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L’habitat participatif au prisme de ses acteurs : une analyse des mécanismes d’institutionnalisation et des effets relationnels appuyée sur deux opérations lilloises
L’habitat participatif au prisme de ses acteurs : une analyse des mécanismes d’institutionnalisation et des effets relationnels appuyée sur deux opérations lilloises


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Cette thèse porte sur le processus d’institutionnalisation de l’habitat participatif, mettant en question la conjonction d’intérêt des acteurs associatifs et politiques qu’il connait depuis le début des années 2010. Ces initiatives citoyennes, apparues vers le milieu des années 2000 sous des appellations diverses, se sont unifiées sous le vocable « habitat participatif » en 2010, manifestant ainsi la volonté d’apparaitre en un mouvement unique et revendicatif de valeurs sociales et environnementales accrues par rapport au parc de logement traditionnel. Ces opérations ne sont cependant pas les premières du genre avec des formes proches de projets émergeants dès la fin des années 1970, jusqu’au milieu des années 1990 sous des appellations diverses, guidés par l’action collective : habitat groupé autogéré, habitat groupé ou encore habitat partagé. Au-delà de la différence générationnelle, ce travail met l’accent sur les mécanismes de transformations temporels, sociaux et politiques du mouvement de l’habitat participatif, ainsi que sur leurs effets sur les acteurs impliqués. Durant cinq ans, l’étude s’est nourrie d’une enquête sur deux opérations de la Métropole Lilloise ayant émergé dans ces deux contextes historiques, permettant ainsi d’alimenter les analyses fondées sur une méthodologie qualitative variée (entretiens, observations, analyse documentaire). Pour mieux caractériser les opérations françaises et leurs évolutions, le choix a été fait de les mettre en perspective avec les exemples du Danemark et du Canton de Genève. S’inscrivant dans une sociologie de la ville, avec une orientation théorique et méthodologique inspirée par l’interactionnisme sans pour autant s’y enfermer, la thèse propose une analyse historique et thématique de la genèse de la construction allant des implications historiques du vivre ensemble et de la conception du commun, à la construction associative à travers les décennies. Le détour génésiaque s’offre ainsi comme un préalable indispensable pour comprendre les mécanismes d’action et leurs effets sur les acteurs politiques et professionnels dont les pratiques et les usages sont ancrés dans un monde où l’habitant reste souvent une figure mineure de la participation. C’est l’habitant-acteur qui fait l’objet du dernier axe de ce travail, dans la dimension individuelle, mais également collective : d’une part pour saisir les motifs d’implication dans ces projets alternatifs de long-terme, d’autre part, pour mettre en lumière les modifications induites dans la vision et les pratiques habitantes.
This thesis is based on the inclusion of cohousing, since the early 2010, in a process of institutionalization in which the interests of associative and political actors converge. These city initiatives, which appeared in the mid-2000s under various names, were unified under the term "habitat participatif" in 2010, thus demonstrating the will to appear as a single movement representing greater social and environmental values compared to the traditional housing stock. However, these operations were not the first of their kind with similar collective projects emerging from the late 1970s until the mid-1990s under various names: self-managed group housing, grouped housing or shared housing. Beside the generational difference, this work focuses on the mechanisms of temporal, social and political transformations of the cohousing movement, as well as their effects on the actors involved. For five years, the study was based on two Lille Metropole operations that emerged in these two historical contexts, thus making it possible to study the results of a varied qualitative analysis. To strengthen the approach and to highlight evolution patterns, I put the French case into perspective with the examples of Denmark and the Canton of Geneva. Guided by the principles of urban sociology and by interactionism, without strictly sticking to them, I first develop the theoretical and methodological framework of this research. Then I move on to make a historical and thematic analysis of the genesis of construction, ranging from the historical implications of living together and the conception of the common, to associative construction over the decades. I believe that a detour in the genesis of this phenomenon is an essential prerequisite to understand the mechanisms of action and their effects on political and professional actors, whose practices and uses are rooted in a world where the inhabitant is often only a minor figure. The inhabitant actor is the ultimate object of analysis of this work, in both an individual and a collective dimension. This is mainly done, on the one hand, to grasp the reasons to get involved in these alternative long-term projects and, on the other hand, to highlight the changes induced in the vision and the living practices.
Cette thèse porte sur le processus d’institutionnalisation de l’habitat participatif, mettant en question la conjonction d’intérêt des acteurs associatifs et politiques qu’il connait depuis le début des années 2010. Ces initiatives citoyennes, apparues vers le milieu des années 2000 sous des appellations diverses, se sont unifiées sous le vocable « habitat participatif » en 2010, manifestant ainsi la volonté d’apparaitre en un mouvement unique et revendicatif de valeurs sociales et environnementales accrues par rapport au parc de logement traditionnel. Ces opérations ne sont cependant pas les premières du genre avec des formes proches de projets émergeants dès la fin des années 1970, jusqu’au milieu des années 1990 sous des appellations diverses, guidés par l’action collective : habitat groupé autogéré, habitat groupé ou encore habitat partagé. Au-delà de la différence générationnelle, ce travail met l’accent sur les mécanismes de transformations temporels, sociaux et politiques du mouvement de l’habitat participatif, ainsi que sur leurs effets sur les acteurs impliqués. Durant cinq ans, l’étude s’est nourrie d’une enquête sur deux opérations de la Métropole Lilloise ayant émergé dans ces deux contextes historiques, permettant ainsi d’alimenter les analyses fondées sur une méthodologie qualitative variée (entretiens, observations, analyse documentaire). Pour mieux caractériser les opérations françaises et leurs évolutions, le choix a été fait de les mettre en perspective avec les exemples du Danemark et du Canton de Genève. S’inscrivant dans une sociologie de la ville, avec une orientation théorique et méthodologique inspirée par l’interactionnisme sans pour autant s’y enfermer, la thèse propose une analyse historique et thématique de la genèse de la construction allant des implications historiques du vivre ensemble et de la conception du commun, à la construction associative à travers les décennies. Le détour génésiaque s’offre ainsi comme un préalable indispensable pour comprendre les mécanismes d’action et leurs effets sur les acteurs politiques et professionnels dont les pratiques et les usages sont ancrés dans un monde où l’habitant reste souvent une figure mineure de la participation. C’est l’habitant-acteur qui fait l’objet du dernier axe de ce travail, dans la dimension individuelle, mais également collective : d’une part pour saisir les motifs d’implication dans ces projets alternatifs de long-terme, d’autre part, pour mettre en lumière les modifications induites dans la vision et les pratiques habitantes.
This thesis is based on the inclusion of cohousing, since the early 2010, in a process of institutionalization in which the interests of associative and political actors converge. These city initiatives, which appeared in the mid-2000s under various names, were unified under the term "habitat participatif" in 2010, thus demonstrating the will to appear as a single movement representing greater social and environmental values compared to the traditional housing stock. However, these operations were not the first of their kind with similar collective projects emerging from the late 1970s until the mid-1990s under various names: self-managed group housing, grouped housing or shared housing. Beside the generational difference, this work focuses on the mechanisms of temporal, social and political transformations of the cohousing movement, as well as their effects on the actors involved. For five years, the study was based on two Lille Metropole operations that emerged in these two historical contexts, thus making it possible to study the results of a varied qualitative analysis. To strengthen the approach and to highlight evolution patterns, I put the French case into perspective with the examples of Denmark and the Canton of Geneva. Guided by the principles of urban sociology and by interactionism, without strictly sticking to them, I first develop the theoretical and methodological framework of this research. Then I move on to make a historical and thematic analysis of the genesis of construction, ranging from the historical implications of living together and the conception of the common, to associative construction over the decades. I believe that a detour in the genesis of this phenomenon is an essential prerequisite to understand the mechanisms of action and their effects on political and professional actors, whose practices and uses are rooted in a world where the inhabitant is often only a minor figure. The inhabitant actor is the ultimate object of analysis of this work, in both an individual and a collective dimension. This is mainly done, on the one hand, to grasp the reasons to get involved in these alternative long-term projects and, on the other hand, to highlight the changes induced in the vision and the living practices.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
Thèse

