Tesis: "Détection de CO₂"

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Salman, Mayla. "Détection et signalisation du monoxyde de carbone chez des bactéries aérobies - Hémo-senseur RcoM-2 et réponses mycobactériennes au CO". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLX076.

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Resumen

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

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Henry, Lucas. "Sondes multimodales Re(CO)₃ pour la détection intracellulaire : synthèse, étude physico-chimique et sur cellules". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEE026.

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Resumen

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

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Khelladi, Djamel Eddine. "Co-évolution des contraintes OCL suite à l'évolution des métamodèles". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066335.

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Resumen

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

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Mao, Yuxiao. "Détection dynamique d'attaques logicielles et matérielles basée sur l'analyse de signaux microarchitecturaux". Thesis, Toulouse, INSA, 2022. http://www.theses.fr/2022ISAT0015.

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Resumen

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

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Marusic, Jean-Christophe. "Fabrication et caractérisation de capteurs potentiométriques à électrolyte solide pour la détection du CO¦2 gazeux". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape11/PQDD_0017/MQ46659.pdf.

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Cherubini, Aurélien. "Utilisation des méthodes de polarisation spontanée et polarisation provoquée pour la détection de CO₂ en milieu poreux carbonaté". Thesis, Bordeaux 3, 2019. http://www.theses.fr/2019BOR30005/document.

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Resumen

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

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Remy, Bertrand. "Étude et réalisation d'un imageur actif laser à compression d'impulsion". Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112346.

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Resumen

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

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Philippe, Julien. "Technologie de fabrication et analyse de fonctionnement d'un système multi-physique de détection de masse à base de NEMS co-intégrés CMOS". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT099/document.

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

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Khelladi, Djamel Eddine. "Co-évolution des contraintes OCL suite à l'évolution des métamodèles". Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066335.

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

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Baumeyer, Julien. "Co-manipulation sûre d’un robot de protonthérapie". Thesis, Orléans, 2017. http://www.theses.fr/2017ORLE2015/document.

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Resumen

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

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Jaafar, Abdallah. "Développement de matériaux poreux pour des applications de détection en optique intégrée dans le moyen infrarouge". Electronic Thesis or Diss., Université de Rennes (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024URENS043.

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Les capteurs optiques intégrés basés sur des dispositifs optiques guidés en matériaux poreux peuvent détecter efficacement et sélectivement des molécules polluantes présentes dans l’eau, l’air et l’environnement. La structure poreuse permet aux molécules à détecter de s’infiltrer dans les pores, ce qui permet une détection volumique. Cette caractéristique exalte la sensibilité d’un capteur optique intégré et offre aussi la possibilité de détecter une très faible quantité de molécules. Dans ce travail, deux matériaux transparents dans le moyen infrarouge (MIR) ont été étudiés pour le développement de guides d’onde optiques intégrés : le silicium poreux (SiP) et le germanium poreux (GeP). Le SiP est produit par anodisation électrochimique et peut être utilisé jusqu’à la longueur d’onde de 8 µm. Des guides d’onde plan et ridge en SiP ont été développés à partir de substrats de silicium de type P faiblement ou fortement dopés. L’effet de traitement thermique d’oxydation sur le guidage a été étudié. Un test de transduction sur la détection de CO₂ dans le MIR autour de la longueur d’onde de 4.3 µm a été réalisé. Le GeP, quant à lui, est produit par gravure électrochimique bipolaire et permet d’étendre la plage de détection jusqu’à la longueur d’onde de 14 µm. Ce matériau, utilisé pour le développement d’un capteur optique intégré, constitue ainsi un atout considérable étant donné que la plupart des molécules polluantes présentent une bande d’absorption dans le MIR. Des couches homogènes de faibles épaisseurs ont pu être réalisées. Un premier test d’élaboration d’un miroir de Bragg a aussi été effectué
Integrated sensors based on guided optical devices can efficiently and selectively detect pollutant molecules present in water, air, and environment. The porous structure allows the targeted molecules to penetrate into the pores, leads to volume detection. This characteristic greatly enhances the sensitivity and the ability to detect a very small number of molecules. In this study, two mid-infrared (mid-IR) transparent materials were investigated for the evelopment of integrated optical waveguides: porous silicon (PSi) and porous germanium (PGe). PSi is produced by electrochemical anodization and can be used up to a wavelength of 8 µm. PSi-based planar and ridge waveguides were developed from lightly or heavily P-doped silicon substrates. The effect of thermal oxidation treatment on the optical properties of the waveguides was investigated. Transduction tests were carried out to detect carbon dioxide (CO₂) in the mid-IR at around 4.3 µm wavelength. On the other hand, PGe is produced using bipolar electrochemical etching, extending the detection range to a wavelength of 14 µm. This material offers a considerable advantage for the development of an integrated optical sensor, as most polluting molecules have an absorption band in the mid-IR spectral range. Thin and homogeneous PGe layers were obtained. An initial test for the fabrication of a Bragg mirror was also conducted

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Niaz, Usman. "Amélioration de la détection des concepts dans les vidéos en coupant de plus grandes tranches du monde visuel". Thesis, Paris, ENST, 2014. http://www.theses.fr/2014ENST0040/document.

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Resumen

Les documents visuels comprenant des images et des vidéos sont en croissance rapide sur Internet et dans nos collections personnelles. Cela nécessite une analyse automatique du contenu visuel qui fait appel à la conception de méthodes intelligentes pour correctement indexer, rechercher et récupérer des images et des vidéos. Cette thèse vise à améliorer la détection automatique des concepts dans les vidéos sur Internet. Nos contributions portent sur des différents niveaux dans le cadre de détection de concept et peuvent être divisés en trois parties principales. La première partie se focalise sur l’amélioration du modèle de représentation des vidéos « Bag-of-Words (BOW) » en proposant un nouveau mécanisme de construction qui utilise des étiquettes de concepts et une autre technique qui ajoute un raffinement à la signature BOW basée sur la distribution de ses éléments. Nous élaborons ensuite des méthodes pour intégrer des entités semblables et dissemblables pour construire des modèles de reconnaissance améliorés dans la deuxième partie. A ce stade-là, nous observons l’information potentielle que les concepts partagent et construisons des modèles pour les méta-concepts dont sont dérivés les résultats spécifiques de concepts. Cela améliore la reconnaissance des concepts qui ont peu d’exemples annotés. Enfin, nous concevons certaines méthodes d'apprentissage semi-supervisé pour bénéficier de la quantité importante de données non étiquetées. Nous proposons des techniques pour améliorer l'algorithme de cotraining avec une sélection optimale des classifieurs utilisés
Visual material comprising images and videos is growing ever so rapidly over the internet and in our personal collections. This necessitates automatic understanding of the visual content which calls for the conception of intelligent methods to correctly index, search and retrieve images and videos. This thesis aims at improving the automatic detection of concepts in the internet videos by exploring all the available information and putting the most beneficial out of it to good use. Our contributions address various levels of the concept detection framework and can be divided into three main parts. The first part improves the Bag of Words (BOW) video representation model by proposing a novel BOW construction mechanism using concept labels and by including a refinement to the BOW signature based on the distribution of its elements. We then devise methods to incorporate knowledge from similar and dissimilar entities to build improved recognition models in the second part. Here we look at the potential information that the concepts share and build models for meta-concepts from which concept specific results are derived. This improves recognition for concepts lacking labeled examples. Lastly we contrive certain semi-supervised learning methods to get the best of the substantial amount of unlabeled data. We propose techniques to improve the semi-supervised cotraining algorithm with optimal view selection

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Alhamwi, Ali. "Co-design hardware/software of real time vision system on FPGA for obstacle detection". Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30342/document.

