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Traitement de micropolluants minéraux par phytoremédiation et par adsorption sur charbon actif dérivé de noyaux de dattes

/ Bouhamed-Masmoudi Farah / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université de Sfax (Tunisie) / 19-12-2015
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Les charbons actifs sont largement utilisés comme adsorbants pour l’élimination des composés indésirables de l’eau. Ce travail a pour objectif d’évaluer et d’optimiser l’utilisation d’un charbon activé issu de noyaux de dattes comme un matériau adsorbant, pour éliminer de l’eau et des les sols contaminés les cations métalliques comme : Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+ et Arsenic. Ce charbon actif a été également imprégné de ferrihydrite pour améliorer l’adsorption des éléments métalliques. La première étape consistait à préparer et à déterminer les caractéristiques physicochimiques en utilisant plusieurs techniques notamment la diffraction aux rayons X, l’analyse chimique par ICP-AES, la spectroscopie IRTF, la microscopie électronique à balayage et la surface spécifique. Les études cinétiques montrent que l’équilibre d’adsorption des polluants métalliques est atteint au bout deux heures pour les supports testés. Les modèles d'adsorption de Langmuir et de Freundlich ont permis de faire une description des isothermes d'adsorption, l’ordre d’affinité pour les deux supports est le suivant : Pb2+ > Cd2+ > Cu2+ > Ni2+ > Zn2+. Le procédé a été utilisé pour traiter les effluents chargés en métaux lourds d’une usine de traitement de surface de la région de Sfax. L’immobilisation chimique est une technique de traitement des sols contaminés, qui consiste à utiliser des amendements minéraux pour réduire la mobilité des métaux dans des matrices solides contaminées. Cette méthode a été testée avec nos charbons actifs sur des sols contaminés. La biodisponibilité des métaux pour des plantes cultivées, au niveau des sols amendés ou non par les différents charbons actifs, a été étudiée.

Modèle prédictif à base d'approches qualitatives pour la contribution à la radiothérapie adaptative

/ Raad Ali / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2015
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Le sujet de thèse s’inscrit dans le cadre de la lutte contre le cancer. La radiothérapie externe est une technique de traitement de cibles tumorales par des particules radioactives, sous guidage d’un système d’imagerie. L’efficacité de ce traitement à ciblage macroscopique dépend en partie de l’évolution de la cible biologique au cours du traitement, qui se programme sur plusieurs séances. Dans notre travail, nous nous sommes concentrés sur l’évolution temporelle de la cible biologique séance par séance. Le but est d’estimer l’espace couvert par son mouvement, et permettant de prédire le positionnement futur de la cible et corriger ou adapter le plan de traitement. Notre cible biologique microscopique dans le cas du cancer ORL est décrite par la glande parotide qui est sensible aux radiations. L’objectif est de minimiser l’accessibilité des rayons à cet organe lorsque la cible tumorale se trouve dans sa périphérie. Nous avons proposé deux méthodes de reconstruction en 3D de la parotide, à savoir B-Spline de Bézier bi-cubique et Marching cubes. Une fois la reconstruction est effectuée, le volume de la glande parotide, à chaque session est calculé. Une zone de sécurité autour de la glande parotide a été définie. Enfin, une classification des patients a été réalisée en se basant sur le dosage associé au traitement. A un niveau macroscopique, nous avons développé une approche d'aide à la décision pour affiner la position relative du patient sur la table de traitement. Cette approche est basée sur la modélisation par réseaux de neurones et spécifiquement MLP et RBF. La performance entre ces deux techniques a été analysée, suivant les positionnements géométriques des patients.

Stratégie de modulation pour la réduction des perturbations conduites générées par un variateur de vitesse à redresseur MLI

