Dissertations / Theses on the topic 'Leg Tomography'
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Philippe, Julien. "Développement d'une presse portative pour les études in et ex situ sous conditions extrêmes de pression, température et déformation." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066008.
Full textAbstract:
Les hautes pressions sont précieuses à plusieurs disciplines scientifiques. Ce sera le cas dans cette thèse avec le développement d'un nouvel appareil permettant des possibilités inédites de tomographie et de déformation sous haute pression et haute température. Il apporte la possibilité de nouvelles études scientifiques dans les différents champs disciplinaires que sont les sciences de la Terre, la chimie mécanique, la physique des matériaux et la physique des liquidesHigh pressures are essential in several scientific field. This will be the case in this thesis with the development of a new device enabling new possibilities tomography and deformation under high pressure and high temperature. It brings the possibility of further scientific studies in the various disciplines that are Earth science, mechanical chemistry, physics of materials and liquids physics
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Boutet, Jérôme. "Localisation d'inclusions fluorescentes dans les milieux diffusants à l'aide de techniques laser. Application au diagnostic médical in vivo." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENY009/document.
Full textAbstract:
La tomographie de fluorescence est une méthode d'imagerie préclinique et clinique permettant de localiser des traceurs fluorescents préalablement injectés ou naturellement présents dans un organisme vivant. Ce travail de thèse à consisté, dans un premier temps, à définir l'architecture et les conditions d'utilisation optimales d'un tomographe de fluorescence continu appliqué à l'observation de tissus de faible épaisseur. On s'est en particulier attaché à traiter le problème de l'observation de tissus hétérogènes et d'organes fortement absorbants. Dans un deuxième temps, pour observer des tissus de plus grande épaisseur, nous avons montré l'apport de la mesure du temps de vol moyen des photons pour améliorer la localisation d'inclusions fluorescentes. Les performances de deux types de systèmes capables de réaliser ce type de mesure ont été comparées et nous avons proposé un protocole permettant d'en optimiser les principaux paramètres. Notre procédé a été appliqué à la problématique du guidage de biopsies prostatiques. Il pourra aussi être utilisé pour visualiser d'autres pathologies moyennant une simple adaptationFluorescence tomography is a preclinical and clinical imaging method which aims to localize fluorescent probes injected into a living organism. In this thesis work, we defined the optimal design and parameters of a continuous wave fluorescent tomograph applied to thin tissue observation. We handled the problem of observing heterogeneous and highly absorbing organs. Secondly, we showed the advantage of time of flight measurement for inclusion detection through thicker tissues. The detection performances of two types of system capable of these measurements were compared and we proposed a protocol to optimize their main parameters. This process was applied to the problematic of prostatic biopsy guiding. It would also be used to detect and localize other pathologies by means of a simple adaptation
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Krasnoshlyk, Victoria. "Etude multi-échelles et multiphysiques des mécanismes de fissuration dans les matériaux à base de fibres naturelles." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI028/document.
Full textAbstract:
L’utilisation des matériaux constitués de fibres synthétique ou naturelle est en pleine expansion et concerne de nombreux secteurs : industrie automobile, aéronautique, électrique, filtration de l’air ou applications médicales. Malgré des procédés de fabrication et des natures de fibres différents, ces matériaux ont pour point commun d’être constitués d’un réseau de fibres liées entre elles par des liaisons. Les papiers et les cartons sont, par exemple, constitués de fibres de cellulose naturelles liées chimiquement. A l’heure actuelle, les mécanismes de fissuration dans de tels milieux sont encore mal compris. Ils dépendent fortement (a) des propriétés des constituants : géométrie et propriétés mécaniques des fibres et des contacts fibre-fibre, (b) des caractéristiques des réseaux fibreux : géométrie et arrangement des fibres, et des caractéristiques du réseau poreux induit : porosité, distribution de taille des pores, répartition spatiale des pores, etc. et (c) des modes de sollicitations mécaniques. Dans ce type de matériaux, les effets d’échelles doivent être pris en compte pour compléter les approches mécaniques traditionnelles. Les récents progrès en mécanique expérimentale et en simulation numérique permettent de mener une telle étude de l’échelle de la fibre à celle du réseau fibreux.Cette thèse a donc pour but de mettre en place des outils d’analyse des microstructures et des mécanismes de fissuration dans les milieux fibreux à faible densité. Pour cela, (i) des essais de micromécaniques seront couplés à des méthodes d’imagerie (ESEM, microtomographie à rayons X, stéréocorrélation) afin de caractériser expérimentalement les milieux et leur endommagement (ii) Cette étude vient compléter les travaux expérimentaux menés dans les deux laboratoires 3SR et LGP2 (ANR ANAFIB http://anafib.hmg.inpg.fr/spip.php?rubrique1) et sera complétée par des simulations numériques des essais réalisés en collaboration avec Per Isaksson de l’Université d’Uppsala (Suède)Materials made up of synthetic or natural fibres are increasingly developed in various domains: papermaking, composite, automotive and aeronautic industries for structural, packaging, air filtration or medical applications. Despite the variety of manufacturing processes of such materials, all of them can be considered as being formed by a network of fibres interconnected via bonds. For instance, in the case of materials made up of natural cellulosic fibres such as papers or boards, fibres are chemically linked.Crack propagation phenomena in such materials remain poorly understood even though it can be presumed that such mechanisms depend on:- (i) the geometrical and mechanical properties of the constituents of individual fibres and fibre-fibre bonds,- (ii) the architecture of the fibrous network, for example the spatial distributions of fibres, bonds and pores and the size distributions of pores and bonds,- (iii) the applied mechanical loadings.In such materials, scale effects must be investigated in order to improve the classical approaches used to understand crack propagation mechanisms. Recent progresses in both experimental mechanics and numerical simulation approaches allow such a study from the fibre scale up to the fibre network scale to be carried out.The proposed PhD aims first at developing an original experimental approach to analyse microstructure changes and crack propagation phenomena for low density papers. For that purpose x-ray microtomography or ESEM, and stereo-correlation experiments will be carried out to investigate microstructural changes and deformation mechanisms at all relevant scales (see the illustration given in )
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Potin, Bertrand. "Les Alpes occidentales : tomographie, localisation de séismes et topographie du Moho." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU022/document.
Full textAbstract:
Les Alpes occidentales, résultat de la collision entre la plaque Eurasie et le promontoire apulien de la plaque Afrique, traversent l'Europe sur près de 1200 km. C'est l'une des chaînes de montagnes les mieux étudiées au monde, notamment par des méthodes d'imagerie géophysique. Celles-ci ont permis de réaliser plusieurs grands profils d'échelle crustale par sismique active. Parallèlement, la sismicité de magnitude relativement modérée a motivé le déploiement de réseaux sismologiques denses permettant de localiser plusieurs milliers d'évènements par an. Ces données apportent énormément d'information sur la géodynamique actuelle des Alpes et ont servi à réaliser plusieurs tomographies. L'ensemble de ces travaux permet une bonne compréhension de la chaîne, cependant des incertitudes persistent motivant la présente étude dont l'ambition est de réaliser une tomographie de la lithosphère des Alpes occidentales.Notre étude s'appuie sur plus de 791000 temps d'arrivée d'ondes P et S émises par plus de 36000 séismes locaux et enregistrées par 375 stations. Le domaine d'étude de 456x414 km2 couvre le sud-est de la France, le nord-ouest de l'Italie et la majeure partie de la Suisse. Dans ce domaine, la majorité des séismes a lieu dans les premiers 15 km de la croûte et grande partie des temps d'arrivée correspondent à des ondes réfractées au toit du manteau. Cela permet d'obtenir une résolution convenable à la fois dans la croûte et dans le toit du manteau. L'intérêt d'utiliser un grand nombre de données est double : cela assure une couverture relativement complète du domaine et améliore par la loi des grands nombres la précision du modèle déterminé. Toutefois, ce type de jeu de données nécessite un traitement adapté pour gérer les inévitables données aberrantes.La tomographie par temps d'arrivée de séismes locaux de la lithosphère a été réalisée à l'aide du code INSIGHT, développé au cours de cette étude à partir d'un code de V. Monteiller et B. Valette. Le modèle est constitué des valeurs de vP et vP/vS en chaque nœud d'une grille 3D à taille de maille constante, des localisations et des paramètres d'effets de site analogues aux « corrections statiques » de la prospection sismique. Le modèle vP a priori pour la croûte et le manteau supérieur est une fonction continue de la profondeur. Les localisations initiales des foyers ont été obtenues à l'aide du code LOCIN développé pour cette étude et permettant de déterminer une densité de probabilité par recherche sur grille. Les temps de propagation sont déterminés pour les premières arrivées en intégrant la lenteur le long des rais ; la géométrie de ceux-ci est déterminée par le maximum du gradient des temps de propagation, eux-mêmes calculés par la résolution de l'équation eikonale par différences finies. L'inversion est menée par une approche de moindres carrés non-linéaires, basée sur une description stochastique des données et des paramètres du modèle.La topographie du Moho est déduite de ce modèle de tomographie en prenant le maximum du gradient de vP obtenu entre les isovitesses 7,3 et 7,6 km/s. Cette information est complétée par des modèles issus de précédentes études. La large proportion d'ondes réfractées de notre lot de données permet un niveau de détails relativement fin. Ce modèle du Moho est ensuite introduit comme interface a priori dans un nouveau processus de tomographie dans lequel les paramètres vP et vP/vS de la croûte et du manteau sont décorrélés. La discontinuité du Moho est mieux modélisée et les ondes réfractées sont mieux déterminées. Cette approche permet par ailleurs de calculer les temps de propagation des ondes directes lorsque celles-ci arrivent après les ondes réfractées : plus de 100000 temps d'arrivées sont ainsi ajoutés aux données et la résolution dans la croûte est améliorée.Ces deux tomographies, la topographie du Moho et les localisations fines apportent de nouvelles informations sur les structures profondes des Alpes occidentalesThe Alpine chain, which stretches in the middle of Europe across six countries, is probably the most studied mountain range in the world. Geology and metamorphism studies contributed for a large part to the current understanding of the geodynamics and history of this region. Since the second half of the 20th century, geophysical methods were employed to study its lithosphere and several crustal cross-sections where performed, mainly using controlled-source seismology. In parallel, dense seismic networks were also deployed in France, Italy, and Switzerland in order to study the usually low-magnitude activity of the western Alps. Over the past 25 years, these networks have permitted to locate tens of thousands of local earthquakes. In the last two decades, local or regional tomographic studies have been conducted using subsets of this data, which substantially improved our understanding of the deep structure of the Alps.Here, and based on 36,000 seismic events, 375 stations and more than 791,000 P and S-waves arrival times, we performed a tomographic study on a 456x414 km2 area covering the western Alps. Even if most of these earthquakes occurred within the first 15 km beneath surface, a large part of the data is composed of refracted-waves, letting us insight the deep structure of the crust. The interest of such a large dataset relies on the accuracy ensured by the law of large numbers, but the unavoidable presence of outliers requires a specific approach in order to handle it. The a priori earthquake locations were computed using the LOCIN algorithm developed in this study, which is basically a grid-search algorithm combined with a probabilistic approach.Tomography of the crust and upper mantle based on travel-times analysis was conducted using the INSIGHT algorithm which was developed in this study (based on a V. Monteiller and B. Valette algorithm). Our model consists of a set of vP and vP/vS values given at each node of a three-dimensional, regularly-spaced grid, which constitutes the inversion grid. Transition between crust and mantle is modelled by a continuous change in velocity, as we do not introduce any a priori information on the Moho interface. Earthquake locations and site-effect residuals at each station (analogous to "static corrections" in seismic prospecting) are also determined in the process. The forward computation of travel times in the 3D model is performed by integrating slowness along the rays, which are determined by a finite-difference resolution of the eikonal equation. Inversion is carried out using a non-linear least-squares approach based on a stochastic description of data and model. The smoothing and damping parameters are adjusted by means of L-curves analysis.The Moho topography is determined by matching two informations: (i) the maximum of the vP gradient within this preliminary tomographic model, taken in a 7.3-7.6~km/s range and (ii) information provided by previous studies to fix Moho depth in the border area of our study zone, where our model is poorly resolved. As our tomographic model relies on a large set of refracted waves, the Moho topography we build is detailed and presents interesting new insights for the western Alps. This Moho interface is then used as an a priori discontinuity in a new tomography process. Parameters within the crust and the upper mantle are then decorrelated, letting refracted-waves to be more correctly modelled. By this approach, we are able to compute not only the first- but also the second-arrival travel-time which corresponds to the direct wave in the crust for focus-station distances greater than 100-125 km. This allows us to add more than 100,000 new data to our dataset, which of course improves the resolution in the crust.Both tomographic models, the Moho topography and the earthquake relocations provides new evidences and constraints on the deep structure of the western Alps
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Flores, Jiménez Alejandro. "Atmospheric Tomography Using Satellite Radio Signals." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2000. http://hdl.handle.net/10803/6881.
Full textAbstract:
Los sistemas de posicionamiento global GNSS (GPS y GLONASS) se han convertido en una herramienta básica para obtener medidas geodésicas de la Tierra y en una fuente de datos para el estudio atmosférico. Proporcionan cobertura global y permanente y por la precisión, exactitud y densidad de datos, las señales radio transmitidas pueden ser usadas para la representación espacio-temporal de la atmósfera.La tecnología de los receptores GPS ha evolucionado con una sorprendente rapidez, resultando en instrumentos con suficiente calidad de medida para ser utilizados en estudios geodésicos, comparables a los resultados de técnicas como la interferometría de muy larga base (VLBI), y estudios atmosféricos cuyos resultados pueden ser usados en meteorología.
En la tesis Tomografía Atmosférica utilizando Señales Radio de Satélites nos hemos centrado en el uso del sistema GPS por disponer mayor cantidad y calidad de referencias y herramientas para el procesado de los datos. No obstante, se ha demostrado la posibilidad de extender el concepto a cualquier sistema de transmisión radio desde satélite como sondeador atmosférico. La estructura de la tesis se ha dividido en dos áreas: el procesado de datos GPS para extraer información referente a los parámetros atmosféricos de interés, y la aplicación de técnicas tomográficas para la resolución de problemas inversos. En particular, la tomografía se ha aplicado a la ionosfera y la atmósfera neutra. En ambos casos, los resultados tienen un innegable impacto socio-económico: a) la monitorización del estado ionosférico es fundamental por las perturbaciones que la ionosfera provoca en las transmisiones radio que la atraviesan, y b) la estimación del contenido de vapor de agua de la troposfera es de utilidad en la predicción meteorológica y climática.
La tomografía ionosférica se empezó a desarrollar usando únicamente datos de la red global IGS. A continuación se mejoró la resolución vertical mediante la utilización de datos de ocultaciones del experimento GPS/MET. La mejora de la resolución se ve limitada a la región en la que estos datos existen. Finalmente, se utilizaron datos de altimetría del satélite TOPEX/POSEIDON para mejorar los mapas y para demostrar la posibilidad de calibración instrumental de los altímetros radar usando técnicas tomográficas.
La aplicación a la troposfera se obtuvo tras la mejora y refinamiento tanto del procesado de datos GPS como del proceso de inversión tomográfica. Los primeros resultados se obtuvieron mediante los datos experimentales de la red permanente en Kilauea, Hawaii, por la configuración particular de los receptores. Estos resultados demostraban la capacidad de obtener representaciones espacio-temporales de la troposfera mediante datos GPS. El análisis de los datos de la campaña REGINA, realizada en el Onsala Space Observatory, nos permitió la descripción de un fenómeno meteorológico complejo mediante la tomografía troposférica usando datos GPS y su verificación por comparación directa con medidas realizadas por radiosondeo.
En conclusión, se ha demostrado la posibilidad de aplicar tomografía a la atmósfera utilizando señales radio de satélites y, en particular, la constelación GPS.
The Global Navigation Satellite Systems (GPS and GLONASS) have become a basic tool to obtain geodetic measurements of the Earth and a source of data for the atmospheric analysis. Since these systems provide a global, dense and permanent coverage with precise and accurate data, the radio signals they transmit can be used for the spatio-temporal representation of the atmosphere.
GPS receivers technology has evolved at a surprising pace: nowadays they have sufficient measurement quality as to be used in geodetic studies, together with other techniques such as the Very Long Base Interferometry (VLBI), and in atmospheric studies whose results can be input into meteorological analysis.
In the thesis "Atmospheric Tomography Using Satellite Radio Signals" we have focused on the use of GPS system due to the better quality and quantity of references and tools for the data processing. This notwithstanding, we have proven the possibility to broaden the concept to include any other radio signal transmitting satellite system as an atmospheric sounder. The thesis has been divided into two main areas: GPS data processing to extract the information related to the atmospheric parameters under study, and the implementation of tomographic techniques to the solution of the inverse problem. In particular, tomography has been applied to the ionosphere and to the neutral atmosphere. In both cases, results have a socio-economic impact: a) monitoring the ionosphere is essential for radio transmissions across it because of the perturbations it may produce on the signal, and b) estimating water vapour content in the troposphere is highly useful for meteorological and climate forecast
For the ionospheric tomography we initally only used the data from the global IGS network. Vertical resolution was afterwards improved using the occultation data of the GPS/MET experiment. The improvement, however, was limited to the region where these data existed. Finally, we used altimeter data from the TOPEX/POSEIDON satellite to improve the maps and to prove the radar altimeter calibration capability of the tomographic technique.
The application to the troposphere was possible after the improvement and refinement of both the GPS data processing and the tomographic inversion. The first results were obtained using the experimental data from the permanent network in Kilauea, Hawaii. The particular geometry of the receivers in this local network made it highly suited for these initial results, which proved the possibility of obtaining spatio-temporal representations of the troposphere using GPS data. The data analysis of the REGINA campaign, which took place at the Onsala Space Observatory, provided the description of a complex meteorological phenomenon using only GPS data tropospheric tomography. We verified the results with a direct comparison with radiosonde data.