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La détection, localisation d'obstacles et la reconstruction de carte d'occupation 2D sont des fonctions de base pour un robot navigant dans un environnement intérieure lorsque l'intervention avec les objets se fait dans un environnement encombré. Les solutions fondées sur la vision artificielle et couramment utilisées comme SLAM (simultaneous localization and mapping) ou le flux optique ont tendance a être des calculs intensifs. Ces solutions nécessitent des ressources de calcul puissantes pour répondre à faible vitesse en temps réel aux contraintes. Nous présentons une architecture matérielle pour la détection, localisation d'obstacles et la reconstruction de cartes d'occupation 2D en temps réel. Le système proposé est réalisé en utilisant une architecture de vision sur FPGA (field programmable gates array) et des capteurs d'odométrie pour la détection, localisation des obstacles et la cartographie. De la fusion de ces deux sources d'information complémentaires résulte un modèle amelioré de l'environnement autour des robots. L'architecture proposé est un système à faible coût avec un temps de calcul réduit, un débit d'images élevé, et une faible consommation d'énergie
Obstacle detection, localization and occupancy map reconstruction are essential abilities for a mobile robot to navigate in an environment. Solutions based on passive monocular vision such as simultaneous localization and mapping (SLAM) or optical flow (OF) require intensive computation. Systems based on these methods often rely on over-sized computation resources to meet real-time constraints. Inverse perspective mapping allows for obstacles detection at a low computational cost under the hypothesis of a flat ground observed during motion. It is thus possible to build an occupancy grid map by integrating obstacle detection over the course of the sensor. In this work we propose hardware/software system for obstacle detection, localization and 2D occupancy map reconstruction in real-time. The proposed system uses a FPGA-based design for vision and proprioceptive sensors for localization. Fusing this information allows for the construction of a simple environment model of the sensor surrounding. The resulting architecture is a low-cost, low-latency, high-throughput and low-power system

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Niaz, Usman. "Amélioration de la détection des concepts dans les vidéos en coupant de plus grandes tranches du monde visuel". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2014. http://www.theses.fr/2014ENST0040.

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Les documents visuels comprenant des images et des vidéos sont en croissance rapide sur Internet et dans nos collections personnelles. Cela nécessite une analyse automatique du contenu visuel qui fait appel à la conception de méthodes intelligentes pour correctement indexer, rechercher et récupérer des images et des vidéos. Cette thèse vise à améliorer la détection automatique des concepts dans les vidéos sur Internet. Nos contributions portent sur des différents niveaux dans le cadre de détection de concept et peuvent être divisés en trois parties principales. La première partie se focalise sur l’amélioration du modèle de représentation des vidéos « Bag-of-Words (BOW) » en proposant un nouveau mécanisme de construction qui utilise des étiquettes de concepts et une autre technique qui ajoute un raffinement à la signature BOW basée sur la distribution de ses éléments. Nous élaborons ensuite des méthodes pour intégrer des entités semblables et dissemblables pour construire des modèles de reconnaissance améliorés dans la deuxième partie. A ce stade-là, nous observons l’information potentielle que les concepts partagent et construisons des modèles pour les méta-concepts dont sont dérivés les résultats spécifiques de concepts. Cela améliore la reconnaissance des concepts qui ont peu d’exemples annotés. Enfin, nous concevons certaines méthodes d'apprentissage semi-supervisé pour bénéficier de la quantité importante de données non étiquetées. Nous proposons des techniques pour améliorer l'algorithme de cotraining avec une sélection optimale des classifieurs utilisés
Visual material comprising images and videos is growing ever so rapidly over the internet and in our personal collections. This necessitates automatic understanding of the visual content which calls for the conception of intelligent methods to correctly index, search and retrieve images and videos. This thesis aims at improving the automatic detection of concepts in the internet videos by exploring all the available information and putting the most beneficial out of it to good use. Our contributions address various levels of the concept detection framework and can be divided into three main parts. The first part improves the Bag of Words (BOW) video representation model by proposing a novel BOW construction mechanism using concept labels and by including a refinement to the BOW signature based on the distribution of its elements. We then devise methods to incorporate knowledge from similar and dissimilar entities to build improved recognition models in the second part. Here we look at the potential information that the concepts share and build models for meta-concepts from which concept specific results are derived. This improves recognition for concepts lacking labeled examples. Lastly we contrive certain semi-supervised learning methods to get the best of the substantial amount of unlabeled data. We propose techniques to improve the semi-supervised cotraining algorithm with optimal view selection

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Tran, Dai Lam. "Capteur d'ADN à base d' un nouveau polymère conducteur fonctionnalisé : détection électrochimique directe de l' hybridation". Paris 7, 2003. http://www.theses.fr/2003PA077120.

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Tropis, Cyril. "Analyse et Optimisation des performances d'un capteur de gaz à base de SnO2 nanoparticulaire : Application à la détection de CO et CO2". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00459852.

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Les micro-capteurs de gaz connaissent un intérêt croissant avec le développement des applications « bas-coût » dans les domaines de l'automobile, la domotique ou l'environnement. Pour répondre à cette demande, les micro-capteurs à base d'oxyde métallique présentent des avantages uniques comme leur faible coût, une grande sensibilité, un temps de réponse bref et facile à intégrer dans un système portable miniaturisé. Cependant, ces capteurs tels qu'ils sont aujourd'hui, souffrent d'un manque de sélectivité et d'une dérive de leurs performances à long terme, ce qui freine leur développement. D'autre part, la détection du dioxyde de carbone, qui représente un intérêt grandissant, semblait particulièrement difficile avec ce type de capteur. Dans ce contexte, l'objet de ce travail consiste d'une part à bien comprendre les phénomènes réactionnels observés grâce à la simulation numérique « gaz-surface », d'autre part à définir un mode opératoire « robuste » permettant d'obtenir une meilleure stabilité et surtout améliorer la sélectivité. Tout d'abord, nous avons étudié les paramètres d'un profil de température dynamique pour améliorer significativement les performances du capteur. Par la suite, un modèle de connaissance des mécanismes de réaction à été développé afin de mieux interpréter, comprendre et prévoir le comportement de ces capteurs. Ce modèle a la particularité de simuler les transferts de charge en surface de la couche sensible en s'appuyant sur des calculs ab-initio. Enfin, nous avons travaillé sur la modélisation de la réponse. Un modèle d'interpolation très performant adapté au problème a été étudié dans un système décisionnel. La convergence de ces trois approches a permis une meilleure compréhension du fonctionnement du capteur avec du CO et du CO2 et la détermination d'un protocole de mesure optimal avec une optimisation du traitement du signal de la réponse électrique.

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Törtei, Dániel. "Co-design of architectures and algorithms for mobile robot localization and model-based detection of obstacles". Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30294/document.

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Resumen

Un véhicule autonome ou un robot mobile est équipé d'un système de navigation qui doit comporter plusieurs briques fonctionnelles pour traiter de perception, localisation, planification de trajectoires et locomotion. Dès que ce robot ou ce véhicule se déplace dans un environnement humain dense, il exécute en boucle et en temps réel plusieurs fonctions pour envoyer des consignes aux moteurs, pour calculer sa position vis-à-vis d'un repère de référence connu, et pour détecter de potentiels obstacles sur sa trajectoire; du fait de la richesse sémantique des images et du faible coût des caméras, ces fonctions exploitent souvent la vision. Les systèmes embarqués sur ces machines doivent alors intégrer des cartes assez puissantes pour traiter des données visuelles en temps réel. Par ailleurs, les contraintes d'autonomie de ces plateformes imposent de très faibles consommations énergétiques. Cette thèse proposent des architectures de type SOPC (System on Programmable Chip) conçues par une méthodologie de co-design matériel/logiciel pour exécuter de manière efficace les fonctions de localisation et de détection des obstacles à partir de la vision. Les résultats obtenus sont équivalents ou meilleurs que l'état de l'art, concernant la gestion de la carte locale d'amers pour l'odométrie-visuelle par une approche EKF-SLAM, et le rapport vitesse d'exécution sur précision pour ce qui est de la détection d'obstacles par identification dans les images d'objets (piétons, voitures...) sur la base de modèles appris au préalable
An autonomous mobile platform is endowed with a navigational system which must contain multiple functional bricks: perception, localization, path planning and motion control. As soon as such a robot or vehicle moves in a crowded environment, it continously loops several tasks in real time: sending reference values to motors' actuators, calculating its position in respect to a known reference frame and detection of potential obstacles on its path. Thanks to semantic richness provided by images and to low cost of visual sensors, these tasks often exploit visual cues. Other embedded systems running on these mobile platforms thus demand for an additional integration of high-speed embeddable processing systems capable of treating abundant visual sensorial input in real-time. Moreover, constraints influencing the autonomy of the mobile platform impose low power consumption. This thesis proposes SOPC (System on a Programmable Chip) architectures for efficient embedding of vison-based localization and obstacle detection tasks in a navigational pipeline by making use of the software/hardware co-design methodology. The obtained results are equivalent or better in comparison to state-of-the-art for both EKF-SLAM based visual odometry: regarding the local map size management containing seven-dimensional landmarks and model-based detection-by-identification obstacle detection: algorithmic precision over execution speed metric

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Bourdiol, Floriane. "Évaluation de l'écotoxicité de nanotubes de carbone en milieu aquatique à l'aide du modèle amphibien xenopus laevis : synthèse, protocoles d'exposition, détection et dosage". Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2214/.

