (FFT). Les résultats montrent que la fonction de corrélation est insuffisante pour prédire les propriétés effectives de matériaux poreux aléatoires. Nous proposons ensuite une manière d'évaluer l'influence de la connectivité sur les propriétés élastiques en considérant un réseau connecté de pores ellipsoïdaux reliés par des canaux cylindriques. Les propriétés effectives de ces microstructures montrent qu'une faible porosité additionnelle pour relier les pores ne change pas de manière significative la fonction de corrélation ou la distribution de cordes entre les microstructures mais peut engendrer d'important changement dans les modules élastiques des microstructures.Par la suite, une analyse du lien entre la géométrie locale dans l'espace poreux et les champs élastiques du matériaux est proposée. Cela consiste à étudier la distribution des fluctuations locales du champ de déformation par rapport à la distance euclidienne séparant un point de la phase solide de l'interface avec la phase poreuse. La moyenne et l'écart type des fluctuations de la composante hydrostatique du champ de déformation pour un chargement hydrostatique concordent qualitativement avec les modules de compressibilité effectives obtenus. Des observations similaires sont obtenues en analysant la composante de cisaillement pour un chargement en cisaillement. Compte tenu de ces résultats, il semble que les propriétés élastiques effectives des différentes microstructures étudiées sont fortement sensibles à l'information géométrique locale contenus dans la forme des pores et leur connectivité
This thesis deals with the 3D-printing, numerical simulation and experimental testing of porous materials with random isotropic microstructures. In particular, we attempt to assess by means of well-chosen examples the effect of partial statistical descriptors (i.e., porous volume fraction or porosity, two-point correlation functions and chord-length distribution) upon the linear effective elastic response of random porous materials and propose (nearly) optimal microstructures by direct comparison with available theoretical mathematical bounds. To achieve this, in the first part of this work, we design ab initio porous materials comprising single-size (i.e. monodisperse) and multiple-size (polydisperse) spherical and ellipsoidal non-overlapping voids. The microstructures are generated using a random sequential adsorption (RSA) algorithm that allows to reach very high porosities (e.g. greater than 80%). The created microstructures are then numerically simulated using finite element (FE) and Fast Fourier Tranform (FFT) methods to obtain representative isotropic volume elements in terms of both periodic and kinematic boundary conditions. This then allows for the 3D-printing of the porous microstructures in appropriately designed dog-bone specimens. An experimental setup for uniaxial tension loading conditions is then developed and the 3D-printed porous specimens are tested to retrieve their purely linear elastic properties. This process allows, for the first time experimentally, to show that such polydisperse (multiscale) microstructures can lead to nearly optimal effective elastic properties when compared with the theoretical Hashin-Shtrikman upper bounds for a very large range of porosities spanning values between 0-82%. To understand further the underlying mechanisms that lead to such a nearly optimal response, we assess the influence of several statistical descriptors (such as the one- and two-point correlation functions, the chord-length distribution function) of the microstructure upon the effective elastic properties of the porous material. We first investigate the ability of the two-point correlation function to predict accurately the effective response of random porous materials by choosing two different types of microstructures, which have exactly the same first (i.e., porosity) and second-order statistics. The first type consists of non-overlapping spherical and ellipsoidal pores generated by the RSA process. The second type, which uses the thresholded Gaussian Random Field (GRF) method, is directly reconstructed by matching the one- and two-point correlation functions from the corresponding RSA microstructure. The FFT-simulated effective elastic properties of these two microstructures reveal very significant differences that are in the order of 100% in the computed bulk and shear moduli. This analysis by example directly implies that the two-point statistics can be highly insufficient to predict the effective elastic properties of random porous materials. We seek to rationalize further this observation by introducing controlled connectivity in the original non-overlapping RSA microstructures. The computed effective elastic properties of these microstructures show that the pore connectivity does not change neither the two-point correlation functions nor the chord-length distribution but leads to a significant decrease in the effective elastic properties. In order to quantify better the differences between those three microstructures, we analyze the link between the local geometry of the porous phase and the corresponding computed elastic fields by computing the first (average) and second moments of the elastic strain fluctuations. This last analysis suggests that partial statistical information of the microstructure (without any input from the corresponding elasticity problem) might be highly insufficient even for the qualitative analysis of a porous material and by extension of any random composite material

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Villotte, Ségolène. "Synthèse et étude de photoamorceurs originaux pour la synthèse de polymères en 3D." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2019. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/190215_VILLOTTE_633x188tbzzqg92pqhsb517fvdfw_TH.pdf.

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Abstract:

L’impression 3D est une technologie en plein développement à tel point que certains considèrent qu’il s’agit de la quatrième révolution industrielle puisqu’elle a conduit à une nouvelle façon de concevoir et de produire des objets. En effet, à partir d’un modèle informatique, il est désormais possible de préparer facilement des objets avec des formes complexes et des propriétés uniques. Cependant, cette technologie présente un temps de réalisation très long, et une fois fabriquée, les propriétés des objets obtenus sont difficiles à moduler. Ainsi, ce travail de thèse a un double objectif. Le premier est de synthétiser de nouveaux photoamorceurs pour les imprimantes 3D utilisant la photopolymérisation. Dans ce cas, nous avons choisi des molécules connues pour leurs efficacités en polymérisation radicalaire et polymérisation cationique : les sels d’iodonium. Ceux-ci ont été greffés avec des chromophores connus pour leurs excellentes capacités de photosensibilisation des sels d’iodonium : les naphtalimides. L’objectif est d’étudier les possibilités d’amorçage de tels sels d’iodonium en polymérisation cationique et radicalaire à 405 nm, longueur d’onde choisie pour amorcer la photopolymérisation des imprimantes 3D. Par ailleurs, nous avons étudié l’impact de la nature du contre-anion. De plus, nous nous sommes intéressés à l’applicabilité de la polymérisation à terminaison réversible à la synthèse de polymère en 3D. En effet, nous avons étudié la possibilité de synthétiser un premier polymère en 3D via la photopolymérisation contrôlée par les nitroxydes et d’utiliser ce dernier comme macroamorceur de la polymérisation d’un second monomère
3D printing is a technology in full development to such an extent that it is considered as the fourth industrial revolution since it has led to a new way of designing and producing objects. Indeed, from a computer model, it is now possible to easily prepare objects with complex shapes and unique properties. However, this technology has a very long production time and once manufactured, the properties of the objects obtained are difficult to tune. Thus, the work developed during this PhD thesis has a dual purpose. The first is to synthesize new photoinitiators for 3D printers using photopolymerization. In this case, we choosed coumpounds known for their efficiencies in radical polymerization and cationic polymerization: the iodonium salts. These were grafted with chromophores known for their excellent photosensitization capabilities of iodonium salts: naphthalimides. The objective is to study the initiation possibilities of such iodonium salts in cationic and radical polymerization at 405 nm, wavelength chosen to initiate the photopolymerization of 3D printers. Moreover, we studied the impact of the nature of the counter anion. In addition, we investigated the applicability of reversible termination polymerization to 3D polymer synthesis. Indeed, we studied the possibility of synthesizing a first polymer in 3D via nitroxide mediated photopolymerization and to use the latter as macroinitiator of the polymerization of a second monomer

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Haque, Rubaiyet Iftekharul. "Design et développement d'un capteur acoustique imprimé." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2015. http://www.theses.fr/2015EMSE0794/document.

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Abstract:

L’objectif de ce travail était de concevoir et réaliser par impression un capteur acoustique capacitif résonant bas coût. Il s’inscrit dans le cadre d’un projet collaboratif de recherche intitulé « Spinnaker », défini par la société Tagsys RFID qui souhaite intégrer ce capteur afin d’améliorer la géolocalisation des étiquettes RFID. Ce travail a débuté par la conception et l’optimisation du design en utilisant la simulation par éléments finis (COMSOL) ainsi que des plans d’expériences (DOE : Design of Experiment). Cette première étape a permis de déterminer les paramètres optimaux et démontrer que les performances obtenues étaient conformes aux spécifications. Nous avons ensuite développé les différentes briques technologiques nécessaires à la réalisation des prototypes en utilisant conjointement l’impression 2D par inkjet et l’impression 3D. Nous avons vérifié la fonctionnalité de ces capteurs à l’aide de mesures électriques capacitives et acoustiques par vibrométrie laser. Nous avons démontré la sélectivité en fréquence des capteurs réalisés et comparé les résultats expérimentaux à ceux obtenus par simulation. Enfin, nous avons enfin exploré la « voie piezoélectrique » qui nous semble être une alternative intéressante au principe capacitif. En l’absence d’encre piézoélectrique commerciale imprimable par jet de matière, nous avons formulé une encre imprimable à base du co-polymère PVDF-TrFE et démontré le caractère piézoélectrique des couches imprimées. Les résultats sont prometteurs mais des améliorations doivent encore être apportées à cette encre et au procédé d’impression avant de pouvoir fabriquer des premiers prototypes
The objective of this work was to design and fabricate a low cost resonant capacitive acoustic sensor using printing techniques. It falls within the frame of a collaborative research project named “Spinnaker”, set up by TAGSYS RFID, a French company, which has planned to integrate this sensor to improve the geolocalization of their RFID tags. This work started with the design and optimization of the sensor using finite element modeling (COMSOL) and design of experiments (DOE). This first step has enabled the identification of the optimum set of parameters and demonstrated that the output responses were in accordance with the specifications. Then, we have developed the different technological building blocks required for the fabrication of the prototypes using jointly the 2D inkjet printing technique and 3D printing method. The functionality of the sensors has been characterized using both capacitive and acoustic measurements using laser Doppler vibrometer. Experimental results showed that sensitivity and selectivity were within the specifications and in good agreement with the modeling results. Finally, we investigated the piezoelectric approach which could be an interesting option to the capacitive one. Since no inkjet printable piezoelectric ink is commercially available, stable inkjet printable polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene (PVDF-TrFE) ink has been developed. PVDF-TrFE layers were then successfully printed and characterized. The results were quite promising, however further improvements of the ink and printing process are required before stepping towards piezoelectric based device fabrication

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Dennler, Samuel. "Structure et magnétisme de systèmes mixte 3d/4d et 3/d/5d : une étude ab initio des alliages macroscopiques aux nanoparticules." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30173.

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Abstract:

Divers systèmes mixtes Co/Rh et Co/Pt, des alliages macroscopiques massifs et de surface jusqu'aux nanoparticules, ont été étudiés dans le cadre théorique de la fonctionnelle de la densité. Tandis qu'ils conservent un moment magnétique élevé même dans un environnement fortement mixte, les atomes Co induisent en général des moments notablement exaltés sur leurs voisins 4d/5d, menant à des moments moyens importants en bon accord avec l'expérience. Nous analysons l'influence respective des effets d'alliage et de coordinence réduite, ainsi que la forte corrélation entre structure, ordre chimique et propriétés magnétiques. Le caractère oscillant de type RKKY des moments induits, nettement amplifiés à la surface, conduit à une distribution complexe des moments magnétiques. Le dopage en Co s'avère particulièrement efficace pour les grosses particules 4d/5d, peu ou pas magnétiques, même si la présence de moments induits antiparallèles peut alors modérer légèrement l'exaltation magnétique
Various mixed Co/Rh and Co/Pt systems from the macroscopic surface and bulk alloys down to the small nanoclusters have been studied within the density functional theory. Co atoms generally induces significantly enhanced magnetic moments at their 4d/5d neighbors, while they retain their magnetic moment even in an highly mixed environment, leading to substantial average moments in good agreement with earlier experiments. The respective influences of alloying and reduced coordination effects are discussed. Emphasis is given to the determination of the strong interplay between structure, chemical order and magnetic properties. The oscillating RKKY-like character of the Co-induced moments, combined to their significant enhancement at the surface, leads to a particularly complex magnetic pattern. The Co doping effect appears to be the most efficient for large, low-magnetic 4d/5d particles, even if in this case small antiparallel induced moments may slightly moderate the magnetic enhancement

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Bisognin, Aimeric. "Évaluation de technologies organiques faibles pertes et d’impression plastique 3D afin de contribuer au développement de solutions antennaires innovantes dans la bande 60 GHz – 140GHz." Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4120/document.

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Abstract:

L’émergence des applications mobiles accessibles depuis un smartphone provoque une très forte augmentation du trafic de données transitant sur les réseaux mobiles. L’augmentation de la capacité du réseau et de la rapidité des connexions sont autant de points cruciaux que les nouvelles générations de réseau mobile devront adresser afin de répondre à la demande des utilisateurs. L’une des solutions viables pour augmenter la capacité du réseau mobile consiste à le densifier afin de permettre la réutilisation des fréquences en déployant des stations de base consommant une faible puissance et couvrant de petites surfaces (les "small cells"). Ce mode de déploiement massif en "small cells" constitue un défi majeur pour le réseau de backhaul afin de reconnecter chacune de ces "small cell" au cœur de réseau. De plus, avec l’évolution du réseau de backhaul vers une architecture de type Centralized Radio Access Network (CRAN), des technologies sans fil pouvant supporter des débits supérieurs à 10Gbit/s seront requises. Étant donné la maturité des technologies silicium au-delà de 100GHz, la bande 116-142GHz semble être un candidat idéal pour établir des communications point à point supérieures à 10Gbit/s et très faible consommation DC. Dans cette thèse, plusieurs solutions d’antennes-lentilles et réflecteurs fonctionnant à 60, 80 et 120GHz sont explorées pour des systèmes WLAN/WPAN et backhaul. Afin de minimiser le coût de la solution antennaire, nous évaluons des technologies d’impression 3D pour la fabrication des lentilles et des réflecteurs, ainsi que des technologies utilisant des matériaux organiques à faibles pertes pour la fabrication des antennes-sources planaires
The improvement of the capabilities of wireless communication devices (smartphone, tablets …) which require higher and higher data rate, leads to a significant increase of the data traffic needed by each end user. This strong consumer demand for higher data-rate and coverage is stressing a lot the capacity of existing cellular networks. In order to cope with this challenge, one of the most promising solution consists in a network densification based on the deployment of low-power and short-range-radio-coverage base stations (small cells). The development of high data-rate and low power wireless fronthaul and backhaul technologies is a key requirement to enable the deployment of those future small cells (since associated civil works costs generally prevent the use of optical fiber solutions). So far, the wireless industry has been investigating the use of 60 and 80 GHz frequency bands in order to develop low-cost higher than 1Gbit/s backhaul solutions. It is expected that higher data-rate > 10 Gbit/s will be required for fronthaul communications. The broad bandwidth available around 120GHz (116-142GHz) would enable to reach such data rates while lowering the DC power consumption. In this thesis, we develop several lens and reflector antennas operating at 60, 80 and 120GHz for WLAN/WPAN and fronthaul/backhaul networks. In order to minimize the cost of those solutions, we evaluate 3D-printing technologies for the fabrication of the lenses and the reflectors as well as industrial low loss organic packaging technologies for the fabrication of planar antenna-source

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Blondel, Christophe. "Modélisation 3D et 3D+t des artères coronaires à partir de séquences rotationnelles de projections rayons X." Phd thesis, Nice, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00346997/en/.

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Abstract:

L'angiographie par rayons X est la modalité d'imagerie médicale la plus utilisée pour l'exploration des pathologies des vaisseaux coronariens. La routine clinique actuelle repose sur l'utilisation brute des images angiographiques. Pourtant, ces images présentent des défauts tels que le raccourcissement des longueurs, l'effet de grandissement ou la présence de superpositions. Ces faiblesses peuvent fausser le diagnostic et le choix thérapeutique. Nous proposons d'exploiter un nouveau mode d'acquisition angiographique, le mode rotationnel, pour produire des modélisations tridimensionnelles et dynamiques de l'arbre coronaire. Ces modélisations permettraient de s'affranchir des défauts intrinsèques aux images. Notre travail se compose de trois étapes. Dans un premier temps, une reconstruction 3D multi-oculaire donne un modèle statique des lignes centrales des artères coronaires, prenant en compte le mouvement respiratoire. Par la suite, un mouvement 4D des artères coronaires est determiné sur l'ensemble du cycle cardiaque. Enfin, la connaissance des mouvements respiratoire et cardiaque permet de réaliser la reconstruction tomographique des artères coronaires. Nous avons testé notre approche sur une base de 22 patients et avons proposé de nouveaux outils et applications cliniques à partir de ces modélisations tridimensionnelles et dynamiques. Ces outils diagnostiques ont été prototypés et feront l'objet d'une validation clinique.

