Boundary value problems for quasi-linear and higher-order elliptic operators and application to bifurcation and stabilization.
Soutenue par Wênd-Benedo Emmanuel ZONGO
Le 10 janvier 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeurs de thèse : Jérôme Le Rousseau et Bernhard Ruf
Dans cette thèse (en cotutelle), on s’intéresse à l’étude des problèmes aux valeurs propres nonlinéaires et à la contrôlabilité des équations aux dérivées partielles dans un domaine borné, régulier avec bord. La première partie est consacrée à l’analyse d’un problème aux valeurs propres pour des opérateurs elliptiques quasi-linéaires avec des conditions aux limites homogènes de Dirichlet. Nous étudions le comportement asymptotique du spectre du problème correspondant en montrant d’une part les résultats de bifurcation à partir de solutions triviales en utilisant le théorème de bifurcation de Krasnoselski et d’autre part la bifurcation à l’infini en utilisant le degré de Leray-Schauder. Nous prouvons également l’existence de points critiques multiples en utilisant des méthodes variationnelles et le genre de Krasnoselski. Enfin, nous montrons un résultat de stabilisation pour l’équation des plaques amorties avec une décroissance logarithmique de l’énergie associée. La preuve de ce résultat est réalisée au moyen d’une estimation de Carleman pour les opérateurs elliptiques d’ordre quatre avec les conditions au bord dites de Lopatinskii-Sapiro et d’une estimation de la résolvante pour le générateur du semi-groupe de la plaque amortie associé à ces conditions aux limites.
Identité des lymphocytes T régulateurs au cours des maladies articulaires inflammatoires chroniques et impact des thérapies ciblées
Soutenue par Majda Lyna MEBREK
Le 11 janvier 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire : Li2P
Directeurs de thèse : Natacha Bessis et Luca Semerano
Coencadrant : Jérôme Biton
Les lymphocytes T régulateurs (Treg), gardiens de la tolérance vis-à-vis du soi, sont caractérisés par l’expression du facteur de transcription FoxP3 et sont fonctionnellement défectueux chez les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde (PR) ou de spondyloarthrite (SpA). Cette déficience fonctionnelle n’a pas encore été clairement caractérisée. Dans ce contexte, notre premier objectif a été d’évaluer le rôle du récepteur de type 2 du TNFa (TNFR2) exprimé par les Treg dans le contrôle de l’inflammation. Nous avons montré que les Treg-TNFR2+ jouaient un rôle important pour contrer l’inflammation dans deux modèles murins (arthrite DTHA et psoriasis induit par l’imiquimod). Dans cette même étude, nous avons mis en évidence un lien entre le TNFR2 et la stabilité de FoxP3 en montrant que l’expression du TNFR2 par les Treg était associée à une hypométhylation du TSDR. Enfin, nous avons démontré que l’effet thérapeutique des anti-TNFa chez les patients PR était lié à une augmentation de la fréquence de la sous-population de Treg TNFR2+. Ainsi, en induisant l’expression du TNFR2 par les Treg, cette thérapie ciblée pourrait exercer son activité anti-inflammatoire en augmentant la stabilité des Treg. Au cours des dernières années, la littérature suggère que l’identité des Treg varie en fonction de leur microenvironnement. Dans ce contexte, nous avons fait l’hypothèse que, sous l’influence d’un environnement inflammatoire (PR et SpA), l’expression des régulateurs transcriptionnels et épigénétiques impliqués dans le maintien de la stabilité de FoxP3 pourrait être altérée, ce qui pourrait conduire à une modification de l’identité des Treg et par conséquent à une diminution de leur activité suppressive. De ce fait, notre second objectif a été (i) d’évaluer la stabilité des Treg au cours de l’inflammation chez des patients atteints de PR et de SpA en évaluant l’expression des facteurs impliqués dans le maintien de la stabilité de FoxP3 (EZH2, Helios, pSTAT5) et (ii) d’établir le lien entre les thérapies ciblées et la stabilité des Treg. Nous avons montré pour la première fois une instabilité des Treg chez des patients atteints de PR ou de SpA naïfs de biothérapies, résultant d’une altération des mécanismes de régulation médiés par EZH2 et pSTAT5 mais pas par Helios. Nous avons également apporté des preuves supplémentaires du rôle d’EZH2 dans l’induction de l’expression de FoxP3 in vitro et dans le maintien de l’identité et de l’activité suppressive des Treg. De plus, nous avons mis en évidence un rôle potentiel d’EZH2 dans la génération de Treg hautement stables et immunosuppressifs exprimant à la fois EZH2 et TNFR2 ou EZH2 et CD39. Pour terminer, nous suggérons que les thérapies ciblées pourraient restaurer la stabilité des Treg, dans un contexte inflammatoire, en augmentant la fréquence des Treg pSTAT5+ comme observé dans le modèle d’AEC. Ceci reste néanmoins à confirmer chez les patients atteins de PR ou de SpA.