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Resumen

L'augmentation de la production et l'utilisation de nanotubes de carbone (NTC) soulèvent des inquiétudes vis-à-vis de leur dissémination dans l'environnement. Pourtant, les connaissances relatives à leur toxicité et leur bioaccumulation potentielles chez des organismes aquatiques sont encore très limitées. Les travaux rapportés ici sont basés sur une approche prospective à l'échelle du laboratoire, à l'aide d'un modèle aquatique, la larve d'amphibien Xenopus laevis. Les toxicités aiguë, chronique et génétique ont été évaluées après exposition des larves à des suspensions de DWNT ou de MWNT préparées selon différents protocoles de dispersion. Les effets potentiels de synergie entre des DWNT et du plomb ont par ailleurs été évalués. L'ingestion d'une quantité importante de NTC par les larves perturberait leur transit intestinal et l'assimilation de nutriments. Les réponses toxiques seraient modulées à la fois par le type de NTC, leur concentration, leur état de dispersion, la nature de l'agent dispersant, mais également par la présence de plomb et sa concentration. La localisation et le dosage des NTC dans des matrices biologiques demeurent des défis considérables. D'une part, le principe de détection de NTC par dosage isotopique du carbone (13C/12C) a été exploré chez des larves exposées à des NTC synthétisés à partir d'une source carbonée enrichie en 13C. Des essais préliminaires suggèrent la bioaccumulation hétérogène de 13C-DWNT dans le foie, mais elle reste à confirmer. D'autre part, une technique originale de dosage de DWNT a été mise au point par mesure de la permittivité complexe de suspensions de larves soumises à un champ électromagnétique dans la gamme micro-ondes
The exponential rise in the production and the use of carbon nanotubes (CNTs) raises concerns about their spread in the environment. Nevertheless, few information is available about their potential ecotoxicity and bioaccumulation in aquatic organisms. Our work was based on a forward-looking approach at the laboratory scale, using an aquatic model, the amphibian larva of Xenopus laevis. The acute, chronic and genetic toxicities were assessed after the exposure of larvae to DWCNT or MWCNT suspensions prepared according to various dispersion protocols. The potential synergistic effects of raw DWCNTs and lead were also assessed. The ingestion of CNT could disrupt the intestinal transit and the assimilation of nutrients. The toxic responses seem to be modulated both by the kind of CNTs, their concentration, and their dispersion state, the nature of the dispersing agent, as well as the presence of lead and its concentration (co-exposure). The tracking and the quantitative analysis of CNTs in biological samples are still huge challenges. On the one hand, larvae were exposed to CNTs synthesized from 13C-enriched sources in order to investigate the principle of probing their presence using the 13C/12C ratio (isotopic labeling). Preliminary studies suggest an heterogeneous biomagnification of 13C-DWCNTs in the liver, which has to be confirmed by more extensive investigations. On the other hand, a new technique for the quantitative detection of CNTs was developed on larvae exposed to DWCNTs. It is based on the dielectric relaxation of the sample suspensions in a microwave electromagnetic field which allows the extrapolation of CNT concentrations from complex permittivity measurements

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Lapeine, David. "Etude et optimisation de nouveaux types de capteurs pour la détection de polluants en milieu aquatique". Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT256/document.

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Resumen

Dans cette thèse, nous présentons l’étude et la réalisation de micro-capteurs pour les systèmes de gestion des risques naturels. Le cahier des charges était centré sur les possibilités de concevoir des capteurs de polluants pour la surveillance des zones lagunaires dans le sud montpelliérain. Ces capteurs devaient être conçus dans une démarche « faible coût », résistant aux contraintes du milieu et pouvant communiquer et temps réel. Le premier chapitre s’appuie sur une étude bibliographique des différentes méthodes de mesures qui peuvent être utilisées pour faire de la détection de polluants et des matériaux potentiels pour réaliser le capteur. La technique de mesure la plus appropriée pour répondre aux deux premiers points du cahier des charges s’appuie sur la réalisation de transducteurs acoustiques à base de PZT en envisageant un processus technologique basé sur la technique de sérigraphie. Après avoir justifié notre choix de la technique de dépôt par sérigraphie, nous avons détaillé dans le second chapitre le processus technologique, en commençant par la réalisation de l’encre PZT, puis par le dessin des masques et pour finir nous avons détaillé les étapes de dépôt et de fonctionnalisation des transducteurs sur substrat d’alumine et sans substrat. A partir de ces premières réalisations, nous avons présenté les moyens et outils de caractérisation nécessaires pour pouvoir évaluer les différentes étapes du processus technologique mis en place, avec une attention particulière portée sur la qualité du matériau PZT et sur ses propriétés piézoélectriques. Il s’agit d’une part d’études morphologiques (images MEB, profilomètre) et structurelles (diffraction X, EDX) et d’autre part de la mesure des grandeurs piézoélectriques et diélectriques (piézomètre, analyses spectrales et d’impédances). Dans le troisième chapitre nous avons abordé le volet système de cette étude, avec la réalisation de prototypes basés sur les transducteurs sérigraphiés développés au chapitre 2. Les capteurs réalisés ont été testés et étalonnés avec des solutions d’éthanol et de toluène. Pour cela les capteurs sérigraphiés ont été testés sur des bancs expérimentaux afin de valider la technique de la mesure du temps de vol des ondes acoustiques. Dans l’optique de la miniaturisation et de l’intégration du système nous avons mis en place une électronique de commande embarquée à l’aide d’un module dédié. Enfin, pour pouvoir affiner les mesures, nous avons vu que nous pouvions envisager de croiser/corréler plusieurs paramètres. C’est ainsi que nous avons développé un capteur sérigraphié pour la mesure de la conductivité électrique en milieu aquatique. A partir des premiers résultats expérimentaux obtenus nous avons pu valider le principe de la méthode. Dans le quatrième et dernier chapitre de ce manuscrit, nous avons présenté les toutes premières études et réalisations sur la technologie LTCC. En reprenant les paramètres du processus utilisés lors des dépôts sur substrat d’alumine, nous avons réalisé et caractérisé des transducteurs déposés sur une feuille de céramique LTCC. Les premières caractérisations morphologiques et piézoélectriques sont encourageantes et les premiers tests acoustiques ont montré que la génération d’ondes acoustiques était tout à fait possible et qu’une utilisation en vue de la réalisation de capteurs de polluants était envisageable avec cette technologie. Enfin, nous avons pu réaliser une première structure 3D intégrant une cavité d’analyse. Là encore les débuts sont très prometteurs même s’il reste encore beaucoup de travail de « réglage » pour améliorer cette technologie. De plus, cette première réalisation 3D, ouvre de nombreuses perspectives au niveau de l’équipe en vue du développement de nouveaux capteurs
In this thesis, we introduce the study and implementation of micro-sensors for natural risk management systems. The specification focused on the possibilities to develop a pollutant sensor capable of detecting the presence of hydrocarbons in the lagoon environments of southern Montpellier.These sensors should be designed in a "low cost" gait, resistant to environmental constraints and able to communicate in real time. The first chapter is based on a bibliographical study of the different methods of measurement that can be used for the detection of pollutants and potential materials for making the sensor. The most suitable measurement technology to answer the first two points of the specification is based on the implementation of acoustic transducers made from PZT with a technological process using the screen-printing technique. After justifying our choice of screen-printing deposition technique, we have detailed in the second chapter the technological process: first with the achievement of PZT ink, then with the masks design, and finally with the steps deposition and functionalization of transducers on alumina substrate and without substrate. From these first achievements, we have submitted the means and characterization tools needed to evaluate the different steps of the technological process set up with a focus on the quality of the PZT material and its piezoelectric properties. It is first about morphological (SEM images, profilometer) and structural (XRD, EDX) studies, and then about the measurement of piezoelectric and dielectric values (piezometer, spectral and impedance analyses). In the third chapter we discussed the sensor, with the production of prototypes based on screen-printed transducers developed in Chapter 2. The sensors were tested and calibrated with solutions of ethanol and toluene. For this, the screen-printed sensors were tested in experimental benches to validate the measurement technique of the acoustic waves time of flight. In view of the miniaturization and the integration of the system, we have set an electronic control board with a dedicated module. Finally in order to improve the measurements, we have shown that we could consider crossing/correlating several parameters. Thus, we have developed a screen-printed sensor for the measurement of the electrical conductivity in aquatic environment. From the first experimental results we validated the principle of the method. In the fourth and final chapter of this manuscript, we presented the first studies and achievements on the LTCC technology. By repeating the process parameters used during deposition on alumina substrate, we realized and characterized transducers placed on on a LTCC ceramic sheet. The first morphological and piezoelectric characterizations are encouraging, and the first acoustic tests have shown that the generations of acoustic waves, and a use for the production of sensors of pollutants were possible with this technology. Finally we have been able to achieve a first 3D structure incorporating an analysis cavity. Here again, results are very encouraging, although "adjustments" are needed to improve the technology. Also this 3D realization opens up many opportunities for the team to develop new sensors

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Oudrhiri, Hassani Fahd. "Couches minces d'oxydes spinelles et de nanocomposites spinelle-CuO à propriétés semi-conductrices destinées à la réalisation de capteurs de gaz". Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/588/.

