Дисертації з теми "Préservation des structures fines"

Habituellement les etats electroniques vides au-dessus du niveau de fermi sont etudies par l'absorption x (xas) ou par la photoemission inverse (ipe). De meme pour sonder l'ordre local dans les materiaux, la spectroscopie usuellement utilisee est l'exafs. On peut cependant mettre en uvre d'autres techniques spectroscopiques de laboratoire basees sur les pertes d'energie electronique pres des seuils d'ionisation (eelnes: electron energy-loss near adge structure) ou loin des seuils (eelfs: electron energy-loss fine structure) pour acceder respectivement aux proprietes electroniques (etats vides) et structurales (ordre local) dans les materiaux. De meme, l'analyse des structures fines oscillantes qui apparaissent apres les pics auger permet d'obtenir des informations liees a l'ordre local. Notre etude sur des materiaux massifs polycristallins (fe, co et cu) et sur l'interface co/si(111) bien connue, montre que ces oscillations dans les spectres auger (exfas: extended fine auger structure) peuvent etre interpretees effectivement en terme d'ordre local, de la meme facon que l'eelfs et l'exafs. Nous avons utilise cette technique (exfas) ainsi que d'autres spectroscopies (aes, els, eelnes) pour etudier les proprietes physico-chimiques, structurales et electroniques du systeme fe/se(111). L'ensemble des resultats montre clairement que l'interface est diffuse a temperature ambiante jusqu'a des depots de 12 a de fer. Pour des recouvrements plus importants (>12 a) on observe la croissance d'un film de metal pur. A l'interface (pour des depots inferieurs a 4 a) il se forme un compose mixte fesi#x avec 1x2

La dernière décennie a vu l'exploitation d'application d'inspection automatique dans plusieurs domaines grâce à l'avancé des capteurs de vision et des méthodes d'analyse de texture et de segmentation d'images. Cependant, la nature difficile des images de chaussées (fortement texturée), la petite taille des défauts (fissures) conduisent au constat que l'inspection dans ce domaine est réalisée manuellement. Chaque année, en France, des opérateurs doivent visualiser des milliers de kilomètres d'images de route pour y relever des dégradations. Cette façon de faire est couteuse, lente et a un résultat plutôt subjectif. L'objectif de ce travail de thèse est de développer une méthode permettant la détection et la classification des fissures automatiquement sur ces images de chaussées. Le coeur de la thèse est une nouvelle méthode de segmentation, la Free Form Anisotropy (FFA). D'une part, elle permet de prendre en compte simultanément les attributs concernant la forme et l'intensité des pixels d'une fissure pour la détection. D'autre part, une nouvelle modélisation est utilisée en recherchant des chemins minima dans des graphes (images) afin de trouver la forme de la fissure dès qu'elle est présente dans l'image. Après la segmentation, l'extraction et la classification de défauts sont réalisées par une transformée de Hough et par le calcul de l'orientation locale des pixels. Les résultats expérimentaux ont été obtenus à partir de plusieurs bases d'images et compares avec des méthodes existantes.

La fragilite a temperature ambiante des aluminiures de titane limite pour l'instant leur developpement. Outre leurs microstructures, leur structure electronique semble jouer un role preponderant sur leurs proprietes plastiques (structures de cur des dislocations, energies de faute, relief de peierls). L'ajout en faible quantite d'elements (cr, nb, mn) modifie les liaisons et ameliore dans certains cas la ductilite. Dans ce travail, l'ordre atomique local et la structure electronique du materiau sont etudies par spectrometries de pertes d'energie d'electrons et d'absorption x. Grace a une approche en diffusion multiple, la structure cristallographique locale des composes definis du diagramme ti-al a pu etre resolue sur plusieurs distances inter-atomiques. L'analyse des facteurs debye-waller dans tial montre que les liaisons entre premiers voisins titanes sont plus rigides que celles entre titane et aluminium. Les sites de substitution d'elements d'addition dans les alliages (ti#4#6al#5#4#)#9#7x#3 (x=mn,nb,cr) ont ete determines par alchemi et exafs. Le mn et le nb se substituent au titane alors que le chrome semble occuper les deux sites. On montre egalement qu'il existe une dilatation locale de la matrice autour du solute. L'analyse detaillee des structures fines au seuil par des formalismes de structure de bande et de diffusion multiple a revele que l'approximation a un electron est valide pour la description de ces alliages et que l'utilisation de potentiels non auto-coherents n'est pas critique. Un accord satisfaisant entre experience et theorie obtenu pour les etats inoccupes a permis de confirmer l'existence de fortes hybridations ti-dti-d et ti-dal-sp. Le caractere covalent des liaisons ti-al constitue certainement un parametre important dans le comportement fragile de tial. L'influence des elements d'addition sur la repartition de la densite de charge a montre qu'ils avaient pour effet d'augmenter legerement l'intensite des liaisons dd dans les plans (001).

