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Characterizing edges in signed and vector-valued graphs

/ Le Fahler Géraud / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 16-04-2018
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Nous proposons des méthodes pour caractériser efficacement les arêtes au sein de réseaux complexes. Dans les graphes simples, les nœuds sont liés par une sémantique unique, tels deux utilisateurs amis dans un réseau social. De plus, ces arêtes sont guidées par la similarité entre les nœuds (homophilie). Ainsi, les membres deviennent amis à cause de caractéristiques communes. En revanche, les réseaux complexes sont des graphes où chaque arête possède une sémantique parmi k possibles. Ces arêtes sont de plus basées à la fois sur une homophilie et une hétérophilie partielle. Cette information supplémentaire permet une analyse plus fine de graphes issus d’applications réelles. Cependant, elle peut être coûteuse à acquérir, ou même être indisponible. Nous abordons donc le problème d’inférer la sémantique des arêtes. Nous considérons d'abord les graphes dont les arêtes ont deux sémantiques opposées, et où seul une fraction des étiquettes est visibles. Ces «graphes signés» sont une façon élégante de représenter des interactions polarisées. Nous proposons deux biais d’apprentissage, adaptés respectivement aux graphes signés dirigés ou non, et plusieurs algorithmes utilisant la topologie du graphe pour résoudre un problème de classification binaire. Ensuite, nous traitons les graphes avec k > 2 sémantiques possibles. Dans ce cas, nous ne recevons pas d’étiquette d’arêtes, mais plutôt un vecteur de caractéristiques pour chaque nœud. Face à ce problème non supervisé, nous concevons un critère de qualité exprimant dans quelle mesure une k-partition des arêtes et k vecteurs sémantiques expliquent les arêtes observées. Nous optimisons ce critère sous forme vectorielle et matricielle.

Contributions to risk modeling and analysis at railway level crossings

/ Liang Ci / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 10-04-2018
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L’objet de cette thèse porte sur l'analyse quantitative des risques et les techniques de modélisation dans le but d'améliorer la sécurité aux PN. Les différentes contributions de ce travail peuvent être présentées selon quatre volets : Sur le premier volet, nous présentons une analyse quantitative de l'impact de divers facteurs (mode de transport, région géographique et moment de trafic) sur le niveau de risque aux PN. Sur le deuxième volet, et en se basant sur des données expérimentales fines obtenues à partir de l’instrumentation de 12 PN à différents endroits en France, une analyse quantitative du comportement des automobilistes est réalisée pour explorer les mécanismes de violation des automobilistes lors de la traversée d’un PN. Sur le troisième volet, nous proposons un modèle statistique multi-facteurs de prévision des accidents. Un tel modèle, en plus de la prise en compte d’une multitude de facteurs, nous fournit une estimation de la fréquence des accidents avec une précision considérablement élevée par rapport aux modèles existants. Sur le dernier volet, nous proposons un cadre de modélisation efficace et complet basé sur des réseaux Bayésiens (RB) pour le raisonnement causal. Les résultats de la phase de validation indiquent que ce modèle de risque présente une bonne performance d'estimation. En résumé, les contributions de cette thèse offrent une réponse directe à l’insuffisante connaissance sur les divers mécanismes qui sous-tendent les accidents PN. De telles contributions sont un nouveau pas vers l'identification de mesures de conception pratiques et de solutions techniques ciblées, afin d'améliorer la sécurité des PN.

Detection of water leakage using innovative smart water system : application to SunRise Smart City demonstrator

