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Développement d'un biocapteur d'activité d'hydrolyse enzymatique par impression jet d'encre : application à l'ARABINOXYLANE
Développement d'un biocapteur d'activité d'hydrolyse enzymatique par impression jet d'encre : application à l'ARABINOXYLANE


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Ce travail de doctorat a permis de développer un biocapteur dédié à l’analyse de l'activité hydrolytique d'une enzyme sur un composant de la paroi végétale, l'arabinoxylane, dans un contexte où le nombre d'enzymes à tester augmente. Ce biocapteur permet non seulement de détecter une enzyme active mais également de classer son activité hydrolytique au sein d’un ensemble d’enzyme. L’identification est réalisée simplement à l'œil nu mais le classement nécessite une observation instrumentée. Des techniques de micro-fabrication sont utilisées pour dispenser de manière précise l’arabinoxylane sur un support. La composition de la solution à base d'arabinoxylane a été optimisée afin d’assurer sa stabilité ainsi que l’uniformité de l’épaisseur du dépôt solide. L’influence de la mouillabilité du support est également étudiée. Notre suivi permet de détecter l’hydrolyse enzymatique et de quantifier le taux d’hydrolyse. La fonctionnalité du biocapteur est validée avec une xylanase commerciale par comparaison avec une technique standard en enzymologie utilisant un substrat colorimétrique. Ce nouvel outil a également été évalué sur des enzymes issues de clonage métagénomique. Son seuil de sensibilité est de 3 nkat/ml, comparable aux autres techniques mais permet de diviser par deux le temps d’analyse.
This thesis focused on the development of a biosensor able to detect the hydrolysis capabilities of enzymes. In a context in which an increasing number of enzymes must be tested for their ability to decompose biomass, we choose to use arabinoxylan as our sensor's active layer as it is a major component of plant cell walls. This biosensor doesn’t only make it possible to detect an enzymatic activity but also to rank several enzymes according to their respective activities. While the precise ranking of enzymes requires an instrument, detecting a hydrolytic activity can be done without it. We rely on microfabrication techniques to precisely deposit arabinoxylan on a solid support. We have developed an arabinoxylan based and tuned its composition to maximize its stability and ensure deposits’ homogeneity. The influence of the wetting properties of the support itself was also thoroughly investigated. We are able to quantify the progressive degradation of the arabinoxylan deposits and thus extract the hydrolysis rate. We have benchmarked our approach with the standard techniques (colorimetry) used in enzymology on a commercial Xylanase. Our approach was further evaluated in a metagenomic enzyme screening context. We have demonstrated that while twice faster than the existing techniques, we maintain a limit of detection at the state of the art (3nkat/mL).
Ce travail de doctorat a permis de développer un biocapteur dédié à l’analyse de l'activité hydrolytique d'une enzyme sur un composant de la paroi végétale, l'arabinoxylane, dans un contexte où le nombre d'enzymes à tester augmente. Ce biocapteur permet non seulement de détecter une enzyme active mais également de classer son activité hydrolytique au sein d’un ensemble d’enzyme. L’identification est réalisée simplement à l'œil nu mais le classement nécessite une observation instrumentée. Des techniques de micro-fabrication sont utilisées pour dispenser de manière précise l’arabinoxylane sur un support. La composition de la solution à base d'arabinoxylane a été optimisée afin d’assurer sa stabilité ainsi que l’uniformité de l’épaisseur du dépôt solide. L’influence de la mouillabilité du support est également étudiée. Notre suivi permet de détecter l’hydrolyse enzymatique et de quantifier le taux d’hydrolyse. La fonctionnalité du biocapteur est validée avec une xylanase commerciale par comparaison avec une technique standard en enzymologie utilisant un substrat colorimétrique. Ce nouvel outil a également été évalué sur des enzymes issues de clonage métagénomique. Son seuil de sensibilité est de 3 nkat/ml, comparable aux autres techniques mais permet de diviser par deux le temps d’analyse.
This thesis focused on the development of a biosensor able to detect the hydrolysis capabilities of enzymes. In a context in which an increasing number of enzymes must be tested for their ability to decompose biomass, we choose to use arabinoxylan as our sensor's active layer as it is a major component of plant cell walls. This biosensor doesn’t only make it possible to detect an enzymatic activity but also to rank several enzymes according to their respective activities. While the precise ranking of enzymes requires an instrument, detecting a hydrolytic activity can be done without it. We rely on microfabrication techniques to precisely deposit arabinoxylan on a solid support. We have developed an arabinoxylan based and tuned its composition to maximize its stability and ensure deposits’ homogeneity. The influence of the wetting properties of the support itself was also thoroughly investigated. We are able to quantify the progressive degradation of the arabinoxylan deposits and thus extract the hydrolysis rate. We have benchmarked our approach with the standard techniques (colorimetry) used in enzymology on a commercial Xylanase. Our approach was further evaluated in a metagenomic enzyme screening context. We have demonstrated that while twice faster than the existing techniques, we maintain a limit of detection at the state of the art (3nkat/mL).
06-12-2018
06-12-2018
Thèse
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De la pertinence du comprehensive income : approche par la value relevance
De la pertinence du comprehensive income : approche par la value relevance


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Au regard des exigences de transparence et de comparabilité des états financiers, l’évaluation traditionnelle du résultat ne satisfait plus ; elle se voit amendée d’autres composantes estimées essentiellement en valeur de marché pour obtenir le comprehensive income (CI). Le CI, « état de la performance globale » de l’IAS 1 révisée (IAS 1R), fait apparaitre distinctement le résultat net et les other comprehensive income afin de mieux répondre aux besoins d'information financière et aider les groupes d’utilisateurs dans leur prise de décision. Dans ce contexte, la présente recherche se propose d’étudier la valorisation boursière du CI, rendu obligatoire pour les entreprises présentant leurs comptes en IFRS depuis 2009. Les tests empiriques ont porté sur un échantillon d’entreprises françaises cotées au SBF 120 observées sur la période pré IAS 1R (2004-2009) et post IAS 1R (2009-2013) en utilisant les régressions de panel. Les résultats indiquent que les deux mesures de résultats (traditionnel et CI) sont value relevant et donc apportent de l'information pertinente pour apprécier les cours et les rentabilités boursiers. Par ailleurs, les other comprehensive income agrégés semblent valorisés par le marché et fournissent des informations additionnelles par rapport au résultat net. Enfin il semble que la value relevance du CI s’est améliorée de manière significative après l’application de la norme IAS 1R. Ces résultats suggèrent que les éléments de la performance financière sont pris en compte positivement par les utilisateurs de l’information financière lorsqu’ils sont clairement publiés et confortent le normalisateur dans son exigence de transparence dans la diffusion du CI.