Concluding, we have demonstrated the capabilities of atmospheric tomography using satellite radio signals, with particular emphasis on the GPS signals.
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Arciniegas, Mosquera Andrés Felipe. "Analyse de méthodes statistiques en traitement du signal pour les tomographies acoustique et ultrasonore des arbres sur pied." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4746/document.
Full textAbstract:
La tomographie acoustique est une méthode d'imagerie permettant de réaliser des cartographies bidimensionnelles du plan radial-transverse des arbres en fonction de la vitesse (ou la lenteur) des ondes élastiques de basse fréquence (<20 kHz). Les images couramment obtenues avec les appareils commerciaux possèdent une résolution spatiale faible (de l'ordre de quelques centimètres) et sont parfois difficiles à interpréter. Cette résolution est limitée par l'utilisation des ondes de basse fréquence, le faible nombre de sondes et la non-prise en compte des propriétés du bois (anisotropie, hétérogénéité). À ce jour, il n'existe pas d'appareils de terrain utilisant les ultrasons, spécialement adaptés à l'imagerie des arbres sur pied. Compte-tenu des limitations évoquées, nous proposons ici deux études cherchant à améliorer la qualité des images des tomographie acoustique et ultrasonore. Dans un premier temps nous comparons des méthodes de traitement du signal pour la mesure du temps de propagation et nous en précisons des limites expérimentales de validité. L'approche développée a permis de sélectionner les méthodes de traitement du signal en caractérisant les erreurs systématiques et aléatoires induites en fonction du niveau de bruit. Dans un deuxième temps, une étude numérique de la robustesse d'algorithmes de reconstruction est proposée. Deux nouveaux algorithmes sont présentés et comparés à deux algorithmes classiques utilisés dans les appareils commerciaux. Cette comparaison est axée sur les critères liés aux contraintes expérimentales (faible nombre de sondes et mesures bruitées) et aux exigences techniques (faible temps de calcul) pour une utilisation sur le terrainAcoustic tomography is an imaging technique used to perform two-dimensional mappings of the radial-transverse plane of trees, based on the velocity (or the slowness) of low frequency elastic waves (<20 kHz). The images currently obtained with the commercial devices have a low spatial resolution (of the order of a few centimeters) and are difficult to interpret. These resolution is limited by the use of low frequency waves, the low number of sensors and the fact of not taking into account the properties of wood (anisotropy, heterogeneity). To date, there are no field devices using ultrasound, specially adapted for standing trees imaging. Taking into account the limitations mentioned previously, we present hereby two studies that aim to improve the quality of acoustic and ultrasonic tomography images. In the first part of this work we compare signal-processing methods for the measurement of the propagation time and we specify experimental limits of validity. The approach developed permitted to choose the signal-processing methods by characterizing their systematic and random errors associated with the noise level. In the second part of this work, a numerical study of the robustness of reconstruction algorithms is proposed. Two new reconstruction algorithms are presented and compared to two conventional algorithms used in the commercial devices. These comparison is based on the criteria related to experimental constraints (low number of sensors and noisy measurements) and technical requirements (low computation time) for use in the field
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Ouksili, Zehor. "Compensation du mouvement respiratoire dans les images TEP/TDM thoraciques." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0025/document.
Full textAbstract:
Cette thèse traite du mouvement respiratoire dans l'imagerie TEP/TDM. L'imagerie TEP est une modalité à exposition longue très influencée par les mouvements involontaires du patient. Ces mouvements produisent des artéfacts dont les conséquences sont sérieuses pour le diagnostic car les tumeurs paraissent plus larges et moins actives. Cette thèse contribue à la résolution de ce problème. En plus de proposer l'architecture d'un système d'acquisition TEP/TDM synchronisée à la respiration, on y développe trois méthodes de traitement de signal et d'images qui peuvent être appliquées pour résoudre différents sous-problèmes: Une méthode originale de segmentation et caractérisation du signal respiratoire pour découvrir les patterns respiratoires "normaux" du patient, une méthode de reconstruction TDM-4D qui permet d'obtenir des images anatomiques du corps à chaque niveau respiratoire désiré et un algorithme itératif amélioré pour reconstruire des images TEP-4D compensées en mouvement respiratoire. Toutes ces méthodes et algorithmes ont été validés et testés sur des données simulées, des données de fantômes, et des données réelles de patientsThis thesis deals with respiratory motion in PET/CT images. It is well known that PET is a modality that requires a long exposure time. During this time, patients moves and breath. These motions produce undesirable artefacts that alter seriously the images and their precision. This has important consequences when diagnosing thoracic, and particularly pulmonary, cancer. Tumours appear larger than they really are and their activity is weaker. This thesis proposes to contribute to solving these problems.We propose the architecture of an integrated PET/CT acquisition system synchronized to respiration. We also develop signal and image processing methods that can be applied to eliminating respiratory artefacts in CT and PET images. The thesis brings three main contributions : An original respiratory signal segmentation and characterization to detect "normal" respiratory patterns, a 4D-CT reconstruction method that creates 3D images of the whole body for any respiratory level and an enhanced iterative algorithm for reconstructing 4D-PET images without respiratory artefacts. The developed methods have validated and tested on simulated, phantom and real patients' data
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Ding, Yang. "Analyse morphologique de la microstructure 3D de réfractaires électrofondus à très haute teneur en zircone : relations avec les propriétés mécaniques, chimiques et le comportement pendant la transformation quadratique-monoclinique." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00743511.
Full textAbstract:
Les THTZ (réfractaires électrofondus à Très Haute Teneur en Zircone) sont des matériaux utilisés pour la construction de fours verriers. Ils sont composés d'un squelette dendritique de zircone imprégné de phase vitreuse. Cette étude, qui fait partie du programme national de recherche NOREV (Nouveaux REfractaires Verriers), financé par l'ANR (Agence Nationale pour la Recherche), vise à étudier les influences de la morphologie tridimensionnelle de la microstructure et des propriétés des phases sur le comportement mécanique du THTZ, en particulier pendant la transformation quadratique-monoclinique qui intervient lors du refroidissement post-coulée. Les microstructures 3D de différents matériaux ont été investiguées par tomographie X à l'ESRF (synchrotron de Grenoble). Les images 3D segmentées ont donné lieu à des analyses d'images permettant de caractériser la topologie microstructurale des matériaux, à travers de mesures de covariance, de tortuosité et de percolation. Une relation entre la vitesse d'attaque par l'acide fluorhydrique (HF) et la densité de surface du squelette de zircone a été identifiée. En segmentant le squelette de zircone par la méthode des bassins versants (watershed), nous avons pu comparer le niveau de connectivité du réseau de zircone des différents matériaux. Les résultats sont corrélés avec les calculs numériques de la rigidité microstructurale du squelette des matériaux. Après attaque acide et à haute température, un phénomène de flexibilité a été observé sur des éprouvettes minces et a pu être mis en relation avec la connectivité des matériaux. Les mesures de dilatation lors de cycles thermiques ont mis en évidence les effets induits par l'ajout d'yttrine. La phase vitreuse joue un rôle important pendant la transformation de quadratique à monoclinique, en limitant l'endommagement microstructural des matériaux. Le THTZ dopé par l'ajout de 7% d'yttrine présente des propriétés très différentes des autres matériaux : il est plus rigide et ne subit plus la transformation martensitique. Des calculs par éléments finis tridimensionnels, réalisées à partir de volumes élémentaires de la microstructure réelle, ont permis d'estimer l'influence des propriétés des phases constituantes, de leur morphologie et des conditions aux limites sur la contrainte interne responsable de l'endommagement microstructural.
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Sperlich, B., D. P. Born, K. Kaskinoro, K. K. Kalliokoski, and Marko Laaksonen. "Squeezing the Muscle : Compression Clothing and Muscle Metabolism during Recovery from High Intensity Exercise." Mittuniversitetet, Avdelningen för hälsovetenskap, 2013. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:miun:diva-18973.
Full textAbstract:
The purpose of this experiment was to investigate skeletal muscle blood flow and glucose uptake in m. biceps (BF) and m. quadriceps femoris (QF) 1) during recovery from high intensity cycle exercise, and 2) while wearing a compression short applying ~37 mmHg to the thigh muscles. Blood flow and glucose uptake were measured in the compressed and non-compressed leg of 6 healthy men by using positron emission tomography. At baseline blood flow in QF (P = 0.79) and BF (P = 0.90) did not differ between the compressed and the non-compressed leg. During recovery muscle blood flow was higher compared to baseline in both compressed (P<0.01) and non-compressed QF (P<0.001) but not in compressed (P = 0.41) and non-compressed BF (P = 0.05; effect size = 2.74). During recovery blood flow was lower in compressed QF (P<0.01) but not in BF (P = 0.26) compared to the non-compressed muscles. During baseline and recovery no differences in blood flow were detected between the superficial and deep parts of QF in both, compressed (baseline P = 0.79; recovery P = 0.68) and non-compressed leg (baseline P = 0.64; recovery P = 0.06). During recovery glucose uptake was higher in QF compared to BF in both conditions (P<0.01) with no difference between the compressed and non-compressed thigh. Glucose uptake was higher in the deep compared to the superficial parts of QF (compression leg P = 0.02). These results demonstrate that wearing compression shorts with ~37 mmHg of external pressure reduces blood flow both in the deep and superficial regions of muscle tissue during recovery from high intensity exercise but does not affect glucose uptake in BF and QF. © 2013 Sperlich et al.:doi 10.1371/journal.pone.0060923
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Tireira, Aly. "Endommagement dans les alliages AlSi12 pour moteurs automobiles : Observations in situ et modélisation micromécanique." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2015. http://www.theses.fr/2015EMSE0780/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse aux mécanismes de déformations et d’endommagement dans les alliages de coulée pour l’industrie automobile. Les études ont porté sur un alliage modèle contenant 12% de silicium et des éléments d’addition. Il a été fabriqué par le procédé squeeze-casting (coulée sous haute pression) au LKR de l’Université Technologique de Vienne avec laquelle cette thèse s’est déroulée en collaboration. Des essais de traction in situ dans le MEB ainsi que sous tomographie aux rayons X ont permis de suivre l’évolution des microstructures pendant le chargement. Une attention particulière a été portée sur les mécanismes d’initiation et de propagation de l’endommagement. Par ailleurs la technique de la corrélation d’images numérique 2D spécialement développée pour être appliquée à des images MEB a été utilisée pour mesurer les mécanismes d’endommagement à l’échelle des inclusions. Une attention particulièreest portée sur les mécanismes de localisation de la déformation. La corrélation d’images numériques 3D appliquée aux images tomographiques a permis une mesure précise de l’évolution de l’endommagement au cours du chargement. Les données expérimentales obtenues ont permis d’adapter un modèle d’endommagement de type GTN. Une dernière étape s’est consacrée à une modélisation micro mécaniques des microstructures. Des méthodes de caractérisations basées sur des hypothèses statistiques ont permis de mesurer et d’identifier des paramètres microstructuraux. Au regard des mécanismes de déformations et de la morphologie des particules de seconde phases, des microstructures modèles sont proposées pour simuler le comportement du matériau réel. Cette démarche servant essentiellement à simplifier les modèles éléments finis afin de gagner en temps de calcul, elle sert aussi à insérer des mécanismes complexes afin de serapprocher le plus possible du comportement réel du matériauThis thesis focuses on the mechanisms of deformation and damage in cast aluminum alloysfor automotive industry. Studies were carried on a model alloy containing 12% silicon and added element like iron and nickel. The material was prepared by squeeze-casting process at the Vienna University of Technology in Austria with which this thesis was held in collaboration. In situ tensile test with X-rays tomographic observations as well as with Scanning Electron Microscope observations were performed. They allowed following microstructure evolution under mechanical loading. Particular attention was paid to the mechanisms of initiation and propagation of damage. Furthermore the technic of Digital Image Correlation (DIC) developed to be applied to SEM images was used to visualize 2D strain localization mechanisms at second phases particles scale. DIC were also applied on tomographic images and allowed to measure accurately in 3D damage evolution under loading. Experimental data obtained from DIC were used to identify parameters of a Gurson Tvergaard Needleman model and allow to simulate by Finite Element Modeling the damage evolution. At last stages micro mechanical studies were performed by FEM using microstructure obtained from tomographic images. Algorithms were developed to measure and identify statistics parameters of the microstructure. In consideration of the mechanism of deformations and second phase particles morphology, generatedmicrostructures are proposed to simulate the behavior of the material. This approach aims to simplify the FEM models by reducing the number of degree of Freedom and, then reduce computation time. It also enables to insert complex mechanisms in the model to be as close as possible the actual behavior of the material
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Ourak, Mouloud. "Asservissement visuel direct fondé sur les ondelettes pour le positionnement automatique d'une sonde de tomographie par cohérence optique." Thesis, Besançon, 2016. http://www.theses.fr/2016BESA2052/document.
Full textAbstract:
Les avancées technologiques ont ouvert la voie à des approches de biopsie optique innovantes. Elles permettent à l'inverse des méthodes physiques de profiter des avantages d'une procédure mini-invasive, temps réels et répétitive. Le système de tomographie par cohérence optique (OCT) (la technique de biopsie optique utilisée dans cette thèse) propose des approches qui naviguent dans le corps humain grâce à des sondes endoscopiques robotisées. Toutefois, leur contrôle une fois à l’intérieur du corps devient difficile, surtout si l’objectif est de suivre l’évolution d'une zone cible, en faisant un travail de repositionnement dans le temps. L'asservissement visuel est un outil de choix pour le contrôle et le positionnement directement par l'image. Néanmoins, la richesse des informations présentes dans les images autorisent l'utilisation de plusieurs types d'information visuelle. Dans ce contexte, nous proposons l'utilisation de primitives visuelles innovantes fondées sur les ondelettes. Ainsi, deux approches d'asservissements visuels fondées sur les ondelettes ont été développées. La première approche est un asservissement visuel 2D pose fondé sur les ondelettes spectrales continues qui assure une convergence sur un espace plus important avec une bonne robustesse au bruit et une commande découplée. La deuxième est un asservissement visuel 2D direct fondé sur les ondelettes multirésolution, principalement pour faire du positionnement aux petits déplacements. Par ailleurs, la deuxième méthode couvre les 6 DDL quand la première se limite aux 3 DDL dans les images CCD. De plus, ces deux approches ont prouvé leurs aptitudes à faire du positionnement des coupes OCT. Mais encore, nous avons proposé une méthode de positionnement partitionnée que nous pouvons qualifier d'hybride, car elle exploite deux modalités d'images (OCT - CCD) pour assurer un positionnement sur SE(3) d'un échantillon. De même, nous avons proposé une méthode d'étalonnage des images de coupe et de volume OCT, liée aux distorsions générées par le chemin optique parcouru par le faisceau laser OCT. Finalement, ces travaux ouvrent la voie vers des applications dans le positionnement des volumes OCT, la compensation de mouvement physiologique et le suivi d'outils par des images OCTThe technological advances have facilitated the optical biopsy approaches, unlike physical methods to take advantage of a minimally invasive, real time and repetitive procedure. The optical coherence tomography system is one of the optical biopsy techniques used in this thesis to prospect in the human body with robotized OCT endoscopic probes. Nevertheless, their control once inside the body becomes difficult, especially if the goal is following changes in the target area. The visual servoing is an ideal tool for the control and positioning of the robot. However, the amount of information present in the images allows the use of several types of visual features. In this thesis, we propose to use an innovative visual servoing feature based on wavelets. This representation developed as the evolution of the Fourier transform for non-stationary signals provides a time-frequency representation of the signal with a better extraction of the relevant information. Indeed, two visual servoing approaches based on wavelets were developed. The first approach is a 2D pose visual servoing based on spectral continuous wavelets, which ensures convergence over a larger area and decoupled control. The second is a direct 2D visual servoing based on multiresolution wavelets, mainly for small displacements positioning. However, the latter covers the 6 DOF when the previous one is limited to 3 DDL with a CCD camera. Both approaches have proven their ability to make the positioning of B-Scan OCT images. After that, we have proposed a method of partitioned positioning, that we can qualify by hybrid because it uses two image modalities to ensure SE(3) positioning of a sample. On the other side, we proposed a calibration method of B-Scan and 3D-Scan OCT images, due to the distortions generated by the optical path of the laser beam in OCT. Finally, these thesis is a beginning work for applications in positioning of 3D-Scan OCT, physiological motion compensation and monitoring tools by OCT images
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Mary, Benjamin. "Développement de l'imagerie des systèmes racinaires dans les ouvrages hydrauliques en remblai par tomographie électrique et acoustique." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4386/document.