/ Farah Elias / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-11-2016
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Le travail de thèse porte sur l'utilisation des réseaux d’eau potable intelligents pour la détection des fuites. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer la Cité Scientifique de l’Université de Lille en une ville intelligente et durable. Le campus représente une petite ville de 25000 habitants. Ce travail fait également partie du projet européen SmartWater4Europe, qui vise à développer 4 démonstrateurs des réseaux d’eau intelligents. Le travail comporte 5 parties. La première partie comprend une étude bibliographique sur les technologies pour la détection des fuites. La deuxième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, qui sert de support pour cette thèse. Cette partie détaille les instrumentations installées dans le site et les tests de simulation des fuites pour analyser l’efficacité d’un système acoustique de détection des fuites. La troisième partie comporte une analyse de consommation d’eau à différentes échelles pour les sous-compteurs et les compteurs généraux. Cette analyse est menée à l’aide d’une plateforme développée pour faciliter l’agrégation et l’interprétation des données. Cette partie présente aussi les fuites majeures en 2015. La quatrième partie concerne la détection des fuites en se basant sur le bilan d’eau. Elle présente aussi la stratégie du Contrôle Actif des Fuites (CAF) appliquée sur le site afin de réduire le niveau de l’Eau Non-Vendue (ENV). La dernière partie comporte l’application des méthodes avancées pour la détection des fuites. Ces méthodes comprennent l’approche CFPD ‘Comparison of Flow Pattern Distribution’, la méthode du Débit Nocturne Minimal (DNM) et deux approches statistiques développées.

Essays on political budget and legislative cycles

/ Boukari Mamadou / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 06-11-2017
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Constituée de quatre chapitres, cette thèse s’intéresse aux cycles politiques dans les annonces et les réalisations budgétaires ainsi que dans la production législative. Ainsi, le premier chapitre analyse les déterminants et les conséquences électorales d'une variation des dépenses communales en France et teste la présence d’effets non-linéaires entre cette variation et la marge électorale. Les résultats montrent que l'opportunisme paie électoralement et cet opportunisme augmente avec le degré de concurrence électorale. Le chapitre 2 compare la nature et les déterminants des biais dans les annonces budgétaires des départements français et des communes portugaises. Nous montrons que ces biais sont principalement liés au calendrier électoral et aux facteurs institutionnels comme l'autonomie financière. Dans le troisième chapitre, le concept de biais d’optimisme et son impact sur l'ampleur du cycle politique est analysé théoriquement et empiriquement. Le résultat montre un effet positif du biais d’optimisme sur la structure budgétaire en faveur des dépenses d’investissement. Enfin, le chapitre 4 étudie l’impact de la production législative et réglementaire sur la popularité du Président et du Premier Ministre français au cours de la période 1990-2010. Les résultats montrent que la popularité de l'exécutif est en partie liée à la production de lois et décrets; ce qui pousse l'exécutif à légiférer frénétiquement tout en adoptant un agenda stratégique. Les résultats confirment également l'hypothèse selon laquelle les électeurs tiennent les décideurs politiques pour responsables de la situation économique.

Experimental and theoretical studies on the dynamics of transient plasma plumes generated by laser ablation in various temporal regimes

/ Irimiciuc Stefan-Andrei / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Universitatea Alexandru Ioan Cuza (Iaşi, Roumanie) / 20-10-2017
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Les applications de l’ablation laser connaissent un développement important, dans des domaines comme le micro-usinage, la médecine, le nucléaire ou les sciences analytiques. Malgré d’importantes avancées dans la connaissance des interactions complexes intervenant dans ce processus, on a encore besoin d’une meilleure compréhension fondamentale et de modélisation. Le but de ce travail a été d’étudier expérimentalement et théoriquement la dynamique des plasmas transitoires générés par ablation laser dans différents régimes temporels (ns, ps, fs) et d’essayer de corréler le comportement observé avec les propriétés physiques des matériaux ablatés. Nous avons mis en œuvre des méthodes optiques, spectroscopiques et électriques résolues spatialement et temporellement pour l’étude de cibles métalliques mono-éléments et de cibles plus complexes à base de chalcogénures. Cela nous a permis d’avoir une cartographie spatio-temporelle des principaux paramètres du plasma. L’étude en configuration PLD (Pulsed Laser Deposition) a révélé quelques effets particuliers, comme les oscillations ioniques ou la réflexion du plasma sur le substrat. Une version compacte du modèle hydrodynamique fractal a été développée pour simuler la dynamique du plasma. Le modèle théorique réussit à décrire l’évolution spatiale et temporelle des principaux paramètres du plasma (température électronique, vitesses d’expansion, concentration, longueur de Debye, potentiel du plasma). Nous proposons des relations empiriques reliant ces paramètres aux propriétés physiques (conductivités électrique/thermique, mass atomique, chaleur de vaporisation) de la cible. Ces relations transcendent les trois régimes d’ablation.

