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Dans le cadre de cette thèse, nous abordons les problèmes liés à un robot autonome devant apprendre différentes tâches sensori-motrices dans des situations d’interaction et d’imitation. D’un point de vue théorique et dans le cadre des Interactions Homme-Machine (IHM), nous aborderons notamment les notions liées aux phénomènes d’entraînement rythmiques, de coordination interpersonnelle et de synchronisation intentionnelles et non-intentionnelles qui jouent un rôle important dans les interactions sociales. En particulier nous défendons l’hypothèse que des mécanismes d’entrainement rythmiques facilitent grandement l’apprentissage dans des situations d’interactions Homme-Robot. Leur prise en compte dans la conception de nouvelles IHMs est primordiale pour les rendre plus « intuitives ». A long terme, nous aimerions que le robot puisse utiliser ces signaux sociaux pour comprendre les intentions de son partenaire.L’utilisation d’une tâche complexe est ici nécessaire pour que le robot soit confronté à des situations d’échecs qui devront introduire des modifications de comportement non seulement de la part du partenaire mais aussi et surtout de la part du robot. Ces situations introduiront des modifications du rythme dans l’interaction au cours de l'apprentissage. Pour réussir ce pari, le robot devra être capable d’auto évaluer à la fois son comportement vis à vis de la tâche en cours d’exécution (et d’apprentissage) et son comportement d’interaction avec son partenaire.Nous proposons de travailler sur un « robot mobile compagnon » capable d’apprendre de manière interactive (avec son compagnon) à naviguer. L’utilisation de jeux d’interaction et d’imitation comme moyen d’apprentissage mais surtout de communication permet d’envisager de nouveaux principes d’IHM (Interface Homme-Machine) où l’interaction n’est plus considérée comme une « charge », elle devient au contraire plaisante.

In this thesis, we address the issues related to autonomous learning of different sensory-motor tasks using interaction and imitation. From a theoretical point of view and considering Human Machine Interaction (HMI), we will question the concepts linked to rhythmic entrainment, interpersonal coordination, and also intentional and unintentional synchronisations and their contribution to improve social interactions. Particularly, these mechanisms facilitate human-human interactions. Consequently, we defend the idea that taking them into account is essential to build more intuitive HMI.  In near future applications,  we would like to make the robot able to use these signals to improve its understanding the human partner intentions.Using a complex task is, then, necessary to confront the robot to failures that will introduce behavioral changes for both the human and the robot agents. These situations will introduce interaction rhythm modifications during learning phases. In this aim, the robot should be able to self assess its behavior regarding both the current task to learn and its interaction with its partner.We propose to work on a 'mobile…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Gaussier%2C%20Philippe%22%29&pagesize-30">Gaussier, Philippe (thesis director).

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Avec l’avènement de « l'ère des données », les besoins des systèmes de traitement de l'information en ressources de calcul ont explosé, dépassant largement les évolutions technologiques des processeurs modernes. Dans le domaine de l'apprentissage statistique en particulier, les paradigmes de calcul massivement distribués représentent la seule alternative praticable.L'algorithmique distribuée emprunte la plupart de ses concepts à l'algorithmique classique, centralisée et séquentielle, dans laquelle le comportement du système est décrit comme une suite d'instructions exécutées l'une après l'autre. L'importance de la communication entre unités de calcul y est généralement négligée et reléguée aux détails d'implémentation. Or, lorsque le nombre d'unités impliquées augmente, le poids des opérations locales s'efface devant les effets émergents propres aux larges réseaux d'unités. Pour conserver les propriétés désirables de stabilité, de prédictibilité et de programmabilité offertes par l'algorithmique centralisée, les paradigmes de calcul distribué doivent dès lors intégrer cette dimension qui relève de la théorie des graphes.Cette thèse propose un cadre algorithmique pour l'apprentissage statistique large échelle, qui prévient deux défaut majeurs des méthodes classiques : la centralisation et la synchronisation. Nous présentons ainsi plusieurs algorithmes basés sur des protocoles Gossip décentralisés et asynchrones, applicables aux problèmes de catégorisation, estimation de densité, réduction de dimension, classification et optimisation convexe. Ces algorithmes produisent des solutions identiques à leurs homologues centralisés, tout en offrant une accélération appréciable sur de larges réseaux pour un coût de communication très réduit. Ces qualités pratiques sont démontrées mathématiquement par une analyse de convergence détaillée. Nous illustrons finalement la pertinence des méthodes proposées sur des tâches d'indexation multimédia et de classification d'images.

With the advent of the "data era", the amount of computational resources required by information processing systems has exploded, largely exceeding the technological evolutions of modern processors. Specifically, contemporary machine learning applications necessarily resort to massively distributed computation.Distributed algorithmics borrows most of its concepts from classical centralized and sequential algorithmics, where the system's behavior is defined as a sequence of instructions, executed one after the other. The importance of communication between computation units is generally neglected and pushed back to implementation details. Yet, as the number of units grows, the impact of local operations vanishes behind the emergent effects related to the large network of units. To preserve the desirable properties of centralized algorithmics such as stability, predictability and programmability, distributed computational paradigms must encompass this graph-theoretical dimension.This thesis proposes an algorithmic framework for large scale machine learning,…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Gosselin%2C%20Philippe-Henri%22%29&pagesize-30">Gosselin, Philippe-Henri (thesis director).

▼ Ma thèse porte sur l'intégration développementale de différents systèmes d'apprentissage dans un robot, du babillage moteur à l'émergence de l'utilisation d'outils. L'utilisation d'outils recouvre de nombreuses problématiques, certaines bas niveau (comme l'extension du schéma corporel) et d'autres plus haut niveau (comme la capacité à faire une séquence d'actions).Nous avons pour cela proposé un modèle appelé Dynamic Sensorimotor Model (DSM). DSM apprend des lois sensorimotrices, qui consistent à prédire les variations sensorielles (comme le déplacement d'un objet dans l'espace visuel) en fonction :1) De magnitudes motrices (comme des commandes en vitesse de servomoteurs).2) D'un contexte donné (un vecteur de données sensorielles).Un tel prédicteur peut apprendre et affiner ses lois sensorimotrices dans n'importe quelle situation, que ce soit durant l'exécution d'une tâche ou durant une phase de babillage moteur. L'apprentissage de ces prédictions est donc indépendant de l'exécution de tâches particulières, et pourra être exploité dans de nouveaux contextes, et pour satisfaire de nouvelles tâches.Pour cela, DSM contient un mécanisme de simulation motrice mais aussi un mécanisme de simulation de contextes. Ces simulations portent ainsi sur :1) Les entrées motrices, ce qui permet de déterminer les commandes motrices à effectuer en vue d'une tâche particulière.2) Les entrées sensorielles, ce qui permet de proposer des contextes alternatifs au sein desquels les actions permettant la réalisation d'une tâche pourront être effectuées. Ces contextes alternatifs pourront alors se constituer en sous-buts permettant d'effectuer une séquence d'actions.Grâce à ces simulations, des expériences sur robot réel ont permis de satisfaire une tâche consistant à rejoindre une cible avec l'extrémité du bras, en faisant un détour pour saisir un outil. La saisie a comme propriété d'étendre le schéma corporel (le segment terminal du bras du robot).La capacité à faire des séquences à la volée repose sur les contextes qui auront été appris. Cela met en évidence l'importance d'avoir des contextes ne contenant que les données suffisantes à la prédiction, afin de générer, par le mécanisme de simulation, des sous-buts les plus minimaux possibles pour satisfaire un but donné.Notre modèle catégorise des lois additives afin de ne pas perturber les lois sensorimotrices précédemment apprises et ainsi apprendre des lois de manière incrémentale. Dans DSM, une nouvelle catégorie se caractérise par l'instauration d'une distance entre la configuration sensorielle correspondant au contexte actuel, dans lequel les lois courantes sont en échec, et le dernier contexte dans lequel ces lois s'appliquaient correctement. Cette distance entre contextes est donc multimodale, et indépendante de la topologie propre des senseurs d'entrée. Par contre, étant issue de deux situations à deux moments différents, cette distance dépend de l'exploration sensorimotrice du robot durant cet interval de temps. Pendant cette période, les senseurs qui auront suffisamment changés de… Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Gaussier%2C%20Philippe%22%29&pagesize-30">Gaussier, Philippe (thesis director).

▼ Les codes correcteurs d'erreurs sont une composante essentielle de tout système de communication, capables d’assurer le transport fiable de l’information sur un canal de communication bruité. Les systèmes de communication de nouvelle génération devront faire face à une demande sans cesse croissante en termes de débit binaire, pouvant aller de 1 à plusieurs centaines de gigabits par seconde. Dans ce contexte, les codes LDPC (pour Low-Density Parity-Check, en anglais), sont reconnus comme une des solutions les mieux adaptées, en raison de la possibilité de paralléliser massivement leurs algorithmes de décodage et les architectures matérielles associées. Cependant, si l’utilisation d’architectures massivement parallèles permet en effet d’atteindre des débits très élevés, cette solution entraine également une augmentation significative du coût matériel.L’objectif de cette thèse est de proposer des implémentations matérielles de décodeurs LDPC très haut débit, en exploitant la robustesse des algorithmes de décodage par passage de messages aux imprécisions de calcul. L’intégration dans le décodage itératif de mécanismes de calcul imprécis, s’accompagne du développement de nouvelles approches d’optimisation du design en termes de coût, débit et capacité de correction.Pour ce faire, nous avons considéré l’optimisation conjointe de (i) le bloc de quantification qui fournit l'information à précision finie au décodeur, et (ii) les unités de traitement imprécis des données, pour la mise à jour des messages échangés pendant de processus de décodage. Ainsi, nous avons tout d’abord proposé un quantificateur à faible complexité, qui peut être optimisé par évolution de densité en fonction du code LDPC utilisé et capable d’approcher de très près les performances d’un quantificateur optimal. Le quantificateur proposé a été en outre optimisé et utilisé pour chacun des décodeurs imprécis proposés ensuite dans cette thèse.Nous avons ensuite proposé, analysé et implémenté plusieurs décodeurs LDPC imprécis. Les deux premiers décodeurs sont des versions imprécises du décodeur « Offset Min-Sum » (OMS) : la surestimation des messages des nœuds de contrôle est d’abord compensée par un simple effacement du bit de poids faible (« Partially OMS »), ensuite le coût matériel est d’avantage réduit en supprimant un signal spécifique (« Imprecise Partially OMS »). Les résultats d’implémentation sur cible FPGA montrent une réduction importante du coût matériel, tout en assurant une performance de décodage très proche du OMS, malgré l'imprécision introduite dans les unités de traitement.Nous avions ensuite introduit les décodeurs à alphabet fini non-surjectifs (NS-FAIDs, pour « Non-Surjective Finite Alphabet Iterative Decoders », en anglais), qui étendent le concept d’« imprécision » au bloc mémoire du décodeur LDPC. Les décodeurs NS-FAIDs ont été optimisés par évolution de densité pour des codes LDPC réguliers et irréguliers. Les résultats d'optimisation révèlent différents compromis possibles entre la performance de décodage et l'efficacité de la mise… Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Declercq%2C%20David%22%29&pagesize-30">Declercq, David (thesis director).