Full textAbstract:
La végétation arborée sur les digues ou les barrages en remblai est un facteur de fragilité pouvant favoriser l'apparition de mécanismes de détérioration par érosion. Définir la structure géométrique des systèmes racinaires ainsi que la nature des sols dans lesquels ils croissent, à partir de méthodes géophysiques non destructives, est nécessaire afin d'appréhender les conséquences de leur développement sur la sécurité d'un ouvrage hydraulique. Des expériences en laboratoire ont d'abord permis de déterminer les propriétés acoustiques et électriques intrinsèques d'échantillons racinaires menant à l'identification de signatures indispensables à la discrimination de l'anomalie liée à la racine sur le terrain. Le montage de supports expérimentaux adaptés nous a conduits à progressivement étudier des paramètres d'influences en conditions contrôlées. Des essais en conditions semi-contrôlées sur un dispositif d'arbres plantés dans un sol homogène ont permis d'évaluer la pertinence des différentes méthodologies d'acquisition, tels que l'utilisation de la polarisation provoquée en tomographie de résistivité complexe ou encore la géométrie des capteurs pour la tomographie acoustique. Des traitements innovants tels que l'analyse en ondelettes sont associés afin d'exploiter la richesse des enregistrements. Les résultats obtenus ont été validés par le relevé des positions réelles des racines. Enfin, des campagnes d'auscultation sur un ouvrage réel ont été réalisées et ont permis de mettre en évidence une variabilité spatiale du corps de digue associée à la présence d'arbres. Une méthodologie adaptée au diagnostic géophysique de la végétation sur les ouvrages a été mise en placeWoody vegetation from earth dikes or dams is a fragility factor which can promote mechanisms of degradation such as erosion. An accurate assessment of root system structure, from geophysical non-destructive methods, of root position into the embankment (depth, extension), and a good knowledge of soil conditions are critical in order to anticipate the consequences of vegetation development for the hydraulic structure’s safety. Laboratory experiments allowed determining intrinsic acoustical and electrical root properties leading to identify relevant signatures and discriminate anomalies related to roots in the field. The establishment of adapted experimental devices led us progressively to assess different parameters (roots mass, water content. . . ) under controlled conditions. Experiments in semi-controlled conditions with trees planted into a homogenous soil, were conducted to assess the relevance of different methodologies, such as the use of temporal induced polarization in complex resistivity tomography or the geometry of sensors for acoustical tomography. Innovative data processing such as wavelet analysis were used to valorize the rich database. The results were validated by the determination of actual root position.Finally, field investigations into an embankment have been performed to highlight a spatial variability of dike structures associated with trees presence. A methodology adapted to the geophysical diagnostic of vegetation roots in embankments was developed
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Puszka, Agathe. "Tomographie optique diffuse : une approche résolue en temps pour les mesures en réflectance à courtes distances entre sources et détecteurs." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY051/document.
Full textAbstract:
La tomographie optique diffuse (TOD) est une technique d'imagerie médicale émergente utilisant la lumière proche infrarouge pour sonder les tissus biologiques. A partir de mesures non-invasives, cette technique permet d'obtenir les cartes en trois dimensions des coefficients d'absorption et de diffusion à l'intérieur des organes. Avec une approche multi-spectrale, la distribution spatiale des chromophores endogènes (hémoglobine, eau) peut aussi être obtenue. Pour certaines applications cliniques, il est souhaitable d'effectuer les mesures de TOD avec une sonde compacte qui regroupe tous les couples source-détecteur. Cependant, dans cette configuration, la sensibilité en profondeur est un défi majeur. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d'adresser ce challenge en utilisant des mesures résolues en temps. Une approche résolue en temps est développée pour optimiser la TOD dans le cas des mesures de réflectance à faibles distances source-détecteur. Cette approche inclut des aspects méthodologiques concernant le traitement des mesures résolues en temps par des algorithmes de TOD basés sur la transformée de Mellin-Laplace. Cette approche comporte aussi un volet instrumental qui consiste à optimiser la chaîne de détection sur deux points précis pour améliorer la détection et la localisation de contraste d'absorption en profondeur dans les milieux diffusants. Tout d'abord, l'impact de la réponse temporelle du détecteur est étudié avec des détecteurs de photons uniques disponibles dans le commerce (photomultiplicateurs classiques et hybrides). Dans un second temps, l'augmentation de la profondeur sondée avec de nouveaux détecteurs de photons uniques, les fast-gated single-photon avalanche diodes, est explorée au cours d'une collaboration avec le Politecnico de Milan. Pour finir, une étude illustre les performances de l'approche proposée en termes de résolution spatiale en profondeur pour différents arrangements des sources et détecteurs dans une sonde optique. Des sondes optiques dont la largeur est limitée à quelques centimètres ouvrent la voie à de nouvelles applications cliniques pour la TOD. Ces sondes peuvent accéder à des organes internes comme la prostate ou faciliter les examens médicaux sur des organes externes comme le sein ou le cerveauDiffuse optical tomography (DOT) is an emerging medical imaging technique using near-infrared light to probe biological tissues. This technique can retrieve three-dimensional maps of absorption and scattering coefficients inside organs from non-invasive measurements. With a multispectral approach, the spatial distribution of endogenous chromophores (hemoglobin, water) can even be obtained. For some clinical applications, it is desirable to carry out the measurements for DOT with a compact probe including all sources and detectors. However, the depth sensitivity is a real challenge in this configuration. We propose to tackle this challenge by using time-resolved measurements. A time-resolved approach is developed to perform DOT with reflectance measurements at short source-detector separation. This approach involves methodological aspects including the processing of time-resolved signals by DOT algorithms based on the Mellin-Laplace transform. Then, this approach consists in optimizing the detection chain on two aspects for enhancing the detection and localization of absorption contrast in depth in diffusive media. First, the impact of the temporal response of the detector is studied with commercially available single-photon detectors (classical and hybrid photomultipliers). Second, the enhancements in probed depth permitted with fast-gated single-photon avalanche diodes are explored in a joint work with the Politecnico di Milano. To finish, a study is carried out to illustrate the performance of the proposed approach with respect to spatial resolution in depth for different configurations of sources and detectors in the optical probe. Probes with a width limited to a few centimeters open the gate to multiple clinical interests. They could access intern organs like the prostate or facilitate the measurements on extern organs like the breast or the brain
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Ducros, Nicolas. "Tomographie optique de fluorescence dans les milieux diffusants : apport de l'information temporelle." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00473766.
Full textAbstract:
La tomographie optique diffuse de fluorescence permet la reconstruction tridimensionnelle de fluorophores présents dans un tissu biologique. La modalité la plus simple de cette technique repose sur une illumination continue du milieu et s'intéresse aux mesures d'atténuation du faisceau incident en différentes positions. En raison de la forte diffusion des tissus, la modalité continue souffre d'une faible résolution en profondeur.On considère aujourd'hui que la modalité résolue en temps, qui fournit pour chaque photon détecté son temps de vol, permettrait l'étude de tissus plus épais, ouvrant ainsi la porte à des applications cliniques. L'objet de cette thèse est de chercher comment tirer profit de l'information temporelle et de quantifier son apport par rapport à la modalité continue.La tomographie optique diffuse de fluorescence est un problème inverse mal conditionné. Dans un contexte où tout écart au modèle doit être limité, nous nous intéressons tout d'abord au modèle direct et montrons que la densité de photons est un modèle satisfaisant de la quantité expérimentalement mesurée. Nous passons ensuite au crible la méthode de reconstruction fondée sur l'exploitation des moments temporels des mesures. Étudiant théoriquement les propriétés des moments, nous montrons que cette approche nécessite, pour s'avérer intéressante, la détection d'un nombre élevé de photons. Nous introduisons enfin une nouvelle approche permettant d'exploiter l'information temporelle pour un nombre de photons plus limité. Cette approche, reposant sur une transformation en ondelettes des mesures, offre une qualité de reconstruction accrue par rapport à celle offerte par l'approche des moments.
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Henriques, de Figueiredo Bénédicte. "Evaluation de l’integration des donnees issues de la tomographie par emission de positons en radiotherapie : application à deux modèles cliniques : les cancers ORL et les cancers pulmonaires." Thesis, Bordeaux 2, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR22125/document.
Full textAbstract:
Objectif : Etudier l’impact volumétrique et dosimétrique de l’intégration des données de tomographie par émission de positons (TEP) en radiothérapie (RT) à travers deux modèles cliniques : les cancers oto-rhino-laryngologiques (ORL) et les cancers pulmonaires. Matériel et méthodes : Pour les cancers ORL, après un travail préalable sur fantôme pour mise au point d’une méthode de segmentation automatique par seuillage adaptatif, deux séries de neuf et 15 patients présentant un cancer ORL traité par RT, ont bénéficié d’une TEP respectivement au 18F-Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) et au 18F-Fluoromisonidazole (18F-FMISO), traceur de l’hypoxie. Les modifications volumétriques et dosimétriques induites par ces examens ont été analysées. Pour le 18F-FMISO, différents temps d’acquisition et différentes méthodes de segmentation ont également été étudiés. Pour les cancers pulmonaires, l’impact sur la RT d’une TEP-4D au 18F-FDG avec correction des effets de volume partiel (EVP) et application de différentes méthodes de segmentation, a été évalué à travers l’analyse des sept premiers patients inclus dans le protocole PULMOTEP, promu par le CHU de Bordeaux. Résultats : Pour les cancers ORL, la TEP au 18F-FDG a conduit à une réduction des volumes de RT de 40% tout en individualisant des zones de « mismatch » entre TEP et scanner. Pour la TEP au 18F-FMISO, un meilleur contraste des images était retrouvé à 4h. Cependant, les volumes segmentés à 3 et 4h n’étaient pas significativement différents, permettant d’envisager en pratique courante des acquisitions moins tardives à 3h. L’utilisation d’une TEP au 18F-FMISO permettait d’envisager la réalisation d’une « escalade de dose » sur les zones hypoxiques avec une augmentation du taux de probabilité de contrôle tumoral de 18,1% sans augmentation excessive de la toxicité. Pour les cancers pulmonaires, il n’était pas retrouvé d’impact de la correction du mouvement respiratoire, un seul patient sur les sept étudiés présentant une tumeur mobile. Un impact constant de la correction des EVP était par contre retrouvé avec une augmentation de l’activité tumorale maximale de 27% et une diminution des volumes segmentés de 15%.Conclusion : Pour les cancers ORL, la validation de ces résultats nécessite la réalisation d’études cliniques. Pour les cancers pulmonaires, l’utilisation d’une TEP-4D avec correction du mouvement respiratoire doit être envisagée au cas par cas. L’implémentation en clinique de logiciels de correction des EVP semble, par contre, à encouragerObjective: To study the impact of Positron Emission Tomography (PET) data on radiotherapy (RT) planning through two clinical models: the head-and-neck cancers (HNC) and the pulmonary cancers. Methods and Materials: For HNC, after a previous phantom study in order to determinate an automatic segmentation method with adaptive thresholding, two series of nine and 15 patients selected for RT, underwent PET with 18F-Fluorodeoxyglucose (FDG) and 18F-Fluoromisonidazole (FMISO). The impact on RT target volumes (TV) and dosimetries was evaluated. For FMISO-PET, several time acquisitions and several segmentation methods were assessed. For pulmonary cancers, the use of a four-dimensional (4D) FDG-PET with partial volume effect (PVE) correction and several segmentation methods was evaluated through the first seven patients enrolled in the PULMOTEP protocol performed by the CHU of Bordeaux. Results: For HNC, FDG-PET led to a RT TV reduction of 40%, with mismatches between PET and CT data. For FMISO-PET images, a better contrast was obtained 4h after FMISO injection. However, segmented volumes obtained at 3 and 4h were not statistically different allowing PET- acquisitions at 3h in routine clinical practice. The use of FMISO-PET allows considering « dose escalation » on hypoxic TV with an increase of tumour control probability by 18,1% without excessive increase of toxicities. For pulmonary cancers, there was no impact of the respiratory motion correction but only one patient on seven presented a mobile tumour. PVE correction had impact on RT TV with an increase of the maximal tumoural activity by 27% and a volume reduction of 15%. Conclusion: For HNC, the validation of these results needs clinical and prospective studies. For pulmonary cancers, the use of 4D-PET must be decided case by case. On the other side, the implementation of automatic software for PVE correction seems interesting
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Kobchenko, Maya. "Fracturation durant la production interne de fluides dans les roches : application à la migration primaire d'hydrocarbures." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENU035/document.
Full textAbstract:
Cette thèse presente des travaux et résultats d'expériences de fracturation dont l'origine est une génération interne de fluides induite par des réactions chimiques dans des échantillons de roches et des matériaux analogues. Les deux premiers articles portent sur une expérience avec des échantillons de schistes imagés par tomographie aux rayons X au cours du temps. Le premier article décrit la formation de fractures créées par l'augmentation de pression induite par la décomposition de matière organique lorsque les schistes sont chauffés. Le deuxième article porte sur la procédure expérimentale et l'analyse d'images, utilisées pour obtenir les résultats du premier article. Les deux autres articles concernent la fracturation d'une couche de gélatine contenant de la levure et du sucre, ce qui génère du CO2. Le troisième article décrit le mécanisme de formation d'un réseau de fractures au cours du drainage du CO2 contenu dans la gélatine. Le quatrième article concerne l'évolution du réseau de fractures au cours de ce drainage, ainsi que les mécanismes d'ouverture et fermeture des fractures. Le dernier article porte sur une étude par tomographie aux rayons X de la distribution de porosité d'échantillons endommagés d'andésite. Les méthodes développées dans ce projet peuvent s'appliquer à la déshydratation de sédiments, la formation de volcans de boue, l'exploration d'hydrates de méthane, la séquestration de CO2 et la fracturation de réservoirs non conventionnelsThis thesis presents the experimental work and the results on fracturing of rock samples and analogue materials due to internal fluid generation during chemical reaction. The first two papers concentrate on time-resolved 3D X-ray imaging experiment on organic-rich shale samples. Paper 1 describes fracture formation due to hydrocarbon generation in the shale induced by organic matter decomposition during heating. Paper 2 gives an overview of the experimental procedure and image analysis workflow, which were used to obtain results presented in the first paper. The other two papers are focused on fracturing of gelatin mixed with yeast and sugar, which generates CO2. Paper 3 describes the mechanism of fracture network formation during draining of CO2 out of a gelatine layer. Paper 4 focuses on the temporal evolution of the drainage network and the mechanism of fracture opening and closing. The last paper presents a study in which X-ray microtomography was used to characterize porosity distribution in weathered andesite samples. The scientific methods developed in this project have potential application in studying dehydration of sediments, formation of mud volcanoes, methane hydrate exploration and assessment, geological sequestration of carbon dioxide CO2 and hydraulic fracturing of unconventional reservoirs
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Jardin, Axel. "Utilisation du rayonnement X-mou pour l'étude du transport des impuretés dans les plasmas de tokamaks." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0482/document.
Full textAbstract:
La consommation mondiale d'énergie a fortement augmenté durant le siècle dernier et va continuer de croître au cours des prochaines décennies. Le développement d'énergies durables et alternatives aux énergies fossiles constitue un enjeu crucial pour les générations futures. Dans ce contexte, la fusion thermonucléaire contrôlée serait un candidat de premier choix pour assurer la transition énergétique. Le tokamak, basé sur la fusion par confinement magnétique, est actuellement la solution la plus en vue pour contrôler la réaction de fusion et utiliser cette énergie à des fins civiles.Dans les plasmas de tokamak, les impuretés lourdes comme le tungstène présent dans les éléments de la paroi face au plasma, peuvent migrer vers le plasma de cœur et fortement dégrader les performances fusion par rayonnement. L’objectif de cette thèse est d’utiliser ce rayonnement dans la gamme des X-mous afin d’en déduire des informations sur le transport du tungstène dans le plasma de cœur. Le but est de contrôler à terme cette concentration en impuretés et d’identifier les actuateurs pouvant agir sur cette distributionGlobal energy consumption has increased significantly during the last century and will continue to grow in the coming decades. The development of sustainable energies alternative to fossil fuels is a crucial issue for the future generations. In this context, controlled thermonuclear fusion is a good candidate for the energy transition. Magnetic confinement fusion and tokamaks are currently the most promising solution to control the fusion reaction and use it for civil purposes.In tokamak plasmas, heavy impurities such as tungsten sputtered from plasma-facing components can migrate to the core plasma and strongly degrade fusion performance by radiation. The goal of this PhD thesis is to use this radiation in the soft X-ray range in order to obtain valuable information on tungsten transport in the core plasma. The final perspective is to control the impurity concentration and identify actuators that can act on this distribution
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Charalampidou, Elli Maria. "Etude expérimentale sur la localisation des déformations dans les grès poreux." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENI090/document.
Full textAbstract:
Cette étude expérimentale traite la localisation des déformations sur un grès poreux: le grès de Vosges. Un nombre des essais triaxiaux sont effectués sous des pressions de confinement (i.e., 20 MPa - 190 MPa) et des déformations axiales différentes pour mieux comprendre la réponse mécanique de ce grès. La localisation des déformations a été étudiée dans des différentes échelles en appliquant une variation de mesures de champs (full-field methods) comme la Tomographie Ultrasonore (en 2D), les Emissions Acoustiques (en 3D), les Rayons X (en 3D), et la Corrélation des Images (en 3D). Les méthodes expérimentales ont été appliquées avant, pendant et après les essais triaxiaux. Des coupes fine ont été observées sous le microscope optique et électronique (SEM). La combinaison des multiples techniques expérimentales, qui ont des différentes sensitivités et résolutions, a décrit la procédure de la formation et l’évolution des bands de déformation observées sur le grès de Vosges. Des bandes de cisaillement ont été formées sous des pressions intermédiaires et des bandes de compaction sous des pressions élevées. Des bandes de compactions pure n’ont pas été observées.Les bandes de déformations observées se sont caractérisées comme des zones de déformation de cisaillement localisée et/ou de compaction. En plus, elles se sont caractérisées comme des structures de fable vitesse ultrasonore, des places d’origine des fissures inter- ou intra- granulaires, et des places des densités de matériel élevées.Deux mécanismes principales ont été observées au niveau de grain dans les bandes de cisaillement et de bandes de compaction (shear-enhanced compaction bands): d’un cote c’est la fissuration des grains (endommagement) et de l’autre cote c’est la réduction de porosité (sur la forme de compaction). Les deux mécanismes i présent différences sur leurs proportions et leur ordre d’occurrence dans le tempsThis PhD thesis presents a laboratory study aiming at a better understanding of the stress-strain response of the Vosges sandstone (porous rock) tested at a range of confining pressures (i.e., 20-190 MPa) and different axial strain levels. Localised deformation was captured at different scales by a combination of full-field experimental methods, including Ultrasonic Tomography (2D), Acoustic Emissions (3D), X-ray Tomography (3D), and 3D volumetric Digital Image Correlation, plus thin section and Scanning Electron Microscope observations (2D). These experimental methods were performed before, during and after a number of triaxial compression tests. The combined use of the experimental techniques, which have different sensitivity and resolution, described the processes of shear band and shear-enhanced compaction band generation, which formed at low to intermediate and relatively high confining pressures, respectively. Pure compaction bands were not identified. The deformation bands were characterised as zones of localised shear and/or volumetric strain and were captured by the experimental methods as features of low ultrasonic velocities, places of inter- and intra-granular cracking and structures of higher density material. The two main grain-scale mechanisms: grain breakage (damage) and porosity reduction (compaction) were identified in both shear band and shear-enhanced compaction band formation, which presented differences in the proportions of the mechanism and their order of occurrence in time
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Suard, Elodie. "Limitation du colmatage dans les bioréacteurs à membranes à l'échelle industrielle : modélisation et caractérisation de l'hydrodynamique." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://oatao.univ-toulouse.fr/24558/1/Suard%20elodie.pdf.