From the perspective of the transparency and comparability of financial statements requirements, the traditional evaluation of the outcome is no longer satisfying. It is amended through other components which are mainly estimated at market value to obtain the comprehensive income (CI). The CI, Statement of Financial Performance of the revised IAS 1(IAS 1R) requires the disclosure of both income and other comprehensive income to cater for the needs of users of accounting information and help them in making better financial decisions. The purpose of this study is to investigate the value relevance of CI which became compulsory for companies presenting their financial statements in IFRS since 2009. Empirical tests have focused on a sample of French listed companies over the pre (2004-2008) and post (2009-2013) IAS 1R periods, using panel data. We found that two summary income measures (CI and net income) are significantly associated with price and market returns. We also found that other aggregated comprehensive income provide incremental price-relevant information beyond net income. Finally, it appears that the adoption of IAS 1R had a positive effect on the value relevance of CI. These findings reveal that mandating CI in IFRS regulation improves transparency and enhances the usefulness and quality of the reported CI information thus, likely to be more useful in terms of requirements for transparency.
Au regard des exigences de transparence et de comparabilité des états financiers, l’évaluation traditionnelle du résultat ne satisfait plus ; elle se voit amendée d’autres composantes estimées essentiellement en valeur de marché pour obtenir le comprehensive income (CI). Le CI, « état de la performance globale » de l’IAS 1 révisée (IAS 1R), fait apparaitre distinctement le résultat net et les other comprehensive income afin de mieux répondre aux besoins d'information financière et aider les groupes d’utilisateurs dans leur prise de décision. Dans ce contexte, la présente recherche se propose d’étudier la valorisation boursière du CI, rendu obligatoire pour les entreprises présentant leurs comptes en IFRS depuis 2009. Les tests empiriques ont porté sur un échantillon d’entreprises françaises cotées au SBF 120 observées sur la période pré IAS 1R (2004-2009) et post IAS 1R (2009-2013) en utilisant les régressions de panel. Les résultats indiquent que les deux mesures de résultats (traditionnel et CI) sont value relevant et donc apportent de l'information pertinente pour apprécier les cours et les rentabilités boursiers. Par ailleurs, les other comprehensive income agrégés semblent valorisés par le marché et fournissent des informations additionnelles par rapport au résultat net. Enfin il semble que la value relevance du CI s’est améliorée de manière significative après l’application de la norme IAS 1R. Ces résultats suggèrent que les éléments de la performance financière sont pris en compte positivement par les utilisateurs de l’information financière lorsqu’ils sont clairement publiés et confortent le normalisateur dans son exigence de transparence dans la diffusion du CI.
From the perspective of the transparency and comparability of financial statements requirements, the traditional evaluation of the outcome is no longer satisfying. It is amended through other components which are mainly estimated at market value to obtain the comprehensive income (CI). The CI, Statement of Financial Performance of the revised IAS 1(IAS 1R) requires the disclosure of both income and other comprehensive income to cater for the needs of users of accounting information and help them in making better financial decisions. The purpose of this study is to investigate the value relevance of CI which became compulsory for companies presenting their financial statements in IFRS since 2009. Empirical tests have focused on a sample of French listed companies over the pre (2004-2008) and post (2009-2013) IAS 1R periods, using panel data. We found that two summary income measures (CI and net income) are significantly associated with price and market returns. We also found that other aggregated comprehensive income provide incremental price-relevant information beyond net income. Finally, it appears that the adoption of IAS 1R had a positive effect on the value relevance of CI. These findings reveal that mandating CI in IFRS regulation improves transparency and enhances the usefulness and quality of the reported CI information thus, likely to be more useful in terms of requirements for transparency.
06-12-2018
06-12-2018
Thèse
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Collaboration inter-organisationnelle pour l'optimisation des chaînes d'approvisionnement en textile
Collaboration inter-organisationnelle pour l'optimisation des chaînes d'approvisionnement en textile


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Dans cette recherche doctorale, une enquête approfondie et une revue de la littérature concernant la collaboration de la chaîne d'approvisionnement ont été menées. Plusieurs paradigmes et stratégies émergents de collaboration dans la chaîne d'approvisionnement ont été identifiés, ce qui a fourni une base théorique et une direction de recherche pour mes recherches ultérieures. En conséquence, trois modèles innovants de chaîne d'approvisionnement avec des stratégies d'optimisation correspondantes ont été développés: (1) un nouveau mécanisme de partage des ressources pour optimiser la fabrication des vêtements dans la chaîne d'approvisionnement textile; (2) un système central de traitement des commandes pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement textile axée sur la demande, et (3) une plate-forme collaborative de services cloud pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement textile da la fabrication à la commande. Stratégies de collaboration identifiées pour la chaîne d'approvisionnement, à savoir, le partage des ressources, le partage de l'information, la prise de décision conjointe, le partage des bénéfices, ont été utilisés pour développer les trois modèles de collaboration. Des heuristiques d'optimisation ont également été conçues pour différents objectifs dans trois modèles respectivement. Les trois stratégies collaboratives de la chaîne d'approvisionnement proposées ont été réalisées dans trois modèles de simulation en utilisant la technologie de simulation à événements discrets ou la technologie de simulation multi-agents. Plusieurs expériences ont été menées pour démontrer les avantages d'une telle structure collaborative dans différentes conditions.
In this PhD research, a thorough investigation and literature review regarding supply chain collaboration was conducted. Several emerging supply chain collaboration paradigms and strategies were identified, which provided a theoretical foundation and research direction for my subsequent research. Consequently, three innovative supply chain models with corresponding optimization strategies were developed: (1) a novel resource sharing mechanism for optimizing garment manufacturing echelon in textile supply chain, (2) a central order processing system for optimizing demand-driven textile supply chain, and (3) a collaborative cloud service platform for optimizing make-to-order textile supply chain. Identified supply chain collaboration strategies, viz. resource sharing, information sharing, joint decision-making, profit sharing, were employed for developing the three collaborative models. Optimization heuristics were also designed for different objectives in three models respectively. The three proposed supply chain collaboration strategies were realized in three simulation models by employing discrete-event simulation technology or multi-agent simulation technology. Several experiments were conducted to demonstrate the advantages of such collaborative structure under different conditions.
Dans cette recherche doctorale, une enquête approfondie et une revue de la littérature concernant la collaboration de la chaîne d'approvisionnement ont été menées. Plusieurs paradigmes et stratégies émergents de collaboration dans la chaîne d'approvisionnement ont été identifiés, ce qui a fourni une base théorique et une direction de recherche pour mes recherches ultérieures. En conséquence, trois modèles innovants de chaîne d'approvisionnement avec des stratégies d'optimisation correspondantes ont été développés: (1) un nouveau mécanisme de partage des ressources pour optimiser la fabrication des vêtements dans la chaîne d'approvisionnement textile; (2) un système central de traitement des commandes pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement textile axée sur la demande, et (3) une plate-forme collaborative de services cloud pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement textile da la fabrication à la commande. Stratégies de collaboration identifiées pour la chaîne d'approvisionnement, à savoir, le partage des ressources, le partage de l'information, la prise de décision conjointe, le partage des bénéfices, ont été utilisés pour développer les trois modèles de collaboration. Des heuristiques d'optimisation ont également été conçues pour différents objectifs dans trois modèles respectivement. Les trois stratégies collaboratives de la chaîne d'approvisionnement proposées ont été réalisées dans trois modèles de simulation en utilisant la technologie de simulation à événements discrets ou la technologie de simulation multi-agents. Plusieurs expériences ont été menées pour démontrer les avantages d'une telle structure collaborative dans différentes conditions.