▼ L’algorithme de basculement de bits à descente de gradient probabiliste (Probabilistic Gradient Descent Bit Flipping :PGDBF) est récemment introduit comme un nouveau type de décodeur de décision forte pour le code de contrôle de parité à faible densité (Low Density Parity Check : LDPC) appliqué au canal symétrique binaire. En suivant précisément les étapes de décodage du décodeur déterministe Gradient Descent Bit-Flipping (GDBF), le PGDBF intègre en plus la perturbation aléatoire dans l'opération de basculement des Nœuds de Variables (VNs) et produit ainsi une performance de décodage exceptionnelle qui est meilleure que tous les décodeurs à basculement des bits (BF : Bit Flipping) connus dans la littérature, et qui approche les performances du décodeur de décision souple. Nous proposons dans cette thèse plusieurs implémentations matérielles du PGDBF, ainsi qu'une analyse théorique de sa capacité de correction d'erreurs. Avec une analyse de chaîne de Markov du décodeur, nous montrons qu’en raison de l'incorporation de la perturbation aléatoire dans le traitement des VNs, le PGDBF s'échappe des états de piégeage qui empêchent sa convergence. De plus, avec la nouvelle méthode d'analyse proposée, la performance du PGDBF peut être prédite et formulée par une équation de taux de trames erronées en fonction du nombre des itérations, pour un motif d'erreur donné. L'analyse fournit également des explications claires sur plusieurs phénomènes de PGDBF tels que le gain de re-décodage (ou de redémarrage) sur un motif d'erreur reçu. La problématique de l’implémentation matérielle du PGDBF est également abordée dans cette thèse. L’implémentation classique du décodeur PGDBF, dans laquelle un générateur de signal probabiliste est ajouté au-dessus du GDBF, est introduite avec une augmentation inévitable de la complexité du décodeur. Plusieurs procédés de génération de signaux probabilistes sont introduits pour minimiser le surcoût matériel du PGDBF. Ces méthodes sont motivées par l'analyse statistique qui révèle les caractéristiques critiques de la séquence aléatoire binaire requise pour obtenir une bonne performance de décodage et suggérer les directions possibles de simplification. Les résultats de synthèse montrent que le PGDBF déployé avec notre méthode de génération des signaux aléatoires n’a besoin qu’une très faible complexité supplémentaire par rapport au GDBF tout en gardant les mêmes performances qu’un décodeur PGDBF théorique. Une implémentation matérielle intéressante et particulière du PGDBF sur les codes LDPC quasicyclique (QC-LPDC) est proposée dans la dernière partie de la thèse. En exploitant la structure du QCLPDC, une nouvelle architecture pour implémenter le PGDBF est proposée sous le nom d'architecture à décalage des Nœuds de Variables (VNSA : Variable-Node Shift Architecture). En implémentant le PGDBF par VNSA, nous montrons que la complexité matérielle du décodeur est même inférieure à celle du GDBF déterministe tout en préservant la performance de décodage aussi élevée que celle fournie par un PGDBF théorique.… Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Declercq%2C%20David%22%29&pagesize-30">Declercq, David (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Ghaffari%2C%20Fakhreddine%22%29&pagesize-30">Ghaffari, Fakhreddine (thesis director).

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Ces travaux de thèse ont permis d'élaborer un dispositif électroémissif (DEE) fin (140 µm) et flexible à base de réseaux interpénétrés de polymères (RIP). Pour ce faire, un polymère conducteur électronique, le poly (3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT), est interpénétré dans une matrice hôte de manière à obtenir un système dont l'architecture monobloc est comparable à celle d'un dispositif tri-couches. Une fois le système gonflé par un liquide ionique, le 1-éthyl-3-méthylimidazolium bis-trifluorométhylsulfonylimide (EMImTFSI), les propriétés optiques du DEE sont modulables entre 24 et 51 % de réflexion dans le moyen infrarouge (bande III) en faisant varier la tension électrique appliquée aux bornes du dispositif de -1,5V à +1,5V. Les propriétés thermomécaniques du DEE proviennent essentiellement de la matrice hôte. Cette dernière est un RIP combinant la souplesse, la flexibilité et la résistance à la traction du caoutchouc nitrile (NBR) aux propriétés de conductivité ionique du poly(oxyde d'éthylène) (POE) en présence de l'EMImTFSI.

During this thesis a thin (140 µm) and flexible electroemissive device (EED), based on interpenetrating polymer networks (IPN), was elaborated. An electronic conducting polymer, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), is interpenetrated in a host matrix to obtain a system whose monoblock architecture is comparable to a three-layers device. Once the system is swollen by an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis-trifluoromethyl sulfonylimide (EMImTFSI), the EED optical properties are tunable between 24 and 51% reflection in the mid-infrared (Band III) by varying the electrical voltage applied across the device from -1.5 V to +1.5 V. The EED thermomechanical properties are mainly from the host matrix. This is an IPN combining flexibility and tensile strength of nitrile butadiene rubber (NBR) with the ionic conductivity properties of poly (ethylene oxide) (PEO) in the presence of EMImTFSI.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Vidal%2C%20Fr%C3%83%C2%A9d%C3%83%C2%A9ric%22%29&pagesize-30">Vidal, Frédéric (thesis director).

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L'objectif de cette thèse est d'étudier la faisabilité et les performances d'un synthétiseur de fréquences agile pour les transmissions multi-bandes multi-utilisateurs destinées aux systèmes de transmission fournissant un très grand débit tout en répondant aux exigences de faible consommation et d'intégration facile. Dans ce contexte, les solutions classiques de synthétiseur de fréquences ne sont pas applicables et il est nécessaire de développer de nouvelles structures qui génèrent les fréquences centrales en permanence. La commutation d'une fréquence à l'autre peut se faire alors très rapidement par simple modification de la configuration des multiplexeurs. Dans la première partie de ce travail nous nous consacrons à l'analyse d'une telle architecture à fort potentiel. Une partie de sa structure est réalisée en technologie conventionnelle BiCMOS afin de valider sa faisabilité ainsi que le fonctionnement des solutions schématiques développées. Grâce à la caractérisation des composants, une analyse de la structure complète est réalisée. Cependant, la complexité de la structure du synthétiseur proposé fait de sorte qu'il existe pour les fréquences générées un grand nombre de fréquences parasites qui induisent des interférences entre utilisateurs. La réduction de leurs effets sur la transmission est l'objet de la deuxième partie de notre travail. Deux solutions numériques de réduction des interférences sont proposées. Elles permettent de rendre le design de la partie analogique moins contraignant en allégeant le cahier des charges et nous ont ainsi permis de simplifier l'architecture du synthétiseur.

The aim of this thesis is to study the feasibility and the performances of a fast switching frequency synthesizer designed for high debit multi-band multi-user transmission and used in transmission systems requiring a low consumption and an easy IC integration. In this context, the use of the classical synthesizer structures does not apply and there is a need to develop new architectures capable of generating all the frequencies permanently. Thus, the switching between frequencies can be easily done by changing multiplexors' state.In the first part of this study, we focus on the analysis of such high potential OL architecture. The main part of the proposed structure is implemented in a conventional BiCMOS technology in order to validate its feasibility and the operation of the developed blocks. Thanks to the measurements of the OL components, a complete analysis of the synthesizer is made. However, the complexity of the architecture of the proposed synthesizer induces the generation of large number of parasitic frequencies, creating interferences between the active users. The reduction of their effect on the transmission is the subject of the second part of the manuscript. Two digital methods are proposed to reduce the interferences. Lowering the requirements on the analog part, they allow a simplified design. This property was used to reduce the complexity of the frequency synthesizer.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Gautier%2C%20Jean-Luc%22%29&pagesize-30">Gautier, Jean-Luc (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Hristov%20Hristov%2C%20Marin%22%29&pagesize-30">Hristov Hristov, Marin (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Ariaudo%2C%20Myriam%22%29&pagesize-30">Ariaudo, Myriam (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Fijalkow%2C%20Inbar%22%29&pagesize-30">Fijalkow, Inbar (thesis director).

