Tesi: "Analyse des signaux transitoires"

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Bernard, Cindy. "Caractérisation des phénomènes physiques par analyse parcimonieuse des signaux transitoires". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT090/document.

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Abstract (sommario):

Les signaux transitoires, de par leur unicité, sont très difficiles à caractériser. Ils se rencontrent partout et sont généralement le reflet d'un phénomène physique très complexe traduisant de nombreuses informations telles que le signal à l'origine, les effets de la propagation dans le milieu considéré et aussi les effets induits par les capteurs. Ils peuvent aussi bien correspondre à un phénomène de communication entre animaux, qu'être le reflet d'un défaut dans un système électrique ou hydraulique par exemple. Tout ceci rend leur étude très difficile, mais aussi primordiale. De nombreuses techniques en traitement du signal ont été développées ces dernières années pour les étudier: elles reposent souvent sur des approches statistiques, des approches projectives sur différents dictionnaires et des techniques auto-adaptatives. Toutes ces méthodes présentent des avantages et des inconvénients, puisqu'elles permettent souvent de les détecter correctement, néanmoins leur caractérisation à des fins de classification et de discrimination reste compliquée. Cette thèse s'inscrit dans cette optique et propose de nouvelles approches d'étude des transitoires. Après un rapide descriptif des techniques d'étude des signaux transitoires, ce travail s'intéressera dans un premier temps à la représentation des signaux ayant des composantes fréquentielles variant très rapidement. De manière générale l'utilisation des distributions généralisées à temps complexe présente un cadre d'analyse adéquat, mais il est limité aux signaux possédant une bande passante étroite, nous proposons dans une première partie d'étendre cette utilisation à des signaux possédant une bande passante plus large en appliquant un changement d'échelle des signaux. Une deuxième partie s'intéressera davantage à l'extraction de signaux à modulation de phase dans le contexte d'un mélange de bruit non-stationnaire et d'autres signaux cohérents. Ceci sera effectué par des opérateurs de warping couplé à des techniques de débruitage basée sur la compression de données. Le troisième chapitre s'intéressera aux techniques guidées par les données basées sur la représentation des signaux en diagrammes de phase. La contribution principale porte sur la diversité des lags qui permet en effet de mettre en évidence les effets des opérateurs de temps-échelles, mais aussi de modification d'amplitude entre des signaux. Nous développerons donc des méthodes permettant de mettre en évidence ces propriétés. Finalement, les travaux présentés dans les premiers chapitres seront développés dans le cadre de quatre domaines applicatifs qui sont : la segmentation d'ECG, la caractérisation de transitoires électriques, un cas d'acoustique passive et l'étude de signaux acoustiques en milieu immergé. Nous terminerons enfin par une conclusion et quelques perspectives de travail
For their uniqueness, transient are really difficult to characterize. They are met everywhere and are generally the result of very complex physical phenomena that contain a lot of information such as the transient at its origin, the effect of the propagation through the medium and the effects induced by the transducers. They can correspond to communication between mammals as well as being the reflection of a fault in electrical or hydraulic networks for instance. Hence their study is of great importance even though it is quite complicated. Numerous signal processing methods have been developed in the last decades: they often rely on statistical approaches, linear projections of the signal onto dictionaries and data-driven techniques. All those methods have pros and cons since they often provide good detections, nevertheless their characterization for classification and discrimination purposes remains complicated. In this spirit, this thesis proposes new approaches to study transients. After a brief overview of the existing methods, this work first focuses on the representation of signals having tight-varying time-frequency components. Generally, general complex-time distributions present a proper framework to study them but remain limited to narrow band signals. In a first part, we propose to overcome this limitation in the case of signals with a spread time-frequency variation. This method is based on the compression of the signal's spectrum to a bandwidth that ensures the efficiency of the technique. A second part then focuses on the extraction of nonlinear modulation phase signals in the context of nonstationary noise and other coherent signals. This is performed with warping operators and compressive sensing reconstruction techniques. The third chapter then focuses on data-driven methods based on the representation of the signal in phase space. The main contribution takes advantage of the lag diversity that enables to highlight time scale transformations as well as amplitude modifications between transients. Hence, we develop different techniques enabling to highlight those properties. Finally, works presented in the first chapters are developed in applicative contexts such as: ECG segmentation, electrical transient characterization, a passive acoustic configuration and the study of acoustic signals in an immerse environment. We then end up by some conclusions and perspectives for future works

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Gottin, Bertrand. "Analyse multi-capteurs de signaux transitoires issus de systèmes électriques". Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00565368.

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Abstract (sommario):

Cette thèse a pour objectif principal d'étudier et de proposer des techniques adéquates aux problématiques de détection et de localisation des sources de signaux transitoires dans un réseau de câbles de transport d'énergie. Ainsi, les méthodes proposées tiennent compte de l'ensemble des problématiques liées à la propagation des signaux dans les câbles, les aspects physiques étant pris en compte lors de la mise en place de ces méthodes. Nous proposons pour la détection, d'introduire un critère spécifique de détection de l'ensemble des transitoires du signal reçu. Ce point est très important car un enregistrement peut contenir le transitoire propagé par le trajet direct mais également des réflexions ainsi que d'autre type de transitoires. Pour l'étape d'analyse et de localisation, il est donc très important de pouvoir détecter tous les transitoires, indépendamment de leur énergie. Nous étudions, dans un premier temps, les méthodes les plus connues – la détection à partir du spectrogramme, des ondelettes et des statistiques d'ordre supérieur. Nous prouvons la robustesse de ces méthodes dans le contexte des transitoires électriques mais également leur difficulté à détecter les transitoires de faible amplitude. Nous proposons ainsi l'utilisation du concept de distribution à temps complexe qui effectue la détection des transitoires via la dérivation de la phase du signal. Nous montrons que cette technique fournit de bonnes performances de détection de l'ensemble des transitoires, grâce à l'étude de la phase instantanée qui constitue un très bon élément pertinent en raison de son invariance par rapport à l'amplitude. La phase de localisation repose sur la prise en compte de deux difficultés majeures. La première étant la complexité de propagation d'une impulsion dans un câble et la modélisation physique de cette propagation, la seconde étant la nécessité contraignante d'acquisition synchrone pour un diagnostique on-line multi-capteur. Notre contribution consiste à proposer une technique de localisation qui quantifie la déformation relative subie par les transitoires propagés, en fonction de leur durée de propagation. L'intérêt de cette technique peu coûteuse est prouvé par des tests en configuration simulée ainsi que réelle.

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BATAILLOU, ERIC. "Analyse de signaux transitoires bruites : traitement sequentiel et traitement vectoriel. application aux signaux biomedicaux". Nice, 1994. http://www.theses.fr/1994NICE4767.

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Abstract (sommario):

Le travail que nous presentons se situe dans le cadre de l'etude des signaux multiples. Par signaux multiples, on entend non seulement des signaux provenant de plusieurs capteurs enregistres simultanement, mais aussi des sequences resynchronisees de signaux repetitifs enregistres par un capteur unique. Les methodes presentees utilisent la propriete de multiplicite des signaux pour ameliorer les performances des methodes existantes et pour developper de nouvelles methodes specifiques pouvant traiter de maniere simultanee l'information contenue dans l'ensemble des signaux. Nous proposons tout d'abord une amelioration de la methode de sommation synchrone ponderee qui permet de prendre en compte les non stationnarites du bruit, en faisant evoluer la valeur des poids en fonction de la variation du niveau de bruit de chaque realisation. Nous montrons que la valeur des poids peut etre obtenue a l'aide d'un processus adaptatif impliquant la resolution d'un probleme d'estimation sous contrainte. Nous presentons plusieurs approches pour estimer la valeur optimale de la ponderation. Nous proposons ensuite une application originale a la soustraction de bruit directement derivee des methodes d'estimation presentees precedemment. Ensuite pour estimer les liens qui existent entre les differents signaux, nous etudions la fonction de coherence qui est une mesure classique du lien spectral entre deux signaux. Nous proposons une approche permettant d'estimer le module de la fonction de coherence dans le cas non stationnaire a l'aide d'une modelisation parametrique evolutive. Dans une derniere partie, nous nous interessons aux problemes d'estimation des differences de temps d'arrivee entre plusieurs signaux. Nous proposons une methode basee sur l'estimation sous contrainte des fonctions d'intercorrelation, la contrainte imposant le respect des relations entre les differents decalages entre signaux. Toutes les etudes realisees, ont ete alors mises en uvre pour l'analyse de differents signaux biomedicaux: electrocardiogramme, potentiel d'action cardiaque, electroencephalogramme et potentiel evoque

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Duboisset-Chareyre, Laure. "Analyse bispectrale de signaux réels : application à la détection de transitoires". Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0168.

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Abstract (sommario):

En lutte sous-marine, des l'acquisition d'un signal en sortie d'une antenne sonar, la premiere question qui se pose est : <<<>le signal comporte-t-il de l'information ou ne s'agit-il que de bruit?<>>> cette question est determinante pour la securite de l'equipage et du batiment. Depuis peu, on s'interesse a la detection des bruits transitoires. Signaux brefs, emis lors de manoeuvres, ils sont souvent moins discrets que les bruits rayonnes classiques mais leur caractere fugitif les avait rendus jusque-la moins remarquables. Les methodes classiques de detection sont souvent mal adaptees a ce type de signaux. C'est pourquoi nous abordons d'autres methodes pour ameliorer cette detection. Des algorithmes utilisant les transformees temps-frequence et les ordres superieurs sont compares. A l'issue de cette etude, nous montrons l'interet d'une methode utilisant le calcul du bispectre. Ce dernier presente des caracteristiques remarquables que nous decrivons precisement. L'utilisation du detecteur bispectral nous amene a etudier en detail l'environnement reel dans lequel nous travaillons. Nous montrons notamment que le bruit de mer presente des caracteristiques proches de celles d'une gaussienne qui le differencie des transitoires a detecter. Enfin, notre souci etant de proposer un detecteur operationnel, nous avons mis au point la detection bispectrale en temps reel. Cela nous a amenes a faire des choix quant a la programmation du detecteur en terme, par exemple, de longueur de fenetres d'analyse lors de l'estimation du bispectre. Nous expliquons les difficultes rencontrees lors de l'implantation. Nous montrons comment elles ont ete resolues et presentons les performances de la methode et du programme.

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Yvetot, Stéphane. "Analyse de Prony multi-modèle de signaux transitoires : application aux signaux générés par l'impulsion électromagnétique d'origine nucléaire". Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT088H.

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Abstract (sommario):

Le travail que nous avons effectue a ete realise en collaboration avec le centre d'etudes de gramat (ceg). Le probleme pose consiste a realiser une analyse modale des signaux electriques induits sur les cables de liaisons d'un systeme lorsque celui-ci est soumis a une agression electromagnetique, telle que l'impulsion electromagnetique d'origine nucleaire (iemn), de facon a extraire les principaux parametres oscillants du signal. Typiquement ces signaux sont impulsionnels, large bande, contenant des evenements oscillants avec des apparitions differees dans le temps. L'extraction des parametres oscillants indique tout naturellement l'utilisation de la modelisation parametrique de prony, mais la structure particuliere des signaux rend le probleme non stationnaire et fait echouer les methodes parametriques stationnaires classiques. Afin de prendre en compte le caractere non stationnaire particulier des signaux, nous considerons l'utilisation de l'analyse multi-impulsionnelle dans un contexte multi-modele. Notre travail s'articule autour de 4 chapitres. Le premier chapitre rappelle le contexte de l'etude et le probleme pose et illustre quelques exemples de signaux d'iemn. Dans le second chapitre, apres une synthese bibliographique sur l'analyse multipulse et l'application des routines existantes sur des signaux d'iemn, nous etudions en detail les performances de la detection d'instants par intercorrelation. Le troisieme chapitre est dedie a la partie originale de notre travail qui associe la modelisation parametrique de prony a la detection d'instants par transformee en ondelettes. Nous montrons en particulier, l'influence du positionnement d'un modele de prony sur l'estimation des parametres d'amplitudes complexes du modele. La methode de detection des instants est evaluee sur un signal test expertise par le ceg. Le quatrieme chapitre est dedie a l'evaluation de la methode d'analyse retenue sur les signaux reels fournis par le ceg, en presentant plusieurs amenagements de la methode initiale

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Birleanu, Florin-Marian. "Construction des espaces de représentation RPA pour l'analyse des signaux transitoires". Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00762428.

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Abstract (sommario):

Même s'ils n'appartiennent pas a une classe de signaux bien définie, les signaux transitoires se retrouvent dans plusieurs domaines pratiques très différents (comme les signaux médicaux et les signaux utilisés dans des systèmes de télécommunications), donc le développement des outils robustes et efficients pour faire leur analyse est un objectif important dans le traitement du signal. En particulier, cette thèse s'est concentrée surtout sur la résolution de quelques problèmes de traitement du signal posés par l'investigation ultrasonore de l'eau dans des conduites. Cependant, ce contexte applicatif a été utilisé seulement comme une base pour développer des outils génériques qui peuvent trouver leur utilité dans plusieurs d'autres applications. La thèse a abordé la question du traitement des signaux (transitoires) du point de vue du concept de récurrence dans l'espace des phases, qui est emprunté de la théorie des systèmes dynamiques. Nous avons montré que l'analyse du diagramme des recurrences (RPA) apporte dans le traitement du signal deux concepts importants : l'échantillon vectoriel, et la récurrence. L'utilisation de ces concepts nous a permis de généraliser et d'étendre des outils de traitement du signal bien connus, et aussi de construire des représentations de signal qui se sont révélées utiles dans des différentes tâches liées à la détection et à la caractérisation des transitoires. Essentiellement, dans cette thèse nous avons montré que la RPA peut être vue comme un cadre générique qui unifie dans une formulation commune des diverses outils bien connus dans le traitement du signal. En plus, elle généralise ces outils (à l'aide du concept des échantillons vectoriels) et les étend (en utilisant le concept de récurrence).

