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Caractérisation de facteurs impliqués dans l’initiation et la morphogenèse des grains d’amidon chez Arabidopsis thaliana

/ Vandromme Camille / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 24-06-2019
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L’amidon est un composé permettant le stockage d’énergie et du carbone par les plantes, ce qui en fait un des polysaccharides les plus abondants sur Terre. Malgré nos connaissances sur le métabolisme de l’amidon, le processus d'initiation de la synthèse des grains d’amidon n’est pas décrit. La découverte de l’amidon-synthase 4 (SS4) en tant que protéine principalement impliquée dans le processus d’initiation de l’amidon, a permis de faire de grands progrès dans ce domaine. En effet, cette enzyme est impliquée dans le contrôle du nombre, de la forme et de la taille des grains d’amidon synthétisés dans les chloroplastes. La recherche de facteurs protéiques interagissant avec SS4 a conduit à la découverte d’un nouveau facteur protéique faisant l’objet principal de ce manuscrit. Cette protéine nommée PII1 (protéine impliquée dans l'initiation de l'amidon ; 90KDa) interagit avec SS4 dans le chloroplaste. L’analyse du phénotype amidon associé à son inhibition révèle l'implication de la protéine PII1 dans le mécanisme déterminant le nombre de grains d'amidon dans les feuilles d'Arabidopsis thaliana. Afin d’avoir un aperçu plus global des connexions qui relient les différents facteurs protéiques impliqués dans l’initiation de la synthèse de l’amidon, des lignées doubles mutantes ont été sélectionnées et caractérisées : ss3pii1, ss4pii1 et ss4phs1. Les résultats mettent en évidence le rôle spécifique de PII1 dans l'initiation de l'amidon par rapport aux amidon-synthases. Ils ont également permis de mettre en avant l'implication de la phosphorylase, dans l'initiation de l'amidon dans les tissus non-photosynthétiques.

Réflexions sur la régularité de dispersion des débris spatiaux et applications à la détermination de la probabilité de collision en orbite

/ Thomasson Delphine / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 24-06-2019
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Ce travail de thèse se veut être une contribution à l'estimation globale des risques de collisions dans l'environnement spatial de la Terre. Deux échelles de temps s'affrontent pour l'estimation de ces risques : le très court terme (quelques heures à quelques jours) où les évolutions notables de probabilité de collisions vont être dues à des événements de caractère catastrophique (collision entre satellites ou explosion), et le long voire le très long terme (où il s'agit d'évaluer l'évolution spatio-temporelle de la population de l'ensemble des débris spatiaux). Dans les deux cas, il s'agit d'évaluer la dangerosité d'une région de l'espace où évoluent des satellites opérationnels. L'assimilation de bases de données des objets en orbite autour de la Terre est fortement présente dans ce travail, tout comme des simulations pour les objets petits, nombreux, et donc non-observables. L'objectif suivi est d'étudier les caractéristiques statistiques générales de la population ainsi que celles d'une famille particulière née d'un événement ponctuel (de type fragmentation), tant par le biais d'outils usuels que novateurs, afin d'aboutir à une estimation des risques engendrés à court et long termes. Une méthode innovante est proposée, basée sur des outils de statistique spatiale utilisés en mathématiques appliquées dans des domaines variés mais jusque là autres que l’astrodynamique. Nous avons déterminé la répartition des débris spatiaux d'un point de vue statistique, en décrivant la dynamique d'agrégation ou de répulsion entre les objets, puis évalué l'influence des particules de petite taille sur la distribution des fragments. L'étude d'une fragmentation particulière et de la formation de son nuage de débris en orbite est également réalisée. Elle passe par la description des caractéristiques géométriques du nuage au cours du temps ainsi que par la détermination des temps de fermeture de ses différentes étapes de formation. Cette fragmentation est également utilisée pour déterminer l'influence des paramètres propres à l'explosion et à l'évolution des orbites sur la dispersion du nuage d'un point de vue statistique. Sur la base de l’ensemble de ces travaux, une série de critères nous permet finalement de tracer des voies vers une calibration d'un modèle de fragmentation complet par comparaison avec des données réelles issues d'observations.