Afin d'interpreter les structures apparaissant avant le seuil k d'absorption x du titane et du vanadium dans les composes tio2, vopo4,2h2o et v2o5, nous avons calcule la section efficace d'absorption dans un formalisme de diffusion multiple. Nous avons demontre que la convergence vers une valeur physique de la section efficace d'absorption, dans la region du preseuil, n'est possible qu'en effectuant un calcul de diffusion multiple totale entre les couches. Dans le cas des composes ou la structure cristalline contient des octaedres mo6 (m est un metal de transition), les pics de preseuil peuvent etre interpretes comme une superposition des transitions vers les orbitales t2g et eg des differents octaedres. Le potentiel de cur resultant du processus d'absorption stabilise les orbitales de l'octaedre absorbant. La prise en compte du potentiel de cur ainsi que de son ecrantage est indispensable pour un traitement correct de la region du preseuil. Dans le cas ou les octaedres mo6 sont lies directement par des aretes, la prise en compte de tous les octaedres voisins de l'octaedre absorbant donne des resultats en concordance raisonnable avec l'experience. Dans le cas des composes presentant une forte asymetrie, l'utilisation de l'approximation de muffin tin est grossiere. Il serait necessaire d'apporter des corrections qui prennent en compte la forte anisotropie de ce genre de composes. Enfin, nous proposons une interpretation de la dependance en temperature des structures de preseuil

Pour comprendre le lien entre les modulations d'absorption x et la geometrie d'un compose, nous avons calcule les sections efficaces en diffusion multiple (d. M. ) sur quelques composes de structure rutile. Les differents parametres du probleme ont ete etudies. Plusieurs analyses ont ete pratiquees sur le dioxyde de titane: une analyse atomique: creation de une ou plusieurs lacunes dans le cluster, effet des modes de vibration ; une etude en couches a l'aide du programme icxanes afin de comprendre l'influence de la dm entre et dans les couches, une analyse par chemin avec le programme feff6. D'autre part, nous avons etudie l'effet du potentiel d'echange: le type hedin-ludqvist rend mieux compte des modulations (amplitude et position) pour la region xanes (structures exafs peu prononcees ou absentes), alors que le type dirac-hara montre de meilleurs contrastes pour l'exafs (structures xanes trop amplifiees). Au cours de nos differentes analyses, nous avons montre l'importance de la dm dans la premiere couche pour la premiere structure du seuil nommee c et la dm entre les autres couches pour la seconde (d). De plus, nous avons pu confirmer que la separation des modulations c et d est caracteristique de la geometrie rutile (empilement d'octaedres). La variation des longueurs de liaisons apicales, equatoriales ou encore de l'angle equatorial modifie les amplitudes des structures. Nous avons aussi etudie vo#2 et mnf#2 rutiles et degage ainsi des traits communs a la structure rutile. Nous avons examine enfin deux autres formes du dioxyde de titane et de vanadium: l'anatase (temperature ambiante) et le vo#2 monoclinique

Nanoparticle self-assembly is a versatile and coherent strategy for the development of functional nanostructured materials, offering low-cost and scalable methods that can be fine-tuned for many different specific application. Functionalized nanoparticles could be spread at the interface of liquid/gas by means of self-assembly. In this work, we demonstrate a pathway for the fabrication of tailorable quasi two-dimensional lattices of gold nanoparticles with several core sizes and shapes (5, 10, 20, 30, 40 nm and nano-urchin) to be used in surface enhanced Raman scattering (SERS) detection of biomolecules. Upon spreading gold nanoparticles at the water/air interface in this research, we used the Langmuir-Blodgett technique as a way of making supra-molecular and nano-structure assembly in ultrathin films with a controlled layered and spatial structure, which have many envisioned technological applications for several branches of science as well as to develop SERS substrates. Monolayers of gold particles were transferred at a target lateral density using the Langmuir–Blodgett technique. Once gold nanoparticles were firmly adhered to the substrate, we used electroless plating to let the nanoparticle grow, thus tuning the plasmonic response and leading to SERS enhancement. Compared to direct deposition, chemical deposition or lithographic methods, our protocol enables to obtain consistent results and much higher coverages of Au nanoparticles thanks to the active control of the surface pressure of the spread monolayers. Prepared substrates were analyzed with different techniques such as UV/VIS spectroscopy, SEM and TEM microscopy. We have demonstrated that, for a given particle size, the enhancement for SERS detection of a referent analyte, 4-MBA, can be tuned by controlling the packing density of the nanoparticles at the water/air interface by