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Guépié, Blaise Kévin. "Détection séquentielle de signaux transitoires : application à la surveillance d'un réseau d'eau potable". Troyes, 2013. http://www.theses.fr/2013TROY0004.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet “Vigires'eau” financé par l’ANR à travers le programme Concepts, Systèmes et Outils pour la Sécurité Globale (ANR-CSOSG, Projet ANR-08-SECU-013-02). Elle traite du problème épineux de la détection séquentielle d'un signal transitoire dans les systèmes à sécurité critique. Pour ces systèmes, la détection d'un changement doit s'effectuer, d’une part, avec un retard de détection inférieur à une valeur prescrite, et d’autre part, avec la probabilité de non détection minimale sous contrainte de la probabilité de fausse alarme. Les critères d'optimalité et les algorithmes présents dans la littérature ne sont pas adaptés à ce type de détection. Nous proposons donc dans cette thèse un nouveau critère d'optimalité qui vise à minimiser la pire probabilité de détection manquée sous contrainte de la pire probabilité de fausse alarme. Pour résoudre le problème de détection conformément au nouveau critère d’optimalité, nous introduisons un algorithme de détection appelé CUSUM à Fenêtre Limitée de Seuils Variables. Après avoir analysé les performances statistiques de cet algorithme, nous procédons à l’optimisation de ce dernier. L’algorithme obtenu est ensuite appliqué à un cas concret de contrôle de système à sécurité critique qui est celui de la surveillance d'un réseau de distribution d'eau potable. Cette surveillance est d'importance capitale dans le sens où toute contamination, qu'elle soit accidentelle ou intentionnelle entraînerait un problème de santé publique
This thesis is part of the project "Vigires'eau" funded by the French National Research Agency program through the Concepts, Systems and Tools for Global Security (ANRCSOSG, ANR-08-SECU-013-02). It addresses the problem of sequentially detecting a transient signal in safety-critical systems. For these systems, the detection of a change has to be made, on the one hand, with a detection delay less than a prescribed value, and on the other hand, with the minimal probability of nondetection under constraint on the probability of false alarm. The optimality criteria and algorithms found in the literature are not suitable for this kind of detection. We propose in this thesis a new optimality criterion which aims to minimize the worst probability of missed detection under constraint on the worst probability of false alarm. To solve the detection problem according to the new optimality criterion, we introduce a detection algorithm called Variable Thresholds Window Limited CUSUM. After analyzing the statistical performance of this algorithm, we proceed to the optimization of the latter. The algorithm is then applied to a concrete case which is the monitoring of a drinking water distribution system. Such monitoring is critical in the sense that any contamination, whether accidental or intentional, causes a public health problem

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Bourien, Jérôme. "Analyse de distributions spatio-temporelles de transitoires dans des signaux vectoriels. Application à la détection classificationd'activités paroxystiques intercritiques dans des observations EEG". Rennes 1, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007178.

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Abstract (sommario):

Les signaux électroencéphalographiques (EEG) enregistrés chez des patients épileptiques reflètent, en dehors des périodes correspondant aux crises, de nombreux signaux transitoires appelés "événements paroxystiques intercritiques" (EPIC) dont l'analyse peut contribuer à l'étude des épilepsies partielles pharmacorésistantes. Une méthode de caractérisation de la distribution spatio-temporelle des EPIC à partir des enregistrements EEG de profondeur est présentée. Les EPIC sont détectés puis analysés afin d'extraire des ensembles de sites distribués dans les structures cérébrales, conjointement et significativement impliqués. Cette méthode est appliquée à des signaux de longue durée enregistrés chez 8 sujets comptant chacun plusieurs milliers d'EPIC. Les résultats montrent une reproductibilité élevée des distributions spatio-temporelles des EPIC. La méthode constitue un premier pas vers une mise en correspondance objective de l'organisation des EPIC avec celle des crises.

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Bourien, Jérôme. "Analyse de distributions spatio-temporelles de transitoires dans des signaux vectoriels. Application à la détection-classification d'activités paroxystiques intercritiques dans des observations EEG". Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007178.

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Abstract (sommario):

Les signaux électroencéphalographiques enregistrés chez les patients épileptiques reflètent, en dehors des périodes correspondant aux crises d'épilepsie, des signaux transitoires appelés "activités épileptiformes" (AE). L'analyse des AE peut contribuer à l'étude des épilepsies partielles pharmaco-résistantes. Une méthode de caractérisation de la dynamique spatio-temporelle des AE dans des signaux EEG de profondeur est présentée dans ce document. La méthode est constituée de quatre étapes:

1. Détection des AE monovoie. La méthode de détection, qui repose sur une approche heuristique, utilise un banc de filtres en ondelettes pour réhausser la composante pointue des AE (généralement appelée "spike" dans la littérature). La valeur moyenne des statistiques obtenues en sortie de chaque filtre est ensuite analysée avec un algorithme de Page-Hinkley dans le but de détecter des changements abrupts correspondant aux spikes.

2. Fusion des AE. Cette procédure recherche des co-occurrences entre AE monovoie à l'aide d'une fenêtre glissante puis forme des AE multivoies.

3. Extraction des sous-ensembles de voies fréquement et significativement activées lors des AE multivoies (appelés "ensembles d'activation").

4. Evaluation de l'éxistence d'un ordre d'activation temporel reproductible (éventuellement partiel) au sein de chaque ensemble d'activation.

Les méthodes proposées dans chacune des étapes ont tout d'abord été évaluées à l'aide de signaux simulés (étape 1) ou à l'aide de models Markoviens (étapes 2-4). Les résultats montrent que la méthode complète est robuste aux effets des fausses-alarmes. Cette méthode a ensuite été appliquée à des signaux enregistrés chez 8 patients (chacun contenant plusieurs centaines d'AE). Les résultats indiquent une grande reproductibilité des distributions spatio-temporelles des AE et ont permis l'identification de réseaux anatomo-fonctionnels spécifiques.

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Huneau, Clément. "Détection et modélisation biomathématique d'évènements transitoires dans les signaux EEG intracérébraux : application au suivi de l'épileptogenèse dans un modèle murin". Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00869599.

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Abstract (sommario):

Les épilepsies acquises se déclarent après un processus graduel appelé épileptogenèse. Bien que cliniquement silencieux, ce processus implique des modifications fonctionnelles observables notamment par électroencéphalographie. Cette thèse vise i) à identifier des marqueurs électrophysiologiques apparaissant au cours de l'épileptogenèse, et ii) à comprendre les modifications physiopathologiques sous-jacentes responsables de ces marqueurs et de leur évolution temporelle. Dans un premier temps, nous avons, dans un modèle d'épilepsie partielle chez la souris, monitoré des signaux électrophysiologiques intracérébraux pendant la mise en place de la maladie. Nous avons observé dans ces signaux expérimentaux, l'émergence d'événements transitoires pathologiques appelés pointes épileptiques. Nous avons développé des méthodes de traitement du signal pour détecter et caractériser automatiquement ces événements. Ainsi, nous avons pu mettre en évidence certains changements dans la forme des pointes épileptiques au cours de l'épileptogenèse ; en particulier l'apparition et l'augmentation d'une onde qui suit la pointe épileptique. Une hypothèse défendue dans ces travaux est que ces changements morphologiques peuvent constituer des marqueurs de l'épileptogenèse dans ce modèle animal. Dans un second temps, afin d'interpréter ces modifications électrophysiologiques en termes de processus neurophysiologiques sous-jacents, nous avons implémenté un modèle biomathématique, physiologiquement argumenté, capable de simuler des pointes épileptiques. Formellement, ce modèle est un système dynamique non linéaire qui reproduit les interactions synaptiques (excitatrices et inhibitrices) dans une population de neurones. Une analyse de sensibilité de ce modèle a permis de mettre en évidence le rôle critique de certains paramètres de connectivité dans la morphologie des pointes. Nos résultats montrent en effet, qu'une diminution de l'inhibition GABAergique entraîne un accroissement de l'onde dans les pointes épileptiques. À partir du modèle théorique, nous avons pu ainsi émettre des hypothèses sur les modifications opérant au cours du processus d'épileptogenèse. Ces hypothèses ont pu être en partie vérifiées expérimentalement en bloquant artificiellement l'inhibition GABAergique, dans le modèle in vivo chez la souris, et dans un modèle in vitro chez le rat. En conclusion, ce travail de thèse fournit, dans un modèle animal, un biomarqueur électrophysiologique de l'épileptogenèse et tente d'expliquer, grâce à une modélisation biomathématique, les processus neurophysiologiques sous-jacents qu'il reflète.

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Bérail, Sylvain. "Nouvelles stratégies d’introduction d’échantillon en MC-ICP-MS pour la bio-géochimie isotopique du mercure en ultra-trace". Thesis, Pau, 2018. http://www.theses.fr/2018PAUU3019/document.

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Abstract (sommario):

En complément des analyses de concentration et de spéciation, les analyses des isotopes stables du mercure par MC-ICP-MS sont à l’heure actuelle un outil majeur pour tracer les sources et les transformations de cet élément dans l’environnement. Cette thèse propose le développement de techniques de pré-concentrations couplées au MC-ICP-MS afin de réaliser des analyses isotopiques de mercure au niveau du ng.L-1 (Ultra-trace). La stratégie de pré-concentration en ligne va générer des signaux transitoires courts dont la gestion en MC-ICP-MS représente un réel défi. Afin d’y répondre, une méthode de traitement de données adaptée à ce type de signaux ainsi qu’une méthode de correction du phénomène de dérive isotopique ont été développées. Dans le but de déterminer des compositions isotopiques en mercure total à de faibles concentrations, le couplage d’une génération de vapeur froide, d’une double amalgamation sur or (CVG-DGA) et d’un MC-ICP-MS a été développé. Cette nouvelle technique donne des précisions externes de l’ordre de 0.20 à 0.30‰ (2SD) pour des concentrations en mercure de 5 ng.L-1 en solution. Cette thèse présente également une nouvelle méthode d’analyse isotopique par espèce chimique (CSIA) réalisée à l’aide du couplage d’une chromatographie en phase gazeuse équipée d’un injecteur PTV (GC-PTV) et d’un MC-ICP-MS. Celle-ci permet l’analyse isotopique de plusieurs espèces chimiques avec des précisions externes de l’ordre de 0.30 à 0.40‰ (2SD) pour des concentrations en mercure de 150 ng.L-1 dans des échantillons biologiques.Les développements analytiques de cette thèse ont permis de mesurer directement et de façon automatisée des compositions isotopiques de mercure à des niveaux d’ultra-trace (jusqu’à 5ng.L-1) tout en conservant des précisions compatibles avec les principales questions environnementales posées. Ceci va permettre d’analyser des compartiments environnementaux contenant de faibles quantités de mercure (eaux naturelles, planctons,…) et ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour une meilleure compréhension du cycle bio-géochimique du mercure
In addition to the quantitative and speciation analysis, the analysis of mercury stable isotopes by MC-ICP-MS are now a tool of choice to track sources and pathways of this element in the environment. This PhD thesis presents the development of hyphenation between pre-concentration techniques and MC-ICP-MS to measure isotopic composition of mercury at ng.L-1 levels (Ultra-trace). The on-line pre-concentration strategy will create short transient signals which represent a real challenge for MC-ICP-MS. In order to solve it, a data treatment strategy for this particular signals and a correction method for the isotopic drift were developed.The hyphenation between a cold vapor generation, a dual gold amalgamation (CVG-DGA) and a MC-ICP-MS was developed to determine total mercury isotopic composition. This new technique gives external precisions ranging from 0.20 to 0.30‰ (2SD) for Hg concentration in solution of 5 ng.L-1. This PhD thesis also reports a new method to perform mercury compound specific isotopic analysis (CSIA) using a gas chromatography fitted with a PTV injector (GC-PTV) coupled to the MC-ICP-MS. This allows the isotopic analysis of several species with external precisions ranging from 0.30 to 0.40‰ (2SD) for mercury concentration down to 150 ng.L-1 in biological samples.The analytical developments proposed in this PhD thesis allows to automatically and directly measure mercury isotopic compositions at ultra-trace levels (down to 5 ng.L-1) while keeping precision compatible with main environmental questions. This will allow to analyze environmental compartment containing very low amount of mercury (natural waters, planktons,…) and then open new perspectives for a better understanding of the bio-geochimical cycle of mercury

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Vasile, Costin. "Characterization & detection of electric Arc Detection in Low-Voltage IEC Networks". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT008.

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Abstract (sommario):

