Tesi sul tema "Détection de bulles"

L'amélioration de la compréhension de la physiopathologie de l'accident de décompression passe par une meilleure analyse des phénomènes de sursaturation/désaturation et de leurs conséquences circulatoires et biologiques. Nous avons étudié les paramètres de plongée modifiant la production de bulles circulantes. Chez le plongeur en apnée, il ne nous a pas été possible de dépister de bulles circulantes après des plongées profondes et répétées. Chez le plongeur en scaphandre autonome, nous avons observé que la diminution de la vitesse de remontée se traduisait par une diminution de la production de bulles circulantes. Au cours de ces travaux, nous avons été confrontés à des difficultés d'étude par le Doppler continu chez certains sujets. Nous avons donc élaboré une nouvelle méthodologie de détection des bulles circulantes associant l'imagerie échographique hi-dimensionnelle et l'exploration par Doppler pulsé du flux artériel pulmonaire. Une étude comparative avec la méthode traditionnelle par Doppler continu nous a permis de vérifier ses performances. Cette méthode de détection peut être proposée en réanimation chez le sujet suspect d'embolie gazeuse iatrogène. L'étude des phénomènes aéro-emboliques ne peut résumer la maladie de la décompression. Nos études cliniques nous ont permis d'élaborer un indice de gravité qui permettra la comparaison de groupes d'accidentés. Cette étude souligne la difficulté d'appréciation individuelle de la sévérité d'un accident d'après le seul examen clinique initial. La mesure de l'hématocrite pourrait être un indice d'alerte supplémentaire en raison de l'existence d'une corrélation entre élévation de l'hématocrite et sévérité de l'accident. L'activation de la coagulation est par contre rare en pathologie humaine. Elle n'a été observée, dans notre étude, qu'en présence d'une atteinte neurologique et ne semble pas corrélée avec la gravité. Cette étude soulève de nouvelles interrogations sur la physiopathologie de l'accident chez l'homme
Better knowledge of the nitrogen supersaturation and desaturation phenomenoms together with their circulatory and biological consequences would be necessary for a better analysis of the physiopathology of the decompression illness (DCI). In this aim, we studied some parameters which could modify the production of nitrogen circulating bubbles, as an indice of nitrogen supersaturation. We demonstrated a lower circulating bubbles grade, following SCUBA dive with a lower ascent rate. We did not detect circulating bubbles after repeated and deep breath-hold living in underwater fishing divers. During those experimentations, continuous Doppler with blind positionning of the transducer appeared limited because of poor signal quality, in some subjects. In consequence, we developped a new method for the detection of circulating bubbles, which associates two-dimensionnal (2D) echocardiography and pulsed Doppler guided by 2D echocardiography. We performed a comparative study with the traditionnal continuous Doppler and we validated its performance. We think that this method for the detection of venous gas bubbles can also be proposed to critically ill patients suspected of iatrogenic venous gas embolism. Nitrogen supersaturation and desaturation phenomens may not resume DCI. We retrospectively analysed the clinical manifestations of an important population of patients victims of neurological decompression illness and we elaborated a gravity score of neurological DCI, which is necessary to allow comparaison of cohorts of patients. This first study underligned the difficulty to appreciate the individual severity with the only initial clinical signs. The venous haematocrit level may be another biological indice of severity as we demonstrated a correlation between an high haematocrit level and persistent neurological sequelae. At the contrary, we did not found any association between the severity of an accident and the activation of the coagulation

Cette thèse s'inscrit dans le projet TECNA du CEA dont l'un des objectifs est le développement d'instruments de détection et de quantification de la présence de bulles dans des écoulements de sodium liquide. Ces instruments doivent repérer d'éventuelles fuites de gaz dans les circuits des réacteurs nucléaires à neutrons rapides refroidis au sodium afin de garantir la sûreté de l'opération. L'une des techniques de mesure envisagée consiste à induire des courants de Foucault dans le liquide en écoulement à partir d'un champ magnétique alternatif. Des travaux précédents ont montré que les débitmètres à distorsion de flux, ou Eddy-Current Flow Meters (ECFM), utilisant cette technique, permettent non seulement de mesurer le débit d'un liquide métallique dans une conduite, mais aussi de détecter le passage d'inclusions électriquement isolantes (bulles ou particules).En