adjusting the surface pressure using the Langmuir film balance setup. The other factor which affects the SERS signals is the thickness of a subsequent gold layer, deposited and tuned by using electroless plating. After finding the optimum conditions of surface pressure and electroplating time for 10 nm gold nanoparticles, we entered the second phase of the experiments to unveil the effect of gold nanoparticle size on our study. SERS data of different- sized nanoparticles did not prove that bigger particles result in better SERS signals. However, urchin-shaped gold nanoparticles have shown more intense signals in comparison with spherical nanoparticles. For the same conditions of preparation, we achieved better result by using urchin-shaped nanoparticles. In order to test our substrate efficiency to detect more substances, in the final step of this research, we investigated and performed tests on Thiram and Carbaryl as water-polluting molecules that are widely using as pesticide compounds. We performed several SERS measurements with different substrates and studied the effect of gold nanoparticles shape, contact time between substrate and pollutant solution, substrate functionalization with thiol groups, and effect of pollutant solution concentration on SERS signals. Finally, we report the limit of pollutant detection with our prepared substrates.
El procés d’autoassemblatge de nanopartícules és una estratègia versàtil i coherent per al desenvolupament de materials nanoestructurats funcionals, que ofereix mètodes de baix cost i escalables que es poden ajustar per a diferents aplicacions específiques. Les nanopartícules funcionalitzades es podrien estendre a la interfície de líquid / gas mitjançant un fenomen d’autoassemblatge. En aquest treball, demostrem una via per a la fabricació de xarxes quasi bidimensionals adaptables de nanopartícules d’or amb diverses mides i formes de nucli (5, 10, 20, 30, 40 nm i nano-eriçó) que s’utilitzaran per a la detecció de biomolècules en dispersió Raman de superfície millorada (SERS). En estendre nanopartícules d’or a la interfície aigua / aire en aquesta investigació, hem utilitzat la tècnica Langmuir-Blodgett com una manera de fer un assemblatge de nanoestructures en pel·lícules ultrafines amb una estructura espacial i de capes controlades, que tenen moltes aplicacions tecnològiques potencials en diverses branques de la ciència, com ara substrats SERS. Les monocapes de partícules d'or es transfereixen, a una densitat lateral determinada, sobre substrats de vidre o sílice mitjançant la tècnica LB. Una vegada que les nanopartícules d'or s’han adherit fermament al substrat, vam utilitzar un mètode d’electrodeposició d’or sense electròlisi per fer créixer le nanopartícules, ajustant així la resposta plasmònica i la millora del SERS. En comparació amb la deposició directa, la deposició química o els mètodes litogràfics, el nostre protocol permet obtenir resultats consistents i una cobertura molt més gran de nanopartícules d’or gràcies al control actiu de la pressió superficial de la monocapa estesa sobre la interfície aigua/aire. Els substrats preparats es van analitzar amb diferents tècniques com l'espectroscòpia UV / VIS, microscòpia SEM i TEM. Hem demostrat que, per a una mida de partícula determinada, la millora per a la detecció SERS d’un analit referent, 4-MBA, es pot ajustar controlant la densitat d’empaquetament de les nanopartícules a la interfície aigua / aire ajustant la pressió superficial mitjançant la balança de pel·lícules de Langmuir. L’altre factor que afecta els senyals SERS és el gruix de la capa d’or dipositada posteriorment mitjançant una tècnica no-electrolítica. Després de trobar els paràmetres òptims de pressió superficial i temps d’electrodeposició per a nanopartícules d’or de 10 nm, vam entrar a la segona fase de l’estudi per descobrir l’efecte de la mida de les nanopartícules d’or en el nostre sistema. Tot i que les dades SERS de nanopartícules de diferent mida no van indicar que les partícules més grans donessin millors senyals SERS, les nanopartícules d'or en forma d’eriçó han mostrat senyals més intensos en comparació amb les nanopartícules esfèriques. En les mateixes condicions de preparació, vam obtenir un millor resultat mitjançant l’ús de nanopartícules de forma d’eriçó. Per tal de provar l’eficiència del nostre substrat per detectar més substàncies, en el darrer pas d’aquesta investigació vam investigar i realitzar proves emprant Thiram i Carbaryl com a molècules contaminants de l’aigua que s’utilitzen àmpliament com a compostos pesticides. Hem realitzat diverses mesures de SERS amb substrats diferents i hem estudiat l’efecte de a) la forma de les nanopartícules d’or, b) el temps de contacte entre el substrat i la solució contaminant, c) la funcionalització del substrat amb grups tiol i d) l’efecte de la concentració de solució contaminant en els senyals SERS. Finalment, informem del límit de detecció d’aquests contaminants amb els nostres substrats nanoestructurats.