Contexte & Motivation:Les installations électriques des bâtiments se détériorent au fil du temps et leur gravité et leur taux de détérioration dépendent de facteurs environnementaux (chaleur, humidité, réactions chimiques corrosives et vieillies isolations) ou d'actions externes indésirables telles que la manipulation humaine erronée, qui conduit à des charges ou des câbles/réseaux endommagés.L'European Fire Academy (EFA) et de nombreuses compagnies d'assurance indiquent que 25% des incendies de bâtiments sont d'origine électrique. Ces incendies peuvent être déclenchés par des circuits surchargés, des court-circuits, des courants de fuite à la terre, des surtensions et / ou des défauts d'arc électrique dans les connexions et les câbles.Les protections électriques classiques telles que les disjoncteurs et les disjoncteurs différentiels offrent une protection insuffisante. Par exemple, en cas de défauts d'arcs en série, la valeur du courant de défaut d'arc reste inférieure à la valeur du courant nominal, car elle est limitée par la résistance du carbone généré par le défaut d'arc. Dans ce cas, toute protection existante peut détecter ce type de faute.Détection de défaut d'arc : approche de traitement du signalDans le cadre de ce travail, l'objectif a été de détecter chaque instant d'arc, ce qui, pour un réseau alternatif, permettrait d'identifier correctement chaque arc dans chaque demi-cycle de réseau où il se produit.En fonction de la caractéristique numérique utilisée à des fins de détection, nous avons introduit différentes classes de méthodes:• Caractéristiques énergétiques (bandes étroite et large bande)• Caractéristiques statistiques (moments statistiques, analyse de la corrélation etc.)• Caractéristiques basées sur un model (ex. modelés AR, ARMA etc.)• Caractéristiques data-driven (utiliser Phase Space Embedding pour les séries temporelles)Chaque approche a été testée et évaluée sur une base de données de signaux construite avec soin, capable de fournir la variabilité du monde réel, dans un cadre d'évaluation statistique qui permet de trouver des seuils appropriés et leurs plages associées. Il donne également des performances relatives, d'une fonctionnalité à l'autre, en fonction de la façon dont les plages de seuils couvrent tout l'espace des caractéristiques.Une approche prometteuse est montrée avec un résultat intermédiaire sur la figure 8. La configuration est plutôt courante, avec une charge résistive (R-Load) en fonctionnement normal, avec un gradateur allumé et ajouté dans la configuration et un arc persistant apparaissant dans le circuit.Il suffit d'analyser simplement la forme d'onde du courant 50 Hz, car même lors d'une simple inspection visuelle, il est difficile d'identifier l'origine du défaut d'arc et s'il est stable ou s'il s'éteint après (ou où). En mesurant correctement le bruit de défaut d'arc haute fréquence et en sélectionnant correctement la bande passante, nous parvenons à obtenir un signal beaucoup plus facile à traiter. L'arc est difficile à détecter en raison de la variation de l'intensité énergétique d'un réseau à l'autre (encore plus: pour un même réseau, ajouter / enlever des charges ou des rallonges modifie la distribution d'amplitude et de fréquence de l'arc). Par conséquent, nous exploitons le caractère aléatoire intrinsèque de l'arc, ce qui permet une variabilité suffisante d'une réalisation d'arc à une autre.En conclusion, nous proposons une nouvelle méthodologie de traitement du signal pour la détection des défauts d'arc, à mettre en œuvre dans un algorithme de produit AFDD. En outre, une autre approche est présentée, basée sur l'analyse de diagramme de phase, qui permet la séparation entre les arcs et les signaux de communication, ce qui est également un grand défi dans ce domaine
Context & Motivation:Electrical installations in buildings deteriorate, over time and the severity and rate of deterioration depend on environmental factors (such as heat, humidity, corrosive chemical reactions and aging insulations) and unwanted external actions (such as human mishandling, that leads to damaged devices or cables/network).Caution is mandatory when handling electrical installations, seeing that potential hazards include electric shocks, burns, explosions and fire, if proper safety precautions are ignored or neglected. The European Fire Academy (EFA) and many property and casualty insurance companies report that 25% of building fires are electrical in origin. These fires can be triggered by overloaded circuits, short-circuits, earth leakage currents, overvoltage and/or electrical arc faults in connections and cables.Classical electrical protection such as circuit breakers and RCDs offer insufficient protection. For example, in case of series arc faults, the arc fault current value remains below the rated current value, since it is limited by the resistance of the carbon generated by the arc fault and by the load itself. In this case, no existing protection can detect such kind of fault.Arc Fault Detection: Signal Processing ApproachIn the context of this work, the objective has been to detect each instant of arcing, which for an AC network, would mean correctly identifying each arcing in each network half-cycle where it occurs.Depending on the numerical feature used for detection purposes, we introduced different classes of methods:• Energy-related features (narrow and wideband)• Statistical features (statistical moments, correlation analysis etc.)• Model-based features (using numerical models, such as AR, for example)• Data-driven features (using Phase Space Embedding for time series)Each approach has been tested & evaluated on a carefully constructed signal database, capable of supplying real-world variability, within a statistical evaluation framework which enables finding suitable thresholds and their appropriate ranges. It also gives relative performances, from one feature to another, based on how threshold ranges cover the entire feature space.A promising approach is shown with an intermediary result in Figure 9. The configuration is rather common, with a resistive load (R – Load) in normal operation, with a dimmer being turned on and added in the configuration and a persistent arc appearing in the circuit.Figure 9 Resistive load, dimmer and persistent arcing – processing result (example).Simply analyzing the 50Hz line current waveform is insufficient, as even at a simple visual inspection there is difficulty in identifying where the arc fault ignites and if it is a stable one, or if it extinguishes afterwards (or where). By correctly measuring the high frequency arc fault noise and with correct selection of the bandwidth, we manage to obtain a signal much easier to process further on. Arcing is inherently difficult to detect, due to high frequency energy intensity variation from one network to another (even more: for the same network, adding/removing loads or extension cords will change the amplitude and frequency distribution of the arc fault energy). Therefore, we exploit the intrinsic randomness of arcing, which enables sufficient variability from one arcing realization to another.To conclude, we propose a new signal processing methodology for arc fault detection, to be implemented in an AFDD product algorithm. Also, another approach is presented, based on phase diagram analysis, that allows the separation between the arcs and communication signals, which is also a great challenge in this field

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Lavielle, Vincent. "Processus atomiques cohérents appliqués à l'analyse spectrale très large bande de signaux radio fréquence". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007886.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse, nous appliquons le phénomène de "hole burning" spectral (SHB), dans des matrices cristallines dopées par des ions terres rares, au traitement optique de l'information. Nous présentons la première démonstration expérimentale d'un analyseur spectral de signaux radio fréquence (RF) à très large bande instantanée, exploitant la sélectivité spectrale de ces matériaux photosensibles. L'utilisation de la technologie SHB, à basse température, permet d'atteindre des performances remarquables en terme de largeur de bande et de produit temps×bande passante. Le principe du spectromètre repose sur la séparation angulaire des composantes spectrales du signal RF préalablement transposé sur une porteuse optique. On grave un ensemble de réseaux de diffraction monochromatiques, multiplexés en longueur d'onde, dans un cristal dopé par des ions terres rares. Le faisceau lumineux, porteur du signal RF, est dirigé vers le cristal. Les différentes composantes spectrales sont alors diffractées et simultanément séparées angulairement à la sortie du cristal. Nous avons ainsi pu démontrer expérimentalement l'analyse spectrale de signaux RF sur une bande passante instantanée de 3,3 GHz avec une capacité de 100 canaux spectraux et une résolution ultime de 500 kHz. Ce dispositif possède une dynamique de 35 dB optique, limitée par la détection. Nous montrons la capacité de zoom spectral dans une région spécifique du domaine total couvert, avec augmentation de la résolution spectrale.

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Franco, Samuel. "Searching for long transient gravitational waves in the LIGO-Virgo data". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01062708.

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Abstract (sommario):

This thesis presents the results of the STAMPAS all-sky search for long transient gravitational waves in the 2005-2007 LIGO-Virgo data. Gravitational waves are perturbations of the space-time metric. The Virgo and LIGO experiments are designed to detect such waves. They are Michelson interferometers with 3 km and 4 km long arms, whose light output is altered during the passage of a gravitational wave.Until very recently, transient gravitational wave search pipelines were focused on short transients, lasting less than 1 second, and on binary coalescence signals. STAMPAS is one of the very first pipelines entirely dedicated to the search of long transient gravitational wave signals, lasting from 1s to O(100s).These signals originate, among other sources, from instabilities in protoneutron stars as a result of their violent birth. The standing accretion shock instability in core collapse supernovae or instabilities in accretion disks are also possible mechanisms for gravitational wave long transients. Eccentric black hole binary coalescences are also expected to emit powerful gravitational waves for several seconds before the final plunge.STAMPAS is based on the correlation of data from two interferometers. Time-frequency maps of the data are extracted, and significant pixels are clustered to form triggers. No assumption on the direction, the time or the form of the signals is made.The first STAMPAS search has been performed on the data from the two LIGO detectors, between 2005 and 2007. After a rigorous trigger selection, the analysis revealed that their rate is close to Gaussian noise expectation, which is a significant achievement. No gravitational wave candidate has been detected, and upper limits on the astrophysical rates of several models of accretion disk instability sources and eccentric black holes binary coalescences have been set. The STAMPAS pipeline demonstrated its capabilities to search for any long transient gravitational wave signals during the advanced detector era.Keywords: Gravitational waves, Interferometry, Long transients, Signal Processing, Accretion Disk Instabilities, Eccentric Black Hole Binaries.

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Poupard, Marion. "Contributions en méthodes bioacoustiques multiéchelles : spécifiques, populationnelles, individuelles et comportementales". Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2020. http://www.theses.fr/2020TOUL0015.

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Abstract (sommario):

L’objectif de cette thèse est d’apporter différentes contributions méthodologiques en bioacoustique pour l’étude de la faune. En effet, la bioacoustique est une science récente, pluridisciplinaire et très efficace pour étudier et classifier un écosystème. Beaucoup d’études ont mis au point des procédés acoustiques pour étudier la faune à des échelles spécifiques, populationnelles, individuelles et comportementales. Ce travail de thèse propose d’étudier différents cas d’études présents dans ces quatre échelles d’analyses. L’objectif de cette thèse est de mettre en place des outils depuis la pose du matériel d’acquisition jusqu’à l’analyse des données pour l’ensemble des échelles présentées, de les discuter et de les mettre en perspective. La bioacoustique spécifique est illustrée ici par la classification automatique d’Orques, de Cachalots et d’oiseaux. Pour la bioacoustique populationnelle, la classification acoustique de clans d’Orques est étudiée. Puis l’échelle d’analyse s’affine et étudie les émissions sonores individuelles. Pour cela 3 cas d’études sont utilisés : la localisation individuelle d’Orques, de Cachalots et d’oiseaux. Ladernière échelle est appelée bioacoustique comportementale, elle a pour but de mettre en corrélation des comportements avec des émissions acoustiques. Pour cela, l’influence du trafic maritime sur les Dauphins tachetés pantropicaux et l’impact de stimuli chimiques chez la Baleine à bosse est étudié. Nous avons volontairement fait le choix de sélectionner différentes espèces produisant des types de signaux bien différents (stationnaires vs transitoires) évoluant dans des milieux différents (marins vs terrestres) afin d’homogénéiser les méthodes d’analyses pour faciliter le développement de nouvelles études en bioacoustique. Chaque cas d’étude présente des résultats intéressants en terme de bioacoustique et d’écologie comportementale. Ces résultats sont comparés avec la bibliographie. Puis, les résultats de chaque cas d’étude permettent de valider les méthodes proposées dans cette thèse. Les apports méthodologiques de cette thèse sont synthétisés, comparés et discutés, notamment l’impact des signaux stationnaires et transitoires, des milieux (marin et terrestre) sur la mise en place des méthodes. Les méthodes supervisées et non supervisées sont mises en comparaison. Les méthodes proposées ont été testées et validées sur certains protocoles de données massives (plusieurs dizaines de Tera). En conclusion, cette thèse montre que les méthodes supervisées (notamment le Deep Learning) étaient très bien adaptées pour la classification de signaux stationnaires en bioacoustique spécifique et populationnelle pour le milieu terrestre et marins. Puis les méthodes non supervisées (clustering et réduction de dimensionnalité) peuvent être utilisées dans le cadre des études en bioacoustique comportementale pour identifier les signaux d’intérêt. Enfin, la bioacoustique individuelle peut se traduire par des méthodes de localisation comme l’estimation du temps de délais d’arrivée inter-capteur, réalisable pour les signaux transitoires, et plus complexe pour les signaux stationnaires
The objective of this thesis is to make different methodological contributions in bioacoustics for the study of fauna. Bioacoustics is a recent multidisciplinary science and is very effective for studying and classifying an ecosystem. Many past studies have developed acoustical methods to analyze wildlife across (1) specific, (2) populational, (3) individual and (4) behavioral scales. The research presented in this thesis aims to study different case methods in the four scales of analysis listed above while also setting up tools from the setup of the acquisition material to the analysis of the data for all the aforementioned scales, and finally the discussion of the studies and putting them into perspective. In this study, (1) specific bioacoustics were illustrated by the automatic classification of orcas, sperm whales, and birds. The acoustic classification of orca clans were studied for (2) population analysis. Then the scale was refined and (3) individual acoustic emissions were studied through three different case studies : the individual locations of orcas, sperm whales, and birds. The last scale evaluated was (4) behavioral bioacoustics which aimed to correlate behaviors with acoustic emissions. In order to correlate certain behaviors with acoustic emissions, the influence of maritime traffic on pantropical spotted dolphins and the impact of chemical stimuli in humpbacks were evaluated and recorded. We deliberately chose to select a diverse pool of species that would produce a variety of different signals (stationary vs. transient) and had evolved in different environments (marine vs. terrestrial). This allows us to standardize analysis methods in order to facilitate the development of new studies in bioacoustics. Each case study showed interesting results in terms of bioacoustics and behavioral ecology. These results were compared with past studies which can be found in the bibliography. The results of each case study validated the methods proposed in this thesis. In particular, our study yielded excellent results in the evaluation of bird songs and is now a sound-recognition application available on any type of mobile phone, making it easy to identify bird species. The methodological contributions of this thesis, specifically the difference between stationary and transient signals and those of marine or terrestrial evolution, were synthesized, compared, and discussed. Supervised and unsupervised methods were also compared. These proposed methods have been tested and validated using massive data (several tens of Tera), which are unique. In conclusion, this thesis shows that supervised methods, in particular Deep Learning, are very well suited for the classification of stationary signals in specific and population-based bioacoustics for the terrestrial and marine environment. We also derived that unsupervised methods such as clustering and reduction of dimensionality, can be used within the framework of behavioral bioacoustics to identify signals of interest. Finally, individual bioacoustics can be translated into localization methods such as estimating the inter-sensor delay time which is feasible for transient signals and more complex for stationary signals

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Nastasiu, Dragos-Florin. "Développement de solutions pour l’identification (THID) et l’authentification par des approches non intrusives dans le domaine THz". Electronic Thesis or Diss., Chambéry, 2024. http://www.theses.fr/2024CHAMA007.

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Abstract (sommario):

L'imagerie THz est un domaine émergent depuis les avancées technologiques en termes d'émission de rayonnement THz et d'équipement de détection. L'objectif principal de la thèse est de contribuer et d'améliorer les systèmes d'imagerie THz, de la reconstruction et de l'analyse d'images aux tâches de classification d'images. Dans la première partie de la thèse, nous nous attaquons au défi de l'estimation de l'amplitude dans des conditions de bruit idéal et multiplicatif. Le bruit multiplicatif déforme la phase et introduit des artefacts complexes, tels que la perte d'information sur les contours et la dégradation du contraste, qui ne peuvent être éliminés à l'aide des techniques de reconstruction d'image les plus récentes. À cet égard, nous présentons cinq nouvelles méthodes de reconstruction qui exploitent la représentation du diagramme de phase des signaux. Deux de ces méthodes sont basées sur le filtrage du diagramme de phase pour estimer l'amplitude dans les deux conditions. Deux autres méthodes utilisent le concept de déformation temporelle dynamique (DTW) pour augmenter la capacité à modéliser le type de bruit multiplicatif. Enfin, nous exploitons la dynamique de la trajectoire de phase décrite par les courbures pour reconstruire l'image. Parmi le grand nombre de méthodes, nous évaluons tout au long de la thèse que la méthode basée sur les courbures reconstruit efficacement l'image dans des contextes idéaux et bruités. Après une reconstruction efficace de l'image, la deuxième partie de la thèse, nous étudions les méthodes d'analyse et de classification d'images en tenant compte des instabilités des systèmes d'imagerie du monde réel, telles que les translations et les rotations. Dans ce sens, nous proposons d'utiliser des décompositions de paquets d'ondelettes invariantes par rapport à la translation et à la rotation, qui fournissent une représentation unique et optimale d'une image, indépendamment de la translation ou de la rotation de l'image. Sur la base des représentations d'images invariantes, de nouvelles techniques d'extraction de caractéristiques sont introduites, telles que les cadres verticaux, horizontaux, N-directionnels et N-zonaux. En outre, deux structures de caractéristiques sont introduites, qui prennent en compte le partitionnement en fréquence de la décomposition en ondelettes et sont adaptées pour fonctionner avec des réseaux neuronaux graphiques (GNN) et des classificateurs ML classiques tels que les k-voisins les plus proches (k-NN), les machines à vecteurs de support (SVM), etc. Dans l'ensemble, les approches que nous proposons augmentent la précision de tous les classificateurs
THz imaging is an emerging field since the technological advances in terms of THz radiation emission and detection equipment. The main objective of the thesis is to contribute and to improve THz imaging systems, from image reconstruction and analysis to image classification tasks. In the first part of the thesis, we tackle the amplitude estimation challenge under ideal and multiplicative noise conditions. The multiplicative noise deforms the phase and introduces complex artefacts, such as contour information loss and contrast degradation, that cannot be eliminated using state-of-the-art image reconstruction techniques. In this regard, we introduce five novel reconstruction methods which exploit the phase diagram representation of signals. Two of the methods are based on phase-diagram match filtering to estimate the amplitude in both conditions. Another two methods use the concept of dynamic time warping (DTW) to increase the capability to model the multiplicative type of noise. Lastly, we exploit the dynamic of the phase trajectory described by the curvatures to reconstruct the image. From the large pool of methods, we evaluate throughout the thesis that the curvature-based method efficiently reconstructs the image in both ideal and noisy contexts. After an efficient image reconstruction, the second part of the thesis, we study image analysis and classification methods considering the instabilities of real-world imaging systems, such as translations and rotations. In this sense, we propose to use translation and rotation invariant wavelet packet decompositions, that provide a unique and optimal representation of an image, regardless if the image is translated or rotated. Based on the invariant image representations, novel feature extraction techniques are introduced such as vertical, horizontal, N-directional and N-zonal frameworks. Additionally, two feature structures are introduced and that consider the frequency partitioning of the wavelet decomposition and are adapted to work with Graph Neural Networks (GNNs) and classic ML classifiers such as k-nearest neighbors (k-NN), support vector machine (SVM), etc. Overall, our proposed approaches increase the accuracy of all classifiers

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Valentin, Thierry. "Méthode de conception d'architectures tolérantes aux fautes transitoires à base de composants commerciaux : application aux communications en milieu spatial". Lorient, 2000. http://www.theses.fr/2000LORIS010.