In this PhD research, a thorough investigation and literature review regarding supply chain collaboration was conducted. Several emerging supply chain collaboration paradigms and strategies were identified, which provided a theoretical foundation and research direction for my subsequent research. Consequently, three innovative supply chain models with corresponding optimization strategies were developed: (1) a novel resource sharing mechanism for optimizing garment manufacturing echelon in textile supply chain, (2) a central order processing system for optimizing demand-driven textile supply chain, and (3) a collaborative cloud service platform for optimizing make-to-order textile supply chain. Identified supply chain collaboration strategies, viz. resource sharing, information sharing, joint decision-making, profit sharing, were employed for developing the three collaborative models. Optimization heuristics were also designed for different objectives in three models respectively. The three proposed supply chain collaboration strategies were realized in three simulation models by employing discrete-event simulation technology or multi-agent simulation technology. Several experiments were conducted to demonstrate the advantages of such collaborative structure under different conditions.
06-12-2018
06-12-2018
Thèse
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The phytoplankton community response(s) to global changes and their effect(s) on ecosystem functioning with a special focus on Phaeocystis spp, a harmful algae
The phytoplankton community response(s) to global changes and their effect(s) on ecosystem functioning with a special focus on Phaeocystis spp, a harmful algae


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Les écosystèmes côtiers, interface entre terre et mer, sont soumis au changement climatique ainsi qu’à de fortes pressions anthropiques. Par conséquent, les eaux côtières sont sujettes à eutrophisation. Le phytoplancton demande une attention particulière dû à son rôle de producteur primaire des écosystèmes marins. Récemment, l’efflorescence des algues nuisibles est devenue mondialement, une inquiétude croissante. Le but de la thèse a été de décrire et de mesurer les réponses temporelles et les causalités de la structure de communauté phytoplanctonique sous impact des changements globaux, en présence d’une algue nuisible. Pour ce faire, le concept de niche écologique et une méthode statistique, ont été adaptés. Les "Within Outlying Mean Indexes" ont été proposés pour affiner l’analyse "Outlying Mean Index" en combinant ses propriétés avec la décomposition de la marginalité de l’analyse "K-select". Les dynamiques des sous-niches de la communauté d’espèce ont été étudiées dans des conditions environnementales d’ abondances basses (L) ou fortes (H) de Phaeocystis spp. Le sous-ensemble H était caractérisé par une large niche de Phaeocystis spp. ainsi qu’une forte diversité de diatomées. Dans le sous-ensemble L, Phaeocystis spp. a subit une forte contrainte biologique probablement induite par la compétition des diatomées pour les ressources. La relation diversité-productivité du phytoplancton s’est avérée plus forte à l’échelle saisonnière que sur le long-terme. Le déséquilibre des ressources n’a pas eu de lien direct avec la productivité à long terme. Le succès à long terme de l’espèce invasive et de son impact sur la productivité, est favorisé par une suite d’années froides avec des ressources élevées et déséquilibrées, augmentant le nombre de petites espèces de diatomées et donc son efflorescence. Enfin, je discute des améliorations méthodologiques, du potentiel d’utilisation de l’approche par traits, et d’éventuelles montages expérimentaux pour supporter les résultats de la thèse.
Coastal ecosystems, the interfaces between land and sea, are subject to climate change and high anthropogenic pressure. Consequently, most coastal waters are prone to eutrophication. The phytoplankton require a special attention because of its role of primary producer in marine ecosystems. Recently, Harmful Algae Bloom outbreaks has raised concern worldwide. The thesis aim was to describe and to measure the temporal responses and causalities of the phytoplankton community structure, with the occurrence of a harmful algae, under global changes. To do so, the ecological niche concept and a statistical method were adapted. The Within Outlying Mean Indexes was proposed to refine the Outlying Mean Index analysis by combining its properties with the K-select analysis species marginality decomposition. The subniche dynamics of the species composing the community were studied under environmental conditions hosting low (L) and high (H) Phaeocystis spp. abundance. Subset H was characterized by a large Phaeocystis spp. niche and a high diatom diversity. In subset L, Phaeocystis spp. was subject to great biological constrain suspected to be caused by diatom competition for resources. The phytoplankton diversity productivity was stronger at a seasonal scale than on the long-term. The resource imbalance had no direct link with productivity in the long-term. The long-term invasive species success and its impact on productivity is favored by successive cold years with high resource imbalance which rise the number of small species and its bloom. I finally discussed on the methodological improvements, the potential use of the trait-based approach, and possible experimental set-ups to support the thesis results.
Les écosystèmes côtiers, interface entre terre et mer, sont soumis au changement climatique ainsi qu’à de fortes pressions anthropiques. Par conséquent, les eaux côtières sont sujettes à eutrophisation. Le phytoplancton demande une attention particulière dû à son rôle de producteur primaire des écosystèmes marins. Récemment, l’efflorescence des algues nuisibles est devenue mondialement, une inquiétude croissante. Le but de la thèse a été de décrire et de mesurer les réponses temporelles et les causalités de la structure de communauté phytoplanctonique sous impact des changements globaux, en présence d’une algue nuisible. Pour ce faire, le concept de niche écologique et une méthode statistique, ont été adaptés. Les "Within Outlying Mean Indexes" ont été proposés pour affiner l’analyse "Outlying Mean Index" en combinant ses propriétés avec la décomposition de la marginalité de l’analyse "K-select". Les dynamiques des sous-niches de la communauté d’espèce ont été étudiées dans des conditions environnementales d’ abondances basses (L) ou fortes (H) de Phaeocystis spp. Le sous-ensemble H était caractérisé par une large niche de Phaeocystis spp. ainsi qu’une forte diversité de diatomées. Dans le sous-ensemble L, Phaeocystis spp. a subit une forte contrainte biologique probablement induite par la compétition des diatomées pour les ressources. La relation diversité-productivité du phytoplancton s’est avérée plus forte à l’échelle saisonnière que sur le long-terme. Le déséquilibre des ressources n’a pas eu de lien direct avec la productivité à long terme. Le succès à long terme de l’espèce invasive et de son impact sur la productivité, est favorisé par une suite d’années froides avec des ressources élevées et déséquilibrées, augmentant le nombre de petites espèces de diatomées et donc son efflorescence. Enfin, je discute des améliorations méthodologiques, du potentiel d’utilisation de l’approche par traits, et d’éventuelles montages expérimentaux pour supporter les résultats de la thèse.