La methode de diffusion multiple avec l'approximation de la densite locale de spin ms-lsd a montre depuis longtemps son interet dans le calcul de la structure electronique et des proprietes monoelectroniques de complexes organometalliques. Nous en rappelons les fondements dans le premier chapitre de ce memoire. Cette methode est particulierement bien adaptee aux molecules globulaires plus ou moins spheriques. La premiere partie de ce travail porte sur son application a l'etude de la structure fine d'absorption des rayons x de complexes moleculaires. En particulier, nous avons montre dans le troisieme chapitre qu'il est possible d'interpreter les premieres structures autour du seuil par des transitions monoelectroniques vers des etats lies du continuum. Nous examinons, pour les complexes tetraedriques (mno#4#n#: n-1,2,3, fecl#4#n#:n=1,2) et octaedriques fecl#6#3#, l'influence sur les structures du seuil des parametres electroniques et structuraux: etat de spin et degre d'oxydation du metal de transition, symetrie du site, distance metal-coordinat. Simultanement, nous avons developpe l'adaptation du formalisme ms-lsd vers le cas de symetrie ellipsoidale, qui conviendrait mieux a la description de molecules ou de complexes oblongs. La seconde partie de ce travail est consacree a la presentation des developpements necessaires a l'utilisation d'une symetrie ellipsoidale dans le volume exterieur enveloppant la molecule. Le dernier chapitre expose les premiers resultats obtenus

En vision robotique, segmenter une image consiste à décomposer cette image en régions homogènes, en associant un label à chaque élément la constituant. Cette thèse propose une approche générique vis à vis de ces éléments, pixels ou superpixels, en les désignant communément sous le terme de sites. La résolution du problème inverse qu'est la segmentation d'images est généralement rendue robuste au bruit grâce à la formulation d'une hypothèse Markovienne sur le champ des labels, et d'un a priori d'homogénéité des labels au sein des voisinages. Cependant, la solution optimale (ou régularisée) tend alors à présenter des artéfacts indésirables, notablement la perte prématurée des structures fines, définies comme des structures dont la taille est réduite selon au moins une dimension. La construction de voisinages anisotropes adaptés à ces structures permet de pallier ce problème. Ces voisinages sont calculés après une première étape d'estimation des orientations des structures fines présentes dans l'image. Trois options, dont deux adaptées de la littérature, sont proposées pour réaliser cette étape cruciale : la minimisation d'une énergie, le vote de tenseurs, et le RORPO. À partir des cartes d'orientation obtenues, quatres méthodes de construction des voisinages anisotropes sont retenues. Tout d'abord, un voisinage défini par des formes géométriques est présenté, puis la restriction à un nombre fini de configurations pour chaque site permet de formuler un voisinage basé sur un dictionnaire. Enfin, deux voisinages basés sur des chemins entre sites (l'un à extrémités fixées et l'autre à taille constante) sont considérés, tous deux faisant intervenir une énergie à minimiser. Dans ce manuscrit, les segmentations obtenues par estimateur du Maximum A Posteriori (obtenu à partir de coupes de graphes) avec les voisinages anisotropes proposés sont comparées à celles supposant un voisinage isotrope dans le cas de deux applications : la détection de structures fines et la reconstruction de cartes de profondeur en Shape From Focus. Les résultats des différentes variantes proposées sont évalués qualitativement et quantitativement dans le but de souligner les apports de la méthode proposée
In the field of computer vision, image segmentation aims at decomposing an image into homogeneous regions. While usually an image is composed of a regular lattice of pixels, this manuscript proposes through the term of site a generic approach able to consider either pixels or superpixels. Robustness to noise in this challenging inverse problem is achieved by formulating the labels as a Markov Random Field, and finding an optimal segmentation under the prior that labels should be homogeneous inside the neighborhood of a site. However, this regularization of the solution introduces unwanted artifacts, such as the early loss of thin structures, defined as structures whose size is small in at least one dimension. Anisotropic neighborhood construction fitted to thin structures allows us to tackle the mentioned artifacts. Firstly, the orientations of the structures in the image are estimated from any of the three presented options: The minimization of an energy, Tensor Voting, and RORPO. Secondly, four methods for constructing the actual neighborhood from the orientation maps are proposed: Shape-based neighborhood, computed from the relative positioning of the sites, dictionary-based neighborhood, derived from the discretization to a finite number of configurations of neighbors for each site, and two path-based neighborhoods, namely target-based neighborhood with fixed extremities, and cardinal-based neighborhood with fixed path lengths. Finally, the results provided by the Maximum A Posteriori criterion (computed with graph cuts optimization) with these anisotropic neighborhoods are compared against isotropic ones on two applications: Thin structure detection and depth reconstruction in Shape From Focus. The different combinations of guidance map estimations and neighborhood constructions are illustrated and evaluated quantitatively and qualitatively in order to exhibit the benefits of the proposed approaches

