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

/ Wu Xinzhe / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-03-2019
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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.

Aerosol hygroscopic properties: a laboratory approach for single and multi-component inorganic particles of atmospheric relevance

/ El Hajj Danielle / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 05-03-2019
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Les aérosols atmosphériques jouent un rôle essentiel sur l’équilibre énergétique de la planète et ont également un impact important sur la santé humaine. Le dernier rapport d’évaluation du Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) souligne que le niveau d’incertitude du forçage radiatif des aérosols est particulièrement élevé. Ceci est principalement dû aux effets complexes et mal quantifiés des propriétés chimiques, physiques et optiques des aérosols. En particulier, une humidité relative élevée (RH) augmente la quantité de vapeur d’eau captée par les particules d’aérosol atmosphériques, ce qui modifie leurs tailles, leurs morphologies et leurs composition chimiques et donc leurs propriétés optiques. Les mesures in situ des propriétés des aérosols (coefficients de diffusion et d’absorption, distribution en taille) sont généralement obtenues dans des conditions sèches (RH <40%). Or dans l’atmosphère les aérosols existent à humidité plus importante. Il est donc essentiel de connaı̂tre l’évolution des propriétés physico-chimiques et optiques des particules d’aérosol à différentes humidités relatives, afin d’améliorer les estimations des forçages radiatifs de l’aérosol. Le but de ce travail est d’étudier l’évolution des propriétés optiques (diffusion et absorption), physiques (taille) des aérosols à différentes humidités, en s’appuyant sur des mesures de laboratoire à humidité contrôlée. Des aérosols purs ont été générés, tels que des particules de silice amorphe (SiO2 ), de chlorure de sodium (NaCl), de sulfate d’ammonium ((NH4)2SO4), de nitrate de sodium (NaNO3 ) et le chlorure de potassium (KCl). L’étude est d’abord réalisée à faible humidité relative (≈ 35% RH), ensuite, les mesures sont effectuées à une RH plus élevée (de 40 à 90%) en utilisant deux dispositifs expérimentaux différents. La vapeur d’eau captée par l’aérosol, calculée à l’aide du modèle thermodynamique E-AIM, provoque un changement de sa taille et de son indice de réfraction (RI) qui influence directement ses propriétés optiques . La relation de Zdanovskii-Stokes-Robinson (ZSR) est appliquée aux mélanges d’aérosols et comparée aux mesures expérimentales. Les écarts constatés seront présentés et devraient être utilisés pour mieux comprendre l’influence de la vapeur d’eau captée par les aérosols sur le forçage radiatif estimé par les modèles climatiques.

Mort cellulaire initiée par l'oxygène singulet : mise en évidence d'effets à longue portée

/ Moulet Hélène / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 05-02-2019
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L'oxygène singulet (1O2) , premier état électronique excité du dioxygène, est l'agent cytotoxique majeur en photo-thérapie dynamique. Nous avons utilisé l'activation optique directe du dioxygène pour faire un lien quantitatif entre taux de production d'1O2 et mort cellulaire. Dans des sphéroïdes tumoraux, qui reproduisent in vitro la géométrie des tumeurs, nous mettons en évidence de la mort cellulaire à longue portée qui ne peut être expliquée par l'action directe de 1O2 . Cette mort est due à de l' 1O2 produit au sein des sphéroïdes mais à l'extérieur des cellules. Nous avons mis en place une expérience qui nous permets de contrôler spatialement la production de 1O2 à l'extérieur des cellules. La mort cellulaire observée à longue portée dans ces expériences implique la présence d'espèces réactives de l'oxygène secondaires. Enfin, certaines modalités de mort sont privilégiées du point de vue thérapeutique pour, entre autres, limiter la réponse inflammatoire. Nous avons mis en place une expérience in vitro qui nous permet d'observer différentes modalités de mort en fonction du taux de production de 1O2 et de la durée d'exposition.

Réponse thermo-mécanique des élastomères sous chargement cyclique : modélisation constitutive et expérience

/ Guo Qiang / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Dalian University of Technology (Chine) / 18-01-2019
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Les caoutchoucs utilisés dans les applications d’ingénierie sont souvent sollicités cycliquement et présentent une réponse thermomécanique complexe dépendante du temps. Établir le couplage entre les différents phénomènes inélastiques, apparaissant généralement ensemble au cours de l’historique du chargement cyclique, est une question ouverte à résoudre. Cette thèse est dédiée à la formulation et à la vérification expérimentale de modèles de comportement thermomécaniques pour les caoutchoucs. Le mémoire de thèse est divisé en deux parties. La première partie est axée sur les caoutchoucs renforcés par du noir de carbone. Les effets du pré-étirement et de la teneur en noir de carbone sur la réponse cyclique d'un caoutchouc synthétique représentatif (SBR) sont analysés qualitativement et quantitativement à l'aide de la théorie des variables internes. Une interprétation des mécanismes physiques sous-jacents est proposée dans laquelle deux types de réarrangements dissipatifs du réseau de chaînes sont considérés, à savoir les réarrangements recouvrables induisant une viscoélasticité et les réarrangements non recouvrables induisant un endommagement. Afin de prédire l'ensemble des principaux effets inélastiques (l’adoucissement de la contrainte induit par la fatigue et l’hystérésis ainsi que la dissipation thermique), nous avons formulé un nouveau modèle constitutif thermo-viscoélastique endommageable basé sur la théorie des variables internes. Le modèle constitutif proposé est implémenté dans un code éléments finis et des applications numériques sur des structures en caoutchouc sont effectuées. Les capacités prédictives du modèle sont vérifiées par des comparaisons avec nos observations expérimentales. La seconde partie est consacrée aux caoutchoucs cristallisables par étirement. Nous avons développé un nouveau modèle physiquement fondé inspiré du micro-mécanisme pour décrire l'évolution progressive du degré de cristallinité dans les caoutchoucs et leur réponse thermomécanique dépendante du temps dans le contexte de la thermodynamique des processus irréversibles. Dans ce modèle, la configuration moléculaire d’une chaîne partiellement cristallisée est analysée et calculée au moyen de certaines méthodes mécaniques statistiques. Notre approche est implémentée dans le modèle micro-sphère dans le but d'introduire l'anisotropie et la dissipation induites par la cristallisation d’un réseau de chaînes. Le modèle constitutif proposé est ensuite utilisé pour discuter certains aspects importants du micro-mécanisme et de la réponse macroscopique à l'état d'équilibre et à l'état non équilibré pendant l'étirement/la recouvrance/la relaxation continue. Les simulations du modèle sont également comparées aux données expérimentales à différents niveaux d'étirement et à différentes températures. Les champs locaux en termes d'anisotropie et de dissipation sont présentés à l'aide d'exemples numériques.