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Abstract (sommario):

Dans le domaine spatial, les architectures de systèmes embarqués de nouvelle génération devront répondre à des critères encore plus contraignants de masse, coût et performance. Pour répondre à ces critères contradictoires, il est nécessaire d'analyser la possibilité de faire appel aux composants commerciaux (cots). Cela répond également à un besoin d'adaptation à la réduction de l'offre en composants haute fiabilité. L'objectif principal de cette étude est d'analyser les différentes solutions de détection et de recouvrement d'erreur de type SEU, puis de développer une méthodologie qui, partant d'un algorithme de traitement de signal et d'image TDSI (compression multirésolution d'images satellitaires pour notre application), permet la définition d'une architecture tolérante aux fautes transitoires (TFT) optimisée à base d'un DSP commercial. Nous proposons dans cette thèse une nouvelle approche pour réaliser la surveillance du flux d'information. Il s'agit de la vérification du flot d'adresses de données (détection de S. E. U. ) dans l'unité de mémorisation). L'approche s'appuie sur le principe de l'analyse de signature et cherche à adapter le polynome générateur de signatures pour rendre uniques les signatures des blocs linéaires d'adresses (BLA) associés au traitement en boucle d'un BLI (Bloc linéaire d'instructions) ; Cas représentatif des algorithmes TDSI. Nous avons ainsi proposé trois modes de compaction possibles où chacun cherche à réduire la complexité du matériel et de calcul tout en essayant d'augmenter le taux de couverture. D'autre part, nous avons montré l'invariance temporelle de la séquence d'adresses générée par chaque itération de l'algorithme utilisé. Ainsi, la méthode proposée permet de couvrir tous les accès à la mémoire de données externes crées en cours de fonctionnement

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Faure, Cynthia. "Détection de ruptures et identification des causes ou des symptômes dans le fonctionnement des turboréacteurs durant les vols et les essais". Thesis, Paris 1, 2018. http://www.theses.fr/2018PA01E059/document.

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Abstract (sommario):

L'analyse de séries temporelles multivariées, créées par des capteurs présents sur le moteur d'avion durant un vol ou un essai, représente un nouveau challenge pour les experts métier en aéronautique. Chaque série temporelle peut être décomposée de manière univariée en une succession de phases transitoires, très connues par les experts, et de phases stabilisées qui sont moins explorées bien qu'elles apportent beaucoup d'informations sur le fonctionnement d'un moteur. Notre projet a pour but de convertir ces séries temporelles en une succession de labels, désignant des phases transitoires et stabilisées dans un contexte bivarié. Cette transformation des données donne lieu à plusieurs perspectives : repérer dans un contexte univarié ou bivarié les patterns similaires durant un vol, trouver des tronçons de courbes similaires à une courbe donnée, identifier les phases atypiques, détecter ses séquences de labels fréquents et rares durant un vol, trouver le vol le plus représentatif et déterminer les vols «volages». Ce manuscrit propose une méthodologie pour automatiquement identifier les phases transitoires et stabilisées, classer les phases transitoires, labelliser des séries temporelles et les analyser. Tous les algorithmes sont appliqués à des données de vols et les résultats sont validés par les experts
Analysing multivariate time series created by sensors during a flight or a bench test represents a new challenge for aircraft engineers. Each time series can be decomposed univariately into a series of stabilised phases, well known by the expert, and transient phases that are merely explored but very informative when the engine is running. Our project aims at converting these time series into a succession of labels, designing transient and stabilised phases in a bivariate context. This transformation of the data will allow several perspectives: tracking similar behaviours or bivariate patterns seen during a flight, finding similar curves from a given curve, identifying the atypical curves, detecting frequent or rare sequences of labels during a flight, discovering hidden multivariate structures, modelling a representative flight, and spotting unusual flights. This manuscript proposes : methodology to automatically identify transient and stabilized phases, cluster all engine transient phases, label multivariate time series and analyse them. All algorithms are applied on real flight measurements with a validation of the results from expert knowledge

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PRAT, MICHEL. "Chronometrie subnanoseconde appliquee a l'analyse de signaux transitoires rapides". Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066675.

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Abstract (sommario):

L'un des principaux domaines d'application de la chronometrie subnanoseconde est l'analyse de signaux physiques transitoires rapides. L'objet essentiel de cette these est l'etude d'un dispositif complexe permettant de transmettre par fibres optiques sur 21 km puis d'analyser, d'enregistrer et de dater les uns par rapport aux autres de multiples signaux, issus de differents phenomenes physiques. La precision temporelle de ce dispositif, mis en uvre dans le cadre des experiences effectuees au centre d'experimentation du pacifique, est evaluee. Pour cela un maquettage grandeur nature a ete realise, analysant des signaux exponentiels rapides. Par ailleurs, la precision en temps/frequence de l'instrumentation specifique utilisee est evaluee et modelisee (analyseurs numeriques recurrent ou temps reel, oscilloscope a conversion de balayage et chronometre a seuil). Enfin la contribution des fonctions de transfert des liaisons de transmission a la chronometrie des signaux est etudiee

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Maller, Jennifer. "Caractérisation de signaux transitoires radio à l'observatoire Pierre Auger". Thesis, Nantes, Ecole des Mines, 2014. http://www.theses.fr/2014EMNA0186/document.

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Abstract (sommario):

Après plus d'un siècle d'études, l'origine des rayons cosmiques d’ultra-haute énergie reste mal comprise. En améliorant la connaissance de la composition des rayons cosmiques détectés sur Terre, il est possible de contraindre les modèles concernant leur origine, ainsi que leur mécanisme de production dans les sources astrophysiques. Les simulations montrent que le champ électrique émis par les gerbes est sensible à leur développement dans l'atmosphère. Ce champ électrique peut être mesuré avec un cycle utile élevé, faisant du signal radio une observable prometteuse pour identifier le rayon cosmique primaire. Le signal radio permet également de mesurer sa direction d'arrivée et son énergie. Depuis 2006, l'observatoire Pierre Auger accueille plusieurs réseaux de radio détection des rayons cosmiques. Des démonstrateurs équipés de quelques stations (RAuger,MAXIMA) ont permis une caractérisation efficace de l'environnement radio du site, ils ont également apporté des contraintes sur les mécanismes responsables de l'émission du champ électrique par les gerbes dans le domaine du MHz. Les prototypes ont mené à la construction d’AERA (Auger Engineering Radio Array) qui, avec 124 stations couvrant 6 km², est le premier réseau grande échelle de radio détection des gerbes dans le domaine du MHz. AERA est déployé dans l'extension basse énergie de l'observatoire afin de bénéficier d'une statistique plus importante. Le réseau permet d'intéressantes mesures hybrides ; son emplacement permet en effet de croiser les données obtenues par la radio avec celles provenant du réseau de surface (SD) et des télescopes à fluorescence (FD) proches du réseau. Cette thèse est dédiée à la caractérisation de signaux transitoires radio détectés par RAuger et AERA. Comme un des défis de la radio détection des gerbes atmosphériques est de supprimer les bruits de fond anthropiques causant des déclenchements accidentels, des méthodes de réjection du bruit de fond et de sélection des coïncidences SD-AERA ont été développées. Une étude de la corrélation entre le développement de la gerbe dans l'atmosphère (profil longitudinal) et le champ électrique mesuré par les stations radio est également présentée. Cette étude valide le lien direct entre le champ électrique et le développement de la gerbe dans l'atmosphère et confirme l’intérêt du signal radio pour l’estimation de la nature des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie
After more than a century of studies, one of the challenging questions related to ultra-high energy cosmic rays concerns their nature, which remains unclear. Improving the knowledge about the composition of cosmic rays will permit to constrain the models concerning their origins and the production mechanisms in the astrophysical sources. Simulations show that, the electric field emitted by the shower is sensitive to its development. This electric-field can be measured with a high duty cycle, and thus is apromising technique to identify an observable sensitive to the nature of the primary cosmic ray. The radio signal is also used to measure its arrival direction and its energy. Since 2006, the Pierre Auger Observatory hosts several radio detection arrays of cosmic rays, starting from small size prototypes (RAuger, MAXIMA) to achieve a large scale array of 124 radio stations: AERA, the Auger Engineering Radio Array covering 6 km². These different arrays allow the study of the radio emission during the development of the shower in the MHz domain. AERA is deployed in the low energy extension of the Pierre Auger Observatory in order to have a larger statistics. It enables interesting hybrid measurements, with the comparison of radio observable with those obtained with the surface detector (SD) and the fluorescence telescopes close to the array. This thesis is dedicated to the characterization of the radio transient signals detected by RAuger and AERA. As one of the challenges of the radio detection of air-shower is to remove the anthropic background causing accidental triggering, methods for background rejection and SD-AERA coincidences selection have been developed. A study of the correlation between the shower development in the atmosphere (longitudinal profile) and the electric-field measured by the radio stations is also presented. This study shows the relationship between the electric-field and the shower development in the atmosphere and confirms that the radio signal is a powerful tool to study the nature of the ultra-high energy cosmic rays

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Murgan, Irina. "Contributions au traitement des signaux ultrasonores pour des mesures instantanées en écoulements transitoires". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT120/document.

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Abstract (sommario):

L’objectif de cette thèse est proposer des méthodes de traitement des signaux ultrasonores pour améliorer le calcul des vitesses d’écoulements transitoires à l’intérieur des conduites en mode non intrusive et en conditions complexes de mesure. Par conditions complexes nous entendons des fortes et, respectivement, des basses vitesses d’écoulement ainsi que des mesures en contexte d’un écoulement transitoire ou turbulent. Classiquement, la vitesse de l’écoulement d’un fluide peut être estimée, de manière non intrusive, avec des ultrasons par le biais des débitmètres à temps de transit. Les débitmètres à temps de transit conventionnels sont basés sur l’émission alternée des pulses acoustiques mono-fréquentielles (donc, à bande étroite) et le calcul de la différence absolue entre les temps de vol dans le sens de l’écoulement (direct) et le sens opposé (inverse). La vitesse du fluide (et le débit), ou plutôt la précision de ces grandeurs, reposent principalement sur l’estimation de cette différence. La partie sensible de cette technique est le choix du seuil (en admettant que le signal reçu n’est pas affecté par d’autres phénomènes comme des échos parasites, atténuation excessive ou des effets Doppler) déterminé principalement de façon empirique: au-dessus de 50% ou 80% de la valeur maximale attendue du signal. Des techniques pour automatiser et réduire l’erreur de mesure sont tout à fait envisageables et qui assurent une précision acceptable dans des conditions de mesure presque idéales. Néanmoins, hormis les cas des figures ayant des conditions de mesure idéalisées, il existe plusieurs scénarii où les techniques actuelles sont déficitaires: le désalignement des capteurs, une vitesse d’écoulement trop forte qui conduit à l’effet «flow blow», les écoulements bi-phasiques et/ou la présence de l’effet Doppler. Ces constats, présentés dans le deuxième chapitre du manuscrit, nous ont conduit à envisager, dans le cadre de cette thèse, des axes de recherche qui ont pour objectif commun de fournir les outils de traitement du signal capables de lever les verrous opérationnels. Ainsi, les principes de traitement du signal envisagés pour répondre à cet objectif sont: le principe des signaux à large bande qui confère au système de traitement du signal une résolution plus fine et une meilleure robustesse aux perturbations; le concept de compressive sensing afin de reconstruire les échantillons perdus suite aux interférences au point de réception; le principe de formation de voie et le principe des multi-cordes qui permet d’évaluer le profil de vitesse dans une section de la conduite
The purpose of this thesis is to propose ultrasonic signal processing methods in order to improve the transitory flow velocity non-intrusive detection through pipes, in complex measurement conditions. By complex measurement conditions, we refer to high or very low flow rates and also to transitory or turbulent flows. Usually, the flow velocity can be non-intrusive estimated, using ultrasonic flow meters based on transit time estimation. Conventional transit time flowmeters are based on the alternating emission of single-frequency acoustic pulses (ie, narrow-band acoustic pulses) and the calculation of the absolute difference between flight times in the direction of flow (direct) and in the opposite direction (reverse). The fluid velocity (and the flow rate), or rather the precision of estimation of these quantities, rest mainly on the estimation of this difference. The sensitive part of this technique is the choice of the threshold (assuming that the received signal is not affected by other phenomena such as echoes, excessive attenuation or Doppler effects) determined mainly empirically: above 50% or 80% of the maximum expected value of the signal. Techniques for reducing measurement errors are quite conceivable and provide acceptable accuracy under almost ideal measurement conditions. However, apart from the case with idealized measurement conditions, there are several scenarios where current techniques are deficient: sensor misalignment, excessive flow velocity which leads to the “flow blow” effect, two-phase flow and / or the presence of the Doppler effect. These facts, presented in the second chapter of the manuscript, led us to consider, within the framework of this thesis, research axes whose common objective are to provide the signal processing tools capable of lifting the operational locks. Thus, the signal processing principles considered to meet this objective are: the principle of wide-band signals which gives the signal processing system a finer resolution and better robustness to disturbances; the concept of compressing sensing in order to reconstruct the missing samples due to interference at the reception point; the principle of beamforming and the principle of multi-paths which makes it possible to evaluate the velocity profile in a pipe section

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Lopatka, Maciej Motsch Jean-François Zarzycki Jan. "Détection et reconnaissance des signaux stochastiques transitoires application à l'identification des mammifères marins /". Créteil : Université de Paris-Val-de-Marne, 2007. http://doxa.scd.univ-paris12.fr:80/theses/th0253678.pdf.