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Resumen

Ces travaux concernent l'élaboration de couches minces monophasées ou nanocomposites par pulvérisation cathodique radiofréquence en vue de leur utilisation comme matériau pour capteurs de gaz. Dans un premier temps nous avons étudié l'influence des conditions de dépôt sur la microstructure des films minces d'oxydes spinelles. La microscopie électronique, l'ellipsométrie et les mesures de surface par la méthode B. E. T ont notamment permis de caractériser finement la microstructure des couches et d'établir un modèle à l'échelle nanométrique qui décrit l'arrangement des grains et la microporosité. Nous avons pu ainsi observer un fort accroissement de la porosité dans les films élaborés avec des conditions de dépôt favorisant les collisions entre particules et, en conséquence, un fort effet d'ombrage entre les grains en croissance (forte pression d'argon et grande distance cible substrat). Dans un deuxième temps, la mise en œuvre de phénomènes de réduction in-situ au cours du procédé de dépôt par pulvérisation cathodique R. F. à partir d'une cible de delafossite CuFeO2 a permis l'élaboration de couches minces nanocomposites CuO/CuxFe3-xO4. Ce type de matériau original associant des oxydes de type "n" et "p" intimement mêlés semble prometteur pour la détection du CO2 et du CO. Nous avons cherché à optimiser la sensibilité de couches minces de 50 nm d'épaisseur, sur différents substrats. Une sensibilité maximale de 97% et 60% a pu être obtenue lors des tests sous CO et CO2, à 400 et 250°C, respectivement
This work involves the deposition of single-phase or nanocomposite thin film by RF sputtering for use as materials for gas sensors. As a first step, we studied the influence of deposition conditions on the microstructure of spinel oxides thin films. Electron microscopy, ellipsometry and surface area measurements by the B. E. T. Method made it possible to characterize the films microstructure and to establish a model which describes the arrangement of grains and the microporosity at the nanometer scale. We were able to observe a strong increase of the porosity in the films prepared with deposition conditions favouring collisions between particles and, accordingly, a strong shadowing effect between the grains (high argon pressure and long target-substrate distance). In the second step, the reduction phenomena during the deposition process by RF sputtering from a delafossite CuFeO2 target led to the deposition of nanocomposite CuO/CuxFe3-xO4 thin films. This type of original material combining intimately oxides of "n" and "p" type seems promising for the detection of CO and CO2. We sought to optimize the sensitivity of thin layers of 50 nm thickness on different substrates. A maximum sensitivity of 97% and 60% could be obtained when tested in CO and CO2 at 400 and 250°C, respectively

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Sid, Mohamed Amine. "Co-conception diagnostic et ordonnancement des mesures dans un système contrôlé en réseau". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0003.

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Resumen

Les travaux développés dans cette thèse portent sur la "co-conception diagnostic / ordonnancement des mesures dans un système contrôlé en réseau" qui est un sujet multidisciplinaire nécessitant des compétences en théorie du contrôle et en théorie des réseaux. La thèse a pour but de développer, dans le contexte des systèmes contrôlés en réseau, une approche de co-conception qui intègre de façon coordonnée les caractéristiques qui expriment la performance du diagnostic des défauts et les paramètres de l'ordonnancement temps-réel des messages. L'intérêt de cette approche coordonnée réside essentiellement dans la minimisation des ressources nécessaires pour atteindre la performance du diagnostic requise, minimisation qui prend tout son sens dans le contexte des systèmes embarqués. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à l'étude des problèmes liés à l'élaboration d'algorithmes de diagnostic efficaces et adaptés aux caractéristiques de l'application de façon tout en prenant en compte différents types de contraintes liées au réseau. En conjonction avec ces algorithmes, deux ensembles de techniques d'ordonnancement des mesures ont été développés : - ordonnancement hors ligne - ordonnancement évènementiel en ligne Pour l'ordonnancement hors ligne, les séquences de communication sont conçues en amont, préalablement à la mise en oeuvre de l'algorithme de diagnostic (implémentation). D'autre part, nous proposons aussi des techniques d'ordonnancement en ligne basées sur l'échantillonnage évènementiel développé au cours de la dernière décennie. Au contraire de la plupart des recherches en automatique classique, considérant que l'échantillonnage des signaux continus est réalisé d'une manière périodique, les mesures dans cette approche sont transmises si et seulement si la condition de transmission (évènement) est vérifiée
The works developed in this thesis deal with 'fault diagnosis and sensor scheduling co-design' in networked control system. This multidisciplinary subject requires theoretical knowledge in both fault diagnosis and communication networks. Our contribution consists in developing a co-design approach that integrates in the same framework the characteristics of fault diagnosis performance and real time sensor scheduling. The main benefit of this approach is minimizing the required network resources for attending acceptable fault diagnosis performances. We are interested in the development of more efficient and more adapted for real time implementation fault diagnosis algorithms while taking into account different types of communication constraints. In conjunction with these algorithms, two sets of sensor scheduling techniques are used : - Off-line scheduling - On-line scheduling (event triggered sampling) For off-line scheduling, the communication sequences are designed before the implementation of the diagnostic algorithm. In this context, we proposed several techniques for scheduling with different spatial and temporal complexity and adapted to different operating condition for the detection and the isolation of faults based on the information provided by the selected communication sequences. Moreover, we deal also with on-line scheduling techniques based on the event triggered sampling developed during the last decade. In This approach measurement packets are transmitted if and only if the transmission condition (event) is verified. This saves resources provided by the network while maintaining acceptable performance of fault diagnosis. The objective of these algorithms is to minimize the number of transmitted information which means less energy consumption and has a major importance in wireless networked control systems

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Durand, Cédric. "Développement de résonateurs électromécaniques en technologie Silicon On Nothing, à détection capacitive et amplifiée par transistor MOS, en vue d'une co-intégration permettant d'adresser une application de référence de temps". Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00375804.

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Les résonateurs électromécaniques (MEMS), de part leurs bonnes performances, leur petite taille, ou encore leurs possibilités d'intégration au plus proche des transistors, présentent un fort potentiel pour le remplacement des quartz dans les applications de référence de temps.
Dans ce contexte, nous proposons de développer des résonateurs électromécaniques en vue d'une intégration « front-end », pour la réalisation d'oscillateurs intégrés. Ainsi, nous avons fabriqué des démonstrateurs à partir des briques de base de la technologie CMOS Silicon On Nothing, en phase de R&D à STMicroelectronics. Du fait de la petite taille des composants, nous avons utilisé un transistor à grille résonante pour amplifier la détection de la résonance. Ainsi, des développements technologiques spécifiques ont permis de fabriquer les résonateurs et leur transistor de détection. La conception des dispositifs a été réalisée à partir du développement d'un modèle électromécanique des résonateurs. Ce modèle est compatible avec les outils de design et peut alors aider à la conception de l'oscillateur MEMS. Nous avons ensuite montré le bon fonctionnement des résonateurs fabriqués, ainsi que celui de l'amplification induite par la
détection MOS. Cette démonstration constitue une première, prouvant la fonctionnalité de la détection MOS pour un composant de petite taille, vibrant dans le plan du substrat. Enfin, nous avons validé le modèle électromécanique à partir d'autres modèles ainsi qu'avec les mesures des composants fabriqués.
En termes de perspectives, le recours à diverses améliorations permettrait d'obtenir des dispositifs
compatibles avec la réalisation d'un oscillateur performant et co-intégré.

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Durand, Cédric. "Développement de résonateurs électromécaniques en technologie Silicon On Nothing, à détection capacitive et amplifiée par transistor MOS, en vue d’une co-intégration permettant d’adresser une application de référence de temps". Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10008/document.