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La valorisation, comme granulats, des matériaux issus du recyclage du béton de démolition contribueà diminuer les surfaces dédiées au stockage des déchets et à limiter le recours systématique auxressources naturelles. L’emploi de fines recyclées à partir de béton de déconstruction s’inscrit danscette démarche et permet par ailleurs, quand la fine est utilisée en substitution partielle du cimentlors de la fabrication de nouveaux matériaux cimentaires, de réduire l’impact sur l’environnement deces matériaux.Cet usage conduit à mettre en présence dans la pâte à l’état frais du ciment anhydre et du cimenthydraté, ce qui pose la question de l’impact de cette situation sur le matériau. Pour y répondre enpartie, les travaux de recherche présentés dans cette thèse ont pour objectifs principaux d’étudier leprocessus d’hydratation d’une phase anhydre en présence d’autres phases hydratées, et d’analyserl’influence des conditions thermo-hydriques de conservation (HR et T°) sur les cinétiquesd’hydratation des matériaux cimentaires.Pour ce faire, une campagne expérimentale a été menée sur des mortiers et leurs pâtes de cimentéquivalentes fabriqués en remplaçant une partie de leur ciment Portland par une fine issue durecyclage d’une pâte de ciment durcie et bien hydratée. Un suivi au cours du temps des teneurs enPortlandite, de la porosité totale, de la résistance à la compression ainsi que de la résistance à lacarbonatation accélérée des matériaux a été réalisé. Les résultats obtenus montrent qu’il est possiblede fabriquer des mortiers en substituant le ciment par une fine obtenue uniquement par concassageet broyage d’une pâte de ciment durcie. Cependant, l’augmentation du taux de substitution massiquedu ciment par la fine recyclée s’accompagne d’une altération des propriétés et performances desmortiers. Les résultats du suivi d’hydratation couplés aux résultats d’analyse de la microstructure ontmontré que l’effet des conditions thermo-hydriques de conservation sur les cinétiques d’hydratationdes différentes pâtes de ciment dépend de leurs propriétés intrinsèques (microstructure). Celapourrait expliquer l’absence de consensus dans la littérature sur la valeur de l’humidité relativeambiante conduisant à l’arrêt de l’hydratation.En parallèle à l’étude expérimentale, une étude numérique de l’influence des conditions thermohydriquesde conservation sur l’hydratation des pâtes de ciment a été menée. Pour les besoins del’étude, une réadaptation du code de calcul utilisé, CEMHYD3D, a été nécessaire. Les résultatsobtenus montrent que, lors de l’hydratation, la Portlandite initialement présente dans le matériau(apportée par la fine recyclée) se dissout au contact de l’eau alors que la phase encore anhydre enproduit. Cette étude a également permis de conforter les résultats expérimentaux quant à l’influencede l’humidité relative ambiante sur l’hydratation.

The use, as aggregates, of recycled materials from demolished concrete contributes to limit landfill and the systematic use of natural resources. Using recycled fines from the…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Aggoun%2C%20Salima%22%29&pagesize-30">Aggoun, Salima (thesis director).

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Ce travail se situe dans le cadre du projet ANR VBD ECOREB qui œuvre avec le projet national PN RECYBETON à la levée des verrous technologiques propres à l’utilisation des granulats recyclés en vue de la formulation des bétons de structure.Pour cette étude six bétons de granulats recyclés correspondant à deux classes de résistance C25/30 et C35/40 et à une classe de consistance S4 sont élaborés. Ces formulations, définies dans le cadre du PN RECYBETON, sont conçues à partir de deux formulations de référence en substituant partiellement ou complètement les granulats naturels par des matériaux issus du recyclage des bétons. Un programme expérimental a été réalisé pour déterminer les propriétés du béton à l’état frais et à l’état durci. Les résultats des essais mécaniques montrent que pour la même classe de résistance à la compression, l’incorporation des granulats recyclés dans le béton induit une diminution de la résistance à la traction et du module d'élasticité .aussi bien qu’une augmentation de la déformation au pic et de la déformation ultime. Sous compression cyclique du type charge-décharge, l’endommagement au pic de contrainte augmente lorsque le taux de substitution est important alors que la vitesse d’endommagement devient plus faible. La campagne d’essais du fluage menée sur des poutres chargées en flexion trois points indique que la cinétique du fluage est influencée par la présence des granulats recyclés et elle est d’autant plus accélérée que le taux de remplacement est important.Les résultats expérimentaux de cette étude ainsi qu’un nombre important des résultats rapportés dans les références bibliographiques ont permis d’évaluer la validité des relations analytiques développées pour prédire les propriétés mécaniques du béton des granulats naturels en vue de leur utilisation pour le béton des granulats recyclés. On montre que ces expressions nécessitent la connaissance de la résistance moyenne à la compression, fcm aussi bien qu’un coefficient qui tient compte de l’effet des granulats recyclés. La comparaison entre les courbes contrainte-déformation obtenues dans le cadre de cette thèse et certains modèles montre, qu’avec les modifications proposées, ils décrivent d’une manière satisfaisante le comportement jusqu’à la rupture.

This work is part of the ANR VBD ECOREB which aims with the project PN RECYBETON to remove the technological locks for the use of recycled aggregates for the formulation of structural concretes.For this study, six concretes of recycled aggregates corresponding to two classes of compressive strength C25 / 30 and C35 / 40 and S4 class of workability are developed. These mixtures, defined in the framework of the PN RECYBETON, are derived from two reference formulations by substituting partially or completely the natural aggregates with materials resulting from the recycling of concretes. An experimental program was carried out to determine the properties of concrete in fresh state and hardened state. The results of mechanical tests show that for the same class of compressive…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Ghorbel%2C%20Elhem%22%29&pagesize-30">Ghorbel, Elhem (thesis director).

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Ce travail de thèse concerne les circuits ultra-rapides pour la conversion analogique numérique performante en technologie bipolaire à hétérojonctions sur substrat Indium Phosphore (TBDH/InP). L'étude s'intéresse à la fonction principale qui est l'échantillonnage blocage. Elle a été menée par simulation de l'ensemble des blocs composant cette fonction. En particulier une étude extensive des cœurs des circuits Echantillonneurs/Bloqueurs a été effectuée pour différents paramètres électriques pour aboutir à des valeurs optimales réalisant un compromis entre la bande passante la résolution et la linéarité.Des architectures de circuits Echantillonneurs/Bloqueurs (E/B) avec ou sans l'étage d'amplification à gain variable ont été conçues, optimisées, réalisées et caractérisées et des performances à l'état de l'art ont été obtenues : des circuits E/B de bande passante supérieure à 50 GHz et cadencées à 70 Gs/s ont été réalisés pour les applications de communications optiques et des circuits de bande passante supérieure à 16 GHz cadencés à (2-8) Gs/s ont été réalisés pour la transposition de fréquence.

This thesis concerns the design of high speed circuits in Indium phosphide heterojunction Bipolar technology for High performance analog to digital conversion (ADC).The study focuses on the Track and Hold block (THA) which is the main function of the ADC. The study was conducted by simulating all blocks of the THA circuit. In particular, an extensive study of the THA main block was performed for various electrical parameters to achieve optimal conditions in order to obtain a good tradeoff between resolution bandwidth and linearity. THA architectures circuits with or without Voltage Gain Amplifier stage were designed, optimized and characterized. High THA performances were achieved: THA circuit with a bandwidth greater than 50 GHz at 70 Gs/s were achieved for optical communications and circuits of bandwidth more than16 GHz at (2-8 GS /s) have been realized for down conversion operation.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Ouslimani%2C%20Achour%22%29&pagesize-30">Ouslimani, Achour (thesis director).

▼ Ce travail de recherches se situe dans le cadre de l’ANR VBD2012-ECO-construction par le Recyclage du Béton (ECOREB). Il vise à lever certains verrous scientifiques afin de rendre possible l’utilisation des granulats issus de la démolition/déconstruction pour élaborer de nouveaux bétons pour le bâtiment. L’ANR ECOREB est en relation avec le PN RECYBETON. Les deux projets interagissent fortement.Cette étude a pour objectif d’évaluer la durabilité des bétons recyclés vis-à-vis du gel/dégel modéré sans sels de déverglaçage. Les bétons ont été élaborés en faisant varier : le taux d’incorporation des granulats recyclés (GR) l’état de saturation des gravillons tout en maintenant la même classe de consistance S4 et la classe de résistance de type C35/45. Un agent entraîneur d’air a été introduit afin d’obtenir des bétons conformes à l’EN 206-1 avec deux teneurs en air occlus 4% et 6%.Dans un premier temps, les propriétés physiques et mécaniques des granulats recyclés (GR) ont été étudiées et comparées à celles des granulats naturels (GN). Les GR manifestent une capacité d’absorption d’eau dix fois supérieure à celle des GN, une résistance mécanique deux fois inférieure et une résistance au gel deux fois inférieure. Cependant ils sont classés non gélifs de catégorie Fdéclaré.. Les faibles propriétés des GR comparées à celles des GN s’expliquent par la présence de l’ancienne pâte de ciment qui entoure les grains originaux et qui est caractérisée par une forte porosité et par un fort réseau de fissures connecté créé lors du concassage du béton parent.Les propriétés physiques (porosité et coefficient d’absorption d’eau) de transfert (conductivité thermique, résistivité électrique et perméabilité) et mécaniques sont fortement impactées par l’incorporation des granulats recyclés de part l’augmentation de la porosité capillaire essentiellement et du réseau des fissures présentes dans les gravillons recyclés. Les relations établies entre les propriétés mécaniques et les propriétés physiques et de transfert ont été établies. L’applicabilité des Euro codes égalementLes formulations avec un taux d’air occlus de 4% sont de classe C30/37 pour tous les taux d’incorporations alors qu’une diminution notable des résistances mécaniques à la compression est observée pour un taux d’air occlus de 6% : le béton de référence devient de classe C16/20. L’incorporation des GR affecte la résistance au gel/dégel des bétons. En utilisant les indicateurs préconisés par la norme NFP 424, le béton sans agent entraineur d’air atteint les critères recommandés au 75ème cycle lorsqu’il est élaboré avec 100% de GR et au 125ème cycle quand seuls les GN sont utilisés. L’entraineur d’air améliore la tenue au gel des bétons. Nous remarquons que les bétons C35/45 30R-30R (30% en volume d’incorporation) avec 4% d’air entrainé présentent le comportement ressemblant à celui du béton référence et respecte les critères de la résistance préconisé par la norme NF P 18-424 et l’EN 206-1.Ce travail a permis également de mettre en place d’autre indicateurs performantielles… Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Ghorbel%2C%20Elhem%22%29&pagesize-30">Ghorbel, Elhem (thesis director).