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Mejía-Herrera, Pablo-Eliécer. "Apport de la modélisation 3D et de la restauration structurale dans la compréhension des gisements de matières premières minérales." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0308/document.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est d'expliquer les avantages qu'offrent la reconstruction de l'architecture des unités géologiques, leurs déformations ainsi que leurs variations au cours du temps à l'exploration de ressources minérales, tout en appliquant des méthodes et outils de modélisation 3D et 4D. La modélisation et la restauration structurale sont utilisées ici pour estimer des attributs géologiques qui peuvent aider à la compréhension de la formation des gisements, et à l'identification des zones favorables aux minéralisations. Cette thèse est axée sur l'application de la modélisation 3D et 4D à des cas réels pour trouver le lien entre une minéralisation et des processus géologiques tel que l'exhumation des terrains, l'activité des failles et la fracturation résultant d'un évènement de déformation. Ce mémoire est organisé en trois parties : (i) la modélisation structurale ainsi que la restauration surfacique ont été appliquées au district minier de la Ceinture de Cuivre de Legnica-Glogów (sud-ouest de la Pologne), pour estimer les conditions favorables à la fracturation hydraulique. Cette fracturation est intervenue dans le nord de l'Europe lors d'une phase d'inversion à la fin du Crétacé et au début du Paléocène. Dans notre hypothèse de départ, la fracturation hydraulique développée au cours de cette période a joué un rôle important dans la distribution en cuivre observée aujourd'hui dans le district minier ; (ii) la courbure des surfaces triangulées, représentant les horizons de la région des Sudètes polonaises, permet de mettre en évidence les systèmes de failles dans le socle. En particulier, des méthodes de restauration surfaciques ont été utilisées pour évaluer l'activité de des failles au cours du temps, en se basant sur la courbure des surfaces obtenues à chaque étape de la restauration. Les zones de fortes activités sont ici associées aux processus de minéralisation cuprifère de la région ; (iii) la restauration mécanique de la région de Mount Pleasant (Australie occidentale), a permis de simuler un évènement de raccourcissement apparu dans l'Archéen et qui est lié à un processus de minéralisation aurifère. La restauration mécanique est appliquée pour estimer le champ des déformations de la région au moment du raccourcissement. Avec ce champ de déformation, il est possible de calculer les paramètres d'endommagement de la masse rocheuse qui semblent liés aux zones aurifères situées hors des systèmes principaux de failles. Cette thèse a ainsi permis de mettre en évidence l'aspect prometteur de la modélisation et de la restauration structurale pour identifier des zones potentiellement minéralisées, mettant en valeur leur utilisation pour l'exploration des gisements et des ressources minérales
The objective of this Ph.D. thesis is to apply 3D and 4D modeling methods to reconstruct the architecture and deformations over time of geological entities in a defined region. Structural restoration modeling is used here to estimate geological, physical and structural attributes for understanding the origin of ore-deposits, and for identifying potential mineralized areas. We focused this thesis on 3D and 4D modeling on real case studies with different geological contexts (e.g. uplifting, fault activity and shortening), demonstrating the advantages and drawbacks on their use for similar situations. This thesis is organized into three parts: (i) the application of structural modeling in the mining district of the Copper Belt of Legnica-Glogów (south-west Poland). A surface-restoration approach was applied to estimate favorable conditions for hydraulic fracturing during an inversion, occurred in the northern part of Europe at Late Cretaceous--Early Paleocene. In our hypothesis, hydraulic fracturing developed at that time played an important role in the distribution of copper content observed in present days in the mining district. (ii) The curvature calculated on triangulated surfaces that represent the stratigraphic horizons in the Fore-Sudetic region (Poland), are used to highlight the fault systems in the basement as well as their activity. High curvature values reveal the fault activity which is associated with the copper mineralization process in the region. (iii) Mechanical restoration of the Mount Pleasant, Western Australia, simulates an Archean shortening event which occurred in the area linked to the gold mineralization process. The mechanical restoration was used to estimate the strain field in the region at the time of shortening. This deformation field was used to estimate the damage parameters of the rock mass. They show new potential gold areas located in off-fault gold systems. In conclusion, it is shown that 3D modeling and structural restoration could be used to identify potential favorable zones for the presence of mineralization, and seem promising as a tool for the exploration of ore-deposits and mineral resources

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Johnson, Gyasi. "Conception et intégration d'algorithmes sur FPGA pour la réalisation d'un système de mesure 3D temps réel en microscopie interférométrique 4D." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. http://www.theses.fr/2008STR13232.

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Abstract:

Le développement de micro-système à grande échelle nécessite des moyens de test et de caractérisation rapides et performants. Ce travail de recherche consiste à proposer et à implémenter des algorithmes de caractérisation de surface dans un système de mesure temps réel dans lequel la prise en compte des contraintes temporelles est tout aussi importante que la qualité des résultats métrologiques. Dans ces travaux, nous nous sommes particulièrement intéressés au développement des techniques de mesures basées sur l’interférométrie en lumière blanche telles que la PFSM « Peak Fringe Scanning Microscopy » et la FSA « Five Sample Adaptative non linear Algorithm ». Dans une première étape, un environnement de simulation des algorithmes de démodulation utilisés en interférométrie (PFSM, FSA) a été développé au niveau fonctionnel sous MATLAB puis au niveau comportemental sous VHDL dans le but de les valider. Dans une seconde étape, ces deux algorithmes ont été implantés sur une carte d’acquisition et de traitement munie d’un FPGA. Une cadence 3D en ligne de 18 i/s a été obtenue sur une profondeur d’analyse de 7 µm avec une résolution axiale de 15 nm
The development of micro-systems in large scale production requires fast and successful means of test and characterization. This research work consists of proposing and implementing surface characterization algorithms in a real time measurement system in which the taking into account the time constraints is just as important as the quality of the metrological measurements. In this work, we are particularly interested in the development of techniques based on white light scanning interferometry such as PFSM "Peak Fringe Scanning Microscopy" and FSA "Five Sample non-linear Adaptive Algorithm". The aims of this work are twofold. Firstly we present the results of the modeling and simulation of two algorithms that correspond to our requirements, namely PFSM and FSA at a functional level under MATLAB and at a behavioral level under VHDL in order to validate them. Secondly we present some results of high speed image acquisition using post processing in order to demonstrate the potential of the technique, in which a 3D measurement rate of 18 i/s has been achieved for a depth of 7 μm, with an axial sensitivity of 15 nm

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Delfaut, Camille. "Intégration de fonctions électroniques imprimées sur des thermoplastiques 2D et 3D pour des applications radiofréquences." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2022. http://www.theses.fr/2022GRALI036.

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Abstract:

La chaire MINT (innovating for molded & printed electronics) est une Chaire d’Excellence scientifique soutenue par la Fondation Partenariale Grenoble INP et ayant pour mécène Schneider Electric. Au travers de la Chaire MINT, Schneider s’engage avec deux laboratoires de recherche, le LGP2 et l’IMEP-LaHC dans le but de développer des fonctionnalités électroniques sur des thermoplastiques de forme 3D. La Chaire MINT a donné lieu à la thèse : « intégration de fonctions électroniques imprimées sur des thermoplastiques 2D et 3D pour des applications radiofréquences ».Les objectifs de cette thèse sont les suivants : mettre en œuvre, caractériser et optimiser le procédé d’impression jetting sur thermoplastique 2D et 3D. De plus, afin de pouvoir définir les limites et les atouts de cette technologie pour des applications radiofréquences, les performances de ce procédé en radiofréquence doivent être évaluées. Des dispositifs ont également été mis en œuvre afin d’illustrer les possibilités du procédé.Pour cela la thèse est présentée en trois chapitres : dans un premier temps une étude bibliographique est réalisée sur les procédés plastroniques et leurs applications actuelles de dresser un état de l’art du domaine plastronique. Les technologies plastroniques sont détaillées et une proposition de classification de celles-ci parmi les technologies de fabrication additives 3D maitrisées est proposée. Des dispositifs réalisés en technologie plastroniques sont présentés pour chacun des domaines abordés. Dans un deuxième temps le développement du procédé de jetting et sa caractérisation géométrique et électrique est présenté. Les paramètres d’impression sont étudiés et optimisés pour une impression robuste. Des stratégies d’optimisation de l’impression sont mises en place.Finalement, à travers une caractérisation de ligne de transmission coplanaire en 2D et en 3D, une évaluation des performances radiofréquence des impressions avec le procédé jetting est réalisée. Des lignes coplanaires en 2D sont simulées et imprimées. Une optimisation de l’impression est réalisée en imprimant des plans de masse maillés. Des lignes coplanaires sont également imprimées sur des substrats 3D comportant des angles à 90° et à 130°, puis mesurées. Des applications radiofréquences sont ensuite détaillées sur des substrats 2D et 3D tels qu’une antenne LoRa, un tag RFID et un radôme pour antenne 5G
The MINT chair (innovating for molded & printed electronics) is an Excellency scientific chair supported by the Fondation Partenariale Grenoble INP and sponsored by Schneider Electric. Through MINT chair, Schneider teams up with two research laboratories, the LGP2 and the IMEP-LaHC, to develop electronic features on 3D shaped thermoplastics. The MINT chair gave rise to the thesis: « Printed integration of electronic capabilities on 2D and 3D thermoplastic for radiofrequency implementations »This thesis goals are the implementation, characterization and optimization of the jetting impression process on 2D and 3D thermoplastic. Moreover, the performances of this process must be assessed in order to define its strengths and limits in a radiofrequency usage. Finally, the process capabilities were showcased by printing prototypesTo this end, this dissertation is split into three successive chapters. Firstly, the state of the art of the plastronic field, carried out through literature review on plastronic processes and their current implementations, is presented. Plastronic technologies are examined and a classification amongst well-known 3D additive manufacturing technologies is proposed. Prototypes made with plastronic technologies are displayed for each concerned field. Secondly, the electrical and geometric characterization as well as the implementation of the jetting process is presented. Printing parameters are studied and optimized to determine a resilient printing process and printing optimization strategies are set up. Finally, jetting process printouts radiofrequency capabilities are assessed through characterization of 2D and 3D coplanar transmission lines. 2D coplanar transmission lines are simulated and printed. The printing process is optimized by printing meshed ground planes. Coplanar lines are printed on 3D substrates having 90- and 130-degrees angles, then measured. Some radiofrequency implementations are examined: a LoRa antenna, a RFID tag and a 5G antenna radome

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BLONDEL, Christophe. "Modélisation 3D et 3D+t des artères coronaires à partir de séquences rotationnelles de projections rayons X." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006067.

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Abstract:

L'angiographie par rayons X est la modalité d'imagerie médicale la plus utilisée pour l'exploration des pathologies des vaisseaux coronariens. La routine clinique actuelle repose sur l'utilisation brute des images angiographiques. Pourtant, ces images présentent des défauts tels que le raccourcissement des longueurs, l'effet de grandissement ou la présence de superpositions. Ces faiblesses peuvent fausser le diagnostic et le choix thérapeutique.

Nous proposons d'exploiter un nouveau mode d'acquisition angiographique, le mode rotationnel, pour produire des modélisations tridimensionnelles et dynamiques de l'arbre coronaire. Ces modélisations permettraient de s'affranchir des défauts intrinsèques aux images.

Notre travail se compose de trois étapes. Dans un premier temps, une reconstruction 3D multi-oculaire donne un modèle statique des lignes centrales des artères coronaires, prenant en compte le mouvement respiratoire. Par la suite, un mouvement 4D des artères coronaires est determiné sur l'ensemble du cycle cardiaque. Enfin, la connaissance des mouvements respiratoire et cardiaque permet de réaliser la reconstruction tomographique des artères coronaires.

Nous avons testé notre approche sur une base de 22 patients et avons proposé de nouveaux outils et applications cliniques à partir de ces modélisations tridimensionnelles et dynamiques. Ces outils diagnostiques ont été prototypés et feront l'objet d'une validation clinique.

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Khalil, Noura. "Formulation et caractérisation chimique et rhéologique des mortiers imprimables en 3D à base de mélanges de ciments Portland et sulfoalumineux." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai, 2018. http://www.theses.fr/2018MTLD0014/document.

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Abstract:

Ce travail s’intéresse à la formulation et à la caractérisation de mortiers cimentaires imprimables en 3D. Il a été réalisé dans le cadre du projet MATRICE cofinancé par le fonds Feder et la région Hauts de France. Un cahier des charges pour un matériau cimentaire imprimable est tout d’abord défini sur la base de trois critères : l’extrudabilité, la constructibilité et la conservation des résistances mécaniques sur matériau imprimé. Deux mortiers imprimables sont formulés en utilisant des essais simples à l’échelle du laboratoire. Le premier mortier, à prise lente, est composé d’un liant à base de ciment Portland (OPC). Le second mortier, à prise accélérée, est composé d’un liant mixte (93 % d’OPC et 7 % de ciment sulfoalumineux (CSA)). Des impressions à l’échelle réelle sont ensuite réalisées dans le cadre du projet MATRICE et permettent de valider leur imprimabilité selon l’application de chacun. Le comportement chimique de mélanges de ciment Portland et de ciment sulfoalumineux est ensuite étudié expérimentalement. Les chaleurs d’hydratation mesurées par calorimétrie isotherme augmentent avec le dosage en CSA (de 2 % jusqu’à 10 %) et sont plus élevées que celles des pâtes de ciment contenant 100 % d’OPC et 100 % de CSA. La comparaison des hydrates identifiés dans le mélange à 7 % de CSA à ceux présents dans les deux pâtes de ciment pures montre que la présence de gypse et de chaux provenant du ciment Portland entraîne une hydratation plus rapide de la ye’elimite provenant du CSA et une formation d’ettringite à très court terme. Par contre, la nature des hydrates du ciment Portland n’est pas affectée. Le comportement rhéologique, notamment, la thixotropie, de pâtes constituées de mélanges de ciment Portland et sulfoalumineux (jusqu’à 10 %) est ensuite étudié en fonction de différents paramètres de formulation pendant la première heure. L’augmentation du dosage en CSA (0 % à 10 %) entraîne une augmentation quasi linéaire du coefficient de structuration (Athix) de ces mélanges. Pour les mélanges à 7 % de CSA et 100 % d’OPC, l’influence du rapport E/C et du dosage en superplastifiant sur la thixotropie est ensuite étudiée. L’augmentation du rapport E/C entraîne une diminution quasi linéaire de Athix pour chacune des pâtes de ciment. En revanche, le superplastifiant présente une faible influence comparativement au rapport E/C
The interest of this study is the formulation and characterization of 3D printing cementitious mortars. This research work has been carried out in the frame of the MATRICE Project, co-funded by the region “Hauts de France” and the European Union with the European Regional Development Fund. Specifications for a cementitious printable material are first set based on three criteria: extrudability, buildability and conserving the compressive strength of the printed material. Two printable mortars are formulated using simple tests on a laboratory scale. The first, with slow setting, is composed of a Portland-based binder (OPC). The second, with accelerated setting, is composed of a mixed binder (93% OPC and 7% sulfoaluminous cement (CSA)). Real scale prints are then realized in the frame of the project MATRICE allowing the validation of the printability of each mortar upon its application. The chemical behavior of Portland cement and sulfoaluminate cement mixes is then studied experimentally. The heats of hydration measured by isothermal calorimetry increase with the CSA dosage (2% to 10%) and are higher than those of cement pastes containing 100% OPC and 100% CSA. The comparison of the hydrates identified in the mix mad of 7% CSA to those present in the two other cement pastes of each cement alone shows that the presence of gypsum and lime from the Portland cement lead to a faster hydration of the ye’elimite from CSA and to an early formation of ettringite. However, the nature of hydrates is not affected. The rheological behavior, in particular the thixotropy, of the cement pastes made of Portland cement and sulfoaluminate cement (up to 10%) is then studied in function of different formulation parameters during the first hour. The increase in CSA dosage (0% to 10%) leads to an almost linear increase of the structuration coefficient (Athix) of theses mixes. For mixes with 7% CSA and 100% OPC, the influence of the W/C ratio and superplasticizer on the thixotropy is then studied. The increase in W/C ratio leads to an almost linear decrease of the Athix for each of cement paste. However, the superplasticizer present a low influence compared to the W/C ratio

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Ginoux, Geoffrey. "Impression 3D et nanocomposites : Étude du comportement de mélanges PLA/argile appliquée à la fabrication additive par extrusion de matériaux." Thesis, Reims, 2018. http://www.theses.fr/2018REIMS016/document.

