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The shapes of level curves of real polynomials near strict local minima

/ Sorea Miruna-Ştefana / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 10-10-2018
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Nous considérons une fonction polynomiale de deux variables réelles qui s’annule à l’origine et qui a un minimum local strict en ce point. Nous nous plaçons dans un voisinage de l’origine dans lequel les lignes de niveau non nulles de cette fonction sont des courbes de Jordan lisses. Chaque fois que l’origine est un point critique de Morse, les niveaux suffisamment petits deviennent des bords de disques convexes. Si l’origine n’est pas de Morse, ces courbes de niveau peuvent ne pas être convexes, comme l’a montré Coste. Le but de cette thèse est double. Tout d'abord, nous nous intéressons à la construction d’exemples de minimums locaux stricts et non-Morse dont les lignes de niveau suffisamment petites sont loin d’être convexes. Et deuxièmement, nous étudions un objet combinatoire mesurant cette non-convexité : l’arbre de Poincaré-Reeb de la restriction de la première coordonnée à la région délimitée par une ligne de niveau donnée. Ces arbres planaires sont enracinés et leurs sommets correspondent en gros aux points de la courbe où les tangentes sont verticales. L’objectif principal de notre étude est de caractériser tous les types topologiques possibles d’arbres de Poincaré-Reeb. À cette fin, nous construisons une famille d’exemples réalisant une grande classe de tels arbres. Dans un premier temps, nous concentrons notre attention sur le cas des polynômes d’une variable, en utilisant un outil inspiré du travail de Ghys. L’un de nos résultats principaux donne une preuve nouvelle et constructive de l’existence de polynômes de Morse dont la permutation associée (appelée «le serpent d’Arnold») est séparable.

Ingénierie dirigée par les modèles basée sur les templates

/ Allon Matthieu / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-10-2018
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Pour répondre à la complexité grandissante des systèmes, la réutilisation de modèles est employée dans les phases amont d’analyse et de conception. Dans cette thèse, nous nous intéressons à cette réutilisation en privilégiant les modèles paramétrés que sont les templates. Ceux-ci expriment des connaissances générales applicables à différents contextes. Sur la base des ‘aspectual templates’ possédant un modèle en paramètre, nous proposons une ingénierie dédiée. Celle-ci est structurée autour d’un dépôt de modèles et de deux espaces de conception : celui des templates et celui des modèles applicatifs, chaque espace supportant des activités de modélisation spécifiques. Nous contribuons à cette ingénierie en approfondissant trois axes. Tout d’abord, en examinant la relation ‘bind’ des templates UML, nous isolons l’instanciation comme opération de plein droit pour construire un modèle basé sur la structure du template. Les questions d’instanciation partielle et de séquences d’instanciation sont aussi examinées. Ensuite, pour répondre à des besoins d’évolution de modèles, nous proposons des opérateurs pour détecter et supprimer des templates dans un modèle. Enfin, nous étudions l’application de templates sur une hiérarchie de modèles dont les usages se rencontrent dans le versionnement et la modélisation en équipe. Pour faciliter ces usages, des règles définissant la validité de telles applications et leurs effets sur les relations entre leurs modèles résultats sont données. Nous appliquons cette ingénierie en proposant des opérateurs, leur mise en œuvre dans une technologie réutilisable et leur expérimentation en modélisant un serveur REST d’agrégation d’informations.

GNSS propagation channel modeling in constrained environments: contribution to the improvement of the geolocation service quality

/ Zhu Ni / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-10-2018
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Les applications des systèmes de positionnement par satellites (GNSS) se sont largement répandues dans les transports urbains. Certaines applications exigent cependant une grande fiabilité qui ne tolère pas d’erreurs de positionnement importantes. Malheureusement, les environnements urbains présentent de grands défis pour les GNSS à cause de l'existence d’effets locaux. Le concept d'intégrité GNSS, qui est défini comme une mesure de confiance placée dans l'exactitude des informations fournies par le système de navigation qualifie cette exigence. L'objectif de cette thèse est d'améliorer les performances de précision et d'intégrité GNSS en milieu urbain. Deux directions de travail ont été prises : La première direction consiste à caractériser les erreurs de mesure GNSS afin d'améliorer la précision. Plusieurs modèles d'erreur existant sont étudiés. Un modèle hybride est proposé qui implique la contribution de la carte numérique en 3D. La seconde direction contribue aux techniques de détection et d'exclusion des défauts (FDE) afin d'améliorer l'intégrité de la position GNSS. Différentes méthodes FDE sont comparées avec des données GPS collectées dans des canyons urbains. Les FDE améliore la précision dans une première étape. Le calcul du niveau de protection horizontal (HPL) est ajouté en 2ème étape. Une nouvelle méthode de calcul HPL prenant en compte un potentiel défaut immédiatement antérieur est proposée. Enfin, ces deux directions de travail sont combinées afin de construire un système complet de surveillance de l'intégrité. Les résultats avec les données réelles montrent que la précision et l'intégrité du positionnement sont améliorées avec le système proposé.