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La criminalistique peut être définie comme l’application de procédés techniques aux investigations judiciaires permettant l’étude scientifique des traces et des indices retrouvés sur les scènes de crime.Depuis la découverte de l’empreinte génétique par Sir Alec Jeffreys en 1984, le monde judiciaire s’est profondément ancré dans l’ère de l’ADN en raison d’évolutions technologiques successives dans le domaine de la biologie moléculaire et ses applications en criminalistique. Le besoin de réponse instantanée est omniprésent dans les esprits. La mise en œuvre de techniques d’analyses simples, sensibles, fiables et permettant d’obtenir des résultats dans les plus brefs délais sont les clés du succès.Au cours des processus techniques, la collecte du matériel biologique, et donc de l’ADN au sein de la trace, constitue une étape incontournable et cruciale qui va conditionner la réussite des analyses. Ce travail de recherche a donc consisté à développer des solutions performantes de prélèvements de matériels biologiques soit en détournant de leur fonction initiale des solutions existantes soit en développant des solutions simples mais innovantes combinant les avantages des solutions existantes. Ces travaux ont permis de donner naissance au micro-écouvillon GendSAG. Les potentialités de GendSAG permettent de proposer une solution alternative aux solutions commerciales de systèmes intégrés d’analyses rapide d’ADN. Cette solution alternative d’analyse rapide et haut débit de l’ADN mise en œuvre dans un laboratoire mobile au plus près de la scène de crime répond non seulement à la grande majorité des avantages des systèmes intégrés mais également à toutes leurs limitations.

Forensic sciences can be defined as the used of technical processes to judicial investigations allowing the scientific study of traces and evidences found on crime scenes.Since the discovery of DNA fingerprinting by Sir Alec Jeffreys in 1984, the legal world has become deeply rooted in the DNA by successive technological developments in molecular biology and its applications in forensic. The need for instant response is omnipresent in the minds. The key to success is the implementation of simple, sensitive, reliable analytical techniques that enable results to be achieved in the shortest possible time.During these technical processes, the collection of biological samples, is an unavoidable and a crucial step that will condition the analysis success rate. This study consisted in developing efficient biological collecting solutions either by diverting from their original function the existing solutions or by developing simple but innovative solutions combining the advantages of the existing solutions. This allowed developing the micro-swab GendSAG. The potentialities of GendSAG make it possible to propose an alternative solution to the commercial rapid DNA analysis integrated systems. This rapid, cost effective and high-throughput DNA analysis solution performed in a dedicated mobile laboratory directly into the crime scene enables the large majority of the…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Gallet%2C%20Olivier%22%29&pagesize-30">Gallet, Olivier (thesis director).

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Résumé des travaux de thèse Frédéric DRILLETThèse intitulée : Conception d'un front-end RF de bande passante [20-40] GHz pour un système de communication sur puce utilisant un réseau d'interconnexions RF-NoC.Technologie : NXP Qubic4XI (BiCMOS SiGe:C 250 nm)Résumé :La tendance actuelle dans la conception de systèmes sur puces (SoC) est d'intégrer un très grand nombre d'unités de calcul et de mémoires sur une seule puce. Les possibilités de cette intégration poussée permettent aujourd'hui d'envisager le développement d'une électronique offrant une multitude de services. Néanmoins ces architectures posent de nouveaux challenges concernant les interconnexions entre les unités de calcul. En effet, pour les futures générations technologiques, la mise à l'échelle impactera lourdement les performances des interconnexions globales en termes de débit, latence et consommation. Afin de répondre à la problématique des communications intra-puces, un certain nombre de technologies ont été investiguées comme les technologies d’intégration 3D, les architectures utilisant l'optique ou la RF. L'approche RF pour les communications entre les unités de calcul d’un même circuit de type NoC (Network On Chip) présente l'avantage d'une bonne compatibilité avec les technologies CMOS silicium et peut également répondre aux besoins de communication dans les structures 3D.Cette thèse s'inclue dans le projet ANR WiNoCoD qui propose un réseau d'interconnexion RF-NoC utilisant l'OFDMA. Elle porte sur la conception d'un front-end RF générique permettant de transmettre et de recevoir toute la bande passante soit [20-40] GHz. Cette généricité permet une allocation dynamique des porteuses sans reconfiguration du hardware. On utilise la technologie QubiC4XI de NXP Semiconductors, qui est une technologie BiCMOS SiGe:C 250 nm, afin de vérifier la faisabilité d'un tel système avec des moyens actuels. Ce front-end doit être large bande puisqu'il a une bande passante de 20 GHz entre 20 et 40 GHz. Il doit également consommer le moins possible puisqu'il a pour but d'être intégré dans un système contenant plusieurs NoC et qui est donc très énergivore. Il doit également être compact pour ne pas occuper plus de surface que la partie numérique.Cette thèse inclue la conception des éléments composant le front-end, les résultats de simulation et de mesure, ainsi que les performances du système complet.

Frédéric DRILLET thesis work summaryThesis entitled: Design of a [20-40] GHz RF front-end for an on-chip RF-NoC communication system.Technology: NXP Qubic4XI (BiCMOS SiGe:C 250 nm)Summary:A current trend regarding System On Chip design is to include a very big amount of processors and memories on a single chip. Today, these integrated circuits allow to consider an electronic supplying a multitude of services. However, these architectures are challenging in terms of connection between processing units. It could indeed lead to data rate, latency and consumption degradation. In order to overcome these issues technological solutions were investigated such as 3D…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Bourdel%2C%20Emmanuelle%22%29&pagesize-30">Bourdel, Emmanuelle (thesis director).

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Le bruit affecte la santé humaine, provoquant de la gêne, des troubles du sommeil et augmentant le risque de crise cardiaque. Les quantifications de l’impact du bruit montrent que c’est un problème de santé publique et que le trafic routier en est majoritairement responsable. L’analyse du cycle de vie (ACV) est une méthode d’évaluation globale des impacts environnementaux d’un produit, d’un service ou d’un processus. Malgré la prise en compte de nombreux problèmes environnementaux, l’impact du bruit sur la santé humaine n’est pas encore correctement pris en compte dans l’ACV. L’objet de ce doctorat est d’intégrer dans l’ACV l’impact du bruit du trafic routier sur la santé humaine.Les différents éléments d’acoustique et d’épidémiologie qui permettent cette intégration sont présentés. Une analyse des méthodes existantes est conduite en les appliquant à un cas d’étude. Cela permet de comprendre les avantages et inconvénients des différentes approches tout en comparant les résultats qu’elles fournissent. Une méthode pour intégrer l’impact du bruit du trafic routier sur la santé humaine dans l’ACV est ensuite proposée. Cette méthode repose sur les logiciels de prédiction acoustique et les données rendues disponibles par la directive 2002/49/CE. Elle permet d’établir, avec une grande précision, des facteurs de caractérisations (CFs) reliant des flux élémentaires de l’inventaire ACV à un impact sur la santé humaine.La méthode est ensuite appliquée sur un échantillon de petites zones géographiques sélectionnées dans la région lyonnaise. L’application de la méthode et l’analyse des résultats apportent de nombreux enseignements sur l’existence potentielle d’une typologie pour la différentiation géographique, la meilleure forme pour la collecte d’information sur le bruit au niveau de l’inventaire ACV, la variabilité spatiale des CFs ou encore l’incertitude qui peut leur être associée. Les CFs obtenus montrent que l’intégration de l’impact du bruit en ACV pourrait doubler l’impact du transport routier sur la santé humaine. Ce doctorat identifie également des pistes de recherche. Des travaux similaires doivent être menés pour les autres moyens de transport (principalement trains et avions) pour permettre une comparaison équitable des études ACV les impliquant. Répéter la méthode dans d’autres zones géographiques, avec d’autres modèles d’émission et de propagation acoustique et/ou d’autres logiciels de propagation acoustique apporterait également des éléments intéressants.

Noise affects human health, causing annoyance, sleep disturbance and increasing the risk of cardiovascular disease. The quantification of noise impacts highlights it as a public health problem for which road traffic is mainly responsible. Life cycle assessment (LCA) is a technique to assess the environmental impacts of a product, a service or a process. Despite taking into account many environmental problems, the impact of noise on human health is not yet properly taken into account in LCA. The aim of this PhD thesis is to integrate the impact of traffic…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Lavandier%2C%20Catherine%22%29&pagesize-30">Lavandier, Catherine (thesis director).