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Abstract:

La fabrication additive est un procédé d’élaboration permettant la mise en forme d’une pièce par ajout de matière, par empilement de couches successives. Bien que de plus en plus de polymères puissent être mis en œuvre par cette technologie, les polymères chargés en sont quasiment absents, alors qu’ils sont largement utilisés dans les autres types de procédés de mise en forme. Les objectifs scientifiques et technologiques du projet concernent (i) une meilleure compréhension des relations entre le comportement rhéologique de systèmes polymères et leur aptitude à la mise en forme par les technologies de fabrication additive FDM, (ii) le développement de formulations de base de polymères bio-sourcés adaptées à ces technologies et apportant une multifonctionnalité. Le premier objectif nécessitera tout d’abord d’identifier les conditions (température, gradients de vitesse, nature des contraintes, …) imposées par les procédés considérés puis de mettre en place et/ou d’adapter les moyens de caractérisation du comportement rhéologique des systèmes polymères dans ces conditions. Le comportement rhéologique en cisaillement mais aussi en élongation pourra être considéré. Il conviendra en particulier d’identifier les compromis nécessaires entre comportement adapté à l’écoulement en filière ou en buse et aptitude à la fusion et à la consolidation couche par couche. Enfin, l’effet des différentes voies de fonctionnalisation envisagées sur le comportement rhéologique et thermique et donc sur l’aptitude à la mise en forme devra être analysé. De façon à adapter les polymères bio-sourcés à un large panel d’applications, diverses voies de fonctionnalisation seront considérées, basées sur le compoundage avec des charges particulaires
Additive manufacturing process is a preparation for the forming of a workpiece by the addition of material, by stacking successive layers. Although more and more polymers can be implemented by this technology, the filled polymers are practically absent, so they are widely used in other types of shaping methods. The scientific and technological objectives of the project are (i) a better understanding of the relationship between the rheological behavior of polymer systems and their ability to shaping by additive manufacturing technologies FDM, (ii) the development of polymer-based formulations biosourced adapted to these technologies and providing multifunctionality. The first goal will require first of all to identify the conditions (temperature, velocity gradients, nature constraints ...) imposed by the processes considered then to implement and / or adapt the means of characterization of the rheological behavior of polymer systems under these conditions. The rheological behavior in shear but also in elongation may be considered. It should in particular identify the necessary compromise between behavior adapted to the flow at the die or nozzle and meltability and consolidation layer by layer. Finally, the effect of different ways of functionalization considered on the rheological and thermal behavior and thus on the ability to formatting will be analyzed. In order to adapt the bio-sourced polymers for a wide range of applications, various routes of functionalization will be considered based on compounding with particulate fillers

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Marsac, Perrine. "Analyse automatisée d’images IRM ciné et flux 4D (3D+t) pour une meilleure quantification des fuites des valves cardiaques chez l’Humain." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS031.

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Abstract:

Les valves cardiaques, permettant à notre cœur de fonctionner comme une pompe rythmée alternant écoulement et étanchéité parfaite entre les différentes cavités, peuvent être cibles de maladies induisant des fuites néfastes pour le cœur. L'évaluation des fuites valvulaires, actuellement réalisée par échocardiographie en routine clinique, peut être peu précise dans le cas de jets régurgitants complexes ou excentrées. L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) peut alors être sollicitée par les échographistes, notamment l'IRM de flux 4D qui permet de visualiser les vitesses dans le volume cardiaque selon les 3 dimensions de l'espace, pour faire face à leur difficulté récurrente à imager les fuites valvulaires complexes et à prendre une décision chirurgicale.Ces données de flux 4D d'une grande richesse nous permettent de reconstruire une visualisation en 3D et au cours du cycle cardiaque de l'écoulement du sang dans les cavités cardiaques et les vaisseaux ainsi que de mesurer des indices quantitatifs de l'hémodynamique, tels que la vitesse, le débit ou des paramètres plus avancés tels que les gradients de pression. De plus, elles sont acquises conjointement avec les images ciné anatomiques au cours d'un même examen d'IRM.Cette thèse a pour objectif de mettre au point des méthodes de traitement d'images IRM 2D et 4D pour extraire des indices quantitatifs de la régurgitation mitrale. Ainsi, nous avons calculé divers paramètres à partir des images de flux 4D : 1) la surface et le volume de la fuite, 2) la distribution des vitesses et l'orientation du jet principal et fuyant pour identifier les potentiels points d'impact où des contraintes mécaniques pourraient être exercées sur le myocarde, 3) une cartographie des gradients de pression dans l'oreillette gauche, au voisinage de la fuite ainsi que, 4) la persistance temporelle des vortex (tourbillons) créés par le jet fuyant. Ces données d'écoulement sont estimées de pair avec des paramètres de fonction et de géométrie tels que la déformation myocardique et l'angulation atrio-ventriculaire, dérivés à partir des images ciné IRM, puis confrontés aux mesures échocardiographiques ainsi qu'à la capacité d'effort des patients
The heart valves, which enable our heart to behave like a pump alternating flow exchange along with perfect sealing between the different chambers, can be targeted by disease inducing regurgitation, which can at its turn be deleterious to the heart. Regurgitation assessment, currently achieved using echocardiography in clinical routine, can be inaccurate in case of complex or eccentric regurgitant jets. In such cases, patients can be referred to Magnetic Resonance Imaging (MRI) to help for patient management and surgical decision making. Among contributive MRI sequences, 4D flow MRI, which enables visualizing the velocities in the cardiac volume according to the 3 space directions and during the entire cardiac cycle, can help in estimating both straightforward indices such as velocities as well as advanced hemodynamic indices such as pressure gradients. Of note, such 4D flow data are acquired with relevant anatomical cine images within the same exam.This thesis aims to develop dedicated methods to process both 2D and 4D MRI images and extract quantitative indices of mitral regurgitation. In such context, we sought to calculate quantitative MRI indices such as: : 1) the surface and the volume of the regurgitant jet, 2) velocities distribution and the orientation of the main and regurgitant jet to potentially identify the area of flow impact where mechanical stresses might be exerted on the myocardium, 3) a pressure gradients map within the left atrium in the areas surrounding the regurgitant jet, and 4) the temporal persistence of vortices created by the regurgitant jet.These flow data were estimated in conjunction with functional and geometric parameters such as myocardial deformation and atrioventricular angulation, derived from cine MRI images and then compared with echocardiographic measurements as well as with patient exercise capacity

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Mattio, Elodie. "Développement de systèmes d'analyse en flux imprimés en 3D pour le dosage de Pb, Cd et Hg dans les eaux." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0361.

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Abstract:

La quantification des métaux dans les milieux aquatiques est un enjeu majeur, au vu de leur toxicité élevée et de leurs nombreuses sources d’émission dans l’environnement. Dans cette optique, le développement de systèmes d’analyse en ligne portables et à bas coût va permettre de réaliser des contrôles répétés et automatisés sur site. Trois métaux ont été ciblés dans cette étude : le plomb, le cadmium et le mercure. Pour développer ces systèmes, l’impression 3D a été utilisée pour réduire les coûts de fabrication et permettre la conception de modules sur mesure. Trois systèmes ont été développés, selon la méthodologie suivante : dans un premier temps, l’échantillon va être photo-oxydé pour extraire les métaux de la matrice organique et minérale, puis les métaux ciblés vont être ensuite préconcentrés sur phase solide, élués et détectés en spectroscopie UV-Visible ou en fluorescence. Les choix de la phase solide, de l’éluant et du réactif de détection vont ainsi être déterminants pour la caractérisation sélective et sensible de chaque métal. Un premier système pour l'analyse du plomb a été développé, et se compose de trois modules imprimés en 3D, accueillant une colonne de résine, un mélangeur, et une cellule de détection optique. Un second système, sous la forme d’un lab-on-valve, permet la quantification du plomb et du cadmium. Enfin le troisième système, portant sur le mercure, intègre une pièce imprimée en 3D dont la surface a été greffée avec une molécule (dithizone carboxylate) permettant l'extraction sélective du mercure du milieu. Ces systèmes conduisent ainsi à de nouvelles perspectives pour le développement de systèmes en flux plus complexes imprimés en 3D
Metals determination in aqueous samples is a major challenge nowadays, in the light of their high toxicity and their numerous emission sources into the environment. In this context, the development of on-line and low-cost analytical systems allows to carry out automated on-site measurements. Three metals (lead, cadmium and mercury) have been targeted in this study. 3D printing has been used in this study to reduce fabrication costs and to allow a tailor-made conception of the units. The developed flow systems in this study are based on the same analytical methodology: first, the sample is photo-oxidized to extract targeted metals from organic and mineral matrix of the sample. Then, metals are preconcentrated on a solid phase, then eluted and detected by UV-Visible or fluorescence spectroscopy. The choices of preconcentration solid phases, eluents, and detection reagents are decisive for the selective and sensitive characterisation of each metal. The first developed system concerns lead analysis, and consists of three 3D printed units, which contain a resin column, a mixing coil, and a spectroscopic flow-cell. The second system for lead and cadmium determination contains a 3D printed lab-on-valve with eight ports, two resin columns, and a mixing coil with baffles. Finally, the third system includes a 3D printed unit whose surface has been modified by grafting a molecule with high affinity for mercury (dithizone carboxylate). This 3D printed unit provides a selective extraction of mercury after modification of its surface. The systems thus developed allow to explore the possibilities of 3D printing for the development of more complex flow systems

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Serrano, Carole. "Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en chirurgie : quelles recommandations pour l’élaboration d’un modèle d’évaluation médico-économique ? Benefits of 3D printing applications in jaw reconstruction : A systematic review and meta-analysis Evaluation of 3D printing costs in surgery : a systematic review." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASQ024.

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Abstract:

L’impression 3D est une technologie permettant la fabrication d’un objet par additions successives de couches de matériaux. Cette technologie trouve de nombreuses applications dans le domaine de la santé : bio-impression de tissus et d’organes, fabrication de médicaments ou encore production de dispositifs médicaux sur mesure. Ces quinze dernières années, la production de modèles anatomiques, de guides chirurgicaux et d’implants adaptés à l’anatomie du patient s’est développée de façon exponentielle dans toutes les spécialités chirurgicales. Néanmoins, la question de son évaluation clinique et médico-économique reste entière. L’objectif de ce travail est de proposer des recommandations visant à élaborer un modèle d’évaluation médico-économique qui prendrait en compte les spécificités de cette technologie. Nous avons pu démontrer que les modèles médico-économiques existants ne conviennent pas pour évaluer un dispositif imprimé en 3D, en mettant notamment en avant l’importance de l’évaluation de l’impact organisationnel. Ainsi, nous proposons dix recommandations essentielles à prendre en compte pour la conception d’un modèle d’étude de dispositifs médicaux imprimés en 3D
3D printing is a technology that allows the production of an object by additions of materials layers by layers. This technology has many applications in healthcare: bio-printing of tissues and organs, manufacture of medicines or production of customised medical devices. Over the last fifteen years, the production of anatomical models, surgical guides and implants adapted to the patient's anatomy has grown exponentially in all surgical domains. Nevertheless, the question of its clinical and economic evaluation remains unanswered. The objective of this work is to propose several recommendations for designing an economic evaluation model that would take into account the numerous specificities of this technology. We underlined that existing models are not suitable for evaluating a 3D printed device, in particular by highlighting the importance of organisational impact assessment. Thus, we suggested ten key recommendations to be taken into account when designing a study model for 3D printed medical devices

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Semane, Noureddine. "Etude par simulation et assimilation de la composition chimique et des échanges dans la haute troposphère-basse stratosphère." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/893/.

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Abstract:

Comme en météorologie et en océanographie, l'assimilation de données permet de combiner de façon optimale les modèles décrivant l'évolution de la composition chimique et la variété des observations disponibles. Elle est utilisée dans ce travail pour caractériser les distributions de l'ozone (O3) et du protoxyde d'azote (N2O) dans le but d'en tirer une information sur les phénomènes couplés de chimie et de dynamique dans la région de la haute troposphère et basse stratosphère (UTLS). Ce travail s'appuie sur deux outils complémentaires à Météo-France : l'un est basé sur le modèle global de chimie-transport MOCAGE et le logiciel d'assimilation multi-méthodes PALM du CERFACS exploité pour mettre en oeuvre une méthode d'assimilation variationnelle 3D-FGAT; l'autre est une extension du système opérationnel d'assimilation météorologique ARPEGE utilisant la méthode variationnelle incrémentale 4D-Var. D'une part, les champs assimilés (analyses de MOCAGE-PALM) sont utilisés pour l'étude de la chimie et la dynamique stratosphérique polaire ainsi que pour le suivi du transport méridien et des échanges entre la troposphère et la stratosphère. D'autre part, l'assimilation couplée chimie-dynamique dans ARPEGE est utilisée pour évaluer l'impact dynamique des observations d'ozone dans la région de l'UTLS
As in meteorology and oceanography, data assimilation combines in an optimal way chemistry-transport models and observations. In this work, the assimilation of remote-sensing chemical measurements of ozone (O3) and nitrous oxide (N2O) aims at better characterizing their three-dimensional distributions. The objective is to get insight into the coupled chemical and dynamical phenomena in the upper troposphere - lower stratosphere (UTLS). This work uses two complementary tools in Météo-France: one is based on the three dimensional chemistry and transport model MOCAGE and the PALM software of CERFACS using the 3D-FGAT variational technique; the other is an extension of the operational suite of the numerical weather prediction ARPEGE using the 4D-Var variational technique. On one hand, the assimilated fields (MOCAGE-PALM analyses) are used for the study of the polar stratospheric chemistry and dynamics and also for the meridional transport and stratosphere-troposphere exchanges. On the other hand, the chemistry-dynamics coupled assimilation in ARPEGE is used to assess the dynamical impact of ozone observation in the UTLS region

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Sauvage, Jack. "Imagerie ultrasonore ultrarapide 4D par adressage orthogonal du réseau de sonde matricielle : adressage Ligne-Colonne." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS535.