effet, l'interaction entre le champ magnétique oscillant généré par l'ECFM et le passage d'inclusions dans un fluide conducteur produit une perturbation du champ magnétique qui est détectée par l'ECFM. Le signal mesuré dépend alors des propriétés des inclusions (positions, tailles). Ce travail traite de la détection d'inclusions électriquement isolantes dans un écoulement de métal liquide par la perturbation des courants de Foucault. L'objectif de cette thèse est la mise au point d'une boucle d'écoulement diphasique afin d'étudier le comportement des bulles de gaz dans un métal liquide en écoulement turbulent. L'objectif est aussi de mieux comprendre et de modéliser les signaux mesurés par l'ECFM liés à la perturbation des courants de Foucault par la présence des bulles.Des simulations et un modèle analytique sont développés afin de mieux appréhender l'influence de la taille et de la position des inclusions sur le signal. Une méthode inverse est mise au point pour déterminer la position radiale et le diamètre d'une inclusion à partir de l'amplitude et du déphasage de la perturbation qu'elle induit sur le signal de l'ECFM. Afin de valider la modélisation et la méthode inverse, des expériences sont menées en utilisant des particules solides en mouvement dans un métal liquide immobile. Par la suite, cette méthode est appliquée à la caractérisation de trains de bulles en ascension dans un métal statique. Une boucle expérimentale est spécialement conçue pour étudier le passage de bulles dont le diamètre est contrôlé dans un écoulement turbulent de métal liquide. Les essais réalisés permettent de valider la modélisation de l'interaction électromagnétique entre l'écoulement turbulent et les bulles, ainsi que la réponse induite dans l'ECFM. La réponse de l'ECFM induite au passage de multiples inclusions est également modélisée. Pour les taux de vide faibles, les perturbations induites par le passage de plusieurs inclusions sont obtenues par la superposition des réponses individuelles des inclusions. Les résultats obtenus révèlent l'existence de configurations d'ECFM plus sensibles à l'écoulement et d'autres plus sensibles à la présence d'inclusions. Ces modèles ouvrent des perspectives prometteuses pour le développement d'une méthode inverse permettant de mesurer le taux de vide dans un écoulement de sodium
This thesis is part of CEA's TECNA project, the aim of which is to develop instruments for detecting and quantifying the presence of bubbles in liquid sodium flows. These instruments are designed to detect any gas leaks in the circuits of sodium-cooled fast breeder reactors, in order to guarantee the safety of the operation. One of the measurement techniques considered involves inducing eddy currents in the flowing liquid, using an alternating magnetic field. Previous work has shown that Eddy-Current Flow Meters (ECFM), using this technique, can not only measure the flow of a metallic liquid in a pipe, but also detect the passage of electrically insulating inclusions (bubbles or particles).The interaction between the oscillating magnetic field generated by the ECFM and the passage of inclusions in a conductive fluid produces a disturbance in the magnetic field, which is detected by the ECFM. The measured signal then depends on the properties of the inclusions (positions, sizes). This work deals with the detection of electrically insulating inclusions in a liquid metal flow using eddy current perturbation. The aim of this thesis is to develop a two-phase flow loop to study the behavior of gas bubbles in liquid metal in turbulent flow. The aim is also to better understand and model the signals measured by the ECFM linked to the disturbance of eddy currents by the presence of bubbles.Simulations and an analytical model are developed to better understand the influence of inclusion size and position on the signal. An inverse method is developed to determine the radial position and diameter of an inclusion from the amplitude and phase shift of the perturbation it induces on the ECFM signal. In order to validate the modeling and the inverse method, experiments are carried out using solid particles in motion in a quiescent liquid metal. Subsequently, this method is applied to the characterization of ascending bubble trains in static metal. An experimental loop is specially designed to study the passage of bubbles of controlled diameter in a turbulent flow of liquid metal. The tests carried out validate the modeling of the electromagnetic interaction between the turbulent flow and the bubbles, as well as the response induced in the ECFM. The ECFM response induced by the passage of multiple inclusions is also modeled. For low void fractions, the disturbances induced by the passage of multiple inclusions are obtained by superimposing the individual responses of the inclusions. The results reveal the existence of ECFM configurations that are more sensitive to flow and others that are more sensitive to the presence of inclusions. These models open up promising prospects for the development of an inverse method for measuring the void fraction in a liquid sodium flow