▼ Le Bassin de Valence, situé à l’est de l’Ibérie et séparé du Bassin Algérien par le Promontoire Baléares, résulte d’une évolution polyphasée dans l’espace et dans le temps. Son histoire cénozoïque, celle d’un bassin d’arrière-arc Oligo-Miocène, est à présent reconnue. Toutefois cette extension se surimpose à plusieurs phases de rift observées à terre du Permien au Crétacé inférieur. Cette histoire plus ancienne demeure méconnue en mer malgré son importance dans l’héritage structural du bassin. Au sud du Bassin de Valence, le Bassin de Columbrets en témoigne en révélant d’épaisses séquences mésozoïques jusqu’alors incluses dans un « socle acoustique » indifférencié. Ce domaine permet donc le déchiffrage du mécanisme des évènements tectoniques qui se sont succédé du Mésozoïque à l’Est de l’Ibérie d’une part, au Cénozoïque en Méditerranée occidentale d’autre part.Basé sur une stratégie d’étude terre-mer, ce travail vise une meilleure compréhension (1) des processus tectoniques tertiaires modelant le sud du Bassin de Valence et la Méditerranée occidentale (2) de la réponse sédimentaire à des processus d’extension et d’hyper-extension au Mésozoïque (3) de l’importance de l’halocinèse lors la mise en place des structures sédimentaires et tectoniques.L’étude structurale d’Ibiza, l’île la plus méridionale du Promontoire Baléare, reconsidère le calendrier tectonique de la région ainsi que son intégration dans l’histoire géodynamique de la Méditerranée occidentale. Le rift Oligo-Miocène décrit dans le Bassin de Valence et initié par le Système de Rifts Cénozoïques Européens a été observé sur Ibiza. Cet évènement est suivi au Miocène Moyen d’une déformation compressive localisée par les failles normales précédemment formées. La comparaison avec le calendrier tectonique des Kabylies en Algérie montre que cette déformation compressive, qui épargne le Bassin Algérien, résulte de la convergence Europe-Afrique. Des cartes rétro-tectoniques intègrent ces évènements dans le contexte géodynamique de la Méditerranée occidentale depuis l’Oligocène.L’étude des séries Mésozoïques effectuées à terre et en mer (grâce à l’interprétation de données sismiques et de forages) révèle plusieurs phases de rifting du Permien au Crétacé inférieur. Un épisode majeur Jurassique supérieur à Crétacé inférieur est à l’origine de l’épaisse séquence sédimentaire du Bassin de Columbrets. Documentée à terre, cette phase ayant conduit à l’ouverture de la partie sud de l’Atlantique Nord est à l’origine de bassins ibériques ou péri-ibériques tels Maestrat, Caméros ou Parentis.Un amincissement majeur de la croûte est visible sous l’épaisse séquence mésozoïque, la réduisant à 5km. Le mécanisme d’extension voire d’hyper-extension proposé invoque une faille de détachement à pendage NW qui s’enracine dans la croûte inférieure litée. Une représentation des structures en 3D a été réalisée afin de comprendre l’évolution du Bassin de Columbrets.L’architecture sédimentaire du Bassin de Columbrets est également contrôlée par le mouvement des séries salifères depuis leur… Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Frizon%20de%20Lamotte%2C%20Dominique%22%29&pagesize-30">Frizon de Lamotte, Dominique (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Mohn%2C%20Geoffroy%22%29&pagesize-30">Mohn, Geoffroy (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Blanpied%2C%20Christian%22%29&pagesize-30">Blanpied, Christian (thesis director).

▼ Biological studies always start from curious observations. This is exemplified by description of cells for the first time by Robert Hooke in 1665, observed using his microscope. Since then the field of microscopy and cell biology grew hand in hand, with one field pushing the growth of the other and vice-versa. From basic description of cells in 1665, with parallel advancements in microscopy, we have travelled a long way to understand sub-cellular processes and molecular mechanisms. With each day, our understanding of cells increases and several questions are being posed and answered. Several high-resolution microscopic techniques are being introduced (PALM, STED, STORM, etc.) that push the resolution limit to few tens of nm, taking us to a new era where ‘seeing is believing'. Having said this, it is to be noted that the world of cells is vast, with information spread from nanometers to millimetres, and also over extended time-period, implying that not just one microscopic technique could acquire all the available information. The knowledge in the field of cell biology comes from a combination of imaging and quantifying techniques that complement one another.Majority of modern-day microscopic techniques focuses on increasing resolution which, is achieved at the expense of cost, compactness, simplicity, and field of view. The substantial decrease in the field of observation limits the visibility to a few single cells at best. Therefore, despite our ability to peer through the cells using increasingly powerful optical instruments, fundamental biology questions remain unanswered at mesoscopic scales. A global view of cell population with significant statistics both in terms of space and time is necessary to understand the dynamics of cell biology, taking in to account the heterogeneity of the population and the cell-cell variability. Mesoscopic information is as important as microscopic information. Although the latter gains access to sub-cellular functions, it is the former that leads to high-throughput, label-free measurements. By focussing on simplicity, cost, feasibility, field of view, and time-lapse in-incubator imaging, we developed ‘Lensfree Video Microscope' based on digital in-line holography that is capable of providing a new perspective to cell culture monitoring by being able to capture the kinetics of thousands of cells simultaneously. In this thesis, we present our lensfree video microscope and its applications in in-vitro cell culture monitoring and quantification.We validated the system by performing more than 20,000 hours of real-time imaging, in diverse conditions (e.g.: 37°C, 4°C, 0% O2, etc.) observing varied cell types and culture conditions (e.g.: primary cells, human stem cells, fibroblasts, endothelial cells, epithelial cells, 2D/3D cell culture, etc.). This permitted us to develop label-free cell based assays to study the major cellular events – cell adhesion and spreading, cell division, cell division orientation, cell migration, cell differentiation, network formation, and cell death. The… Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Chalmond%2C%20Bernard%22%29&pagesize-30">Chalmond, Bernard (thesis director).

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L'objectif de ce travail est de mettre en exergue les avantages et les inconvénients d'introduire des microfibres végétales, issues du recyclage du carton, dans les bétons autoplaçants BAP, et plus précisément leur influence sur la durabilité aux cycles gel-dégel. Une méthodologie expérimentale a été mise en place pour la formulation des BAP fibrés devant répondre aux exigences suivantes : classe d'exposition XF2, classe de consistance de type Dmoy=68±2 cm. Elle repose sur la théorie de la compacité maximale pour le dosage des particules solides et sur la méthode du mortier de béton équivalent, MBE, pour le dosage en adjuvants. En partant de la composition du BAP de référence, les microfibres végétales ont été introduites à six pourcentages volumiques distincts par rapport au volume du ciment. Une campagne d'essais expérimentaux réalisée sur les MBE fibrés, a montré que l'introduction des microfibres à un dosage compris entre 21% et 41% améliore leurs propriétés physiques et mécaniques. A l'échelle des BAP, les résultats expérimentaux ont montré que les BAP fibrés aux dosages précédents, BAPF 21% et BAPF 41%, possèdent une porosité et une perméabilité plus faibles que le BAP de référence et par conséquent des caractéristiques mécaniques plus élevées. La résistance au gel-dégel des bétons autoplaçants, BAP de référence, BAPF 21% et BAP formulé avec un entraîneur d'air ainsi que de deux bétons vibrés le premier de référence et second contenant 15% en volume du ciment des microfibres, a été étudiée en soumettant ces bétons à des cycles gel-dégel selon la norme NF P18-425. Les résultats obtenus montrent que les bétons additionnés des microfibres végétales sont plus sensibles aux cycles gel-dégel. L'effet nocif des microfibres s'explique par leur nature hydrophile associée à une faible perméabilité des bétons additionnés. De plus, le rôle des granulats sur la sensibilité à l'action du froid a été discuté. Il a été conclu que les granulats silico-calcaires poreux et fragiles sont à éviter dans les bétons destinés aux environnements gélifs.

The aim of this work is to emphasize the advantages and disadvantages of introducing vegetable based microfibers, resulting from cardboard recycling, in self compacting concrete SCC, and especially their influence on the frost durability. An experimental methodology has been developed for SCC formulation based on following requirements: class of environmental exposure XF2, slump flow Dmoy = 68 ± 2 cm. It is based also on the maximum packing theory for the determination of solid particles content and the method of concrete equivalent mortar, CEM, for superplasticizer dosage. Starting from the SCC of reference composition, vegetable based microfibers were introduced at six different volumetric percentages related to cement volume. A campaign of experimental tests performed on fibred CEM showed that the introduction of microfibers at a volumetric dosage between 21% and 41% improved physical and mechanical properties. On the SCC scale, the experimental results have shown that fibred SCC…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Ghorbel%2C%20Elhem%22%29&pagesize-30">Ghorbel, Elhem (thesis director).

▼ La conception des systèmes de contrôle embarqués devient de plus en plus complexe en raison des algorithmes utilisés, de l'augmentation des besoins industriels et de la nature des domaines d'applications. Une façon de gérer cette complexité est de concevoir les contrôleurs correspondant en se basant sur des plateformes numériques puissantes et ouvertes. Plus précisément, cette thèse s'intéresse à l'utilisation des plateformes FPGA System-on-Chip (SoC) pour la mise en œuvre des algorithmes d'entraînement électrique pour des applications avioniques. Ces dernières sont caractérisées par des difficultés techniques telles que leur environnement de travail (pression, température élevée) et les exigences de performance (le haut degré d'intégration, la flexibilité). Durant cette thèse, l'auteur a contribué à concevoir et à tester un contrôleur numérique pour un variateur de vitesse synchrone qui doit fonctionner à 200 °C de température ambiante. Il s'agit d'une commande par flux orienté (FOC) pour une Machine Synchrone à Aimants Permanents (MSAP) associée à un capteur de type résolveur. Une méthode de conception et de validation a été proposée et testée en utilisant une carte FPGA ProAsicPlus de la société Actel/Microsemi. L'impact de la température sur la fréquence de fonctionnement a également été analysé. Un état de l'art des technologies basées sur les SoC sur FPGA a été également présenté. Une description détaillée des plateformes numériques récentes et les contraintes en lien avec les applications embarquées a été également fourni. Ainsi, l'intérêt d'une approche basée sur SoC pour des applications d'entrainements électriques a été démontré. D'un autre coté et pour profiter pleinement des avantages offertes par les SoC, une méthodologie de Co-conception matériel-logiciel (hardware-software (HW-SW)) pour le contrôle d'entraînement électrique a été proposée. Cette méthode couvre l'ensemble des étapes de développement de l'application de contrôle à partir des spécifications jusqu'à la validation expérimentale. Une des principales étapes de cette méthode est le partitionnement HW-SW. Le but est de trouver une combinaison optimale entre les modules à mettre en œuvre dans la partie logiciel et celles qui doivent être mis en œuvre dans la partie matériel. Ce problème d'optimisation multi-objectif a été réalisé en utilisant l'algorithme de génétique, Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II). Ainsi, un Front de Pareto des solutions optimales peut être déduit. L'illustration de la méthodologie proposée a été effectuée en se basant sur l'exemple du régulateur de vitesse sans capteur utilisant le filtre de Kalman étendu (EKF). Le choix de cet exemple correspond à une tendance majeure dans le domaine des contrôleurs embraqués pour entrainements électriques. Par ailleurs, la gestion de l'architecture du contrôleur embarqué basée sur une approche SoC a été effectuée en utilisant un système d'exploitation temps réel. Afin d'accélérer les services de ce système d'exploitation, une unité temps réel a été développée en VHDL et… Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Monmasson%2C%20%C3%83%C2%89ric%22%29&pagesize-30">Monmasson, Éric (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Benkhelifa%2C%20Mohamed%22%29&pagesize-30">Benkhelifa, Mohamed (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Verdier%2C%20Fran%C3%83%C2%A7ois%22%29&pagesize-30">Verdier, François (thesis director).

