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Wireless Communications in Dynamic Interference : modeling, capacity and applications

/ Lopes de Freitas Mauro / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-06-2018
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Cette thèse se concentre sur l’étude du bruit et des interférences présentant un comportement impulsif, un attribut que l’on peut retrouver dans de nombreux contextes comme les communications sans fil. Cette interférence est caractérisée par la présence d’amplitudes élevées pendant des durées courtes. En fait, ces caractéristiques indésirables conduisent à des queues de distributions plus lourdes qui peuvent être modélisées par la distribution α-stable. En particulier, nous étudions le comportement impulsif qui se produit dans les réseaux de communication à grande échelle qui forme la base de notre modèle d’interférence dynamique. Plus précisément, une telle interférence peut se rencontrer dans des réseaux hétérogènes avec des paquets courts à transmettre, comme dans l’Internet des objets, lorsque l’ensemble des interférents actifs varie rapidement. La première partie de ce travail est d’étudier la capacité des canaux de bruit α-stable, qui n’est pas bien comprise actuellement, sauf dans le cas du bruit de Cauchy (α = 1) avec une contrainte logarithmique et du bruit gaussien (α = 2) avec une contrainte de puissance. Nous calculons des bornes inférieures et supérieures pour la capacité avec une contrainte de moment de la valeur absolue (amplitude). Nous considérons les canaux à bruit symétrique additif α-stable avec α ∈ ]1, 2]. Nous utilisons ensuite un algorithme inspiré du Blahut-Arimoto afin de comparer les bornes proposées, ce qui permet en particulier d’évaluer l’effet des paramètres de bruit sur les bornes. Nous étendons ensuite le travail à la capacité de canaux à bruit additif complexe, isotrope α-stable et l’impact de nos limites dans des contextes pratiques.

Dépôts organiques en milieu marin : les facteurs clés des bassins hémipélagiques : le Mésozoïque du Bassin du Sud-Est de la France

/ Caillaud Alexis / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 11-06-2018
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L’objectif de ce travail est d’étudier la sédimentologie des dépôts organiques dans un bassin hémipélagique (séries mésozoïques du Bassin du S-E de la France) afin de comprendre les processus de transport et de préservation de la matière organique (MO), ainsi que sa distribution dans les différents cortèges sédimentaires. Les résultats démontrent qu’il n’y a pas de relation entre le cortège organique et la granulométrie de la fraction terrigène ou la minéralogie de la fraction argileuse. Des turbidites sont présentes dans un niveau organique particulier, mais elles n’ont pas acheminé de MO terrestre dans le bassin ; au contraire, elles ont eu un rôle négatif sur la préservation du contenu organique. De la MO terrestre est observée dans certains niveaux organiques, mais sans lien avec des dépôts gravitaires, signifiant donc que la MO terrestre peut être transportée vers le domaine marin distal sans nécessairement impliquer des processus gravitaires. Il n’y a pas de lien évident entre la nature de la MO et les cortèges de dépôts dans les séquences stratigraphiques de 3e ordre. L’apport majeur de ce travail concerne l’approche multi-facteurs de la sédimentologie de la MO en domaine marin. Pour une productivité primaire marine constamment faible à normale, il a été mis en avant le rôle de 3 facteurs clés pour la formation de dépôts organiques en bassin hémipélagique : le taux de sédimentation, la nature intrinsèque de la MO, et les conditions d’oxygénation du bassin. Les niveaux organiques les plus riches en MO sont les événements anoxiques globaux, démontrant que l’anoxie est le facteur permettant les plus fortes accumulations organiques dans ce type de bassin sédimentaire.