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Abstract (sommario):

Thèse de doctorat : Génie biologique et médical : Paris 12 : 2007. Thèse de doctorat : Génie biologique et médical : École polytechnique de Wroclaw : 2007.
Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Pagination : 209 p. Bibliogr. 153 réf.

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Lopatka, Maciej. "Détection et reconnaissance des signaux stochastiques transitoires : application à l'identification des mammifères marins". Paris 12, 2007. http://www.theses.fr/2007PA120021.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse porte sur la détection et la reconnaissance des clics émis par les cachalots (Physeter macrocephalus). Ces signaux sont de très courte durée, non stationnaire, noyé dans un bruit dont les caractéristiques peuvent varier au cours du temps. Nous proposons une approche originale basée sur la méthode de Schur. Le recours à cette technique paramétrique est intéressant pour plusieurs raisons. Premièrement, la mise à jour des coefficients se fait de façon récursive à la présentation d'un nouvel échantillon de l'enregistrement acoustique. En choisissant un facteur d'oubli adaptatif, il est possible de réduire la phase de convergence et de suivre au plus près les variations des signaux. Deuxièmement, nous déduisons, de l'ensemble des coefficients, l'information permettant de caractériser les clics des cachalots. Nous pouvons ainsi les distinguer des clics de dauphins bleus et blancs (Stenella Coeruleoalba). Troisièmement, nous avons comparé notre détecteur à d'autres techniques classiques utilisées en bioacoustique. Et les performances obtenues justifient notre choix, y compris pour des rapports signal-sur-bruit défavorable. Quatrièmement, nous avons montré que la complexité de calcul permet d'envisager des applications temps-réel. Ceci est particulièrement important dans l'objectif d'implanter cette méthode dans des stations d'observations acoustiques des mammifères marins
This PhD work is based on the detection and the recognition of sperm whale (Physeter macrocephalus) clicks. These signals are short, non-stationary, recorded with time-variant noise. We propose an original approach based on the Schur method. We chose this parametric technique for meany reasons. Firstly, the coefficients are recursively updated at the presentation of each new sample of the acoustic recordings. Because f an adaptative forgetting factor, the convergence step is reduced and the method is well adapted to the variations of these signals. Secondly, the Schur coefficients contain information necessary for characterizing the sperm whale clicks. We can also distinguish these clicks from the striped dolphin (Stenella Coeruleoalba) clicks. Thirdly, we compared our detector to other classical techniques used in bioacoustics. The obtained performance justifies our choice, even for signals with a weak signal-to-noise ratio. Fourthly, we showed that the computation complexity is compatible with real-time applications. This is essential in the objective of applying this algorithm on marine mammal observation stations using passive acoustics

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Feltekh, Kais. "Analyse spectrale des signaux chaotiques". Phd thesis, INSA de Toulouse, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01071919.

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Abstract (sommario):

Au cours des deux dernières décennies, les signaux chaotiques ont été de plus en plus pris en compte dans les télécommunications, traitement du signal ou transmissions sécurisées. De nombreux articles ont été publiés qui étudient la densité spectrale de puissance (DSP) des signaux générés par des transformations spécifiques. La concentration sur la DSP est due à l'importance de la fréquence dans les télécommunications et la transmission sécurisée. Grâce au grand nombre de systèmes sans fil, la disponibilité des fréquences de transmission et de réception est de plus en plus rare pour les communications sans fil. Aussi, les médias guidés ont des limitations liées à la bande passante du signal. Dans cette thèse, nous étudions certaines propriétés associées à la bifurcation collision de frontière pour une transformation unidimensionnelle linéaire par morceaux avec trois pentes et deux paramètres. Nous calculons les expressions analytiques de l'autocorrélation et de la densité spectrale de puissance des signaux chaotiques générés par les transformations linéaires par morceaux. Nous montrons l'existence d'une forte relation entre les différents types de densité spectrale de puissance (passe-bas, passe-haut ou coupe-bande) et les paramètres de bifurcation. Nous notons également en évidence une relation entre le type de spectre et l'ordre des cycles attractifs. Le type du spectre dépend de l'existence des orbites périodiques au-delà de la bifurcation de collision de frontière qui a donné naissance au chaos. Nous utilisons ensuite les transformations chaotiques pour étudier la fonction d'ambiguïté. Nous combinons quelques transformations chaotiques bien déterminées pour obtenir un spectre large bande avec une bonne fonction d'ambiguïté qui peut être utilisée en système radar.

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Bonnet, Laurent. "Analyse de signaux musicaux multipitch". Mémoire, Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2003. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1200.

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Sanquer, Matthieu. "Détection et caractérisation de signaux transitoires : application à la surveillance de courbes de charge". Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENT095/document.

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LEPORINI, DAVID. "Modelisation statistique et paquets d'ondelettes : application au debruitage de signaux transitoires d'acoustique sous-marine". Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112216.

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Abstract (sommario):

Nous nous interessons dans cette these a des problemes d'estimation statistique utilisant des decompositions en ondelettes/paquets d'ondelettes, et proposons dans ce contexte des modeles statistiques pertinents, dans le domaine transforme, pour la representation de larges classes de signaux. Nous commencons par etablir les liens etroits existant entre les procedures classiques reposant sur les estimateurs de seuillage et la regularisation en ondelettes abordee notamment sous un angle fonctionnel, y compris dans le cas de bruits non gaussiens. Nous presentons ensuite des proprietes statistiques relatives aux coefficients de decomposition en paquets d'ondelettes d'un processus stationnaire au sens strict. Nous montrons notamment que le champ de cumulants des coefficients de decomposition peut etre obtenu de maniere recursive au moyen de bancs de filtres multidimensionnels. Les resultats nous permettent alors d'etablir un theoreme limite centrale multiresolution. Nous abordons finalement le probleme de la recherche de meilleure base au sein d'un dictionnaire fini de representations structure en arbre. Nous recourons tout d'abord a des criteres de type vraisemblance profilee qui conduisent a des algorithmes rapides de recherche arborescentes. Nous nous placons ensuite dans un cadre completement bayesien, en probabilisant la base optimale, ce qui necessite l'utilisation de methodes de monte carlo par chaines de markov, et permet une inference du signal d'interet reposant sur des representations redondantes. Des simulations portant sur des signaux transitoires d'acoustique sous-marine illustrent notamment les approches presentees dans le document.

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CHOLLET, CLEMENT. "Metrologie de diagnostics sur signaux transitoires dans le domaine de la cinematographie ultra-rapide". Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066112.

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Abstract (sommario):

Les travaux de cette these sont relatifs a la metrologie des cameras a balayage et de leur systeme de reprise d'image associe. L'etude a consiste a effectuer la metrologie detaillee et separee de chacun des elements de la chaine de mesure (approche locale). Cette approche permet ensuite d'etre predictif sur les performances globales d'une chaine de mesure et de rapidement en cerner les elements critiques (approche globale). Une premiere partie est dediee aux performances des cameras ccd et des dispositifs reducteurs d'image. La metrologie d'une camera ccd 12 bits de conception classique et d'une camera ccd 16 bits refroidie grande dynamique a ete effectuee. Les principales caracteristiques etudiees sont la sensibilite, le bruit sur signal, la dynamique et la resolution spatiale. La metrologie comparee de deux cones reducteurs et d'un objectif specifique met en evidence le haut pouvoir de transmission des premiers lorsqu'ils sont couples a des ecrans phosphores de tubes a image. La deuxieme partie du memoire resume les performances mesurees sur un exemplaire de camera a balayage thomson tsn506n. Pratiquement toutes les caracteristiques propres aux tubes a balayage ont pu etre mesurees. Certains points critiques ont fait l'objet d'etudes plus approfondies : rendement de l'ecran p-11, gain en eclairement continu et impulsionnel, limites de conservation des resolutions spatiale et temporelle, bruit sur signal. Une methode de mesure permettant l'acquisition du cadre spatio-temporel du tube p510n a ete mise au point. Dans une troisieme partie, nous dressons un bilan des performances globales d'une chaine de cinematographie incluant une camera tsn506n et un systeme de reprise d'image numerique par camera ccd. Nous etudions l'influence des caracteristiques du systeme de reprise d'image (grandissement, resolution spatiale, seuil de detection, sensibilite) sur les performances globales de la chaine de mesure (resolution spatiale et temporelle, sensibilite, dynamique,).

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GUYARD, DAVID. "Metrologie des diagnostics sur signaux transitoires rapides, appliquee aux transmissions analogiques par fibres optiques". Caen, 1996. http://www.theses.fr/1996CAEN2076.

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Abstract (sommario):

Les experiences de physique liees a l'etude des phenomenes de fusion necessitent la mise en place de liaisons de transmission analogiques par fibres optiques qui permettent d'enregistrer les signaux de mesure de diagnostics. Les methodes de caracterisation abordees concernent les mesures de bruit, de linearite et de fonction de transfert des dispositifs qui constituent ces liaisons. L'objet essentiel de la these est la modelisation de ces caracteristiques et la mise en place des moyens qui permettent l'exploitation numerique de ces modeles. Trois exemples d'application sont presentes. Le premier concerne l'etude de faisabilite d'un filtre analogique destine a augmenter la bande passante d'un oscilloscope. Le deuxieme a pour objectif de determiner les performances necessaires pour la transmission d'un signal de mesure de diagnostic qui reflete l'evolution temporelle de l'intensite d'un faisceau laser. Le troisieme concerne l'etude comparative de deux liaisons de transmissions employees dans le cadre des essais souterrains effectues au centre d'experimentation du pacifique

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Grassin, Stéphane. "Analyse temps-fréquence des signaux discrets". Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN10165.

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Abstract (sommario):

Cette these porte sur l'analyse temps-frequence des signaux et apporte quelques contributions sur la pratique du temps-frequence. Les nouveautes concernent principalement les representations temps-frequence des signaux discrets pour lesquelles nous proposons une formulation exacte que nous justifions par une demonstration basee sur les proprietes de l'impulsion de dirac. Quelques contributions sont apportees egalement a la caracterisation des rtf lorsque les calculs sont tronques pour des raisons d'implementation numerique. Le but de cette these est de realiser des outils d'analyse spectrale d'image avec des methodes du type temps-frequence et de les appliquer sur des images sar de la surface oceanique pour caracteriser des champs de houle et des trains d'ondes internes, qui constituent deux types de signaux non-stationnaires. Des representations du type temps-frequence adaptees aux images avaient deja ete proposees dans la litterature et ce travail de these poursuit l'etude, notamment par les methodes d'extension des noyaux qui peuvent etre envisagees. Les degres de libertes apportes par le doublement dimensionnel du noyau sont a l'origine de nouvelles proprietes specifiques qui n'avaient pas d'equivalent pour les representations temps-frequence des signaux mono-dimensionnels. Nous montrons comment ces proprietes et leurs contraintes associees permettent de reduire l'espace des solutions admissibles pour choisir les noyaux. Une de nos contributions les plus originales a propos de l'analyse spectrale des images et de proposer une nouvelle definition pour etendre la notion de signal analytique aux images. Cette nouvelle definition corrige certains defauts des definitions anterieures et nous indiquons le raisonnement qui y mene ainsi que les regles de calcul. Nous proposons egalement quelques exemples caracteristiques pour montrer les atouts de notre definition. L'application des methodes temps-frequences etendues aux images est finalement presentee sur des images sar dans le but d'en faire une analyse spectrale.

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Coron, Alain. "Analyse de signaux climatiques et solaires". Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0037.

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Abstract (sommario):

Ce memoire est dedie a l'analyse de signaux solaires et climatiques par des methodes avancees de traitement du signal. Dans un premier temps, nous situons et presentons les series analysees avec d'un cote, les taches solaires journalieres, et de l'autre les releves (temperatures extremes journalieres et trihoraires, pressions atmospheriques trihoraires) de trois stations climatiques francaises. Le deuxieme chapitre s'appuie sur les outils, densite de probabilite, moyenne synchrone, analyse spectrale et temps-frequence. En comparant l'information portee par les releves de temperatures extremes journaliers et trihoraires, nous constatons qu'extraire un parametre, comme l'amplitude du cycle annuel, de l'une ou de l'autre des deux series n'est pas equivalent. Nous degageons les raisons de ces differences, et soulignons l'interet d'une methode de relecture des releves extremes journaliers anciens a l'aide des releves trihoraires recents. Nous observons egalement que tous les cycles journaliers, annuels ou solaires sont tres variables dans le temps, i. E. Modules. Par contre, des representations temps-frequence, il ressort que de nombreuses evolutions climatiques sont communes aux trois stations. Ces memes representations nous eclairent sur la notion de longueur du cycle solaire. Au cours du dernier chapitre, et avec l'outil temps-echelle, nous analysons les bruits hautes-frequences de nos releves, en recherchant des comportements en lois de puissance et/ou d'auto-similarite (etendue). Nous proposons de recourir au signal analytique, d'une part pour remedier a une situation de non-invariance par translation de l'estimateur spectral temps-echelle discret, et d'autre part pour ameliorer l'estimation de la pente d'un processus cn 1/f. Enfin, l'aspect auto-similaire des differentes donnees conjugue avec la non-gaussiannite de leurs details d'ondelettes nous amene a proposer pour les donnees un modele de type bruit gaussien fractionnaire module.

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Boudaoud, Sofiane. "Analyse de la variabilité de forme des signaux : Application aux signaux électrophysiologiques". Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00377428.