Intégration de données guidée par une ontologie. Application à l’assistance personnalisée aux personnes âgées
Soutenue par Rahma DANDAN
Le 21 janvier 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIMICS
Directrice de thèse : Sylvie Despres
Coencadrant : Jérôme Nobecourt
La santé des personnes âgées est un enjeu majeur de santé publique des prochaines décennies. Un intérêt à été porté aux moyens adaptés pour améliorer le «mieux vieillir» des générations à venir. La personnalisation des recommandations nutritionnelles et d’activités physiques représente une solution efficace pour répondre aux problèmes de santé des personnes âgées. La personnalisation dépend des moyens de collecter puis d’intégrer les données, quelles que soient leurs sources. Cette étape est essentielle pour pouvoir exploiter les données et construire un profil utilisateur. Pour répondre au besoin de collecte de données, faire participer la personne âgée permet de l’impliquer dans son parcours de santé et dans l’intégration de ses besoins. Ainsi, la conception d’un jeu sérieux pour une visée plus large que la collecte de données a été incluse dans le processus de personnalisation. Il présente des avantages pour la stimulation des capacités cognitives et physiques et améliore les aspects de personnalisation. Pour répondre au problème d’intégration des données, les solutions proposées dans la thèse consistent à utiliser les ontologies pour éliminer les hétérogénéités sémantiques. Elles fournissent un support de représentation, de définition d’un vocabulaire unifié et d’inférences logiques permettant d’établir un raisonnement entre les connaissances représentées dans l’ontologie et les données collectées. Pour que l’ontologie puisse tenir compte des nouvelles exigences d’intégration de données et de recommandations nutritionnelles et d’activités, une attention particulière a été apportée au processus d’évolution. Les étapes d’un cycle d’évolution d’ontologie ont été appliquées pour faire évoluer une ontologie modulaire du domaine de la nutrition impliquant la construction de nouveaux modules thématiques. Pour pouvoir exploiter les données, une approche d’intégration sémantique de données issues d’une base de données relationnelle a été conçue puis implémentée. L’approche s’appuie sur la construction d’un graphe de connaissances personnel de santé (PHKG), comme moyen pour représenter les données de la personne et d’établir un alignement entre le schéma conceptuel de données et celui de l’ontologie. L’enrichissement du PHKG avec le vocabulaire de l’ontologie permet de construire un « profil santé » de la personne âgée et d’établir la correspondance entre le profil et la recommandation. Les graphes de connaissances appliqués au domaine de la santé ont récemment été introduits pour exprimer l’idée d’une vision personnalisée et demeurent jusqu’à ce jour un sujet quelque peu sous-exploré. Les solutions proposées dans la thèse consistent à utiliser l’expressivité de l’ontologie pour personnaliser la prise en charge non thérapeutique des personnes
âgées et répondre ainsi au problème initial de santé publique.
âgées et répondre ainsi au problème initial de santé publique.
Conception et caractérisations mécaniques et biologiques de substituts artériels de petit diamètre
Soutenue par Lucie GERNEZ
Le 26 janvier 2022
Spécialité : Sciences des matériaux
Laboratoire : LVTS
Directeur de thèse : Frédéric Chaubet
Coencadrante : Isabelle Bataille
Il n’existe pas aujourd’hui de matériel vasculaire prothétique pour la chirurgie d’urgence de remplacement de vaisseaux de petit diamètre malades ou abîmés, voire détruits, par accident, dans l’attente d’une greffe thérapeutique pérenne. Les travaux réalisés dans cette étude exposent le développement de tubes de petit diamètre en alcool polyvinylique (PVA) réticulé physiquement à l’aide d’un procédé simple et innovant. Une solution alcaline de PVA est moulée sur un mandrin de diamètre inférieur à 6mm et congelée, puis le gel obtenu est séché à température contrôlée. Après rinçage et démoulage, des tubes transparents d’épaisseur régulière sont obtenus. L’analyse des gels de PVA par diffraction des rayons X a mis en évidence une réticulation physique par formation de cristallites nanométriques. L’examen de la structure du PVA par RMN-1H et spectrocopie infra rouge a mis en évidence une déacétylation totale du PVA utilisé, favorisant une densification de la réticulation et une compliance dans le domaine des pressions systolique et diastolique, évaluée par ultrasonographie haute résolution, comparable à celle d’artères saines. En outre leur suturabilité satisfaisante permet d’envisager une implantation in vivo qui s’inscrira dans la suite prochaine de ces travaux. Afin d’en améliorer l’hémocompatibilité, la surface luminale des prothèses a été modifiée par un oxiranne aminé et recouverte de carboxyméthyldextrane ou d’héparine par une réaction d’amidation à l’aide d’un agent de couplage. Ce greffage résiste à un flux coronarien pendant plusieurs heures à 37°C sans altération des tubes. L’ensemble du projet a été conçu dans l’objectif d’un développement clinique à moyen terme grâce à une stratégie évitant à la fois une élaboration trop complexe et l’usage de réactifs et de procédés incompatibles avec une production industrielle.