Les méthodes d'algèbres linéaire classiques, pour le calcul de valeurs et vecteurs propres d'une matrice, ou des approximations de rangs inférieurs (low-rank approximations) d'une solution, etc..., ne tiennent pas compte des structures de matrices. Ces dernières sont généralement détruites durant le procédé du calcul. Des méthodes alternatives préservant ces structures font l'objet d'un intérêt important par la communauté. Cette thèse constitue une contribution dans ce domaine. La décomposition SR peut être calculé via l'algorithme de Gram-Schmidt symplectique. Comme dans le cas classique, une perte d'orthogonalité peut se produire. Pour y remédier, nous avons proposé deux algorithmes RSGSi et RMSGSi qui consistent à ré-orthogonaliser deux fois les vecteurs à calculer. La perte de la J-orthogonalité s'est améliorée de manière très significative. L'étude directe de la propagation des erreurs d'arrondis dans les algorithmes de Gram-Schmidt symplectique est très difficile à effectuer. Nous avons réussi à contourner cette difficulté et donner des majorations pour la perte de la J-orthogonalité et de l'erreur de factorisation. Une autre façon de calculer la décomposition SR est basée sur les transformations de Householder symplectique. Un choix optimal a abouti à l'algorithme SROSH. Cependant, ce dernier peut être sujet à une instabilité numérique. Nous avons proposé une version modifiée nouvelle SRMSH, qui a l'avantage d'être aussi stable que possible. Une étude approfondie a été faite, présentant les différentes versions : SRMSH et SRMSH2. Dans le but de construire un algorithme SR, d'une complexité d'ordre O(n³) où 2n est la taille de la matrice, une réduction (appropriée) de la matrice à une forme condensée (J(Hessenberg forme) via des similarités adéquates, est cruciale. Cette réduction peut être effectuée via l'algorithme JHESS. Nous avons montré qu'il est possible de réduire une matrice sous la forme J-Hessenberg, en se basant exclusivement sur les transformations de Householder symplectiques. Le nouvel algorithme, appelé JHSJ, est basé sur une adaptation de l'algorithme SRSH. Nous avons réussi à proposer deux nouvelles variantes, aussi stables que possible : JHMSH et JHMSH2. Nous avons constaté que ces algorithmes se comportent d'une manière similaire à l'algorithme JHESS. Une caractéristique importante de tous ces algorithmes est qu'ils peuvent rencontrer un breakdown fatal ou un "near breakdown" rendant impossible la suite des calculs, ou débouchant sur une instabilité numérique, privant le résultat final de toute signification. Ce phénomène n'a pas d'équivalent dans le cas Euclidien. Nous avons réussi à élaborer une stratégie très efficace pour "guérir" le breakdown fatal et traîter le near breakdown. Les nouveaux algorithmes intégrant cette stratégie sont désignés par MJHESS, MJHSH, JHM²SH et JHM²SH2. Ces stratégies ont été ensuite intégrées dans la version implicite de l'algorithme SR lui permettant de surmonter les difficultés rencontrées lors du fatal breakdown ou du near breakdown. Rappelons que, sans ces stratégies, l'algorithme SR s'arrête. Finalement, et dans un autre cadre de matrices structurées, nous avons présenté un algorithme robuste via FFT et la matrice de Hankel, basé sur le calcul approché de plus grand diviseur commun (PGCD) de deux polynômes, pour résoudre le problème de la déconvolution d'images. Plus précisément, nous avons conçu un algorithme pour le calcul du PGCD de deux polynômes bivariés. La nouvelle approche est basée sur un algorithme rapide, de complexité quadratique O(n²), pour le calcul du PGCD des polynômes unidimensionnels. La complexité de notre algorithme est O(n²log(n)) où la taille des images floues est n x n. Les résultats expérimentaux avec des images synthétiquement floues illustrent l'efficacité de notre approche