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Dans cette thèse, nous proposons un nouveau système de recherche par le contenu de catégories sémantiques d'objets vidéo.A partir des séquences vidéo, nous détectons et extrayons les régions contenant le même objet (visage d'une personne, un modèle de voiture, etc.) au cours d'un plan-séquence. A partir de ce volume, appelé Track, nous extrayons un ensemble de caractéristiques visuelles spatio-temporellement cohérentes qui forme ainsi un Tube Spatio-Temporel représentant l'objet.Pour évaluer la similarité entre Tubes Spatio-Temporels, nous concevons des fonctions noyaux dédiées. À partir de ces noyaux, nous proposons des stratégies d'apprentissage supervisé et interactif, intégrées dans un cadre Machine à Vecteurs de Supports.Notre approche est évaluée sur des bases de données de films réels. Elle surpasse les méthodes de l'état de l'art pour la reconnaissance d'acteurs multi-classes. Notre méthode est également testée pour la recherche interactive d'un acteur dans une base de vidéo et sur une base de données de voitures, illustrant ainsi la généricité de la méthode et ses possibles extensions à tout type d'objets vidéo.

In this thesis, we propose a new video object retrieval and recognition system based on visual content.From video sequences, we detect, then extract video objects such as face and car, and define the continuous content made of regions containing this object in successive frames. From this volume, called Track, we extract spatio-temporally consistent visual features to define the video object representation: Spatio-Temporal Tube.To evaluate the similarity between complex tube objects, we design a Spatio-Temporal Tube Kernel (STTK) function. Based on this kernel similarity we present both supervised and active learning strategies embedded in Support Vector Machine framework. Additionally, we propose a multi-class classification framework dealing with highly unbalanced datasets.Our approach is successfully evaluated on real movie databases. Our machine learning approach outperforms the state of the art methods for multi-class actor recognition. Our method is also evaluated for actor retrieval task and on a car database showing hence promising results for car identification task and the potential of extension to any category of video objects.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Precioso%2C%20Fr%C3%83%C2%A9d%C3%83%C2%A9ric%22%29&pagesize-30">Precioso, Frédéric (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Cord%2C%20Matthieu%22%29&pagesize-30">Cord, Matthieu (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Philipp-Foliguet%2C%20Sylvie%22%29&pagesize-30">Philipp-Foliguet, Sylvie (thesis director).

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Les HEMT AlGaN/GaN sont en passe de devenir incontournables dans le monde de l'amplification de puissance radiofréquence, grâce à leurs performances exceptionnelles. Cependant,en raison de la relative jeunesse de cette technologie, des études de fiabilité dans plusieurs modes de fonctionnement sont toujours nécessaires pour comprendre les mécanismes de défaillance propres à ces composants et responsables de leur vieillissement. Cette étude porte sur l'analyse des défaillances dans les transistors HEMT AlGaN/GaN de puissance,en régime de fonctionnement de type RADAR (pulsé et saturé). Elle s'appuie sur la conception d'amplificateurs de test, leur caractérisation et leur épreuve sur bancs de vieillissement. La mise en place d'une méthodologie visant à discriminer les mécanismes de dégradation prépondérants, conjointement à une analyse micro-structurale des composants vieillis, permet d'établir le lien entre l'évolution des performances électriques et l'origine physique de ces défauts.

AlGaN/GaN HEMTs are on the way to lead the radiofrequency power amplificationfield according to their outstanding performances. However, due to the relative youth of this technology, reliability studies in several types of operating conditions are still necessaryto understand failure mechanisms peculiar to these devices and responsible for their wearingout. This study deals with the failure analysis of power AlGaN/GaN HEMTs in RADARoperating mode (pulsed and saturated). This is based on the design of test amplifiers, theircharacterization and their stress on ageing benches. The setting up of a methodology aimingat discriminating predominant degradation modes, jointly with a micro-structural analysisof aged devices, permits to link the evolution of electrical performances with the physicalroots of these defects.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Tem%C3%83%C2%A7amani%2C%20Farid%22%29&pagesize-30">Temçamani, Farid (thesis director).

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Les résultats présentés dans cette thèse concernent l'étude, dans la limite semi-classique, de systèmes d'équations de Schrödinger non-linéaires couplées. Selon le potentiel considéré, le système peut, ou non, présenterun couplage linéaire, en plus de celui induit par le terme non-linéaire. Dans ce manuscrit, c'est la propagation d'états cohérents -états localisés dans l'espace des phases, et que l'on va faire vivre dans un niveau d'énergie donné - qui va nous intéresser.Dans le cadre linéaire, plusieurs situations ont été étudiées, certaines préservant l'adiabaticité,et d'autres la brisant, faisant apparaître des transitions entre les niveaux d'énergie.Le rôle de la non-linéarité et l'interaction de ses effets avec un éventuel couplage linéaire sur ces phénomènes est une questionimportante pour comprendre des systèmes qui entrent en jeu dans des problèmes très actuels en physique quantique.Dans un premier temps, le potentiel pris en compte aura des valeurs propres bien séparées par un trou spectral,et nous montrerons un théorème adiabatique pour une non-linéarité qui présente un exposant critique pour le paramètre semi-classique devant la non-linéarité. Un point de vue équivalent est de considérer des données petites de l'ordre d'une puissance positive du paramètre semi-classique.Il s'agit d'un résultat analogue à celui de Carles et Fermanian-Kammerer mais dans un cadre sur-critique L².Dans un deuxième temps, nous considèrerons, pour le cas unidimensionnel, un potentiel explicite de taille 2 X 2,qui présente un croisement évité :les deux valeurs propres sont séparées par un paramètre delta - paramètre adiabatique -qui va tendre vers zéro lorsque le paramètre semi-classique va tendre vers zéro. Nous montrerons alors que des transitions entre les modes ont lieu.Il s'agit ici d'une version non-linéaire des travaux d'Hagedorn et Joyeoù une telle transition est démontrée pour des systèmes linéaires.

This thesis is devoted to the study of coupled nonlinear Schrödinger equations in the semi-classical limit.Depending on the potential we consider, the system can present a linear coupling, in addition to the nonlinear one.We will focus on the propagation of coherent states that will be polarized along a given eigenvector of the potential.In the linear setting, several situations have been analyzed; some of them lead to adiabatic theorems whereas the others implytransitions between energy levels. When one adds a nonlinearity, understanding nonlinear effects onthe propagation and the competition between them and the linear coupling becomes a very interesting issue.We first consider a potential with eigenvalues that present a spectral gap and will prove an adiabatic theoremfor a critical nonlinearity in the semi-classical sense. This is a L^{2-supercritical} result,similar to the one proved by Carles and Fermanian-Kammerer for the one-dimensional case, which is L^{2-subcritical}.The second part of the thesis deals with an explicit 2 X 2 potential that presents an avoided crossing point :the minimal gap between its eigenvalues…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Fermanian-Kammerer%2C%20Clotilde%22%29&pagesize-30">Fermanian-Kammerer, Clotilde (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Duyckaerts%2C%20Thomas%22%29&pagesize-30">Duyckaerts, Thomas (thesis director).

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Les contributions de cette thèse portent sur deux sujets.La première partie est dédiée à l'étude de modèles de champ moyen pour la structure électronique de matériaux avec des défauts.Dans le chapitre~ref{chap:ergodic_crystals}, nous introduisons et étudions le modèle de Hartree-Fock réduit (rHF) pour des cristaux désordonnés. Nous prouvons l'existence d'un état fondamental et établissons, pour les interactions de Yukawa (à courte portée), certaines propriétés de cet état. Dans le chapitre~ref{chap:défauts_étendus}, nous considérons des matériaux avec des défauts étendus. Dans le cas des interactions de Yukawa, nous prouvons l'existence d'un état fondamental, solution de l'équation auto-cohérente. Nous étudions également le cas de cristaux avec une faible concentration de défauts aléatoires. Dans le chapitre~ref{chap:numerical_simuation}, nous présentons des résultats de simulations numériques de systèmes aléatoires en dimension un.Dans la deuxième partie, nous étudions des modèles Monte-Carlo cinétique multi-échelles en temps. Nous prouvons, pour les trois modèles présentés au chapitre~ref{chap:kMC}, que les variables lentes convergent, dans la limite de la grande séparation des échelles de temps, vers une dynamique effective. Nos résultats sont illustrés par des simulations numériques.

The contributions of this thesis concern two topics.The first part is dedicated to the study of mean-field models for the electronic structure of materials with defects. In Chapter~ref{chap:ergodic_crystals}, we introduce and study the reduced Hartree-Fock (rHF) model for disordered crystals. We prove the existence of a ground state and establish, for (short-range)Yukawa interactions, some properties of this ground state. In Chapter~ref{chap:défauts_étendus}, we consider crystals with extended defects. Assuming Yukawa interactions, we prove the existence of an electronic ground state, solution of the self-consistent field equation. We also investigate the case of crystals with low concentration of random defects. In Chapter~ref{chap:numerical_simuation}, we present some numerical results obtained from the simulation of one-dimensional random systems.In the second part, we consider multiscale-in-time kinetic Monte Carlo models. We prove, for the three models presented in Chapter~ref{chap:kMC}, that in the limit of large time-scale separation, the slow variables converge to an effective dynamics. Our results are illustrated by numerical simulations.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Lewin%2C%20Mathieu%22%29&pagesize-30">Lewin, Mathieu (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Canc%C3%83%C2%A8s%2C%20Eric%22%29&pagesize-30">Cancès, Eric (thesis director).