Compatibilité locale-globale du programme de Langlands modulo $p$ pour certaines variétés de Shimura
Soutenue par Kegang LIU
Le 11 février 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeurs de thèse : Pascal Boyer et Stefano Morra
Nous généralisons le résultat de compatibilité local-global dans [Sch18] aux cas de dimension supérieure, en examinant la relation entre le foncteur de Scholze et la cohomologie des variétés de Shimura de type Kottwitz-Harris-Taylor. En chemin, nous prouvons un critère de cuspidalité de la théorie des types. Nous traitons également de la compatibilité des classes de torsion dans le cas des représentations semi-simples mod $p$ Galois sans multiplicité, sous certaines hypothèses de platitude. Enfin, nous enlevons la condition sur semisimplicité et la remplaçons par la condition beaucoup plus faible d’être sans multiplicité. Ce dernier résultat est obtenu en collaboration avec Z. Qian.
Mise en place d’un protocole d’évaluation standardisé des systèmes d’acquisition en CFAO dentaire
Soutenue par Lucien DUPAGNE
Le 28 février 2022
Spécialité : Sciences des matériaux
Laboratoire : URB2I
Directeurs de thèse : Kwamivi Mawussi et Laurent Tapie
Co encadrant : Nicolas LEBON
La Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur (CFAO) permet la réalisation de pièces prothétiques dentaires par une chaîne de travail composée de différents maillons successifs. Le premier maillon de la chaîne consiste en la numérisation de l’anatomie orale du patient à l’aide d’un système d’acquisition. La qualité des pièces à la sortie de la chaîne dépend directement de la qualité de la numérisation et la communauté odontologique a donc besoin d’évaluation indépendante et objective de ces dispositifs d’acquisition. L’objectif de ce travail est de concevoir un protocole d’évaluation standardisé des systèmes d’acquisition odontologiques. La nature et la méthode d’obtention du modèle numérique sont d’abord décrites, une analyse des différentes technologies existantes en numérisation dentaire est réalisée. L’analyse des protocoles existants dans la littérature montre que l’utilisation des principes et des concepts issus de la science des mesures, la métrologie, sont parfois mal interprétés et non respectés par la communauté odontologique. Le travail réalisé a consisté à adapter et retranscrire les concepts de la métrologie dimensionnelle à l’application à la numérisation odontologique. Un premier protocole, s’appuyant sur ces concepts a été réalisé dans le cadre de la numérisation d’arcade dentaire partielle. Un second protocole d’évaluation des systèmes d’acquisitions selon plusieurs critères qui correspondent chacun à une problématique clinique de la numérisation est ensuite présenté. La mise en place de ce protocole passe par la conception d’un objet référence permettant la caractérisation objectives de ces critères. Le protocole a été testé sur une caméra intra-orale à l’aide d’un premier prototype d’objet référence. Le protocole est prometteur et la méthodologie présentée permet d’obtenir des résultats riches d’informations. La modification de certaines entités géométriques retenues lors de la conception de l’objet référence, dans le choix du matériau et de son procédé de mise en forme, ainsi que l’optimisation de la méthode de traitement
des données numérisées seront nécessaires pour de futurs travaux en vue d’une standardisation
des données numérisées seront nécessaires pour de futurs travaux en vue d’une standardisation
Entérobactéries productrices de carbapénémases, comment maîtriser le risque de diffusion dans les pays à revenus moyens ou faibles
Soutenue par Rindala SALIBA
Le 25 mars 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire : Infection, Antimicrobiens, Modelisation, Evolution
Directeur de thèse : Jean-Ralph Zahar
Contexte. La résistance aux antibiotiques et les bactéries multi-résistantes (BMR) constituent un véritable problème de santé mondial. La diffusion des BMR est associée à des surcoûts et une surmortalité certaine. La dynamique de transmission inclue les patients colonisés ou infectés (réservoir), le personnel soignant (vecteur direct) et l’environnement (vecteur indirect). Plusieurs points d’intervention ont été définis, constituant la base des politiques internationales de lutte contre la diffusion des BMR. Ces recommandations reposent sur la stratégie de dépistage, isolement et cohorting des patients colonisés. Leur application, en France et au Liban, présente plusieurs défis. A part leur coût d’application élevé, elles nécessitent des ressources humaines et matérielles supplémentaires. Objectifs. Evaluation de la place des nouvelles méthodes diagnostiques et les risques réels de diffusion liés aux Bactéries Hautement Résistantes émergentes (BHRe), afin d’adapter les politiques aux moyens des pays à revenus moyens ou faibles : (1) Est-il possible d’éviter l’arrêt de l’activité médicale en utilisant des moyens diagnostics qui permettent d’identifier en cas de découverte fortuite les patients contact ayant acquis une BHRe dès J0 ? (2) Existe-t- il une différence de contamination de l’environnement liée aux différentes espèces et mécanismes de résistance ;