The classical linear algebra methods, for calculating eigenvalues and eigenvectors of a matrix, or lower-rank approximations of a solution, etc....do not consider the structures of matrices. Such structures are usually destroyed in the numerical process. Alternative structure-preserving methods are the subject of an important interest mattering to the community. This thesis establishes a contribution in this field. The SR decomposition is usually implemented via the symplectic Gram-Schmidt algorithm. As in the classical case, a loss of orthogonality can occur. To remedy this, we have proposed two algorithms RSGSi and RMSGSi, where the reorthogonalization of a current set of vectors against the previously computed set is performed twice. The loss of J-orthogonality has significantly improved. A direct rounding error analysis of symplectic Gram-Schmidt algorithm is very hard to accomplish. We managed to get around this difficulty and give the error bounds on the loss of the J-orthogonality and on the factorization. Another way to implement the SR decomposition is based on symplectic Householder transformations. An optimal choice of free parameters provided an optimal version of the algorithm SROSH. However, the latter may be subject to numerical instability. We have proposed a new modified version SRMSH, which has the advantage of being numerically more stable. By a detailes study, we are led to two new variants numerically more stables : SRMSH and SRMSH2. In order to build a SR algorithm of complexity O(n³), where 2n is the size of the matrix, a reduction to the condensed matrix form (upper J-Hessenberg form) via adequate similarities is crucial. This reduction may be handled via the algorithm JHESS. We have shown that it is possible to perform a reduction of a general matrix, to an upper J-Hessenberg form, based only on the use of symplectic Householder transformations. The new algorithm, which will be called JHSH algorithm, is based on an adaptation of SRSH algorithm. We are led to two news variants algorithms JHMSH and JHMSH2 which are significantly more stable numerically. We found that these algortihms behave quite similarly to JHESS algorithm. The main drawback of all these algorithms (JHESS, JHMSH, JHMSH2) is that they may encounter fatal breakdowns or may suffer from a severe form of near-breakdowns, causing a brutal stop of the computations, the algorithm breaks down, or leading to a serious numerical instability. This phenomenon has no equivalent in the Euclidean case. We sketch out a very efficient strategy for curing fatal breakdowns and treating near breakdowns. Thus, the new algorithms incorporating this modification will be referred to as MJHESS, MJHSH, JHM²SH and JHM²SH2. These strategies were then incorporated into the implicit version of the SR algorithm to overcome the difficulties encountered by the fatal breakdown or near-breakdown. We recall that without these strategies, the SR algorithms breaks. Finally ans in another framework of structured matrices, we presented a robust algorithm via FFT and a Hankel matrix, based on computing approximate greatest common divisors (GCD) of polynomials, for solving the problem pf blind image deconvolution. Specifically, we designe a specialized algorithm for computing the GCD of bivariate polynomials. The new algorithm is based on the fast GCD algorithm for univariate polynomials , of quadratic complexity O(n²) flops. The complexitiy of our algorithm is O(n²log(n)) where the size of blurred images is n x n. The experimental results with synthetically burred images are included to illustrate the effectiveness of our approach

Le transport routier est un contributeur majeur à la dégradation de la qualité de l'air en zone urbaine, et notamment en particules fines et ultrafines. Ces dernières sont néfastes pour la santé des citadins, pouvant aggraver voire causer des pathologies pulmonaires et cardio-vasculaires. Dans le cadre de cette thèse, on s'intéresse alors à l'évolution des particules issues des échappements des poids lourds, à partir de leur émission. L'objectif principal de cette thèse consiste à mettre en lumière l'étendue de la dispersion des particules émises autour et dans le sillage d'un poids lourd. Des méthodes numériques basées sur une approche Euler-Lagrange ont alors été utilisées afin de simuler et de caractériser la topologie de l'écoulement d'air autour du camion, par l'approche RANS (Reynold-Averaged Navier-Stokes), puis la phase dispersée, par une approche lagrangienne. Ces simulations ont été supportées par des mesures en soufflerie, dans le sillage d'un modèle de poids lourd à échelle réduite. La PIV (Particle Image Velocimetry) a été utilisée pour l'analyse des champs de vitesse de l'air, tandis que la dispersion de particules solides ultrafines a été caractérisée au travers de la mesure des champs de concentrations par granulomètre. L'écoulement de sillage du poids lourd est totalement détaché au niveau de la paroi arrière de celui-ci, faisant apparaître une zone de recirculation principalement composée d'un large tourbillon qui se forme à partir de l'écoulement provenant du dessous de la remorque. La dynamique des particules émises par les échappements des poids lourds apparaît comme étant fortement corrélée aux structures tourbillonnaires présentes notamment dans son sillage. En effet, les particules tendent à se concentrer