Analyse des expressions faciales dans un flux vidéo

/ Allaert Benjamin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-06-2018
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De nos jours, dans des domaines tels que la sécurité et la santé, une forte demande consiste à pouvoir analyser le comportement des personnes en s'appuyant notamment sur l'analyse faciale. Dans cette thèse, nous explorons de nouvelles approches à destination de systèmes d’acquisition peu contraints. Plus spécifiquement, nous nous intéressons à l'analyse des expressions faciales en présence de variation d'intensité et de variations de pose du visage. Notre première contribution s'intéresse à la caractérisation précise des variations d'intensité des expressions faciales. Nous proposons un descripteur innovant appelé LMP qui s'appuie sur les propriétés physiques déformables du visage afin de conserver uniquement les directions principales du mouvement facial induit par les expressions. La particularité principale de notre travail est de pouvoir caractériser à la fois les micro et les macro expressions, en utilisant le même système d'analyse. Notre deuxième contribution concerne la prise en compte des variations de pose. Souvent, une étape de normalisation est employée afin d'obtenir une invariance aux transformations géométriques. Cependant, ces méthodes sont utilisées sans connaître leur impact sur les expressions faciales. Pour cela, nous proposons un système d'acquisition innovant appelé SNaP-2DFe. Ce système permet de capturer simultanément un visage dans un plan fixe et dans un plan mobile. Grâce à cela, nous fournissons une connaissance du visage à reconstruire malgré les occultations induites par les rotations de la tête. Nous montrons que les récentes méthodes de normalisation ne sont pas parfaitement adaptées pour l'analyse des expressions faciales.

Etude des mécanismes impliqués dans la reprogrammation de cellules cancéreuses non-souches en cellules souches cancéreuses induite par les radiations ionisantes dans le cancer du sein

/ Bailleul Justine / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 05-06-2018
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L'identification des cellules souches cancéreuses (CSC) dans les tumeurs hématologiques et solides a conduit à de nombreuses études fondamentales et translationnelles. Les cellules cancéreuses présentent cependant une certaine plasticité. En effet, les cellules cancéreuses non souches (non-CSC) différenciées peuvent générer des CSC en réponse à divers stimuli. Ainsi, la radiothérapie (RT) entraîne l'induction de CSC à partir de non-CSC, in vitro. Cette reprogrammation pourrait participer aux résistances aux traitements et aux récidives. Malgré tout, les mécanismes à l'origine de la reprogrammation restent méconnus, et il paraît essentiel d'identifier des cibles pour prévenir l'apparition de CSC. Pendant ma thèse, j'ai montré que le milieu de non-CSC irradiées induit la reprogrammation en CSC mammaires. J'ai pu voir que la RT entraîne la sécrétion spécifique de chimiokines, dont CXCL1 et CCL5. Leur inhibition et le traitement par protéine recombinante ont permis de montrer l'implication de CXCL1, CCL5 et leurs récepteurs dans la reprogrammation in vitro. De plus, l'inhibition in vivo de CXCL1 et CCL5, combinée à la RT dans un modèle murin de xénogreffes induit une augmentation de la survie. Enfin, l'analyse transcriptomique des bases de données cliniques a démontré une corrélation entre l’expression des chimiokines et leurs récepteurs avec des signatures de CSC et de sous-types plus agressifs dans le cancer du sein, et une survie sans métastases diminuée. Mes résultats indiquent un rôle des chimiokines dans la reprogrammation de non-CSC en CSC et qu'elles peuvent constituer de nouvelles cibles thérapeutiques, en combinaison avec les traitements traditionnels.

Solution de remédiation de terrains pollués aux "charrées de chrome" : élaboration d’une méthode d’électrocinétique couplée à la réduction chimique

/ Sanchez-Hachair Arnaud / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 28-05-2018
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Les charrées de chrome, résidus d’extraction du minerai de chrome (ou COPR), sont des matériaux de pH très basique (>10) composés de phases minérales cimentaires peu stables incorporant le chrome d’état d’oxydation +VI. La solution porale du matériau est chargée en Cr(VI) à des concentrations souvent supérieures à 100 mg/L. Les teneurs du matériau s’élèvent à 4-7 g Cr(VI)/kg. Le chrome VI est toxique. Par le passé, les charrées de chrome ont été utilisées en remblai d’infrastructures. C’est le cas d'une infrastructure dans le nord de la France. Notre étude a visé à développer une méthode de dépollution. Nous avons élaboré un couplage de la technique électrocinétique et d’une réduction chimique du Cr(VI). Nous apportons un réducteur qui migre à travers le matériau grâce à un champ électrique. Nous montrons que la réduction du chrome VI en chrome III précipité et moins toxique est possible avec une efficacité de 97 % et que les phases minérales ciment résistent à ce traitement. Nos travaux montrent que 60 à 70 % de la matière dans les charrées de chrome étudiées sont constitués de phases minérales amorphes. Elles sont sensibles aux variations de pH dans le milieu lors du traitement et réagissent en partie par dissolution, re-précipitation et transport. L’hydroxyde de Cr(III) formé lors du traitement est colloïdal et en partie mobiles. Des ajustements de la méthode sont possibles, en particulier le contrôle des variations de pH et la suppression de la mobilité indésirable du Cr(III). Les perspectives industrielles de cette méthode également adaptable à d’autres polluants rédox-sensibles, sont prometteuses.