différence qui pourrait justifier un isolement ou le renforcement du bio-nettoyage ? Pouvons-nous identifier les caractéristiques cliniques de patients et/ou situations particulières de soins, nécessitant la mise en place de mesures de prévention renforcées ? (3) Existe-t-il un risque lié à l’isolement des patients colonisés ou infectés par une BHRe ? Méthodes. 1ère partie liée à la sensibilité et la spécificité des techniques moléculaires ? (1) Revue systématique de la littérature, jusqu’au 1er octobre 2019 et méta-analyse selon la méthode PRISMA. (2) Etude multicentrique rétrospective entre janvier 2015 et octobre 2018, incluant tous les patients contact d’un patient index colonisé ou infecté par une BHRe, non isolé, découvert fortuitement. Pour les patients contact, une PCR a été réalisée à J0 directement sur les écouvillons rectaux et 3 cultures à une semaine d’intervalle. 2ème partie liée à l’étude de dissémination des BMR et l’identification des facteurs de risque ? (1) Etude de cohorte prospective entre mai 2018 et février 2020 à l’Hôpital Avicenne et l’Hôpital Hôtel Dieu de France de Beyrouth. 125 patients colonisés par une entérobactérie productrice de BLSE, EPC ou ERV ont été inclus. Pour chacun, une quantification dans les selles, des prélèvements environnementaux de 6 sites différents et une collecte de données cliniques ont été réalisés. (2) Etude de cohorte prospective entre mai 2019 et juillet 2020 incluant 19 patients colonisés par une EPC et hospitalisés pour une durée supérieure à 3 jours. Une détermination de l’abondance fécale relative en EPC à l’admission et toutes les 72h a été effectuée. 3ème partie liée à la problématique des effets indésirables associés à l’isolement des patients ? Revue systématique de la littérature, du 1er mai 2009 au 31 janvier 2020 et méta-analyse selon la méthode PRISMA. Résultats. 1ère partie – Les techniques moléculaires semblent avoir une sensibilité de 95% et une spécificité de 99% pour la détection des EPC directement à partir des écouvillons rectaux. En cas de découverte fortuite d’un patient colonisé ou infecté par une BHRe, non isolé, la réalisation d’une PCR sur les écouvillons rectaux des patients contact à J0 permet d’identifier les cas secondaires, avec une valeur prédictive négative de 98%.
2ème partie – Le seul facteur de risque associé à la contamination de l’environnement était le portage rectal d’un ERV. Des variations importantes de l’abondance fécale relative en EPC existe chez un même patient durant son hospitalisation. 3ème partie ? Il n’existe pas d’événements indésirables physiques ou psychologiques associés à l’isolement des patients. Conclusions. Les données présentées dans cette thèse nous permettent d’envisager une politique de maitrise du risque de diffusion des BHRe, adaptée aux moyens médicaux et structures sanitaires des pays à revenus moyens ou faible, comme le Liban. Cette politique consisterait à réserver l’application des précautions complémentaires contact uniquement aux patients colonisés ou infectés par un ERV. A l’inverse et concernant les
patients colonisés ou infectés par une EPC, la stratégie de maitrise du risque de diffusion pourrait se limiter au respect des précautions standard et à un haut niveau de compliance à l’hygiène des mains, tout en respectant la politique de bon usage des antibiotiques. Mots clés. Bactéries multi-résistantes ; Bactéries hautement résistantes émergentes ; Entérobactéries productrice de beta-lactamases à spectre étendu ; Entérobactéries productrices de carbapénémases ; Entérocoques résistants à la vancomycine ; Hygiène hospitalière.
différence qui pourrait justifier un isolement ou le renforcement du bio-nettoyage ? Pouvons-nous identifier les caractéristiques cliniques de patients et/ou situations particulières de soins, nécessitant la mise en place de mesures de prévention renforcées ? (3) Existe-t-il un risque lié à l’isolement des patients colonisés ou infectés par une BHRe ? Méthodes. 1ère partie liée à la sensibilité et la spécificité des techniques moléculaires ? (1) Revue systématique de la littérature, jusqu’au 1er octobre 2019 et méta-analyse selon la méthode PRISMA. (2) Etude multicentrique rétrospective entre janvier 2015 et octobre 2018, incluant tous les patients contact d’un patient index colonisé ou infecté par une BHRe, non isolé, découvert fortuitement. Pour les patients contact, une PCR a été réalisée à J0 directement sur les écouvillons rectaux et 3 cultures à une semaine d’intervalle. 2ème partie liée à l’étude de dissémination des BMR et l’identification des facteurs de risque ? (1) Etude de cohorte prospective entre mai 2018 et février 2020 à l’Hôpital Avicenne et l’Hôpital Hôtel Dieu de France de Beyrouth. 125 patients colonisés par une entérobactérie productrice de BLSE, EPC ou ERV ont été inclus. Pour chacun, une quantification dans les selles, des prélèvements environnementaux de 6 sites différents et une collecte de données cliniques ont été réalisés. (2) Etude de cohorte prospective entre mai 2019 et juillet 2020 incluant 19 patients colonisés par une EPC et hospitalisés pour une durée supérieure à 3 jours. Une détermination de l’abondance fécale relative en EPC à l’admission et toutes les 72h a été effectuée. 3ème partie liée à la problématique des effets indésirables associés à l’isolement des patients ? Revue systématique de la littérature, du 1er mai 2009 au 31 janvier 2020 et méta-analyse selon la méthode PRISMA. Résultats. 1ère partie – Les techniques moléculaires semblent avoir une sensibilité de 95% et une spécificité de 99% pour la détection des EPC directement à partir des écouvillons rectaux. En cas de découverte fortuite d’un patient colonisé ou infecté par une BHRe, non isolé, la réalisation d’une PCR sur les écouvillons rectaux des patients contact à J0 permet d’identifier les cas secondaires, avec une valeur prédictive négative de 98%.