Les enjeux de gouvernance territoriale face à l'innovation sociale et numérique : les exemples de Brest et de Lille
Les enjeux de gouvernance territoriale face à l'innovation sociale et numérique : les exemples de Brest et de Lille


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Dans le contexte de la mise en cause d’un modèle de développement territorial exogène, l’innovation sociale territoriale est un sujet qui attire l’attention tant des chercheurs que des professionnels du développement territorial. Selon nous, l’innovation sociale territoriale renvoie à la transformation de la gouvernance territoriale en faveur de la capacitation des initiatives citoyennes. Si l’innovation sociale territoriale se produit le plus souvent de manière spontanée, le débat central aujourd’hui est de modéliser ses processus et d’établir une méthodologie de transformation territoriale afin de pouvoir produire cette innovation de manière proactive. Notre thèse réalisée en contrat CIFRE au sein du cabinet de conseil Le Cinquième Pôle, s’inscrit dans ces réflexions autour de la production des stratégies et des outils d’innovation sociale territoriale. La thèse se focalise sur deux éléments : d’une part l’analyse des processus de l’innovation sociale territoriale et d’autre part l’évaluation du potentiel du web social pour favoriser la dynamique de transformation. Après avoir identifié que l’action collective entre acteurs locaux est un levier prépondérant de l’innovation sociale territoriale, nous avons analysé le rôle du web social dans l’émergence de communautés locales de porteurs d’initiatives citoyennes à l’aide de deux études de cas : le collectif Catalyst à Lille et le service numérique de la Ville de Brest. De nombreux apports du web social ont été révélés : maintien des liens faibles, partage des ressources, sensibilisation et éducation des acteurs, co-création des connaissances etc. Néanmoins, persistent les défis que sont la difficulté d’appropriation des outils numériques ainsi que le manque de culture ou habitudes de collaboration.
While the efficiency of exogenous territorial development is questioned, territorial social innovation has become a rising issue both for researchers and professionals in the field of territorial development. From our point of view, territorial social innovation can be understood as a transformation of territorial governance in favor of citizen initiatives. Though most examples of territorial social innovation occur spontaneously, our concern is to model the innovation process and establish a methodology for territorial transformation in order to make happen this innovation. Our thesis was prepared at the consultancy agency “Le Cinquième Pôle” within the CIFRE industrial research agreement, and aims at elaborating strategies and instruments for territorial innovation. It studies territorial social innovation process and evaluate the potentials of social web for the territorial transformation. Collective action being one of the most important levers for theses transformations, our thesis analyzed the roles of social web in enhancing communities of citizen initiatives leaders and actors at local level. In particular, two cases were studied: Catalyst collective and Brest municipality’s digital strategy. A number of advantages of social web were found, for example, in maintaining weak ties, in sharing resources, in raising awareness and educating actors, in co-creating knowledge etc. However challenges remain, notably the uneasiness of using collaborative Internet devices and the lack of practice in sharing.
Dans le contexte de la mise en cause d’un modèle de développement territorial exogène, l’innovation sociale territoriale est un sujet qui attire l’attention tant des chercheurs que des professionnels du développement territorial. Selon nous, l’innovation sociale territoriale renvoie à la transformation de la gouvernance territoriale en faveur de la capacitation des initiatives citoyennes. Si l’innovation sociale territoriale se produit le plus souvent de manière spontanée, le débat central aujourd’hui est de modéliser ses processus et d’établir une méthodologie de transformation territoriale afin de pouvoir produire cette innovation de manière proactive. Notre thèse réalisée en contrat CIFRE au sein du cabinet de conseil Le Cinquième Pôle, s’inscrit dans ces réflexions autour de la production des stratégies et des outils d’innovation sociale territoriale. La thèse se focalise sur deux éléments : d’une part l’analyse des processus de l’innovation sociale territoriale et d’autre part l’évaluation du potentiel du web social pour favoriser la dynamique de transformation. Après avoir identifié que l’action collective entre acteurs locaux est un levier prépondérant de l’innovation sociale territoriale, nous avons analysé le rôle du web social dans l’émergence de communautés locales de porteurs d’initiatives citoyennes à l’aide de deux études de cas : le collectif Catalyst à Lille et le service numérique de la Ville de Brest. De nombreux apports du web social ont été révélés : maintien des liens faibles, partage des ressources, sensibilisation et éducation des acteurs, co-création des connaissances etc. Néanmoins, persistent les défis que sont la difficulté d’appropriation des outils numériques ainsi que le manque de culture ou habitudes de collaboration.
While the efficiency of exogenous territorial development is questioned, territorial social innovation has become a rising issue both for researchers and professionals in the field of territorial development. From our point of view, territorial social innovation can be understood as a transformation of territorial governance in favor of citizen initiatives. Though most examples of territorial social innovation occur spontaneously, our concern is to model the innovation process and establish a methodology for territorial transformation in order to make happen this innovation. Our thesis was prepared at the consultancy agency “Le Cinquième Pôle” within the CIFRE industrial research agreement, and aims at elaborating strategies and instruments for territorial innovation. It studies territorial social innovation process and evaluate the potentials of social web for the territorial transformation. Collective action being one of the most important levers for theses transformations, our thesis analyzed the roles of social web in enhancing communities of citizen initiatives leaders and actors at local level. In particular, two cases were studied: Catalyst collective and Brest municipality’s digital strategy. A number of advantages of social web were found, for example, in maintaining weak ties, in sharing resources, in raising awareness and educating actors, in co-creating knowledge etc. However challenges remain, notably the uneasiness of using collaborative Internet devices and the lack of practice in sharing.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
Thèse

Influence de la non-localité sur la formation des singularités d'onde lors de la propagation lumineuse dans les cristaux liquides : Peakon/Cuspon, Auto-raidissement & Effondrement du paquet d'ondes
Influence de la non-localité sur la formation des singularités d'onde lors de la propagation lumineuse dans les cristaux liquides : Peakon/Cuspon, Auto-raidissement & Effondrement du paquet d'ondes