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Abstract:

Avec l’avènement de l’imagerie ultrarapide 4D au laboratoire Physics for Medecine Inserm 1273, la possibilité d’acquérir dans les trois dimensions et avec une haute résolution spatio-temporelle a été démontrée. Plusieurs des modalités phares de l’imagerie 2D ultrarapide ont pu être étendues à l’imagerie volumique (Doppler de puissance ultrasensible 3D, élastographie 3D …). Leur dissémination en clinique bénéficierait grandement aux praticiens. Cependant les moyens nécessaires à leur mise en œuvre sont encore trop importants pour espérer une transposition rapide en clinique. Le développant de stratégies intelligentes de réduction de voies est donc devenu un enjeu central. Une stratégie originale basée sur l’architecture de la sonde consiste en l’adressage orthogonal, par lignes et colonnes, du réseau de sonde matricielle, ou Row and Column Adressing RCA. Elle propose une solution transducteur tout à fait adaptée à l’imagerie ultrarapide par ondes planes. Grâce à cette solution, la sonde peut être pilotée par un seul échographe standard, tout en conservant une ouverture d’imagerie étendue. La grille matricielle 2D organisée selon N+N voies orthogonales, représentant ainsi un facteur de réduction de N/2. Cette stratégie présente un changement de paradigme important d’imagerie par dissociation des voies de focalisation en émission et réception et pose un nouveau compromis en termes de résolution spatio-temporelle. Au cours de ces travaux de thèse, les performances de la RCA associées à l’imagerie ultrarapide 4D sont étudiées pour divers cas. Le principe d’imagerie 4D ultrarapide RCA avec sommation orthogonale OPW sont étudié. L’imagerie vectorielle 3D pour la RCA est développée. Un nouveau prototype de sonde RCA haute fréquence (15MHz) est présenté et testé sur un protocole d’imagerie fonctionnelle cérébral en 3D. Enfin une nouvelle modalité d’imagerie 3D d’intensité du flux est présentée offrant un nouveau champ d’exploitation de la sonde RCA
With the advent of 4D ultrafast imaging at the Physics for Medicine Inserm 1273 laboratory, the ability to acquire in all three dimensions and with a high spatio-temporal resolution has been demonstrated. Several of the most effective 2D ultrafast imaging modalities have been extended to volume imaging (3D ultrasensitive power Doppler, 3D elastography ...). Their dissemination in clinic would greatly benefit to physicians. However the necessary means to implement ultrafast 4D are still too heavy and costly to hope for a transposition in the short or mid-term to the radiology departments. Developing smart strategies to reduce channel number has become a central issue. An original strategy based on the probe architecture consists of orthogonal row and column addressing of the Matrix Probe array, the Row and Column Adressing RCA. It offers a transducer solution perfectly adapted with ultra-fast plane waves imaging. With this approach, the probe can be driven by a single standard ultrasound unit, while maintaining a large aperture. The 2D matrix grid is organized according to N + N orthogonal channels, thus representing a reduction factor of N / 2. This strategy presents an important paradigm shift of imaging by dissociation of the focus pathways in transmission and reception and offers a new compromise in terms of spatio-temporal resolution. During this thesis work, the performances of the RCA associated with the ultra fast 4D imaging are studied for various cases. The principle of 4D ultrafast RCA imaging with orthogonal summation OPW are studied. 3D vector imagery for RCA is developed. A new high frequency RCA probe prototype (15MHz) is presented and tested on a 3D functional brain imaging protocol. Finally, a new modality of 3D imaging of the flux intensity is presented offering a new way of exploitation for the RCA probe

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Potier, Victor. "Contrôle de l'adhésion d'acide polylactique imprimé sur différents substrats textiles." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI137.

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Abstract:

Le but de cette thèse est d’étudier et d’améliorer l’adhésion d’impression directe par fusion de fil (FDM) d’acide polylactique (PLA) sur plusieurs types de substrats textiles qui diffèrent par leurs contextures et leurs matières. L’étude de l’adhésion a été effectuée grâce à l’étude des caractéristiques physico-chimique des substrats textiles et du PLA (DSC, ATG, rhéologie, mesure d’angle de contact) et également à l’étude de l’interface PLA/textiles (essai de pelage et étude MEB de l’interface). Dans la première partie l’influence de la nature chimique, de l’architecture des textiles ainsi que des paramètres d’impressions a été effectué. La seconde partie est consacrée aux voies d’amélioration de l’adhésion entre substrats textile et la PLA. Par plus particulièrement fonctionnalisation de la viscose (acétylation et greffage d’un aminosilane) et finalement par modification du PLA (greffage d’anhydride maléique et mélange avec un liquide ionique)
The Aim of this thesis is to characterize adhesion between PLA FDM-3D printed pattern and several type of textile (different chemical nature and different weave or knit pattern). The characterization has been performed thanks to physical and chemical analysis of both PLA and textiles material (DSC, TGA, rheology, contact angle measurement) and study of the interface (peeling test and SEM analysis). In the first part of this thesis, influence of the chemical, structural nature of textiles and influence of the processing parameters has been detailed. Second part focus on way of enhancing adhesion between PLA and viscose textile via acetylation and aminosilane grafting. Last part is dedicated to functionalization of PLA via grafting of anhydride maleic and blending with a ionic liquid. Use of the grafted PLA has proven to be an efficient way of enhancing the adhesion between PLA and viscose and silk-based textiles

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Shao, Ying. "Utilisation de matériaux lignocellulosiques et d'impression 3D pour élaborer des structures contuctrices." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI106/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour l’objectif d’élaborer, à partir de technologie additive 3D (extrusion de gel), des structures conductrices (électriquement) et résistantes (mécaniquement) en utilisant exclusivement des matériaux lignocellulosiques. Les matériaux sélectionnés sont des microfibrilles de cellulose (MFC), du lignosulfonate de sodium (LS ou NaLS) et de la cellulose en poudre (CP). Ces trois constituants peuvent être utilisés pour élaborer des hydrogels aqueux compatibles avec l’impression 3D (extrusion). De plus, ce procédé d’impression permet la mise en forme avec une excellente définition de structures à base de précurseurs de carbone dont les géométries peuvent être adaptées aux différentes techniques de caractérisation selectionnées
In the present work, electrically conductive and mechanically resistant carbon structures were elaborated by 3D printing and subsequent pyrolysis using microfibrillated cellulose/lignosulfonate/cellulose powder (labeled as MFC/LS/CP) blends. The processability of MFC/LS/CP slurries by 3D printing was examined by rheological tests in both steady flow and thixotropic modes. The printed MFC/LS/CP pastes were self-standing, provided a high printing definition and were proved to be morphologically stable to air drying and the subsequent pyrolysis. Pyrolysis at a slow rate (0.2°C/min) to a final temperature in the range of 400-1200°C was used to manufacture MFC/LS/CP carbons. The TGA/DTG was applied to monitor the thermal degradation of MFC/LS/CP materials in blends as well as in a separated form. The resulting carbons were further characterized in terms of morphology, microstructure and physical properties (such as density, electrical conductivity and mechanical strength). At 900°C, MFC/LS/CP carbons displayed a high electrical conductivity of 47.8 S/cm together with a low density of 0.74 g/cm3 as well as an important porosity of 0.58. They also achieved an elastic modulus maximum of 6.62 GPa. Such interesting electrical and mechanical properties would lead to a promising application of MFC/LS/CP- derived biocarbons in energy storage devices as electrode materials in close future

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Phan, Hong Phuong. "Conception d'antennes 2D et 3D sur des matériaux flexibles." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT106/document.

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Abstract:

Le travail de thèse a été réalisée dans le cadre du projet ANR «Stick’It» visant à développer de nouvelles technologies peu coûteuses et innovantes dédiées à la conception de composants radiofréquences (RF) 2D, 2,5D et 3D, notamment des antennes imprimées sur des matériaux conformes. Les applications ciblées sont principalement des appareils de réseaux domestique, tels que les décodeurs, dont les formes et les dimensions sont très variées. Par conséquent, il est nécessaire de concevoir des antennes sur des substrats souples.Selon nos besoins pour un matériau de substrat flexible, peu coûteux, avec de bonnes propriétés RF, la capacité de recyclage et en particulier la capacité à fabriquer des structures 3D, après avoir étudié différents matériaux diélectriques pour l’électronique flexible, le papier s'est trouvé le plus adapté.Les travaux de cette thèse se sont déroulés en trois phases.Dans la première phase, c'était l'étude des méthodes de caractérisation des matériaux pour obtenir leurs propriétés électromagnétiques. Après l'analyse, la méthode de perturbation utilisant une cavité cylindrique a été choisie pour la caractérisation du papier. Les premiers résultats de ce processus ont été vérifiés en réalisant et en testant des antennes simples telles que des monopoles alimentés par CPW sur du papier et du PET. Ensuite, la mesure du papier E4D a été effectuée avec 50 échantillons découpés dans différentes feuilles de papier E4D de trois épaisseurs différentes, 104 m, 210 m et 387 m. Les résultats ont été analysés statistiquement et ont donné r = 3.184, tan = 0.092. Les dispersions des résultats mesurés à 2,5 GHz sont 0.25% pour r et 0.26% pour tan. Ces résultats ont été utilisés pour la phase suivante.Au cours de la deuxième phase, les antennes différentes ont été conçues sur le papier E4D d'épaisseur 0,104 mm et 0,21 mm, notamment des IFA, des antennes SIW et des antennes monopoles alimentées par une ligne microruban. Les prototypes ont été réalisés à l'aide d'une technique de sérigraphie et testés pour déterminer les propriétés de l'adaptation et les diagrammes de rayonnement.Dans la troisième phase, les antennes proposées ont été étudiées dans des conditions d'emballage réalistes, où un boîtier décodeur était en plastique ABS avec différentes dimensions. Le premier cas concernait deux antennes MIMO placées orthogonalement dans des boîtiers ABS différents, avec un espace suffisant pour que les deux puissent rester plats. Le second cas était une boîte à hauteur limitée, de sorte qu’au moins une des antennes doit être pliée.Ainsi, une étude de l'effet de flexion a été réalisée, tout d'abord avec un simple dipôle droit et un monopole droit sur le papier E4D, puis avec une antenne à large bande proposée dans la seconde phase. L’étude a montré que la flexion n’affecte pas beaucoup l’adaptation de l’antenne sur une large bande de fréquences. Cependant, ses diagrammes de rayonnement tournent dans le plan E avec un angle de rotation dépendant de la position de pliage et de l'angle de flexion.Ensuite, le système MIMO de deux antennes placé orthogonalement dans un boîtier ABS de hauteur limitée, de sorte qu’une antenne doit être pliée et une autre reste plate. Dans tous les cas de système d'antenne MIMO, nous avons obtenu une bonne isolation (> 20 dB) et un coefficient de corrélation (ECC) inférieur à 0,05
The thesis was carried out within the ANR project « Stick’It » that aimed at developing new, low-cost and innovative technologies devoted to the design of 2D, 2,5D and 3D radiofrequency (RF) components including antennas printed on conformable materials. The targeted applications are primarily home-networking devices such as set-top boxes where their forms and dimensions are widely varied. Therefore, it is necessary to design antennas on flexible substrates.According to our needs for a substrate material that is flexible, low cost, with good RF properties, recycling ability, and especially ability to make 3D structures, after considering various dielectric materials for flexible electronics, paper substrate appeared to be the most suitable for our purpose.The work of this thesis conducted in three phases.In the first phase, it was the study of methods for characterization of materials to obtain their electromagnetic properties. After analysis, the method of perturbation using a cylindrical cavity was chosen for characterization of paper. The first results of this process were verified by realization and testing of simple antennas such as CPW-fed monopoles on paper and PET. Then, the measurement of E4D paper substrate was performed with 50 samples cut from various E4D paper sheets of three different thicknesses, 104 m, 210 m and 387 m. The results were analyzed statistically and gave r = 3.184, tan = 0.092.The dispersions of the results measured at 2.5 GHz are 0.25% for r and 0.26% for tan. These results were used for the next phase.In the second phase, different antennas were designed on 0.104-mm and 0.21-mm thick E4D paper including IFAs, SIW cavity-back antenna and microstrip-fed wideband monopole antennas. The prototypes were realized using screen printing technique and tested for matching property and radiation patterns.In the third phase the proposed antennas were studied in realistic package conditions, where a set-top box was made of ABS plastic with different dimensions. The first case was with two MIMO antennas orthogonally located in different ABS boxes with sufficient space, so that both of them can remain flat. The second case was a box with a restricted height, so that at least one of the antennas needs to be bent.Thus, a study of bending effect was carried out, first of all, with a simple straight dipole and a straight monopole on E4D paper, then with a wideband antenna proposed in the second phase. The study showed, that bending does not much affect the matching of the antenna over a wide frequency band. However, its radiation patterns rotate in the E-plane with a rotation angle depending on the bending location and bending angle.Then, the MIMO system of two antennas placed orthogonally in an ABS box with restricted height so that one antenna needed to be bent and another remained flat. In all cases of MIMO antenna system, we obtained good isolation (>20 dB) and Envelope Correlation Coefficient (ECC) less than 0.05

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Le, neel Tugdual. "Nouvelles méthodologies de conception de moules et noyaux architecturés de fonderie sable fabriqués par fabrication additive." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019ECDN0022.

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Abstract:

La fabrication additive impacte les savoirs faire traditionnels du métier de fondeur. Des nouvelles machines déposant couche par couche sable et liant permettent une fabrication d'outillage de fonderie sur mesure, unitaire et plus complexe. Dans le cadre de la présente thèse, on s’intéresse au développement de nouvelles méthodologies de conception des moules et des noyaux de fonderie sable. La réflexion prend en compte le domaine de conception mécanique, les contraintes, l'obtention d'une pièce optimisée, les contraintes des techniques de fabrication additive et de fonderie. Un premier chapitre fait un état de l’art de la technique, indiquant que des opportunités de recherches sont à saisir. Le deuxième chapitre propose une méthodologie de conception d’optimisation - - de la masse et maitrise du refroidissement du moule par la variation de l’épaisseur et conductivité thermique locale du moule. Un troisième chapitre s’intéresse à l’impact thermique de l’architecturation des parois. Le quatrième chapitre offre une méthodologie de conception en grappe, permettant d’optimiser la compacité du bac de fabrication. Cette méthode s’intéresse à l’imbrication du jet de coulée. Finalement, le cinquième chapitre propose de pallier le problème des points chauds grâce à la fabrication additive multimatériaux. Pour argumenter ces chapitres, des essais de conductivité thermique, de résistance mécanique, des simulations, des fabrications, coulées, et analyses sont réalisés. Ainsi, ces nouvelles règles métiers bénéficieront aux fondeurs de demain
Additive manufacturing impacts the traditional skills of the foundry profession. New machines depositing layer by layer sand and binder allow a manufacturing of custom foundry tools, unitary, and more complex. In this thesis, we are interested in the development of new methodologies for the design of molds and cores for sand foundries. The reflection takes into account the geometrical design, the design constraints, the constraints of additive manufacturing and foundry techniques. A first chapter describes the state of the art, indicating that research opportunities are to be seized. The second chapter proposes a design methodology for optimizing the mass and controlling the mold’s cooling speed by varying - - the thickness and local thermal conductivity of the mold. A third chapter deals with the study of the thermal impact by the architecture of the walls.The fourth chapter offers a cluster design methodology, allowing the optimization of the compactness of the manufacturing build volume. This method also proposes a novel design by nesting the casting sprues. Finally, the fifth chapter proposes to overcome the problem of hot spots by using multi-material additive manufacturing.To support these chapters, tests of thermal conductivity, mechanical resistance, simulations, manufacturing, casting, and analyzes are carried out. Thus, these new manufacturing guidelines will benefit the founders of tomorrow

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Courchay, Jérôme. "Calibration par programmation linéaire et reconstruction spatio-temporelle à partir de réseaux d'images." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00665070.

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Abstract:

Le problème de la stéréovision à partir de caméras multiples calibrées capturant une scène fixe est étudié depuis plusieurs décennies. Les résultats présentés dans le benchmark de stéréovision proposé par Strecha et al., attestent de la qualité des reconstructions obtenues. En particulier, les travaux du laboratoire IMAGINE, mènent à des résultats visuellement impressionnant. Aussi, il devient intéressant de calibrer des scènes de plus en plus vastes, afin d'appliquer ces algorithmes de stéréovision de façon optimale. Trois objectifs essentiels apparaissent : - La précision de la calibration doit être améliorée. En effet comme pointé par Yasutaka Furukawa, même les benchmarks de stéréovision fournissent parfois des caméras bruitées à la précision imparfaite. Un des moyen d'améliorer les résultats de stéréovision est d'augmenter la précision de la calibration. - Il est important de pouvoir prendre en compte les cycles dans le graphe des caméras de façon globale. En effet la plupart des méthodes actuelles sont séquentielles, et dérivent. Ainsi ces méthodes ne garantissent pas, pour une très grande boucle, de retrouver cette configuration cyclique, mais peuvent plutôt retrouver une configuration des caméras en spirale. Comme on calibre des réseaux d'images, de plus en plus grand, ce point est donc crucial. - Pour calibrer des réseaux d'images très grands, il convient d'avoir des algorithmes rapides. Les méthodes de calibration que nous proposons dans la première partie, permettent de calibrer des réseaux avec une précision très proche de l'état de l'art. D'autre part elle permettent de gérer les contraintes de cyclicité par le biais d'optimisations linéaires sous contraintes linéaires. Ainsi ces méthodes permettent de prendre en compte les cycles et bénéficient de la rapidité de la programmation linéaire. Enfin, la recherche en stéréovision étant arrivée à maturité, il convient de s'intéresser à l'étape suivante, à savoir la reconstruction spatio-temporelle. La méthode du laboratoire IMAGINE représentant l'état de l'art en stéréovision, il est intéressant de développer cette méthode et de l'étendre à la reconstruction spatio-temporelle, c'est-à-dire la reconstruction d'une scène dynamique capturée par un dôme de caméras. Nous verrons cette méthode dans la seconde partie de ce manuscrit

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Camman, Marie. "Hydrogels de collagène dense structurés par impression 3D pour modéliser la matrice extracellulaire musculaire et cardiaque dans la Dystrophie Musculaire de Duchenne." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS447.