2ème partie – Le seul facteur de risque associé à la contamination de l’environnement était le portage rectal d’un ERV. Des variations importantes de l’abondance fécale relative en EPC existe chez un même patient durant son hospitalisation. 3ème partie ? Il n’existe pas d’événements indésirables physiques ou psychologiques associés à l’isolement des patients. Conclusions. Les données présentées dans cette thèse nous permettent d’envisager une politique de maitrise du risque de diffusion des BHRe, adaptée aux moyens médicaux et structures sanitaires des pays à revenus moyens ou faible, comme le Liban. Cette politique consisterait à réserver l’application des précautions complémentaires contact uniquement aux patients colonisés ou infectés par un ERV. A l’inverse et concernant les
patients colonisés ou infectés par une EPC, la stratégie de maitrise du risque de diffusion pourrait se limiter au respect des précautions standard et à un haut niveau de compliance à l’hygiène des mains, tout en respectant la politique de bon usage des antibiotiques. Mots clés. Bactéries multi-résistantes ; Bactéries hautement résistantes émergentes ; Entérobactéries productrice de beta-lactamases à spectre étendu ; Entérobactéries productrices de carbapénémases ; Entérocoques résistants à la vancomycine ; Hygiène hospitalière.
Laser organique liquide pompé par diode : vers un fonctionnement quasi-continu
Soutenue par Md Amir HAMJA
Le 25 mars 2022
Spécialité : Physique
Laboratoire : LPL
Directeurs de thèse : Sébastien Forget et Sébastien Chenais
Les lasers à colorant ont été les toutes premières sources cohérentes accordables dans l’histoire des lasers. Ces lasers, basés sur la circulation d’une solution de colorant, sont aujourd’hui considérés comme trop encombrants et pénibles à utiliser, ce qui pousse la recherche vers l’exploration de diverses alternatives à l’état solide. Mais ces alternatives à l’état solide souffrent d’une faible puissance, d’une mauvaise photostabilité et ne peuvent pas être utilisées en onde continue (CW)/quasi-continue (q-CW). Par conséquent, afin de trouver une solution possible, ce travail explore pour la première fois les performances de photo-stabilité obtenues avec une conception dans laquelle une cuvette spectroscopique remplie d’une solution de colorant sans aucune circulation est utilisée comme milieu de gain sous pompage par diode, ce qui permet de réaliser un laser à faible coût, compact et convivial qui peut être comparé aux lasers à colorant à l’état solide mais avec la stabilité des lasers à colorant liquide d’ancienne génération. Le laser présenté, en plus d’être efficace (efficacité optique ~18%) est photostable jusqu’à environ un milliard d’impulsions à une fréquence de répétition de 1 kHz, ce qui est 5 ordres de grandeur plus élevé que la photostabilité d’un laser à colorant à l’état solide dans les mêmes conditions. Cette photostabilité exceptionnellement élevée peut être attribuée à la diffusion moléculaire ou à un lent flux convectif de molécules dû à un chauffage localisé dans le milieu, ce qui pourrait être suffisant pour permettre un renouvellement du milieu de gain entre des impulsions consécutives. Cependant, malgré une photostabilité élevée, le laser n’a pas pu être exploité au-delà de 2,4 kHz et n’a pas pu produire des durées d’impulsion supérieures à quelques μs. Nous montrons ici que leur limite opérationnelle en termes de taux de répétition n’est pas due à une limite fondamentale imposée par l’accumulation d’états triplets dans le composé organique, ce qui est souvent supposé être le cas dans les lasers organiques à l’état solide. Au contraire, nous démontrons que cette limite est due à la lentille thermique. Nous avons mesuré la composante sans aberration de la lentille thermique par une expérience pompe-sonde et démontré une prolongation possible de l’effet laser jusqu’à 14 kHz avec une correction intracavité appropriée de la lentille thermique. Pour vérifier l’universalitéde notre affirmation, nous avons également testé un second colorant et avons obtenu des résultats similaires. En revanche, les lasers à colorant à l’état solide ont besoin d’un milieu de gain mobile afin de fonctionner à des taux de répétition élevés et de surmonter une photodégradation abrupte. Enfin, nous montrons que ces lasers peuvent également produire un effet laser allant jusqu’à 80 μs lorsqu’ils sont fortement multimodes. Bien que nous ayons démontré expérimentalement le fonctionnement de ces longues impulsions, des recherches théoriques et expérimentales supplémentaires sont nécessaires pour comprendre leur comportement d’effet laser multimode, ce qui peut être une perspective future de ce travail. Une autre perspective de ce travail serait d’étudier le verrouillage de mode dans un laser organique, ce qui nécessite que le laser soit idéalement CW ou q-CW. Nous pensons que notre laser peut être un bon candidat pour l’étude de telles applications laser et donc, à la fin de cette thèse, nous donnons également quelques directions et voies utiles pour développer un laser organique à verrouillage de mode à faible coût, compact, convivial et accordable dans le futur.