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Les cristaux liquides nématiques ancrés constituent un milieu propice à l'étude de la propagation non linéaire des faisceaux lumineux - que ce soit en termes d'études fondamentales ou plus appliquées comme le routage de l'information. Ce sont des milieux plus complexes que les systèmes "modèles" usuellement abordés (type équation de Schrödinger non linéaire) pour étudier les comportements non linéaires. En effet, la non-linéarité a une réponse non locale et est beaucoup plus lente que le temps d'évolution de l'onde. Enfin, le milieu est stochastique. Dans ce cadre, cette thèse étudie l'influence de la non-localité sur les singularités d'ondes obtenues lors de la propagation d'un paquet d'ondes optiques dans un cristal liquide nématique. C'est un travail expérimental et numérique. Nous montrons que le type de singularité obtenu est complètement régi par le taux de non-localité du système, - en régime fortement non local, une structure localisée, connue sous le nom de "nematicon", présente un profil d'intensité ultra-piqué (type "point de rebroussement") avec une trajectoire constamment fluctuante - en régime faiblement non local, le paquet d'ondes subit toujours un phénomène de type "effondrement d'ondes". Il est accompagné d'un auto-raidissement de l'enveloppe du paquet d'ondes et d'un profil en double exponentielle au point de compression. Enfin, nous mettons en évidence la présence d'ondes de chocs diffractives dans notre système en appliquant une condition initiale possédant une discontinuité (demi-faisceau Gaussien). C'est la première mise en évidence expérimentale de ce type d'ondes dans un milieu focalisant, stochastique et non local.
Anchored nematic liquid crystals is a suitable medium and an excellent playground for nonlinear beam propagation studies - for fundamental as well as for applied studies such as optical routing. They are more complex systems than the "ideal" ones that are usually referred to investigate nonlinear phenomena (such as the nonlinear Schrödinger equation). Indeed, our nonlinearity is characterized by a nonlocal response and its response time is much slower than that of the wave. At last, the medium is stochastic. In this context, this thesis deals with the effects of non locality on wave singularities that occur during the propagation of optical wave packets in nematic liquid crystals. The studies are experimental and numerical. We show that the type of singularity that emerges is completely driven by the amount of non locality, • for the highly nonlocal regime, a localized state, known as "nematicon" exhibits an ultra-sharp intensity profile (cusp like) with a continuously fluctuating trajectory. • for the weakly nonlocal regime, the wave packet is always subject to a collapse-like phenomenon. Its envelope self-steepens and its profile depicts an exponential shape where the beam is the most focused. Finally, we evidence diffractive shock waves thanks to an initial condition displaying a discontinuity (half Gaussian beam). This is the first experimental evidence of such phenomenon in a focusing non local and stochastic medium.
Les cristaux liquides nématiques ancrés constituent un milieu propice à l'étude de la propagation non linéaire des faisceaux lumineux - que ce soit en termes d'études fondamentales ou plus appliquées comme le routage de l'information. Ce sont des milieux plus complexes que les systèmes "modèles" usuellement abordés (type équation de Schrödinger non linéaire) pour étudier les comportements non linéaires. En effet, la non-linéarité a une réponse non locale et est beaucoup plus lente que le temps d'évolution de l'onde. Enfin, le milieu est stochastique. Dans ce cadre, cette thèse étudie l'influence de la non-localité sur les singularités d'ondes obtenues lors de la propagation d'un paquet d'ondes optiques dans un cristal liquide nématique. C'est un travail expérimental et numérique. Nous montrons que le type de singularité obtenu est complètement régi par le taux de non-localité du système, - en régime fortement non local, une structure localisée, connue sous le nom de "nematicon", présente un profil d'intensité ultra-piqué (type "point de rebroussement") avec une trajectoire constamment fluctuante - en régime faiblement non local, le paquet d'ondes subit toujours un phénomène de type "effondrement d'ondes". Il est accompagné d'un auto-raidissement de l'enveloppe du paquet d'ondes et d'un profil en double exponentielle au point de compression. Enfin, nous mettons en évidence la présence d'ondes de chocs diffractives dans notre système en appliquant une condition initiale possédant une discontinuité (demi-faisceau Gaussien). C'est la première mise en évidence expérimentale de ce type d'ondes dans un milieu focalisant, stochastique et non local.
Anchored nematic liquid crystals is a suitable medium and an excellent playground for nonlinear beam propagation studies - for fundamental as well as for applied studies such as optical routing. They are more complex systems than the "ideal" ones that are usually referred to investigate nonlinear phenomena (such as the nonlinear Schrödinger equation). Indeed, our nonlinearity is characterized by a nonlocal response and its response time is much slower than that of the wave. At last, the medium is stochastic. In this context, this thesis deals with the effects of non locality on wave singularities that occur during the propagation of optical wave packets in nematic liquid crystals. The studies are experimental and numerical. We show that the type of singularity that emerges is completely driven by the amount of non locality, • for the highly nonlocal regime, a localized state, known as "nematicon" exhibits an ultra-sharp intensity profile (cusp like) with a continuously fluctuating trajectory. • for the weakly nonlocal regime, the wave packet is always subject to a collapse-like phenomenon. Its envelope self-steepens and its profile depicts an exponential shape where the beam is the most focused. Finally, we evidence diffractive shock waves thanks to an initial condition displaying a discontinuity (half Gaussian beam). This is the first experimental evidence of such phenomenon in a focusing non local and stochastic medium.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
Thèse

Indentation instrumentée multi-échelles de matériaux homogènes et multi-matériaux
Indentation instrumentée multi-échelles de matériaux homogènes et multi-matériaux


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Les propriétés mécaniques (dureté et module d’élasticité) peuvent s’étudier à différentes échelles en fonction de la composition et de la microstructure des matériaux (nombre de phases, répartition des constituants, diamètre des grains…). Dans ce travail nous étudions ces comportements aux échelles nano, micro et macroscopiques, grâce à une gamme d’appareils expérimentaux en indentation instrumentée qui permettent d’appliquer des forces variant de 1 mN à 2,5 kN et de provoquer des enfoncements mesurables de 10 nm à 3 mm. Une première partie consiste à optimiser les conditions expérimentales, dépouiller et interpréter les données en suivant une démarche métrologique rigoureuse, dans le but d’effectuer le raccordement entre les résultats obtenus aux trois échelles de mesure étudiées. Ces essais sont effectués sur des matériaux métalliques industriels mais suffisamment homogènes (aciers et alliage d’aluminium). Nous proposons par exemple une méthode alternative à celle d’Oliver et Pharr pour estimer le module d’élasticité à partir de la courbe de décharge en indentation. Cette méthodologie est ensuite appliquée à l’étude du comportement sous indentation d’un matériau composite, hautement hétérogène, utilisé pour la fabrication de semelles de freinage dans le domaine ferroviaire. Les données obtenues (répartition spatiale en surface et en volume de la dureté et des modules d’élasticité) sont destinées à être utilisées dans les modèles simulant le bruit de crissement au freinage, afin d’en atténuer les effets.
The mechanical properties (hardness and elastic modulus) can be studied at different scales as a function of the composition and microstructure of materials (number of phases, constituent distribution, grain size…). In this work, we studied this mechanical response at the nano, micro and macroscopic scales, through different instruments that allow to apply loads ranging from 20 mN up to 2 kN generating penetrations depths between 100 nm up to 2.5 mm. The first stage consisted in the improvement of the experimental conditions, developing and interpreting the experimental data, following a rigorous metrological methodology, in order to achieve the connection between the results obtained at the three studied scales. These tests were performed in metallic industrial materials, which are sufficiently homogeneous at the tested penetration depths (steels and aluminum alloy). For example, we had proposed an alternative approach to the Oliver and Pharr method to fit the unloading curve to estimate the elastic modulus. Afterwards, this methodology is applied to the study of the response obtained by indentation in a composite material, which is highly heterogeneous, used in the fabrication of brake pads in the railway industry. The obtained results (spatial distribution on the surface and through the volume of hardness and elastic modulus) are going to be valuables in the applications of models to study the squeal noise during braking, looking to reduce its effects.
Les propriétés mécaniques (dureté et module d’élasticité) peuvent s’étudier à différentes échelles en fonction de la composition et de la microstructure des matériaux (nombre de phases, répartition des constituants, diamètre des grains…). Dans ce travail nous étudions ces comportements aux échelles nano, micro et macroscopiques, grâce à une gamme d’appareils expérimentaux en indentation instrumentée qui permettent d’appliquer des forces variant de 1 mN à 2,5 kN et de provoquer des enfoncements mesurables de 10 nm à 3 mm. Une première partie consiste à optimiser les conditions expérimentales, dépouiller et interpréter les données en suivant une démarche métrologique rigoureuse, dans le but d’effectuer le raccordement entre les résultats obtenus aux trois échelles de mesure étudiées. Ces essais sont effectués sur des matériaux métalliques industriels mais suffisamment homogènes (aciers et alliage d’aluminium). Nous proposons par exemple une méthode alternative à celle d’Oliver et Pharr pour estimer le module d’élasticité à partir de la courbe de décharge en indentation. Cette méthodologie est ensuite appliquée à l’étude du comportement sous indentation d’un matériau composite, hautement hétérogène, utilisé pour la fabrication de semelles de freinage dans le domaine ferroviaire. Les données obtenues (répartition spatiale en surface et en volume de la dureté et des modules d’élasticité) sont destinées à être utilisées dans les modèles simulant le bruit de crissement au freinage, afin d’en atténuer les effets.
The mechanical properties (hardness and elastic modulus) can be studied at different scales as a function of the composition and microstructure of materials (number of phases, constituent distribution, grain size…). In this work, we studied this mechanical response at the nano, micro and macroscopic scales, through different instruments that allow to apply loads ranging from 20 mN up to 2 kN generating penetrations depths between 100 nm up to 2.5 mm. The first stage consisted in the improvement of the experimental conditions, developing and interpreting the experimental data, following a rigorous metrological methodology, in order to achieve the connection between the results obtained at the three studied scales. These tests were performed in metallic industrial materials, which are sufficiently homogeneous at the tested penetration depths (steels and aluminum alloy). For example, we had proposed an alternative approach to the Oliver and Pharr method to fit the unloading curve to estimate the elastic modulus. Afterwards, this methodology is applied to the study of the response obtained by indentation in a composite material, which is highly heterogeneous, used in the fabrication of brake pads in the railway industry. The obtained results (spatial distribution on the surface and through the volume of hardness and elastic modulus) are going to be valuables in the applications of models to study the squeal noise during braking, looking to reduce its effects.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
Thèse