Raman transduction and unconventional membrane compositions for polymeric sensors

/ Ashina Yulia / Université Lille1 - Sciences et Technologies, ITMO University / 01-10-2018
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Au cours des dernières années, le nombre de travaux scientifiques portant sur le développement de capteurs chimiques simples a significativement augmenté. Les études sont principalement orientées vers la recherche de nouveaux schémas de transduction du signal et vers le développement de capteurs dont les propriétés peuvent être programmées. Trois approches originales pour la transduction du signal des membranes polymères des capteurs potentiométriques sont présentées. La première partie est consacrée à la description d’une nouvelle technique pour la détection indirecte de cations métalliques au moyen de la spectrométrie micro-Raman. Le spectre Raman est mesuré à la surface de la membrane polymère au contact avec la solution échantillon. Ce spectre est converti en information analytique quantitative par étalonnage multivarié. Dans la deuxième partie, nous étudions la faisabilité de capteurs ne contenant pas d’ionophore, les membranes n’étant alors composées que des différents échangeurs d'ions et plastifiants. La performance de ces capteurs pour l’analyse quantitative de mélanges binaires de Ca2+-Mg2+ est évaluée en combinant une approche originale basée sur des capteurs multiples. Les résultats sont comparés à ceux obtenus avec des capteurs à base d’ionophores traditionnels. Enfin, la modification à façon des schémas de sensibilité des capteurs utilisant des membranes contenant plusieurs ionophores est présentée dans la dernière partie. Trois ionophores ont été choisis pour la préparation de la membrane. Les performances de ce réseau de capteurs sont testées sur des mélanges de Ln3+ et les résultats sont comparés à ceux des capteurs mono-ionophores conventionnels.

Shakedown of porous materials

/ Zhang Jin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 28-09-2018
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Cette thèse est consacrée à la détermination des états limites de l'adaptation des matériaux ductiles poreux sur la base du théorème de Melan et en considérant le modèle de la sphère creuse. Dans un premier temps, nous proposons le critère analytique macroscopique d'adaptation avec la matrice de von Mises sous deux charges particuliers, alterné et pulsé. Le critère analytique dépend des première et seconde invariants des contraintes macroscopiques, du signe du troisième et du coefficient de Poisson. Ensuite, ce critère est étendu aux charges cycliques répétées générales par la construction d'un champ de contraintes résiduelles d'essai plus approprié permettant simultanément des calculs analytiques et l'amélioration du modèle précédent. De plus, il est également utilisé pour les matériaux ductiles poreux avec une matrice de Drucker-Prager. L'idée repose d'abord sur la solution exacte pour le charge purement hydrostatique. Il s'avère que la ruine se produit par fatigue. Ensuite, des champs de contrainte d'essai appropriés sont construits avec des termes supplémentaires pour capter les effets de cisaillement. Le domaine de sécurité, défini par l'intersection du domaine d'adaptationet celui d'analyse limite (la ruine survenant brusquement par formation d'un mécanisme au premier cycle), est entièrement comparé avec des simulations élasto-plastique incrémentales et des calculs directs simplifiés. Enfin, nous fournissons une méthode numérique directe pour prédire le domaine de sécurité de l'adaptation des matériaux poreux soumis à des charges variant de manière indépendante en considérant le chemin critique du domaine de chargement au lieu de l'histoire entière. Le problème de l'adaptation est transformé en un problème d'optimisation de grande taille, qui peut être résolu efficacement par l'optimiseur non-linéaire IPOPT pour donner non seulement le facteur de charge limite, mais aussi le champ de contrainte résiduelle correspondant à l'état d'adaptation.

Etude des propriétés de commutation de composés en série indolino-oxazolidine par spectroscopie RMN et calculs DFT

/ Guerrin Clément / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 28-09-2018
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Les composés moléculaires étudiés présentent une fonction indolino-oxazolidine (Box) et une jonction éthylénique (lié à un groupement thiényle – Box simples) qui sont toutes deux commutables chimiquement ou photochimiquement entre deux états. Le suivi des réactions associées a été réalisé en solution par spectroscopie RMN 1H afin de caractériser les différents états de commutation de ces composés. L’ouverture de la fonction Box peut être provoquée par ajout d’acide ou par irradiation dans l’UV (chloroforme), et ce processus est réversible en présence de base. Quel que soit l’état de la Box, l’isomérisation trans  cis de la jonction éthylénique est photochimique par irradiation à 436 nm alors que la réaction inverse est spontanée et thermique. Des composés comportant deux fonctions Box et deux jonctions éthyléniques liées à un groupement aromatique phényle ou bithiényle (BiBox) ont également été étudiés et des processus de commutation similaires ont été observés entre un nombre d’états supérieur du fait de la présence de quatre entités commutables. La commutation entre les différents états a donc été montrée et est déterminé le stimulus le plus adapté pour donner un été sélectivement et quasi quantitativement. Des calculs de chimie quantique de DFT et de TD-DFT ont permis de caractériser les structures moléculaire et électronique de chacun des états de commutation des Box simples ainsi que certains états des systèmes BiBox et de rationaliser certaines observations expérimentales. Des propriétés de fluorescence ont été observées et les spectres d’émission mesurés et les rendements quantiques de fluorescence calculés en fonction de l’état ouvert ou fermé de la (des) Box.