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Les résonateurs électromécaniques (MEMS), de part leurs bonnes performances, leur petite taille, ou encore leurs possibilités d'intégration au plus proche des transistors, présentent un fort potentiel pour le remplacement des quartz dans les applications de référence de temps. Dans ce contexte, nous proposons de développer des résonateurs électromécaniques en vue d'une intégration « front-end », pour la réalisation d'oscillateurs intégrés. Ainsi, nous avons fabriqué des démonstrateurs à partir des briques de base de la technologie CMOS Silicon On Nothing, en phase de R&D à STMicroe!ectronlcs. Du fait de la petite taille des composants, nous avons utilisé un transistor à grille résonante pour amplifier la détection de la résonance. Ainsi, des développements technologiques spécifiques ont permis de fabriquer des résonateurs et leur transistor de détection. La conception des dispositifs a été réalisée à partir du développement d'un modèle électromécanique des résonateurs. Ce modèle est compatible avec les outils de design et peut alors aider à la conception de l'oscillateur MEMS. Nous avons ensuite montré le bon fonctionnement des résonateurs fabriqués, ainsi que celui de l'amplification induite par la détection MOS. Cette démonstration constitue une première, prouvant la fonctionnalité de la détection MOS pour un composant de petite taille, vibrant dans le plan du substrat. Enfin, nous avons validé le modèle électromécanique à partir d'autres modèles ainsi qu'avec les mesures des composants fabriqués. En termes de perspectives, le recours à diverses améliorations permettrait d'obtenir des dispositifs compatibles avec la réalisation d'un oscillateur performant et co-intégré
Due to good performances, small size, or either integration possibilities very close to transistors,electromechanical resonators offer a strong potential for quartz replacement in time reference applications. In this context, we propose to develop electromechanical resonators in a perspective of a front-end integration, for the realization of integrated oscillators. The fabricated demonstrators are based on the Silicon On Nothing CMOS technology, under R&D at STMicroelectronics. Due to the small size of the studied components, a resonant gate transistor was used to amplify the resonance detection. Specific technological developments enabled the fabrication of both resonator and detection transistor. Device conception was made by the use of an electromechanical resonator model, developed during the study. Thurthermore, the model is compatible with design tools, making it usefull for MEMS oscillator conception.Then, we demonstrated resonator and MOSFET detection amplification well-functionning on the fabricated devices.This is the first demonstration of MOSFET detection functionality for a small size and in-plane vibrating component. Finally, the electromechanical model was validated with other models and measurements. In terms of perspectives, the use of various design or technology improvements could able the access to devices compatible with the realization of a high perfromances and co-integrated oscillator

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Durand, Cédric. "Développement de résonateurs électromécaniques en technologie Silicon On Nothing, à détection capacitive et amplifiée par transistor MOS, en vue d’une co-intégration permettant d’adresser une application de référence de temps". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10008.

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Les résonateurs électromécaniques (MEMS), de part leurs bonnes performances, leur petite taille, ou encore leurs possibilités d'intégration au plus proche des transistors, présentent un fort potentiel pour le remplacement des quartz dans les applications de référence de temps. Dans ce contexte, nous proposons de développer des résonateurs électromécaniques en vue d'une intégration « front-end », pour la réalisation d'oscillateurs intégrés. Ainsi, nous avons fabriqué des démonstrateurs à partir des briques de base de la technologie CMOS Silicon On Nothing, en phase de R&D à STMicroe!ectronlcs. Du fait de la petite taille des composants, nous avons utilisé un transistor à grille résonante pour amplifier la détection de la résonance. Ainsi, des développements technologiques spécifiques ont permis de fabriquer des résonateurs et leur transistor de détection. La conception des dispositifs a été réalisée à partir du développement d'un modèle électromécanique des résonateurs. Ce modèle est compatible avec les outils de design et peut alors aider à la conception de l'oscillateur MEMS. Nous avons ensuite montré le bon fonctionnement des résonateurs fabriqués, ainsi que celui de l'amplification induite par la détection MOS. Cette démonstration constitue une première, prouvant la fonctionnalité de la détection MOS pour un composant de petite taille, vibrant dans le plan du substrat. Enfin, nous avons validé le modèle électromécanique à partir d'autres modèles ainsi qu'avec les mesures des composants fabriqués. En termes de perspectives, le recours à diverses améliorations permettrait d'obtenir des dispositifs compatibles avec la réalisation d'un oscillateur performant et co-intégré
Due to good performances, small size, or either integration possibilities very close to transistors,electromechanical resonators offer a strong potential for quartz replacement in time reference applications. In this context, we propose to develop electromechanical resonators in a perspective of a front-end integration, for the realization of integrated oscillators. The fabricated demonstrators are based on the Silicon On Nothing CMOS technology, under R&D at STMicroelectronics. Due to the small size of the studied components, a resonant gate transistor was used to amplify the resonance detection. Specific technological developments enabled the fabrication of both resonator and detection transistor. Device conception was made by the use of an electromechanical resonator model, developed during the study. Thurthermore, the model is compatible with design tools, making it usefull for MEMS oscillator conception.Then, we demonstrated resonator and MOSFET detection amplification well-functionning on the fabricated devices.This is the first demonstration of MOSFET detection functionality for a small size and in-plane vibrating component. Finally, the electromechanical model was validated with other models and measurements. In terms of perspectives, the use of various design or technology improvements could able the access to devices compatible with the realization of a high perfromances and co-integrated oscillator

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Mansour, Agapy. "Étude des propriétés chimique et morphologique de composites hybrides de type (co)polymère plasma / métal". Thesis, Le Mans, 2019. http://www.theses.fr/2019LEMA1002.

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Les nanocomposites constitués de nanoparticules métalliques finement dispersées dans une matrice isolante suscitent un grand intérêt en raison de leurs propriétés optiques, électriques ou antibactériennes permettant une variété d'applications technologiques. Dans ce travail, nous nous intéressons aux composites hybrides à base d’ une matrice polymère élaborée par polymérisation par plasma froid (PECVD), imprégnée par la suite avec une solution de sel métallique qui est finalement réduit. Ces nanocomposites sont essentiellement étudiés pour leurs applications et peu d’ études portent sur leur structure chimique et morphologique.Dans ce travail de thèse, notre objectif est ainsi d’ étudier la dépendance des propriétés chimiques et morphologiques de tels matériaux composites vis-à-vis de la structure chimique du polymère plasma, de la nature des nanoparticules métalliques et des fonctions chimiques du polymère impliquées dans les interactions polymère / métal. La matrice sera aussi bien un polymère plasma qu’ un mélange de deux polymères plasma. L'objectif est alors de mieux comprendre la formation de ces nanocomposites, et de montrer leur intérêt dans différentes applications et notamment la détection d'ammoniac
Nanocomposites consisting of finely dispersed metal nanoparticles into insulating matrix are the focus of much attention because of their optical, electrical or antibacterial properties, allowing a variety of technological applications. In this work, we are interested in hybrid composites based on a polymer matrix synthesized by cold plasma polymerization (PECVD), subsequently impregnated with a solution of metal salt which is finally reduced. These nanocomposites are mainly studied for their applications and less focused on their chemical and morphological structure. In this work, our goal is to study the dependence of chemical and morphological properties of such composite materials on the chemical structure of the plasma polymer, the nature of the metal nanoparticles and the chemical functions of the polymer involved with the polymer / metal interactions. The matrix will be both a plasma polymer and a mixture of two plasma polymers. The objective is then to better understand the nanocomposites formation, and to show their interest in different applications particularly in the detection of ammonia gas

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Doblas, Jiménez David. "Exploration and detection of ultra-traces of explosives by chip calorimetry". Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAE017/document.