Coastal ecosystems, the interfaces between land and sea, are subject to climate change and high anthropogenic pressure. Consequently, most coastal waters are prone to eutrophication. The phytoplankton require a special attention because of its role of primary producer in marine ecosystems. Recently, Harmful Algae Bloom outbreaks has raised concern worldwide. The thesis aim was to describe and to measure the temporal responses and causalities of the phytoplankton community structure, with the occurrence of a harmful algae, under global changes. To do so, the ecological niche concept and a statistical method were adapted. The Within Outlying Mean Indexes was proposed to refine the Outlying Mean Index analysis by combining its properties with the K-select analysis species marginality decomposition. The subniche dynamics of the species composing the community were studied under environmental conditions hosting low (L) and high (H) Phaeocystis spp. abundance. Subset H was characterized by a large Phaeocystis spp. niche and a high diatom diversity. In subset L, Phaeocystis spp. was subject to great biological constrain suspected to be caused by diatom competition for resources. The phytoplankton diversity productivity was stronger at a seasonal scale than on the long-term. The resource imbalance had no direct link with productivity in the long-term. The long-term invasive species success and its impact on productivity is favored by successive cold years with high resource imbalance which rise the number of small species and its bloom. I finally discussed on the methodological improvements, the potential use of the trait-based approach, and possible experimental set-ups to support the thesis results.
03-12-2018
03-12-2018
Thèse
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Security of smart city network infrastructures : design and implementation : application to “Sunrise – Smart City” Demonstrator
Security of smart city network infrastructures : design and implementation : application to “Sunrise – Smart City” Demonstrator


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Le but de cette thèse est de concevoir et mettre en œuvre une stratégie de renseignement sur les menaces cyber afin de soutenir les décisions stratégiques. L'alerte précoce et la détection des violations sont décisives, ce qui signifie que l'accent de la cyber sécurité a évolué vers l'intelligence des menaces. Pour cette raison, nous avons créé, analysé, mis en œuvre et testé deux solutions. La première solution agit comme un mécanisme prédictif et proactif. C'est un nouveau cadre utilisé pour analyser et évaluer quantitativement les vulnérabilités associées à un réseau de villes intelligentes. Cette solution utilise le modèle de chaîne de Markov pour déterminer le niveau de gravité de vulnérabilité le plus élevé d'un chemin d'attaque potentiel du réseau. Le niveau de gravité élevé amènera l'administrateur système à appliquer des mesures de sécurité appropriées à priori aux attaques. La deuxième solution agit comme un mécanisme défensif ou auto-protecteur. Ce cadre atténue les attaques par disponibilité zero-day basées sur Identification, Heuristics et Load Balancer dans un délai raisonnable. Ce mécanisme défensif a été proposé principalement pour atténuer les attaques par déni de service distribué (DDoS) car elles sont considérées comme l'une des attaques de disponibilité les plus sévères qui pourraient paralyser le réseau de la ville intelligente et provoquer une panne complète. Cette solution repose sur deux équilibreurs de charge dans lesquels le premier utilise une approche heuristique et le second agit comme une sauvegarde pour produire une solution dans un délai raisonnable.
The purpose of this thesis is to design and implement a cyber-threat intelligence strategy to support strategic decisions. Early warning and detection of breaches are decisive to being in a state of readiness, meaning that the emphasis of cybersecurity has changed to threat intelligence. For that reason, we created, analyzed, implemented, and tested two solutions. The first solution acts as a predictive and proactive mechanism. It is a novel framework used to analyze and evaluate quantitatively the vulnerabilities associated with a smart city network. This solution uses the Markov Chain Model to determine the highest vulnerability severity level of a potential attack path in the attacks graph of the network. High severity level of a potential attack path will lead the system administrator to apply appropriate security measures a priori to attacks occurrence. The second solution acts as a defensive or self-protective mechanism. This framework mitigates the zero-day availability attacks based on Identification, Heuristics and Load Balancer in a reasonable time frame. This defensive mechanism has been proposed mainly to mitigate Distributed Denial of Service (DDoS) attacks since they are considered one of the most severe availability attacks that could paralyze the smart city’s network and cause complete black out. This solution relies on two load balancers in which the first one uses a heuristic approach, and the second acts as a backup to produce a solution in a reasonable time frame.
Le but de cette thèse est de concevoir et mettre en œuvre une stratégie de renseignement sur les menaces cyber afin de soutenir les décisions stratégiques. L'alerte précoce et la détection des violations sont décisives, ce qui signifie que l'accent de la cyber sécurité a évolué vers l'intelligence des menaces. Pour cette raison, nous avons créé, analysé, mis en œuvre et testé deux solutions. La première solution agit comme un mécanisme prédictif et proactif. C'est un nouveau cadre utilisé pour analyser et évaluer quantitativement les vulnérabilités associées à un réseau de villes intelligentes. Cette solution utilise le modèle de chaîne de Markov pour déterminer le niveau de gravité de vulnérabilité le plus élevé d'un chemin d'attaque potentiel du réseau. Le niveau de gravité élevé amènera l'administrateur système à appliquer des mesures de sécurité appropriées à priori aux attaques. La deuxième solution agit comme un mécanisme défensif ou auto-protecteur. Ce cadre atténue les attaques par disponibilité zero-day basées sur Identification, Heuristics et Load Balancer dans un délai raisonnable. Ce mécanisme défensif a été proposé principalement pour atténuer les attaques par déni de service distribué (DDoS) car elles sont considérées comme l'une des attaques de disponibilité les plus sévères qui pourraient paralyser le réseau de la ville intelligente et provoquer une panne complète. Cette solution repose sur deux équilibreurs de charge dans lesquels le premier utilise une approche heuristique et le second agit comme une sauvegarde pour produire une solution dans un délai raisonnable.
The purpose of this thesis is to design and implement a cyber-threat intelligence strategy to support strategic decisions. Early warning and detection of breaches are decisive to being in a state of readiness, meaning that the emphasis of cybersecurity has changed to threat intelligence. For that reason, we created, analyzed, implemented, and tested two solutions. The first solution acts as a predictive and proactive mechanism. It is a novel framework used to analyze and evaluate quantitatively the vulnerabilities associated with a smart city network. This solution uses the Markov Chain Model to determine the highest vulnerability severity level of a potential attack path in the attacks graph of the network. High severity level of a potential attack path will lead the system administrator to apply appropriate security measures a priori to attacks occurrence. The second solution acts as a defensive or self-protective mechanism. This framework mitigates the zero-day availability attacks based on Identification, Heuristics and Load Balancer in a reasonable time frame. This defensive mechanism has been proposed mainly to mitigate Distributed Denial of Service (DDoS) attacks since they are considered one of the most severe availability attacks that could paralyze the smart city’s network and cause complete black out. This solution relies on two load balancers in which the first one uses a heuristic approach, and the second acts as a backup to produce a solution in a reasonable time frame.