Full textAbstract:
Malgré leur fort développement en assainissement domestique urbain, les bioréacteurs à membranes (BaM) pâtissent de phénomènes de colmatage, induisant des coûts énergétiques et de maintenance importants. L’aération séquencée des membranes par des grosses bulles est l’une des stratégies pour limiter le colmatage ; son impact a fait l’objet de plusieurs études mais reste globalement mal compris, notamment du fait de la complexité de ces systèmes, multiphasiques et opaques. L’hydrodynamique des réacteurs reste mal caractérisée en présence de boues. Pour apporter des éléments de compréhension aux mécanismes de limitation du colmatage par injection d’air, un pilote de filtration membranaire semi-industriel (2 m3, 3 sous modules fibres creuses Puron®) a été conçu, dimensionné et installé sur l’unité de traitement des jus (TDJ) de la station d’épuration Seine Aval (SIAAP), afin d’être alimenté en boues biologiques dans des conditions réelles de fonctionnement. Le suivi des paramètres opératoires du pilote et de ses performances de filtration sur une période de 5 mois avait un double objectif : (i) mieux caractériser la dispersion du gaz pour différentes conditions de fonctionnement (paramètres de l’aération, concentration en boues de l’alimentation), (ii) hiérarchiser les facteurs qui limitent le colmatage des membranes. Il s’agit in fine de proposer des stratégies d’aération adaptées et efficaces pour limiter le colmatage. Afin de caractériser la dispersion du gaz dans le réacteur, une méthodologie innovante basée sur la tomographie de résistivité électrique (ERT) a été adaptée au pilote. Les conditions d’utilisation de l’ERT (nombre d’électrodes de mesure, séquence de quadripôles) ont été sélectionnées à travers une étude numérique, de même que les paramètres d’inversion nécessaires pour reconstituer la cartographie des résistivités à partir des mesures expérimentales. Cette étude numérique poussée, réalisée sous COMSOL, a permis de conclure à l’intérêt de la méthode pour représenter la distribution des phases dans la géométrie considérée. L’ERT a donc été appliquée au pilote alimenté en boues, pour différentes conditions d’aération. Le jeu de données de filtration a par ailleurs été analysé par logique floue, à l’aide du logiciel FisPro. Les arbres de décision obtenus, en analysant les résultats de manière globale et en les regroupant par conditions opératoires similaires, ont mis en évidence l’impact prépondérant des variables suivantes sur la dérive de perméabilité observée (comprise entre - 9 et 2 LMH/bar) : la différence de DCO entre le surnageant des boues et le perméat (DDCO) traduisant une phase colloïdale complexe, et la concentration en matières en suspension (MES), ayant toutes deux un impact négatif sur les performances de filtration. Une augmentation du débit d’air conduirait à une limitation de la dérive de perméabilité, sauf lorsque la variable DCO est élevée (> à 500 mg/L), cette hypothèse restant cependant à vérifier sur une base de données plus conséquente. Le modèle ainsi obtenu par logique floue permet de mieux simuler les évolutions de perméabilité que les modèles obtenus par régression linéaire multivariée (erreurs de 0,61 et de 0,70 respectivement), et ce malgré une incertitude relative importante sur la mesure de perméabilité (jusqu’à 16 %). Ces résultats sont cohérents avec la dispersion du gaz observée par ERT : son homogénéité dépend de la concentration en MES et du débit d’air injecté. A forte concentration en MES (6 – 10 g/L), des zones préférentielles de passage des bulles ont été observées, en particulier à faible débit d’air, expliquant ainsi un colmatage plus important. L’utilisation nouvelle dans ce contexte de ces techniques, ERT et logique floue, donne des résultats qui confortent l’intérêt d’adapter l’aération (débit, séquençage) aux caractéristiques des boues notamment leurs concentrations, et qui permettent d’envisager des stratégies de contrôle de ces paramètres
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Bobelin, Laurent. "Tomographie depuis plusieurs sources vers de multiples destinations dans les réseaux de grilles informatiques hautes performances." Aix-Marseille 2, 2008. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2008AIX22084.pdf.
Full textAbstract:
Identifier et déduire les performances et la topologie d'un réseau est une problématique classique. Résoudre ce problème en utilisant uniquement des tests de niveau applicatif, une méthode appelée tomographie réseau, a été souvent proposé pour déterminer les performances du réseau d'un point de vue client/serveur. Quand la déduction de topologie est basée sur les valeurs d'une métrique, on parle de Metric Induced Network Topology (MINT). Les grilles actuelles peuvent connecter des milliers de ressources communicantes qui peuvent interagir de manière partiellement ou totalement coordonnée lors d'échanges de données massifs. De fait, ces communications impliquent de façon concomitante plusieurs sources et plusieurs destinations, rendant caduc le modèle client/serveur. Dans cette thèse, j'introduis de nouvelles représentations de la connaissance du réseau obtenues au cas d'un paradigme de communication comprenant de multiples sources et de multiples destinations, des algorithmes pour reconstruire de telles représentations à partir d'un jeu de données initial, ainsi que des méthodes pour obtenir à partir de mesures de bout en bout ce jeu de données. Je décris aussi l'outil M. I. N. T. C. A. R. Que j'ai conçu et développé pendant cette thèse pour implémenter l'ensemble de ces algorithmes et méthodes ainsi que les expériences menées pour valider ces méthodes et algorithmesNowadays grids connect up to thousands communicating resources that may interact in a partially or totally coordinated way. Consequently, applications running upon this kind of platform often involve massively concurrent bulk data transfers. In order to optimize overall completion times, those transfers have to be scheduled based on knowledge about network performances and topology. Identifying and inferring performances of a network topology is a classic problem. Achieving this by using only end-to-end measurements at the application level is a method known as network tomography. When topology reflects capacities of sets of links with respect to a metric, the model used to represent the topology obtained is called a Metric-Induced Network Topology (MINT). Such a type of representation, obtained using statistical methods, has been widely used in order to represent performances of client/server communication protocols. However, it is no longer accurate when dealing with grids. In this thesis, we introduce a novel representation of the infered knowledge from multiple source and multiple destination measurements, algorithms in order to reconstruct such representations, methods to probe network in order to obtain an initial set of data from which we can reconstruct such topology. We also describe the tool we have designed an implemented in order to achieve these goals and experiences we have made in order to validate our methods and algorithms
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Loignon-Houle, Francis. "Optimisation de l’extraction de lumière de scintillation dans les matrices de détecteurs pixellisés pour des applications en tomographie d’émission par positrons (TEP) et en tomodensitométrie (TDM)." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/9776.
Full textAbstract:
Résumé : Les performances de détecteurs à scintillation, composés d’un cristal scintillateur couplé à un photodétecteur, dépendent de façon critique de l’efficacité de la collecte et de l’extraction des photons de scintillation du cristal vers le capteur. Dans les systèmes d’imagerie hautement pixellisés (e.g. TEP, TDM), les scintillateurs doivent être arrangés en matrices compactes avec des facteurs de forme défavorables pour le transport des photons, au détriment des performances du détecteur. Le but du projet est d’optimiser les performances de ces détecteurs pixels par l'identification des sources de pertes de lumière liées aux caractéristiques spectrales, spatiales et angulaires des photons de scintillation incidents sur les faces des scintillateurs. De telles informations acquises par simulation Monte Carlo permettent une pondération adéquate pour l'évaluation de gains atteignables par des méthodes de structuration du scintillateur visant à une extraction de lumière améliorée vers le photodétecteur. Un plan factoriel a permis d'évaluer la magnitude de paramètres affectant la collecte de lumière, notamment l'absorption des matériaux adhésifs assurant l'intégrité matricielle des cristaux ainsi que la performance optique de réflecteurs, tous deux ayant un impact considérable sur le rendement lumineux. D'ailleurs, un réflecteur abondamment utilisé en raison de ses performances optiques exceptionnelles a été caractérisé dans des conditions davantage réalistes par rapport à une immersion dans l'air, où sa réflectivité est toujours rapportée. Une importante perte de réflectivité lorsqu'il est inséré au sein de matrices de scintillateurs a été mise en évidence par simulations puis confirmée expérimentalement. Ceci explique donc les hauts taux de diaphonie observés en plus d'ouvrir la voie à des méthodes d'assemblage en matrices limitant ou tirant profit, selon les applications, de cette transparence insoupçonnée.Abstract : The performance of scintillation detectors, made up of a scintillating crystal coupled to a photodetector, critically depends on the collection and extraction efficiency of scintillation photons from the crystal by the sensor. In highly pixelated imaging systems (e.g. PET, CT), scintillators must be arranged in compact arrays with form factors detrimental to light transport, deteriorating the detector performance. The goal of the study was to optimize the pixelated detectors performance by identifying the light loss sources related to the spectral, spatial and angular characteristics of the scintillation photons impinging on scintillators faces. Such information acquired by Monte Carlo simulations enables adequate weighting for the evaluation of achievable gains through structuring of the scintillators for enhanced light extraction to the photodetector. The magnitude of parameters affecting the light collection in arrays, such as adhesive materials absorption and reflector opacity that both have high impact on light output, was evaluated through a factorial design. A frequently used reflector because of its outstanding optical performance was characterized in more realistic conditions compared to air immersion in which its reflectivity is always reported. An important reflectivity quenching of the reflector in optically bonded scintillator arrays was discovered by simulation and confirmed experimentally. This explains the high light crosstalk measured in pixelated arrays as well as paving the way to assembling methods limiting or taking advantage, depending on the application, of this unsuspected transparency.
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Li, Jia. "Simulation par éléments finis de la propagation de fissures de fatigue dans les matériaux polycristallins imagés par tomographie aux rayons X." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0079/document.
Full textAbstract:
La propagation des fissures courtes de fatigue dans un matériau polycristallin dépend fortement de la microstructure. Bien que de nombreuses études de caractérisation et de modélisation existent sur le sujet, la prédiction du chemin et de la vitesse de propagation de ce type de fissure n'est pas encore possible aujourd'hui.Afin de bien comprendre les mécanismes de propagation, la caractérisation in-situ d'un échantillon par la tomographie aux rayons X a été réalisée à l'ESRF en combinant deux techniques de caractérisation. La tomographie par Contraste de Diffraction (DCT) qui est une méthode non destructive permettant de caractériser en 3D la morphologie et l'orientation des grains constitutifs de la microstructure, à l'état non-déformé, et la tomographie par Contraste de Phase (PCT) qui permet d'obtenir la forme de fissure à divers étapes de la vie de l'éprouvette. Grâce à ces informations, il est possible de simuler la propagation de fissure en utilisant un maillage réaliste reconstruit à partir des images tomographiques. Dans ce travail, une étude de l'anisotropie de comportement élastique est effectuée dans un maillage microstructural 3D reconstruit à partir des images tomographiques. Cette étude permet de comparer les tenseurs de déformation élastique moyennés à chaque grain avec les mesures expérimentale. Ensuite, une nouvelle méthodologie est proposée pour simuler la propagation de fissure. Issue d'une simulation en plasticité cristalline, la direction et la vitesse de la propagation de fissure est déterminée par un post-traitement, ce qui permet de propager la fissure par remaillage. Cette méthode est appliquée dans un premier temps à un monocristal pré-fissuré pour prédire le trajet de fissuration en fonction des systèmes de glissement activés. L'ensemble de la démarche est enfin appliqué au polycristal complet imagé par tomographie. Le rôle du joint de grains et la vitesse de propagation sont également analysés. En comparant les résultats de simulation avec les mesures expérimentales, le critère de la propagation de fissure est discutéThe short fatigue crack propagation in polycrystal materials depends strongly on microstructure. Although numerous studies of characterisation and of simulation, the prediction of the short fatigue crack propagation remains a challenge.In order to understand the mechanisms of short fatigue crack propagation, an in-situ characterisation by X-ray tomography was carried out at ESRF, using two techniques of tomography. Diffraction Contrast Tomography (DCT) that is a non-destructive method can be used to obtain 3D morphology and grain orientations in an undeformed state of polycrystal materials. Couple with Phase Contrast Tomography (PCT), it allows to characterise the short fatigue crack propagation at different loading stages. Access to this information, it is possible to simulate the short fatigue crack propagation using a 3D reel microstructural mesh reconstructed from the tomographic images.In this work, the elastic anisotropic behaviour in a 3D microstructural mesh is performed. The elastic strain tensors averaged in grains are also compared to the experimental measurements. Then, a new numerical approach is proposed to simulate crack propagation. From a crystal plasticity FE simulation, the crack growth direction is determined by a post processing. Next, the crack is propagated through remeshing. This approach is firstly applied to the single crystals, then to the polycrystal mesh reconstructed from the tomographic images. The grain boundary effects and the crack growth rate are also analysed. By comparing between simulation and experimental crack, the damage indicator is discussed at the end
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Grésillaud, Alain. "Prise en compte de l'anisotropie sismique dans les tomographies lithosphériques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1994. http://www.theses.fr/1994STR13015.
Full textAbstract:
Dans cette these nous avons developpe une methode permettant d'obtenir a partir des temps d'arrivee d'ondes de volume teleseismiques p un modele 3d de vitesses sismiques isotropes et un modele 3d de taux d'orientation de mineraux anisotropes. Apres un rapide expose des effets de perturbations anisotropes sur les temps d'arrivee et sur les polarisations d'ondes de volume, nous avons montre a l'aide de donnees calculees le long de rais reels que des variations laterales de perturbations anisotropes ou des heterogeneites dans la distribution angulaire des rais peuvent parasiter les modeles de perturbations de vitesses isotropes issus d'une normalisation par seisme suivie d'une inversion classiques. Afin d'interpreter en terme d'anisotropie la partie restant apres inversion isotrope, nous avons applique a ces memes donnees synthetiques une methode d'exploration des directions d'anisotropie par inversions successives prenant en compte a la fois la perturbation du carre de la vitesse isotrope et le taux d'orientation des mineraux. Les tests effectues pour des geometries de rais reelles ou artificielles et pour cinq directions d'anisotropie hexagonale montrent que les directions d'anisotropie ne sont pas toujours retrouvees et que le modele de taux d'orientation n'est correctement obtenu que pour des geometries de rais denses mais irrealistes. En revanche le modele originel isotrope est bien retrouve quelle que soit l'anisotropie du milieu. L'application de la methode aux donnees du projet lithoscope fosse rhenan n'a pas permis de degager des directions anisotropes significatives mais elle confirme le modele isotrope
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Kunach, Margaret. "Effets du sexe biologique et des habitudes de vie sur les anomalies du métabolisme postprandial des acides gras chez les patients intolérants au glucose." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/7607.
Full textAbstract:
Résumé : La résistance à l’insuline est un facteur de risque important pour le développement du diabète de type 2. Un désordre au niveau du métabolisme postprandial, qui se manifeste par une diminution relative du stockage des acides gras (AG) dans les tissus adipeux, mène à un débordement plasmatique des AG et à leur canalisation dans les tissus maigres tels que le cœur, le foie et les muscles squelettiques sous forme de dépôts ectopiques. Ce phénomène, connu sous le nom de lipotoxicité, se développe dans un contexte de balance énergétique positive chronique favorisée par la consommation alimentaire excessive ainsi que la sédentarité et peut varier entre les hommes et les femmes. Plusieurs études démontrent que le changement des habitudes de vie peut corriger ces désordres métaboliques. Notre laboratoire a développé une méthode unique pour étudier le métabolisme des AG de façon non invasive à l’aide d’un traceur radioactif, l’acide 14(R,S)-fluoro-6-thia-heptadécanoïque ([indice supérieur 18]F-FTHA), un analogue des acides gras à longue chaines utilisé en tomographie par émission de positrons. Nos études antérieures ont démontré que chez les sujets intolérants au glucose (IG+) on observe des niveaux de captage des AG dans le myocarde plus élevés associés à une fraction d’éjection du ventricule gauche ainsi qu’un volume d'éjection systolique diminués. À la suite d’une intervention d’un an axée sur les habitudes de vie des sujets IG+, on note une diminution du captage des AG dans le myocarde ainsi qu’une amélioration des paramètres de la fonction cardiaque. Cependant, chez des sujets IG+ ayant suivi une restriction calorique d’une semaine sans modifications de leur niveau d’activité physique, nous avons observé une augmentation du captage des AG dans le myocarde en parallèle avec une diminution de la fraction d’éjection du ventricule gauche. La restriction calorique, l’activité physique et la perte de poids influencent le métabolisme des substrats énergétiques et la fonction cardiaque chez les IG+, mais le sexe biologique est aussi un facteur important qui agit sur ces derniers. Le captage élevé des AG par le cœur chez les hommes est expliqué par des niveaux de chylomicrons plus élevés alors que chez les femmes il est associé à l’obésité. Bien que nos études ne nous ont pas permis de faire un lien entre les habitudes de vie des sujets IG+ et les anomalies métaboliques observées en période postprandiale chez ces sujets ni d’identifier quels changements dans leurs habitudes de vie ont contribué aux améliorations métaboliques dans le myocarde, elles nous ont amenées à redéfinir nos outils méthodologiques pour mieux étudier les habitudes de vie et de prendre en considération les différences entre les hommes et les femmes dans nos études futures.Abstract : Insulin resistance is a major risk factor for the development of type 2 diabetes. Abnormalities in postprandial metabolism, which are characterized by a relative decrease in fatty acid storage capacity in adipose tissue leading to fatty acid spillover into the systemic circulation, give rise to ectopic fat deposition in non adipose tissues such as the heart, the liver and skeletal muscles. This phenomenon, commonly referred to as lipotoxicity, arises within the context of a chronic positive energy balance which is the direct result of excessive food consumption together with decreased energy expenditure and may be different in men and women. Many studies have shown, however, that metabolic abnormalities are reversible with changes in lifestyle habits. Our laboratory has developed a unique non-invasive method to study dietary fatty acid (DFA) metabolism using a radioactive tracer, 14(R,S)-[[superscript 18]F]-fluoro-6-thia-heptadecanoic acid ([superscript 18]F-FTHA), a long-chain fatty acid analogue, in combination with positron emission tomography. Our previous work demonstrated that patients with impaired glucose tolerance (IGT+) display an increase in myocardial DFA partitioning associated with a decreased left ventricular ejection fraction and stroke volume. Following a one-year lifestyle intervention regimen in IGT+ subjects, a reduction in myocardial DFA uptake as well as an improvement in cardiac function parameters was observed. However, IGT+ subjects who participated in a short-term caloric restriction while maintaining their usual level of physical activity, experienced an increase in myocardial DFA partitioning in parralel with a decreased left ventricular ejection fraction. Caloric restriction, physical activity and weight loss all have an impact on energy substrate metabolism and cardiac function in IGT+ patients, but gender is a major determinant as well. Increased myocardial DFA uptake in men is driven largely by elevated circulating chylomicron-TG levels whereas in women it appears to be associated with obesity. Although it was not possible for us to establish a link between IGT+ patients’ lifestyle habits and the postprandial metabolic abnormalities that they display nor to identify which lifestyle changes contributed to the metabolic improvements in the heart observed after the intervention, our studies helped redefine our methodological tools for assessing lifestyle parameters and underlined the importance of considering gender differences in our future studies.