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La détection de très faibles quantités de Matériaux Energétiques (ME) est un challenge important dans la lutte contre le terrorisme. En plus des méthodes de détection des ME par affinité chimique, il est aussi intéressant d'utiliser les variations enthalpiques dues à la décomposition des ME pour les détecter par analyse thermique. Cependant, la sensibilité des methodes classiques est insuffisante pour la détection des particules dont la masse se situe dans le domaine des nanogrammes. En revanche, la nanocalorimétrie est parfaitement adaptée pour la caractérisation de très faibles quantités d'échantillons et est de ce fait adaptée aux exigences de la détection. Afin d'explorer la possibilité de détecter et d'identifier des micro-particules solides de ME à l'aide de l'analyse thermique, nous avons élaboré des protocols optimisés pour la détection et l'identification de particules pures unitaires de quelques nanogrammes de ME ainsi que leurs mélanges. Les résultats montrent que la limite de détection se situe environ à quelques centaines de picrogrammes. Les expériences ont été complétées par de l'analyse structurale in-situ en utilisant sa combinaison avec de la DRX par faisceau nanofocus synchrotron
Being able to sense the minuscule amounts of energetic materials is crucial in the context of the fight against terrorism. Apart from the methods of detection of EM, which are specific to the chemical structure, one could use the enthalpy variations of the EM decomposition process for their detection by means of thermal analysis. However, the sensitivity of classical methods would be still insufficient to sense particles in the nanogram range. By contrast, the recently developed technique of chip calorimetry is perfectly suited for characterizing small amounts of samples and is therefore fully adequate for this task.In order to explore the possibilities of detection and identification of solid micro-particles of EM with thermal analysis, we discuss on the protocols optimized for the detection and identification of nanogram-size particles of EM and its mixtures with the chip calorimeter accessory. The results obtained on pure EM and its mixtures show that the detection threshold can be put at approximately several hundred picograms. The experiments were completed by the in-situ structural analysis using a combination with nanofocus synchrotron XRD

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Ribeiro, Thierry. "Développement d'un appareil de quantification de croissance et/ou d'activité microbienne par impédancemétrie indirecte". Compiègne, 2001. http://www.theses.fr/2001COMP1369.

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La méthode de conductancemétrie indirecte est évaluée comme une méthode de détection et de quantification de gaz produits lors de la croissance des micro-organismes. Après avoir souligné la place de l'impédancemétrie parmi les techniques rapides en microbiologie, le travail aborde dans un premier temps la définition des paramètres d'un nouvel appareil : (Analyse Rapide des Produits Appertisés). Dans un deuxième temps, la réponse impédancemétrique lors de la croissance bactérienne est étudiée pour différentes conditions et met de souligner les qualités de répétabilité et de linnéarité de la technique. L’appareil répond parfaitement aux critères des méthode alternatives ou rapides. La méthode est effectivement automatisable et l'appareil est apte à détecter la croissance des micro-organismes, et cela quel que soit le type de milieu considéré. L'appareil s'avère donc être un système de mesure d'activité globale aspécifique, dans le sens où il est indépendant des matrices et des micro-organismes recherchés, ce qui en fait son atout principal, et ce qui confère à la méthode une grande souplesse d'utilisation et une standardisation potentielle. A ce stade, nous avons réussi à concevoir un appareil capable de mesurer l'activité et/ou la croissance de micro-organismes. Les objectifs initiaux du contrat sont donc pleinement atteints d'une et mettent d'envisager la production de cet appareil dans un futur très proche. Il est raisonnable d'envisager que l'appareil ARPA pourra être dédié à des utilisations multiples, tant en routine (contrôle qualité des produits alimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques, sans oublier le domaine de l'environnement) qu'au laboratoire (recherche fondamentale et développement). Sa simplicité d'utilisation et ses performances permettront d'élargir en permanence les champs d'application de cette technologie.

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Capot, Rullier Anne. "L'hépatite chronique virale C chez les sujets co-infectés par le virus de l'immunodéficience humaine : histologie, étude de la fibrose, détection intrahépatique du virus de l'hépatite C et comparaison avec les sujets immunocompétents". Bordeaux 2, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR23002.

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Sid, Mohamed Amine. "Co-conception diagnostic et ordonnancement des mesures dans un système contrôlé en réseau". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0003/document.

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Les travaux développés dans cette thèse portent sur la "co-conception diagnostic / ordonnancement des mesures dans un système contrôlé en réseau" qui est un sujet multidisciplinaire nécessitant des compétences en théorie du contrôle et en théorie des réseaux. La thèse a pour but de développer, dans le contexte des systèmes contrôlés en réseau, une approche de co-conception qui intègre de façon coordonnée les caractéristiques qui expriment la performance du diagnostic des défauts et les paramètres de l'ordonnancement temps-réel des messages. L'intérêt de cette approche coordonnée réside essentiellement dans la minimisation des ressources nécessaires pour atteindre la performance du diagnostic requise, minimisation qui prend tout son sens dans le contexte des systèmes embarqués. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à l'étude des problèmes liés à l'élaboration d'algorithmes de diagnostic efficaces et adaptés aux caractéristiques de l'application de façon tout en prenant en compte différents types de contraintes liées au réseau. En conjonction avec ces algorithmes, deux ensembles de techniques d'ordonnancement des mesures ont été développés : - ordonnancement hors ligne - ordonnancement évènementiel en ligne Pour l'ordonnancement hors ligne, les séquences de communication sont conçues en amont, préalablement à la mise en oeuvre de l'algorithme de diagnostic (implémentation). D'autre part, nous proposons aussi des techniques d'ordonnancement en ligne basées sur l'échantillonnage évènementiel développé au cours de la dernière décennie. Au contraire de la plupart des recherches en automatique classique, considérant que l'échantillonnage des signaux continus est réalisé d'une manière périodique, les mesures dans cette approche sont transmises si et seulement si la condition de transmission (évènement) est vérifiée
The works developed in this thesis deal with 'fault diagnosis and sensor scheduling co-design' in networked control system. This multidisciplinary subject requires theoretical knowledge in both fault diagnosis and communication networks. Our contribution consists in developing a co-design approach that integrates in the same framework the characteristics of fault diagnosis performance and real time sensor scheduling. The main benefit of this approach is minimizing the required network resources for attending acceptable fault diagnosis performances. We are interested in the development of more efficient and more adapted for real time implementation fault diagnosis algorithms while taking into account different types of communication constraints. In conjunction with these algorithms, two sets of sensor scheduling techniques are used : - Off-line scheduling - On-line scheduling (event triggered sampling) For off-line scheduling, the communication sequences are designed before the implementation of the diagnostic algorithm. In this context, we proposed several techniques for scheduling with different spatial and temporal complexity and adapted to different operating condition for the detection and the isolation of faults based on the information provided by the selected communication sequences. Moreover, we deal also with on-line scheduling techniques based on the event triggered sampling developed during the last decade. In This approach measurement packets are transmitted if and only if the transmission condition (event) is verified. This saves resources provided by the network while maintaining acceptable performance of fault diagnosis. The objective of these algorithms is to minimize the number of transmitted information which means less energy consumption and has a major importance in wireless networked control systems

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Dananché, Cédric. "Pneumonies chez l’enfant de moins de 5 ans dans les pays à revenu faible ou intermédiaire : description des sérotypes pneumococciques, prévalence du virus influenza et rôle des co-détections bactériennes et/ou virales". Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1250.

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Les pneumonies chez l’enfant de moins de 5 ans restent à l’heure actuelle un enjeu majeur de santé publique. Afin d’étudier les agents étiologiques des pneumonies chez les enfants de moins de 5 ans dans les pays à revenu faible ou intermédiaire, une étude cas-témoins a été réalisée entre 2010 et 2014 dans cette population par le réseau Global Approach for Biological Research on Infectious Epidemics in Low Income Countries (GABRIEL). Notre travail s’est attaché à décrire la distribution des sérotypes de Streptococcus pneumoniae retrouvés dans la population de l’étude, d’évaluer la prévalence du virus infuenza et d’évaluer l’effet du virus sur la gravité de la pneumonie, et enfin d’étudier la fréquence des co-détections bactériennes et virales au niveau nasopharyngé ainsi que leur effet sur le risque de pneumonie. Les résultats montraient que la majorité des sérotypes pneumococciques retrouvés étaient inclus dans le vaccin pneumococcique conjugué 13-valent (PCV13) et suggèraient que les souches de S. pneumoniae retrouvées au niveau nasopharyngé et au niveau sanguin étaient identiques chez un même individu atteint de pneumonie. L’importance du virus influenza, et particulièrement d’influenza A H1N1 a été soulignée. Enfin, de nombreuses co-détections nasopharyngées de microorganismes étaient observées chez les cas mais aussi chez les témoins. Leur pathogénicité semblait différer selon les espèces et pourrait dépendre des interactions avec le microbiome du tractus respiratoire. Les résultats suggèraient que la mise en œuvre de campagnes de vaccination par PCV13 pourrait être efficace dans les pays étudiés. Néanmoins, de nouvelles études précisant le rôle des co-détections entre bactéries et virus dans la physiopathologie de la pneumonie sont nécessaires pour guider les décisions de santé publique de façon optimale
Pneumonia remains a public health issue in children under 5 years old. In order to study the etiological agents of pneumonia in this population, a case-control study was carried out between 2010 and 2014 by the Global Approach for Biological Research on Infectious Epidemics in Low Income Countries (GABRIEL) Network in 9 study sites located in 8 low or middle-income countries. The objectives of the present work were to describe the distribution of Streptococcus pneumoniae serotypes, to assess the burden of influenza virus and its effect on the severity of pneumonia, and to study bacterial/viral co-detection in nasopharyngeal samples and their effect on the risk of pneumonia. Results showed that most of S. pneumoniae serotypes detected were included in the pneumococcal 13-Valent conjugate vaccine (PCV13) and confirmed the assumption that the isolate carrying or causing disease in an individual were of the same serotype. The importance of the burden of influenza virus in pneumonia cases, and particularly A H1N1 influenza, was highlighted. Finally, numerous nasopharyngeal co-detections were found both in pneumonia cases and in control subjects. Pathogenicity of microorganisms differs between species and might depend of the interactions with the microbiome of the respiratory tract. Results suggested that the implementation of PCV13 vaccination policies might be effective in the study population. Nevertheless, further studies focused on the most important co-detections of micro-organisms are needed to improve the understanding of their role in the pathogenesis of pneumonia and to guide appropriate public health interventions