Exponential sums, cell decomposition and p-adic integration

/ Chambille Saskia / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-06-2018
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Dans cette thèse nous étudions des sommes exponentielles et des intégrales p-adiques, en utilisant la théorie des modèles et la géométrie. La première partie traite des sommes exponentielles dans des corps P-minimaux. La deuxième partie examine le comportement asymptotique des sommes exponentielles sur les corps p-adiques. Dans la première partie nous commençons par démontrer une théorème de décomposition cellulaire pour tous les corps P-minimaux, c.-à-d. indépendamment de l’existence des fonctions de Skolem définissables. En l’absence de ces fonctions nous introduisons les cellules en grappe régulières, inspirés par la notion classique de cellule p-adique de Denef. Notre décomposition cellulaire utilise les cellules classiques et les cellules en grappe régulières. Ensuite nous étendons la notion de fonction constructible exponentielle des structures semi-algébriques et sous-analytiques à tous les corps P-minimaux. Pour cela nous ajoutons des sommes exponentielles aux algèbres des fonctions constructibles. En utilisant notre décomposition cellulaire, nous démontrons que les fonctions constructibles exponentielles sont stables dans le contexte d’intégration. Cela signifie que l’intégration d’une fonction constructible exponentielle sur certaines de ses variables produit une fonction constructible exponentielle dans les autres variables. Dans la deuxième partie nous démontrons les conjectures d’Igusa, Denef-Sperber et Cluckers-Veys sur le comportement asymptotique des sommes exponentielles pour les polynômes dont le seuil log-canonique ne dépasse pas un demi. Nous apportons deux démonstrations ; l’une utilise l’intégration motivique et l’autre les fonctions zêtas d’Igusa.

Financial cycles : determinants and policy implications

/ Ligonnière Samuel / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 25-06-2018
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Cette thèse analyse les déterminants et les conséquences des cycles financiers, afin d’en fournir des recommandations de politique économique. Ce terme relativement nouveau invoque aussi bien le comportement pro-cyclique des agents financiers que le cycle de différentes variables, tels que le crédit, et les marchés boursiers et immobiliers. Cette définition permet de dissocier le cycle financier national de l’international. Dans un premier temps, cette thèse propose de nouveaux déterminants aux cycles financiers nationaux. Je mets en avant le rôle primordial de la structure de la dette en termes de maturité. A travers une analyse flux-stock, je démontre que la dynamique de la dette suit généralement une tendance sous-optimale, tantôt trop axée sur les dettes de court-terme, tantôt trop tournée vers le long-terme. Cette thèse propose aussi un deuxième nouveau déterminant de ces cycles financiers, à savoir l’évolution des inégalités. J’en tire trois prédictions théoriques, qui se vérifient dans mon analyse économétrique : i) la hausse des inégalités conduit à une augmentation du crédit aux ménages au niveau agrégé ; ii) l’essentiel de ce lien de causalité est tiré par le rôle clé des classes moyennes ; iii) ce lien de causalité positif existe si et seulement si le pays est suffisamment développé. Dans un deuxième temps, j’analyse les conséquences du cycle financier global, conduit principalement par la politique monétaire américaine. Je démontre que l’exposition domestique aux forces étrangères, en particulier via la présence de banques globales, réduit l’autonomie de la politique monétaire, mais que ce cycle ne change pas la nature du triangle d’incompatibilité de Mundell.

Fundamental aspects of intumescent systems for fire protection of steel structures