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Tonnellier, Alice. "Ecoute sismique des glissements de terrain dans les roches argilo-marneuses : détection et identification des sources intervenant dans la progression des glissements." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00873617.
Full textAbstract:
Nous souhaitons connaître les processus qui contrôlent les glissements de terrain lents à l'aide de méthodes sismiques passives. Nous installons des dispositifs d'écoute sismique sur les sites de Super-Sauze (France) et de Valoria (Italie). Nous détectons, localisons et caractérisons trois types principaux de signaux sismiques. Un type est associé aux séismes régionaux donc externe à la dynamique des glissements. Les deux autres sont localisés dans des foyers de fissures ou des ruptures de pente. Nous suggérons que le premier type est associé à des écroulements depuis l'escarpement et à du transport en surface, tandis que le second type est associé à des fractures et des cisaillements. On montre qu'il existe des corrélations entre ces signaux, les déplacements en surface et les précipitations. Les glissements de terrain sont des volumes variables dans le temps et dans l'espace, ce qui impose une maintenance régulière des équipements et complexifie l'acquisition de données permanentes.
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Delprat-Jannaud, Florence. "Tomographie de reflexion : quelle est l'information contenue dans les temps d'arrivee?" Paris 11, 1991. http://www.theses.fr/1991PA112308.
Full textAbstract:
Bien que le principe de la tomographie soit relativement simple, son implementation est delicate et l'existence d'instabilites physiques semble avoir rebute les utilisateurs. L'objet de cette these est d'etudier en detail ces instabilites. En effet, la solution est en general instable, c'est-a-dire fortement sensible a de petites perturbations des donnees et a un changement de discretisation des modeles. Nous proposons une methode qui permet d'evaluer l'information intrinsequement contenue dans les temps d'arrivee, c'est-a-dire independamment de toute discretisation, et une formulation du probleme de l'inversion des temps d'arrivee qui conduit a une solution stable. Cette methode repose sur le choix d'une regularisation adaptee a notre probleme. Malheureusement, la solution est souvent mal determinee et il importe alors d'estimer la confiance que l'on peut lui accorder. Les analyses des incertitudes traditionnelles, menees par linearisation, ne sont en general valables qu'au voisinage de la solution calculee. Nous proposons d'estimer l'incertitude que l'on a sur certaines caracteristiques du modele, de facon independante de la solution. Nous appliquons les methodes proposees a un exemple synthetique tridimensionnel de complexite moyenne. Enfin, nous inversons un profil sismique reel et illustrons ainsi l'interet que la tomographie presente pour l'imagerie structurale
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Girard, Didier Laurent Pierre Jean. "Les méthodes de régularisation optimale et leurs applications en tomographie nouveaux algorithmes performants de reconstruction d'images /." S.l. : Université Grenoble 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00311758.
Full text
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Nguyen, Cong Doan. "Etude expérimentale de l'impact de l'érosion par suffusion sur les propriétés physiques et mécaniques des sols." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0676/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’est attaché à investiguer, d’une part, le mécanisme d’érosion interne par suffusion dans les ouvrages hydrauliques en terre, et d’autre part, les conséquences qu’il pourrait avoir sur le comportement mécanique du sol, l’objectif principal étant d’améliorer notre compréhension de ce processus et du comportement des sols érodés. La démarche adoptée est principalement expérimentale, réalisée à différentes échelles : du macroscopique, à l’échelle du matériau, au microscopique, à l’échelle des grains constitutifs. A l’échelle macroscopique, des essais de suffusion ont été réalisés sur des échantillons de sol à l’aide d’un nouveau dispositif d’essai d’érosion, appelé perméamètre de suffusion, développé dans le cadre de cette thèse. Après érosion dans le perméamètre, les échantillons érodés sont transférés par une procédure de congélation / décongélation dans un dispositif d’essai triaxial afin d’étudier leur comportement sous chargement mécanique. Les résultats obtenus à cette échelle ont permis de donner un aperçu général du mécanisme de suffusion et de mettre en évidence son impact sur les propriétés de résistance au cisaillement du sol. A l’échelle microscopique, une analyse fine a pu être menée en réalisant un essai de suffusion des mesures in-operando de tomographie à rayons X et de la visualisation locale par techniques optiques sur un sol artificiel. La caractérisation du sol à cette échelle microstructurale a permis de mieux comprendre le processus de suffusion, notamment en mettant en évidence l’apparition et le développement de fortes hétérogénéités qui semblent avoir une influence importante sur la réponse mécanique des sols érodésThis thesis work has investigated, on the one hand, the mechanism of internal erosion by suffusion in earthen hydraulic structures, and, on the other hand, the consequences suffusion can cause on the mechanical behavior of soils, the main objective being to improve our understanding of both the suffusion process and the behavior of eroded soils. The approach adopted was mainly experimental, by a multi-scale scope: from macroscopic, at the material scale, to microscopic, at the grain scale. At the macroscopic scale, suffusion experiments were performed on gap-graded cohesionless soil samples using a newly developed testing device, called the suffusion permeameter. Then, the eroded samples are transferred by a freeze/thaw procedure to a triaxial device to study their behavior under mechanical loading. The achieved results provide a general overview of the suffusion mechanism at the sample scale and highlight its impact on soil shear resistance properties. At the microscopic scale, the suffusion mechanism has been studied by performing a suffusion test with in-operando x-ray tomography and using local visualization based on optical techniques in an artificial soil. Subsequent grain-scale analysis has provided a deeper understanding of suffusion process through the characterization of the eroded soil microstructure, particularly highlighting the occurrence and development of strong heterogeneities, which appear to play a key role in the macroscopic mechanical behavior of eroded soils
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Lasalle, Audrey. "Les céramiques venues du froid... : Formulation, congélation et structuration par ice-templating." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00717722.
Full textAbstract:
La mise en forme par ice-templating est un procédé d'élaboration permettant via la congélation d'une suspension, d'obtenir des matériaux poreux à porosité contrôlée. L'analyse des mécanismes régissant la congélation de suspensions concentrées en particules et leurs conséquences sur les microstructures poreuses, est très peu développée dans la littérature du point de vue de l'influence de la composition de la suspension, en termes de nature et quantité d'additifs. Les objectifs de ces travaux de thèse sont d'observer et caractériser in situ et ex situ la formation des structures par ice-templating. Il s'agit également d'établir les liens entre la composition des suspensions, le procédé et la morphologie poreuse obtenue pour les structures congelées et frittées qui en découlent. L'évolution de l'avancée du front de congélation d'un panel de suspensions d'alumine aux propriétés caractérisées a été observée par radiographie X et la microstructure des échantillons congelés et frittés a été caractérisée par tomographie X ou par MEB. Nous avons ainsi pu caractériser les différentes étapes de la congélation par ice templating, les microstructures congelées associées, l'influence de la composition de la suspension ainsi que les mécanismes générateurs de défauts. La force ionique générée par la quantité de dispersant, la présence ou non de liant et la vitesse de refroidissement des suspensions sont trois paramètres ayant des conséquences critiques sur la microstructure et sur l'orientation ou la désorientation des cristaux. Nos résultats apportent un éclairage inédit sur les mécanismes de congélation des sols étudiés en géophysique et notamment la formation de glace lenticulaire.
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Six, Pierre. "Estimation d'état et de paramètres pour les systèmes quantiques ouverts." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM019/document.
Full textAbstract:
La communauté scientifique a réussi ces dernières années à bâtir des systèmes quantiques simples sur lesquels des séries de mesures sont acquises successivement le long de trajectoires quantiques et sans réinitialisation de l’état (opérateur densité) par l’expérimentateur.L’objet de cette thèse est d’adapter les méthodes de tomographie quantique (estimation d’état et de paramètres) à ce cadre pour prendre en compte la rétroaction de la mesure sur l’état, la décohérence et les imperfections expérimentales.Durant le processus de mesure, l’évolution de l’état quantique est alors gouvernée par un processus de Markov à états cachés (filtres quantiques de Belavkin). Pour des mesuresen temps continu, nous commençons par montrer comment discrétiser l’équation maîtresse stochastique tout en préservant la positivité et la trace de l’état quantique, et ainsi sera mener aux filtres quantiques en temps discret. Ensuite, nous développons, à partir de trajectoires de mesures en temps discret, des techniques d’estimation par maximum de vraisemblance pour l’état initial et les paramètres. Cette estimation est accompagnée de son intervalle de confiance. Lorsqu’elle concerne des valeurs de paramètres (tomographie de processus quantique), nous donnons un résultat de robustesse grâce au formalisme des filtres particulaires et nous proposons une méthode de maximisation fondée sur le calcul du gradient par l’adjoint et bien adaptée au cas multiparamétrique. Lorsque l’estimation porte sur l’état initial (tomographie d’état quantique), nous donnons une formulation explicite de la fonction de vraisemblance grâce aux états adjoints, montrons que son logarithme est une fonction concave de l’état initial et élaborons une expression intrinsèque de la variance grâce à des développements asymptotiques de moyennes bayésiennes et reposant sur la géométrie de l’espace des opérateurs densité.Ces méthodes d’estimation ont été appliquées et validées expérimentalement pour deux types de mesures quantiques : des mesures en temps discret non destructives de photons dans le groupe d’électrodynamique quantique en cavité du LKB au Collège de France, des mesures diffusives de la fluorescence d’un qubit supraconducteur dans le groupe d’électronique quantique du LPA à l’ENS ParisIn recent years, the scientifical community has succeeded in experimentally building simple quantum systems on which series of measurements are successively acquired along quantum trajectories, without any reinitialization of their state (density operator) by the physicist. The subject of this thesis is to adapt the quantum tomography techniques (state and parameters estimation) to this frame, in order to take into account the feedback of the measurement on the state, the decoherence and experimental imperfections.During the measurement process, the evolution of the quantum state is then governed by a hidden-state Markov process (Belavkin quantum filters). Concerning continuous-time measurements, we begin by showing how to discretize the stochastic master equation, while preserving the positivity and the trace of the quantum state, and so reducing to discrete-time quantum filters. Then, we develop,starting from trajectories of discrete-time measurements, some maximum-likelihood estimation techniques for initial state and parameters. This estimation is coupled with its confidence interval. When it concerns the value of parameters (quantum process tomography), we provide a result of robustness using the formalism of particular filters, and we propose a maximization technique based on the calculus of gradient by adjoint method, which is well adapted to the multi-parametric case. When the estimation concerns the initial state (quantum state tomography), we give an explicit formulation of the likelihood function thanks to the adjoint states, show that its logarithm is a concave function of the initial state and build an intrinsic expression of the variance, obtained from asymptotic developments of Bayesian means, lying on the geometry of the space of density operators.These estimation techniques have been applied and experimentally validated for two types of quantum measurements: discrete-time non-destructive measurements of photons in the group of cavity quantum electro-dynamics of LKB at Collège de France, diffusive measurements of the fluorescence of a supra-conducting qubit in the quantum electronics group of LPA at ENS Paris
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Shen, Chengyi. "Études expérimentales et numériques de la propagation d'ondes sismiques dans les roches carbonatées en laboratoire." Thesis, Pau, 2020. http://www.theses.fr/2020PAUU3012.
Full textAbstract:
Par la présente étude nous expliquons et illustrons nos travaux sur la propagation d'ondes sismiques en roche carbonatée avec des approches expérimentale et numérique à l'échelle des carottes géologiques au laboratoire. Notre objectif principal consiste à produire des données sismiques qui sont comparables aux données du terrain dans l'optique de transférer au laboratoire les connaissances et techniques acquises et développées pour la sismique de terrain. En retour, les données acquises dans des conditions bien contrôlées à l'échelle du laboratoire peuvent contribuer aux benchmarking tests sur les approches d'imagerie les plus récentes ainsi que les procédures de traitement des données. Sonder les roches naturelles par les ondes ultrasonores est plutôt commun dans de nombreux domaines tels la diagraphie acoustique, le génie civil et la science des matériaux. En termes de sources sismiques, les transducteurs piézoélectriques (PZT) couramment utilisés, ainsi qu'un pulse laser utilisé spécialement dans le cadre de nos mesures, sont appliqués aux configurations expérimentales. En termes de récepteurs, un vibromètre laser monopoint (LDV) est employé dans la plupart des expérimentations. En outre, un vibromètre 3D fut utilisé pour des mesures multi-composantes. L'originalité de ces travaux se trouve dans la caractérisation intégrale de la source laser dans un contexte géophysique et son application sur les carottes carbonatées comme une source sismique Haute Fréquence (HF, Mégahertz), ce qui nous permet de proposer des configurations originales et efficaces pour sonder les carottes carbonatées, aussi bien en expérimentation qu'en simulation. Nous avons construit et validé un prototype comprenant une configuration source-récepteur de type PZT-LDV ou Laser-pulse-LDV. Quant à la simulation numérique, nous avons adapté un code Fortran, initialement dédié au développement à l'échelle du terrain, aux productions numériques à hautes fréquences (HF) à l'échelle du laboratoire. Nous détaillerons les résultats des calibrations sur les outils expérimentaux et numériques ainsi qu'une analyse de la polarisation sur des mesures multi-composantes, les résultats de la caractérisation de la source pulse-laser et ceux de la tomographie en se basant sur les temps des premières arrivées (FAT). Les inversions se font avec un méthode multi-grilles. Parallèlement, des simulations par éléments finis en 2D/3D (code parallélisé) ont été effectuées avec la méthode Galerkin discontinu avec pénalité intérieure. Nous démontrerons également la possibilité d'analyser l'anisotropie sismique d'une carotte à partir du FAT. La dernière génération de méthode d'imagerie sismique fait intervenir à la fois les données observées et les données synthétiques, comme dans la méthode prometteuse de l'inversion de formes d'ondes complètes (FWI), cette méthode pouvant repousser davantage les limites de la résolution de la tomographie classiqueThe present study is an experimental and numerical work on the propagation of seismic waves in carbonate rocks at the laboratory-scale. We aim at producing seismic data that are comparable with field data so as to transfer the knowledge and techniques acquired and developed in field into the laboratory. In return, well-controlled laboratory-scale data can contribute to benchmarking tests on the latest imaging approaches as well as data processing procedures. Ultrasonic probes on natural rocks are fairly common in numerous engineering fields such as geophysical logging, civil engineering and materials science. In terms of ultrasonic sources, both the conventional piezoelectric transducer (PZT) and the laser-ablation pulse are used as a seismic source in our experimental configurations. In terms of receivers, a single-point Laser Doppler Vibrometer (LDV) is employed in most of the experimental setups. Additionally, a 3D wavefield-scan LDV has been used to perform multi-component measurements. The originality of this work consists in the comprehensive characterization of the laser source in a geophysical context and its use as a point-like megahertz source on the carbonate cores, which enabled us to propose original and efficient core-probing configurations for both experimentation and simulations. We developed and validated an experimental prototype featuring PZT-LDV or Laser-pulse-LDV as source-receiver configurations for high-resolution measurements. As to the numerical simulation, we adapted a Fortran code, initially dedicated to method developments at the field-scale, to the numerical production at the high-frequency (HF) laboratory-scale. We will show the results of calibrations on both the experimental and numerical tools including the polarization analysis on multi-component data, the results of the laser pulsed source characterization and the main tomography results from the First Arrival Travel-time (FAT) Tomography (FATT) featuring multi-grids, along with the parallelized 2D/3D simulations featuring the Interior Penalty Discontinuous Galerkin method (IPDGm). A brief demonstration of anisotropy analyses from FAT will also be given at the end. The latest generation of imaging method involves both the observed and synthetic data, such as the promising Full Waveform Inversion (FWI) that can push further the resolution limits of the classical tomography, which is the key motivation of our studies involving both the experiment and simulation
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Comte, Jean-Christophe Travi Yves. "Apport de la tomographie électrique à la modélisation des écoulements densitaires dans les aquifères côtiers application à trois contextes climatiques contrastés (Canada, Nouvelle-Calédonie, Sénégal) /." Villeurbanne : TEL, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/38/19/05/PDF/Comte_THESE_2009-05-06.pdf.