03-12-2018
03-12-2018
Thèse
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Kinetic study of reactions with interest to atmospheric chemistry by simultaneous detection of OH and RO2 radicals coupled to laser photolysis
Kinetic study of reactions with interest to atmospheric chemistry by simultaneous detection of OH and RO2 radicals coupled to laser photolysis


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Les radicaux hydroxyle OH et hydroperoxyle HO2 jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus d’oxydation dans l’atmosphère. La dégradation des composés organiques volatils dans les conditions troposphériques est généralement initiée par la réaction avec les radicaux OH, suivie par la réaction des produits d’oxydation avec l’oxygène. Dans le cadre de cette thèse, des études on été menées afin de mieux comprendre les mécanismes d’oxydation d’espèces d’intérêt atmosphérique. Pour cela, un système expérimental composé d’une photolyse laser couplée à des techniques spectroscopiques de détection résolues dans le temps: Laser Induced Fluorescence Induite par Laser (LIF, pour la détection des radicaux OH) et continuous-wave Cavity Ring-Down Spectroscopy (cw-CRDS, pour la détection des radicaux OH, HO2 et RO2) ont été utilisés. Après avoir mesuré le spectre ainsi que les sections efficaces d’absorption de quelques raies sélectionnées de OH, HO2 et RO2 dans la région du proche infrarouge, quatre système ont été étudiés avec les techniques mentionnées ci-dessus: CH3O2 + OH, C2H5O2 + OH, C3H7O2 + OH and C4H9O2 + OH. La constante de vitesse ainsi que le rendement de HO2 ont été déterminés pour ces quatre réactions. En outre, les constantes de vitesse de réactions secondaires telles que CH3O + HO2, CH3O + CH3O ou OH + HO2 ont été déterminées.
The hydroxyl radical OH and hydroperoxy radical HO2 radicals are key species in many oxidation processes in the atmosphere. The degradation of volatile organic compounds under tropospheric conditions is induced by reactions with hydroxyl radicals followed by the subsequent chemistry of the initial OH oxidation products with O2. This thesis was focused on the kinetic study of some of these atmospherically relevant reactions to better understand their oxidation mechanisms using an experimental system of laser photolysis coupled to Laser Induced Fluorescence (LIF, for OH radical) and continuous-wave Cavity Ring-Down Spectroscopy (cw-CRDS, for OH, HO2 and RO2 radicals) detection techniques. After determining the infrared spectrum of OH, HO2 and CH3O2 radicals in the near infrared region and the absorption cross-sections of few selected lines, four systems were studied with the above mentioned techniques: CH3O2 + OH, C2H5O2 + OH, C3H7O2 + OH and C4H9O2 + OH. The rate constant and the HO2 yield of the four reactions were determined. In addition, the rate constants of few secondary reactions such as CH3O + HO2, CH3O + CH3O or OH + HO2 have been determined.
Les radicaux hydroxyle OH et hydroperoxyle HO2 jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus d’oxydation dans l’atmosphère. La dégradation des composés organiques volatils dans les conditions troposphériques est généralement initiée par la réaction avec les radicaux OH, suivie par la réaction des produits d’oxydation avec l’oxygène. Dans le cadre de cette thèse, des études on été menées afin de mieux comprendre les mécanismes d’oxydation d’espèces d’intérêt atmosphérique. Pour cela, un système expérimental composé d’une photolyse laser couplée à des techniques spectroscopiques de détection résolues dans le temps: Laser Induced Fluorescence Induite par Laser (LIF, pour la détection des radicaux OH) et continuous-wave Cavity Ring-Down Spectroscopy (cw-CRDS, pour la détection des radicaux OH, HO2 et RO2) ont été utilisés. Après avoir mesuré le spectre ainsi que les sections efficaces d’absorption de quelques raies sélectionnées de OH, HO2 et RO2 dans la région du proche infrarouge, quatre système ont été étudiés avec les techniques mentionnées ci-dessus: CH3O2 + OH, C2H5O2 + OH, C3H7O2 + OH and C4H9O2 + OH. La constante de vitesse ainsi que le rendement de HO2 ont été déterminés pour ces quatre réactions. En outre, les constantes de vitesse de réactions secondaires telles que CH3O + HO2, CH3O + CH3O ou OH + HO2 ont été déterminées.
The hydroxyl radical OH and hydroperoxy radical HO2 radicals are key species in many oxidation processes in the atmosphere. The degradation of volatile organic compounds under tropospheric conditions is induced by reactions with hydroxyl radicals followed by the subsequent chemistry of the initial OH oxidation products with O2. This thesis was focused on the kinetic study of some of these atmospherically relevant reactions to better understand their oxidation mechanisms using an experimental system of laser photolysis coupled to Laser Induced Fluorescence (LIF, for OH radical) and continuous-wave Cavity Ring-Down Spectroscopy (cw-CRDS, for OH, HO2 and RO2 radicals) detection techniques. After determining the infrared spectrum of OH, HO2 and CH3O2 radicals in the near infrared region and the absorption cross-sections of few selected lines, four systems were studied with the above mentioned techniques: CH3O2 + OH, C2H5O2 + OH, C3H7O2 + OH and C4H9O2 + OH. The rate constant and the HO2 yield of the four reactions were determined. In addition, the rate constants of few secondary reactions such as CH3O + HO2, CH3O + CH3O or OH + HO2 have been determined.
03-12-2018
03-12-2018
Thèse
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Genetic consequences of colonization of a metal-polluted environment, population genetics and quantitative genetics approaches
Genetic consequences of colonization of a metal-polluted environment, population genetics and quantitative genetics approaches


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Les habitats naturels sont de plus en plus détruits et fragmentés par l'expansion urbaine et les activités humaines. La fragmentation des espaces naturels et agricoles par les bâtiments et les nouvelles infrastructures affecte la taille, la connectivité et la qualité des habitats. Les populations d’organismes vivants sur ces territoires anthropisés sont alors plus isolées. Or, la différenciation entre populations d’un même organisme dépend de processus démographiques et génétiques tels que la dérive génétique, le flux génétique, la mutation et la sélection naturelle. La persistance et le développement des populations dans des conditions environnementales modifiées dépendent de mécanismes de tolérance. Dans ce contexte, l'introduction de contaminants tels que des métaux dans l'environnement peut influencer l'évolution des plantes et des animaux en modifiant les forces évolutives et en créant des différences entre populations. Dans ce travail, l’attention a été portée sur les conséquences génétiques de la pollution métallique sur deux espèces, le ver de terre Lumbricus terrestris et une plante modèle Arabidopsis halleri. Deux approches différentes ont été utilisées pour étudier la réponse génétique à la contamination métallique : une approche de génétique des populations chez L. terrestris et une approche de génétique quantitative chez A. halleri. Tout d’abord, il s’est agi d’identifier et de valider de nouveaux marqueurs microsatellites chez L. terrestris. Ensuite, ces marqueurs ont été utilisés afin de caractériser la diversité génétique neutre chez des vers collectés sur des sites agricoles et urbanisés. Parallèlement, l'architecture génétique de la tolérance et de l'hyperaccumulation de Zn chez A. halleri a été explorée à l’aide d’un croisement intraspécifique entre une population métallicole et une population non métallicole. Une densité élevée de marqueurs SNP a été utilisée pour procéder à l'étape de cartographie QTL.