Histoire évolutive d’un groupe mésopolyploïde chez les Brassicaceae : approches transcriptomiques et phylogénomiques pour évaluer les conséquences de la polyploïdie sur l’évolution du système d’auto-incompatibilité
Histoire évolutive d’un groupe mésopolyploïde chez les Brassicaceae : approches transcriptomiques et phylogénomiques pour évaluer les conséquences de la polyploïdie sur l’évolution du système d’auto-incompatibilité


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La plupart des plantes à fleurs ont connu au moins un évènement de duplication de génome entier (WGD) au cours de leur histoire évolutive et en particulier les membres des Brassicaceae. Ainsi, l’ancêtre commun de la tribu des Brassiceae aurait subi deux évènements successifs de WGD, générant une triplication de génome (WGT). Les évènements de WGD sont généralement suivis d’une diploïdisation impliquant des modifications génétiques, épi-génétiques et transcriptionnelles aboutissant à la formation d’un génome diploïde. Par ailleurs, après un événement de WGD, la dynamique des éléments transposables est perturbée, ce qui peut conduire à une augmentation des évènements de translocation. Dans une lignée de Brassiceae, une réduction de la divergence moléculaire entre allèles ainsi qu’une translocation génomique ont été observées au locus d'auto-incompatibilité (locus S). On suspecte ces patrons d’être associés aux évènements de WGD. A partir d’approches phylogénomiques et d’analyse de la diversité du locus S dans la tribu des Brassiceae, nous souhaitons déterminer si le goulot d’étranglement observé au locus S chez les Brassiceae est contemporain à l’événement de WGT et s’il est associé à une translocation du locus S. Mes analyses suggèrent que toutes les espèces de Brassiceae partagent un même événement de WGT mais aussi que la perte de diversité phylogénétique au locus S semble précéder la diversification des Brassiceae. Néanmoins, mes données ne me permettent pas de conclure fermement quant au lien entre translocation génomique du locus S et événement de WGT, bien qu’elles indiquent que la translocation observée chez Brassica est partagée par plusieurs clades de Brassiceae.
Whole genome duplication events are common in flowering plants and especially within the Brassicaceae family. For example, the common ancestor of the Brassiceae tribe has experienced two successive WGD events, generating a whole genome triplication (WGT). WGD events are generally followed by a diploidization process involving genetic, epigenetic and structural changes leading to a diploid genome. Furthermore, after such an event, the dynamic of transposable elements is disturbed, which can lead to an increase in translocation events. In one lineage of the Brassiceae tribe, a decrease of molecular divergence among alleles and a genomic translocation have been observed at the self-incompatibility locus (S locus). We suspect that these patterns are associated with the allopolyploidy events. Using phylogenomic approaches combined with S-locus diversity analyses, we aim at determining whether the bottleneck observed at the S-locus in the Brassiceae tribe is contemporaneous with the inferred whole genome triplication and whether these events are also associated with the translocation of the S-locus. My analyses suggest that all Brassiceae species share the same whole genome triplication event as well as a loss of phylogenetic diversity at the S-locus predating the divergence of Brassiceae lineages. Nevertheless, my data do not allow me to conclude about the association between the genomic translocation of the S locus and the whole genome triplication event, although they indicate that the translocation found in Brassica is shared by several Brassiceae clades.
La plupart des plantes à fleurs ont connu au moins un évènement de duplication de génome entier (WGD) au cours de leur histoire évolutive et en particulier les membres des Brassicaceae. Ainsi, l’ancêtre commun de la tribu des Brassiceae aurait subi deux évènements successifs de WGD, générant une triplication de génome (WGT). Les évènements de WGD sont généralement suivis d’une diploïdisation impliquant des modifications génétiques, épi-génétiques et transcriptionnelles aboutissant à la formation d’un génome diploïde. Par ailleurs, après un événement de WGD, la dynamique des éléments transposables est perturbée, ce qui peut conduire à une augmentation des évènements de translocation. Dans une lignée de Brassiceae, une réduction de la divergence moléculaire entre allèles ainsi qu’une translocation génomique ont été observées au locus d'auto-incompatibilité (locus S). On suspecte ces patrons d’être associés aux évènements de WGD. A partir d’approches phylogénomiques et d’analyse de la diversité du locus S dans la tribu des Brassiceae, nous souhaitons déterminer si le goulot d’étranglement observé au locus S chez les Brassiceae est contemporain à l’événement de WGT et s’il est associé à une translocation du locus S. Mes analyses suggèrent que toutes les espèces de Brassiceae partagent un même événement de WGT mais aussi que la perte de diversité phylogénétique au locus S semble précéder la diversification des Brassiceae. Néanmoins, mes données ne me permettent pas de conclure fermement quant au lien entre translocation génomique du locus S et événement de WGT, bien qu’elles indiquent que la translocation observée chez Brassica est partagée par plusieurs clades de Brassiceae.
Whole genome duplication events are common in flowering plants and especially within the Brassicaceae family. For example, the common ancestor of the Brassiceae tribe has experienced two successive WGD events, generating a whole genome triplication (WGT). WGD events are generally followed by a diploidization process involving genetic, epigenetic and structural changes leading to a diploid genome. Furthermore, after such an event, the dynamic of transposable elements is disturbed, which can lead to an increase in translocation events. In one lineage of the Brassiceae tribe, a decrease of molecular divergence among alleles and a genomic translocation have been observed at the self-incompatibility locus (S locus). We suspect that these patterns are associated with the allopolyploidy events. Using phylogenomic approaches combined with S-locus diversity analyses, we aim at determining whether the bottleneck observed at the S-locus in the Brassiceae tribe is contemporaneous with the inferred whole genome triplication and whether these events are also associated with the translocation of the S-locus. My analyses suggest that all Brassiceae species share the same whole genome triplication event as well as a loss of phylogenetic diversity at the S-locus predating the divergence of Brassiceae lineages. Nevertheless, my data do not allow me to conclude about the association between the genomic translocation of the S locus and the whole genome triplication event, although they indicate that the translocation found in Brassica is shared by several Brassiceae clades.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
Thèse

Generalized stable distributions and free stable distributions
Generalized stable distributions and free stable distributions