Paléobiologie des biotes édiacariens durant et après la crise kotlinienne: apport des palaeopascichnidés et des morphostructures d’origine bactérienne

/ Kolesnikov Anton / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Académie des sciences de Russie / 25-05-2018
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Sur la base des observations macro- et microscopiques détaillées, sur du matériel comparatif aussi bien fossile que moderne, les résultats de cette étude permettent d’avancer dans la compréhension de la taphonomie, de la paléobiologie et de la paléoécologie des fossiles macroscopiques de l’Ediacarien qui n’ont pas été affectés par la crise Kotlinienne. Premièrement, les analyses taphonomiques des palaeopascichnidés préservés dans des roches carbonatées issues de l’Olenek Uplift établissent la nature agglutinée possible de leur squelette et une organisation semblable aux protozaires. Ces observations permettent également un regard sur leur paléoécologie opportuniste et distribution biogéographique globale malgré la crise kotlinienne. Deuxièmement, leur étude et révision taxonomique a permis d’améliorer leur classification systématique et d’introduire le groupe Palaeopascichnida, composé de deux genres révisés : Palaeopascichnus and Orbisiana. L’étude pluridisciplinaire des possibles analogues modernes des organismes macroscopiques édiacariens, tels que les arumberiamorphes et les morphostructures biologiques modernes, observées sur la surface des tapis microbiens formés dans les salines de Guérande, m’ont aidé à comprendre les processus taphonomiques, la distribution locale et les contextes environnementaux de morphostructures édiacariennes comparables. Avec toutes ces informations en main et en utilisant des approches sédimentologiques, stratigraphiques, paléontologiques et paléoécologiques on peut maintenant élargir notre compréhension de la crise kotlinienne et ses effets sélectifs sur certains représentants des communautés édiacariennes.

Echantillonnage de signaux radar par voie optoélectronique : étude des non-linéarités des photoconducteurs à cavité résonante

/ Desmet Yann / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 25-05-2018
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Nous étudions ici le comportement non-linéaire d’un photoconducteur utilisé pour l’échantillonnage hyperfréquence. L’absorption optique dans ces photoconducteurs est optimisée grâce à l’utilisation d’une cavité résonante. Nous avons tout d’abord procédé à un travail de caractérisation de photoconducteurs avec différentes propriétés géométriques (diamètre, épaisseur de cavité) et matériau, (temps de vie des porteurs) pour en extraire l’influence de ces paramètres sur les performances en échantillonnage. Nous avons ensuite développé un modèle optoélectronique basé sur la caractéristique courant-tension et le modèle empirique de dérive des porteurs de charge de Canali avec une approche quasi-statique. Ce modèle nous a permis d’isoler certaines caractéristiques du photoconducteur susceptibles d’être la source des harmoniques. Une nouvelle structure de photoconducteur a été développée dans l’objectif de pallier à ces imperfections. Les résultats expérimentaux montrent une symétrisation de la caractéristique courant-tension et une réduction de plus de 20 dB des harmoniques d’ordre paire qui y est associée. Une réduction notable de la capacité est également réalisée ce qui augmente la fréquence de coupure du composant.

La rationalité uniforme de la série Poincaré de relations d'équivalence p-adiques et la conjecture d'Igusa sur des sommes exponentielles