Natural habitats are more and more destructed and fragmented by urban expansion and human activities. The fragmentation of natural and agricultural areas by buildings and new infrastructures affects the size, connectivity and the quality of habitats. The populations of organisms inhabiting these anthropized territories are then more isolated. However, differentiation between populations of the same organism depends on demographic and genetic processes such as genetic drift, gene flow, mutation and natural selection. Only species that have developed special tolerance mechanisms can persist under changed environmental conditions. The introduction of contaminants such as metals in the environment may influence plants and animals evolution by modifying the evolutionary forces and thus generating differences between populations. In this work, attention was focused on the genetic consequences of metallic pollution on two species, the earthworm Lumbricus terrestris and the plant model Arabidopsis halleri. Two different approaches have been used to study the genetic response to metallic contamination: a population genetic approach was performed in L. terrestris and a quantitative genetic approach was carried on in A. halleri. First, it was a question of identifying and validating new microsatellite markers in L. terrestris. These markers were then used to characterize the neutral genetic diversity in worms collected from agricultural and urban sites. Secondly, genetic architecture of Zn tolerance and Zn hyperaccumulation was conducted investigated for the first time using an intraspecific crossing between metallicolous and non-metallicolous individuals of A. halleri. High density of SNP markers was used to proceed to the QTL mapping step.
Les habitats naturels sont de plus en plus détruits et fragmentés par l'expansion urbaine et les activités humaines. La fragmentation des espaces naturels et agricoles par les bâtiments et les nouvelles infrastructures affecte la taille, la connectivité et la qualité des habitats. Les populations d’organismes vivants sur ces territoires anthropisés sont alors plus isolées. Or, la différenciation entre populations d’un même organisme dépend de processus démographiques et génétiques tels que la dérive génétique, le flux génétique, la mutation et la sélection naturelle. La persistance et le développement des populations dans des conditions environnementales modifiées dépendent de mécanismes de tolérance. Dans ce contexte, l'introduction de contaminants tels que des métaux dans l'environnement peut influencer l'évolution des plantes et des animaux en modifiant les forces évolutives et en créant des différences entre populations. Dans ce travail, l’attention a été portée sur les conséquences génétiques de la pollution métallique sur deux espèces, le ver de terre Lumbricus terrestris et une plante modèle Arabidopsis halleri. Deux approches différentes ont été utilisées pour étudier la réponse génétique à la contamination métallique : une approche de génétique des populations chez L. terrestris et une approche de génétique quantitative chez A. halleri. Tout d’abord, il s’est agi d’identifier et de valider de nouveaux marqueurs microsatellites chez L. terrestris. Ensuite, ces marqueurs ont été utilisés afin de caractériser la diversité génétique neutre chez des vers collectés sur des sites agricoles et urbanisés. Parallèlement, l'architecture génétique de la tolérance et de l'hyperaccumulation de Zn chez A. halleri a été explorée à l’aide d’un croisement intraspécifique entre une population métallicole et une population non métallicole. Une densité élevée de marqueurs SNP a été utilisée pour procéder à l'étape de cartographie QTL.
Natural habitats are more and more destructed and fragmented by urban expansion and human activities. The fragmentation of natural and agricultural areas by buildings and new infrastructures affects the size, connectivity and the quality of habitats. The populations of organisms inhabiting these anthropized territories are then more isolated. However, differentiation between populations of the same organism depends on demographic and genetic processes such as genetic drift, gene flow, mutation and natural selection. Only species that have developed special tolerance mechanisms can persist under changed environmental conditions. The introduction of contaminants such as metals in the environment may influence plants and animals evolution by modifying the evolutionary forces and thus generating differences between populations. In this work, attention was focused on the genetic consequences of metallic pollution on two species, the earthworm Lumbricus terrestris and the plant model Arabidopsis halleri. Two different approaches have been used to study the genetic response to metallic contamination: a population genetic approach was performed in L. terrestris and a quantitative genetic approach was carried on in A. halleri. First, it was a question of identifying and validating new microsatellite markers in L. terrestris. These markers were then used to characterize the neutral genetic diversity in worms collected from agricultural and urban sites. Secondly, genetic architecture of Zn tolerance and Zn hyperaccumulation was conducted investigated for the first time using an intraspecific crossing between metallicolous and non-metallicolous individuals of A. halleri. High density of SNP markers was used to proceed to the QTL mapping step.
03-12-2018
03-12-2018
Thèse
Thèse

Formes d’évolution de la gestion des carrières : le cas des entreprises privées, 2013-2017
Formes d’évolution de la gestion des carrières : le cas des entreprises privées, 2013-2017


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Cette thèse propose une analyse de la manière dont évoluent aujourd’hui les carrières des salariés. Dans un contexte marqué par des changements de poste, d’emploi, de statut ou d’organisation, elles sont en grande partie gérées par les salariés eux-mêmes, qui sont rendus responsables de leurs choix d’activité ou de parcours professionnels. En effet, les capacités des organisations de suivre l’employabilité ou les trajectoires professionnelles d’une manière durable sont limitées. Le rôle qu’elles jouent s’est ainsi relâché, se réduisant à encourager ou à accompagner les progressions individuelles. Les salariés sont alors amenés à réagir par eux-mêmes, en s’appuyant sur des réseaux relationnels à partir desquels ils détectent des opportunités de travail, créent des liens ou développent leur employabilité. On leur attribue de ce fait davantage d’autonomie, en supposant qu’ils auront à intégrer plusieurs organisations. Cette transformation de l’objet et des démarches de la gestion des carrières a donc entrainé un inversement de rôles et de responsabilités, introduisant ainsi d’autres acteurs ainsi que de nouvelles approches organisationnelles et individuelles. Cette thèse tente alors d’apporter une meilleure compréhension de ces différentes dynamiques qui portent les parcours professionnels. Des entretiens exploratoires ont été menés auprès de trente directeurs et responsables RH et auprès de soixante-dix salariés. Le but est donc d’analyser la réalité des interactions et acteurs de la relation entre organisations, individus et environnement institutionnel, ainsi que des pratiques de gestion des carrières en entreprise. Ces différentes investigations permettent également de prendre au sérieux la question de l’intégration du pilotage de la carrière dans un contexte organisationnel et un cadre institutionnel et relationnel plus ou moins structurants.