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Le travail de thèse s'intéresse aux effets liés aux agressions MFP et du chaos sur l'électronique. Après une étude théorique et expérimentale du couplage électromagnétique entre deux ports d'accès d'impédance 50 Ω réalisés dans une cavité complexe, un nouveau modèle est proposé pour étendre l'étude aux cas des impédances de rayonnements quelconques en s'appuyant sur le principe de Babinet. L'impact des agressions EM intentionnelles sur les circuits "front-end" des récepteurs comme par exemple les circuits limiteurs lorsque les antennes sont agressées en dehors de leur bande passante a été aussi étudié et validé sur plusieurs types d'antennes pour les applications 2,45 GHz et bande-X. Les résultats montrent que pour certaines conditions, il est possible que l'agression EM génère des signaux chaotiques à l'entrée du récepteur. Enfin, deux sources chaotiques ont été étudiées et caractérisées et la possibilité d'enrichir leur spectre est proposée.

The thesis focuses on the effects associated with HPM and Chaos aggressions on electronics. After a theoretical and experimental study of the electromagnetic coupling between two ports of 50 Ω impedance in a complex cavity, a new model based on Babinet principle is proposed to extend the study to the case of any radiation impedances. The impact of intentional EM attacks on the "front end" receiver circuits such as limiters at outside the antennas bandwidth was also studied and validated on several types of antennas for 2.45 GHz an X-band applications. The results show that for certain conditions, it is possible that EM aggression generates chaotic signals in the front end receivers. Finally, two chaotic sources have been studied and characterized. The opportunity to enhance their spectrum is also proposed.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Ouslimani%2C%20Achour%22%29&pagesize-30">Ouslimani, Achour (thesis director).

▼ La mise en place de l'Euro en 1999 a constitué un événement économique majeur pour les Etats européens. La crise financière de 2007, puis la crise de la dette souveraine en 2010, ont amené à remettre en question la pérennité de la zone Euro, et la capacité de certains de ses membres à respecter leurs engagements vis-à-vis de la monnaie unique. Les mesures d'austérité mises en oeuvre au sein de l'Union Economique et Monétaire dans le contexte actuel de crise peuvent constituer pour certains Etats une tentation supplémentaire pour quitter la monnaie unique et recouvrer leur indépendance monétaire et fiscale. Une sortie de la zone Euro de la Grèce, voire d'autres Etats membres en difficulté (Portugal, Irlande, Italie, et Espagne) n'est aujourd'hui plus un scénario à exclure. Cette thèse se propose de considérer la question du régime monétaire optimal, régime de change flexible ou union monétaire, pour les 17 pays de la zone Euro, dans le cadre des crises financières et de dettes souveraines qui les affectent actuellement. Le premier chapitre est général et vise à démontrer formellement la survenue d'une rupture structurelle due au passage à la monnaie unique en 1999. Il montre qu'une telle rupture s'est bien produite pour les pays de la zone Euro autour de l'année 1992, qui a marqué l'adoption du traité de Maastricht et la mise en place des critères de convergence pour l'adoption de l'Euro. Cette rupture n'est pas partagée par les trois pays européens qui ont préservé leur monnaie (Royaume-Uni, Suède, et Danemark). Le second chapitre constitue le coeur de ce travail. Il présente le modèle de référence utilisé pour mener la comparaison entre les deux régimes monétaires considérés pour la zone Euro. Il s'agit d'un modèle à deux pays intégrant des rigidités financières dans le cadre des transactions interbancaires conclues entre les Etats membres. Le modèle, une fois étalonné pour la zone Euro, suggère que les rigidités financières peuvent jouer un rôle considérable dans la dynamique de ces Etats, les chocs affectant les économies partenaires pouvant contribuer de manière significative à la dynamique nationale. Les simulations numériques préliminaires de crise financières menées sur le modèle ne permettent pas d'apporter de réponse concluante quant aux performances des deux régimes monétaires envisagés, le régime de change flexible semblant amener une stabilité accrue, là où une union monétaire permet une récupération plus rapide suite à la crise initiale. Le dernier chapitre remplit un double objectif. Il propose d'abord un critère de bien-être formel pour l'évaluation des performances respectives des deux régimes considérés. Il développe également un certain nombre d'extensions au modèle de référence, afin d'intégrer la dette souveraine, et les politiques de crédit (Covered Bonds Purchase Programme et Securities Markets Programme) mises en place par la BCE depuis le début de la crise. Les résultats montrent qu'en l'absence de politiques interventionnistes de la part de la Banque Centrale Européenne, une grande majorité… Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Bec%2C%20Fr%C3%83%C2%A9d%C3%83%C2%A9rique%22%29&pagesize-30">Bec, Frédérique (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Four%C3%83%C2%A7ans%2C%20Andr%C3%83%C2%A9%22%29&pagesize-30">Fourçans, André (thesis director).

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Ce travail porte sur la synthèse et la caractérisation de membranes polymères échangeuses d'anions, destinées à la protection de l'électrode à air dans une batterie lithium-air (en vue d'une application pour véhicule électrique). Ces matériaux à architecture de réseaux interpénétrés de polymères (RIP) associent un réseau polyélectrolyte cationique hydrocarboné, la poly(épichlorohydrine) (PECH), à un réseau de polymère neutre qui peut être soit hydrocarboné, soit fluoré. Tout d'abord, la synthèse du réseau polyélectrolyte et son assemblage sur l'électrode à air ont été optimisés. Une première série de RIP associant ce réseau PECH à un réseau de poly(méthacrylate d'hydroxyéthyle) a été synthétisée. Une seconde série de matériaux combinant ce même réseau PECH à un réseau de polymère fluoré a été développée. L'ensemble de ces matériaux a été caractérisé, et pour chaque série de RIP, la méthode de synthèse et la composition ont été optimisées. Les membranes RIP présentent des propriétés améliorées par rapport au réseau simple de PECH. L'électrode à air protégée par ces nouvelles membranes échangeuses d'anions présente une stabilité améliorée dans les conditions de fonctionnement de la batterie lithium-air. Plus précisément, une durée de vie de 1000 h est obtenue lorsque l'électrode à air a été modifiée avec un RIP fluoré, soit une augmentation d'un facteur 20 de la durée de vie de l'électrode non modifiée.

This work focuses on the synthesis and characterization of polymer membranes to be used as anion exchange membranes for protection on an air electrode in a new lithium–air battery for electric vehicle. In these materials showing interpenetrating polymer networks (IPN) architecture, a hydrogenated cationic polyelectrolyte network, the poly(epichlorohydrin) (PECH), is associated with a neutral network, which can be either hydrogenated or fluorinated. First, the synthesis of the polyelectrolyte network and the membrane/electrode assembly were optimized. Second, a first IPN series associating the PECH network with a poly(hydroxyethyl methacrylate) network was synthesized. Third, the same PECH network was associated with a fluorinated polymer network. All the materials were characterized, and optimal synthesis methods as well as an optimal composition were determined for each association. The IPNs show improved properties compared with the single PECH network. The air electrode protected by these new anion exchange membranes shows improved stability in the working conditions of the lithium-air battery. Specifically, a lifetime of 1000 h was obtained when the electrode was modified with a fluorinated IPN, a 20-fold increase in the lifetime of the non-modified electrode.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Fichet%2C%20Odile%22%29&pagesize-30">Fichet, Odile (thesis director).

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Cette thèse s'intéresse à la définition de mécanismes, aussi bien au niveau logiciel que matériel, facilitant la gestion des systèmes-sur-puce hétérogènes et dynamiquement reconfigurable (HRSoC). L'hétérogénéité de ses architectures se manifeste par la présence à la fois de processeurs de calcul généralistes et de modules matériels reconfigurables. L'objectif de cette thèse est de permettre à un développeur d'application de s'abstraire de cette hétérogénéité en ce qui concerne l'allocation des tâches sur les différentes unités de calcul disponibles. Cette abstraction passe par une première phase d'homogénéisation des interfaces utilisateurs (API) et la définition d'un modèle de thread matériel, au même titre qu'il existe des threads logiciels. Cette homogénéisation se poursuit ensuite dans la gestion de ces threads matériels. Nous avons implémenté des services au niveau du système d'exploitation permettant de sauvegarder, préempter, et restaurer le contexte d'un thread matériel. Des outils de conception ont également été développés afin de surpasser le problème de la relocation d'un thread matériel au sein d'un FPGA. Enfin, la dernière étape a été d'étendre l'accès aux services offerts par tous les systèmes d'exploitation distribués au sein de la plateforme à tous les threads s'exécutant sur celle-ci, indépendamment de leur localisation. Ceci a été réalisé via une implémentation originale de l'API MRAPI. Avec ces trois étapes, nous avons apporté une base solide afin, dans le futur, de proposer au développeur un flot de conception dédié aux architectures HRSoC lui permettant de procéder à une exploration architecturale précise de son système. Finalement, afin d'éprouver le fonctionnement de ces mécanismes, nous avons réalisé une plateforme de démonstration sur FPGA Virtex 5 mettant en scène une application de suivi de cibles dynamique.

This thesis aims to define software and hardware mechanisms helping in the management the Heterogeneous and dynamically Reconfigurable Systems-on-Chip (HRSoC). The heterogeneity is due to the presence of general processing units and reconfigurable IPs. Our objective is to provide to an application developer an abstracted view of this heterogeneity, regarding the task mapping on the available processing elements. First, we homogenize the user interface defining a hardware thread model. Then, we pursue with the homogenization of the hardware threads management. We implemented OS services permitting to save and restore a hardware thread context. Conception tools have also been developed in order to overcome the relocation issue. The last step consisted in extending the access to the distributed OS services to every thread running on the platform. This access is provided independently from the thread location and is is realized implementing the MRAPI API. With these three steps, we build a solid basis to, in future work, provide to the developer, a conception flow dedicated to HRSoC allowing to perform precise architectural space explorations. Finally, to validate these mechanisms, we…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Verdier%2C%20Fran%C3%83%C2%A7ois%22%29&pagesize-30">Verdier, François (thesis director), Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Benkhelifa%2C%20Mohamed%22%29&pagesize-30">Benkhelifa, Mohamed (thesis director).