/ Messaoudi Mehdi / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2015
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Les variateurs de vitesse sont constitués de convertisseurs statiques qui permettent de varier la vitesse de rotation des moteurs électriques triphasés. Cependant, ces convertisseurs sont à l'origine de perturbations électromagnétiques conduites de mode commun. L'objectif de ce travail porte sur la réduction ces perturbations conduites, par l’élaboration d’une nouvelle stratégie de commande basée sur la modulation de largeur d’impulsions (MLI). Cette commande est appliquée à un variateur de vitesse composé d’un redresseur MLI à absorption sinusoïdale. Un état de l’art des solutions d’atténuation des perturbations conduites a été réalisé ; à l’issu duquel, il en résulte que la MLI est une technique intéressante pour la réduction des perturbations de mode commun. Une stratégie de modulation basée sur la méthode de synchronisation des commutations entre redresseur et onduleur, nommée synchronisation totale, a été développée. Dans le but de mettre en avant l’impact de cette méthode sur le niveau des perturbations, une étude des phénomènes relatifs aux commutations des transistors de puissance est menée. Un modèle de représentation simplifié des commutations a permis l’évaluation des performances de la synchronisation totale sur la tension de en mode commun. Cette méthode a ensuite été validée expérimentalement au travers d’un prototype intégrant un algorithme d’application de la stratégie de modulation proposée. Les résultats obtenus ont permis de montrer les avantages de la méthode de synchronisation totale principalement dans la réduction des dimensions des filtres CEM utilisés pour la mise en conformité des variateurs de vitesse.

Ténacité dynamique comme indicateur de dommage en fatigue

/ Martinez Figueroa Jésus / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Centro de Ingenieria y Desarollo Industrial (Santiago de Querétaro, México) / 18-12-2015
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L'évaluation du dommage et de l'intégrité des véhicules et des structures ont fait l'objet d'une attention de plus en plus importante au cours des dernières années. La connaissance précise des paramètres dynamiques de rupture est essentielle pour la conception sécuritaire des composants. La configuration de flexion trois points des barres d’Hopkinson a été adoptée pour mesurer la ténacité dynamique. Une étude de ce dispositif est présentée à partir d'un dialogue expérimental/analytique/numérique. Plusieurs aspects importants sont abordés. Notamment, l’évolution de la force transmise des barres à l'éprouvette et son impact sur le Facteur d’Intensité de Contraintes (FIC) au cours de l'essai. Une nouvelle approche a été proposée concernant le transfert des données expérimentales au modèle Eléments Finis afin de calculer le FIC critique. Cette méthode est basée sur une approche de type vitesse. La méthode proposée a été validée sur un composite tissé carbone-époxy dont le comportement est isotrope transverse. Une formulation simplifiée a été proposée pour traiter ce type de matériau. Dans l’objectif de rechercher un indicateur de dommage par fatigue, plusieurs essais ont été réalisées sur l'acier AISI 304 soudés. Les mesures ont été effectuées sur des éprouvettes ayant subies différents taux de dommage par fatigue. Les résultats sont assez intéressant et confirme la possibilité de considérer la ténacité dynamique comme un indicateur de dommage, sous un certain nombre de conditions.

Development of filamentary Memristive devices for synaptic plasticity implementation

/ La Barbera Selina / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2015
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Reproduire les fonctionnalités du cerveau représente un défi majeur dans le domaine des technologies de l’information et de la communication. Plus particulièrement, l’ingénierie neuromorphique, qui vise à implémenter au niveau matériel les propriétés de traitement de l’information du cerveau, apparait une direction de recherche prometteuse. Parmi les différentes stratégies poursuivies dans ce domaine, la proposition de composant memristif a permis d’envisager la réalisation des fonctionnalités des synapses et de répondre potentiellement aux problématiques d’intégration. Dans cette dissertation, nous présenterons comment les fonctionnalités synaptiques avancées peuvent être réalisées à partir de composants mémoires memristifs. Nous présentons une revue de l’état de l’art dans le domaine de l’ingénierie neuromorphique. En nous intéressant à la physique des composants mémoires filamentaires de type cellules électrochimiques, nous démontrons comment les processus de mémoire à court terme et de mémoire à long terme présents dans les synapses biologiques peuvent être réalisés en contrôlant la croissance de filaments de type dendritiques. Ensuite nous implémentons dans ces composants une fonctionnalité synaptique basée sur la corrélation temporelle entre les signaux provenant des neurones d’entrée et de sortie. Ces deux approches sont ensuite analysées à partir d’un modèle inspiré de la biologie permettant de mettre l’accent sur l’analogie entre synapses biologiques et composants mémoires filamentaires. Finalement, à partir de cette approche de modélisation, nous évaluons les potentialités de ces composants mémoires pour la réalisation de fonctions neuromorphiques concrètes.