This thesis proposes an analysis of the way employees' careers evolve today. In a context marked by changes in position, employment, status or organization, careers are largely managed by the employees themselves who are made responsible of their choices of activity or career path. Indeed, the capacity of organizations to monitor employability or career paths in a sustainable manner is limited. The role they play has thus relaxed, reduced to encouraging or accompanying individual progressions. Employees are then led to react on their own, using relational networks from which they detect work opportunities, create links or develop their employability. They are therefore given more autonomy, assuming that they will have to integrate several organizations. This transformation of the object and the approaches of career management has thus led to a reversal of roles and responsibilities, thus introducing other actors as well as new organizational and individual approaches. This thesis then tries to bring a better understanding of these different dynamics that carry the professional paths. Exploratory interviews were conducted with thirty HR directors and managers and seventy employees. The aim is therefore to analyze the reality of the interactions and actors of the relationship between organizations, individuals and the institutional environment as well as career management practices in companies. These different investigations also make it possible to take seriously the question of career management’s integration in an organizational context and a more or less structuring institutional and relational framework.
Cette thèse propose une analyse de la manière dont évoluent aujourd’hui les carrières des salariés. Dans un contexte marqué par des changements de poste, d’emploi, de statut ou d’organisation, elles sont en grande partie gérées par les salariés eux-mêmes, qui sont rendus responsables de leurs choix d’activité ou de parcours professionnels. En effet, les capacités des organisations de suivre l’employabilité ou les trajectoires professionnelles d’une manière durable sont limitées. Le rôle qu’elles jouent s’est ainsi relâché, se réduisant à encourager ou à accompagner les progressions individuelles. Les salariés sont alors amenés à réagir par eux-mêmes, en s’appuyant sur des réseaux relationnels à partir desquels ils détectent des opportunités de travail, créent des liens ou développent leur employabilité. On leur attribue de ce fait davantage d’autonomie, en supposant qu’ils auront à intégrer plusieurs organisations. Cette transformation de l’objet et des démarches de la gestion des carrières a donc entrainé un inversement de rôles et de responsabilités, introduisant ainsi d’autres acteurs ainsi que de nouvelles approches organisationnelles et individuelles. Cette thèse tente alors d’apporter une meilleure compréhension de ces différentes dynamiques qui portent les parcours professionnels. Des entretiens exploratoires ont été menés auprès de trente directeurs et responsables RH et auprès de soixante-dix salariés. Le but est donc d’analyser la réalité des interactions et acteurs de la relation entre organisations, individus et environnement institutionnel, ainsi que des pratiques de gestion des carrières en entreprise. Ces différentes investigations permettent également de prendre au sérieux la question de l’intégration du pilotage de la carrière dans un contexte organisationnel et un cadre institutionnel et relationnel plus ou moins structurants.
This thesis proposes an analysis of the way employees' careers evolve today. In a context marked by changes in position, employment, status or organization, careers are largely managed by the employees themselves who are made responsible of their choices of activity or career path. Indeed, the capacity of organizations to monitor employability or career paths in a sustainable manner is limited. The role they play has thus relaxed, reduced to encouraging or accompanying individual progressions. Employees are then led to react on their own, using relational networks from which they detect work opportunities, create links or develop their employability. They are therefore given more autonomy, assuming that they will have to integrate several organizations. This transformation of the object and the approaches of career management has thus led to a reversal of roles and responsibilities, thus introducing other actors as well as new organizational and individual approaches. This thesis then tries to bring a better understanding of these different dynamics that carry the professional paths. Exploratory interviews were conducted with thirty HR directors and managers and seventy employees. The aim is therefore to analyze the reality of the interactions and actors of the relationship between organizations, individuals and the institutional environment as well as career management practices in companies. These different investigations also make it possible to take seriously the question of career management’s integration in an organizational context and a more or less structuring institutional and relational framework.
03-12-2018
03-12-2018
Thèse
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Experimental and theoretical studies on the dynamics of transient plasma plumes generated by laser ablation in various temporal regimes
Experimental and theoretical studies on the dynamics of transient plasma plumes generated by laser ablation in various temporal regimes


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Les applications de l’ablation laser connaissent un développement important, dans des domaines comme le micro-usinage, la médecine, le nucléaire ou les sciences analytiques. Malgré d’importantes avancées dans la connaissance des interactions complexes intervenant dans ce processus, on a encore besoin d’une meilleure compréhension fondamentale et de modélisation. Le but de ce travail a été d’étudier expérimentalement et théoriquement la dynamique des plasmas transitoires générés par ablation laser dans différents régimes temporels (ns, ps, fs) et d’essayer de corréler le comportement observé avec les propriétés physiques des matériaux ablatés. Nous avons mis en œuvre des méthodes optiques, spectroscopiques et électriques résolues spatialement et temporellement pour l’étude de cibles métalliques mono-éléments et de cibles plus complexes à base de chalcogénures. Cela nous a permis d’avoir une cartographie spatio-temporelle des principaux paramètres du plasma. L’étude en configuration PLD (Pulsed Laser Deposition) a révélé quelques effets particuliers, comme les oscillations ioniques ou la réflexion du plasma sur le substrat. Une version compacte du modèle hydrodynamique fractal a été développée pour simuler la dynamique du plasma. Le modèle théorique réussit à décrire l’évolution spatiale et temporelle des principaux paramètres du plasma (température électronique, vitesses d’expansion, concentration, longueur de Debye, potentiel du plasma). Nous proposons des relations empiriques reliant ces paramètres aux propriétés physiques (conductivités électrique/thermique, mass atomique, chaleur de vaporisation) de la cible. Ces relations transcendent les trois régimes d’ablation.
Laser ablation methods exhibit a fast development in various application fields, as materials processing, medicine, nuclear fusion or analytical sciences. Despite important advances in the knowledge of the complex laser-matter interactions involved in this process, there is still need for better fundamental understanding and modeling. The aim of this work was to experimentally and theoretically investigate the dynamics of transient plasmas generated by laser ablation in various regimes (ns, ps, fs), and to try to correlate the observed behavior with the physical properties of the ablated materials We implemented space- and time-resolved optical, spectroscopic and electrical methods for the study of single-component metallic targets and of complex chalcogenide targets. This led to a space-time mapping of the main plasma parameters. The study performed in actual Pulsed Laser Deposition (PLD) conditions revealed some peculiar effects like ionic oscillations or plume reflection at the substrate. A compact fractal hydrodynamic model was developed to simulate the laser-produced plasma dynamics. The theoretical model accurately describes the spatial and temporal evolution of the main plasma parameters (electronic temperature, expansion velocities, particle number density, Debye length, plasma potential). We report for the first time empirical relations connecting these plasma parameters with the physical properties (electrical/thermal conductivity, atomic mass, heat of vaporization) of the target. These relationships transcend all three ablation regimes (ns, ps, fs).
