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Management and sustainability of urban drainage systems within smart cities

/ Abou Rjeily Yves / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université libanaise / 20-10-2016
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Ce travail présente le Contrôle en Temps Réel (CTR) des Réseaux d’Assainissement (RA) dans le cadre des villes intelligentes. Le CTR nécessite de comprendre le fonctionnement du RA et d'effectuer des simulations sur des évènements mesurés, prévus et synthétiques. Par conséquent, un système de Surveillance en Temps Réel (STR) a été installé sur le site expérimental, et combinée à un modèle de simulation. Une méthode d'auto-calage des modèles hydrauliques et un système de prévision des conditions aux limites, ont été développés. Visant à protéger les citoyens et d'atténuer les conséquences des inondations, le CTR est composé d'un système de prévision des inondations suivi d'une gestion dynamique. Le concept et les méthodes proposés ont été appliqués sur le campus de l'Université de Lille 1, au sein du projet SunRise. STR a été trouvé très utile pour comprendre le fonctionnement du RA et pour le calage du modèle de simulation. L'Algorithme Génétique suivi par Pattern Search ont formé une procédure d'auto-calage efficace. NARX Neural Network a été développé et validé pour la prévision des conditions aux limites. Une fois l’opération du RA est analysée, le CTR a été développé. NARX Neural Network a été trouvé capable de prévoir les inondations. Une gestion dynamique pour augmenter la capacité de rétention du réservoir, a été étudiée sur la base du calcul de la variation temporaire de l’ouverture d’une vanne, et les résultats ont été satisfaisants en utilisant l'Algorithme Génétique et l’Algorithme des Abeilles, comme méthodes d'optimisation. Une gestion qualitative a également été examinée et testée pour vérifier son potentiel dans la réduction des volumes d'inondation.

Eco-designed functionalization of polyester fabric

/ Agnhage Tove / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Soochow university (Suzhou), Högskolan i Borås (Suède) / 20-09-2017
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La recherche présentée dans cette thèse comporte l’évaluation des impacts environnementaux en utilisant l’outil d’analyse du cycle de vie (ACV) pour la conception du traitement d’un tissu de polyester (PET) multifonctionnel avec des anthraquinones naturelles. La méthodologie d’éco conception que nous avons appliquée ouvre la voie à une bio-fonctionnalisation des textiles plus respectueuse de l’environnement. Les anthraquinones ont été obtenues par extraction des racines de plantes de garance et constituent le colorant appelé garance. Les trois questions principales abordées lors de ce travail de recherche sont formulées autour de l’utilisation de la garance : (I) Peut-on traiter les tissus de PET avec de la garance pour obtenir des propriétés multifonctionnelles ? (II) Quel est le profil environnemental du procédé de teinture du PET par la garance et comment l’améliorer ? (III) Quels sont les principaux challenges pour l’utilisation de l’ACV dans l’évaluation environnementale du traitement des textiles par des colorants naturels? Nous avons montré que la garance peut être utilisée pour conférer des propriétés multifonctionnelles au PET par des procédés de fonctionnalisation par épuisement ou par foulardage. En s’appuyant sur l’ACV, l’optimisation de la teinture que nous avons réalisée réduit tous les impacts sur l’environnement et la qualité des fonctionnalités. Cette étude nous permet d’identifier les challenges qui doivent être surmontés pour que l’ACV puisse contribuer à l’utilisation de bio-molécules pour la teinture des textiles dans le respect des principes de développement durable.

Propriétés antagonistes et probiotiques de nouvelles bactéries lactiques et levures isolées des matières fécales humaine et animale