Etude de la rupture et de l’endommagement par choc thermique des matériaux fragiles et de l’influence des effets dynamiques a` partir de l’approche champ de phase
Soutenue par Marwa DHAHRI
Le 28 mars 2022
Spécialité : Sciences des matériaux
Laboratoire : LSPM
Directeurs de thèse : Radhi Abdelmoula et Jia Li
Le séchage ou le refroidissement induisent un rétrécissement des matériaux entraînant une contrainte thermique qui conduit à des fissures avec une morphologie particulière répétitive conduisant à la rupture par choc thermique. Par conséquent, pour pouvoir exploiter pleinement le potentiel des matériaux, il est essentiel de comprendre la formation, la morphologie, la propagation des fissures complexes et de prédire leurs amorçages dans les matériaux soumis à un choc thermique. En effet, ces fissures peuvent affaiblir le matériau et modifier sa résistance. La présente étude est consacrée à l’étude de l’évolution quasi-statique de l’endommagement et la rupture par choc thermique pour une structure cylindrique mince. Pour cela nous avons utilisé un modèle de gradient d’endommagement pour étudier ces fissures. Dans un premier temps, une étude comparative est réalisée sur différents modèles d’endommagement à gradients. Nous avons également effectué une étude sur l’algorithme utilisée pour identifier la nature de la solution pour laquelle il converge. On montre en particulier que la solution obtenue par la minimisation alternée est un minimum local de l’énergie totale : élastique+dissipée et que l’obtention du minimum global nécessite l’utilisation de l’algorithme Backtraking. Un cas d’exemple de traction d’une structure pré-fissurée est étudié pour analyser la propagation instable de la fissure. Nous avons ensuite étudié un problème d’endommagement dans lequel des propagations non régulières des fissures existent. Afin de comprendre ce phénomène, nous avons considéré les équations d’équilibre dynamiques en y incluant les termes inertiels. Des résultats numériques sont présentés et discutés afin de comparer les deux approches dynamique et quasi statique. Nous avons montré en particulier que la prise en compte des termes inertiels conduit à une propagation progressive au lieu de brutal de la fissure.
lnfluence du procédé de mise en forme additif sur les propriétés mécaniques et biologiques d’un alliage de titane, pour une application prothétique supra-implantaire en odontologie.
Soutenue par Marie-Joséphine CRENN
Le 29 mars 2022
Spécialité : Sciences des matériaux
Directeur de thèse : Jean-Pierre Attal
Co-encadrante : Géraldine Rohman
Le procédé de fusion laser sélective (SLM) consiste à élaborer des pièces métalliques par ajout de matière. En odontologie, il pourrait permettre la réalisation de pièces prothétiques implanto-portées (PPIP) en alliage de titane. Avant d’insérer ces dispositifs dans la cavité buccale, il faut vérifier comment cette technique de fabrication influence le comportement des pièces produites. Puisque les PPIP doivent supporter les contraintes développées pendant la mastication et garantir un comportement favorable des tissus gingivaux, l’objectif principal de ce travail est d’évaluer les propriétés mécaniques et biologiques des pièces en Ti6Al4V obtenues par SLM. Afin d’améliorer le bioactivité de ces dernières, l’objectif secondaire est la synthèse et la caractérisation d’une surface de Ti6AL4V nanostructurée par oxydation anodique. Cette thèse est construite en 3 parties qui ont chacune fait l’objet d’une publication internationale. Après une présentation du procédé SLM, le 1er chapitre permet d’étudier les propriétés mécaniques d’un alliage de titane mis en forme par SLM (Ti6Al4V- SLM). Le 2ème chapitre a pour but d’analyser la réponse cellulaire in vitro de cellules fibroblastiques au contact direct d’une surface de Ti6Al4V-SLM. Le dernier chapitre permet d’amorcer de nouvelles perspectives en modifiant une surface de Ti6Al4V-SLM par anodisation. A l’issue de ce travail, il est possible de conclure que le Ti6Al4V-SLM mis en forme selon des paramètres de fabrication et des post-traitements thermiques et mécaniques adéquats est compatible avec la production de PPIP. L’anodisation est une modification prometteuse pour améliorer la bioactivité des surfaces de Ti6Al4V-SLM.