Les applications de l’ablation laser connaissent un développement important, dans des domaines comme le micro-usinage, la médecine, le nucléaire ou les sciences analytiques. Malgré d’importantes avancées dans la connaissance des interactions complexes intervenant dans ce processus, on a encore besoin d’une meilleure compréhension fondamentale et de modélisation. Le but de ce travail a été d’étudier expérimentalement et théoriquement la dynamique des plasmas transitoires générés par ablation laser dans différents régimes temporels (ns, ps, fs) et d’essayer de corréler le comportement observé avec les propriétés physiques des matériaux ablatés. Nous avons mis en œuvre des méthodes optiques, spectroscopiques et électriques résolues spatialement et temporellement pour l’étude de cibles métalliques mono-éléments et de cibles plus complexes à base de chalcogénures. Cela nous a permis d’avoir une cartographie spatio-temporelle des principaux paramètres du plasma. L’étude en configuration PLD (Pulsed Laser Deposition) a révélé quelques effets particuliers, comme les oscillations ioniques ou la réflexion du plasma sur le substrat. Une version compacte du modèle hydrodynamique fractal a été développée pour simuler la dynamique du plasma. Le modèle théorique réussit à décrire l’évolution spatiale et temporelle des principaux paramètres du plasma (température électronique, vitesses d’expansion, concentration, longueur de Debye, potentiel du plasma). Nous proposons des relations empiriques reliant ces paramètres aux propriétés physiques (conductivités électrique/thermique, mass atomique, chaleur de vaporisation) de la cible. Ces relations transcendent les trois régimes d’ablation.
Laser ablation methods exhibit a fast development in various application fields, as materials processing, medicine, nuclear fusion or analytical sciences. Despite important advances in the knowledge of the complex laser-matter interactions involved in this process, there is still need for better fundamental understanding and modeling. The aim of this work was to experimentally and theoretically investigate the dynamics of transient plasmas generated by laser ablation in various regimes (ns, ps, fs), and to try to correlate the observed behavior with the physical properties of the ablated materials We implemented space- and time-resolved optical, spectroscopic and electrical methods for the study of single-component metallic targets and of complex chalcogenide targets. This led to a space-time mapping of the main plasma parameters. The study performed in actual Pulsed Laser Deposition (PLD) conditions revealed some peculiar effects like ionic oscillations or plume reflection at the substrate. A compact fractal hydrodynamic model was developed to simulate the laser-produced plasma dynamics. The theoretical model accurately describes the spatial and temporal evolution of the main plasma parameters (electronic temperature, expansion velocities, particle number density, Debye length, plasma potential). We report for the first time empirical relations connecting these plasma parameters with the physical properties (electrical/thermal conductivity, atomic mass, heat of vaporization) of the target. These relationships transcend all three ablation regimes (ns, ps, fs).
03-12-2018
03-12-2018
Thèse
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Etude de résonateurs MEMS en GaN pour application aux capteurs inertiels
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Le nitrure de gallium (GaN) est un matériau semi-conducteur dont la filière est en plein essor. Ses propriétés ont permis d’en faire le deuxième matériau semi-conducteur le plus utilisé pour les composants optiques et électroniques, après le silicium. Cependant, comparativement à ces domaines, peu d’études ont été menées quant à la réalisation de microsystèmes électromécaniques (MEMS) malgré des propriétés mécaniques favorables. Dans ce contexte, ces travaux présentent le développement de premiers accéléromètres MEMS résonants en filière GaN. Ces derniers reposent sur l’utilisation de poutres vibrantes possédant une forte contrainte mécanique en tension, avec un actionnement et une détection électriques intégrés. La présence de contrainte modifie significativement les performances de l’accéléromètre. Une étude théorique analytique de l’impact de la contrainte démontre ses bénéfices, notamment en termes de facteur de qualité et d’étendue de mesure. Les étapes du procédé de fabrication des composants ont été développées. Enfin, la caractérisation des accéléromètres démontre de très bonnes performances par rapport à l’état de l’art des autres filières technologiques et en accord avec les modèles préalablement établis.
The gallium nitride (GaN) is a semiconductor material for which the sector is rapidly expanding. Thanks to its properties, it have become the second most used semiconductor material for optic and electronic components, after the silicon. However, relatively to those sectors, few studies have been performed about the production of microelectromechanical systems (MEMS) despite the favorable mechanical properties. In this frame, this work presents the development of first resonant MEMS accelerometer in GaN. They are based on the use of vibrating beams which have a high tensile stress, with an integrated electrical actuation and detection. The existence of stress results in a significant modification of the performances of the accelerometer. An analytical theoretical study of the impact of the stress demonstrates its benefits, particularly for the quality factor and the measuring range. The process flow for the fabrication of the component has been developed. Finally, the characterization of the accelerometers shows very good performances compared to the state of the art of the other technologies and in agreement with the models previously established.
Le nitrure de gallium (GaN) est un matériau semi-conducteur dont la filière est en plein essor. Ses propriétés ont permis d’en faire le deuxième matériau semi-conducteur le plus utilisé pour les composants optiques et électroniques, après le silicium. Cependant, comparativement à ces domaines, peu d’études ont été menées quant à la réalisation de microsystèmes électromécaniques (MEMS) malgré des propriétés mécaniques favorables. Dans ce contexte, ces travaux présentent le développement de premiers accéléromètres MEMS résonants en filière GaN. Ces derniers reposent sur l’utilisation de poutres vibrantes possédant une forte contrainte mécanique en tension, avec un actionnement et une détection électriques intégrés. La présence de contrainte modifie significativement les performances de l’accéléromètre. Une étude théorique analytique de l’impact de la contrainte démontre ses bénéfices, notamment en termes de facteur de qualité et d’étendue de mesure. Les étapes du procédé de fabrication des composants ont été développées. Enfin, la caractérisation des accéléromètres démontre de très bonnes performances par rapport à l’état de l’art des autres filières technologiques et en accord avec les modèles préalablement établis.
The gallium nitride (GaN) is a semiconductor material for which the sector is rapidly expanding. Thanks to its properties, it have become the second most used semiconductor material for optic and electronic components, after the silicon. However, relatively to those sectors, few studies have been performed about the production of microelectromechanical systems (MEMS) despite the favorable mechanical properties. In this frame, this work presents the development of first resonant MEMS accelerometer in GaN. They are based on the use of vibrating beams which have a high tensile stress, with an integrated electrical actuation and detection. The existence of stress results in a significant modification of the performances of the accelerometer. An analytical theoretical study of the impact of the stress demonstrates its benefits, particularly for the quality factor and the measuring range. The process flow for the fabrication of the component has been developed. Finally, the characterization of the accelerometers shows very good performances compared to the state of the art of the other technologies and in agreement with the models previously established.
03-12-2018
03-12-2018
Thèse
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