Full text
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Nerot-Salhi, Sophie. "Techniques d'analyse d'images appliquées à l’étude des structures dans les écoulements." ENSMP, 1996. http://www.theses.fr/1996ENMP0719.
Full textAbstract:
De nombreuses visualisations d’écoulements sont aujourd'hui disponibles mais elles sont principalement utilisées pour mettre en évidence des phénomènes macroscopiques de manière qualitative. L'application de techniques d'analyse d'images nous permet d'introduire un élément objectif ainsi que de quantifier des informations qualitatives fournies par la photo-interprétation. Cela nous donne la possibilité d'automatiser et de systématiser ces procédures à des séquences temporelles et donc d'effectuer une analyse dynamique. Au cours de cette étude, que nous avons focalisée sur des images obtenues par tomographie laser, nous nous intéressons particulièrement aux structures détectées dans l’écoulement qui sont considérées comme des composants de son organisation apparente. L'application de la transformée en ondelettes permet d'effectuer une analyse multi-résolution des images et d'observer les structures étudiées aux différentes échelles spatiales. Cette approche se révèle très pertinente dans le cas des écoulements turbulents. Un premier objectif est de savoir si la description des structures ainsi que l'analyse et la compréhension des mécanismes gérant leurs évolutions sont suffisantes pour décrire le comportement global d'un écoulement. Nous essayons aussi d’établir les limites et les erreurs d’interprétation d'une visualisation, en particulier celles qui sont liées à la propre dynamique du traceur, et de donner une réelle signification physique aux structures détectées. Les outils que nous avons développés permettent de détecter et de caractériser les structures d'un écoulement, ainsi que de les suivre au cours du temps. Une nouvelle technique de vélocimétrie plus globale est ainsi décrite et évaluée. Elle nous procure des informations liées aux caractéristiques de l’écoulement de manière instantanée, par ailleurs impossibles à obtenir par des moyens expérimentaux classiques. De telles informations nous permettent d'envisager une simplification de modèles numériques des écoulements industriels. Par exemple, certaines caractéristiques turbulentes calculées grâce aux techniques d'analyse d'images pourraient être utilisées directement dans un modèle zonal de l’écoulement
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Platel, Hervé. "Les composantes structurales de la perception musicale : etude en tomographie d'emission de positons." Caen, 1994. http://www.theses.fr/1994CAEN1160.
Full textAbstract:
Une etude d'activation chez des sujets sains portant sur la perception musicale a ete realisee en tomographie d'emission de positons. Nous avons etudie les repercussions sur le metabolisme cerebral de l'attention selective et divisee pour les parametres psychoacoustiques de hauteur, timbre et rythme, ainsi que pour une tache semantique de familiarite identification. Les resultats montrent des activations dominantes et specifiques de l'hemisphere gauche pour les taches familarite identification, rythme et hauteur. Des activations dominantes de l'hemisphere droit sont observees pour la tache de timbre. Ces resultats sont discutes par rapport a la litteraturte neuropsychologique. Ils confirment les hypotheses attendues, et demontrent que le paradigme d'activation utilise est pertinent afin de faire ressortir les reponses cerebrales specifiquement impliquees dans les strategies cognitives utilisees par les sujets pour effectuer chacune des tachesWe have carried out an activatioin study on healthy subjects with the positron emission tomography technique. We studied the effects on cerebral metabolism for selective and divided attention on psychoacoustics parameters like pitch, timbre and rhythm, and for a semantic musical task called familiarity. The results obtained show prevalent and specific activations for the right hemisphere are only observed for the timbre task. The results are discussed with relevance to the neuropsychological literature. Our hypotheses was confirmed, and these results demonstrated the pertinence of the activation paradigm used. This paradigm is relevant to show the cerebral responses specificaly implicated for cognitions strategies used by subjects in order to do the tasks
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Moussallem, Mazen. "Optimisation de la délimitation automatique des tumeurs pulmonaires à partir de l'imagerie TEP/TDM pour les planifications dosimétriques des traitements par radiothérapie." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864905.
Full textAbstract:
L'un des aspects les plus critiques dans les planifications dosimétriques des traitements par radiothérapie est la délinéation des limites de la tumeur. Cette délinéation se fait généralement sur les images anatomiques de tomodensitométrie (TDM). Mais récemment, il est recommandé de faire cette délinéation pour les cancers broncho-pulmonaires non à petites cellules (CBNPC) sur les images fonctionnelles de Tomographie par Émission de Positon (TEP) pour prendre en compte les caractéristiques biologiques de la cible. Jusqu'à ce jour, aucune technique de segmentation ne s'est révélée satisfaisante pour les images TEP en application clinique. Une solution pour ce problème est proposée dans cette étude. Méthodes : Les optimisations de notre méthode ont consisté principalement à faire l'ajustement des seuils directement à partir des corps des patients au lieu de le faire à partir du fantôme. Résultats : Pour les lésions de grands axes supérieurs à 20 mm, notre technique de segmentation a montré une bonne estimation des mesures histologiques (la moyenne de différence de diamètre entre données mesurées et déterminées avec notre technique = +1,5 ± 8,4 %) et une estimation acceptable des mesures TDM. Pour les lésions de grands axes inférieurs ou égaux à 20 mm, cette méthode a montré un écart avec les mesures dérivées des données histologiques ou bien des données TDM. Conclusion : Cette nouvelle méthode d'ajustement montre une bonne précision pour la délimitation des lésions de grands axes compris entre 2 et 4,5 cm. Néanmoins, elle n'évalue pas correctement les lésions les plus petites, cela peut être dû à l'effet du volume partiel
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Uhry, Cyril. "Optimisation du procédé de tomographie X appliqué à la détection des défauts dans les matériaux composites." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI083/document.
Full textAbstract:
Les matériaux composites à renfort carbone dans une matrice époxy présentent des propriétés remarquables au regard de leur poids. Cependant, ces matériaux peuvent présenter des défauts qui peuvent significativement altérer leurs propriétés. Il est donc nécessaire de disposer d'un moyen de contrôle non destructif performant, afin de vérifier la structure interne de ces matériaux. Dans ce document, la tomographie X est utilisée. La distinction des défauts dans ces matériaux est cependant compliquée à cause de la proximité chimique entre le carbone et la résine. Dans le but d'améliorer la détection de ces défauts, ce document propose l'étude des différents phénomènes physiques entrant en jeu lors du procédé de tomographie X dont l'étude des paramètres d'acquisition et les phénomènes physiques dégradant la qualité de l'image. Afin d'aider à la compréhension des différents phénomènes physiques, l'outil de la simulation est utilisé, celle-ci permettant d'étudier de manière indépendante tous ces phénomènes. Après avoir présenté dans la première section les matériaux composites et la tomographie X, la deuxième section décrit les caractéristiques du système d'acquisition tomographique utilisé. Ensuite, les caractéristiques de la simulation du système d'acquisition sont également présentées. La troisième section propose une étude des différents phénomènes physiques contribuant à l'image. En effet, la comparaison des résultats entre la simulation et l'expérimental a permis de mettre en évidence qu'un phénomène de rétrodiffusion se produit à l'intérieur du détecteur. Un protocole est présenté afin de le déterminer expérimentalement et de l'ajouter aux projections simulées. De plus, la simulation ne prenant pas en compte le bruit sur les projections, un protocole est présenté afin de le déterminer expérimentalement. La quatrième section présente l'étude de l'optimisation de la qualité de l'image par simulation. Le choix de la tension accélératrice est étudié, ainsi que l'influence du rayonnement diffusé objet. La cinquième section propose une validation expérimentale des résultats, notamment en appliquant la correction du rayonnement rétrodiffusé aux pièces composites d'intérêtThe carbon-fiber-reinforced-polymer (CFRP) materials display excellent properties considering their weight. However, they also can display defects that can significantly decrease their properties. In order to verify the internal structure of the composite materials, non destructive control is required. In this document, the X-ray computed tomography is used. Nevertheless, the distinction of the defects is difficult because of the chemical proximity between the carbon and the resin. In order to improve the detection of the defects, this document proposes to study the different physical phenomena happening during the tomography process such as the study of the acquisition parameters and the phenomena that decrease the image quality. In order to help to understand the different phenomena, the simulation tool is used. It allows to study the different phenomena independently to the others. After the presentation of the composite materials and the x-ray computed tomography in the first part, the features of the used acquisition system are presented in the second part. The features of the simulation of the acquisition system are also presented. The third part propose a study of the different phenomena contributing to the image. The comparison of the results between the simulation and the experimental allows to highlight a backscattering phenomenon happening inside the detector. A protocol allowing to determine these phenomena experimentally and to add it on the computed projections is presented. Furthermore, the simulation does not take the noise on the projection into account. Another protocol is presented, allowing to determine it experimentally. The fourth part displays the study of the optimization of the image quality using the simulation. The choice of the accelerating voltage is studied as well as the influence of the object scatter radiation. The fifth part proposes an experimental validation of the results. Especially, a correction of the backscattering is presented and applied to the composites objects
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Leblanc, Béatrice. "Etude du débit sanguin cérébral par la méthode du SPECT (Single photon emission Computed Tomography) dans les spasmes infantiles." Bordeaux 2, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR2M116.
Full text
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Le, Digarcher Sandrine. "Détection automatique de fixations radioactives dans les images TEP oncologiques." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0119/these.pdf.
Full textAbstract:
Le suivi thérapeutique des patients cancéreux est actuellement un axe de recherche primordial. L’imagerie de Tomographie par Emission de Positons (TEP) s’apprête à devenir un examen de référence dans le suivi pathologique de patients atteints de certains cancers. Cette thèse repose sur le développement d’un outil d’aide à la détection (Computer Aided Detection, CAD en anglais) de tumeurs difficilement visibles pour les images TEP corps entier. Pour ce faire, nous avons proposé une approche basée sur la combinaison de deux classifieurs, l’analyse discriminante linéaire (LDA) et les séparateurs à vaste marge (SVM), associés à des caractéristiques descriptives de l’image de type ondelettes. Chaque classifieur fournit une carte 3D de score quantifiant la probabilité des voxels de correspondre à une tumeur. Ces cartes sont seuillées à l’aide d’une méthode par courbe FROC pour produire des cartes binaires de détection. Nous avons proposé une stratégie d’évaluation 3D du système, basée sur l’utilisation d’images simulées garantissant la connaissance des caractéristiques des tumeurs cibles. Une telle base d’images a été développée dans le cadre de cette thèse et présente cent volumes TEP corps entier obtenus par simulation Monte Carlo à partir du fantôme anthropomorphique de Zubal. Elle contient 100 cas réaliste présentant un ensemble de 375 tumeurs sphériques de contraste calibrés. Les résultats obtenus à partir des volumes binaires provenant du système de détection développé se montrent prometteurs. Ils ouvrent la perspective d’enrichir l’information binaire généralement fournie au clinicien par des indices paramétrique quantifiant la pertinence de chaque tumeur détectéeTherapeutic follow-up of patients with cancer is nowadays of main interest in research. Positron Emission Tomography (PET) appears to become a reference exam for monitoring treatment of cancers, particular in lymphoma. This PhD thus lieas on the development of a computer aided detection (CAD) tool focused on hardly visible tumors for whole-body 3D PET images. To achieve such a goal, we proposed an approach based on the combinaison of two classifiers, the Linear Discriminant Analysis (LDA) and the Support Vector Machines, associated with wavelet image features. Each classifier gives a 3D score map quantifying the probability of its voxels to correspond to a tumor. We proposed a 3D evaluation strategy based on the use of simulated images giving the targeted tumor characteristic gold standard. Such database was developed in this PhD from hundred Monte Carlo simulations of the Zuba phantom. It includes hundred images presenting 375 sperical tumors of calibrated contrasts. Results of the CAD obtained from the binary detection maps are promising. They open the perspective of enriching the binary information generally given to the clinician with parametric indices quantifying the pertinence of each detected tumor
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Gariani, Gianluca. "Déchiffrer les matériaux, l'origine, et les procédés de fabrication des "Madonne di gesso" : étude technique de reliefs en stuc des maitres sculpteurs de la Renaissance Italienne." Thesis, Cergy-Pontoise, 2019. http://www.theses.fr/2019CERG1027.
Full textAbstract:
Dans l’Italie de la Renaissance ont été largement diffusées des séries de reliefs en «stuc», souvent représentant la Vierge etl’Enfant, créées à partir des modèles de grands sculpteurs de l’époque. Malgré leur présence très abondante dans les collectionsde musées, très peu d’études d’envergure ont été entreprises sur le matériau constitutif. Dans cette thèse, intégrée dans le projetESPRIT, grâce à la mise en oeuvre d’un protocole analytique multiple permettant la caractérisation multi-échelle du stuc, trois axesde recherche ont été explorés : l’identification du matériau et des témoins de leur mise en oeuvre, l’origine des matières premièreset l’étude de la sérialité des productionsLes analyses par XRD, SEM-EDX et PIXE révèlent que les 30 reliefs du corpus sont constitués de stucs gypseux, contenant 40-44wt% CaO pour 52-56 wt% SO3. Les mesures par PIXE et LA-ICP MS des éléments traces d’une part et l’étude de la forme des poreset l’estimation du taux de gâchage par SR-μCT d’autre part permettent de mettre en évidence un ensemble de plus de 20 oeuvresprésentant les mêmes caractéristiques. Cette constatation confirmerait l’hypothèse d’une zone de production majeure, peut-êtreFlorence selon les historiens d’art. Des variations légères dans les proportions d’éléments traces, dans le taux de gâchage ouencore dans les microstructures peuvent être des indices d’ateliers différents, mais toujours autour de Florence. L’analyseminéralogique et géochimique ou isotopique d’une trentaine d’échantillons de matériaux gypseux provenant de 3 carrières degypse et d’albâtre proches de Florence montre que les carrières miocènes seraient peut-être les sources d’approvisionnement enmatière première.Des proportions différentes de minéraux accessoires, notamment des argiles plus ou moins riches en Potassium et Magnésium,ainsi que des teneurs différentes en éléments traces dont des terres rares, des mésopores de formes différentes, indices d’unegranulométrie différente de la matière première utilisée ont été détectés dans quelques oeuvres. Créées d’après des modèles parDonatello (et Bellano) et Rossellino, deux artistes ayant résidé dans plusieurs régions d’Italie, ces oeuvres ont peut-être étéréalisées dans d’autres lieux que l’espace florentin, comme le nord de l’Italie.En parallèle, des tests ont été réalisés par THz-TDI et par radiographie X/tomographie, pour tenter de mettre en évidence demanière non destructive la stratigraphie des différentes couches de plâtre, témoin de la mise en oeuvre des matériaux lors dumoulageEnfin, l’aspect sériel des productions a été abordé à travers l’analyse par scan 3D, de 3 séries de tirages appartenant à 3 modèlesd’après Donatello, Desidério da Settignano et Rossellino. Les données obtenues permettent de comparer et de quantifier lessimilitudes et les différences d’un tirage à l’autre et de proposer ensuite une chronologie dans les tirages et de vérifierl’appartenance de chaque pièce à une même génération de moulagesThe production of devotional reliefs flourished in 15th century Florence, where original marble models from Renaissance Masters were moulded to be reproduced in series. Among the materials mostly used to this purpose was the so-called “stucco”. Despite the wide diffusion of stucco reliefs, details concerning their constitutive materials and manufacturing processes are fragmentary and poorly studied. In the framework of a multidisciplinary project fostered by the Louvre Museum, this thesis explored three research lines in order to: 1) identify and characterise stucco mineral constituents; 2) determine raw material provenance; 3) investigate manufacturing techniques and serial casting processes.A multi-analytical approach was devised to investigate composition (SEM-EDX, PIXE, LA-ICP-MS) and structure (XRD, FEG-SEM, SµCT) of micro samples obtained from 30 representative artworks attributed to 7 Florentine Masters.Results showed that all the artworks are made of a gypsum based stucco (40-44 wt% CaO and 52-56 wt% SO3) with secondary mineral phases (anhydrite, calcite, dolomite, celestine and clay minerals) in few weight percentage maximum.PIXE and LA-ICP MS trace elements analyses, the study of W/P ratio and pores morphology by SEM-EDX and SµCT, pointed out that about 20 reliefs present similar compositional and structural parameters. This confirms the hypothesis of common practices and of a common production centre according to the Florentine attribution of the artworks.A geological survey was performed in 3 quarries in the surroundings of Florence and the provenance of the raw gypsum was investigated by means of geochemical and isotopic composition. In particular synsedimentary clay minerals with variable amounts of K, Mg and Fe, related trace elements (e.g. Ti and REE), and multi isotopic fingerprint (S, O, Sr) have been tested as provenance markers. Usefulness and pitfalls of the approach were verified through a first promising comparison with data obtained on stucco reliefs. Miocene quarries seems to have compatible signature with the ones measured on artworks.Nonetheless, small differences related both to accessory minerals proportions, to trace element contents, and to pores microstructures suggest that some of the stucco reliefs after models of Donatello and A. Rossellino might have been produced following different practices or particularly by using different raw materials. These evidences, corroborated by the activity of these artists in many Italian regions, raise the hypothesis of the production of these casts outside the Florentine area.In parallel, THz-TDI, Xray radiography and Computed Tomography were tested for the non-invasive investigation of the internal stratigraphy of plaster layers possibly revealing different manufacturing techniques.Finally, serial manufacturing techniques were investigated on 3 groups of replicas belonging to 3 models after Donatello & B. Bellano, D. da Settignano and A. Rossellino. Structured light 3D scanner and mesh comparison of the 3D models obtained on stucco casts proved to be a very useful tool. The method allowed to measure millimetric differences of shapes and topography among reliefs stored at the Louvre, Bargello and Bardini Museum. This helped to find direct correlations between casts, to verify which ones were most likely produced with the same mould, and to propose a chronology within the same casting series.Results obtained disclosed new and important insights on the practices of 15th century Florentine botteghe and on the manufacturing of these artworks. This work and the large set of data produced will also provide solid basis for further investigations and will hopefully prompt interest on this topic worth to be studied with increased attention
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Zanotti, Fregonara Paolo. "Extraction de la fonction d'entrée artérielle des traceurs pour les études cérébrales en tomographie par émission de positrons." Paris 13, 2009. http://www.theses.fr/2009PA132003.