Contribution à l’économétrie spatiale et l’analyse de données fonctionnelles

/ Gharbi Zied / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 24-06-2019
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Ce mémoire de thèse touche deux champs de recherche importants en statistique inférentielle, notamment l’économétrie spatiale et l’analyse de données fonctionnelles. Plus précisément, nous nous sommes intéressés à l’analyse de données réelles spatiales ou spatio-fonctionnelles en étendant certaines méthodes inférentielles pour prendre en compte une éventuelle dépendance spatiale. Nous avons d’abord considéré l’estimation d’un modèle autorégressif spatiale (SAR) ayant une variable dépendante fonctionnelle et une variable réponse réelle à l’aide d’observations sur une unité géographique donnée. Il s’agit d’un modèle de régression avec la spécificité que chaque observation de la variable indépendante collectée dans un emplacement géographique dépend d’observations de la même variable dans des emplacements voisins. Cette relation entre voisins est généralement mesurée par une matrice carrée nommée matrice de pondération spatiale et qui mesure l’effet d’interaction entre les unités spatiales voisines. Cette matrice est supposée exogène c’est-à-dire la métrique utilisée pour la construire ne dépend pas des mesures de variables explicatives du modèle. L’apport de cette thèse sur ce modèle réside dans le fait que la variable explicative est de nature fonctionnelle, à valeurs dans un espace de dimension infinie. Notre méthodologie d’estimation est basée sur une réduction de la dimension de la variable explicative fonctionnelle, par l’analyse en composantes principales fonctionnelles suivie d’une maximisation de la vraisemblance tronquée du modèle. Des propriétés asymptotiques des estimateurs, des illustrations des performances des estimateurs via une étude de Monte Carlo et une application à des données réelles environnementales ont été considérées. Dans la deuxième contribution, nous reprenons le modèle SAR fonctionnel étudié dans la première partie en considérant une structure endogène de la matrice de pondération spatiale. Au lieu de se baser sur un critère géographique pour calculer les dépendances entre localisations voisines, nous calculons ces dernières via un processus endogène, c’est-à-dire qui dépend des variables à expliquées. Nous appliquons la même approche d’estimation à deux étapes décrite ci-dessus, nous étudions aussi les performances de l’estimateur proposé pour des échantillons à taille finie et discutons le cadre asymptotique. Dans la troisième partie de cette contribution, nous nous intéressons à l’hétéroscédasticité dans les modèles partiellement linéaires pour variables exogènes réelles et variable réponse binaire. Nous proposons un modèle Probit spatial contenant une partie non-paramétrique. La dépendance spatiale est introduite au niveau des erreurs (perturbations) du modèle considéré. L’estimation des parties paramétrique et non paramétrique du modèle est récursive et consiste à fixer d’abord les composants paramétriques et à estimer la partie non paramétrique à l’aide de la méthode de vraisemblance pondérée puis utiliser cette dernière estimation pour construire un profil de la vraisemblance pour estimer la partie paramétrique. La performance de la méthode proposée est étudiée via une étude Monte Carlo. La contribution finit par une étude empirique sur la relation entre la croissance économique et la qualité environnementale en Suède à l’aide d’outils de l’économétrie spatiale.

Co-design et implémentation d’un noyau minimal orienté par sa preuve, et évolution vers les architectures multi-coeur

/ Bergougnoux Quentin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-06-2019
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Avec la croissance majeure de l’Internet des Objets et du Cloud Computing, la sécurité dans ces systèmes est devenue un problème majeur. Plusieurs attaques ont eu lieu dans les dernières années, mettant en avant la nécessité de garanties de sécurité fortes sur ces systèmes. La plupart du temps, une vulnérabilité dans le noyau ou un de ses modules est suffisante pour compromettre l’intégralité du système. Établir et prouver des propriétés de sécurité par le biais d’assistants de preuve semble être un grand pas en avant vers l’apport de garanties de sécurité. Cela repose sur l’utilisation de modèles mathématiques dans le but de raisonner sur leur comportement, et d’assurer que ce dernier reste correct. Cependant, en raison de la base de code importante des logiciels s’exécutant dans ces systèmes, plus particulièrement le noyau, cela n’est pas une tâche aisée. La compréhension du fonctionnement interne de ces noyaux, et l’écriture de la preuve associée à une quelconque propriété de sécurité, est de plus en plus difficile à mesure que le noyau grandit en taille. Dans cette thèse, je propose une nouvelle approche de conception de noyau, le proto-noyau. En réduisant les fonctionnalités offertes par le noyau jusqu’à leur plus minimal ensemble, ce modèle, en plus de réduire au maximum la surface d’attaque, réduit le coût de preuve au maximum. Il permet également à un vaste ensemble de systèmes d’être construits par-dessus, considérant que la minimalité des fonctionnalités comprises dans le noyau oblige les fonctionnalités restantes à être implémentées en espace utilisateur. Je propose également dans cette thèse une implémentation complète de ce noyau, sous la forme du proto-noyau Pip. En ne fournissant que les appels systèmes les plus minimaux et indispensables, l’adaptation du noyau à des usages concrets et la faisabilité de la preuve sont assurées. Afin de réduire le coût de transition modèlevers-binaire, la majorité du noyau est écrite directement en Gallina, le langage de l’assistant de preuve Coq, et est automatiquement convertie en code C compilable pendant la phase de compilation. Pip ne repose alors que sur une fine couche d’abstraction matérielle écrite dans des langages de bas niveau, qui ne fournit que les primitives que le modèle requiert, telles que la configuration du matériel. De plus, étant donné que l’Internet des Objets et le Cloud Computing nécessitent aujourd’hui ces architectures, je propose plusieurs extensions au modèle de Pip afin de supporter le matériel multi-cœur. Soutenus par des implémentations, ces modèles permettent d’apporter le proto-noyau Pip dans les architectures multi-coeur, apportant ainsi des garanties de sécurité fortes dans ces environnement. Enfin, je valide mon approche et son implémentation par le biais d’évaluations de performances et d’une preuve de concept de portage de noyau Linux, démontrant ainsi la flexibilité du proto-noyau Pip dans des environnements réels.