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Candel, Gaëlle. "Connecting graphs to machine learning". Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2022. http://www.theses.fr/2022UPSLE018.

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L’objet de cette thèse est de proposer des approches nouvelles permettant l’utilisation d’algorithmes d’apprentissage automatique travaillant usuellement des données tabulaires aux graphes. Un graphe est une structure de donnée composée de nœuds reliés entre eux par des liens. Cette structure peut être représentée sous la forme d’une matrice, où chaque connexion entre de nœuds est représentée par une valeur non nulle, permettant une manipulation des données plus facile. Néanmoins, par leurs différences structurelles, la transposition d’un algorithme exploitant des données tabulaires aux graphes ne donne pas les résultats escomptés. Deux caractéristiques rendent cette adaptation difficile : la faible connectivité des nœuds ainsi que la distribution en loi de puissance du degré des nœuds. Ces caractéristiques conduisent toutes les deux à des matrices creuses pauvres en information tout en nécessitant beaucoup de mémoire de stockage. Dans ces travaux, nous proposons plusieurs manières de prendre en compte ces différences pour deux types de graphes particuliers. Dans la première partie, nous nous intéressons aux graphes de citations et à leur représentation dans l’optique de la veille technologique, tandis que la seconde partie s’adresse aux graphes bipartites utilisés principalement par les systèmes de recommandation. Ces adaptations permettent la réalisation de taches usuelles en apprentissage automatique, telle que le partitionnement et la visualisation des données. Pour le cas des graphes bipartites, des algorithmes spécifiques de co-partitionnement sont proposés pour la segmentation conjointe des deux parties. La troisième partie prend un revers différent. La méthode développée exploite le graphe des k plus proches voisins construit à partir des données tabulaires afin de corriger des erreurs de classifications. Les différentes méthodes développées utilisent diverses approches pour emmagasiner plus d’information dans un vecteur par rapport à l’encodage binaire habituel, permettant de travailler les graphes avec des algorithmes usuel d’apprentissage automatique
This thesis proposes new approaches to process graph using machine learning algorithms designed for tabular data. A graph is a data structure made of nodes linked to each others by edges. This structure can be represented under a matrix form where the connection between two nodes is represented by a non-zero value, simplifying the manipulation of the data. Nonetheless, the transposition of an algorithm adapted to tabular data to graphs would not give the expected results because of the structural differences. Two characteristics make the transposition difficult: the low nodes’ connectivity and the power-law distribution of nodes’ degree. These two characteristics both lead to sparse matrices with low information content while requiring a large memory. In this work, we propose several methods that consider these two graph’s specificities. In the first part, we focus on citation graphs which belong to the directed acyclic graph category and can be exploited for technical watch, while the second part is dedicated to bipartite graphs mainly use by recommender systems. These adaptations permit the achievement of usual machine learning tasks, such as clustering and data visualization. Specific co-clustering algorithms were designed to segment jointly each side of a bipartite graph and identify groups of similar nodes. The third part approaches graphs from a different perspective. The developed approach exploits the k nearest neighbours graph built from the tabular data to help correcting classification errors. These different methods use diverse methods to embed more information in a vector compared to the usual binary encoding, allowing to process graphs with usual machine learning algorithm

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Filleau, Clément. "Mise en place d'une méthodologie de modélisation en vue du diagnostic des défauts électriques des alternateurs". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://oatao.univ-toulouse.fr/19288/1/Filleau.pdf.

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Devant la forte demande mondiale en énergie électrique, les alternateurs à diodes tournantes constituent une solution largement répandue dans les installations de génération d’électricité de fortes puissances (hydraulique, fossile et éolien) ainsi que dans les applications îlotées sous forme de groupes électrogènes ou de petits alternateurs intégrés dans les systèmes embarqués. La renommée de ce type d’alternateur s’est construite sur leurs robustes constitutions mécanique et électrique et sur leur parfaite adaptabilité au type de charge alimentée. Néanmoins, l’utilisation de ces machines dans des conditions de fonctionnement très contraignantes, que cela soit à cause des fortes puissances demandées par les applications industrielles ou des contraintes environnementales dans lesquelles travaillent les alternateurs isolés, engendre une recrudescence de défauts, principalement de types électriques, à l’intérieur du système. L’apparition de ces défaillances est extrêmement délétère pour des applications à haut niveau de service et dont un arrêt intempestif peut engendrer des coûts de maintenance et d’immobilisation très élevés pour les opérateurs. Devant la nécessité de planifier de façon optimisée les opérations de maintenance à effectuer sur les alternateurs, il est possible de mettre en place des stratégies de diagnostic qui surveillent l’apparition des principales défaillances susceptibles de toucher ce type de machine. Bien que les modifications imprévisibles du point de fonctionnement liées à la charge compliquent la tâche, il est envisageable de mettre en lumière la présence de défauts de court-circuit dans les bobinages ainsi que des défaillances de diodes dans le pont redresseur triphasé en étudiant les modifications des formes d’ondes des signaux électriques générés. Ce travail est décrit dans la présente thèse. Face au manque d’antécédents sur le sujet, une grande partie des recherches s’est focalisée sur la conception et la mise en place d’un modèle numérique d’alternateur à diodes tournantes représentatif des formes d’ondes réelles en régimes sain et défaillant, tache non triviale étant donné le caractère saillant des pôles de l’alternateur. Pour répondre à ces attentes, un processus original de co-simulation a été mis en place présentant une identification des inductances de l’alternateur sous Flux2D et une estimation numérique des équations différentielles du système sous Matlab. Cette modélisation fiable a par la suite permis une sélection d’indicateurs de diagnostic par analyse fréquentielle des signaux électriques qui sont capables, sans ajout de capteurs supplémentaires, d’informer l’utilisateur sur la présence de défauts à l’intérieur du système. Afin de s’assurer une bonne compréhension des phénomènes, un grand soin a été apporté à la justification théorique des modifications spectrales introduites par les défauts dans les signaux électriques. Une importante campagne d’essais expérimentaux a permis la validation des modèles sain et défaillant grâce à la réalisation, par la société Nidec Leroy- Somer, d’un alternateur capable de simuler des défauts de court-circuit inter-spires stator. Ces essais ont mis au jour la possibilité de détecter les défauts dans de nombreuses configurations de court-circuit, mais également la difficulté de les prévoir de façon anticipée, ouvrant par là même de nombreuses perspectives de recherche.

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Frini, Marouane. "Diagnostic des engrenages à base des indicateurs géométriques des signaux électriques triphasés". Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSES052.