Détection et élimination du Chrome (VI), Application à la dépollution des effluents liquides industriels
Soutenue par Truong Son NGUYEN
Le 31 mars 2022
Spécialité : Sciences pour l’ingénieur
Laboratoire : LSPM
Directeurs de thèse : Xavier Duten et Sébastien Forget
Co-encadrante : Catherine Rond
Le chrome est présent dans de nombreuses applications industrielles, notamment la production d’acier inoxydable et réfractaire, les pigments, le traitement de surface, le tannage du cuir. Toutefois, cette application extensive entraîne une grave pollution des sources d’eau par le Cr(VI), qui est considéré comme un agent CMR même à très faible concentration. Par conséquent, le traitement et la mesure précise de la concentration de Cr(VI) dans notre environnement est une problématique actuelle très importante. Ainsi ce projet vise à développer une méthode verte pour réduire le Cr(VI) dans une solution aqueuse et une technologie performante et économique pour mesurer le [Cr(VI)]. Tout d’abord, nous développons un procédé de plasma dans un liquide pour réduire efficacement le Cr(VI). Il s’agit d’un système d’électrodes pointe-pointe sous haute tension pulsée (environ 9 kV, 500 μs, 50 Hz) immergé dans la solution à traiter. La décharge électrique initie la génération d’espèces réductrices réactives telles que (eaq-, Ho, H2O2), qui peuvent diffuser dans la phase liquide et initier la réduction des éléments dissous de Cr(VI). Le dispositif a d’abord été utilisé dans l’eau pour étudier la production de H2O2. Puis une étude paramtérique de la réduction du Cr(VI) est réalisée sur différents paramètres physiques (tension appliquée, distance inter-électrodes, fréquence et durée
d’impulsion). De plus, pour mieux comprendre le processus de réduction du Cr(VI), la production de peroxyde d’hydrogène dans une solution de Cr(VI) est étudiée. Les résultats montrent que le Cr(VI) est complètement réduit après 90 minutes pour les conditions de référence (9 kV, 0,5 mm d’écart, 50 Hz et 500 μs) avec un rendement énergétique de 4,7×10-4 g/kJ. La réduction du Cr(VI) a augmenté avec l’augmentation de l’énergie injectée (en augmentant la tension appliquée), le nombre d’impulsions, le nombre de claquages et la durée des impulsions. Enfin, plus la quantité de H2O2 générée était importante, plus la réduction du Cr(VI) était élevée. Cependant, les résultats suggèrent également que H2O2 n’est pas la seule responsable de la réduction du Cr(VI). Le second objectif de cette thèse est de développer une méthode de mesure innovante pour mesurer le Cr(VI) à de faibles concentrations. L’approche est basée sur la mesure de l’absorbance du Cr(VI) à l’aide d’une source LED à 365 nm. Les résultats montrent que l’utilisation de cette méthode permet de mesurer la concentration de Cr(VI) en temps réel et in-situ pendant le processus de traitement. De plus,cette méthode permet également de définir le moment où le Cr(VI) est complètement réduit.
d’impulsion). De plus, pour mieux comprendre le processus de réduction du Cr(VI), la production de peroxyde d’hydrogène dans une solution de Cr(VI) est étudiée. Les résultats montrent que le Cr(VI) est complètement réduit après 90 minutes pour les conditions de référence (9 kV, 0,5 mm d’écart, 50 Hz et 500 μs) avec un rendement énergétique de 4,7×10-4 g/kJ. La réduction du Cr(VI) a augmenté avec l’augmentation de l’énergie injectée (en augmentant la tension appliquée), le nombre d’impulsions, le nombre de claquages et la durée des impulsions. Enfin, plus la quantité de H2O2 générée était importante, plus la réduction du Cr(VI) était élevée. Cependant, les résultats suggèrent également que H2O2 n’est pas la seule responsable de la réduction du Cr(VI). Le second objectif de cette thèse est de développer une méthode de mesure innovante pour mesurer le Cr(VI) à de faibles concentrations. L’approche est basée sur la mesure de l’absorbance du Cr(VI) à l’aide d’une source LED à 365 nm. Les résultats montrent que l’utilisation de cette méthode permet de mesurer la concentration de Cr(VI) en temps réel et in-situ pendant le processus de traitement. De plus,cette méthode permet également de définir le moment où le Cr(VI) est complètement réduit.
Non-linear Models for Dependency Parsing
Soutenue par Xudong ZHANG
Le 11 mai 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeur de thèse : Thierry Charnois
Co encadrant : Joseph Le Roux
Dans cette thèse, nous étudions les modèles non linéaires basés sur les graphes pour l’analyse syntaxique en dépendance des phrases. Dans une première partie, nous étudions un modèle combinant plusieurs experts (modèle MoE). Ce modèle permet d’approximer en théorie tout modèle non linéaire avec un mélange d’experts simples (modèle linéaire ou de second ordre). Nous atteignons les performances de l’état de l’art avec des MoE moyennés et nous développons une méthode d’entraînement stabilisée basée sur l’algorithme EM pour entraîner le MoE. Dans la deuxième partie, nous étudions un modèle polynomial généralisé. Les fonctions de score des modèles basés sur des graphes peuvent être considérées comme des fonctions polynomiales. Les travaux précédents restreignent la forme de la fonction pour garantir l’existence d’algorithmes d’inférence efficaces. Nous développons des méthodes d’apprentissage et d’inférence efficaces basées sur un algorithme d’optimisation (Coordinate Ascent). Nos méthodes peuvent ainsi être utilisées avec une fonction de score sans restrictions que nous appelons modèle polynomial généralisé. Notre modèle permet d’atteindre l’état de l’art sur la tâche d’analyse syntaxique. Dans la troisième partie, nous considérons un modèle non linéaire général, qui peut être non polynomial. Nous étudions d’un point de vue théorique l’utilisation de l’algorithme de Frank-Wolfe pour l’apprentissage et l’inférence avec des modèles non linéaires pour l’analyse syntaxique. Nous proposons également le réseau d’inférence probabiliste, qui peut être utilisé pour approximer la distribution de modèles non linéaires.