Etude de la déformabilité de Non-Crimp Fabrics et optimisation du procédé de préformage

/ Pourtier Jean / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-06-2019
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Dans un contexte législatif de plus en plus restrictif concernant les émissions de CO2, l’industrie automobile s’intéresse à l’utilisation des matériaux composites hautes performances pour alléger les véhicules. L’utilisation de ces matériaux pour des industries grand volume nécessite d’industrialiser leurs procédés de mises en œuvre, et notamment le préformage des renforts textiles. Il s’agit d’une étape clé puisqu’elle influe sur les paramètres morphologiques du renfort, qui impactent directement les propriétés du matériau composite. Pour leurs performances mécaniques, les Non-Crimp Fabrics sont un type de renforts textiles de plus en plus utilisé pour la fabrication de matériaux composites. Cependant, leurs modes de déformation sont particuliers et plus complexes que ceux des produits tissés, plus largement étudiés et utilisés. Le premier objectif des travaux de thèse présentés dans ce manuscrit est la compréhension des principaux modes de déformation des Non-Crimp Fabrics. Cette étude est effectuée d’abord au travers des différents tests de caractérisation sur plusieurs architectures de Non-Crimp Fabrics. Des études concernant l’Uniaxial Bias Extension test, qui permet la caractérisation en cisaillement plan des renforts, montrent que ce test est applicable aux Non-Crimp Fabrics en accord avec les hypothèses classiques. Des indicateurs évaluant la fiabilité du test ont été développés. Dans un second temps, une approche cinématique reliant les paramètres d’architecture des Non-Crimp Fabrics à leur déformabilité en cisaillement plan est présentée. Cette approche permet d’optimiser ou d’évaluer rapidement les structures des Non-Crimp Fabrics vis-à-vis de leur déformabilité en cisaillement plan. Le second objectif de ces travaux de thèse est le développement d’un procédé d’estampage séquentiel pour préformer des renforts, et notamment des Non-Crimp Fabrics. Dans un premier temps, un argumentaire géométrique permet d’orienter le développement du procédé d’estampage. Dans un second temps, la simulation numérique par éléments finis est utilisée pour optimiser le procédé vis-à-vis de la spécificité des Non-Crimp Fabrics. Un intérêt particulier est porté sur la calibration de la loi de comportement du matériau MAT140, utilisé dans le cadre de ces travaux de thèse. La corrélation entre la simulation et les résultats expérimentaux est systématiquement étudiée, tant à l’échelle des tests des caractérisations élémentaires qu’à l’échelle de la pièce réalisée.