Les accidents de désaturation (ADD) résultent de la formation de microbulles dans les tissus lors de la décompression. De nombreux corps de métiers sont concernés par cette problématique : plongeurs, astronautes, tunneliers, personnel médical hyperbare... On observe que ces accidents peuvent survenir alors même que les tables de décompression sont respectées. La détection et la caractérisation des bulles de décompression présentent un intérêt diagnostic potentiel pour la prévention des ADD. Aujourd’hui, la détection de microbulles est réalisée par des personnels de santé expérimentés en utilisant des systèmes Doppler. Cependant, cette approche présente une grande dépendance à l'opérateur et ne permet pas d'obtenir une information quantitative (nombre, taille) sur la distribution des bulles circulantes. Par ailleurs, elle n'est pas adaptée à la détection de bulles tissulaires.Ces limitations conduisent à mettre en oeuvre une méthode ultrasonore bifréquentielle de détection et de caractérisation par mise en résonance des microbulles. Les contraintes de mesure temps-réel, de polydispersité en taille ([1 à 200 μm]) et de sursaturation des tissus imposent d'utiliser des ondes d'excitation de très faibles puissances mais très large bande.Les solutions mises en oeuvre visent d'une part à réduire la complexité de l'instrumentation et d'autre part à prendre en considération la dynamique de l'excitation. Par ailleurs, une solution originale, ayant fait l’objet d’un dépôt de brevet, est développée. Elle permet de s'affranchir de la mise en résonance tout en conservant un caractèrediscriminant séparant bulles et tissus
Decompression sicknesses (DCS) are a consequence of microbubbles formation in tissues during decompression. Many fields are affected by this issue: divers, astronauts, tunneling, hyperbaric medical staff... It is observed that these accidents can occur even if the decompression tables are respected. The detection and characterization of decompression bubbles have a diagnostic potential for the prevention of DCS. Today, the detection of microbubbles is performed by experienced health workers using Doppler systems. However, this approach has a high dependence on the operator and does not provide quantitative information (number, size) about the distribution of circulating bubbles. Moreover, it is not suitable for the detection of stationary bubbles (tissue bubbles).These limitations lead to the development of a bi-frequency ultrasonic method for microbubbles detection and characterization by setting them into resonance. The constraints as real-time measurements, size polydispersity ([1 to 200 μm]) and saturation of tissues require the use of very low powerful excitation but high bandwidth waves.The solutions implemented are aimed firstly to reduce the complexity of the instrumentation and secondly to consider the dynamics of the excitation. In addition, an original solution, protected by a patent, has been developed. It allows to overcome the measurement of resonance while maintaining a discriminating character between bubbles and tissues

Cette thèse porte sur différentes problématiques liées à la détection, l'ajustement et l'identification de structures elliptiques en images. Nous plaçons la détection de primitives géométriques dans le cadre statistique des méthodes a contrario afin d'obtenir un détecteur de segments de droites et d'arcs circulaires/elliptiques sans paramètres et capable de contrôler le nombre de fausses détections. Pour améliorer la précision des primitives détectées, une technique analytique simple d'ajustement de coniques est proposée ; elle combine la distance algébrique et l'orientation du gradient. L'identification d'une configuration de cercles coplanaires en images par une signature discriminante demande normalement la rectification Euclidienne du plan contenant les cercles. Nous proposons une technique efficace de calcul de la signature qui s'affranchit de l'étape de rectification ; elle est fondée exclusivement sur des propriétés invariantes du plan projectif, devenant elle même projectivement invariante