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Abstract (sommario):

Le sujet de la thèse est l'analyse de la variabilité de forme d'un ensemble de signaux avec comme principales applications le traitement des signaux électrophysiologiques mesurés sur la chaîne auditive et le cœur. Cette variabilité de forme des signaux est souvent présente dans les signaux issus de processus naturels et elle est porteuse d'information. Pour accéder à cette information, il est nécessaire de formaliser le concept d'écart de forme et de proposer des outils statistiques spécifiques. Certaines méthodes, issues de la communauté statistique, ont été récemment proposées pour analyser la variabilité présente dans un ensemble de signaux. Ces méthodes travaillent dans un cadre fonctionnel en considérant les données comme des observations de fonctions. Elles cherchent à éliminer la variabilité temporelle dans le but d'accéder à une variabilité d'amplitude par divers algorithmes dit de « recalage de courbes ». Dans cette thèse nous proposons de nouvelles méthodes d'analyse de forme qui utilisent aussi un réalignement temporel (ang : time warping) mais dont le sens diffère des approches de recalage de courbes. De plus, ces méthodes proposent une moyenne de forme et distance de forme permettant la mesure de la variabilité de forme. Au chapitre 1, nous présentons toutes ces méthodes et les comparons afin d'aider l'utilisateur à bien choisir suivant l'application dédiée.

Au chapitre 2, nous nous intéressons à la caractérisation objective de l'acouphène, une sensation sonore fantôme. En effet, un problème majeur est l'absence de critère objectif pour le caractériser. Pour cela nous étudions l'activité spontanée composite (ASC) issue du nerf auditif et les potentiels évoqués (PE) issus de relais auditifs en présence de salicylate, un générateur d'acouphènes, chez le cochon d'Inde. La première partie du travail consiste en la présentation d'un modèle de génération de l'ASC. Ce modèle nous sert à tester en simulation des scénarios possibles d'altérations neurosensorielles en présence de salicylate. En complément de l'index spectral décrit dans la littérature, nous proposons d'employer un critère de similarité sur la distribution d'amplitude de l'ASC pour mesurer ces altérations. La seconde partie du chapitre consiste à étudier la variabilité temporelle des PE sur plusieurs relais auditifs en présence de salicylate.

Au chapitre 3, nous montrons des applications de détection de pathologies à partir de l'analyse de forme d'une composante spécifique de l'ECG, l'onde P. Les pathologies concernées sont la fibrillation auriculaire et l'apnée du sommeil.

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Dellandréa, Emmanuel. "Analyse de signaux vidéos et sonores : application à l'étude de signaux médicaux". Tours, 2003. http://www.theses.fr/2003TOUR4031.

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Abstract (sommario):

La problématique considérée concerne l'étude de séquences multimédia constituées d'images et de sons dont il s'agit d'étudier les corrélations de manière à aider à la compréhension de l'origine des bruits. L'analyse des séquences d'images consiste à suivre les objets en mouvement de manière à permettre leur étude. Une méthode générique, reposant sur une combinaison de suivi de régions et de contours, et une méthode adaptée aux objets homogènes, reposant sur la théorie des ensembles de niveaux, sont proposées. L'analyse des données sonores consiste en l'élaboration d'un système d'identification reposant sur des données sonores consiste en l'élaboration d'un système d'identification reposant sur l'étude de la structure des signaux grâce à des codages adaptés et à leur modélisation par les lois de Zipf. Ces méthodes ont été évaluées sur des séquences acoustico-radiologiques dans le cadre de l'étude de la pathologie du reflux gastro-oesophagien, en collaboration avec l'équipe Acoustique et Motricité Digestive de l'Université de Tours
The work deals with the study of multimedia sequences containing images and sounds. The analysis of images sequences consists in the tracking of moving objects in order to allow the study of their properties. The investigations have to enable the understanding of sounds when correlated to events in the image sequence. One generic method, based on the combination of regions and contours tracking, and one method adapted to homogeneous objects, based on level set theory, are proposed. The analysis of audio data consists in the development of an identification system based on the study of the structure of signals thanks to their coding and Zipf laws modeling. These methods have been evaluated on medical sequences within the framework of the gastro-oesophageal reflux pathology study, in collaboration with the Acoustique et Motricité Digestive research team of the University of Tours

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Saurel, Richard. "Etude d'écoulements transitoires monophasiques ou diphasiques compressibles avec discontinuités". Aix-Marseille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX11296.

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Abstract (sommario):

Il est presente une procedure numerique permettant la determination des caracteristiques dynamiques et thermiques de la combustion d'une composition pyrotechnique a partir de la mesure experimentale de la propagation du front de flamme pyrotechnique dans un tube. Par ailleurs est etudie le passage du systeme onde de choc interface gazeuse dans une tuyere convergente-divergente. La combinaison de deux methodes numeriques est effectuee pour l'etude de l'ecoulement diphasique instationnaire et reactif parcouru par une onde de choc et l'interface gazeuse. La methode random choice method est utilisee pour resoudre l'ecoulement gazeux alors que le schema aux differences upwind de warming & beam est utilise pour resoudre les equations de la phase dispersee. La combinaison de ces deux methodes permet d'atteindre une excellente finesse dans le calcul de l'ecoulement, en particulier pour le suivi des zones discontinues

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Voicu, Iulian. "Analyse, caractérisation et classification de signaux foetaux". Phd thesis, Université François Rabelais - Tours, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00907317.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s'inscrit dans le domaine biomédical, à l'interface entre l'instrumentation et le traitement du signal. L'objectif de ce travail est d'obtenir, grâce à une mélange de différentes informations, un monitorage de l'activité du fœtus (rythme cardiaque et mouvements fœtaux) pour apprécier son état de bien-être ou de souffrance, et ceci aux différents stades de la grossesse. Actuellement, les paramètres qui caractérisent la souffrance fœtale, issus du rythme cardiaque et des mouvements fœtaux, sont évalués par le médecin et ils sont réunis dans le score de Manning. Deux inconvénients majeurs existent: a) l'évaluation du score est trop longue puisqu'elle dure 1 heure; b) il existe des variations inter et intra-opérateur conduisant à différentes interprétations du bilan médical de la patiente. Pour s'affranchir de ces désavantages nous évaluons le bien-être fœtal d'une façon objective, à travers le calcul d'un score. Pour atteindre ce but, nous avons développé une technologie ultrasonore multi-capteurs (12 capteurs) permettant de recueillir une soixantaine de (paires de) signaux Doppler en provenance du cœur, des membres inférieurs et supérieurs. Dans cette thèse notre première contribution s'appuie sur la mise en œuvre de nouveaux algorithmes de détection du rythme cardiaque (mono-canal et multi-canaux). Notre deuxième contribution concerne l'implémentation de deux catégories de paramètres basés sur le rythme cardiaque : a) la classes des paramètres "traditionnels" utilisés par les obstétriciens et évalués aussi dans le test de Manning (ligne de base, accélérations, décélérations); b) la classe des paramètres utilisés par les cardiologues et qui caractérisent la complexité d'une série temporelle (entropie approximée, entropie échantillonnée, entropie multi-échelle, graphe de récurrence, etc.). Notre troisième contribution consiste également à apporter des modifications notables aux différents algorithmes du calcul des mouvements fœtaux et des paramètres qui en découlent comme : le nombre de mouvements, le pourcentage du temps passé en mouvement par un fœtus, la durée des mouvements. Notre quatrième contribution concerne l'analyse conjointe du rythme cardiaque et des mouvements fœtaux. Cette analyse nous conduit alors à l'identification de différents états comportementaux. Le développement ou le non-développement de ces états est un indicateur de l'évolution neurologique du fœtus. Nous proposons d'évaluer les paramètres de mouvements pour chaque état comportemental. Enfin, notre dernière contribution concerne la mise en œuvre de différents scores et des classifications qui en découlent. Les perspectives directes à donner à ce travail concernent l'intégration des scores ou paramètres les plus pertinents dans un dispositif de surveillance à domicile ou bien dans un dispositif de monitorage clinique.

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SUISSE, GEORGES. "Analyse temps-frequence des signaux electriques cerebraux". Nice, 1999. http://www.theses.fr/1999NICE5284.

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Abstract (sommario):

Ce travail propose une evaluation de l'apport des methodes temps-frequence a l'analyse des signaux electriques cerebraux enregistres en neurophysiologie clinique hospitaliere. La premiere partie apporte les notions generales sur ces signaux, sur leur traitement habituel et sur les methodes temps-frequence les plus usuelles. Elle fait aussi le point sur les tentatives deja nombreuses d'analyse temps-frequence de ces signaux. Le signal electroencephalographique (eeg) est essentiellement caracterise par son contenu frequentiel. Dans certaines situations physiologiques ou pathologiques des composantes frequentielles peuvent presenter des modifications relativement breves. De nombreuses etudes ont deja souligne que ces modifications sont bien decrites par une representation temps-frequence (rtf). Les potentiels evoques (pe) sont plutot apprehendes comme des signaux temporels transitoires. Certains auteurs ont neanmoins suggere qu'une approche temps-echelle voire temps-frequence pouvait mener a une decomposition pertinente du signal. Les deux signaux posent par ailleurs le probleme fondamental de la localisation de leurs generateurs intra-cerebraux, aujourd'hui aborde par les techniques de localisation de sources. La deuxieme partie presente des applications personnelles de methodes temps-frequence telles que la transformee de fourier a court terme, la transformee en ondelettes continue ou le matching pursuit. Quatre applications ont concerne l'eeg enregistre dans differentes situations cliniques : le sommeil, certaines crises d'epilepsie, le nouveau-ne premature et l'activation cerebrale. Pour chacune, l'analyse du signal a ete abordee dans le plan temps-frequence et a permis d'extraire des informations pertinentes qui participent a la resolution du probleme medical pose. Un exemple de potentiels evoques cognitifs a aussi ete traite. Les principales composantes du pe moyen ont pu etre separees dans le plan temps-frequence. L'extraction du pe individuel faisant suite a chaque stimulation a aussi ete envisagee a partir de la rtf du signal non moyenne. Pour les signaux eeg et les pe enregistres a partir de multiples points du scalp et se presentant donc comme des signaux vectoriels, une analyse topographique de leurs composantes bien localisees en temps et en frequence a ete proposee. Cette nouvelle demarche essaie d'associer des sources electriques intra-cerebrales aux atomes temps-frequence extraits du signal.

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Nguyen, Minh-Quy. "Analyse multi-dimensionnelle et analyse par les ondelettes des signaux sismiques". Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0017.

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Abstract (sommario):

Le cadre de these s'inscrit dans la determination de nouveaux outils permettant une meilleure analyse des signaux sismiques. Dans la premiere partie, nous developperons la notion d'attributs sismiques a deux dimensions. La trace sismique conventionnelle peut etre vue comme la partie reelle d'une trace complexe qui s'obtient a partir de la transformee de hilbert. Cette analyse de traces sismiques comme un signal analytique a une dimension, appelee analyse complexe des traces peut etre aussi developpee a deux dimensions en introduisant la grandeur spatiale. Le signal analytique bidimensionnel resulte de la transformee de hilbert 2d et permet de calculer les attributs sismiques 2d. Tous ces attributs peuvent etre codes sous forme de couleurs, permettant une meilleure interpretation des donnees sismiques. Dans la deuxieme partie nous aborderons l'analyse temps-frequence, ou temps-echelle qui va nous permettre d'etudier les non-stationarites des signaux sismiques. La transformee en ondelettes continue decompose le signal sur le plan temps-echelle, dans lequel les differentes composantes du signal sont separees grace a un masque. L'utilisation, sous certaines hypothese, de la transformee en ondelettes continue inverse va permettre de reconstruire le signal filtre. La transformee en ondelettes discrete 2d considere la section sismique comme une image et decompose cette derniere selon 3 sous-bandes qui contiennent les details horizontaux, verticaux et diagonaux. Un pretraitement sismique, en alignant les ondes sismiques selon une de ces directions, va permettre a la transformee en ondelettes discrete 2d de selectionner ces ondes. On validera l'ensemble des techniques sur des donnees synthetiques et reelles.

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Cosandier-Rimélé, Delphine. "Modélisation spatio-temporelle d’activités épileptiques transitoires : apport dans l’interprétation des signaux EEG de surface et de profondeur". Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S035.

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Abstract (sommario):

Ce travail porte sur l’interprétation des signaux électrophysiologiques acquis chez des patients souffrant d’épilepsie sévère, candidats à la chirurgie. La question est abordée au travers de la modélisation des signaux électroencéphalographiques (EEG) et stéréo-électroencéphalographiques (SEEG). Celle-ci repose sur une représentation physiologiquement réaliste des sources d’activité cérébrale, qui associe un modèle biophysique de sources dipolaires et un modèle biomathématique de populations neuronales. Les signaux simulés, obtenus par la résolution du problème direct dans le volume conducteur de la tête, sont comparés aux signaux SEEG et EEG réels. Les résultats montrent que l’approche permet d’étudier, d’une part, les relations entre la configuration spatio-temporelle des sources neuronales d’activité et les propriétés des signaux observés et, d’autre part, les relations entre les activités EEG de scalp et les champs de potentiels intracérébraux sous-jacents
This work deals with the interpretation of electrophysiological signals recorded in epileptic patients candidate to surgery. This issue is addressed through a realistic modelling of electroencephalographic (EEG) and stereo-electroencephalographic (SEEG) signals. This modelling approach is based on a physiologically relevant representation of the sources of brain activity, which associates a biophysical model of dipolar sources with a biomathematical model of neuronal populations. Simulated signals, obtained by solving the forward problem in the head conductor volume, are compared to real EEG and SEEG signals recorded in patients. Our results show that the approach allows for studying, on the one hand, the relationships between the spatio-temporal organisation of neuronal sources and the properties of the observed signal, and on the other hand, the relationship of the scalp EEG activities to the underlying intracerebral field potentials

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Vi-Tong, Eric. "Analyse et classification séquentielle de signaux d'émission acoustique". Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPS138.

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Abstract (sommario):

L'objectif de cette étude est de montrer que, dans le cas de structures métalliques, soumises à des cycles de fatigue, on peut différencier les divers types d'endommagement et suivre en ligne l'évolution de cet endommagement à partir des signaux d'émission acoustique recueillis. Deux types de traitements sont proposés : l'un non causal, permet par une analyse de données appropriée de mettre en évidence les diverses classes de signaux et l'évolution d'une classe à une autre (compte-tenu de la nature particulière de l'émission acoustique, le suivi de l'évolution nécessite de travailler sur les "moyennes mobiles" des paramètres). La deuxième méthode consiste en un algorithme de classification séquentielle non supervisée non paramétrique pour le suivi en ligne ; celle-ci est basée sur une procédure d'auto-apprentissage au cours de laquelle la détection d'une nouvelle classe est précédée de la mise en évidence d'une séquence de points de transition.

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Peter, Zsolt-Andrei. "Analyse de signaux et d'images en turbulence 2D". Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12926.