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Cette thèse porte sur les lois stables réelles au sens large et comprend deux parties indépendantes. La première partie concerne les lois stables généralisées introduites par Schneider dans un contexte physique et étudiées ensuite par Pakes. Elles sont définies par une équation différentielle fractionnaire dont on caractérise ici l'existence et l'unicité des solutions densité à l'aide de deux paramètres positifs, l'un de stabilité et l'autre de biais. On montre ensuite diverses identités en loi pour les variables aléatoires sous-jacentes. On étudie le comportement asymptotique précis de la densité aux deux extrémités du support. Dans certains cas, on donne des représentations exactes de ces densités comme fonctions de Fox. Enfin, on résout entièrement les questions ouvertes autour de l'infinie divisibilité des lois stables généralisées. La seconde partie, plus longue, porte sur l'analyse classique des lois alpha-stables libres réelles. Introduites par Bercovici et Pata, ces lois ont ensuite étudiées par Biane, Demni et Hasebe-Kuznetsov sous divers points de vue. Nous montrons qu'elles sont classiquement infiniment divisibles pour alpha inférieur ou égal à 1 et qu'elles appartiennent à la classe de Thorin étendue pour alpha inférieur ou égal à 3/4. La mesure de Lévy est calculée explicitement pour alpha = 1 et ce calcul entraîne que les lois 1-stables libres n'appartiennent pas à la classe de Thorin, sauf dans le cas de la loi de Cauchy avec dérive. Dans le cas symétrique, nous montrons que les densités alpha-stables libres ne sont pas infiniment divisibles quand alpha supérieur à 1. Dans le cas de signe constant nous montrons que les densités stables libres ont une courbe en baleine, autrement dit que leurs dérivées successives ne s'annulent qu'une seule fois sur leurs supports, ce qui constitue un raffinement de l'unimodalité et fait écho à la courbe en cloche des densités stables classiques récemment montrée rigoureusement. Nous établissons enfin plusieurs propriétés précises des densités stables libres spectralement de signe constant, parmi lesquelles une analyse détaillée de la variable aléatoire de Kanter, des expansions asymptotiques complètes en zéro, ainsi que plusieurs propriétés intrinsèques des courbes en baleine. Nous montrons enfin une nouvelle identité en loi pour l'algèbre Beta-Gamma, diverses propriétés d'ordre stochastique et nous étudions le problème classique de Van Dantzig pour la loi semi-circulaire généralisée.
This thesis deals with real stable laws in the broad sense and consists of two independent parts. The first part concerns the generalized stable laws introduced by Schneider in a physical context and then studied by Pakes. They are defined by a fractional differential equation, whose existence and uniqueness of the density solutions is here characterized via two positive parameters, a stability parameter and a bias parameter. We then show various identities in law for the underlying random variables. The precise asymptotic behaviour of the density at both ends of the support is investigated. In some cases, exact representations as Fox functions of these densities are given. Finally, we solve entirely the open questions on the infinite divisibility of the generalized stable laws. The second and longer part deals with the classical analysis of the free alpha-stable laws. Introduced by Bercovici and Pata, these laws were then studied by Biane, Demni and Hasebe-Kuznetsov, from various points of view. We show that they are classically infinitely divisible for alpha less than or equal to 1 and that they belong to the extended Thorin class extended for alpha less than or equal to 3/4. The Lévy measure is explicitly computed for alpha = 1, showing that free 1-stable distributions are not in the Thorin class except in the drifted Cauchy case. In the symmetric case we show that the free alpha-stable densities are not infinitely divisible when alpha larger than 1. In the one-sided case we prove, refining unimodality, that the densities are whale-shaped, that is their successive derivatives vanish exactly once on their support. This echoes the bell shape property of the classical stable densities recently rigorously shown. We also derive several fine properties of spectrally one-sided free stable densities, including a detailed analysis of the Kanter random variable, complete asymptotic expansions at zero, and several intrinsic features of whale-shaped functions. Finally, we display a new identity in law for the Beta-Gamma algebra, various stochastic order properties, and we study the classical Van Danzig problem for the generalized semi-circular law.
Cette thèse porte sur les lois stables réelles au sens large et comprend deux parties indépendantes. La première partie concerne les lois stables généralisées introduites par Schneider dans un contexte physique et étudiées ensuite par Pakes. Elles sont définies par une équation différentielle fractionnaire dont on caractérise ici l'existence et l'unicité des solutions densité à l'aide de deux paramètres positifs, l'un de stabilité et l'autre de biais. On montre ensuite diverses identités en loi pour les variables aléatoires sous-jacentes. On étudie le comportement asymptotique précis de la densité aux deux extrémités du support. Dans certains cas, on donne des représentations exactes de ces densités comme fonctions de Fox. Enfin, on résout entièrement les questions ouvertes autour de l'infinie divisibilité des lois stables généralisées. La seconde partie, plus longue, porte sur l'analyse classique des lois alpha-stables libres réelles. Introduites par Bercovici et Pata, ces lois ont ensuite étudiées par Biane, Demni et Hasebe-Kuznetsov sous divers points de vue. Nous montrons qu'elles sont classiquement infiniment divisibles pour alpha inférieur ou égal à 1 et qu'elles appartiennent à la classe de Thorin étendue pour alpha inférieur ou égal à 3/4. La mesure de Lévy est calculée explicitement pour alpha = 1 et ce calcul entraîne que les lois 1-stables libres n'appartiennent pas à la classe de Thorin, sauf dans le cas de la loi de Cauchy avec dérive. Dans le cas symétrique, nous montrons que les densités alpha-stables libres ne sont pas infiniment divisibles quand alpha supérieur à 1. Dans le cas de signe constant nous montrons que les densités stables libres ont une courbe en baleine, autrement dit que leurs dérivées successives ne s'annulent qu'une seule fois sur leurs supports, ce qui constitue un raffinement de l'unimodalité et fait écho à la courbe en cloche des densités stables classiques récemment montrée rigoureusement. Nous établissons enfin plusieurs propriétés précises des densités stables libres spectralement de signe constant, parmi lesquelles une analyse détaillée de la variable aléatoire de Kanter, des expansions asymptotiques complètes en zéro, ainsi que plusieurs propriétés intrinsèques des courbes en baleine. Nous montrons enfin une nouvelle identité en loi pour l'algèbre Beta-Gamma, diverses propriétés d'ordre stochastique et nous étudions le problème classique de Van Dantzig pour la loi semi-circulaire généralisée.
This thesis deals with real stable laws in the broad sense and consists of two independent parts. The first part concerns the generalized stable laws introduced by Schneider in a physical context and then studied by Pakes. They are defined by a fractional differential equation, whose existence and uniqueness of the density solutions is here characterized via two positive parameters, a stability parameter and a bias parameter. We then show various identities in law for the underlying random variables. The precise asymptotic behaviour of the density at both ends of the support is investigated. In some cases, exact representations as Fox functions of these densities are given. Finally, we solve entirely the open questions on the infinite divisibility of the generalized stable laws. The second and longer part deals with the classical analysis of the free alpha-stable laws. Introduced by Bercovici and Pata, these laws were then studied by Biane, Demni and Hasebe-Kuznetsov, from various points of view. We show that they are classically infinitely divisible for alpha less than or equal to 1 and that they belong to the extended Thorin class extended for alpha less than or equal to 3/4. The Lévy measure is explicitly computed for alpha = 1, showing that free 1-stable distributions are not in the Thorin class except in the drifted Cauchy case. In the symmetric case we show that the free alpha-stable densities are not infinitely divisible when alpha larger than 1. In the one-sided case we prove, refining unimodality, that the densities are whale-shaped, that is their successive derivatives vanish exactly once on their support. This echoes the bell shape property of the classical stable densities recently rigorously shown. We also derive several fine properties of spectrally one-sided free stable densities, including a detailed analysis of the Kanter random variable, complete asymptotic expansions at zero, and several intrinsic features of whale-shaped functions. Finally, we display a new identity in law for the Beta-Gamma algebra, various stochastic order properties, and we study the classical Van Danzig problem for the generalized semi-circular law.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
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Etude spectroscopique de la réaction de vulcanisation et du vieillissement thermique de matériaux caoutchoutiques
Etude spectroscopique de la réaction de vulcanisation et du vieillissement thermique de matériaux caoutchoutiques