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Abstract:

La myopathie de Duchenne est une maladie génétique rare caractérisée par une dégénération progressive des muscles striés notamment squelettiques et cardiaque. A l’échelle de la cellule, l’absence de dystrophine perturbe l'intégrité de la membrane plasmique, la signalisation cellulaire et par conséquent la contraction musculaire. A l’échelle du tissu, ces changements se traduisent par une faiblesse musculaire et par une perturbation de la matrice extracellulaire qui se rigidifie, perd son organisation anisotrope et devient peu poreuse. La matrice joue un rôle essentiel dans l’évolution de la maladie et est souvent négligée dans les modèles existants. Ainsi, ce projet de thèse a eu pour but de développer un nouveau modèle tissulaire cardiaque et musculaire prenant en compte ces modifications structurelles de la matrice pour améliorer la compréhension de la pathologie et générer un modèle physiologique pour tester des molécules thérapeutiques. Tout d’abord, un modèle de matrice extracellulaire saine a été généré par impression 3D de collagène de type I dense. Les paramètres ont été ajustés pour reproduire la matrice physiologique, à savoir une rigidité de 10 kPa, de l’anisotropie et de la porosité. L’impression de collagène dense permet à la fois d’aligner les molécules de collagène et de générer une porosité intrinsèque dans l’hydrogel de collagène. Ensuite, son pendant pathologique a pu être développé en modifiant les paramètres d’impression et de gélification du collagène pour obtenir une matrice de rigidité 50 kPa, isotrope et non poreuse. In vivo, les cellules musculaires et cardiaques sont physiologiquement agencées sous forme de fuseaux. Cette morphologie particulière a été reproduite au sein des matrices développées en créant un pore cylindrique par moulage qui a été colonisé par les cellules. L’enjeu est de recréer au sein de ces pores un microtissu jointif pour mimer les conditions physiologiques. En utilisant des cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes induites humaines ou des myoblastes murins, nous avons respectivement obtenu des microtissus cardiaques et musculaires au contact de matrices saines ou pathologiques. Pour le microtissu musculaire, les cellules saines ensemencées dans la matrice pathologique montrent un stress du à l’hypoxie, associé à un ralentissement du cycle cellulaire et une moins bonne différentiation en myotubes. Pour le microtissu cardiaque, les cellules ensemencées dans le modèle pathologique ont montré une moins bonne contraction sous stimulation. Par ailleurs, les matrices ont été adaptées à une puce microfluidique pour assurer la perfusion de milieu de culture par les pores créés par l’impression 3D. Cette perfusion permet d’améliorer la diffusion de l’oxygène et des nutriments au sein du modèle. Ces nouveaux modèles de tissu cardiaque et musculaire permettent de prendre en compte les interactions cellule/cellule mais aussi cellule/matrice dans l’évolution de la pathologie. Ainsi, les différentes combinaisons entre matrice saine/pathologique et cellules saines/mutées permettrait à l’avenir de mieux comprendre la pathologie et de trouver des stratégies thérapeutiques adaptées
Duchenne Muscular Dystrophy is a rare genetic disease characterized by progressive degeneration of striated muscles, notably skeletal and cardiac. At the cellular level, the absence of dystrophin disturbs the integrity of the plasma membrane, cell signaling, and consequently muscle contraction. At the tissue level, these changes result in muscle weakness and a disturbance of the extracellular matrix which becomes rigid and loses its anisotropic organization with reduced porosity. The matrix plays a crucial role in the evolution of the disease and is often neglected in existing models. The matrix plays a crucial role in the evolution of the disease and is often neglected in existing models. This project aims to develop a new tissue model that considers these structural changes in ECM to improve our understanding of the pathology and discover novel therapeutic solutions. First, the 3D printing of dense type I collagen generated a healthy extracellular matrix model. Its parameters were adjusted to reproduce the physiological matrix, i.e., a stiffness of 10 kPa, anisotropy, and porosity. Dense collagen printing allows collagen molecules alignment and generates porosity. Then, its pathological counterpart could be synthesized by modifying the printing and gelling parameters of collagen to get a matrix with a 50 kPa stiffness, isotropic, and non-porous. In vivo, the muscle and heart cells are physiologically arranged in bundles. A cellularized cylindrical pore generated by molding reproduced this morphology within the matrices. To mimic the physiological conditions, the challenge was to recreate a joined microtissue with densely-packed cells within these pores. We obtained a cardiac and a muscular microtissue with both types of matrices (healthy or pathological) using human cardiomyocytes derived from induced pluripotent stem cells or murine myoblasts. For the muscle microtissue, the healthy cells seeded in the pathological matrix showed high stress due to hypoxia, associated with cell cycle arrest and weak differentiation into myotubes. For the cardiac microtissue, cells seeded in the pathological model had irregular beatings when stimulated. In addition, the matrices were adapted to a microfluidic chip to ensure the perfusion of the culture medium through the pores created by the 3D printing. This perfusion enhances nutrient and oxygen diffusion in the model. These new cardiac and muscular tissue models take into account cell/cell and cell/matrix interactions in the evolution of the pathology. Thus, the different combinations between healthy/pathological matrix and healthy/mutated cells will allow us a better understanding of the pathology to discover novel and adapted therapeutic strategies

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Metral, Boris. "Systèmes photoamorceurs et modèle pour la fabrication additive par photopolymérisation." Thesis, Mulhouse, 2020. https://www.learning-center.uha.fr/.

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Abstract:

Les technologies de photopolymérisation en cuve émergent rapidement dans le domaine de la fabrication additive. Pour suivre cette expansion rapide du marché, des résines photosensibles très efficaces et abordables sont nécessaires. Dans ce travail, nous introduisons un nouveau système photoamorceur à trois composants (3K PIS) basé sur le colorant Safranine O (SFH+) qui a été identifié comme un composé très efficace dans plusieurs 3K PIS pour les processus de photopolymérisation.Le colorant est combiné avec un sel de tétraphénylborate (TPB) comme donneur d'électrons et un dérivé de la triazine (TA) comme accepteur d'électrons pour former un système photocyclique. Le mécanisme réactionnel est exploré par photolyse laser éclair (LFP) et la photopolymérisation est étudiée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier en temps réel (RT-FTIR). Des expériences infrarouges avec plusieurs irradiances permettent de créer un modèle empirique prédisant la conversion en fonction du temps et de l'intensité lumineuse.Ensuite, des expériences de profondeur de polymérisation sont menées suivant l'équation de Jacobs, permettant d’obtenir les paramètres d'impression3D de la résine ; à savoir l'énergie critique (Ec) et la profondeur de pénétration (Dp). Ces paramètres sont reliés aux analyses RT-FTIR, ce qui permet de déterminer le temps critique (tc) et la conversion au point de gel.Enfin, des pièces complexes de haute résolution sont imprimées avec la résine dont la composition a été sélectionnée en fonction de nos résultats, démontrant la viabilité de cette formulation pour l'impression 3D DLP
Vat photopolymerization technologies are emerging quickly in the field of additive manufacturing. To follow this fast expansion of the market, highly efficient and affordable photosensitive resins are necessary. In this work, we introduce a new three-component phototiniating system (3K PIS) based on the Safranine O (SFH+) dye which has been identified as a very efficient initiator in several 3K PIS for photopolymerization processes.The dye is combined with a Tetraphenylborate salt (TPB) as electron donor and a Triazine derivative (TA) as electron acceptor to form a photochemical regenerating cycle. The photocycling mechanism is explored via laser flash photolysis (LFP) and the photopolymerization is investigated through Real-Time-Fourier Transform Infrared spectroscopy (RT-FTIR). Infrared experiments with several irradiances allow disclosure of an empirical model predicting conversion as a function of time and light intensity.Following this, cure depth experiments are conducted in agreement with Jacobs’ equation and the resin 3D printing parameters, i.e. critical energy (Ec) and penetration depth (Dp), are established. These parameters are linked to RT-FTIR data, resulting in the determination of the critical time (tc) and the conversion at gel point.Finally, high resolution complex pieces are printed with the resin which composition was tailored in accordance with our studies, demonstrating the viability of this formulation in DLP 3D printing

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Fournie, Victor. "Développement d’une bio-imprimante 3D opto-fluidique pour l’impression haute résolution et multimatériaux d’hydrogel." Electronic Thesis or Diss., Toulouse, INSA, 2023. http://www.theses.fr/2023ISAT0057.

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Abstract:

Au cours de cette étude, nous avons introduit un concept novateur d'impression 3D à des fins biologiques. La plateforme 3D-FlowPrint a été conçue pour réaliser des impressions en haute résolution avec plusieurs matériaux. Cette approche vise à pallier les lacunes actuelles des technologies existantes. La micro-extrusion, la stéréolithographie et les sondes microfluidiques ont parfois la capacité d'imprimer des objets hétérogènes, d'imprimer en hautes résolutions ou de précisément manipuler des fluides, mais jamais toutes ces conditions ne sont réunies de manière satisfaisante. La plateforme 3D-FlowPrint adopte un système microfluidique pour acheminer les fluides jusqu'à une tête d'impression immergée, où la solution injectée est photopolymérisée. En dissociant l'apport du matériau de sa polymérisation, cette plateforme parvient à offrir à la fois une haute résolution et la possibilité de travailler avec divers matériaux.Le cœur de cette plateforme réside dans la conception de sa tête d'impression. Cette tête permet l'injection et la récupération des fluides sans contamination de l'environnement, tout en facilitant la transmission de la lumière d'un laser via une fibre optique intégrée. Pour atteindre ces objectifs, nous avons élaboré quatre générations successives de têtes d'impression. La première génération, usinée et moulée, a démontré la faisabilité du concept, mais avait des marges d'amélioration. La deuxième génération, entièrement imprimée en 3D, offrait de nouvelles possibilités géométriques et un prototypage rapide, mais posait des problèmes en matière d'interface optique. La troisième génération, combinant impression 3D et assemblage de matériaux optiquement compatibles, a permis des impressions reproductibles de PEGDA pour développer et caractériser la plateforme. Cependant, cette génération avait des limitations pour l'impression de GelMA. La quatrième génération a surmonté ce problème en introduisant une bulle d'air sous la tête et résolvant ainsi les défis de la troisième génération.Ce manuscrit analyse aussi le système microfluidique en place. Les têtes d'impression fonctionnent en immersion pour autoriser l'impression dans des environnements cellulaires. Ces têtes comprennent un canal d'injection et un canal d'aspiration, ainsi que des reliefs de surface pour assurer la collecte complète de la solution injectée, minimisant la contamination. Via des simulations numériques, des diagrammes de phase ont été établis pour évaluer le taux de récupération du matériau injecté. Ces simulations ont orienté l'optimisation des reliefs de surface pour améliorer les performances des têtes d'impression. De plus, la capacité à changer de fluide au cours d'une impression multimatériaux a été analysée.L'introduction d'une fibre optique dans la tête d’impression a permis la photopolymérisation de la solution injectée. La plateforme a gagné en versatilité avec deux vitesses d'impression grâce à des têtes d'impression imprimées en 3D comprenant deux fibres optiques. Les seuils de photopolymérisation du PEGDA et du GelMA ont été étudiés, et l'impact des flux sur la photopolymérisation a été vérifié. Ces analyses ont abouti à l'impression de structures 2D, 3D et multimatériaux de manière reproductible avec une précision jusqu'à 7 um.En tant que preuve de concept pour des applications biologiques, la plateforme a été utilisée pour quatre approches différentes. Premièrement, des objets en PEGDA inhibent l'adhérence cellulaire sur des parties spécifiques du substrat, permettant d'étudier le développement contraint géométriquement. Deuxièmement, des structures de soutien (scaffold) pour des tissus surfaciques en 3D ont été imprimées. Troisièmement, l'impression de cellules en suspension dans du GelMA a été réalisée ainsi que la caractérisation de la viabilité cellulaire de cette méthode. Finalement, une plateforme hybride a été développée pour la coimpression d'hydrogels et le positionnement de sphéroïdes en trois dimensions
In this thesis report, we introduce a pioneering concept in 3D printing applied to biological applications. The 3D-FlowPrint platform has been devised to execute high-resolution prints using multiple materials. This approach addresses the current limitations inherent in existing technologies. Micro-extrusion, stereolithography, and microfluidic probes possess individual capabilities to handle heterogeneous objects printing, achieve high resolutions, and manipulate fluids with precision. However, these capabilities have never been fully united in a proper technic. The 3D-FlowPrint platform draws inspiration from each of these concepts. It employs a microfluidic system to channel fluids to a submerged printhead, where the injected solution undergoes photopolymerization. By decoupling material deposition from polymerization, this platform attains both high resolution and the versatility to work with diverse materials.The heart of this platform resides in the design of its printhead. This printhead enables fluid injection and retrieval without environmental contamination, while facilitating laser transmission through an integrated optical fiber. To achieve these goals, we have developed four successive generations of printheads. The first generation, machined and molded, demonstrated the feasibility of the concept but presented room for improvement. The second generation, entirely 3D printed, introduced new geometric possibilities and rapid prototyping but faced challenges with optical interfaces. The third generation combined 3D printing with optically compatible material assembling. It enabled reproducible PEGDA prints to develop and characterize the platform, yet it encountered limitations for GelMA printing. The fourth generation overcame this challenge by introducing an air bubble under the printhead, resolving third-generation issues.This manuscript also analyzes the microfluidic system. The printheads operate immersed, enabling printing in cultured environments. These heads include an injection channel and an aspiration channel, along with surface reliefs ensuring complete collection of the injected solution to minimize contamination. Utilizing finite element-based numerical simulations, phase diagrams have been established to evaluate the material collection capacity. These simulations guided the optimization of surface reliefs to enhance the performance of the printheads. Additionally, the ability to transition from one fluid to another in multi-material printing was analyzed.The introduction of an optical fiber between the microfluidic channels allowed the photopolymerization of the injected solution. The platform gained versatility with dual printing speeds enabled by the insertion of two optical fibers in the 3D printed printheads. Photopolymerization thresholds of PEGDA and GelMA were investigated, and the impact of in-flow photopolymerization was verified. These analyses culminated in the printing of 2D, 2.5D, 3D, and multi-material structures with reproducible precision down to 7 micrometers.Serving as proof of concept for biological applications, the platform was employed in four distinct approaches. First, PEGDA objects prevented cell adhesion on specific part of the substrate, enabling the study of geometrically constrained development. Second, scaffold structures for surfacic 3D tissues were printed. Third, the printing of suspension of cells in GelMA was achieved, along with the characterization of cellular viability using this method. Lastly, a hybrid platform was developed for co-printing hydrogels and positioning 3D spheroids

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Creff, Justine. "Etude des mécanismes impliqués dans le contrôle du destin des cellules souches intestinales et développement d'un modèle 3D d'épithélium intestinal." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30228.