This thesis deals with different aspects concerning the detection, fitting, and identification of elliptical features in digital images. We put the geometric feature detection in the a contrario statistical framework in order to obtain a combined parameter-free line segment, circular/elliptical arc detector, which controls the number of false detections. To improve the accuracy of the detected features, especially in cases of occluded circles/ellipses, a simple closed-form technique for conic fitting is introduced, which merges efficiently the algebraic distance with the gradient orientation. Identifying a configuration of coplanar circles in images through a discriminant signature usually requires the Euclidean reconstruction of the plane containing the circles. We propose an efficient signature computation method that bypasses the Euclidean reconstruction; it relies exclusively on invariant properties of the projective plane, being thus itself invariant under perspective

Dans cette thèse, nous étudions différentes problématiques d'actualité en finance quantitative. Le premier chapitre est dédié à la stabilité de la propriété de semimartingale après grossissement de la filtration de base. Nous étudions d'abord le grossissement progressif d'une filtration avec des temps aléatoires et montrons comment la décomposition de la semimartingale dans la filtration grossie est obtenue en utilisant un lien naturel entre la filtration grossie initiallement et celle grossie progressivement. Intuitivement, ce lien se résume au fait que ces deux filtrations coincident après le temps aléatoire. Nous précisons cette idée et l'utilisons pour établir des résultats connus pour certains et nouveaux pour d'autres dans le cas d'un grossissement de filtrations avec un seul temps aléatoire. Les méthodes sont alors étendues au cas de plusieurs temps aléatoires, sans aucune restriction sur l'ordre de ces temps. Nous étudions ensuite ces filtrations grossies du point de vue des rétrécissements des filtrations. Nous nous intéressons enfin au grossissement progressif de filtrations avec des processus. En utilisant des résultats de la convergence faible de tribus, nous établissons d'abord un théorème de convergence de semimartingales, que l'on appliquera dans un contexte de grossissement de filtrations avec un processus pour obtenir des conditions suffisantes pour qu'une semimartingale de la filtration de base reste une semimartingale dans la filtration grossie. Nous obtenons des premiers résultats basés sur un critère de type Jacod pour les incréments du processus utilisé pour grossir la filtration. Nous nous proposons d'appliquer ces résultats au cas d'un grossissement d'une filtration Brownienne avec une diffusion retournée en temps et nous retrouvons et généralisons quelques examples disponibles dans la littérature. Enfin, nous concentrons nos efforts sur le grossissement de filtrations avec un processus continu et obtenons deux nouveaux résultats. Le premier est fondé sur un critère de Jacod pour les temps d'atteinte successifs de certains niveaux et le second est fondé sur l'hypothèse que ces temps sont honnêtes. Nous donnons des examples et montrons comment cela peut constituer un premier pas vers des modèles dynamiques de traders initiés donnant naissance à des opportunités d'arbitrage nocives. Dans la filtration grossie, le terme à variation finie du processus de prix peut devenir singulier et des opportunités d'arbitrage (au sens de FLVR) apparaissent clairement dans ces modèles. Dans le deuxième chapitre, nous réconcilions les modèles structuraux et les modèles à forme réduite en risque de crédit, du point de vue de la contagion de crédit induite par le niveau d'information disponible à l'investisseur. Autrement dit, étant données de multiples firmes, nous nous intéressons au comportement de l'intensité de défaut (par rapport à une filtration de base) d'une firme donnée aux temps de défaut des autres firmes. Nous étudions d'abord cet effet sous des spécifications différentes de modèles structuraux et sous différents niveaux d'information, et tirons, par l'exemple, des conclusions positives sur la présence d'une contagion de crédit. Néanmoins, comme plusieurs exemples pratiques ont un coup calculatoire élevé, nous travaillons ensuite avec l'hypothèse simplificatrice que les temps de défaut admettent une densité conditionnelle par rapport à la filtration de base. Nous étendons alors des résultats classiques de la théorie de grossissement de filtrations avec des temps aléatoires aux temps aléatoires non-ordonnés admettant une densité conditionnelle et pouvons ainsi étendre l'approche classique de la modélisation à forme réduite du risque de crédit à ce cas général. Les intensités de défaut sont calculées et les formules de pricing établies, dévoilant comment la contagion de crédit apparaît naturellement dans ces modèles. Nous analysons ensuite l'impact d'ordonner les temps de défaut avant de grossir la filtration de base. Si cela n'a aucune importance pour le calcul des prix, l'effet est significatif dans le contexte du management de risque et devient encore plus prononcé pour les défauts très corrélés et asymétriquement distribués. Nous proposons aussi un schéma général pour la construction et la simulation des temps de défaut, étant donné qu'un modèle pour les densités conditionnelles