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Comprendre le vieillissement des caoutchoucs afin de le ralentir est un challenge industriel. Pour répondre à cette problématique, la caractérisation du matériau à chaque étape de sa préparation est primordiale. En effet la vulcanisation au soufre est largement utilisée dans l’industrie alors que les mécanismes réactionnels et la structure des matériaux formés restent encore hypothétiques et controversés. La connaissance de ces mécanismes permettrait une amélioration de leur durée de vie. Pour cela nous avons utilisé des techniques innovantes comme l’Analyse Directe en Temps Réel couplée à la spectrométrie de masse (DART-MS) et la Résonance Paramagnétique Electronique (RPE). Une analyse par spectroscopie RPE et DART-MS est effectuée sur chaque additif et mélange (gomme et additifs) à différentes étapes de leur préparation (brut, cru et vulcanisé) pour constituer une base de données. Le cœur de la thèse est l’étude menée par RPE sur la réaction de vulcanisation et sur le vieillissement accéléré des matériaux afin d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes radicalaires proposés dans la littérature. La vulcanisation est étudiée en comparant l’étude ex-situ consistant à analyser le matériau ayant subi la vulcanisation au sein du rhéomètre et l’étude in situ qui consiste à mimer cette réaction au sein du spectromètre RPE pour une étude en temps réelle. Les analyses par RPE montrent la présence d’espèces paramagnétiques de différentes natures (organique et métallique) évoluant au cours de la réaction de vulcanisation et de vieillissement. La spectroscopie RPE montre clairement son intérêt dans l’étude de la réaction de vulcanisation et le suivi du vieillissement.
Understanding the rubber materials’ aging is a challenge in the world of industry. To respond at this problematic, the characterization of the material at each stage of its preparation is essential. Actually, sulfur vulcanization is often used in industry while the reaction’s mechanisms and the structure of the materials formed are still hypothetical and controversial. Knowledge of these mechanisms would improve the life of rubbers. For this we have used innovative techniques such as Direct Analysis at Real-Time coupled with Mass Spectrometry (DART-MS) and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR). Spectroscopic analysis by EPR and DART-MS is performed on each additive and mixture (rubber and additives) at different stages of their preparation (raw, uncured and vulcanized) to make a database. The center of the thesis is the study conducted by EPR on the vulcanization reaction and the accelerated aging of materials to provide response’s elements on the radical mechanisms proposed in the literature. Vulcanization is studied by comparing the ex-situ study which the material is vulcanized in the rheometer and the in-situ study which mimicking the vulcanization reaction in the EPR spectrometer for a real-time study. EPR analyzes show the presence of different paramagnetic species (organic and metallic) evolving during the vulcanization and aging reaction. EPR spectroscopy shows clearly its interest in the study of the vulcanization reaction and in the aging.
Comprendre le vieillissement des caoutchoucs afin de le ralentir est un challenge industriel. Pour répondre à cette problématique, la caractérisation du matériau à chaque étape de sa préparation est primordiale. En effet la vulcanisation au soufre est largement utilisée dans l’industrie alors que les mécanismes réactionnels et la structure des matériaux formés restent encore hypothétiques et controversés. La connaissance de ces mécanismes permettrait une amélioration de leur durée de vie. Pour cela nous avons utilisé des techniques innovantes comme l’Analyse Directe en Temps Réel couplée à la spectrométrie de masse (DART-MS) et la Résonance Paramagnétique Electronique (RPE). Une analyse par spectroscopie RPE et DART-MS est effectuée sur chaque additif et mélange (gomme et additifs) à différentes étapes de leur préparation (brut, cru et vulcanisé) pour constituer une base de données. Le cœur de la thèse est l’étude menée par RPE sur la réaction de vulcanisation et sur le vieillissement accéléré des matériaux afin d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes radicalaires proposés dans la littérature. La vulcanisation est étudiée en comparant l’étude ex-situ consistant à analyser le matériau ayant subi la vulcanisation au sein du rhéomètre et l’étude in situ qui consiste à mimer cette réaction au sein du spectromètre RPE pour une étude en temps réelle. Les analyses par RPE montrent la présence d’espèces paramagnétiques de différentes natures (organique et métallique) évoluant au cours de la réaction de vulcanisation et de vieillissement. La spectroscopie RPE montre clairement son intérêt dans l’étude de la réaction de vulcanisation et le suivi du vieillissement.
Understanding the rubber materials’ aging is a challenge in the world of industry. To respond at this problematic, the characterization of the material at each stage of its preparation is essential. Actually, sulfur vulcanization is often used in industry while the reaction’s mechanisms and the structure of the materials formed are still hypothetical and controversial. Knowledge of these mechanisms would improve the life of rubbers. For this we have used innovative techniques such as Direct Analysis at Real-Time coupled with Mass Spectrometry (DART-MS) and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR). Spectroscopic analysis by EPR and DART-MS is performed on each additive and mixture (rubber and additives) at different stages of their preparation (raw, uncured and vulcanized) to make a database. The center of the thesis is the study conducted by EPR on the vulcanization reaction and the accelerated aging of materials to provide response’s elements on the radical mechanisms proposed in the literature. Vulcanization is studied by comparing the ex-situ study which the material is vulcanized in the rheometer and the in-situ study which mimicking the vulcanization reaction in the EPR spectrometer for a real-time study. EPR analyzes show the presence of different paramagnetic species (organic and metallic) evolving during the vulcanization and aging reaction. EPR spectroscopy shows clearly its interest in the study of the vulcanization reaction and in the aging.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
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Digital tools for developing customized co-design platform with integration of comfort and fashion
Digital tools for developing customized co-design platform with integration of comfort and fashion