/ Hansupo Nittaya / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-02-2018
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Le but de ce travail de thèse est d’obtenir une compréhension des mécanisme d’action des revêtements intumescents à base d’époxy afin de fournir des perspectives pour le développement de nouveaux systèmes de protection contre le feu. La formulation intumescente est un système très complexe. Ce travail se concentre en particulier sur les composants clés dont la compréhension des mécanismes d’action était absente. Tout d’abord, les mécanismes d’action des borates ont été étudiés en incluant des modifications chimiques et thermo-physiques; la combinaison des résultats obtenus sous différents aspects permet de comprendre son mode d’action. D’un côté, les borates en particulier l’acide borique ont été mentionnés comme Cancérogènes, Mutagènes, Reprotoxiques (CMR); la substitution de ces composants est nécessaire. Les résultats soulignent le rôle important et la réactivité élevée du zinc (de borate de zinc), ce qui suggère le développement de nouveaux systèmes en incorporant un composé à base de zinc au lieu du borate du zinc. Deuxièmement, l’effet du CaCO3 sur les propriétés de protection contre le feu et son mécanisme d’action dans le revêtement intumescent ont été examinés. L’ajout de CaCO3 améliore les propriétés de protection au feu et d’adhérence/cohérence du revêtement et son mécanisme d’action était justifié. De plus, plusieurs carbonates (MgCO3, ZnCO3, Na2CO3, K2CO3) en tant qu’ingrédient intumescent ont également été examinés. L’utilisation de MgCO3 comme ingrédient intumescent est favorable pour les propriétés de protection contre le feu du revêtement ainsi que pour l’utilisation de CaCO3. Dans ce travail, les mécanismes d’action des borates et des carbonates ont été étudies. Les résultats suggèrent le développement de nouveaux systèmes utilisant des ingrédients alternatifs tels que le composé à base de zinc ou MgCO3.

Genetic consequences of colonization of a metal-polluted environment, population genetics and quantitative genetics approaches

/ Souleman Dima / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-01-2017
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Les habitats naturels sont de plus en plus détruits et fragmentés par l'expansion urbaine et les activités humaines. La fragmentation des espaces naturels et agricoles par les bâtiments et les nouvelles infrastructures affecte la taille, la connectivité et la qualité des habitats. Les populations d’organismes vivants sur ces territoires anthropisés sont alors plus isolées. Or, la différenciation entre populations d’un même organisme dépend de processus démographiques et génétiques tels que la dérive génétique, le flux génétique, la mutation et la sélection naturelle. La persistance et le développement des populations dans des conditions environnementales modifiées dépendent de mécanismes de tolérance. Dans ce contexte, l'introduction de contaminants tels que des métaux dans l'environnement peut influencer l'évolution des plantes et des animaux en modifiant les forces évolutives et en créant des différences entre populations. Dans ce travail, l’attention a été portée sur les conséquences génétiques de la pollution métallique sur deux espèces, le ver de terre Lumbricus terrestris et une plante modèle Arabidopsis halleri. Deux approches différentes ont été utilisées pour étudier la réponse génétique à la contamination métallique : une approche de génétique des populations chez L. terrestris et une approche de génétique quantitative chez A. halleri. Tout d’abord, il s’est agi d’identifier et de valider de nouveaux marqueurs microsatellites chez L. terrestris. Ensuite, ces marqueurs ont été utilisés afin de caractériser la diversité génétique neutre chez des vers collectés sur des sites agricoles et urbanisés. Parallèlement, l'architecture génétique de la tolérance et de l'hyperaccumulation de Zn chez A. halleri a été explorée à l’aide d’un croisement intraspécifique entre une population métallicole et une population non métallicole. Une densité élevée de marqueurs SNP a été utilisée pour procéder à l'étape de cartographie QTL.

Investigation of microwave imaging and local dielectric characterization of materials by using a homemade interferometer-based near-field microwave microscope

/ Lin Tianjun / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 26-04-2018
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La microscopie champ proche micro-onde, qui fait partie de la famille des microscopies à sonde locale, est envisagée aujourd’hui dans de nombreux domaines d’applications de la physique, de la biologie et des micro et nanotechnologies. Dans ce manuscrit, le microscope micro-onde à champ proche qui est exploité est un instrument développé au laboratoire IEMN bénéficiant d’une grande sensibilité dans une large bande de fréquences de travail [2-18 GHz]. Le potentiel d’applications du microscope est démontré au travers de la caractérisation de liquides avec différentes modalités de caractérisation (sonde en contact, sans contact et en immersion). En particulier, cet outil est mis en œuvre pour la spectroscopie diélectrique de solutions aqueuses de glucose. Cet instrument qui offre une capacité d'imagerie sub-longueur d'onde est également testé pour différentes situations (imagerie de surface et de sub-surface). La résolution d'imagerie ainsi que la précision de mesure sont évaluées puis des méthodes de traitement d'images simples sont proposées pour améliorer la qualité de l'imagerie. Enfin, une piste pour une intégration plus grande de l’instrument, qui consisterait à remplacer l’analyseur de réseau par un dispositif plus compact (type réflectomètre six-ports) est explorée.

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