Artificially induced anisotropy of thermal conductivity in 2D Si phononic membranes

/ Didenko Stanislav / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-06-2019
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Ce travail de thèse est consacré au développement de mécanismes pratiques pour le guidage de chaleur dans des nanostructures de silicium de faible dimension. Les applications vont du domaine de la gestion thermique des circuits intégrés aux technologies et matériaux thermoélectriques émergents à base de Si, dans lesquels le guidage thermique de la chaleur peut jouer un rôle important. L'objectif est d'étudier expérimentalement la faisabilité d'une anisotropie de conductivité thermique (κ) dans le plan, induite artificiellement, des membranes nanostructurées en Si. En combinant la thermométrie Raman, la modélisation optique et la modélisation par éléments finis (FEM), il a été possible de mesurer le gradient thermique, la conductance de la membrane et de déterminer les conductivités thermiques effectives. Cette expérience confirme la possibilité d’induire artificiellement une anisotropie élevée de κ dans des membranes en silicium. Un modèle FEM paramétré conçu à dessein a démontré la mise en œuvre possible des effets anisotropes induits dans le domaine de la gestion thermique des circuits intégrés.

Topologie des lissages de singularités non-isolées de surfaces complexes

/ Curmi Octave / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-06-2019
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Cette thèse s’intéresse à la topologie des lissages des singularités non-isolées de sufaces complexes. La question est celle de la description de la topologie de la variété, appelée fibre de Milnor, qui survient lors de ce procédé de lissage. Devant la difficulté de décrire la totalité de cette topologie, beaucoup de recherches se sont concentrées sur le bord de la fibre de Milnor. Dans le cas des singularités isolées, il est connu depuis les travaux de Mumford (1961), que ce bord est une variété graphée, isomorphe au bord de la singularité. Différents résultats (Michel & Pichon 2003, 2014, Némethi & Szilárd 2012) ont par la suite prouvé que dans le cas des singularités réduites non-isolées, le bord de la fibre de Milnor est encore une variété graphée, en imposant à l’espace total du lissage d’être lui-même lisse. Fernández de Bobadilla & Menegon-Neto (2014) ont quant à eux élargi le contexte, considérant le cas d’une surface non réduite dans un espace total à singularité isolée. Dans ce travail, on poursuit l’extension de ce résultat à un plus large contexte, autorisant l’espace total du lissage à présenter des singularités non-isolées, tout en imposant à la surface d’être réduite. Notre preuve s’inspire de celle de Némethi et Szilard, permettant comme chez eux de produire une méthode pour le calcul de cette variété. Ceci rend praticable le calcul effectif d’une grande quantité d’exemples, représentant un progrès dans la quête de la compréhension des variétés pouvant apparaître comme bords de fibres de Milnor. Nous appliquons en particulier la méthode aux singularités Newton-non-dégénérées définies sur des germes toriques tridimensionnels quelconques. Nous généralisons de cette manière un théorème de Oka (1986), en exprimant le bord de la fibre de Milnor en termes du polyèdre de Newton de la singularité.

Contribution to development of a secured traceability system for textile and clothing supply chain

/ Agrawal Tarun Kumar / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Soochow university (Suzhou, China), Högskolan i Borås‎ (Suède) / 14-06-2019
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Une traçabilité sécurisée implique non seulement la possibilité d’identifier, capturer et partager des informations requises concernant la transformation du produit tout au long de la chaine d’approvisionnement, mais aussi d’assurer à la cyber-sécurité des données liées à la traçabilité. En raison de l’asymétrie des informations et du manque de transparence et du manque de solutions peu coûteuses, simples, sécurisées et efficaces à mettre en œuvre, les industries du textile et habillement connaissent souvent des difficultés à adopter et maintenir une traçabilité efficace. Les agents de la chaine d’approvisionnement trouvent difficile l’identification et le suivi de tous les fournisseurs et sous-contractants. De plus, l’opacité et le défaut de traçage dans la chaîne ont favorisé l’intrusion facile des contrefaçons. Par conséquent, le système de traçabilité sécurisé a été identifié comme étant un outil essentiel qui assure la capture et le partage des données de traçabilité nécessaires. Ceci permet le suivi et le repérage des produits dans la chaine d’approvisionnement. En outre, le système de traçabilité sécurisé permet une organisation aux niveaux des processus de prise de décisions, protège les clients des contrefaçons, apporte une réponse aux demandes de transparence des consommateurs et anticipe les besoins grandissants pour la chaine logistique retour et le recyclage de ces matériaux. Cette thèse contribue au développement d’un système de traçabilité sécurisé pour le secteur du textile et habillement. La traçabilité du système est examinée sur des produits et des niveaux d’informations en utilisant une approche système-système. Au niveau du produit, cette thèse introduit une étiquette de traçabilité sécurisée pouvant être imprimée à la surface du textile. L’étiquette sécurisée est difficile à copier, résistante aux conditions d’usages textiles, et donc fournit une sécurité suffisante avec le marquage du produit pour une mise en œuvre de la traçabilité. Au niveau informationnel, cette étude explore et classifie les données liées à la traçabilité pouvant être partagées entre les entreprises elles-mêmes ainsi qu’entre les entreprises et les clients, et ceci afin d’implémenter une traçabilité sécurisée. En outre, un système de traçabilité basé sur une chaine à blocs est proposé, pour la chaine d’approvisionnement textile-habillement, afin de capturer et partager systématiquement les données au réseau de chaines d’approvisionnement. Le système proposé prouve la faisabilité des infrastructures des donnés partagées pour une traçabilité sûre, sans autorité centrale, et développe une technologie basée sur la confiance entre les agents de la chaine. Il s’appuie sur une autorité décentralisée avec une confidentialité des données et des règles d’accessibilité personnalisées. Par conséquent, ce système fournit une opportunité unique, une flexibilité et une autorité à tous les agents pour retrouver leurs chaînes et créer un réseau de chaînes d'approvisionnement transparent et durable.