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Abstract (sommario):

Le but de la thèse est l'analyse de simulations numériques directes de la turbulence bidimensionnelle dans un écoulement décrit par les équations de Navier-Stokes. Dans le traitement des données numériques (pression, vitesse et vorticité) on utilise des méthodes mathématiques combinées de traitement du signal et de l'image pour mieux comprendre le phénomène de la turbulence 2D. Le premier volet de l'étude porte sur l'analyse des signaux 1D en certain points de l'écoulement, tandis que le deuxième développe une analyse similaire pour les images de l'écoulement provenant de la même simulation. On a essayé de valider la coexistence des deux cascades dans le spectre d'énergie, prédit par Batchelor et Kraichnan. Parmi les techniques utilisées on compte l'analyse Fourier, les ondelettes et le modèle auto-régressif pour représenter et comparer le contenu des fréquences des signaux. On a réalisé une analyse temps-fréquences des données en utilisant l'algorithme de choix de la meilleur base des paquets d'ondelettes et cosinus. Ces fonctions de type paquets ont été aussi employées à la séparation de l'écoulement en parties significatives de point de vue physique. La méthode de la décomposition en valeurs singulières (POD), basée sur la théorie de Hilbert-Schmidt est aussi exploitée pour comprimer les donnés et pour localiser les structures cohérentes dans l'écoulement turbulent. Ces résultats ont été combinés dans le cadre de l'algorithme de matching-pursuit pour trouver les motifs d'écoulement qui sont cohérents avec un dictionnaire particulier (comme les paquets d'ondelettes et cosinus, fonction de Gabor, modes POD, modes prolate etc. ).

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Rivoira, Arnaud. "Analyse spectrale des signaux stochastiques à échantillonage aléatoire". Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112157.

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Abstract (sommario):

Les travaux figurant dans ce mémoire portent sur l'analyse spectrale des signaux stochastiques à échantillonnage aléatoire. Nous commençons d'abord par rappeler les enjeux scientifiques et techniques de ce thème puis nous présentons un état de l'art des techniques existantes et précisions le cadre mathématique dans lequel nous avons travaillé. Les méthodes d'analyse spectrale peuvent schématiquement se ranger en deux catégories : celles qui n'utilisent pas les valeurs des instants d'acquisition, celles qui les utilisent. Nous nous intéressons dans un premier temps aux méthodes de la première catégorie. Après avoir brossé un panorama de ces méthodes, nous exposons une nouvelle approche, paramétrique, fondée sur l'identification au modèle CARMA. Ceci étant fait, nous abordons les méthodes exploitant, elles, la donnée de ces instants d'acquisition. En particulier, nous proposons deux grandes classes d'estimateurs : les estimateurs que nous avons baptisés IRINCORREL, qui se rattachent naturellement à ceux introduits par Masry, les estimateurs par projection, qui généralisent la très populaire Slotting technique et ses diverses variantes. Nous terminons enfin par un point de synthèse ouvrant sur les différentes perspectives de cette étude et sur les éventuels prolongements que l'on pourrait envisager de lui donner
The work presented here deals with the spectral analysis of randomly sampled stochastic signals. After some recalls on the technical and scientific issues at stake, a state of the art of the previous methods is given and the mathematical framework is introduced. Spectral analysis methods can be classified into two categories according to whether or not they use the sampling times are used. The methods of the latter category are considered first. Following an overview of these methods, a new parametric approach, based on the identification to the CARMA model, is detailed. Then, the methods using the values of the sampling times are studied. In particular, two classes of estimators are proposed: the estimators, called IRINCORREL, which are related to those introduced by Masry, the estimators by projection, which generalize the very famous Slotting technique and its different versions. Finally, we conclude by giving a synthetic summary exhibiting the different prospects of this study and the possible extensions that could be investigated

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Laleg, Taous-Meriem. "Analyse de signaux par quantification semi-classique. Application à l'analyse des signaux de pression artérielle". Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00357309.

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Abstract (sommario):

Cette thèse introduit une nouvelle méthode d'analyse de signaux, appelée SCSA, basée sur une quantification semi-classique. L'idée principale de la SCSA consiste à interpréter un signal en forme d'impulsions comme un puits de potentiel pour une particule semi-classique et à le représenter par les niveaux d'énergie discrets associés donnés par le spectre discret d'un opérateur de Schrödinger. La SCSA est une première étape vers une approximation par solitons (potentiels sans réflexion), qui définit une représentation parcimonieuse du signal, intéressante pour des applications en traitement du signal, par exemple la compression de données. Ce travail propose aussi un algorithme numérique pour l'estimation de signaux par la SCSA et présente les résultats de l'analyse des signaux de pression artérielle par cette méthode. En plus de la reconstruction satisfaisante de ces signaux, la SCSA introduit de nouveaux indices qui semblent véhiculer des informations physiologiques importantes.

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Laleg, Kirati Taous-Meriem. "Analyse de signaux par quantification semi-classique : application à l'analyse des signaux de pression artérielle". Versailles-St Quentin en Yvelines, 2008. http://www.theses.fr/2008VERS0041.

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Abstract (sommario):

This thesis introduces a new signal analysis method called SCSA, based on a semi-classical quantification. The main idea in the SCSA consists in interpreting a pulse-shaped signal as a potential well for a semi-classical particle and to represent this signal with the associated discrete energy levels given by the discrete spectrum of a Schrödinger operator. The SCSA is in fact a first step to an approximation by solitons (reflectionless potentials), which introduces a parsimonious representation of a signal, interesting in signal analysis applications for example for data compression. This work proposes also a numerical algorithm for signals estimation using the SCSA and presents the results obtained for the analysis of the arterial blood pressure with this method. More than a satisfactory estimation of the pressure signals, the SCSA introduces new indices that seem to contain important physiological information
Cette thèse introduit une nouvelle méthode d'analyse de signaux, appelée SCSA, basée sur une quantification semi-classique. L'idée principale de la SCSA consiste à interpréter un signal en forme d’impulsions comme un puits de potentiel pour une particule semi-classique et à le représenter par les niveaux d’énergie discrets associés donnés par le spectre discret d’un opérateur de Schrödinger. La SCSA est une première étape vers une approximation par solitons (potentiels sans réflexion), qui définit une représentation parcimonieuse du signal, intéressante pour des applications en traitement du signal, par exemple la compression de données. Ce travail propose aussi un algorithme numérique pour l’estimation de signaux par la SCSA et présente les résultats de l’analyse des signaux de pression artérielle par cette méthode. En plus de la reconstruction satisfaisante de ces signaux, la SCSA introduit de nouveaux indices qui semblent véhiculer des informations physiologiques importantes

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Monir, Abdelilah. "Contribution à la modélisation et à la synthèse des signaux aléatoires : signaux non gaussiens, signaux à corrélation non exponentielle". Angers, 2003. http://www.theses.fr/2003ANGE0020.

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Abstract (sommario):

"Les systèmes complexes, qui mettent en jeu un grand nombre d'agents interagissant de manière non triviale, peuvent dans certains régimes de fonctionnement présenter des propriétés statistiques non standard, qui s'opposent à celles des systèmes linéaires classiques. En particulier, les statistiques du premier ordre se caractérisent souvent par une densité de probabilité non gaussienne, elle-même dans la plupart des cas, à queue épaisse. Egalement, pour les statistiques du deuxième ordre, les corrélations sont souvent non exponentielles, fréquemment à longue dépendance statistique. C'est précisément à la modélisation et à la synthèse de signaux aléatoires obéissant à ces propriétés statistiques, que ce mémoire est consacré. Dans un premier temps, nous abordons le phénomène de la queue épaisse de la densité de probabilité. Afin de la modéliser, nous utilisons les modèles "gaussiens généralisés d'exposant α". En particulier, nous réussissons à inverser la fonction de répartition du bruit gaussien généralisé d'exposant 1/2, que nous rendons exprimable au moyen d'une fonction spéciale dite "de Lambert". Nous proposons pour la première fois une méthode de synthèse de ce bruit avec une précision contrôlée à partir de l'évaluation numérique de cette fonction. Nous étudions ensuite le phénomène de la longue dépendance à travers l'élaboration d'un nouveau modèle, basé sur les systèmes dynamiques (max,+). Pour synthétiser des réalisations effectives, le modèle proposé a l'avantage de prendre la forme d'une simple récurrence d'ordre un, facilement programmable, permettant une synthèse en ligne sur des horizons temporels potentiellement illimités. Ces modèles trouveraient des applications dans la simulation des systèmes physiques réels dans plusieurs domaines comme le trafic des réseaux informatique ou le trafic des réseaux de télécommunications, le trafic routier ou encore les échanges boursiers. . . "
The complex systems that bring a large number of interacting agents which play in a non commonplace way, can in some operating systems present non standard statistical properties, which are opposed to those of the traditional linear systems. In particular, the statistics of the first order are often characterized by a non gaussian probability density, this density in the majority of the cases with a heavy-tail. In the same way, for statistics of the second order, the correlations are often non exponential, freqquently with long statistical dependence. It is precisely with the modeling and the synthesis of random signals obeying these statistical properties, that this work is devoted. Initially, we approach the heavy-tail phenomenon of the probability density. In order to model it, we use the "generalized gaussian with an α exponent". Particulary, we succeed to reverse the distribution function of the generalized gaussian noise with an 1/2 exponent, which will be presented by means of special function called "Lambert function". For the first time, we propose a synthesis method of this noise with controlled accuracy starting from the numerical evaluation of this function. We study then the long statistical dependence phenomenon through the development of a new model, based on dynamic systems (max,+). For the synthesis of the e®ective achievements, the model proposed has the advantage of taking the form of a simple recurrence of one order, easily programmable, allowing an on-line synthesis on potentially unlimited temporal horizons. These models would find some applications in simulation of real physical systems for many areas such as computer network tra±c, telecommunications network tra±c, transport road tra±c and stock exchange. .

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Doh, Yann. "Nouveaux modèles d'estimation monophone de distance et d'analyse parcimonieuse : Applications sur signaux transitoires et stationnaires bioacoustiques à l’échelle". Thesis, Toulon, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUL0020/document.

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Abstract (sommario):

Les ondes acoustiques subissent peu de dispersion dans le milieu marin, comparé au milieu aérien. Certaines espèces de cétacés communiquent ainsi à grande distance, d'autres utilisent leurs émissions sonores pour s'orienter. La bioacoustique consiste à étudier ces espèces à partir de l'analyse de leurs sons, c'est-à-dire à les détecter, classer, localiser. Cela peut se faire via un réseau d'hydrophones au déploiement fastidieux. Afin de contribuer au passage à l'échelle de la bioacoustique, cette thèse propose des modèles originaux mono-hydrophone pour l'analyse de ces signaux stationnaires ou transitoires. Premièrement, nous dérivons un nouveau modèle d'estimation de la distance entre une source impulsive (ex. biosonar) et un hydrophone. Notre modèle théorique, l'Intra Spectral ATténuation(ISAT), dérive des lois acoustiques de déformation spectrale du signal transitoire induite par l'atténuation durant sa propagation. Ce modèle relie les rapports énergétiques des bandes de fréquences pondérés par un modèle de perte par atténuation fréquentielle (Thorp ou Leroy) à la distance de propagation. Nous approximons aussi ISAT par un modèle neuromimétique. Ces deux modèles sont validés sur le sonar du cachalot (Physeter macrocephalus) enregistré avec notre bouée acoustique autonome BOMBYX et notre système d'acquisition DECAV en collaboration avec le Parc National de Port-Cros et le sanctuaire Pelagos pour la protection des mammifères marins en Méditerranée. Les mesures d'erreur (RMSE) d'environ 500 mètres sur nos références du centre d'essai OTAN aux Bahamas présentent un intérêt opérationnel. Deuxièmement, nous proposons une analyse originale de l'évolution des voisements de cétacé par codage parcimonieux. Notre encodage des cepstres par apprentissage non supervisé d'un dictionnaire met en évidence l'évolution temporelle des bigrammes des chants que les baleines à bosse mâles émettent durant la période de reproduction. Nous validons ce modèle sur nos enregistrements du canal de Sainte-Marie à Madagascar entre 2008 et 2014, via notre réseau d'hydrophones BAOBAB qui constitue une première dans l'Océan Indien. Nos modèles s'inscrivent dans le projet Scaled Bioacoustics (SABIOD, MI CNRS) et ouvrent de nouvelles perspectives pour les passages à l'échelle temporelle et spatiale de la bioacoustique
Acoustic waves show low dispersion due to the underwater propagation, compared to the propagation in the air. Some species of cetaceans communicate at long distance, others use their sound production for orientation. The goal of the scientic area called bioacoustics is to study animal species based on the analysis of their emitted sound. Their sounds can be used to detect, to classify and to locate the cetaceans. Recordings can be done with an passive acoustic array of multiple hydrophones, but this method is expensive and difficult to deploy. Thus, in order to scale this approach, we propose in this Phd thesis several original single hydrophone models to analyze these stationary or transient signals.Firstly, we provide a new theoretical model to estimate the distance between the impulsive source (ex. biosonar of the cetacean) and the hydrophone. Our model, the Intra Spectral ATtenuation (ISAT), is based on the spectral signal alteration due to the underwater acoustic propagation, especially the differences in different frequency bands. We also approximated ISAT by an artificial neural network. Both models are validated on clicks emitted by sperm whales (Physeter macrocephalus) recorded by our sonobuoy BOMBYX and our data-acquisition system DECAV developed incollaboration with the National Park of Port-Cros (France) and the Pelagos sanctuary for the protection of marine mammals in the Mediterranean sea (France). The error (RMSE) measures on the recordings of the NATO test center in the Bahamas are about500 meters, promising further real applications. Secondly, we worked on the variations of the cetacean vocalizations using the sparse coding method. The encoding of thecepstrums by unsupervised learning of a dictionary shows bigrammic time changes of the songs of humpback whales (Megaptera novaeangliae). We validate this model on signals recorded in the Ste Marie Channel (Madagascar) between 2008 and 2014, through our network of hydrophones BAOBAB which is the first passive acoustic array deployed in the Indian Ocean.Our models are part of the Saled Bioacoustics project (SABIOD, MI CNRS) and open perspectives for temporal and spatial scaling of bioacoustics

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Paragot, Paul. "Analyse numérique du système d'équations Poisson-Nernst Planck pour étudier la propagation d'un signal transitoire dans les neurones". Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ5020.