a été choisi. Finalement, nous étudions des modèles de densités conditionnelles particuliers et la contagion de crédit induite par le niveau d'information disponible au sein de ces modèles. Dans le troisième chapitre, nous proposons une méthodologie pour la détection en temps réel des bulles financières. Après la crise de crédit de 2007, les bulles financières ont à nouveau émergé comme un sujet d'intéret pour différents acteurs du marché et plus particulièrement pour les régulateurs. Un problème ouvert est celui de déterminer si un actif est en période de bulle. Grâce à des progrès récents dans la caractérisation des bulles d'actifs en utilisant la théorie de pricing sous probabilité risque-neutre qui caractérise les processus de prix d'actifs en bulles comme étant des martingales locales strictes, nous apportons une première réponse fondée sur la volatilité du processus de prix de l'actif. Nous nous limitons au cas particulier où l'actif risqué est modélisé par une équation différentielle stochastique gouvernée par un mouvement Brownien. Ces modèles sont omniprésents dans la littérature académique et en pratique. Nos méthodes utilisent des techniques d'estimation non paramétrique de la fonction de volatilité, combinées aux méthodes d'extrapolation issues de la théorie des reproducing kernel Hilbert spaces. Nous illustrons ces techniques en utilisant différents actifs de la bulle internet (dot-com bubble)de la période 1998 - 2001, où les bulles sont largement acceptées comme ayant eu lieu. Nos résultats confirment cette assertion. Durant le mois de Mai 2011, la presse financière a spéculé sur l'existence d'une bulle d'actif après l'OPA sur LinkedIn. Nous analysons les prix de cet actif en nous basant sur les données tick des prix et confirmons que LinkedIn a connu une bulle pendant cette période. Le dernier chapitre traite des variances swaps échantillonnés en temps discret. Ces produits financiers sont des produits dérivés de volatilité qui tradent activement dans les marchés OTC. Pour déterminer les prix de ces swaps, une approximation en temps continu est souvent utilisée pour simplifier les calculs. L'intérêt de ce chapitre est d'étudier les conditions garantissant que cette approximation soit valable. Les premiers théorèmes caractérisent les conditions sous lesquelles les valeurs des variances swaps échantillonnés en temps discret sont finies, étant donné que les valeurs de l'approximation en temps continu sont finies. De manière étonnante, les valeurs des variances swaps échantillonnés en temps discret peuvent etre infinies pour des modèles de prix raisonnables, ce qui rend la pratique de marché d'utiliser l'approximation en temps continu invalide. Des examples sont fournis. En supposant ensuite que le payoff en temps discret et son approximation en temps continu ont des prix finis, nous proposons des conditions suffisantes pour qu'il y ait convergence de la version discrète vers la version continue. Comme le modèle à volatilité stochastique 3/2 est de plus en plus populaire, nous lui appliquons nos résultats. Bien que nous pouvons démontrer que les deux valeurs des variances swaps sont finies, nous ne pouvons démontrer la convergence de l'approximation que pour certaines valeurs des paramètres du modèle.

A Generation IV Sodium cooled Fast Reactor (SFR) is being researched and developed at CEA, Cadarache France under the project named ASTRID. Monitoring gas presence in SFR is important with respect to its safe operation. In accordance with the principles of diversity, techniques based on different measurement principles have been proposed. This thesis concerns the detection and characterization of void using magnetic flux perturbation principle. An Eddy Current Flow Meter (ECFM) device is used for this purpose. From the technological point of view, the objective is to evaluate the feasibility of ECFM as a flow and/or void monitoring/characterizing device; and to determine which parameters are of interest and what are the precision of these measurements; and whether it is possible to measure the flow rate and void fraction simultaneously with the same ECFM device. From the physics point of view, the ECFM system involves the magnetic flux perturbation due to voids in the presence of Faraday induction and Lorentz force effects. Therefore ECFM integrated signal contains informations about the void, Faraday induction and Lorentz force effects based perturbation in magnetic flux and their couplings. Our objective is to understand the nature and extent of these couplings. Specific experiments have been developed to study the effects of flow velocity, void fraction and magnetic flux pulsations on the response of an ECFM. It consists in modeling the two-phase flow by a moving aluminium rod (plug flow) with holes and grooves to simulate voids. Flow velocity range of variation was 0