Full textAbstract:
Pour la modélisation in vivo du comportement des traceurs radioactifs, il est nécessaire de connaître la fonction d'entrée, c'est à dire la variation au cours de la concentration du temps de la concentration de traceur dans le plasma artériel. La fonction d'entrée est classiquement obtenue en posant un cathèter artériel, qui est une procédure invasive et potentiellemnt dangereuse. Des études ont montré la possibilité de calculer la fonction d'entrée directement sur les images par tomographie par émission de positrons (TEP) dynamiques, à partir des courbes activité-temps obtenues sur les grosses structures vasculaires, comme le coeur et l'aorte. Pour les études cérébrales, les artères les plus volumineuses dans le champs de vue sont les carotides internes, qui ont un diamètre d'environ 5mm. La faible taille de ces structures fait que les courbes activités-temps obtenues avec la TEP sont invariablement biaisées, notament à cause de l'effet de volume oartiel (EVP). L'objectif de cette thèse réalisée consiste à évaluer de façon comparative les méthodes existantes dans la littérature pour segmenter les cariotides internes et pour en corriger l'EVP, afin d'obtenir une bonne restitution de la fonction d'entrée artérielle de référence. Nous avons également essayé de proposer une méthode originale pour la correction de l'EVP, et cette méthode sera évaluée comparativement aux autresFor the in vivo modelisation of radioactive tracer kinetics, it is necessary to know the input function, i. E the variation of arterial plasma tracer concentration over time. The input function is usually obtained by arterial blood sampling. Some studies have shown the possibility to calculate the input function directly from dynamic TEP images, using the time-activity curves obtained from large vascular structures. However, for brain studies, the largest blood vessels in the camera field of view are the internal carotids, the diameter of which is about 5mm. This aim of this work is to evaluate comparatively the existing methods for the segmentation of the internal carotids and for the PVE correction. We are proposed an original method for PVE corection as well, which be evaluated comparatively to the methods proposed in the literature
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Laidevant, Aurélie. "Méthodes optiques résolues en temps pour la tomographie de fluorescence dans les milieux diffusants." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00122185.
Full textAbstract:
L'imagerie optique diffuse de fluorescence est un outil émergent de diagnostic pour la localisation et la quantification de sondes fluorescentes dans les tissus biologiques. Les techniques temporelles sont un mode de réalisation de ce type d'imagerie. Le principe est d'utiliser une impulsion lumineuse, puis de mesurer sa déformation après interaction avec le milieu. Dans ce contexte, ce travail de thèse s'articule autour de l'étude de modèles de propagation lumineuse dans le cadre de l'approximation de la diffusion. La mise en œuvre d'un banc de mesure des courbes temporelles utilisant une chaîne de comptage de photon unique TCSPC (Time Correlated Single Photon Counting) est présentée. Nous avons proposé des méthodes de caractérisation des propriétés optiques (A. Laidevant et al., Applied Optics, 45(19), 4756-4764, 2006) et de localisation d'une inclusion fluorescente (A. Laidevant et al., Applied Optics, sous presse) dans un milieu diffusant homogène, en tenant compte de sa géométrie.
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Ren, Yong. "Etude du manteau terrestre sous les Amériques : approche par tomographie régionale et fonctions récepteurs." Paris, Institut de physique du globe, 2006. http://www.theses.fr/2006GLOB0017.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude des structures du manteau terrestre sousles Amériques en utilisant deux méthodes différentes de la sismologie: latomographie sismique et les fonctions récepteurs S. Dans la premièrepartie, nous avons obtenu par la tomographie les modèles de vitesses Vp etVs dans le manteau sous les Amériques à l'échelle régionale et ceux-cisont interprétés en les combinant avec les résultats de la reconstructionde l'histoire de mouvement des plaques. Nous avons réussit à identifierles structures des anomalies de vitesse rapide observées dans nos modèlestomographiques avec les différents fragments de plaques qui ont subductédans le manteau; nous avons pu ainsi suivre le fragmentation de la plaqueFarallon au cours du temps avec nos images tomographiques. Le bon accordentre les volumes et longueurs des plaques subductées estimés avec lesimages tomographiques et ceux calculés avec la reconstruction del'histoire des plaques confirme nos interprétations. Dans la secondepartie, nous avons utilisé la méthode de fonction récepteur S pour étudierles discontinuités du manteau supérieur sous le Nord-Ouest Américain. Lesstacks des fonctions récepteurs mettent en évidence clairement le Moho etla discontinuité à 410 km, cette dernière connaît une dépression d'environ15 km. La discontinuité de Lehmann à 220 km est observée dans la zone sous la plaque océanique suivant l'azimut autour de 236°, alors qu'elle est peuou pas visible suivant les azimuts autour de 136° et 306°. Enfin, nousobservons également une zone de faible vitesse au-dessus de la "410" et lasommation CCP des fonctions récepteurs montre que sa profondeur se situeautour de 380 kmWe used seismic tomography and S receiver functions to study structures ofthe Earth's manteau beneath the Americas. In the first part, we combined Pand S-wave velocity models provided by the seismic tomography at regionalscale and plate motion history to investigate slabs of subductedlithosphere in the lower mantle beneath the Americas. We have been able toidentify different fast velocity anomalies observed in our tomographicimages with fragments of slabs that have subducted into the mantle; inparticular, we can follow the fragmentation of the Farallon plate withtime. Our interpretations are consistent with the volume and length ofslabs estimated from the tomographic images and those calculated from theplate history reconstruction. In the second part, we have used S receiverfunction technique to investigate seismic discontinuities in the uppermantle beneath the North-Western America. Stacks of receiver functionsshowed clear evidences of the Moho and the "410-km" discontinuity which isprobably depressed by about 15 km. The Lehmann discontinuity at 220 km isobserved in the area under the oceanic plate in the azimuth range around236°, whereas there is no clear evidence of this discontinuity for theazimuth ranges around 136° and 306°. Finally, we detect also a lowvelocity layer atop the "410-km" discontinuity and the stacking at CommunConversion Point show that its depth is around 380 km
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Etxegarai, Aldami Etxebarria Maddi. "Etude du couplage hydromécanique dans les roches par analyse d'images obtenues par tomographie neutronique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI010/document.
Full textAbstract:
Le comportement des roches-réservoirs souterraines est un sujet important pour de nombreuses applications liées à la production d’énergie (extraction d’hydrocarbures, séquestration de CO2, ...). L'une des principales questions posées est celle de l'effet des déformations sur les propriétés de transfert hydraulique de la roche, en particulier en conditions saturées. En effet, la déformation des géomatériaux est rarement homogène en raison de conditions aux limites complexes et de sa tendance intrinsèque à se localiser. Cette non-uniformité spatiale de la déformation produit un champ de perméabilité hétérogène. Cela remet en question la validité (a) des méthodes traditionnelles d'analyse macroscopique et (b) des mesures établies principalement loin des zones de déformation localisée. Ainsi, pour améliorer la caractérisation des géo-matériaux, il est crucial d’avoir des mesures locales de la perméabilité, et de connaître la relation entre la déformation et la perméabilité, qui gouverne leur comportement hydraulique.Cette thèse porte sur l’étude du couplage hydromécanique des roches par tomographie aux neutrons et aux rayons X, ainsi que sur le développement de nouvelles méthodes d'analyse. Même si le recours à l'imagerie par rayons X en géosciences devient de plus en plus accessible, la détection directe des fluides a été très limitée en raison du faible contraste air/eau dans les géomatériaux. Contrairement aux rayons X, les neutrons sont très sensibles à l’hydrogène présent dans l'eau. La radiographie par neutrons permet donc d'obtenir des images où la détection du fluide est bien plus facile. De plus, les neutrons sont sensibles aux isotopes, ce qui veut dire que l’eau lourde et celle normale, qui ont des propriétés physico-chimiques proches, peuvent être distinguées avec une grande précision. Il faut noter que l’imagerie aux neutrons pour les roches est un domaine expérimental qui est essentiellement inexploré, ou limité à des études 2D d'échantillons secs, avec peu ou pas de contrôle sur les conditions aux limites.Dans le cadre de ce travail, nous avons conçu une nouvelle cellule triaxiale, avec un contrôle asservi, pour effectuer des expériences d'écoulement de fluides multiples dans un échantillon de roche saturé et chargé mécaniquement avec acquisition des données neutroniques en 4D. Une autre originalité du projet est l'utilisation d'installations d'imagerie neutroniques à haute performance (CONRAD-2 au Helmholtz Zentrum à Berlin et NeXT à l'Institut Laue-Langevin à Grenoble), profitant de la technologie de pointe et des lignes de faisceaux les plus puissantes du monde. Cela a permis d'acquérir des données à une fréquence optimale pour notre étude.Ce travail présente les résultats de plusieurs campagnes expérimentales couvrant une série de conditions initiales et de conditions aux limites relativement complexes. Pour quantifier le couplage hydromécanique local, nous avons appliqué un certain nombre de procédures de post-traitement standard et nous avons également développé un ensemble de méthodes de mesure, par exemple pour suivre le front d’eau et déterminer les cartes de vitesse 3D. Les résultats montrent que la vitesse du front d’eau entraîné par imbibition dans un échantillon sec est augmentée à l’intérieur d'une bande de cisaillement compactante, tandis que la vitesse d’écoulement entraîné par la pression est réduite dans les échantillons saturés, quelque soit la réponse volumétrique de la bande de cisaillement (compactante / dilatante). La nature des données 3D et des analyses s'est révélée essentielle dans la caractérisation du comportement mécanique complexe des échantillons et de la vitesse d'écoulement qui en résulte.Les résultats expérimentaux obtenus contribuent à la compréhension de l'écoulement dans les matériaux poreux sous chargement, garantissent la pertinence de l'analyse et permettent d’etablir une méthode expérimentale pour d'autres campagnes hydromécaniques in-situThe behaviour of subsurface-reservoir porous rocks is a central topic in resource engineering industry and has relevant applications for hydrocarbon and water production or CO2 sequestration. One of the key open issues is the effect of deformations on the hydraulic properties of the host rock, specifically in saturated environments. Deformation in geomaterials is rarely homogeneous because of the complex boundary conditions they undergo as well as for their intrinsic tendency to localise. This non uniformity of the deformation yields a non uniform permeability field, meaning that the traditional macroscopic analysis methods are outside their domain of validity. These methods are in fact based on measurements taken at the boundaries of a tested sample, under the assumption of internal homogeneity. At this stage, our understanding is in need of direct measurements of the local fluid permeability and its relationship with localiseddeformation.This doctoral dissertation focuses on the acquisition of such local data about the hydro mechanical properties of porous geomaterials in full-field, adopting neutron and x-ray tomography, as well as on the development of novel analysis methods. While x-ray imaging has been increasingly used in geo-sciences in the last few decades, the direct detection of fluid has been very limited because of the low air/water contrast within geomaterials. Unlike x-rays, neutrons are very sensitive to the hydrogen in the water because of their interaction with matter (neutrons interact with the atoms’ nuclei rather than with the external electron shell as x-rays do). This greater sensitivity to hydrogen provides a high contrast compared to the rock matrix, in neutron tomography images that facilitates the detection of hydrogen-rich fluids. Furthermore, neutrons are isotope-sensitive, meaning that water (H 2 0) and heavy water (D20), while chemically and hydraulically almost identical, can be easily distinguished in neutron imaging.The use of neutron imaging to investigate the hydromechanical properties of rocks is a substantially under-explored experimental area, mostly limited to 2D studies of dry, intact or pre-deformed samples, with little control of the boundary conditions. In thiswork we developed a new servocontrolled triaxial cell to perform multi-fluid flow experiments in saturated porous media, while performing in-situ loading and acquiring 4-dimensional neutron data.Another peculiarity of the project is the use of high-performance neutron imaging facilities (CONRAD-2, in Helmholtz Zentrum Berlin, and NeXT-Grenoble, in Institut Laue-Langevin), taking advantage of the world’s highest flux and cutting edge technology to acquire data at an optimal frequency for the study of this processes. The results of multiple experimental campaigns covering a series of initial and boundary conditions of increasing complexity are presented in this work.To quantify the local hydro-mechanical coupling, we applied a number of standard postprocessing procedures (reconstruction, denoising, Digital Volume Correlation) but also developed an array of bespoke methods, for example to track the water front andcalculate the 3D speed maps.The experimental campaigns performed show that the speed of the water front driven by imbibition in a dry sample is increased within a compactant shear band, while the pressure driven flow speed is decreased in saturated samples, regardless of the volumetric response of the shear band (compactant/dilatant). The 3D nature of the data and analyses has revealed essential in the characterization of the complex mechanical behaviour of the samples and the resultant flow speed.The experimental results obtained contribute to the understanding of flow in porous materials, ensure the suitability of the analysis and set an experimental method for further in-situ hydromechanical campaigns
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Courjault, Nicolas. "Contribution à l'étude de solutions non destructives pour la détection et la localisation de défauts électriques dans les structures électroniques 3D." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30313/document.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse fut d'étudier plusieurs techniques d'analyse de défaillance (Microscopie magnétique, Thermographie à détection synchrone, Tomographie à Rayons X, Réflectométrie Temporelle) sur leur propriété de localisation de défaut électrique (Court-circuit, circuit ouvert, ouvert résistif, etc.) sur des systèmes et composants électroniques 3D. Des possibilités d'évolution de ces techniques sont suggérées afin de permettre d'assurer la localisation des défauts dans ces nouveaux composants électroniques. Ceci passe notamment par la mise en place d'analyses magnétiques sur des échantillons inclinés ainsi que par l'introduction d'une imagerie de phase, et d'amplitude magnétique. Ce travail a également permis de proposer le couplage d'informations obtenues par microscopie magnétique et tomographique à rayons X dont l'ensemble serait piloté par simulation magnétique 3DThe thesis purpose was to explore several failure analysis techniques (Magnetic microscopy, Lock-in Thermography, X-rays Tomography, Time Domain Reflectometry) on their capabilities to localize the electrical defect (Short circuit, open circuit, resistive open, etc.) on 3D electronic component and system. Assessment possibilities of these techniques are suggested in order to ensure the defect localization in these new components. In particular, implementations of magnetic analysis in tilted sample as well as introduction of phase and amplitude magnetic images have been realized. This work also proposes to couple information obtain from magnetic microscopy to X-rays Tomography where the all system would be driven by 3D magnetic simulation
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Junet, Arnaud. "Étude tridimensionnelle de la propagation en fatigue de fissures internes dans les matériaux métalliques." Thesis, Lyon, 2021. http://www.theses.fr/2021LYSEI006.
Full textAbstract:
La fatigue est le principal phénomène causant la rupture de structures mécaniques. Pour les très grandes durées de vie, l’amorçage des fissures menant à la rupture des pièces en service passe de la surface au volume. Du fait des difficultés expérimentales, la propagation des fissures internes n’a que très peu été étudiée in situ et en 3D. Il est cependant crucial du point de vue du dimensionnement de connaître le comportement de telles fissures. Dans ces travaux, le suivi in situ de l’amorçage et de la propagation de fissures internes a été réalisé par tomographie aux rayons X (source synchrotron). Premièrement, une méthode de fabrication d’éprouvettes a été élaborée pour permettre de visualiser de manière systématique, non destructive et en 3D la propagation à 20 Hz de fissures internes dans un alliage de titane (Ti-6Al-4V). Un défaut artificiel a pour cela été usiné à la surface d’une tôle laminée de ce matériau. Une seconde tôle, placée sur la première, a été soudée par diffusion au frittage flash, permettant ainsi de rendre le défaut volumique. Des essais de fatigue in situ ont permis de montrer le rôle crucial de l’environnement (vide) ainsi que, dans une moindre mesure, celui de la texture cristallographique sur les vitesses de propagation des fissures internes. Deuxièmement, une machine de fatigue ultrasonique (fréquence de cyclage de 20 kHz) permettant de réaliser des essais in situ au synchrotron a été utilisée pour étudier la propagation 3D de fissures internes dans des éprouvettes d’alliage d’aluminium A357-T6 contenant un défaut interne artificiel. L’obtention préalable de la distribution 3D des grains par tomographie en contraste de diffraction (DCT) a permis d’étudier les mécanismes d’interaction entre la microstructure et le chemin de fissuration en 3DFatigue is the main phenomenon causing the failure of mechanical structures. For very long service lives the initiation of cracks leading to the failure of in service mechanical parts changes from surface to volume. Due to experimental difficulties the propagation of internal cracks has only been studied to a limited extent in situ and in 3D. However, it is crucial from a dimensional point of view to know the behaviour of such cracks. In this work, in situ monitoring of the initiation and propagation of internal cracks was carried out by X-ray tomography (synchrotron source). Firstly, a method for manufacturing specimens was developed to enable systematic, non-destructive, and 3D visualization of the propagation of internal cracks in a titanium alloy (Ti-6Al-4V) at 20 Hz. For this purpose, an artificial defect was drilled on the surface of a rolled sheet of this material. A second sheet, placed on top of the first one, was diffusion bonded by spark plasma sintering, making it possible to make the defect volumetric. In situ fatigue tests showed the crucial role of the environment (vacuum) and, to a lesser extent, that of the crystallographic texture on the internal crack propagation rates. Secondly, an ultrasonic fatigue machine (cycling frequency of 20 kHz) allowing in situ testing at the synchrotron was used to study the 3D propagation of internal cracks in A357-T6 aluminium alloy specimens containing an artificial internal defect. The 3D grain distribution obtained by Diffraction Contrast Tomography (DCT) was used to study the interaction mechanisms between the microstructure and the 3D crack path
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Wang, Long. "Etude de l’influence de la microstructure sur les mécanismes d’endommagement dans des alliages Al-Si de fonderie par des analyses in-situ 2D et 3D." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2015. http://www.theses.fr/2015ECLI0004/document.