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Abstract (sommario):

Les questions neuroscientifiques concernant les dendrites incluent la compréhension de leur plasticité structurale en réponse à l'apprentissage et la manière dont elles intègrent les signaux. Les chercheurs visent à élucider ces aspects pour améliorer notre compréhension de la fonction neuronale et de ses complexités. Cette thèse vise à offrir des perspectives numériques concernant la dynamique du voltage et des ions dans les dendrites. Notre objectif est de modéliser l'excitation neuronale dans les dendrites. Nous abordons la dynamique ionique suite à l'afflux de signaux nerveux. Pour les simuler précisément, nous résolvons le système d'équations Poisson-Nernst-Planck (PNP). Le système PNP est reconnu comme le modèle standard pour caractériser le phénomène d'électrodiffusion des ions dans les électrolytes, y compris les structures dendritiques. Ce système non linéaire présente des défis en modélisation et en calcul en raison de la présence de couches limites rigides (BL). Nous proposons des schémas numériques basés sur la méthode des volumes finis Discrete Duality Finite Volumes (DDFV) pour résoudre le système PNP. Elle permet un raffinement local du maillage au niveau de la BL, en utilisant des maillages généraux. Cette approche facilite la résolution du système sur un domaine 2D représentant la géométrie des dendrites. Nous utilisons des schémas numériques préservant la positivité des concentrations ioniques. Chapitres 1 et 2 présentent le système PNP et la méthode DDFV ainsi que ses opérateurs discrets. Le chapitre 2 présente un couplage "linéaire" des équations et explore son schéma numérique associé. Ce couplage a des problèmes de convergence, où nous illustrons ses limites à travers des résultats numériques. Le chapitre 3 introduit un couplage "non linéaire", permettant une résolution numérique précise du système PNP. Les deux couplages sont effectués avec la méthode DDFV. Dans le chapitre 3, nous illustrons la convergence d'ordre 2 en espace. Nous simulons un cas test impliquant la BL. Nous appliquons le schéma DDFV à la géométrie des épines dendritiques en 2D et discutons nos simulations en les comparant avec des simulations en 1D de la littérature. Nous introduisons également deux configurations originales de dendrites, fournissant des informations sur la manière dont les épines dendritiques s'influencent mutuellement, révélant l'étendue de leur influence mutuelle. Nos simulations montrent la distance de propagation de l'influx ionique lors des connexions synaptiques. Dans le chapitre 4, nous résolvons le système PNP sur un système multi-domaines 2D composé d'une membrane, d'un milieu interne et d'un milieu externe. Cette approche permet la modélisation de la dynamique du voltage de manière plus réaliste, et aide également à vérifier la cohérence des résultats du chapitre 3. Nous utilisons le logiciel FreeFem++ pour résoudre le système PNP dans ce contexte. Nous présentons des simulations correspondant aux résultats du chapitre 3, démontrant la sommation linéaire dans une bifurcation dendritique. Nous étudions la sommation des signaux en ajoutant des entrées à la membrane d'une branche dendritique. Nous identifions un seuil d'excitabilité où la dynamique du voltage est significativement influencée par le nombre d'entrées. Nous offrons également des illustrations numériques de la BL à l'intérieur du milieu intracellulaire, observant de petites fluctuations. Ces résultats sont préliminaires, visant à fournir des informations pour comprendre la dynamique dendritique. Le chapitre 5 présente un travail collaboratif mené lors du Cemracs 2022. Nous nous concentrons sur un schéma de volumes finis composite où nous visons à dériver les équations d'Euler avec des termes sources sur des maillages non structurés
Neuroscientific questions about dendrites include understanding their structural plasticityin response to learning and how they integrate signals. Researchers aim to unravel these aspects to enhance our understanding of neural function and its complexities. This thesis aims at offering numerical insights concerning voltage and ionic dynamics in dendrites. Our primary focus is on modeling neuronal excitation, particularly in dendritic small compartments. We address ionic dynamics following the influx of nerve signals from synapses, including dendritic spines. To accurately represent their small scale, we solve the well-known Poisson-Nernst-Planck (PNP) system of equations, within this real application. The PNP system is widely recognized as the standard model for characterizing the electrodiffusion phenomenon of ions in electrolytes, including dendritic structures. This non-linear system presents challenges in both modeling and computation due to the presence of stiff boundary layers (BL). We begin by proposing numerical schemes based on the Discrete Duality Finite Volumes method (DDFV) to solve the PNP system. This method enables local mesh refinement at the BL, using general meshes. This approach facilitates solving the system on a 2D domain that represents the geometry of dendritic arborization. Additionally, we employ numerical schemes that preserve the positivity of ionic concentrations. Chapters 1 and 2 present the PNP system and the DDFV method along with its discrete operators. Chapter 2 presents a "linear" coupling of equations and investigate its associated numerical scheme. This coupling poses convergence challenges, where we demonstrate its limitations through numerical results. Chapter 3 introduces a "nonlinear" coupling, which enables accurate numerical resolution of the PNP system. Both of couplings are performed using DDFV method. However, in Chapter 3, we demonstrate the accuracy of the DDFV scheme, achieving second-order accuracy in space. Furthermore, we simulate a test case involving the BL. Finally, we apply the DDFV scheme to the geometry of dendritic spines and discuss our numerical simulations by comparing them with 1D existing simulations in the literature. Our approach considers the complexities of 2D dendritic structures. We also introduce two original configurations of dendrites, providing insights into how dendritic spines influence each other, revealing the extent of their mutual influence. Our simulations show the propagation distance of ionic influx during synaptic connections. In Chapter 4, we solve the PNP system over a 2D multi-domain consisting of a membrane, an internal and external medium. This approach allows the modeling of voltage dynamics in a more realistic way, and further helps checking consistency of the results in Chapter 3. To achieve this, we employ the FreeFem++ software to solve the PNP system within this 2D context. We present simulations that correspond to the results obtained in Chapter 3, demonstrating linear summation in a dendrite bifurcation. Furthermore, we investigate signal summation by adding inputs to the membrane of a dendritic branch. We identify an excitability threshold where the voltage dynamics are significantly influenced by the number of inputs. Finally, we also offer numerical illustrations of the BL within the intracellular medium, observing small fluctuations. These results are preliminary, aiming to provide insights into understanding dendritic dynamics. Chapter 5 presents collaborative work conducted during the Cemracs 2022. We focus on a composite finite volume scheme where we aim to derive the Euler equations with source terms on unstructured meshes

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Le, Bot Olivier. "Détection, localisation, caractérisation de transitoires acoustiques sous-marins". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENU028/document.

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Abstract (sommario):

Le milieu marin est insonifié par une grand variété de sources acoustiques, qui peuventêtre monitorées par des enregistreurs acoustiques passifs autonomes. Parmi les sons enregistrés, ontrouve un grand nombre de signaux transitoires (signaux éphémères de durée courte), auxquelsappartiennent notamment les signaux impulsionnels que nous étudions dans cette thèse. Les signauximpulsionnels ont des propriétés spécifiques, telles que leur durée très courte (<1ms), leur faiblenombre d’oscillations, leur forte directivité, qui les rendent difficiles à étudier avec les outils detraitement du signal traditionnels (transformée de Fourier, autocorrélation, etc.).Dans un premier temps, nous nous intéressons à la détection des sources qui émettent des sériesd’impulsions rythmées (dauphins, cachalots, bélugas). Cette détection, s’appuie uniquement surles temps d’arrivée des impulsions reçues, pour effectuer une analyse du rythme au moyen d’uneautocorrélation complexe, et construire une représentation temps-rythme, permettant : i) de détecterles rythmes, ii) de connaître les temps de début et fin des émissions rythmées, iii) de connaître lavaleur du rythme et son évolution.Dans un second temps, nous étudions le potentiel d’une technique appelée analyse par récurrence desphases, pour caractériser les formes d’onde des impulsions. Après avoir présenté le cadre général decette méthode d’analyse, nous l’utilisons dans trois chaînes de traitement répondant à chacune destâches suivantes : i) détection des transitoires, ii) caractérisation et reconnaissance des transitoires,iii) estimation des différences des temps d’arrivée des transitoires sur deux capteurs.Toutes les méthodes développées dans cette étude ont été testées et validées sur des données simuléeset sur des données réelles acquises en mer
The underwater environment is insonified by a wide variety of acoustic sourcesthat can be monitored by autonomous passive acoustic recorders. A large number of the recordedsounds are transient signals (short-finite duration signals), among which the pulse signals that westudy in this thesis. Pulse signals have specific properties, such as a very short duration (<1ms), fewoscillations, a high directivity, which make them difficult to study by classical signal processing tools(Fourier transform, autocorrelation).In the first part of this study, we develop a method to detect sound sources emitting rhythmic pulsetrains (dolphins, sperm whales, beluga whales). This detector uses only the time of arrival of pulses atthe hydrophone to perform a rhythm analysis based on a complex autocorrelation and a time-rhythmrepresentation. This allows : i) to detect rhythmic pulse trains, ii) to know the beginning and endingtimes of pulse trains, iii) to know the value of the rhythm.In the second part of this thesis, we study the potential of a method called Recurrence Plot Analysis tocharacterize waveforms of pulse signals. After a general presentation of this method we develop threesignal processing architectures based on it, to perform the following tasks : i) transient detection, ii)transient characterization and pattern recognition, iii) estimation of time difference of arrival of thetransient on two hydrophones.All the methods developped in this thesis are validated on simulated and real data recorded at sea

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Frey, Valentin. "Recherche de signaux d'ondes gravitationnelles transitoires de longue durée avec les données des détecteurs advanced Virgo et advanced LIGO". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS247/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse présente les résultats de la recherche de signaux d'ondes gravitationnelles transitoires de longue durée dans les données des deux premiers runs d'observation des détecteurs advanced LIGO et advanced Virgo. Ces ondes sont principalement émises par des étoiles à neutrons ou des trous noirs impliqués dans des phénomènes violents. Pour certaines sources, une modélisation impliquant une dynamique complexe et des instabilités hydrodynamiques peut prédire grossièrement la forme d'onde. Mais de manière générale, seulement l'information approximative sur la durée et la bande de fréquence est utilisée pour définir les limites de l'espace des paramètres de la recherche. Une méthode d'analyse temps-fréquence robuste aux incertitudes de la modélisation des signaux a donc été développé. En combinant les données de deux détecteurs de façon cohérente, la méthode permet de différencier les signaux recherchés du bruit de fond non gaussien des détecteurs. En l'absence de détection, nous avons placé des limites supérieures sur l'énergie émise et le taux attendu pour ces sources. Une recherche du signal attendu après la fusion de deux étoiles à neutrons observé en août 2017 (GW170817) a également était faite dans l'hypothèse où une étoile à neutrons supre-massive a été formée. Aucun signal n'a été identifié et j'ai montré que des détecteurs un ordre de grandeur plus sensibles auraient été nécessaires pour détecter un tel signal
This thesis shows the results of the search of long duration transient gravitational waves using the data from the first two observation runs of advanced LIGO and advanced Virgo detectors. These long duration gravitational waves are mainly emitted by neutrons stars or black hole involved in extreme phenomena. For some sources, a modeling involving a complex dynamics and hydrodynamic instabilities can predict roughly the waveform. Nevertheless, for the general case, only a partial informations on the duration and frequency band are used to limits the parameters space. A time-frequency analysis, sturdy enough to modeling incertitude, has been developed and applied to the data. Combining data from two detectors in a coherent way, the analysis can distinguish between signal and detector's non gaussian background noise. In the absence of detection, we have placed upper limits on the energy emitted and the expected rate for these sources. A search for the expected signal emitted by the object created after the neutron stars coalescence and merger observed in August 2017 (GW170817) was also made assuming a supra-massive neutron star was created and survived hundred of seconds after the merger. No signal has been found and we have shown that detectors of an order of magnitude more sensible would have been required to detect a signal from this source

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Aassif, El Houcein. "Analyse de signaux physiologiques. Evaluation et implementation de methodes de traitement automatique de signaux de manometrie digestive". Rennes 1, 1990. http://www.theses.fr/1990REN10142.

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Abstract (sommario):

Ce travail est une contribution aux etudes menees dans le domaine des explorations fonctionnelles et porte sur la saisie et l'interpretation des signaux de manometrie colique. Le memoire est organise en deux parties. La premiere, apres une breve introduction sur la physiopathologie du colon, s'attache a preciser le mecanisme de generation du signal, decrire les activites electrique et contractile, leur correlation, passer en revue les principales anomalies de la motricite colique. Apres une presentation des techniques manometriques et des capteurs utilisables pour mesurer les variations de pression intra-colique, un bilan des resultats obtenus a l'aide de l'analyse traditionnelle des traces termine la premiere partie. La seconde, qui represente l'essentiel de l'etude, est consacree a la description de la carte d'acquisition realisee, a la presentation des algorithmes etablis et a leur application au signal de manometrie colique. L'analyse automatisee developpee assure l'elimination du bruit, l'alignement du signal, la detection, la linearisation et la separation des ondes en groupes distincts. Elle se termine par le calcul de parametres significatifs et l'edition des resultats. L'etude de la propagation de l'activite colique d'une voie a l'autre (estimation de retard) et la separation des ondes en differents types a l'aide de l'analyse en composantes principales completent ce travail

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Korifi, Rabia. "Développement de nouvelles méthodologies de traitement des signaux analytiques : application aux signaux chromatographiques. Analyse de mélanges complexes". Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4323.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur la création d'un système expert d'alignement automatique des signaux chromatographiques répondant à une problématique de dérives et de décalages de signaux rencontrée dans l'inter-comparaison de données en milieu évolutif. Après un état de l'art des différentes méthodes d'alignement qui existent dans la littérature, les performances des méthodes librement disponibles ont été testées sur des jeux de données chromatographiques simulées et réelles. A l'issu de ce travail méthodique, il s'est avéré qu'aucune des méthodes n'apportait pleinement satisfaction en matière de performances définies dans le cahier des charges. Ainsi, une optimisation de la meilleure de ces méthodes d'alignement a été développée afin qu'elle puisse être annexée à un logiciel d'acquisition et de traitement de données chromatographiques. La dernière partie de ce manuscrit traite d'une problématique complémentaire, la conformité des échantillons en terme de contrôle qualité. La similitude des pics est évaluée selon des critères développés et validés par une exploitation manuelle des données
This thesis focuses on the creation of an expert system for automatic alignment of chromatographic signals in response to a problem of drifts and shifts of signals encountered in the inter-comparison of data in evolving environment. After a state of the art of the different alignment methods that exist in the literature, the performances of freely available methods were tested on sets of simulated and real chromatographic data. At the end of this methodical work, it turned out that none of the methods did not provide fully satisfactory in terms of performance defined in the specification. Thus, an optimization of the best alignment method has been developed so that it can be attached to a software acquisition and processing of chromatographic data. The last part of this thesis deals with a complementary problem, the conformity of the samples in terms of quality control. The similarity of the peaks is evaluated according to criteria developed and validated by manual operation data

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Tesi sul tema "Analyse des signaux transitoires"

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