/ Al-Seraih Alaa Abdulhussain / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 10-11-2016
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Quatre-vingt-un isolats de levures et soixante-dix isolats de bactéries lactiques ont été obtenus à partir de matières fécales de volaille et d’enfants, respectivement. Le typage moléculaire de ces levures par la technique de GTG5-rep PCR a donné 22 groupes mais leur identification par des méthodes biochimiques (système ID-32C), et moléculaires (séquençage de l'espace intergénique ITS1-5.8-ITS2) ont abouti à l'identification de Debaryomyces hansenii (téléomorphe de Candida famata). Le criblage de l'activité antagoniste a permis de mettre en évidence l'activité anti-Listeria de la C. famata Y.5; une souche ayant aussi d'autres propriétés probiotiques. Concernant les bactéries lactiques, nous avons mis en évidence l'antagonisme de deux souches, appelées Enterococcus faecalis B3 et B20. Cet antagonisme est attribué à la production de substances extracellulaires de nature protéique "bactériocines". Les souches sont actives contre Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus dont S. aureus résistant à la méthicilline, Clostridium perfringens et Salmonella Newport. La bactériocine produite par la souche B3, appelée entérocine B3A-B3B, a été purifiée par RP-HPLC. Elle est composée de deux peptides dont les masses moléculaires prédites sont de 5,176.31 Da (B3A) et 5,182.21 Da (B3B). Outre son activité sur des souches de L; monocytogenes cultivées en mode planctonique, l’entérocine B3A-B3B présente une activité anti-biofilm sur ce pathogène alimentaire cultivé sur des lames en acier inoxydable. Le séquençage du génome d’E. faecalis B3 et sa comparaison à ceux des souches cliniques et d'une souche probiotique a permis d'établir des rapprochements génétiques. Toutefois, la souche B3 présente plusieurs caractéristiques favorables à son application comme probiotique.

3D dynamic facial sequences analysis for face recognition and emotion detection

/ Alashkar Taleb / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-11-2015
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L’étude menée dans le cadre de cette thèse vise l’étude du rôle de la dynamique de formes faciales 3D à révéler l’identité des personnes et leurs états émotionnels. Pour se faire, nous avons proposé un cadre géométrique pour l’étude des formes faciales 3D et leurs dynamiques dans le temps. Une séquence 3D est d’abord divisée en courtes sous-séquences, puis chacune des sous-séquences obtenues est représentée dans une variété de Grassmann (ensemble des sous-espaces linéaires de dimension fixe). Nous avons exploité la géométrie de ces variétés pour comparer des sous-séquences 3D, calculer des statistiques (telles que des moyennes) et quantifier la divergence entre des éléments d’une même variété Grassmannienne. Nous avons aussi proposé deux représentations possibles pour les deux applications cibles – (1) la première est basée sur les dictionnaires (de sous-espaces) associée à des techniques de Dictionary Learning Sparse Coding pour la reconnaissance d’identité et (2) le représentation par des trajectoires paramétrées par le temps sur les Grassmanniennes couplée avec une variante de l’algorithme de classification SVM, permettant un apprentissage avec des données partielles, pour la détection précoce des émotions spontanée. Les expérimentations réalisées sur les bases publiques BU-4DFE, Cam3D et BP4D-Spontaneous montrent à la fois l’intérêt du cadre géométrique proposé (en terme de temps de calcul et de robustesse au bruit et aux données manquantes) et les représentations adoptées (dictionnaires pour la reconnaissance d’identité et trajectoires pour la détection précoce des émotions spontanées).

Kinetic study of reactions with interest to atmospheric chemistry by simultaneous detection of OH and RO2 radicals coupled to laser photolysis

/ Assaf Emmanuel / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 03-10-2017
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Les radicaux hydroxyle OH et hydroperoxyle HO2 jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus d’oxydation dans l’atmosphère. La dégradation des composés organiques volatils dans les conditions troposphériques est généralement initiée par la réaction avec les radicaux OH, suivie par la réaction des produits d’oxydation avec l’oxygène. Dans le cadre de cette thèse, des études on été menées afin de mieux comprendre les mécanismes d’oxydation d’espèces d’intérêt atmosphérique. Pour cela, un système expérimental composé d’une photolyse laser couplée à des techniques spectroscopiques de détection résolues dans le temps: Laser Induced Fluorescence Induite par Laser (LIF, pour la détection des radicaux OH) et continuous-wave Cavity Ring-Down Spectroscopy (cw-CRDS, pour la détection des radicaux OH, HO2 et RO2) ont été utilisés. Après avoir mesuré le spectre ainsi que les sections efficaces d’absorption de quelques raies sélectionnées de OH, HO2 et RO2 dans la région du proche infrarouge, quatre système ont été étudiés avec les techniques mentionnées ci-dessus: CH3O2 + OH, C2H5O2 + OH, C3H7O2 + OH and C4H9O2 + OH. La constante de vitesse ainsi que le rendement de HO2 ont été déterminés pour ces quatre réactions. En outre, les constantes de vitesse de réactions secondaires telles que CH3O + HO2, CH3O + CH3O ou OH + HO2 ont été déterminées.