Optimisation de l'architecture de mélanges de polymères polaires contenant des nanocharges hydrophiles : étude morphologique et rhéologique

/ Du Fang / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2015
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Des mélanges ternaires immiscibles à base de PA11 et de PEO ou de PA6 et de PA11 contenant soit des argiles modifiées soit de l’argile native ont été préparés par extrusion à l’état fondu ou par extrusion assistée eau. L’effet du type d’argile et de l’injection d’eau au cours de l’extrusion sur les propriétés thermiques, rhéologiques et mécaniques a été évalué sur l’ensemble des mélanges ternaires. La microscopie électronique à transmission a mis en évidence une localisation sélective de l’argile dans la phase la moins visqueuse dans les deux mélanges, et ce quel que soit le type d’argile. Avec l’injection d’eau pendant l’extrusion, la migration d’une partie des particules d’argile de la phase moins visqueuse vers la phase plus visqueuse a été observée pour certains mélanges PA11/PEO. La prédiction théorique, basée sur le coefficient de mouillabilité selon le modèle de Sumita, ne correspond pas à la localisation observée. Plusieurs explications ont été proposées, en particulier l’influence du rapport de viscosité entre les deux phases. Les observations morphologiques par microscopie électronique à balayage ont montré l’influence de l’argile et de l’eau sur la taille de la phase dispersée. L’étude rhéologique a montré l’impact des argiles modifiées ou native sur la dégradation des polymères qui peut être limitée par l’extrusion assistée eau.

Process technologies for graphene-based high frequency flexible electronics

/ Wei Wei / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-12-2015
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L’électronique flexible est une thématique en plein essor, et impacte de nombreux secteurs applicatifs. L’objectif de cette thèse est de développer des composants sur substrats flexibles, pour des applications dans le domaine des radiofréquences. Elle est constituée de deux grandes parties : (i) la fabrication de composants passifs RF en utilisant la technologie d’impression par jet d’encre ; (ii) la fabrication de transistors graphène sur substrats flexibles. Ces travaux sont partiellement intégrés au projet Européen flagship GRAPHENE, et au projet ANR GRACY. La technique d’impression jet d’encre est particulièrement adaptée à la fabrication de composants sur substrats flexibles. L’un des challenges de cette approche technologique est de pouvoir atteindre une définition et une résolution adaptée au fonctionnement en régime radiofréquence. Le travail mené dans cette thèse a permis de réaliser des lignes homogènes de largeur minimale de 50 µm, et une résolution (distance entre 2 lignes de l’ordre de 15 µm. Différents composants passifs ont été fabriqués et caractérisés avec succès, et ce même en appliquant des contraintes en flexion aux dispositifs. Nous avons également développé et optimiser un procédé technologique, adapté à la fabrication de transistors à effet de champ à base de graphène (GFET), sur substrat flexible. Ce procédé présente un bilan thermique faible, et est basé sur l’utilisation d’une grille arrière à base d’aluminium dont l’oxyde naturel sert d’oxyde de grille. De nombreux transistors ont été fabriqués sur substrat kapton, et avec un bon rendement. Les meilleures performances en termes de fréquence de coupure du gain en courant (ft=39 GHz) et la fréquence maximale d’oscillation (fmax=13GHz) ont été mesurées sur un transistor de longueurs de grille Lg=100 nm et un développement de 12µm. Cette performance est à l’état de l’art de GFET flexibles. Ces performances sont conservées pour des contraintes atteignant 0,5%.

Sources de variation intra-populationnelle de la morphologie des otolithes : asymétrie directionnelle et régime alimentaire