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Malgré les progrès technologiques modernes, l'industrie du vêtement est toujours ancrée dans une approche traditionnelle en 2D et en 3D lors d’essayage virtuel. La question fondamentale de l’accessibilité aux données morphologiques du consommateur en ligne n'a toujours pas été résolue de manière appropriée. De plus, l’interactivité et le relationnel entre le corps humain et le vêtement ne sont pas suffisamment explorés pour atteindre une performance satisfaisante lors de l'essayage du vêtement en ligne. Mes travaux de recherche ont donc pour objectif de combler ces lacunes en proposant une plate-forme numérique intégrant à la fois la connaissance des experts du secteur de l’habillement (ajustement et confort), et les retours sensoriels des clients (au porté du produit) en misant en place une nouvelle stratégie de conception de vêtement en 3D afin de calculer et d’ajuster les valeurs de l’aisance 3D de celui-ci, comme les points clefs lors de la perception et la satisfaction du produit par le client. C’est à partir d’une méthode de classification supervisée associée à un descripteur de forme 2D que nous avons retrouvé le morphotype du client en 3D avec son avatar. Cette relation complexe entre la reconnaissance du corps porteurs et la conception de vêtements 3D approprié dans essayage virtuel a été testée et analysée dans le cadre de ce projet pour bâtir une solution de conception adaptée à un environnement à distance. À cette fin, nous avons présenté les principes de la modélisation du vêtement directement adaptés à la morphologie du porteur afin de couvrir toute la gamme de formes et de mesures corporelles.
Despite modern technological progresses, the apparel industry is still anchored in the traditional 2D-to-3D design approach. Additionally, the aspects of the relation between human body and garment are not sufficiently explored in order to provide satisfactory performance of virtual try-on in the aspects of providing not only right fit and comfort to the customer but also avoiding returns to the retailer. However the main aspect is a lack of appropriately resolved issue of consumers’ body recognition in an online environment and proper 3D design methodology for individual client. In my PhD research, we challenge those gaps by proposing a foundation of a digital and knowledge-based platform for garment design and fit and comfort evaluation by integrating customers' and experts’ knowledge with the design parameters. By building a new 3D design strategy, we proposed an original method to calculate and adjust the 3D ease allowance values, which constitutes the key issues of satisfaction perception. Our 3D design method is linked to the consumer’s virtual representation, which come from a new pattern recognition method permitting to identify individual morphology from a single web-camera. It was experimentally shown that using the supervised method to create 2D shape descriptors enables to detect wearers’ morphotypes for a target population. The complex relationship between wearers’ body recognition, 3D garment design and garment fitting in virtual try-on has been tested and analyzed in the scope of this research project to build a suitable design solution applied to the remote environment.
Malgré les progrès technologiques modernes, l'industrie du vêtement est toujours ancrée dans une approche traditionnelle en 2D et en 3D lors d’essayage virtuel. La question fondamentale de l’accessibilité aux données morphologiques du consommateur en ligne n'a toujours pas été résolue de manière appropriée. De plus, l’interactivité et le relationnel entre le corps humain et le vêtement ne sont pas suffisamment explorés pour atteindre une performance satisfaisante lors de l'essayage du vêtement en ligne. Mes travaux de recherche ont donc pour objectif de combler ces lacunes en proposant une plate-forme numérique intégrant à la fois la connaissance des experts du secteur de l’habillement (ajustement et confort), et les retours sensoriels des clients (au porté du produit) en misant en place une nouvelle stratégie de conception de vêtement en 3D afin de calculer et d’ajuster les valeurs de l’aisance 3D de celui-ci, comme les points clefs lors de la perception et la satisfaction du produit par le client. C’est à partir d’une méthode de classification supervisée associée à un descripteur de forme 2D que nous avons retrouvé le morphotype du client en 3D avec son avatar. Cette relation complexe entre la reconnaissance du corps porteurs et la conception de vêtements 3D approprié dans essayage virtuel a été testée et analysée dans le cadre de ce projet pour bâtir une solution de conception adaptée à un environnement à distance. À cette fin, nous avons présenté les principes de la modélisation du vêtement directement adaptés à la morphologie du porteur afin de couvrir toute la gamme de formes et de mesures corporelles.
Despite modern technological progresses, the apparel industry is still anchored in the traditional 2D-to-3D design approach. Additionally, the aspects of the relation between human body and garment are not sufficiently explored in order to provide satisfactory performance of virtual try-on in the aspects of providing not only right fit and comfort to the customer but also avoiding returns to the retailer. However the main aspect is a lack of appropriately resolved issue of consumers’ body recognition in an online environment and proper 3D design methodology for individual client. In my PhD research, we challenge those gaps by proposing a foundation of a digital and knowledge-based platform for garment design and fit and comfort evaluation by integrating customers' and experts’ knowledge with the design parameters. By building a new 3D design strategy, we proposed an original method to calculate and adjust the 3D ease allowance values, which constitutes the key issues of satisfaction perception. Our 3D design method is linked to the consumer’s virtual representation, which come from a new pattern recognition method permitting to identify individual morphology from a single web-camera. It was experimentally shown that using the supervised method to create 2D shape descriptors enables to detect wearers’ morphotypes for a target population. The complex relationship between wearers’ body recognition, 3D garment design and garment fitting in virtual try-on has been tested and analyzed in the scope of this research project to build a suitable design solution applied to the remote environment.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
Thèse

Contribution à l’émergence de nouvelles méthodes parallèles et réparties intelligentes utilisant un paradigme de programmation multi-niveaux pour le calcul extrême
Contribution à l’émergence de nouvelles méthodes parallèles et réparties intelligentes utilisant un paradigme de programmation multi-niveaux pour le calcul extrême


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Les méthodes itératives de Krylov sont utilisées sur les plate-formes de Calcul Haute Performance (CHP) pour résoudre les grands systèmes linéaires issus des domaines de la science et de l’ingénierie. Avec l’augmentation du nombre de cœurs et de l’hétérogénéité des superordinateurs, le temps consacré à la communication et synchronisation globales nuit gravement aux leurs performances parallèles. La programmation tend à être distribuée et parallèle. Le développement d’algorithmes devrait prendre en compte les principes: 1) parallélisme avec multi-granularité; 2) mémoire hiérarchique; 3) minimisation de la communication globale; 4) promotion de l’asynchronicité; 5) proposition de stratégies d’ordonnancement et de moteurs de gestion pour gérer les trafic et la tolérance aux pannes. En réponse à ces objectifs, nous présentons un paradigme de programmation multi-niveaux distribués et parallèles pour les méthodes de Krylov sur les plates-formes de CHP. La première partie porte sur la mise en œuvre d’un générateur de matrices avec des valeurs propres prescrites pour la référence des méthodes itératives. Dans la deuxième partie, nous étudions les performances numériques et parallèles de la méthode itérative proposée. Son implémentation avec un moteur de gestion peut gérer la communication, la tolérance aux pannes et la réutilisabilité. Dans la troisième partie, un schéma de réglage automatique est introduit pour la sélection intelligente de ses paramètres lors de l’exécution. Enfin, nous étudions la possibilité d’implémenter ce paradigme dans un environnement d’exécution de flux de travail.
Krylov iterative methods are frequently used on High-Performance Computing (HPC) systems to solve the extremely large sparse linear systems and eigenvalue problems from science and engineering fields. With the increase of both number of computing units and the heterogeneity of supercomputers, time spent in the global communication and synchronization severely damage the parallel performance of iterative methods. Programming on supercomputers tends to become distributed and parallel. Algorithm development should consider the principles: 1) multi-granularity parallelism; 2) hierarchical memory; 3) minimization of global communication; 4) promotion of the asynchronicity; 5) proposition of multi-level scheduling strategies and manager engines to handle huge traffic and improve the fault tolerance. In response to these goals, we present a distributed and parallel multi-level programming paradigm for Krylov methods on HPC platforms. The first part of our work focuses on an implementation of a scalable matrix generator to create test matrices with customized eigenvalue for benchmarking iterative methods on supercomputers. In the second part, we aim to study the numerical and parallel performance of proposed distributed and parallel iterative method. Its implementation with a manager engine and runtime can handle the huge communication traffic, fault tolerance, and reusability. In the third part, an auto-tuning scheme is introduced for the smart selection of its parameters at runtime. Finally, we analyse the possibility to implement the distributed and parallel paradigm by a graph-based workflow runtime environment.
Les méthodes itératives de Krylov sont utilisées sur les plate-formes de Calcul Haute Performance (CHP) pour résoudre les grands systèmes linéaires issus des domaines de la science et de l’ingénierie. Avec l’augmentation du nombre de cœurs et de l’hétérogénéité des superordinateurs, le temps consacré à la communication et synchronisation globales nuit gravement aux leurs performances parallèles. La programmation tend à être distribuée et parallèle. Le développement d’algorithmes devrait prendre en compte les principes: 1) parallélisme avec multi-granularité; 2) mémoire hiérarchique; 3) minimisation de la communication globale; 4) promotion de l’asynchronicité; 5) proposition de stratégies d’ordonnancement et de moteurs de gestion pour gérer les trafic et la tolérance aux pannes. En réponse à ces objectifs, nous présentons un paradigme de programmation multi-niveaux distribués et parallèles pour les méthodes de Krylov sur les plates-formes de CHP. La première partie porte sur la mise en œuvre d’un générateur de matrices avec des valeurs propres prescrites pour la référence des méthodes itératives. Dans la deuxième partie, nous étudions les performances numériques et parallèles de la méthode itérative proposée. Son implémentation avec un moteur de gestion peut gérer la communication, la tolérance aux pannes et la réutilisabilité. Dans la troisième partie, un schéma de réglage automatique est introduit pour la sélection intelligente de ses paramètres lors de l’exécution. Enfin, nous étudions la possibilité d’implémenter ce paradigme dans un environnement d’exécution de flux de travail.
Krylov iterative methods are frequently used on High-Performance Computing (HPC) systems to solve the extremely large sparse linear systems and eigenvalue problems from science and engineering fields. With the increase of both number of computing units and the heterogeneity of supercomputers, time spent in the global communication and synchronization severely damage the parallel performance of iterative methods. Programming on supercomputers tends to become distributed and parallel. Algorithm development should consider the principles: 1) multi-granularity parallelism; 2) hierarchical memory; 3) minimization of global communication; 4) promotion of the asynchronicity; 5) proposition of multi-level scheduling strategies and manager engines to handle huge traffic and improve the fault tolerance. In response to these goals, we present a distributed and parallel multi-level programming paradigm for Krylov methods on HPC platforms. The first part of our work focuses on an implementation of a scalable matrix generator to create test matrices with customized eigenvalue for benchmarking iterative methods on supercomputers. In the second part, we aim to study the numerical and parallel performance of proposed distributed and parallel iterative method. Its implementation with a manager engine and runtime can handle the huge communication traffic, fault tolerance, and reusability. In the third part, an auto-tuning scheme is introduced for the smart selection of its parameters at runtime. Finally, we analyse the possibility to implement the distributed and parallel paradigm by a graph-based workflow runtime environment.
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
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Contribution à la caractérisation et à la modélisation des Bas Médicaux de Compression
Contribution à la caractérisation et à la modélisation des Bas Médicaux de Compression