A fuzzy framework for multi-objective optimization under uncertainty

/ Bahri Oumayma / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université de Tunis / 12-05-2017
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Cette thèse est consacrée à l'étude de l’optimisation combinatoire multi-objective sous incertitudes. Plus particulièrement, nous abordons les problèmes multi-objectifs contenant des données floues qui sont exprimées par des nombres triangulaires floues. Pour faire face à ce type de problèmes, notre idée principale est d’étendre les concepts multi-objectifs classiques au contexte flou. Nous proposons, dans un premier temps, une nouvelle approche Pareto entre des objectifs flous (i.e. vecteurs des nombres triangulaires flous). Ensuite, nous étendons des méta-heuristiques basées sur Pareto afin de converger vers des solutions optimales floues. L’approche proposée est illustrée sur un problème bi-objectif de routage de véhicules avec des demandes floues. Dans le deuxième volet de ce travail, nous abordons l’aspect de robustesse dans le contexte multi-objectif flou en proposant une nouvelle méthodologie d’évaluation de robustesse des solutions. Finalement, les résultats expérimentaux sur des benchmarks flous du problème de routage de véhicules prouvent l’efficacité et la fiabilité de notre approche.

Bucarest face aux enjeux urbains contemporains : les dynamiques du développement et de l’aménagement dans une capitale de la "nouvelle Europe"

/ Baidan Ana MAgdalena / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 24-11-2016
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La ville de Bucarest est, depuis 25 ans, mitigée entre deux réalités urbaines qui se superposent : les résultats de la planification communiste – toujours fort visibles dans le tissu urbain – et l’approche contemporaine, qui essaie de s’adapter et de transformer l’ancien bâti (Vanau, G., 2010, Ticana, N., 2013, Ianos, I., 2004, Ioja, C., 2011, Erdeli, G., Nae, M., 2008, etc.). Cette nouvelle vision de la ville et façon de la créer mène à un questionnement : comment est-ce que cette ville évolue-t-elle actuellement ? Qui maitrise son développement et qui s’implique dans sa construction ? Est-ce que les éléments qui composent le cadre règlementaire, légal, opérationnel de ce développement sont capables de répondre aux besoins des habitants et aux attentes européennes ? Afin de répondre à ce questionnement, notre recherche vise à comprendre la dynamique de développement urbain à Bucarest, en s’axant sur trois domaines qui, à notre avis, ont une influence accrue sur la construction de la ville d’après 1989 : la croissance des zones résidentielles, les nouveaux grands espaces commerciaux et de bureaux et enfin le réseau de transport et mobilité urbaine. L’échelle d’analyse part du cadre européen, par l’étude de plusieurs capitales postsocialistes, pour se concentrer sur notamment la ville de Bucarest, dans son territoire de soutien. La démarche prend en compte les politiques, les outils et les acteurs qui s’impliquent dans les domaines ciblés, ainsi que les résultats des dernières deux décennies d’évolution urbaine.

Sista : a metacircular architecture for runtime optimisation persistence

/ Béra Clément / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 15-09-2017
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La plupart des langages de programmation de haut niveau s'exécutent sur une machine virtuelle (VM) pour être indépendant du hardware utilisé. Pour atteindre de hautes performances, la VM repose généralement sur un compilateur à la volée (JIT), qui spécule sur le comportement du programme basé sur ses premières exécutions pour générer à la volée du code machine efficace et accélérer l'exécution du programme. Étant donné que plusieurs exécutions sont nécessaires pour spéculer correctement sur le comportement du programme, une telle VM nécessite un certain temps au démarrage pour atteindre les performances maximales. Le JIT est habituellement compilé en code exécutable avec le reste de la VM avant sa première utilisation. La thèse propose Sista, une architecture pour un JIT, dans laquelle l'état optimisé de la VM peut être persisté entre plusieurs démarrages de la VM et le JIT s'exécute dans le même environnement d'exécution que le programme exécuté. Pour ce faire, le JIT est divisé en deux parties. Une partie est de haut niveau: elle effectue des optimisations spécifiques au langage de programmation exécuté par la VM et est méta-circulaire. Sans connaissances des détails de bas niveau, cette partie peut être lue, éditée et déboguée pendant le fonctionnement du programme en utilisant les outils de développement du langage de programmation exécuté par la VM. La deuxième partie est de bas niveau: elle effectue des optimisations spécifiques au hardware utilisé et est compilée en code exécutable, au sein de la VM, avant sa première utilisation. Les deux parties du JIT utilisent une représentation intermédiaire bien définie pour échanger le code à optimiser. Cette représentation est indépendante du hardware utilisé et peut être persistée entre plusieurs démarrages de la VM, ce qui permet à la VM d'atteindre rapidement les performances maximales. Pour valider l'architecture, la thèse inclus la description d'une implémentation utilisant Pharo Smalltalk et sa VM. L'implémentation est évaluée par rapport à différents indices de performance, incluant l'exécution de programme utilisés en entreprise et de petits programmes utilisés pour mesurer la performance d'aspects spécifiques de la VM. Le JIT est implémenté selon l'architecture proposée et permet d'exécuter le programme jusqu'à 5x plus vite que la VM en production aujourd'hui. En outre, les indices de performance montrent que les performances maximales peuvent être atteintes presque immédiatement après le démarrage de la VM si cette dernière peut réutiliser l'état optimisé d'une autre exécution.