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Resumen

Bien qu’ils soient largement utilisés dans le domaine, les mesures vibratoires classiques présentent plusieurs limites. A la base, l’analyse vibratoire ne peut identifier qu’environ 60% des défauts qui peuvent survenir dans les machines. Cependant, les principaux inconvénients des mesures de la vibration sont l’accès difficile au système de transmission afin d’y placer le capteur ainsi que le coût conséquent de la mise en œuvre. Ceci résulte en des problèmes de sensibilité relatifs à la position de l’installation et ceux de difficulté pour distinguer la source de vibration à cause de la diversité des excitations mécaniques qui existent dans l’environnement industriel.Par conséquent, l’analyse des signatures du courant électrique des moteurs s’impose comme une alternative prometteuse à l’analyse vibratoire et a donc fait l’objet d’une attention grandissante au cours des dernières années. En effet, l’analyse des signatures électriques a l’avantage d’être une méthode techniquement accessible, non-intrusive au système et peu coûteuse. Les techniques basées sur le courant et la tension ne requièrent que les mesures électriques du moteur qui sont souvent déjà surveillées pour le contrôle et la protection des machines électriques. Ce processus a été principalement utilisé pour la détection des défauts de moteur tels que la rupture de barres du rotor et les défauts d’excentricité ainsi que les défauts de roulements. En revanche, très peu de recherches concernent la détection des défauts en utilisant l’analyse du courant. En outre, les signaux électriques triphasés sont caractérisés par des représentations géométriques particulières liées à leur forme d’onde qui peuvent servir en tant qu’indicateurs différents offrant des informations supplémentaires. Parmi ces indicateurs géométriques, les transformées de Park et de Concordia modélisent les composantes électriques dans un repère bidimensionnel et toute déviation par rapport à la représentation d’origine indique l’apparition d’un dysfonctionnement. Aussi, les équations différentielles de Frenet-Serret représentent la trajectoire du signal dans un espace euclidien tridimensionnel et indiquent ainsi tout changement dans l’état du système. Bien qu’ils aient été utilisés pour les défauts de roulements, ces indicateurs n’ont pas été appliqués dans la détection des défauts d’engrenages en utilisant l’analyse des signatures des courants électriques. D’où l’idée novatrice de combiner ces indicateurs avec des techniques de traitement de signal, ainsi que des techniques de classification pour le diagnostic des engrenages en utilisant l’analyse des signatures de courant et de tension du moteur électrique.Ainsi, dans ce travail, on propose une nouvelle approche pour le diagnostic des défauts d’engrenages en utilisant l’analyse des courants et des tensions électriques du stator de la machine et ceci en se basant sur un ensemble d’indicateurs géométriques (Transformées de Park et de Concordia ainsi que les propriétés du repère Frenet-Serret). Ces indicateurs font partie d’une bibliothèque de signatures de défauts qui a été construite et qui comprend également les indicateurs classiques utilisés pour un large éventail de défauts. Ainsi, un algorithme combine les acquisitions expérimentales des signaux électriques à des méthodes de traitement de signal avancées (décomposition modale empirique,…). Ensuite, celui-ci sélectionne les indicateurs les plus pertinents au sein de la bibliothèque en se basant sur les algorithmes de sélection de paramètres (sélection séquentielle rétrograde et analyse des composantes principales). Enfin, cette sélection est utilisée pour la classification non-supervisée (K-moyennes) pour la distinction entre l’état sain et l’état défaillant
Although they are widely used, classical vibration measurements have several limitations. Vibration analysis can only identify about 60% of the defects that may occur in mechanical systems. However, the main drawbacks of vibration measurements are the difficult access to the transmission system in order to place the sensor as well as the consequent cost of implementation. This results in sensitivity problems relative to the position of the installation and the difficulty to distinguish the source of vibration because of the diversity of mechanical excitations that exist in the industrial environment.Hence, the Motor Current Signatures Analysis (M.C.S.A.) represents a promising alternative to the vibration analysis and has therefore been the subject of increasing attention in recent years. Indeed, the analysis of electrical signatures has the advantage of being a technically accessible method as well as inexpensive and non-intrusive to the system. Techniques based on currents and voltages only require the motor’s electrical measurements which are often already supervised for the purposes of the control and the protection of the electrical machines. This process was mainly used for the detection of motors faults such as rotor bars breakage and eccentricity faults as well as bearings defects. On the other hand, very little research has been focused on gear faults detection using the current analysis. In addition, three-phase electrical signals are characterized by specific geometric representations related to their waveforms and they can serve as different indicators providing additional information. Among these geometric indicators, the Park and Concordia transforms model the electrical components in a two-dimensional coordinate system and any deviation from the original representation indicates the apparition of a malfunction. Moreover, the differential equations of Frenet-Serret represent the trajectory of the signal in a three-dimensional euclidean space and thus indicate any changes in the state of the system. Although they have been previously used for bearing defects, these indicators have not been applied in the detection of gear defects using the analysis of electrical current signatures. Hence, the innovative idea of combining these indicators with signal processing techniques, as well as classification techniques for gears diagnosis using the three-phase motor’s electrical current signatures analysis is established.Hence, in this work, a new approach is proposed for gear faults diagnosis using the motor currents analysis, based on a set of geometric indicators (Park and Concordia transforms as well as the properties of the Frenet-Serret frame). These indicators are part of a specifically built fault signatures library and which also includes the classical indicators used for a wide range of faults. Thus, a proposed estimation algorithm combines experimental measurements of electrical signals with advanced signal processing methods (Empirical Mode Decomposition, ...). Next, it selects the most relevant indicators within the library based on feature selection algorithms (Sequential Backward Selection and Principal Component Analysis). Finally, this selection is combined with non-supervised classification (K-means) for the distinction between the healthy state and faulty states. It was finally validated with a an additional experimental configuration in different cases with gear faults, bearing faults and combined faults with various load levels

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He, Jin. "Urban Detection From Hyperspectral Images Using Dimension-Reduction Model and Fusion of Multiple Segmentations Based on Stuctural and Textural Features". Thèse, 2013. http://hdl.handle.net/1866/10281.

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Resumen

Ce mémoire de maîtrise présente une nouvelle approche non supervisée pour détecter et segmenter les régions urbaines dans les images hyperspectrales. La méthode proposée n ́ecessite trois étapes. Tout d’abord, afin de réduire le coût calculatoire de notre algorithme, une image couleur du contenu spectral est estimée. A cette fin, une étape de réduction de dimensionalité non-linéaire, basée sur deux critères complémentaires mais contradictoires de bonne visualisation; à savoir la précision et le contraste, est réalisée pour l’affichage couleur de chaque image hyperspectrale. Ensuite, pour discriminer les régions urbaines des régions non urbaines, la seconde étape consiste à extraire quelques caractéristiques discriminantes (et complémentaires) sur cette image hyperspectrale couleur. A cette fin, nous avons extrait une série de paramètres discriminants pour décrire les caractéristiques d’une zone urbaine, principalement composée d’objets manufacturés de formes simples g ́eométriques et régulières. Nous avons utilisé des caractéristiques texturales basées sur les niveaux de gris, la magnitude du gradient ou des paramètres issus de la matrice de co-occurrence combinés avec des caractéristiques structurelles basées sur l’orientation locale du gradient de l’image et la détection locale de segments de droites. Afin de réduire encore la complexité de calcul de notre approche et éviter le problème de la ”malédiction de la dimensionnalité” quand on décide de regrouper des données de dimensions élevées, nous avons décidé de classifier individuellement, dans la dernière étape, chaque caractéristique texturale ou structurelle avec une simple procédure de K-moyennes et ensuite de combiner ces segmentations grossières, obtenues à faible coût, avec un modèle efficace de fusion de cartes de segmentations. Les expérimentations données dans ce rapport montrent que cette stratégie est efficace visuellement et se compare favorablement aux autres méthodes de détection et segmentation de zones urbaines à partir d’images hyperspectrales.
This master’s thesis presents a new approach to urban area detection and segmentation in hyperspectral images. The proposed method relies on a three-step procedure. First, in order to decrease the computational complexity, an informative three-colour composite image, minimizing as much as possible the loss of information of the spectral content, is computed. To this end, a non-linear dimensionality reduction step, based on two complementary but contradictory criteria of good visualization, namely accuracy and contrast, is achieved for the colour display of each hyperspectral image. In order to discriminate between urban and non-urban areas, the second step consists of extracting some complementary and discriminant features on the resulting (three-band) colour hyperspectral image. To attain this goal, we have extracted a set of features relevant to the description of different aspects of urban areas, which are mainly composed of man-made objects with regular or simple geometrical shapes. We have used simple textural features based on grey-levels, gradient magnitude or grey-level co-occurence matrix statistical parameters combined with structural features based on gradient orientation, and straight segment detection. In order to also reduce the computational complexity and to avoid the so-called “curse of dimensionality” when clustering high-dimensional data, we decided, in the final third step, to classify each individual feature (by a simple K-means clustering procedure) and to combine these multiple low-cost and rough image segmentation results with an efficient fusion model of segmentation maps. The experiments reported in this report demonstrate that the proposed segmentation method is efficient in terms of visual evaluation and performs well compared to existing and automatic detection and segmentation methods of urban areas from hyperspectral images.

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Tesis sobre el tema "Détection de CO₂"

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