Reflective modular forms and Weyl invariant E8 Jacobi modular forms

/ Wang Haowu / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-06-2019
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Cette thèse comprend deux parties indépendantes. Dans la première partie, nous développons une approche fondée sur la théorie des formes de Jacobi dont l'indice est un réseau pour classifier les formes modulaires réflexives sur des réseaux de niveau arbitraire. Les formes modulaires réflexives ont des applications en géométrie algébrique, en algèbre de Lie et en arithmétique. La classification des formes modulaires réflexives est un problème ouvert et a été étudiée par Borcherds, Gritsenko, Nikulin, Scheithauer et Ma depuis 1998. Dans cette partie, nous établissons de nouvelles conditions nécessaires à l'existence d'une forme modulaire réflexive. Nous prouvons la non-existence de formes modulaires réflexives et de formes modulaires 2-réflexives sur des réseaux de grand rang. Nous donnons également une classification complète des formes modulaires 2-réflexives sur des réseaux contenant deux plans hyperboliques. La deuxième partie est consacrée à l’étude des formes de Jacobi de $W(E_8)$-invariantes. Ce type de formes de Jacobi a une signification dans les variétés de Frobenius, la théorie de Gromov-Witten et la théorie des cordes. En 1992, Wirthm\"{u}ller a prouvé que l’espace des formes de Jacobi pour tout système de racines irréductible excepté $E_8$ est une algèbre polynomiale. Très peu de choses sont connues dans le cas de $E_8$. Dans cette partie, nous montrons que l'anneau bigradué des formes de Jacobi $W(E_8)$-invariantes n'est pas une algèbre polynomiale et prouvons que chacune de ces formes de Jacobi peut être exprimée uniquement sous la forme d'un polynôme en neuf formes de Jacobi algébriquement indépendantes introduites par Sakai avec des coefficients méromorphes $\SL_2(\ZZ)$-modulaires. Ce dernier résultat implique que, à indice fixé, l’espace des formes de Jacobi $W(E_8)$-invariantes est un module libre sur l’anneau des formes $\SL_2(\ZZ)$-modulaires et que le nombre de générateurs peut être calculé via une série génératrice. Nous déterminons et construisons tous les générateurs pour des indices petits. Ces résultats étendent un théorème de type de Chevalley au cas du réseau $E_8$.

Théorie d’Iwasawa des motifs d’Artin

/ Maksoud Alexandre / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-06-2019
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Cette thèse étudie, du point de vue de la théorie d'Iwasawa cyclotomique, certains motifs d'Artin non-critiques (au sens de Deligne), et en particulier, ceux attachés à une forme modulaire classique de poids un et p-régulière. Nous définissons dans un premier temps un groupe de Selmer, dont on montre qu'il est de torsion sur l'algèbre d'Iwasawa correspondante. On calcule ensuite le terme constant de sa série caractéristique en termes de logarithmes p-adiques d'unités globales, sous de faibles hypothèses. On met aussi en évidence l'existence d'un phénomène de "zéros triviaux" à la Mazur-Tate-Teitelbaum. Dans un deuxième temps, on construit une fonction L p-adique par déformation en utilisant la théorie des familles de Hida. Pour finir, on formule une Conjecture Principale d'Iwasawa pour de tels motifs d'Artin. On montre qu'elle découle de la Conjecture Principale d'Iwasawa pour les formes modulaires ordinaires de poids supérieur ou égal à 2, et on en montre inconditionnellement une divisibilité.

Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10