préférentiellement sur la périphérie du tourbillon principal, ainsi que dans les zones de faible intensité turbulente. Le mouvement des particules les plus inertielles (diamètre > 2,5~mu m) est dominé par la gravité, tandis que c'est la turbulence qui est principalement responsable du mouvement et du dépôt des particules les plus fines (diamètre < 2,5~mu m). La position et l'orientation du pot d'échappement ont également une influence considérable sur l'étendue de la dispersion et la répartition des particules dans le sous-bassement et le sillage du poids lourd. En effet, lorsque les particules sont émises par le dessous du poids lourd, elles se concentrent en majorité dans la zone de recirculation, à moins de 1,85H (H étant la hauteur de la remorque), et à hauteur humaine. A l'inverse, les particules émises par le dessus du poids lourd ne sont qu'en très faible part ré-entraînées dans la zone de recirculation et se concentrent au dessus de celle-ci, soit à l'équivalent de 2,6~m (0,9H) du sol. L'exposition des différentes populations aux particules émises par les poids lourds pourrait alors être fortement limitée quand les échappements sont libérés sur le dessus du poids lourd, dans des conditions similaires de roulage
Road transportation is a major contributor to air quality pollution in urban areas, particularly in fine and ultrafine particles. These pollutants are harmful to human health, as they can worsen or cause lung and cardiovascular diseases. In this context, we are interested in the evolution of particles emitted from heavy truck exhausts, starting from their emission. The main objective of this thesis is to study the extent of particle dispersion emitted by heavy truck's exhausts, around and in the wake of heavy trucks. Numerical methods based on an Euler-Lagrange approach were used to simulate and characterize the airflow topology around the truck, using the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) method for the fluid phase and a Lagrangian approach for the dispersed phase. These simulations were supported by wind tunnel measurements in the wake of a reduced-scale model of a heavy truck. Particle Image Velocimetry (PIV) was used for analyzing the air velocity fields, while the dispersion of ultrafine solid particles was characterized by measuring concentration fields using a granulometer. The truck's wake flow is completely detached at the rear of the trailer, revealing a recirculation zone mainly composed of a large vortex, coming from the under-trailer. Particles' dynamics appears to be dominated by turbulence and strongly correlated with vortical structures, especially in the wake of the truck. Indeed, particles tend to concentrate preferentially on the periphery of the main vortex formed behind the truck, as well as in areas of low turbulent intensity. The movement of most inertial particles (diameter > 2.5~mu m) is dominated by gravity, while turbulence is mainly responsible for the movement and deposition of the finest particles (diameter < 2.5~mu m). The position and orientation of the exhaust pipe also have a significant influence on the extent of dispersion and the distribution of particles in the underbody and in the wake of the heavy truck. Indeed, when particles are emitted from the under-trailer, most of them are concentrated in the recirculation zone, less than 1.85H away from the trailer (H being the height of the trailer), and at human height. On the other hand, the particles emitted on the top of the truck are very rarely re-entrained in the recirculation zone, and are mostly concentrated above it, at a height equivalent to 2.6~m (0,9H) above ground level. The exposure of populations to the particles emitted by heavy goods vehicles could therefore be sharply limited when the exhausts are released from top of the truck

Le travail illustré par ce manuscrit de thèse présente l'étude structurale d'hétéro-structures semi-conductrices à base de nitrures d'éléments III avec l'un des outils les plus puissants de la recherche scientifique: le rayonnement synchrotron. La cartographie haute résolution de l'espace réciproque, la diffraction anomale multi-longueur d'onde, la spectroscopie d'absorption X et la spectroscopie en condition de diffraction nous ont permis de caractériser la structure à l'échelle atomique de différentes régions d'un même système. Dans un premier temps, nous montrons que les nanofils GaN sur Si(111) ont une polarité N et proposons un mécanisme de nucléation. Dans un second temps, nous mettons en évidence un phénomène d'inter-diffusion stimulée par la contrainte dans les boîtes quantiques GaN / AlN recuites à haute température. Enfin, nous observons la présence d'un ordre local à courte distance dans les nanofils coeur-coquille InGaN / GaN. Cette organisation atomique pourrait être induite par la présence de contrainte, nous avons initié une étude de l'anisotropie de l'ordre à courte distance pour explorer cette hypothèse.