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Abstract:

L'épithélium intestinal est un tissu complexe, hautement polarisé, organisé sous forme de cryptes et villosités. Les cellules souches intestinales résident au fond des cryptes où elles prolifèrent et se différencient tout en migrant vers le haut des villosités, ce qui permet le renouvèlement constant de l'épithélium tous les 3 à 5 jours. La maintenance de l'équilibre entre prolifération et différenciation est cruciale pour le développement et le maintien de l'intégrité tissulaire. Cet équilibre est supporté par le microenvironnement et l'organisation caractéristique de l'épithélium qui permet la compartimentation et la protection des cellules souches. Des altérations de ces dernières sont à l'origine d'anomalies du développement ainsi que de la transformation tumorale. L'étude des mécanismes impliqués dans la maintenance et dans la différenciation des cellules souches est donc essentielle pour mieux comprendre l'homéostasie tissulaire. p57/Kip2 est un inhibiteur de cycline/CDK et un potentiel suppresseur de tumeur. p57 est également le gène le plus fréquemment muté ou réprimé dans le syndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS), caractérisé par des anomalies du développement et une prédisposition tumorale durant l'enfance. La génération d'un modèle de souris knock-in (p57CK-) dans lequel p57 ne lie plus les complexes cycline/CDK, a révélé que BWS résulte en partie de la perte de fonctions indépendantes des CDK de p57. Cette étude a également permis de mettre en évidence le rôle essentiel joué par p57 dans le développement intestinal, de manière indépendante de l'inhibition des CDK. Le premier objectif de ce projet de thèse a été d'étudier le rôle de p57 dans la maintenance des cellules souches intestinales. Deux types de cellules souches intestinales ont été décrites jusqu'à présent, les cellules souches prolifératives CBC, responsables du renouvèlement constant de l'épithélium et les cellules souches +4 dites de réserve, mobilisées en cas de dommages afin de régénérer le tissu. Nos données montrent que p57 est impliqué dans la maintenance des cellules souches +4 de manière indépendante de l'inhibition des CDK. Les souris p57KO présentent une augmentation de la prolifération dans les cryptes due à une amplification des cellules progénitrices et de ces cellules souches de réserve +4, alors que les CBC ne sont pas affectées. Nous avons montré que p57 est capable d'inhiber l'activité transcriptionnelle de Ascl2, un facteur de transcription crucial dans le maintien de la prolifération des cellules souches intestinales et nous avons identifié de nouveaux partenaires de p57 pouvant participer au complexe répresseur. Ainsi ces travaux ont permis d'identifier une nouvelle fonction de p57 dans les cellules souches intestinales au cours du développement et pourrait expliquer le rôle de p57 dans la tumorigénèse intestinale. Le deuxième objectif de ce travail a été de développer un nouveau modèle de culture pour l'étude des cellules souches intestinales. En effet, à l'heure actuelle, les études in vitro sont limitées à des modèles 2D ou des systèmes 3D de types organoïdes qui ne reconstituent pas complètement l'architecture 3D, le microenvironnement et la compartimentalisation présente au sein du tissu in vivo.[...]
The small intestine is a complex tissue with a crypt/villus architecture and high tissue polarity. Intestinal stem cells are located at the crypt bottom where they proliferate and differentiate while they migrate upward to the top of villi, allowing the constant renewal of the entire intestinal epithelium every 3 to 5 days. Compartmentalization in the crypt plays a key role in stem cell protection and maintenance, and this is supported by the microenvironment and tissue organization. The balance between stem cell proliferation and differentiation is necessary to maintain tissue integrity, and disruption of this balance leads to developmental anomalies and malignant transformation. Studying the mechanisms governing intestinal stem cells maintenance is therefore crucial to understand tissue homeostasis. p57Kip2 is a cyclin/CDKs inhibitor and a putative tumor suppressor. p57 is also the gene the most frequently mutated or silenced in Beckwith-Wiedemann syndrome (BWS), characterized by multiple developmental defects and tumor predisposition during childhood. Generation of knock-in mice expressing a mutant p57 (p57CK-) that cannot bind to cyclins and CDKs demonstrated that p57 exerts CDKs independent functions during development and that BWS is not entirely caused by loss of CDKs inhibition due to p57 inactivation. The first aim of this project was to investigate the role of p57 in the maintenance of intestinal stem cells. Two population of stem cells have been described in the intestine: proliferative crypt base columnar cells (CBCs), responsible of the constant renewal of the epithelium, and quiescent +4 stem cells, activated during regeneration after tissue damage. Our data shows that p57 is involved in maintaining the quiescence of the +4 reserve stem cells in a CDK independent manner. Indeed, p57KO mice exhibit an increased proliferation in the crypt caused by amplification of +4 stem cells and of the progenitor population (transit amplifying cells), while CBCs are not affected by loss of p57. Finally, our results show that p57 can inhibit Ascl2 transcriptional activity, and we identified new p57 partners that form this transcriptional repressor complex. This work could elucidate the role of p57 in intestinal tumorigenesis. The second aim of this project was to develop a new culture model to study intestinal stem cells. [...]

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Constantin, Loic. "Fabrication additive assisté laser de matériaux composites 3D et revêtement diamant par CVD." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0066.

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Abstract:

L'augmentation constante de la fréquence de travail des dispositifs à base de semi-conducteurs avec leur miniaturisation a conduit à une surchauffe sévère, qui affecte leur durée de vie et leur fiabilité. Par conséquent, la gestion thermique est devenue une préoccupation importante dans le domaine microélectronique et doit être abordée. Le diamant (D) est connu pour être un excellent matériau pour la dissipation thermique car il possède l'une des conductivités thermiques les plus élevées de tous les matériaux naturels et possède une résistivité électrique élevée. D peut refroidir les puces électroniques de deux manières. Lorsqu'il est utilisé sous forme de film, D agit comme un diffuseur de chaleur. Lorsqu'ils sont utilisés sous forme de poudre, les Ds peuvent être introduits dans les métaux pour améliorer leur conductivités thermiques (TC) et apporter une stabilité dimensionnelle à des températures élevées. Les matériaux composites métal / D résultants sont ainsi d'excellents composants pour former des dissipateurs thermiques. Naturellement, les performances thermiques des dissipateurs thermiques sont étroitement liées à leur surface. Malgré l'attrait des matériaux à base de D en termes de performances thermiques, ils présentent souvent une géométrie simple, principalement en raison de la complexité d’usiner des matériaux à base de D dans des formes complexes. L'impression laser 3D est une méthode émergente de fabrication de géométrie sophistiquées et a donné des résultats prometteurs pour divers métaux et alliages. Dans cette étude, l'impression 3D laser de matériaux composites cuivre / D est proposée pour fabriquer des structures complexes de Cu / D qui pourraient remodeler leurs applications. Avant de fabriquer des matériaux composites Cu / D de manière additive, plusieurs défis doivent être relevés. Premièrement, la fabrication additive de Cu pur est optimisée et caractérisée. Puis, faute d'une affinité chimique entre Cu et D, une interphase est introduite dans le matériau composite. Plus tard, un procédé de revêtement de sel fondu est étudié pour produire un revêtement gradué et multicouche d'oxyde / carbure et de carbure / carbure, respectivement, sur des matériaux carbones. Ensuite, la fabrication additive de structures composites Cu / D est présentée. Enfin, le dépôt des films D est réalisé avec une flamme oxyacétylénique assistée laser. Les effets de l'introduction de lasers ultraviolets dans la flamme sont caractérisés en termes de réaction chimique, de qualité du film D et de taux de croissance
The constant increase of the working frequency of semiconductor-based devices with their miniaturization led to severe overheating, which affect their lifetime and reliability. Hence, thermal management has become a significant concern for the microelectronic area and needs to be addressed. Diamond (D) is known to be an excellent material for thermal dissipation as it possesses one of the highest thermal conductivity (TC) of any natural material and has a high electrical resistivity. D can cool electronic chips in two ways. When used in the form of a film, D acts as a heat spreader. When utilized in powder-form, Ds can be introduced into metals to enhance their TC and bring dimensional stability at elevated temperatures. The resulting metal/D composite materials are thus, excellent component to form heat sinks. Naturally, the thermal performances of heat sinks are closely related to their surface area. Although the attractiveness of D-based materials in term of thermal performance, they often exhibit simple geometry mostly due to the complexity of machining D-based materials into intricated designs. Laser 3D printing is an emerging method of manufacturing sophisticated designs and has shown promising results for various metal and alloys. In this study, the laser 3D printing of copper/D composite materials is proposed to fabricate highly complex Cu/D structures which could remodel their applications. Before additively manufactured Cu/D composite materials, several challenges need to be addressed. First, the additive manufacturing of pure Cu is optimized and characterized. Then, due to a lack of a chemical affinity between Cu and D, the Cu-D interfacial zone is introduced in the composite material. Later, a molten salt coating process is studied to produced graded and multilayer coating of oxide/carbide and carbide/carbide, respectively, on carbon materials. Next, the additive manufacturing of highly sophisticated Cu/D composite structures is presented. Finally, the deposition of D films is performed by laser-assisted combustion flame. The effects of introducing ultraviolet lasers into the combustion flame are characterized in terms of chemical reaction and D film quality and growth rate

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Furia, Gioia. "Développement d'une cellule robotisée pour l'impression de circuits électroniques sur la surface d'objets 3D et applications industrielles." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2021. http://www.theses.fr/2021GRALI015.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est le développement d'une cellule robotisée 6 axes permettant l'impression de circuits électroniques à la surface d'objets de forme quelconque et adaptée au prototypage et à la production en petite série d'objets 3D intégrant de l'électronique de surface.La méthode de fabrication proposée se divise en plusieurs phases : une phase de numérisation, une phase de construction du maillage, une phase de projection de circuits, une phase d'analyse de la vitesse et une phase d’impression. Ce processus est flexible et très utile pour les applications de prototypage et de petites séries pour lesquelles il est nécessaire de changer fréquemment le substrat et les dimensions de l'objet 3D.Une approche de programmation hors ligne permettant l'impression de trajectoires conductrices sur des objets 3D et la génération automatique de la trajectoire et du programme robot d'impression a été développée. Et une méthodologie pour prédire la morphologie du circuit en adaptant les paramètres de projection en fonction de la trajectoire et de la vitesse du robot 6 axes a été proposée.Une interface dédiée qui permet de gérer le processus complet a également été développée pour gérer le processus d'impression rendant ainsi possible l'utilisation de la cellule par des personnes qui ne sont pas des experts en robotique car son utilisation ne nécessite pas de programmation, les programmes étant générés automatiquement.Enfin, des prototypes ont été présentés
The objective of this thesis is the development of a 6-axis robotic cell allowing the printing of electronic circuits on the surface of freeform objects and adapted to the prototyping and small series production of 3D objects integrating surface electronics.The manufacturing method proposed, from design to printing with a phase of scanning, mesh construction, circuit projection and speed analysis, is very useful for prototyping and small series applications where it is necessary to frequently change the substrate and the dimensions of the 3D object.An off-line programming approach allowing the printing of conductive trajectories on 3D objects and the automatic generation of the trajectory and the printing robot program has been developed. And a methodology to predict the circuit morphology by adapting the projection parameters according to the trajectory and the speed of the 6-axis robot has been proposed.A dedicated interface to manage the complete process has also been developed to control the printing process making it possible for people who are not experts in robotics to use the cell because its use does not require programming, the programs being generated automatically.Finally, prototypes were presented

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Bossard, Cédric. "Elaboration et caractérisation d’un hybride organominéral à base de polycaprolactone et de bioverre sous forme de mousse macroporeuse pour la régénération osseuse." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAC068/document.

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Abstract:

L’accroissement de l’espérance de vie s’accompagne d’une détérioration de l’état de santé général des seniors et d’une recrudescence des maladies chroniques. Parmi les manifestations de la sénescence, l’atteinte de l’appareil locomoteur est particulièrement invalidante et accélère considérablement l’entrée en dépendance. C’est également le cas chez les plus jeunes lors d’atteintes traumatiques ou pathologiques. Ainsi, au niveau mondial 2,2 millions de greffes osseuses sont pratiquées chaque année, mais le taux de complications post-opératoires demeure élevé et est estimé à 15 % des interventions. Ces faits dessinent les contours d’un enjeu sociétal majeur ; les matériaux d’origine animale posent des problèmes d’histocompatibilité, de pathogénicité et donc de rejet. C’est pourquoi les efforts de recherche ciblent prioritairement le développement de biomatériaux synthétiques aptes à promouvoir la régénération osseuse. Actuellement les principaux substituts osseux sur le marché sont les « céramiques » bioactives (phosphates de calcium, verres bioactifs) qui présentent comme caractéristiques d’être biocompatibles, de se lier spontanément aux tissus osseux, de promouvoir l’adhésion des cellules osseuses et enfin d’être biorésorbables. Cependant, malgré cet ensemble de caractéristiques très satisfaisantes, la fragilité de ces matériaux en limite les applications. Pour pallier ce défaut, une solution ingénieuse est de s’inspirer de la structure particulière du tissu osseux. Celle-ci mêle intimement une phase inorganique, le minéral osseux constitué de cristaux d’apatite (phosphate de calcium résorbable), à une phase organique qui est majoritairement du collagène. De manière remarquable, une telle structure associe la rigidité de la partie inorganique à la ténacité des fibres de collagène. Pour obtenir des implants aux propriétés mécaniques proches du tissu osseux, la stratégie consiste donc à combiner céramiques bioactives et matière organique. À cette fin, l’équipe Biomatériaux du Laboratoire de Physique de Clermont (LPC) a récemment mis au point un procédé innovant qui permet la synthèse de matrices tridimensionnelles d’hybrides organique-inorganique à base de verre bioactif et de polymère biocompatible aux caractéristiques variées. Dans la continuité des travaux, il était alors question d’exploiter ce procédé afin de développer un substitut osseux hybride aux propriétés optimisées. Il s’agissait tout d’abord de sélectionner le polymère le plus adéquat pour la régénération osseuse, qui s’est avéré être le polycaprolactone, puis d’optimiser la synthèse (notamment la source de calcium), la structure macroporeuse et la proportion organique-inorganique. Le matériau hybride résultant a ensuite été dopé en éléments thérapeutiques à faible dose (< 5 % de la masse totale) avec des ions strontium ou des nutriments tels que la fisétine et l’hydroxytyrosol qui possèdent un effet ostéogénique. Les mousses hybrides ainsi développées ont finalement été caractérisées in vitro afin de déterminer leurs propriétés physico-chimiques et biologiques, et in vivo afin d’évaluer leur performance. Après 3 mois d’implantation dans un défaut critique de la calvaria de souris, les résultats démontrent le potentiel de ce substitut osseux: comparé au matériau commercial de référence (os bovin traité) qui conduit à une reconstruction osseuse de 16% (± 5%), l’hybride permet une reconstruction allant de 32% (± 3%) lorsqu’il n’est pas dopé, jusqu’à 55% (± 7%) voire 58% (± 7%) lorsqu’il est dopé respectivement en fisétine ou en strontium. Ces travaux de thèse laissent entrevoir des perspectives prometteuses telles que l’association des dopants et l’impression 3D des mousses hybrides polycaprolactone-verre bioactif
The increase in life expectancy results in the decline of seniors’ health conditions and the resurgence of chronic diseases. Among the expressions of senescence, disorders of the musculoskeletal system are particularly disabling and considerably accelerate the state of dependency. This is also the case for young people who suffer from traumatic injuries or pathologic conditions. Thus, about 2.2 million bone grafts are performed worldwide every year. Yet, the level of postoperative complications remains high and is estimated at 15% of surgical operations. These facts outline a major societal concern: animal-based materials present a risk of histocompatibility issues and pathogenicity that may lead to implant failure. This is the reason why research efforts focus on the development of synthetic biomaterials capable of promoting bone regeneration. Currently, commercialised bone substitutes are mainly made of bioactive “ceramics” (calcium phosphates, bioactive glass) that are known to be biocompatible, to spontaneously bond to bone tissues, to promote bone cell adhesion and finally to be bioresorbable. However, despite these remarkable properties, the brittleness of these materials limits their applications. An ingenious solution to this brittleness can be learned from the particular structure of bone tissue. Bone tissue intimately blends an inorganic phase, the bone mineral, which is made of apatite crystals (resorbable calcium phosphates), with an organic phase that is mainly collagen. Such a structure associates the stiffness of the inorganic part with the toughness of collagen fibres. Therefore, in order to obtain implants with mechanical properties similar to that of bone, the strategy consists in combining bioactive ceramics with organic matter. To this end, the Biomatériaux team from the Laboratoire de Physique de Clermont (LPC) recently developed an innovative process that allows the synthesis of tridimensional organic-inorganic hybrids comprised of bioactive glass and biocompatible polymer. The objective of the thesis was to exploit this process in order to develop a hybrid bone substitute with optimal properties. First of all, polycaprolactone was selected as the polymer, especially because of its adequate degradation rate for long-term applications such as bone regeneration. Then, the synthesis process was improved (in particular, the calcium source was changed), the macroporous structure was optimised and the organic-inorganic ratio was chosen. Afterwards, elements that are known to induce an osteogenic effect were incorporated in the hybrid at low doses (< 5% of total weight): an inorganic doping was performed using strontium ions and an organic doping was performed using nutrients such as fisetin or hydroxytyrosol. The resultant hybrid scaffolds were eventually characterised in vitro in order to determine their physicochemical and biological properties and in vivo in order to evaluate their performance. After 3 months of implantation in a mouse calvarial critical defect, results demonstrate the potential of this bone substitute: compared to the reference commercial material (treated bovine bone) that leads to a bone reconstruction of 16% (± 5%), the hybrid allows a reconstruction going from 32% (± 3%) when it is not doped, to 55% (± 7%) and even 58% (± 7%) when it is doped respectively with fisetin or strontium. This thesis paves the way to promising perspectives like the association of doping agents and the 3D printing of polycaprolactone-bioactive glass hybrid scaffolds