Stratégies de changement de comportement financier du consommateur : les apports d'un modèle transthéorique orienté approche-évitement

/ Berriche-Harzallah Amira / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-12-2014
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De nombreux acteurs sont de plus en plus attentifs aux comportements problématiques des consommateurs en matière budgétaire et financière. Les modèles de changement de comportement peuvent aider à l’élaboration de messages et d’approches adaptés dans ce domaine. Cette recherche montre que les stratégies de changement utilisées par le consommateur sont fondamentalement des stratégies d’approche et d’évitement et propose un modèle définissant le rôle de la balance décisionnelle dans l’utilisation de ces stratégies. Le modèle intègre également des variables individuelles telles que l’attitude à l’égard de l’argent et le niveau d’anxiété susceptibles de jouer sur l’adoption de ces stratégies. Ce modèle est appliqué à des groupes constitués de consommateurs en situations similaires sur la trajectoire du changement. Les dimensions de changement du modèle transthéorique (précontemplation, contemplation, action, maintien) ont servi de base à la construction de ces groupes. Les résultats montrent aussi les effets de l’orientation paratélique du consommateur. Les contributions théoriques concernent principalement l’explication de l’adoption de stratégies de changement de comportement financier de type approche-évitement. Les contributions managériales correspondent aux actions destinées à favoriser le changement en considérant plusieurs variables de segmentation et en particulier la situation des consommateurs sur leurs trajectoires de changement.

Conception et caractérisation de films antimicrobiens à base de poly(alcool vinylique) pour l’emballage à contact alimentaire

/ Birck Cécile / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 24-09-2014
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L’objectif de ce travail était de développer des films antimicrobiens à base de poly(alcool vinylique)(PVOH) réticulés par de l’acide citrique (CTR). La démarche choisie a consisté à incorporer dans le polymère du benzoate de sodium (NaBz), seul ou sous forme de complexe avec l’hydroxypropyl-β-cyclodextrine (HPβCD). La combinaison des fonctions résiduelles du CTR greffé sur le polymère et du NaBz libre permet d’envisager des effets antimicrobiens par contact et par diffusion. Les films ont été réalisés par casting à partir de solutions aqueuses et réticulés par un traitement thermique. La réaction de réticulation a été mise en évidence et suivie à travers l’étude des composés résiduels, l’évolution de la Tg et des fonctions COOH résiduelles en fonction du temps de réticulation. L’étude de différentes compositions a permis de sélectionner les concentrations de 20 et 30 wt% en CTR pour un compromis entre réticulation suffisante et ductilité du film préservée. Le temps nécessaire pour lier l’ensemble des réactifs diminue avec l’augmentation de la température ou de la quantité de CTR. La réaction de réticulation n’est pas modifiée par la présence d’HPβCD. Avec l’ajout de CTR ou d’HPβCD et la réticulation, les films restent faiblement perméables à O2 et fortement perméables à la vapeur d’eau. Concernant la libération du NaBz dans l’eau, la cinétique est ralentie à partir de 360 min de réticulation et de 20 wt% de CTR. L’HPβCD n’a pas d’influence sur la cinétique de libération mais a permis de doubler la quantité libérée. L’activité antimicrobienne par contact et par diffusion a été mise en évidence pour la majorité des films contre l’ensemble des microorganismes étudiés.

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