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Ce travail concerne les bas médicaux de compression (BMC). Ce sont des dispositifs médicaux de classe 1 de la Directive Européenne 93-42. Sous forme d’articles chaussants élastiques (chaussette, bas et collant), ils ont pour fonction d’exercer une pression d’interface sur les membres en vue d’apporter un effet thérapeutique dans le cadre des protocoles de soin des maladies veineuses et des troubles lymphatiques. L’objectif de cette thèse est de constituer un ensemble de méthodologies pour caractériser les diverses fonctionnalités des BMC répondant d’une part aux exigences médicales et d’autre part aux attentes implicites des patient(e)s sur l’ensemble de ses caractéristiques essentielles. Le document est structuré en 4 chapitres. Le premier chapitre positionne le rôle des BMC dans le traitement de la maladie veineuse et des troubles lymphatiques. Après une introduction aux structures textiles, le deuxième chapitre est consacré aux techniques d’Identification de la loi de comportement des matériaux (fils et tricots) des BMC. De la connaissance de ces propriétés mécaniques, on en établit les méthodes de calcul permettant de déterminer la pression (paramètre explicite du produit) qu’exerce le BMC sur la jambe. On présente la pression statique et la pression dynamique des BMC. Le troisième chapitre quantifie l’interface sensorielle patient/produit dans le domaine du toucher, du confort thermique et des aspects visuels ; ces paramètres constituent les critères implicites du produit. Enfin, dans une démarche de prise en compte des patient(e)s au coeur du processus thérapeutique, on fait appel aux concepts de la Logique Floue pour appréhender la perception du BMC par les patient(e)s. Cette approche globale de caractérisation des impératifs explicites et des attentes implicites contribue pour une meilleure observance, et par conséquent une efficacité thérapeutique optimisée.
This work is related to the medical compression stocking (MCS). These products belong to the medical devices class 1 (EU Directive 93-42). As leg wear (below knee stocking, thigh and panty), their purpose is to exert interface pressure on limbs aiming to provide a therapeutic effect within the treatment programs for venous diseases and lymphatic disorders. The objective of this thesis is to build a set of methods to characterize the various functionalities of MCS corresponding, on the one hand, to the formal medical requirements and, on the other hand, to the patient’s personal expectations. The document is divided into 4 chapters. The first chapter highlights the role of MCS in treatment protocols for venous diseases and lymphatic disorders. A short introduction to textile materials begins the second chapter which is dedicated to the techniques of constitutive law Identification. From the constitutive law (of MCS materials as yarns and knitted fabric), it is then possible to build calculation procedures which allow us to determine the pressure (medical requirements) exerted by MCS on the legs. The notion of static and dynamic pressure is presented. The goal of the third chapter is to quantify the patient/product sensory interface in the field of touch, thermal comfort and visual aspects. These parameters are related to the patient’s expectations. Last but not least, when considering the patient as a major component of the treatment program, some concepts of Fuzzy Logic are involved to study the MCS perception of the patients. This global approach, aiming to characterize formal medical requirements and patient’s personal needs, contributes to improve the treatment compliance, and subsequently to optimize the treatment
Ce travail concerne les bas médicaux de compression (BMC). Ce sont des dispositifs médicaux de classe 1 de la Directive Européenne 93-42. Sous forme d’articles chaussants élastiques (chaussette, bas et collant), ils ont pour fonction d’exercer une pression d’interface sur les membres en vue d’apporter un effet thérapeutique dans le cadre des protocoles de soin des maladies veineuses et des troubles lymphatiques. L’objectif de cette thèse est de constituer un ensemble de méthodologies pour caractériser les diverses fonctionnalités des BMC répondant d’une part aux exigences médicales et d’autre part aux attentes implicites des patient(e)s sur l’ensemble de ses caractéristiques essentielles. Le document est structuré en 4 chapitres. Le premier chapitre positionne le rôle des BMC dans le traitement de la maladie veineuse et des troubles lymphatiques. Après une introduction aux structures textiles, le deuxième chapitre est consacré aux techniques d’Identification de la loi de comportement des matériaux (fils et tricots) des BMC. De la connaissance de ces propriétés mécaniques, on en établit les méthodes de calcul permettant de déterminer la pression (paramètre explicite du produit) qu’exerce le BMC sur la jambe. On présente la pression statique et la pression dynamique des BMC. Le troisième chapitre quantifie l’interface sensorielle patient/produit dans le domaine du toucher, du confort thermique et des aspects visuels ; ces paramètres constituent les critères implicites du produit. Enfin, dans une démarche de prise en compte des patient(e)s au coeur du processus thérapeutique, on fait appel aux concepts de la Logique Floue pour appréhender la perception du BMC par les patient(e)s. Cette approche globale de caractérisation des impératifs explicites et des attentes implicites contribue pour une meilleure observance, et par conséquent une efficacité thérapeutique optimisée.
This work is related to the medical compression stocking (MCS). These products belong to the medical devices class 1 (EU Directive 93-42). As leg wear (below knee stocking, thigh and panty), their purpose is to exert interface pressure on limbs aiming to provide a therapeutic effect within the treatment programs for venous diseases and lymphatic disorders. The objective of this thesis is to build a set of methods to characterize the various functionalities of MCS corresponding, on the one hand, to the formal medical requirements and, on the other hand, to the patient’s personal expectations. The document is divided into 4 chapters. The first chapter highlights the role of MCS in treatment protocols for venous diseases and lymphatic disorders. A short introduction to textile materials begins the second chapter which is dedicated to the techniques of constitutive law Identification. From the constitutive law (of MCS materials as yarns and knitted fabric), it is then possible to build calculation procedures which allow us to determine the pressure (medical requirements) exerted by MCS on the legs. The notion of static and dynamic pressure is presented. The goal of the third chapter is to quantify the patient/product sensory interface in the field of touch, thermal comfort and visual aspects. These parameters are related to the patient’s expectations. Last but not least, when considering the patient as a major component of the treatment program, some concepts of Fuzzy Logic are involved to study the MCS perception of the patients. This global approach, aiming to characterize formal medical requirements and patient’s personal needs, contributes to improve the treatment compliance, and subsequently to optimize the treatment
01-10-2019
01-10-2019
Thèse
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Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10