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

/ Taniguchi Yoko / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-12-2018
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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.

Socio-Cultural Aspects of Functional Regionalization in the Cross-Border Area between Montenegro, Albania, Kosovo, Macedonia and Serbia (SCAFRB)

/ Merry Adrienne / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2018
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Une nouvelle régulation macroéconomique et socio-économique dans la région centrale des Balkans conduisant à accélérer la croissance économique est à la fois nécessaire et possible. À partir d'une revue de littérature sur les différentes théories des développements macroéconomiques et en particulier les théories de la localisation, cette étude montre que du point de vue de la plupart des démocraties occidentales la région centrale des Balkans est toujours une région très instable en Europe. Une régionalisation fonctionnelle des Balkans est une énigme du point du développement, aussi bien pour les Balkans que pour l'Europe. De plus, pour l'Europe le défi est de former une communauté fonctionnelle dans une zone composée d'un grand nombre de communautés nationales qui ont connu des conflits nationaux très intense ces dernières décennies et dont les traces sont toujours très présentes aujourd'hui. Le défi pour les instances gouvernementales et de gestion des communautés locales est de savoir comment construire une transition viable pour passer d'une communauté qui dysfonctionne sur le plan socioculturel a un système intègre un système intégré et fonctionnel permettant un développement socioculturel et économique. L'étude analyse les forces et faiblesses d'une région particulière des Balkans, la région des montagnes du Sharr, et les possibilités de mettre en place une coopération transfrontalière entre différentes cités de manière à catalyser le développement socio-économique. Plusieurs projets auxquels a participé l'auteur de l'étude sont présentés. Les enjeux sont importants et les défis très incertains.

Atomic force microscopy usage in a context of multi-mode and multi-sample correlative measures on live cells

/ Dujardin Antoine / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2018
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Assez rapidement après son apparition à la fin des années 1980, la Microscopie à Force Atomique (AFM) a démontré des perspectives prometteuses d’applications biomédicales. À l’heure actuelle, elle permet l’étude d’échantillons biologiques allant de la molécule unique à la cellule vivante proche des conditions physiologiques. Bien qu’étant applicable aux cellules eucaryotes et procaryotes, elle est entravée par son faible débit. Alors qu’elle peut être fortement automatisée sur certains échantillons bien caractérisés en air, l’automatisation de l’AFM en liquide reste rare, en particulier en multi-échantillon. Lors de ce projet doctoral, une approche automatisée a été développée pour l’étude des cellules en milieu liquide. Après une introduction du système et des développements nécessaires, nous démontrons l’approche sur des bactéries fixées et vivantes, ainsi que sur des cellules épithéliales. L’utilisation d’automatisation multi-échantillon permet d’augmenter le nombre d’échantillons rassemblés tout en limitant les interactions avec l’utilisateur. Enfin, les développements ultérieurs sont discutés pour aller vers un système automatisé à plus grande échelle sur échantillons vivants.

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

/ Magnier Jeoffrey / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 12-12-2018
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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.

Quantified-Self : valeur expérientielle et co-creation de valeur dans le marketing social

/ Quéro Christelle / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 05-12-2018
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Si les consommateurs agissent généralement par intérêt personnel (Rothschild, 1999) alors cette recherche postule qu’une proposition de valeur doit être faite aux individus afin d’encourager un changement de comportement positif. La valeur perçue par le consommateur implique l’expérience de consommation. Si elle est souvent évoquée dans un contexte de service, elle présente également un intérêt dans le cadre du marketing social (Russell-Bennett et al., 2009 ; Zainuddin et al., 2011). En effet, elle doit permettre d'identifier les raisons qui amènent les individus à adopter des comportements bénéfiques pour leur santé. Aujourd’hui, le phénomène de Quantified-Self (QS) et de Quantified-Self 2.0 (QS2.0) est susceptible de venir en soutien de campagnes de marketing social plus traditionnelles. Il peut devenir une expérience bidirectionnelle d’un marketing social qui devient personnalisé. Cependant, les spécialistes du domaine n’ont pas encore tenté de comprendre comment ce phénomène peut créer de la valeur expérientielle pour l’utilisateur et comment ses caractéristiques, en tant que composantes sources de création de valeur, doivent être conçues pour influencer à la fois un climat motivationnel et une expérience inscrite dans la motivation continuée. En reconnaissance de ces lacunes, cette thèse propose une réflexion autour des composantes de la valeur, de la co-création de valeur, du climat motivationnel ainsi que de la dominance méta-motivationnelle (télique/paratélique) présente chez l’individu qui intègre l’expérience.

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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