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Delage, Anthony. "Technologie aérosol appliquée à l'intégration 3D et aux composants hyperfréquences." Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0113.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur la mise au point de la technologie Aérosol Jet printing (AJP) pour réaliser des composants hyperfréquences dans la bande des fréquences millimétriques et pour répondre à des problématiques d’intégration 3D de composants. Le premier chapitre est consacré à une étude bibliographique pour comparer les différentes technologies additives existantes sur le marché afin de positionner l’AJP par rapport à l’état de l’art. Le second chapitre est consacré à la sélection et à la caractérisation de matériaux métalliques et diélectriques sous forme d’encres imprimables par AJP. Ces différents tests s’appuient sur la réalisation de composants hyperfréquences sur des substrats céramique plats. Le troisième chapitre est consacré à la métallisation sélective par AJP d’objets 3D céramique réalisés par stéréolithographie. Plus particulièrement, ces différents tests aideront à terme à pouvoir métalliser sélectivement des filtres volumiques en céramique fonctionnant aux fréquences millimétriques. Le quatrième chapitre concerne la conception, l’étude et la mise en oeuvre de nouveaux types de composants hybrides et autres interconnexions entièrement imprimables par AJP. L’approche de ce travail est originale par l’utilisation d’une technologie additive innovante de métallisation sélective et son applications sur les composants passifs hyperfréquences
This thesis work is focused on the development of the Aerosol Jet printing (AJP) technology to produce microwave components in the millimeter frequency band and to address 3D component integration issues. The first chapter is devoted to a bibliographic study to compare the different additive technologies available on the market in order to position the AJP in relation to the state of the art. The second chapter is dedicated to the selection and characterization of metallic and dielectric materials that can be printed by AJP. These various tests lead to the production of microwave and millimeter waves components on flat ceramic substrates. The third chapter is devoted to the selective metallization by AJP of 3D ceramic objects produced by stereolithography. More specifically, the various tests will eventually allow ceramic volumetric filters operating at millimeter waves to be selectively metallized. The fourth chapter concerns the design, study and implementation of new types of hybrid components and interconnects that can be fully printed by AJP. This work is original through the use of an innovative additive selective metallization technology applied to microwave and millimeter wave passive components

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Leprince, Mazarine, and Mazarine Leprince. "Les impressions 3D au regard de la propriété littéraire et artistique : une "innovation de rupture" troublant la frontière entre la copie privée et la contrefaçon." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/38248.

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Abstract:

La fabrication additive plus communément nommée l’impression 3D est une « innovation de rupture », car elle bouleverse les modèles économiques actuels et met en marche une troisième révolution industrielle. Désormais, tout est quasiment imprimable, peu importe la matière, le prix et le domaine concerné. Cette technologie aux potentiels incommensurables pour l’innovation et la production doit trouver son équilibre avec les droits de la propriété intellectuelle. De nombreuses doctrines se sont accordées sur le fait que le droit de la propriété intellectuelle français disposait des outils nécessaires pour appréhender ces technologies et donc que des interventions à court terme n’étaient pas nécessaires. Cependant, l’objectif de ce mémoire est de montrer que le droit de la propriété littéraire et artistique tend à être impacté par l’impression 3D. En effet, cette technique propice à la fabrication de contrefaçon met à mal l’exception de copie privée et le marché de l’art. Les conditions nécessaires pour caractériser l’exception de copie privée ne sont pas adaptées à l’impression 3D. De ce constat résultent des situations où les frontières entre la copie privée et la contrefaçon deviennent poreuses au détriment des particuliers, mais aussi des créateurs qui ne bénéficient pas de la compensation équitable de l’exception. D’autre part, le recours aux impressions 3D avec des techniques limitées porte atteinte à l’intégrité et au respect des œuvres. Alors qu’avec une technique sophistiquée elle permet de reproduire des œuvres quasi identiques sans moyen d’identifier la contrefaçon de l’original. De cette dernière situation découlent des risques d’introduction de faux dans le marché de l’art. La problématique principale de ce développement repose donc sur un meilleur contrôle de la contrefaçon pour la contrecarrer et rétablir la frontière entre l’exception de copie privée et la contrefaçon. Il est donc nécessaire d’anticiper le potentiel de cette technologie en proposant un encadrement plus protecteur des droits des auteurs, des intervenants du processus de création d’un objet imprimé et des consommateurs sans freiner son développement. L’interconnexion de modifications légales sur la responsabilité des intervenants et sur l’exception de copie privée, des interventions contractuelles avec la mise en place d’offre légale, le recours à des outils techniques en amont et en aval du processus de création d’un objet tridimensionnelle pour contrôler, identifier et tracer les objets ainsi qu’une sensibilisation des intervenants permettront de mettre en place un encadrement plus protecteur et efficace sur le long terme.
La fabrication additive plus communément nommée l’impression 3D est une « innovation de rupture », car elle bouleverse les modèles économiques actuels et met en marche une troisième révolution industrielle. Désormais, tout est quasiment imprimable, peu importe la matière, le prix et le domaine concerné. Cette technologie aux potentiels incommensurables pour l’innovation et la production doit trouver son équilibre avec les droits de la propriété intellectuelle. De nombreuses doctrines se sont accordées sur le fait que le droit de la propriété intellectuelle français disposait des outils nécessaires pour appréhender ces technologies et donc que des interventions à court terme n’étaient pas nécessaires. Cependant, l’objectif de ce mémoire est de montrer que le droit de la propriété littéraire et artistique tend à être impacté par l’impression 3D. En effet, cette technique propice à la fabrication de contrefaçon met à mal l’exception de copie privée et le marché de l’art. Les conditions nécessaires pour caractériser l’exception de copie privée ne sont pas adaptées à l’impression 3D. De ce constat résultent des situations où les frontières entre la copie privée et la contrefaçon deviennent poreuses au détriment des particuliers, mais aussi des créateurs qui ne bénéficient pas de la compensation équitable de l’exception. D’autre part, le recours aux impressions 3D avec des techniques limitées porte atteinte à l’intégrité et au respect des œuvres. Alors qu’avec une technique sophistiquée elle permet de reproduire des œuvres quasi identiques sans moyen d’identifier la contrefaçon de l’original. De cette dernière situation découlent des risques d’introduction de faux dans le marché de l’art. La problématique principale de ce développement repose donc sur un meilleur contrôle de la contrefaçon pour la contrecarrer et rétablir la frontière entre l’exception de copie privée et la contrefaçon. Il est donc nécessaire d’anticiper le potentiel de cette technologie en proposant un encadrement plus protecteur des droits des auteurs, des intervenants du processus de création d’un objet imprimé et des consommateurs sans freiner son développement. L’interconnexion de modifications légales sur la responsabilité des intervenants et sur l’exception de copie privée, des interventions contractuelles avec la mise en place d’offre légale, le recours à des outils techniques en amont et en aval du processus de création d’un objet tridimensionnelle pour contrôler, identifier et tracer les objets ainsi qu’une sensibilisation des intervenants permettront de mettre en place un encadrement plus protecteur et efficace sur le long terme.
Additive manufacturing, more commonly known as 3D printing, is a "breakthrough innovation" because it disrupts current business models and sets in motion a third industrial revolution. From now on, almost everything is printable, regardless of the subject, the price and the field concerned. This technology with huge potential for innovation and production must strike a balance with intellectual property rights. Many doctrines have agreed that French intellectual property law has the necessary tools to apprehend these technologies and therefore that short-term legal interventions are not necessary. However, the purpose of this dissertation is to show that 3D printing does impact the law of literary and artistic. Indeed, this technique conducive to the manufacture of counterfeit undermines the exception of private copying and the art market. The conditions necessary to characterize the private copy exception are not suitable for 3D printing. This analysis results in situations where the boundaries between private copying and counterfeiting become porous to the detriment of individuals, but also creators who do not benefit from the fair compensation of the exception. Moreover, the use of 3D printing with limited techniques undermines the integrity and respect of works. While with a sophisticated technique allow a reproduction of almost identical works without any ways to identify the counterfeit from the original. From this last observation, arises the risks of introducing forgeries into the art market. The main problem of this development therefore lies in a better control of counterfeiting in order to counter it and restore the border between the private copying exception and counterfeiting. It is therefore necessary to anticipate the potential of this technology and prevent its negative effects by providing a more protective framework for the rights of authors, stakeholders in the process of creating a printed object and consumers without curbing its development. An interconnection of legal changes on the responsibility of the stakeholders and the exception of private copying, contractual interventions with the establishment of legal offer, the use of technical tools upstream and downstream of the process of creation of a three-dimensional object to control, identify and trace objects as well as stakeholder awareness will help set up a more protective and effective framework in the long term.
Additive manufacturing, more commonly known as 3D printing, is a "breakthrough innovation" because it disrupts current business models and sets in motion a third industrial revolution. From now on, almost everything is printable, regardless of the subject, the price and the field concerned. This technology with huge potential for innovation and production must strike a balance with intellectual property rights. Many doctrines have agreed that French intellectual property law has the necessary tools to apprehend these technologies and therefore that short-term legal interventions are not necessary. However, the purpose of this dissertation is to show that 3D printing does impact the law of literary and artistic. Indeed, this technique conducive to the manufacture of counterfeit undermines the exception of private copying and the art market. The conditions necessary to characterize the private copy exception are not suitable for 3D printing. This analysis results in situations where the boundaries between private copying and counterfeiting become porous to the detriment of individuals, but also creators who do not benefit from the fair compensation of the exception. Moreover, the use of 3D printing with limited techniques undermines the integrity and respect of works. While with a sophisticated technique allow a reproduction of almost identical works without any ways to identify the counterfeit from the original. From this last observation, arises the risks of introducing forgeries into the art market. The main problem of this development therefore lies in a better control of counterfeiting in order to counter it and restore the border between the private copying exception and counterfeiting. It is therefore necessary to anticipate the potential of this technology and prevent its negative effects by providing a more protective framework for the rights of authors, stakeholders in the process of creating a printed object and consumers without curbing its development. An interconnection of legal changes on the responsibility of the stakeholders and the exception of private copying, contractual interventions with the establishment of legal offer, the use of technical tools upstream and downstream of the process of creation of a three-dimensional object to control, identify and trace objects as well as stakeholder awareness will help set up a more protective and effective framework in the long term.

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Rabenantoandro, Andry Zaid. "Contribution à la fabrication additive dans la construction : conception d’une tête d’impression intelligente, et matériaux de construction." Thesis, Centrale Lille Institut, 2020. http://www.theses.fr/2020CLIL0010.

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Abstract:

L’impression 3D en construction connait un développement exponentiel dans le domaine de la construction. Cette thèse examine l'utilisation des solutions industrielles existantes pour répondre au besoin de l’impression 3D basé sur l'extrusion dans le secteur de la construction. Il n'existe pas de lignes directrices pertinentes pour l’impression 3D en termes de spécification des machines ou de formulation des matériaux. Une étude prospective a été réalisée afin de comprendre l'aspect multidisciplinaire de l'impression 3D. Les principes de la fabrication additive ont été mis en évidence avec ses avantages, ses applications et ses limites. Le processus d'impression 3D a été formalisé en 5 phases distinctes pour la construction. Ainsi, un cadre de travail pour l'impression 3D dans la construction, basé sur la technique d'extrusion, a été proposé. Une introduction du concept de système de système et un niveau d'automatisation intelligent de l'impression 3D dans la construction ont été proposés. Cette partie a été réalisée en complément du cadre de normalisation de la fabrication additive dans la construction. À l'appui du raisonnement scientifique pour concevoir la solution d'impression 3D appropriée, un système global composé de 5 sous-systèmes a été défini. Une approche expérimentale pour l'évaluation de l'imprimabilité a été développée. Elle a consisté en des tests simples et une analyse sans dimension pour caractériser l'imprimabilité des matériaux cimentaires à l'aide d'indicateurs spécifiques. Une tête d’impression a été conçue sur la base de fonctionnalités d'entrée telles que la possibilité d'activer un matériau inerte dans la tête et un contrôle du flux du matériau sortant
3D printing in construction is growing exponentially. This thesis examines the use of existing industrial solutions to meet the need for extrusion-based 3D printing in the construction sector. There are no relevant guidelines for 3D printing in terms of machine specification or material formulation. A prospective study has been carried out to understand the multidisciplinary aspect of 3D printing. The principles of additive manufacturing were highlighted with its advantages, applications and limitations. The 3D printing process was formalized in 5 distinct phases for construction. Thus, a framework for 3D printing in construction, based on the extrusion technique, was proposed. An introduction of a system of system concept and an intelligent level of automation for 3D printing in construction were proposed. This part was realized as a complement to the standardization framework for additive manufacturing in construction. In support of the scientific reasoning to design the appropriate 3D printing solution, an overall system consisting of 5 subsystems was defined. An experimental approach for the evaluation of printability was developed. It consisted of simple tests and dimensionless analysis to characterize the printability of cementitious materials using specific indicators. A print head was designed based on input functionalities such as the possibility to activate an inert material in the head and a control of the outgoing material flow

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Nachabe, Nour. "Évaluation des technologies d'impression 3D pour le développement d'antennes directives à large bande passante pour les liaisons backhaul en bandes millimétriques V et E." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4118/document.