Structure électronique et propriétés de réseaux

/ Tadjine Athmane / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-09-2018
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La nanostructuration de matériaux semi-conducteurs permet de modifier le comportement des porteurs de charge. Ces modifications sont causées par les effets de confinement quantique. Dans cette thèse, nous étudions par des approches théoriques (numériques et analytiques) les propriétés de réseaux cohérents de nanocristaux semi-conducteurs. Ces réseaux sont expérimentalement obtenus par des méthodes ascendantes (bottom-up) d’auto-assemblage orienté. Nous montrons que leurs structures de bandes électroniques peuvent être modélisées par un simple Hamiltonien effectif dont les énergies propres sont analytiques. En outre, nous proposons une méthode descendante (top-down) de nano-fabrication consistant en la gravure de puits quantiques semi-conducteurs par des méthodes de lithographie. Cette approche permet de reproduire artificiellement des réseaux bidimensionnels à fort intérêt et comportant des fermions de Dirac tels que le nid d’abeilles, le kagome et le Lieb. Nous étudions ensuite l’effet d’un champ magnétique statique sur un nanocristal isolé, puis sur un réseau de nanocristaux en nid d’abeilles dans lequel nous prédisons l’apparition de grands moments magnétiques. Enfin, nous montrons que dans les réseaux carrés PbSe, un désordre original portant sur les signes des termes de couplage entre nanocristaux apparaît. Nous montrons que ce désordre est réductible par des transformations de jauge, et nous quantifions le désordre réel (résiduel) ressenti par les électrons.

Génération automatique de modèles pour la supervision des systèmes dynamiques hybrides : application aux systèmes ferroviaires

/ Six Béranger / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-09-2018
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Ce travail de thèse présente différentes contributions pour la génération automatique de modèles représentant les Systèmes Dynamiques Hybrides (SDH) caractérisés par plusieurs modes de fonctionnement. Les composants du système (notamment les capteurs) peuvent être manuellement sélectionnée ou automatiquement exportés à partir des données de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) ; ces éléments sont ensuite interconnectés pour reproduire le modèle complet du système industriel. Une fois le modèle créé, des schémas-blocs de simulation et de diagnostic, ainsi que la Matrice de Signature de Fautes (FSM) seront produits. Le logiciel est basé sur les Bonds Graph Hybrides ; la présence de commutations engendre des dynamiques variables (notamment des changements de causalité). Pour lever ces verrous, différents algorithmes sont proposés. En comparaison des logiciels existants, les algorithmes proposés sont valides pour les systèmes continus, discrets ou hybrides. Les théories et algorithmes développés sont appliqués sur un système ferroviaire de freinage électropneumatique.

Les facteurs d’intégration des trois volets de la RSE par le dirigeant de la PME : Cas du secteur de l’industrie agroalimentaire libanais

/ Nehmeh Anthony / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-09-2018
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La responsabilité sociétale des entreprises (RSE) est la déclinaison du DD au monde des affaires. C’est un concept dans lequel les entreprises intègrent les préoccupations sociales, environnementales, et économiques dans leurs activités, et ce, sur une base volontaire (CE 2002). Elle s’est imposée de plusieurs années comme incontournable (Darnil et Le Roux, 2005). Dans ce travail doctoral, nous cherchons à expliquer les facteurs (motivations, incitations ou pressions) d’intégration des 3 volets de la RSE par le dirigeant des PME libanaises du secteur agroalimentaire. Car suite à une série de scandales ces cinq dernières années, la RSE est devenue incontournable dans ce secteur où les pratiques des PME sont mises en cause. C’est le dirigeant qui est le principal acteur le plus déterminant pour la compréhension des choix et décisions stratégiques en matière de RSE dans les PME. Pour comprendre cette logique d’action nous nous référons au modèle de Wood et Caroll (1991) qui classifie les facteurs d’engagement sous 4 niveaux : individuel, organisationnel, institutionnel et les caractéristiques de l’entreprise, constituant pour notre étude un cadre théorique expliquant les facteurs d’engagement dans la RSE. Une étude qualitative et quantitative a été menée sur le terrain pour tester les variables extraites de la partie théorique et connaître les raisons pour lesquelles le dirigeant libanais intègre la RSE dans sa PME.

Digital tools for developing customized co-design platform with integration of comfort and fashion

/ Kulinska Maria / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Högskolan i Borås (Suède) / 27-09-2018
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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.

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