Full textAbstract:
Un protocole expérimental a été développé dans cette thèse pour étudier l'influence de la microstructure héritée du procédé de fonderie dit Procédé à Modèle Perdu sur le comportement en fatigue oligocyclique des alliages Al-Si à température ambiante. Dans un premier temps, la microstructure des alliages étudiés a été caractérisée à la fois en 2D et en 3D. Les éprouvettes les plus appropriées et les plus représentatives et les régions d’intérêt où le suivi in-situ est réalisé (ROIs) ont été sélectionnées par une caractérisation préliminaire en tomographie aux rayons X. Cette caractérisation 3D est également nécessaire pour comprendre les mécanismes d’endommagement après rupture de l’éprouvette. Les observations in-situ réalisées en surface en utilisant un microscope longue distance (Questar) et en volume avec la tomographie aux rayons X permettent de suivre l’amorçage et la propagation des fissures et ainsi d'identifier la relation entre les mécanismes d’endommagement et les microstructures moulées. Les champs de déplacement et de déformation en 2D/3D mesurés à l'aide de la Corrélation d'Images Numériques et la Corrélation d’Images Volumiques permettent d'analyser la relation entre les champs mesurés et les mécanismes d'endommagement. L'analyse post-mortem et la simulation éléments finis ont permis de compléter l’analyse des mécanismes d’endommagement. Les grands pores favorisent l'amorçage de fissures car ils augmentent fortement le niveau de contrainte locale. Les inclusions dures (phase Si, intermétalliques au fer et phases au cuivre) jouent un rôle important dans l’amorçage et la propagation des fissures en raison des localisations de déformation sur ces inclusionsAn experimental protocol was developed in this thesis in order to study the influence of casting microstructure on the fatigue behavior in Lost Foam Casting Al-Si alloys in tension and in Low Cycle Fatigue at room temperature. First of all, the microstructures of studied alloys were thoroughly characterized both in 2D and in 3D. The most suitable and representative specimens and Region of Interest (ROIs) where the in-situ monitoring was performed were selected through a preliminary characterization using X-ray tomography, which is also necessary to understand damage mechanisms after failure. In-situ observations performed on surface using Questar long distance microscope and in volume using X-ray tomography allow following cracks initiations and their propagations and thus allow identifying the relation between damage mechanisms and casting microstructure. 2D/3D displacement and strain fields measured using Digital Image Correlation and Digital Volume Correlation allows analyzing the relation between measured fields and damage mechanisms. Postmortem analysis and FEM simulation gave more information for the damage mechanisms. Large pores favor crack initiation as they strongly increase local stress level. Hard inclusions (Si phase, iron intermetallics and copper containing phases) also play an important role in crack initiation and propagation due to strain localizations at these inclusions
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Soriano, Ilaria. "Bandes de déformation localisée dans les sables faiblement cimentés : l'exemple de Bédoin (Sud de la France)." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI047.
Full textAbstract:
Une tentative de comprendre le rôle des hétérogénéités dans la formation de bandes de déformation dans les sables faiblement cimentés a été réalisée. Les structures de dépôt et les suivant processus de déformation localisé ont été considérés comme hétérogénéités. Il était observé que les hétérogénéités dans les sables artificiellement déposés induisaient une déformation localisée à travers eux, mais ce comportement n'a pas été analysé dans les sables naturellement deposés à cause de la complexité de les extraire sans modifier leur structure.L'étude a été réalisée en utilisant des sables faiblement cimentés de Bédoin (sud de la France), dont les affleurements sont recoupés par des bandes de déformation. De petits morceaux de sable cimenté non perturbé et de bandes de déformation ont été utilisés pour préparer des polished thin sections, tandis que de gros blocs de matériau ont été collectés avec un échantillonneur de terrain innovant pour extraire des échantillons intacts pour des tests mécaniques.L’analyse d’images au microscope électronique a révélé syntaxial quartz overgrowths à l'intérieur et à l'extérieur des bandes de déformation. L'observation du quartz et de l'illitization de la kaolinite dans le dépôt de Bédoin a permis d'étendre la profondeur maximale estimée pour les affleurements de Bédoin à 2 - 3 km.Les essais mécaniques réalisés avec la tomographie informatisée à rayon-X ont révélé que les couches de dépôt développaient un faible degré de cisaillement (0,5 - 1 MPa de pression de confinement). Cependant, la déformation localisée était davantage affectée par d'autres types d'hétérogénéité: d'une part, une région de porosité accrue provoquait la formation d'une bande de cisaillement à travers le pore; d'autre part, un pore allongé entouré d'une épaisse couche de ciment argileux a déplacé la déformation localisée loin du pore. De même, une bande de dilatation préexistante n'attirait pas de déformation localisée mais il réactivait partiellement, montrant une dilatation avec cisaillement.Des essais sur des sables cimentés et non cimentés artificiellement ont été réalisés dans les mêmes conditions que celles appliquées aux sables naturels. Les échantillons cimentés étaient composés du même sable de Bédoin cimenté avec deux teneurs en argile (15% et 20%) fabriqués avec une procédure de cémentation innovant et sans reproduire les hétérogénéités observées dans le matériau naturel. Les échantillons naturels développaient des bandes plus précoces, moins nombreuses et plus pointues que les bandes collées artificiellement, qui développaient des réseaux plus larges de bandes de cisaillement dans les échantillons. La différence de comportement mécanique est attribuée aux hétérogénéités, car aucune d’entre elles s’est effondrée sous compression. Dans les échantillons préparés artificiellement, la teneur en ciment était proportionnelle à la résistance de l'échantillon, mais celle-ci était toujours inférieure à la résistance naturelle des échantillons.La tomographie a rayon-X a été réalisée aussi sur des échantillons de bandes de déformation afin de calculer porosité et perméabilité par traitement d’image. La porosité a indiqué une réduction d'une valeur de 30% dans les sables non perturbés à des valeurs inférieures à 10% dans les bandes de déformation. La porosité dans le noyau de la bande de dilatation était similaire à celle des sables non perturbés, mais ses contours avaient une demi-valeur (environ 15%). Il a été rapporté une réduction de la perméabilité de 3 à 4 ordres de grandeur dans les bandes, alors que la bande de dilatation était d'un ordre de grandeur inférieure, par rapport au sable non perturbé.Il a été démontré que le rôle des hétérogénéités n’avait pas toujours une influence sur la déformation localisée dans les sables cimentés de Bédoin. En l'absence d'hétérogénéités, une localisation moins intense et plus distribuée serait favorisée, par exemple, sous la forme d'un réseau de bandesAn attempt to study the role of heterogeneities in the occurrence of deformation bands in weakly cemented sands was performed. Depositional structures and later deformation processes were considered as heterogeneities. In artificially cemented samples, they were observed to induce localised deformation across them, but this behaviour was not analysed in natural sands due to the complexity of extracting them from the field without altering their structure.The investigation was performed by using weakly clay-cemented sands from Bédoin (Southern France), whose outcrops are cross-cut by deformation bands. Small chunks of undisturbed cemented sand and of deformation bands were used to prepare polished thin sections, whereas large blocks of material were collected with an innovative field sampler and carried to the laboratory to extract intact samples for mechanical testing.From image analysis with Scanning Electron Microscopy of the thin sections, syntaxial quartz overgrowths were found everywhere, in increasing quantity from undisturbed and dilation band, to single-strand, multi-strand, and finally cluster. The observation of quartz overgrowths and of kaolinite illitization, inside and outside deformation bands, has led to extend the maximum burial depth estimated for the Bédoin outcrops to 2 – 3 km.From the mechanical tests performed with syn-deformation X-ray Computed Tomography, it emerged that depositional layers developed a low degree of shear (at about 0.5 – 1 MPa of confining pressure). However, localised deformation was more affected by other types of heterogeneities: on one hand, a region of enhanced porosity triggered the formation of a shear band across the enhanced pore; on the other hand, an elongated pore surrounded by thick clay cement layer moved the localised deformation far from the pore, instead of triggering it close by. Similarly, a pre-existing dilation band did not attract further localised deformation, but it only partially reactivated showing further dilation with shear.In parallel with tests on natural material, tests on artificially cemented and uncemented sands were performed under the same conditions applied to the natural ones. The cemented samples were composed of the same Bédoin sand cemented with two different clay contents (15% and 20%) fabricated with an innovative cementation procedure and without replicating the heterogeneities observed in the natural material. Natural samples showed earlier, fewer, and sharper bands than the artificially cemented ones, which developed broader networks of shear bands in the samples. The difference in mechanical behaviour is attributed to the heterogeneities, which revealed high mechanical resistance since none of them – region of enhanced porosity, elongated pore, pre-existing dilation band - collapsed under compression. In artificially prepared samples, the cement content was proportional to the sample resistance, but this was reported always lower than the natural samples resistance.X-ray Computed Tomography was also performed on some deformation band samples, in order to calculate porosity and permeability through image processing. Porosity reported a reduction from an average of 30% in undisturbed sands to values lower than 10% in single-strand bands and closer to zero in multi-strand bands. Porosity in the dilation band core was similar to that of undisturbed sands, but it reported contours with half value (about 15%). Permeability was reported to reduce of 3 – 4 orders of magnitude from undisturbed sands to single- and multi-strand bands, whereas the dilation band was one order of magnitude lower than the undisturbed sand.The role of heterogeneities was demonstrated to be not always influent on the localised deformation in the cemented sands of Bédoin. In the absence of heterogeneities, less intense and a more distributed strain localisation would be promoted, e.g., in the form of network of bands
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Monier, Vanessa. "Etude des défauts cristallins dans le silicium par diffusion de la lumière." Aix-Marseille 3, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX30056.
Full textAbstract:
L'étude des précipités d'oxygène et des dislocations dans le silicium représente un enjeu important pour l'amélioration de la qualité des substrats SOI ou silicium. La technique LST (« Laser Scattering Tomography »), particulièrement adaptée à la densité ou la taille relativement faibles des défauts recherchés, est basée sur la diffusion de la lumière infrarouge. Ces travaux présentent les développements nécessaires de cette technique pour la mesure puis l'étude du comportement et de l'évolution des défauts. La taille des précipités d'oxygène individuels, à présent accessible, permet d'étudier leur croissance au cours du temps pour différentes températures et morphologies. L'étude des défauts étendus en fonction de la polarisation de la lumière incidente est ensuite détaillée. Le développement de la théorie de la diffusion de la lumière par les dislocations combinée aux différents développements de la technique LST permet la détermination complète du système de glissement d'une boucle de dislocation non décorée. Enfin, les mesures LST permettent de discriminer les dislocations décorées des non décoréesThe on-going quality improvement of Silicon-On-Insulator wafers motivates further development of Laser Scattering Tomography (LST). This technique enables the investigation of oxygen precipitates and dislocations in silicon by means of infra-red light scattering. After evaluating the LST capability for the investigation of statistical populations of oxygen precipitates, the characterisation of individual precipitates was addressed. The size of specific oxygen precipitates was accurately monitored during their growth for different temperatures and defect morphologies. In the second part of this work, the theory of light scattering by a dislocation was adapted to the silicon case. This development combined with the tomography and polarization LST options makes it possible the complete characterisation of non-decorated dislocation slip systems. The discrimination of decorated vs. Non-decorated dislocations is also achievable by LST
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Cadiou, François. "Étude de l'impact de la microstructure sur les propriétés effectives électriques des batteries lithium-ion." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI108.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur la compréhension du lien existant entre l’architecture microstructurelle et les propriétés effectives de conductivité dans les électrodes des batteries Li-ion. Les batteries Li-ion sont très intéressantes pour des domaines tels que le transport électrique. En effet, elles présentent une grande densité d’énergie et de puissance ce qui en fait de bons substituts pour les moteurs thermiques. Cependant, même si elles sont maintenant assez largement utilisées dans beaucoup de domaines, il y a toujours besoin d’en optimiser les performances. Ceci passe par une meilleure compréhension de l’impact de la microstructure sur les propriétés effectives pour réduire l’écart entre théorie et pratique. L’attention est portée ici sur les électrodes positives des batteries lithium-ion. Les caractéristiques tridimensionnelles telles que la percolation des phases, leur tortuosité ou encore leurs dimensions caractéristiques ont un fort impact sur les propriétés à l'échelle macroscopique. Leur étude nécessite l’utilisation de techniques d’imagerie 3D comme la tomographie aux rayons X et la tomographie sériée par faisceau d’ions focalisés et MEB (FIB/SEM) pour obtenir des données quantitatives et en interpréter les propriétés de transport de charge. Ces volumes sont alors traités (segmentation et analyses morphologiques) et utilisés comme base pour des simulations numériques. La méthode FFT (Fast Fourrier Transform) avec opérateur de Green « discret » est choisie. Ces simulations permettent, soit de remonter aux propriétés de conduction électrique des phases, à partir de la mesure de la conductivité de l’électrode, par méthode inverse, soit de prédire la conductivité effective de l’électrode, en utilisant des propriétés mesurées expérimentalement sur les phases prises séparément. Les microstructures 3D numériques peuvent également être altérées afin de prédire l’impact, sur ses propriétés effectives, de changements de composition dans la formulation de l’électrode. De nouveaux outils consacrés à la meilleure compréhension de la relation entre microstructure, propriétés effectives et performance des batteries lithium-ion sont développésLi-ion batteries are interesting for applications such as electric vehicles. They have indeed a high energy and power density, which makes them good substitutes for internal combustion engines. However, even if they are now quite widely used in many fields, there is still a need to optimize their performance. This requires a better understanding of the impact of the electrodes microstructure on their effective properties to narrow the gap between ideal and practical performance. Three-dimensional characteristics such as the carbon additive percolation or the tortuosity of the porosity have a strong impact on the electrode charge transport properties and power performance. The use of 3D imaging techniques such as X-ray tomography and serial focused ion beam and SEM tomography (FIB/SEM) is very powerful to quantify the electrode microstructures and interpret their charge transport properties. Furthermore, by processing the reconstructed volumes, one can use them as a basis for numerical simulations. We have chosen the FFT (Fast Fourrier Transform) method with "discrete" Green operator for numerical computations. These simulations can either be used to back calculate the phase (active material or conducting additive/binder) conduction properties from macroscopic electrical measurements by inverse method, or to predict the electrode effective conductivity from the phase conductivities. The 3D numerical microstructures obtained can also be modified in order to predict the influence of compositional changes in the electrode formulation on its properties. This study sets new tools to understand better the relationships between microstructure, effective electrical properties and the performance of Li-ion battery composite electrodes
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Baillet, Marion. "Les modifications du sommeil et du cycle veille/sommeil au cours du vieillissement : approche par actimétrie et imagerie cérébrale." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0950/document.
Full textAbstract:
Les altérations du sommeil et du cycle veille/sommeil au cours du vieillissement constituent des facteurs de risque de l’apparition d’un déclin cognitif et de l’évolution vers une démence. Pour autant, le lien entre ces altérations et les modifications cérébrales liées à l’âge reste encore peu connu. L’objectif de cette thèse a été de déterminer si les modifications du sommeil et du cycle veille/sommeil constituaient un marqueur de fragilité cérébrale pouvant être associé à l'apparition de troubles cognitifs chez des personnes âgées de la population AMImage. Nous avons d’abord montré que le désaccord existant entre les questionnaires de sommeil et les mesures objectives en actimétrie est dépendant de l’état émotionnel, renforçant ainsi l’intérêt d’utiliser une méthode de mesure objective du sommeil (Baillet et al., 2016). Puis, grâce à l’imagerie cérébrale, nous avons observé qu’une faible amplitude du cycle veille/sommeil est associée à une altération de la microstructure de la substance blanche, suggérant ainsi une origine vasculaire (Baillet et al., 2017). Nous avons également observé qu'une faible qualité de sommeil est associée à une charge amyloïde plus importante au sein des régions frontales, suggérant un déficit de clairance du peptide β-amyloïde lors du sommeil. Ainsi, les perturbations du sommeil et du cycle veille sommeil chez les personnes âgées seraient associées à deux processus physiopathologiques distincts aboutissant à une fragilité cérébrale. Considérés comme des facteurs de risque modifiables, des interventions visant à améliorer leur qualité offriraient une stratégie prometteuse afin de réduire le déclin cognitif au cours du vieillissementSleep and activity/rest cycle disturbances represent risk factors for the development of cognitive decline and dementia in aging. However, the association between these disturbances and cerebral modifications during aging remains to be explored. The aim of this thesis was to determine if sleep and activity/rest cycle disturbances could constitute a cerebral frailty factor for the development of cognitive decline and dementia in older adults (AMImage cohort). First, we have shown that the discrepancy measured between self-reported sleep questionnaires and actigraphy - used as an objective technique - is influenced by the subject’s mood (Baillet et al., 2016). These results strengthen the use of an objective technique to measure sleep. Thanks to brain imaging, we observed that a reduced 24-h amplitude of the activity/rest cycle is associated with disruption of white matter structural integrity. Our results suggest that cerebral frailty associated with age-related activity/rest cycle dysfunction has a vascular origin (Baillet et al., 2017). Then, we observed that a poor sleep quality is associated with high cerebral amyloid burden, mainly circumscribed to frontal regions. This may be due to a deficit of amyloid-β peptide clearance from the brain during sleep. To conclude, sleep and activity/rest cycle disturbances in older adults may be associated with two separate physiopathological processes leading to cerebral frailty. As sleep and activity/rest cycle are modifiable risk factors, interventions to improve their quality could offer a potential useful strategy for reducing the burden of cognitive impairment and dementia in old age