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Abstract:

Face à la demande croissante de débits de données de plus en plus élevées, l’une des principales solutions proposées par la 5G est de densifier le réseau en y intégrant notamment de nouvelles « Small cells ». La réorganisation de l’architecture du réseau mobile pour s’adapter à l’intégration poussée de ces Small cells, fait naître la problématique de la connexion backhaul entre les stations de bases desservant les Small cells et le cœur de réseau. Ainsi, des liaisons backhaul de plusieurs Gb/s de données sont nécessaires pour pouvoir assurer un débit de données d’au moins 100Mb/s à l’utilisateur qui est l’un des objectifs fixés pour la 5G. Les solutions de connexion backhaul sans fils ont un avantage indiscutable face aux coûts de déploiements de fibres optiques qui sont très élevés. Pour augmenter la capacité spectrale des liaisons sans fils, l’utilisation des fréquences millimétriques au-delà de 6 GHz caractérisées par des larges bandes passantes sera prochainement discutée pour la 5G durant le World Radiocommunication Conference 2019. Parmi ces fréquences, les bandes V (57-66GHz) et E (71-76 GHz et 81-86 GHz) ont un intérêt indéniable grâce aux larges bandes passantes disponibles ainsi qu’aux conditions de licenciement peu exigeantes. Les travaux développés dans cette thèse consistent à concevoir des antennes directives à large bande passante permettant d’établir les liens backhaul point-à-point sans fils (LoS). En exploitant les technologies de fabrications à faibles coût telles que l’impression 3D et Printed Circuit Board (PCB) sur des substrats FR4, la conception de deux types d’antenne directives a été étudiée à savoir des antennes lentilles et des antennes réseaux
In order to address the ever-increasing demand of higher data rates, adding small cells to the existing macrocells infrastructure is one of the most important milestones of the 5G roadmap. With the integration of small cells and the re-organization of the network topology, backhaul bottleneck is the main challenge to address in the near future. Facing the costs of deployments of fiber optic connections, point-to-point wireless backhaul links using millimeter wave (mmW) frequencies are gaining prominence. 5G future frequencies, to be discussed under the World Radiocommunication Conference 2019 (WRC-19) open-up the way towards mmW frequency band where large bandwidths are naturally available. The high bandwidths available at these frequencies enable several Gbps data rate backhaul links, which is un utmost necessity to respect the 100 Mbps user-experienced data rate promised by the 5G standard. Millimeter-wave frequencies in V and E-bands unlicensed/light licensed spectrum are considered as primary candidates for backhaul links. In addition to the light license regime, the high free space path loss experienced at these frequencies is rather beneficial to limit the interference between small cells links. Moreover, the high available bandwidths at V and E-bands enable to achieve multi Gb/s links without using complex modulation schemes. In this thesis, we focused our research study on developing high gain wide-band antennas usable in point-to-point backhaul links in a Line of Sight (LoS) context. Leveraging cost-efficient technologies like 3D printing and Printed Circuit Board (PCB) on FR4 substrates, we studied two high-gain antenna types: lens antennas and flat array antennas

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Beaumont, Tiffany. "Apport de l'impression 3D pour la réalisation de familles de fantômes d'étalonnage dédiés à la personnalisation de la mesure en dosimétrie interne." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS283/document.

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Abstract:

Après l’incorporation de radionucléides dans l’organisme, l’imagerie quantitative en médecine nucléaire et l’anthroporadiométrie sont utilisés pour quantifier l’activité retenue. L’étalonnage de ces systèmes in vivo peut être amélioré afin de tenir en compte de la variabilité individuelle. En vue d’optimiser la mesure de l’activité retenue, des fantômes d’étalonnage innovants ont été réalisés par impression 3D. L’infographie 3D a été utilisée pour la conception, en parallèle avec un travail d’ingénierie permettant l’inclusion de radionucléides et l’adaptation aux besoins des utilisateurs. Un jeu de fantômes thyroïdiens adapté à l’âge a été développé et utilisé pour améliorer la mesure anthroporadiométrique thyroïdienne des enfants. À la suite d’une étude systématique, les coefficients d’étalonnage des installations de routine et de crise de l’IRSN ont été déterminés pour l’adulte et les enfants de 5, 10 et 15 ans. Un fantôme thyroïdien pathologique a été développé en plus du jeu de fantômes thyroïdiens dédié à la crise pour améliorer la mesure de fixation thyroïdienne en médecine nucléaire. Une étude multicentrique a été réalisée pour optimiser l’étalonnage afin de mieux personnaliser le traitement des pathologies bénignes de la thyroïde. Pour l’anthroporadiométrie pulmonaire, une famille de fantômes de poitrine a été développée pour améliorer la surveillance des travailleuses du nucléaire. Finalement, ce travail de recherche a permis de développer des fantômes adaptés aux besoins et de démontrer leur utilité pour la quantification de l’activité en dosimétrie interne
Following the incorporation of radionuclides in the body, quantitative imaging in nuclear medicine and in vivo spectrometry measurements are used to quantify the retained activity. The calibration of these in vivo systems can be improved to take account of individual variability. To optimize the measurements of the activity retained, innovative calibration phantoms were created and manufactured by 3D printing. 3D computer graphics were used for the design, coupled with an engineering work allowing the inclusion of radionuclides and the fit to users’ needs. A set of age-specific thyroid phantoms has been developed and used to improve the thyroid in vivo measurement of children. Following a systematic study, the calibration coefficients for IRSN emergency and routine installations were determined for adults and 5, 10 and 15 year old children. A pathological thyroid phantom has been developed in addition to the set of thyroid phantoms dedicated to the emergency to improve the thyroid uptake measurement in nuclear medicine. A multicentre study was carried out to optimize the calibration so that treatment of thyroid benign diseases moves towards a better personalization. For lung in vivo measurement, a set of breast phantoms has been developed to improve the monitoring of female workers. Finally, this research work has allowed developing several phantoms adapted to the needs and their usefulness was proven for the quantification of the activity in internal dosimetry

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Belem, Goncalves Cybelle. "Caractérisation d’antenne et packaging électronique pour la bande de fréquence 200-325 GHz." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I001.

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L’augmentation exponentielle du trafic des données mobiles rend les réseaux plus denses ce que réduit la qualité des liaisons sans fil du côté utilisateur. Ainsi, des débits de données supérieurs à ceux attendus actuellement (1 Gb/s en moyenne) sont nécessaires. Cependant, augmenter le débit pour l’utilisateur implique d’augmenter considérablement le débit dans les liens fronthaul/backhaul (40 Gb/s) sans fil connectés au cœur de réseau. En raison de ses larges bandes passantes, la bande de fréquence 220-325 GHz, normalisée par le standard IEEE 802.15.3d, est devenue sujet de recherche qui a abouti à plusieurs démonstrations en laboratoire, car il est possible d’attendre un débit de 100 Gb/s avec une modulation simple à ces fréquences. Néanmoins, pour une application de masse, les performances des dispositifs devraient être améliorées et des solutions à faible coût doivent être envisagées. Dans le cadre de cette thèse, trois sujets liés à ce type de communication sans fil dans la bande de fréquence 220-325 GHz, ont été traités : la conception d’un banc de mesure d’antenne, la fabrication d’antennes par impression 3D et la mise en place d’une technologie de packaging pour l’électronique THz utilisant le micro-usinage à base d’impulsions laser ultra-courte
The exponential increase in mobile data traffic makes networks denser, which reduces the quality of wireless links for users. Thus, data rates higher than those currently expected (1 Gb/s) are required. However, increasing the throughput for users implies significantly increasing the throughput in the wireless backhaul/backhaul links (40 Gb/s). Due to its wide bandwidth, the 220-325 GHz frequency band, standardized by the IEEE 802.15.3d standard, became a research topic that resulted in several laboratory demonstrations, as it is possible to expect 100 Gb/s with simple modulation at these frequencies. Nevertheless, for a mass application, device performance should be improved and low cost solutions should be considered. As part of this thesis, three topics related to this type of wireless communication in the 220-325 GHz frequency band, were treated: the design of an antenna measurement setup, the manufacture of antennas by printing 3D and the implementation of a packaging technology for THz electronics using micro-machining based on ultra-short laser pulses

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Mitra, Saptarshee. "Experimental and numerical characterization of functional properties of sand molds produced by additive manufacturing (3D printing by jet binding) in a fast foundr." Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0043.

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Les techniques traditionnelles pour la production des moules et des noyaux en sable utilisés en fonderie pour la coulée de métaux sont actuellement en cours de remplacement par des méthodes de fabrication additive, afin d'aider l’industrie aérospatiale/automobile à fabriquer des pièces de forme complexe d'une manière pratique. Le but de ce travail de recherche est d'étudier les propriétés fonctionnelles des moules imprimés en 3D utilisés lors de la coulée des pièces de forme complexe pour des applications d'ingénierie. Premièrement, le comportement mécanique des moules en sables imprimés en 3D a été analysé et caractérisé pour de différents paramètres du processus d'impression. Ensuite, les propriétés mécaniques et de transport de masse des moules en sable 3DP ont été étudiées. Les pièces imprimées en 3D pour la fonderie sont souvent fabriquées avec un type de technologie de fabrication additive appelé « powder-binder-jetting process » (processus de projection de liant de poudre). Des mesures sur trois points de la force de flexion, la densité, la porosité et la perméabilité, ont été effectués sur les moules fabriqués avec la technologie additive. En plus, l’influence de la température et de la fraction volumique du liant sur les propriétés mécaniques et de transport de masse a également été étudiée. Par ailleurs, la perméabilité des moules en sable imprimé a aussi été caractérisée par micro-tomographie de rayons X, permettant la modélisation avancée de la microstructure poreuse en suivant plusieurs étapes : 1) tomodensitométrie de petits échantillons de moules 3DP, 2) reconstruction volumétrique 3D de données, 3) simulation numérique pour la prédiction de la perméabilité à partir de volumes reconstruits et 4) modélisation du réseau de pores pour déterminer la distribution de la taille des pores et des constrictions. Des expériences ont également été conçues pour étudier les moules imprimés en 3D en termes de leur érosion lors de la coulée des métaux. Cela a permis d’identifier les paramètres optimaux du procédé d’impression 3D des moules, non seulement en termes de leurs propriétés mécaniques et de transport de masse, mais aussi pour minimiser l'érosion du moule durant la coulée métallique. Une méthode de détermination de la résistance à l'érosion des moules en sable a également été proposée, sur la base de la mesure du volume de la surface érodée à l'aide d'une technique d'ingénierie inverse moderne
Nowadays, traditionally manufactured sand molds and cores for metal casting are being progressively replaced by additively processed sand molds in aerospace/automotive industry, facilitating the production of quality cast parts with complex shapes. The type of additive manufacturing technology used to manufacture 3DP parts in foundries is known as powder-binder-jetting process. In this technology, the molds are produced without the use of any kind of additive tools and in a completely automated way using the layer based construction method. One of the most popular binder systems used in the manufacturing of 3DP mold is a furan-based resin binder, which holds the grain particles together. Their amounts and ratios can influence significantly the 3D printed mold properties, affecting casting quality. Therefore, it is essential to characterize the effects process parameters on the functionality of the 3DP molds. In the present work, the mechanical behavior of 3DP sand molds with varying printing process parameters was first investigated, followed by mass transport properties. To do so, a series of three-point bending strength tests, density measurements, porosity measurements and permeability tests were performed on the 3DP molds. Furthermore, the influence of time, temperature and binder volume fraction on the mechanical and mass transport properties was also investigated. Advanced modelling of the pore space was performed by using the reconstructed images provided by X-ray computed tomography, following different steps: X-ray CT scanning of small 3DP mold specimen, 3D volumetric reconstruction of data, numerical simulations for the prediction of permeability from the reconstructed volume, and pore network modelling for the determination of the pore size distribution. Experiments were also designed to investigate the 3D printed molds in terms of mold erosion during metal casting, in order to select the molding parameters to print 3D printed parts not only with good mechanical and mass transport properties but also to minimize the mold erosion during metal casting. Furthermore, a reverse engineering method for determination of the erosion resistance of sand molds has been established, to study the volume of the eroded surface

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Fernandez-Abrevaya, Victoria. "Apprentissage à grande échelle de modèles de formes et de mouvements pour le visage 3D." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2020. https://theses.hal.science/tel-03151303.

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Les modèles du visage 3D fondés sur des données sont une direction prometteuse pour capturer les subtilités complexes du visage humain, et une composante centrale de nombreuses applications grâce à leur capacité à simplifier des tâches complexes. La plupart des approches basées sur les données à ce jour ont été construites à partir d’un nombre limité d’échantillons ou par une augmentation par données synthétiques, principalement en raison de la difficulté à obtenir des scans 3D à grande échelle. Pourtant, il existe une quantité substantielle d’informations qui peuvent être recueillies lorsque l’on considère les sources publiquement accessibles qui ont été capturées au cours de la dernière décennie, dont la combinaison peut potentiellement apporter des modèles plus puissants.Cette thèse propose de nouvelles méthodes pour construire des modèles de la géométrie du visage 3D fondés sur des données, et examine si des performances améliorées peuvent être obtenues en apprenant à partir d’ensembles de données vastes et variés. Afin d’utiliser efficacement un grand nombre d’échantillons d’apprentissage, nous développons de nouvelles techniques d’apprentissage profond conçues pour gérer efficacement les données faciales tri-dimensionnelles. Nous nous concentrons sur plusieurs aspects qui influencent la géométrie du visage : ses composantes de forme, y compris les détails, ses composants de mouvement telles que l’expression, et l’interaction entre ces deux sous-espaces.Nous développons notamment deux approches pour construire des modèles génératifs qui découplent l’espace latent en fonction des sources naturelles de variation, e.g.identité et expression. La première approche considère une nouvelle architecture d’auto-encodeur profond qui permet d’apprendre un modèle multilinéaire sans nécessiter l’assemblage des données comme un tenseur complet. Nous proposons ensuite un nouveau modèle non linéaire basé sur l’apprentissage antagoniste qui davantage améliore la capacité de découplage. Ceci est rendu possible par une nouvelle architecture 3D-2D qui combine un générateur 3D avec un discriminateur 2D, où les deux domaines sont connectés par une couche de projection géométrique.En tant que besoin préalable à la construction de modèles basés sur les données, nous abordons également le problème de mise en correspondance d’un grand nombre de scans 3D de visages en mouvement. Nous proposons une approche qui peut gérer automatiquement une variété de séquences avec des hypothèses minimales sur les données d’entrée. Ceci est réalisé par l’utilisation d’un modèle spatio-temporel ainsi qu’une initialisation basée sur la régression, et nous montrons que nous pouvons obtenir des correspondances précises d’une manière efficace et évolutive.Finalement, nous abordons le problème de la récupération des normales de surface à partir d’images naturelles, dans le but d’enrichir les reconstructions 3D grossières existantes. Nous proposons une méthode qui peut exploiter toutes les images disponibles ainsi que les données normales, qu’elles soient couplées ou non, grâce à une nouvelle architecture d’apprentissage cross-modale. Notre approche repose sur un nouveau module qui permet de transférer les détails locaux de l’image vers la surface de sortie sans nuire aux performances lors de l’auto-encodage des modalités, en obtenant des résultats de pointe pour la tâche
Data-driven models of the 3D face are a promising direction for capturing the subtle complexities of the human face, and a central component to numerous applications thanks to their ability to simplify complex tasks. Most data-driven approaches to date were built from either a relatively limited number of samples or by synthetic data augmentation, mainly because of the difficulty in obtaining large-scale and accurate 3D scans of the face. Yet, there is a substantial amount of information that can be gathered when considering publicly available sources that have been captured over the last decade, whose combination can potentially bring forward more powerful models.This thesis proposes novel methods for building data-driven models of the 3D face geometry, and investigates whether improved performances can be obtained by learning from large and varied datasets of 3D facial scans. In order to make efficient use of a large number of training samples we develop novel deep learning techniques designed to effectively handle three-dimensional face data. We focus on several aspects that influence the geometry of the face: its shape components including fine details, its motion components such as expression, and the interaction between these two subspaces.We develop in particular two approaches for building generative models that decouple the latent space according to natural sources of variation, e.g.identity and expression. The first approach considers a novel deep autoencoder architecture that allows to learn a multilinear model without requiring the training data to be assembled as a complete tensor. We next propose a novel non-linear model based on adversarial training that further improves the decoupling capacity. This is enabled by a new 3D-2D architecture combining a 3D generator with a 2D discriminator, where both domains are bridged by a geometry mapping layer.As a necessary prerequisite for building data-driven models, we also address the problem of registering a large number of 3D facial scans in motion. We propose an approach that can efficiently and automatically handle a variety of sequences while making minimal assumptions on the input data. This is achieved by the use of a spatiotemporal model as well as a regression-based initialization, and we show that we can obtain accurate registrations in an efficient and scalable manner.Finally, we address the problem of recovering surface normals from natural images, with the goal of enriching existing coarse 3D reconstructions. We propose a method that can leverage all available image and normal data, whether paired or not, thanks to a new cross-modal learning architecture. Core to our approach is a novel module that we call deactivable skip connections, which allows to transfer the local details from the image to the output surface without hurting the performance when autoencoding modalities, achieving state-of-the-art results for the task

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Dissertations / Theses on the topic 'Impression 3D et 4D'

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