Dans cette thèse, nous nous proposons d'étudier et de traiter conjointement plusieurs problèmes phares en traitement d'images incluant le recalage d'images qui vise à apparier deux images via une transformation, la segmentation d'images dont le but est de délimiter les contours des objets présents au sein d'une image, et la décomposition d'images intimement liée au débruitage, partitionnant une image en une version plus régulière de celle-ci et sa partie complémentaire oscillante appelée texture, par des approches variationnelles locales et non locales. Les relations étroites existant entre ces différents problèmes motivent l'introduction de modèles conjoints dans lesquels chaque tâche aide les autres, surmontant ainsi certaines difficultés inhérentes au problème isolé. Le premier modèle proposé aborde la problématique de recalage d'images guidé par des résultats intermédiaires de segmentation préservant la topologie, dans un cadre variationnel. Un second modèle de segmentation et de recalage conjoint est introduit, étudié théoriquement et numériquement puis mis à l'épreuve à travers plusieurs simulations numériques. Le dernier modèle présenté tente de répondre à un besoin précis du CEREMA (Centre d'Études et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement) à savoir la détection automatique de fissures sur des images d'enrobés bitumineux. De part la complexité des images à traiter, une méthode conjointe de décomposition et de segmentation de structures fines est mise en place, puis justifiée théoriquement et numériquement, et enfin validée sur les images fournies
In this thesis, we study and jointly address several important image processing problems including registration that aims at aligning images through a deformation, image segmentation whose goal consists in finding the edges delineating the objects inside an image, and image decomposition closely related to image denoising, and attempting to partition an image into a smoother version of it named cartoon and its complementary oscillatory part called texture, with both local and nonlocal variational approaches. The first proposed model addresses the topology-preserving segmentation-guided registration problem in a variational framework. A second joint segmentation and registration model is introduced, theoretically and numerically studied, then tested on various numerical simulations. The last model presented in this work tries to answer a more specific need expressed by the CEREMA (Centre of analysis and expertise on risks, environment, mobility and planning), namely automatic crack recovery detection on bituminous surface images. Due to the image complexity, a joint fine structure decomposition and segmentation model is proposed to deal with this problem. It is then theoretically and numerically justified and validated on the provided images

This thesis work reports in depth analyses of measured µ-XRD and µ-XAS data from standard UO2, chromia (Cr2O3) doped UO2 and MOX fuels, and interpretation of the results considering the role of chromium as a dopant as well as several fission product elements. The lattice parameters of UO2 in fresh and irradiated samples and elastic strain energy densities in the irradiated UO2 samples have been measured and quantified. The µ-XRD patterns have further allowed the evaluation of the crystalline domain size and sub-grain formation at different locations of the irradiated fuel pellets. Attempts have been made to determine lattice parameter and next neighbor atomic environment in chromia-precipitates found in fresh chromia-doped fuel pellets. The local structure around Cr in as-fabricated chromia-doped UO2 matrix and the influence of irradiation on the state of chromium in irradiated fuel matrix have been addressed. Finally, for a comparative understanding of fission gases behavior and irradiation induced re-solution phenomenon in standard and chromia-doped UO2, the last part of the present work tries to clarify the fission gas Kr atomic environment in these irradiated fuels. The work performed on Kr, by micro-beam XAS, comprises the determination of Kr next neighbor distances, an estimation of gas atom densities in the aggregates, and apparent internal pressures in the gas bubbles.