/ Mille Tiphaine / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-12-2015
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Les otolithes sont des pièces calcifiées de l’oreille interne des Ostéichtyens impliquées dans les fonctions d’audition et d’équilibration. Leur morphologie est utilisée comme indicateur de divers processus ou propriétés écologiques. Cette application nécessite d’identifier les facteurs endogènes et exogènes agissant simultanément comme sources de variation. Cette thèse porte sur la détection et la quantification des contributions relatives de l’asymétrie directionnelle et du régime alimentaire à la variation morphologique des otolithes à l’échelle intra-populationnelle. Une asymétrie directionnelle entre les otolithes droit et gauche est montrée chez les poissons plats, l’otolithe le plus long et large étant toujours du côté aveugle, contrairement aux espèces de poissons ronds pour lesquels l’asymétrie est moindre. Cependant, l’asymétrie n’excède pas 18% d’amplitude suggérant une canalisation de la symétrie de forme d’origine évolutive. Une corrélation entre le régime alimentaire et la forme des otolithes est détectée chez 4 espèces de poissons in situ. La composition du régime contribue plus fortement à la variabilité morphologique que la quantité ingérée et impacte la forme des otolithes à la fois globalement et localement. Une étude expérimentale sur le bar commun (Dicentrarchus labrax) montre que la composition du régime alimentaire en acides gras essentiels au stade larvaire affecte la morphogenèse des otolithes pendant le stade juvénile sans affecter la croissance somatique des individus. Ceci suggère un effet direct et non indirect via la croissance somatique. Cet effet disparait aux stades ultérieurs ce qui évoque une canalisation de la morphologie des otolithes.

Methodology for unified modeling of system of systems of engineering

/ Koubeissi Ahmad / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-12-2015
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L'objectif principal de cette thèse est la contribution à la modélisation graphique multi-niveaux, à la fois comportementale et organisationnelle pour la conception d’un système de systèmes d’ingénierie. Dans le présent travail, nous avons modélisé l’échange d’information entre les composants des systèmes, en présence des imperfections, avec un outil de modélisation graphique Bond Graph, décrivant l’échange de puissance dans les systèmes multi-domaines. Ce modèle permet d'identifier mathématiquement, la qualité du signal reçu par un composant système, suivant les perturbations apparentes dans le canal de transmission. Nous avons mené une expérience sur le comportement coopératif entre deux humanoïdes dans le cadre d’un système de systèmes. Ensuite, nous avons élaboré une méthode qualitative pour identifier le niveau de tolérance aux fautes sur un lien de communication, permettant ainsi d'introduire le principe de liens redondants dans le système de systèmes. Ensuite, nous avons proposé une méthodologie de modélisation hiérarchisée et hybride, combinant à la fois l’hypergraphe et le Bond Graph. Le premier est utilisé pour l’analyse organisationnelle multi-niveaux, tandis que le second est utilisé pour l’analyse comportementale des composants systèmes élémentaires. Enfin, pour valider cette approche de modélisation, un système de systèmes a été réalisé, composé d’un véhicule aérien sans pilote (UAV) et un véhicule autonome intelligent, dans laquelle l’UAV fournit des informations de navigation redondantes au véhicule autonome intelligent, pour être en mesure de manœuvrer en toute sécurité dans un espace confiné, lors de pertes des informations liées à la navigation locale.

Vers une croissance verte au Maroc : proposition d’indicateurs de suivi

/ El Yousfi Hicham / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-12-2015
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L’objet de cette thèse est de proposer un modèle de développement durable – option de l’économie verte - dont le but est de concilier développement économique et préservation de l’environnement car le véritable progrès doit être à la fois durable et inclusif conciliant entre un développement qui répond aux besoins fondamentaux des êtres humains tout en préservant l’écosystème. Il s’agit donc de donner une orientation renouvelée aux politiques économiques et environnementales dans la tradition du développement durable. Avant de proposer une configuration de l’économie verte pour le Maroc qui devrait être appréhendée dans une perspective plus large intégrant de façon équilibrée, outre les dimensions environnementale et économique, la dimension sociale, nous répondons en première partie à la question suivante : L’économie verte permet-elle de cheminer vers un développement durable ? La deuxième partie traite de la possibilité du choix de l’option de l’économie verte, en mettant l’accent sur l’expérience marocaine en termes de stratégies pouvant conduire à l’adoption l’option de l’économie verte et présente un diagnostic de la durabilité du modèle de développement du Maroc et identifie ses fragilités structurelles. Nous proposons dans la troisième partie, des indicateurs nationaux de l’économie verte et régionaux qui seront perfectionnés à mesure que de nouvelles données deviennent disponibles accompagnés de la stratégie régionale du tourisme durable. Cette thèse constitue la première initiative à l’échelle nationale de construction d'indicateurs de suivi de l’économie verte. Elle montre le rôle de « l’économie verte » en tant que solution possible pour faire face à l’ensemble des problématiques soulevées dans la Stratégie Nationale du Développement Durable en proposant des indicateurs de suivi au niveau national et régional.

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