/ Nguyen Huu Kien / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 07-05-2018
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La rationalité des séries de Poincaré associées avec famille définissable des relations équivalences dans quelques théories sur corps valués a été recherchée par Denef. Ce problème a une relation avec l'existence d'élimination des imaginaires des théories sur corps valués (voir le résultat de Hrushovski, Martin and Rideau). La théorie d'intégration motivique est née nous aide pour montrer la dépendance uniforme dans corps locaux p-adiques de la rationalité des séries de Poincaré. Dans le chapitre 1 de cette thèse, je donne une extension du résultat sur la rationalité uniforme dans p des séries de Poincaré associées avec famille définissable des relations équivalences dans quelques théories sur corps valués dans lesquels élimination des imaginaires n'est pas prouvée comme théories sur structures analytiques. Ma méthode est que j'étends la théorie d'intégration motivique pour fonctions constructibles dans deux papiers de Cluckers et Loeser aux fonctions constructibles rationnelles. Autre problème important dans la théorie des nombres est estimation des sommes exponentielles. Sommes exponentielles modulo pm pour un nombre premier p et un nombre naturel m a été étudié par Igusa. Igusa a découvert une relation profonde entre estimation des sommes exponentielles avec pôles de la fonction zêta local d'Igusa et montré que si on a une estimation uniforme dans p et m de sommes exponentielles, on peut obtenir une formule sommatoire de Poisson pour Adèle de type de Siegel-Weil. Dans les chapitres 2, 3, 4, on va prouver quelques versions uniformes dans p et m de borne supérieure de sommes exponentielles donnés par le seuil log canonique ou par polyèdre de Newton.

Modélisation multi-échelle de la déformation d’alliage de zirconium sous irradiation

/ Christiaen Benjamin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-05-2018
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Les alliages de zirconium sont utilisés pour fabriquer des gaines de combustible ainsi que des assemblages combustibles des réacteurs nucléaires à eau sous pression. Sous irradiation, ils montrent un changement dimensionnel communément appelé croissance. Des observations expérimentales ont montré qu'au-dessus d'une dose seuil, ces alliages sont sujets à une croissance accélérée appelée "breakaway". Il a été bien établi que la formation sous irradiation de boucles de dislocation ‹a› et ‹c› est directement responsables de la croissance des alliages de zirconium sous irradiation et que l’apparition des boucles ‹c› est corrélée avec cette accélération de croissance. Cependant, les mécanismes de germination des boucles qui semblent influencés par la présence d’éléments d’alliage sont encore mal compris. Afin d'améliorer notre compréhension des mécanismes élémentaires, une approche multi-échelle a été utilisée pour simuler l'évolution de la microstructure du zirconium sous irradiation. Des calculs à l’échelle atomique basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et sur des potentiels empiriques sont utilisés dans un premier temps pour déterminer les propriétés des amas de défauts ponctuels (boucles de dislocation, cavités, pyramides de fautes d’empilement). Les résultats obtenus sont ensuite insérés en tant que paramètres d'entrée dans un code Monte Carlo cinétique d'objet (OKMC) qui nous permet de simuler l’évolution de la microstructure du matériau sous irradiation, et donc de prédire la croissance. Nos résultats montrent qu’il est nécessaire de considérer une migration anisotrope de la lacune pour prédire l’accélération de croissance.

Modélisation à l’échelle atomique du système Fe-Al-Mn-C à l’aide de modèles de paires et de calculs thermodynamiques

/ Dequeker Jérôme / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 03-05-2018
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Dans ce travail, des modèles d'amas sur réseau ont été développés pour modéliser le système Fe-Al-Mn-C, sur réseau Cubique Centré (CC) et Cubique à Faces Centrées (CFC). Ces modèles, ajustés sur des données ab initio, ont permis de calculer les propriétés thermostatistiques du système (en champ moyen, CVM et Monte-Carlo), dans le but de produire des diagrammes de phases. Le système a été décomposé, sur différents réseaux pour des raisons méthodologiques, et en différents sous-systèmes de chimie différente pour appréhender le problème par parties. L'influence de la base de données sur laquelle sont ajustés les modèles a été étudiée, ainsi que la contribution non configurationnelle de vibration des atomes à l'énergie libre. L'étude du modèle binaire Fe-Al sur réseau CC a permis de mettre en évidence l'effet des structures complémentaires dans la base d'ajustement, qui peuvent s'avérer indispensables. La prise en compte des phonons a un effet non négligeable sur les températures de transition mais s'avère insuffisante pour reproduire parfaitement les données expérimentales. Ces conclusions restent vraies en présence de manganèse. Les modèles quaternaires du modèle Fe-Al-Mn-C sur réseau CC montrent l'influence de la portée des paires. La mise en ordre du carbone adopte un comportement différent en présence d'interactions des atomes interstitiels entre eux. Les modèles sur réseau CFC n'ont pas permis d'aboutir à des résultats satisfaisants, notamment à cause de la difficulté à trouver une approximation valable pour l'étude de son magnétisme.

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