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Le développement des techniques de traitement des requêtes de classement est un axe de recherche très actif dans le domaine de la recherche d'information. Plusieurs applications nécessitent le traitement des requêtes de classement multicritères, telles que les méta-moteurs de recherche sur le web, la recherche dans les réseaux sociaux, la recherche dans les bases de documents multimédia, etc. Contrairement aux requêtes booléennes traditionnelles, dans lesquelles le filtrage est basé sur des prédicats qui retournent vrai ou faux, les requêtes de classement utilisent des prédicats de similarité retournant un score de pertinence. Ces requêtes spécifient une fonction d'agrégation qui combine les scores individuels produits par les prédicats de similarité permettant de calculer un score global pour chaque objet. Les k objets avec les meilleurs scores globaux sont retournés dans le résultat final. Dans cette thèse, nous étudions dans un premier temps les techniques et algorithmes proposés dans la littérature conçus pour le traitement des requêtes top-k multicritères dans des contextes spécifiques de type et de coût d'accès aux scores, et nous proposons un cadre générique capable d'exprimer tous ces algorithmes. Ensuite, nous proposons une nouvelle stratégie en largeur «breadth-first», qui maintient l'ensemble courant des k meilleurs objets comme un tout, à la différence des stratégies en profondeur habituelles qui se focalisent sur le meilleur candidat. Nous présentons un nouvel algorithme «Breadth-Refine» (BR), basé sur cette stratégie et adaptable à n'importe quelle configuration de type et de coût d'accès aux scores. Nous montrons expérimentalement la supériorité de l'algorithme BR sur les algorithmes existants. Dans un deuxième temps, nous proposons une adaptation des algorithmes top-k à la recherche approximative, dont l'objectif est de trouver un compromis entre le temps de recherche et la qualité du résultat retourné. Nous explorons l'approximation par arrêt prématuré de l'exécution et proposons une première étude expérimentale du potentiel d'approximation des algorithmes top-k. Dans la dernière partie de la thèse, nous nous intéressons à l'application des techniques top-k multicritères à la recherche par le contenu dans les grandes bases de données multimédia. Dans ce contexte, un objet multimédia (une image par exemple) est représenté par un ou plusieurs descripteurs, en général sous forme de vecteurs numériques qui peuvent être vus comme des points dans un espace multidimensionnel. Nous explorons la recherche des k plus proches voisins (k-ppv) dans ces espaces et proposons une nouvelle technique de recherche k-ppv approximative «Multi-criteria Search Algorithm » (MSA) basée sur les principes des algorithmes top-k. Nous comparons MSA à des méthodes de l'état de l'art dans le contexte des grandes bases multimédia où les données ainsi que les structures d'index sont stockées sur disque, et montrons qu'il produit rapidement un très bon résultat approximatif.

Efficient processing of ranking queries is an important…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Vodislav%2C%20Christian%20Dan%22%29&pagesize-30">Vodislav, Christian Dan (thesis director).

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Dans cette thèse, nous étudions le problème de l'inférence bayésienne dans les graphes factoriels, en particulier les codes LDPC, quasiment résolus par les algorithmes de message-passing. Nous réalisons en particulier une étude approfondie du Belief Propagation (BP) dont la question de la sous-optimalité est soulevée dans le cas où le graphe factoriel présente des boucles. A partir de l'équivalence entre le BP et l'approximation de Bethe en physique statistique qui se généralise à l'approximation basée régions, nous détaillons le Generalized Belief Propagation (GBP), un algorithme de message-passing entre des clusters du graphe factoriel. Nous montrons par des expériences que le GBP surpasse le BP dans les cas où le clustering est réalisé selon les structures topologiques néfastes qui empêchent le BP de bien décoder, à savoir les trapping sets. Au-delà de l'étude des performances en termes de taux d'erreur, nous confrontons les deux algorithmes par rapport à leurs dynamiques face à des événements d'erreur non triviaux, en particulier lorsqu'ils présentent des comportements chaotiques. Par des estimateurs classiques et originaux, nous montrons que l'algorithme du GBP peut dominer l'algorithme du BP.

This thesis addresses the problem of inference in factor graphs, especially the LDPC codes, almost solved by message-passing algorithms. In particular, the Belief Propagation algorithm (BP) is investigated as a particular message-passing algorithm whose suboptimality is discussed in the case where the factor graph has a loop-like topology. From the equivalence between the BP and the Bethe approximation in statistical physics that is generalized to the region-based approximation, is detailed the Generalized Belief Propagation algorithm (GBP), a message-passing algorithm between clusters of the factor graph. It is experimentally shown to surpass the BP in the cases where the clustering deals with the harmful topological structures that prevents the BP from rightly decoding any LDPC code, namely the trapping sets. We do not only confront the BP and the GBP algorithms according to their performance from the point of view of the channel coding with the error-rate, but also according to their dynamical behaviors for non-trivial error-events for which both algorithms can exhibit chaotic beahviors. By means of classical and original dynamical quantifiers, it is shown that the GBP algorithm can overcome the BP algorithm.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Declercq%2C%20David%22%29&pagesize-30">Declercq, David (thesis director).

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-Les dynamiques du taux de change en présence de frictions sur les marchés financiers.Cette analyse est une extension du modéle du surajustement « Overshooting » de Dornbusch. Il s'éloigne du modéle de base en faisant l'hypothèse que les marchés financiers ne s'ajustent pas instantanément, « generalised interest parity condition ». Le modele de taux de change sous cette hypothèse, reproduit le surajustement retarde du taux de change nominal. Notre modele arrive aussi a capturer la variation en forme de bosse du taux de change reel et suite a un choc monetaire.-Électorale Cycle de taux de change en CoréeCe papier analyse empiriquement les variations du taux de change reel en Coree du Sud, a l'approche des elections et un peu apres de celles-ci. Nous remarquons que le taux de change baisse juste avant les election mais nous n'avons pu deceler de tendance nette apres. Ce resultat est a l'oppose de celui trouve lors de l'étude des cycles électorales en Amérique latine. Nous expliquons cette divergence par des différences dans la structure économique entre la Corée du Sud et les pays d'Amerique latine-Le régime de change, l'ouverture des marchés de la capitale et de la politique monétaire; Le trilemme en CoréeCet article teste la proposition trilemme en effectuant une étude empirique de Corée. La Corée possède périodes distinctes de toutes les combinaisons de régime de taux de change et l'ouverture du marché des capitaux dans le trilemme: rattaché au régime de taux de change sous le contrôle des capitaux, rattaché au régime de taux de change sous libre circulation des capitaux et des taux de change flottant régime en vertu libre circulation des capitaux. Nous vérifions si l'autonomie monétaire existe dans chacune des trois combinaisons différentes. Nous constatons que l'autonomie monétaire existé au cours des périodes où les contrôles de capitaux et les périodes de régime de taux de change flottant. Pour les périodes avec le régime de parité fixe et libre circulation des capitaux, l'autonomie monétaire a été limitée. En outre, nous identifions que, juste avant la crise financière, le gouvernement a poursuivi la politique monétaire autonome sous le régime de taux de change arrimé et libre circulation des capitaux, défiant ainsi le trilemme.

-Exchange Rate Dynamics under Financial Market FrictionsThis paper extends Dornbusch's overshooting model by proposing “generalized interest parity condition”, which assumes sluggish adjustment on the asset market. The exchange rate model under the generalized interest parity condition is able to reproduce the delayed overshooting of nominal exchange rates and the hump-shaped response to monetary shocks of both nominal and real exchange rates.-Electoral Cycle of Exchange Rate in KoreaThis paper empirically investigates the real exchange rate behavior around elections in Korea. We find that the real exchange rate depreciates more before the elections but there is no clear pattern found after the elections. Interestingly, this result is the opposite of the electoral cycle found in…

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Terra%2C%20Cristina%22%29&pagesize-30">Terra, Cristina (thesis director).

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Cette thèse est consacrée à l'étude mathématique et numérique du modèle de Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB) pour les systèmes quantiques attractifs, qui est abondamment utilisé en physique nucléaire. Après avoir présenté le modèle et ses principales caractéristiques, nous expliquons comment le discrétiser et nous montrons des résultats de convergence. Nous examinons tout particulièrement l'algorithme de point fixe (parfois appelé Roothaan) et montrons qu'il converge ou alors oscille entre deux états dont aucun n'est solution du problème. Ceci généralise au cadre HFB des résultats de Cancès et Le Bris pour le modèle plus simple de Hartree-Fock dans le cas répulsif. Suivant ces mêmes auteurs, nous proposons un algorithme basé sur la contrainte relachée et pour lequel la convergence est garantie. Dans dernière partie de la thèse, nous illustrons le comportement de ces algorithmes par des simulations numériques pour plusieurs modèles. Dans un premier temps nous considérons un système purement gravitationnel où les particules interagissent avec le potentiel de Newton. Nos simulations montrent que la matrice d'appariement est toujours non nulle, un fait qui n'a pas encore pu être démontré rigoureusement. Nous étudions ensuite un modèle très simplifié pour la description de protons et neutrons dans le noyau atomique.

This work is devoted to the theoretical and numerical study of Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB) theory for attractive quantum systems, which is one of the main methods in nuclear physics. We first present the model and its main properties, and then explain how to discretize it. We prove some convergence results, in particular for the simple fixed point algorithm (sometimes called Roothaan). We show that it converges, or oscillates between two states, none of them being a solution. This generalizes to the HFB case previous results of Cancès and Le Bris for the simpler Hartree-Fock model in the repulsive case. Following these authors, we also propose a relaxed constraint algorithm for which convergence is guaranteed. In the last part of the thesis, we illustrate the behavior of these algorithms by some numerical experiments. We first consider a system where the particles only interact through the Newton potential. Our numerical results show that the pairing matrix never vanishes, a fact that has not yet been proved rigorously. We then study a very simplified model for protons and neutrons in a nucleus.

Advisors/Committee Members: Pontoise%22%20%2Bcontributor%3A%28%22Lewin%2C%20Mathieu%22%29&pagesize-30">Lewin, Mathieu (thesis director).