Implication des facteurs environnementaux alimentaires et respiratoires sur la polyarthrite rhumatoïde : études épidémiologiques et métabolomiques
Soutenue par Johanna SIGAUX
Le 11 mai 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire : LI2P
Directeur de thèse : Luca Semerano
Introduction. La polyarthrite rhumatoïde (PR) est un excellent champ d’application du concept de l’exposome. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’association entre certaines expositions environnementales alimentaires et respiratoires et les caractéristiques et l’évolution de la PR. Méthode. Ce travail est composé de 3 études. Nous avons étudié l’association entre profils d’acides gras poly-insaturés (PUFA) et caractéristiques cliniques, biologiques et radiologiques de la PR, à l’inclusion et à 6 mois au sein de la cohorte française ESPOIR. Pour la partie respiratoire, nous avons utilisé un questionnaire qui permet de quantifier l’exposition professionnelle et non-professionnelle à la silice (Si02) afin de comparer le niveau d’exposition entre PR et témoins (Te), identifier les sources d’exposition à la SiO2 discriminantes entre PR et Te, et explorer une association entre niveau d’exposition à la SiO2 et caractéristiques de la PR. Enfin, nous avons comparé le métabolome des globules rouges des PR vs Te et des répondeurs au méthotrexate (MTX) vs non-répondeurs, en utilisant la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse. Résultats. Nous avons identifié 3 profils de PUFA prédictifs de l’activité et sévérité de la PR, les activités ménagères comme source discriminante d’exposition à la Si02 entre femmes PR et Te et l’ergothionéine, polyamine issue de l’alimentation, comme métabolite discriminant de la PR vs Te et prédicteur de la réponse au MTX. Conclusion. Ce travail multidisciplinaire souligne la variété des expositions impliquées dans la PR et incite au couplage des différents outils dans une perspective de recherche de l’exposome dans la PR.
Routage multi-sauts dans un réseau de drones pour la surveillance routière
Soutenue par Nouman BASHIR
Le 31 mai 2022
Spécialité : Sciences pour l’ingénieur
Laboratoire : L2TI
Directeur de thèse : Saadi Boudjit
Les systèmes de surveillance routière existants sont soit trop coûteux, comme les hélicoptères, en raison de leurs coûts d’exploitation et de maintenance élevés, soit inadéquats pour faire face à la nature dynamique du trafic sur les autoroutes, comme les radars routiers, en raison de leur couverture limitée et des contraintes de mobilité. Des drones autonomes appelés communément UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) et dotés de capacités de prise de vues efficaces peuvent être une solution d’avenir pour des systèmes de surveillance de nouvelle génération. Les drones peuvent fonctionner de façon collaborative en mode ad hoc pour contrer les ressources énergétiques limitées et les contraintes de portée de transmission associées à l’utilisation d’un seul drone. Cependant, la mobilité indépendante des drones et la difficulté de maintien des liens dans une topologie fortement dynamique nécessitent des solutions de routage adéquates et tolérantes aux pannes. De plus, pour un déploiement d’une flotte de drones dans un environnement urbain avec des incertitudes du système de navigation et des problèmes de sécurité qui en découlent, un processus efficace de planification de trajectoire est nécessaire. Dans cette thèse, nous avons exploré les possibilités de faire collaborer des drones avec d’autres architectures pour proposer des solutions de surveillance routière de bout en bout efficaces. Dans un premier temps, une solution de routage pour une flotte de drones est proposée afin d’améliorer la connectivité du réseau en présence de plusieurs stations de base (BS) au sol. Cette solution est améliorée en utilisant les services d’un réseau véhiculaire ad hoc (VANET) dans le cas de non-disponibilité d’une station de base au sol à proximité du réseau de drones. L’approche ainsi proposée de la récupération anticipée d’une perte de connectivité avec les stations de base au sol, assure une meilleure continuité de transmission de bout en bout en prenant en compte les pertes de liaisons dues à la topologie fortement dynamique du réseau. La deuxième partie présente un travail collaboratif entre des drones et des capteurs sans fil déployés au sol pour améliorer la connectivité et l’efficacité de la surveillance sur une autoroute. Le réseau de capteurs est l’épine dorsale de cette architecture et fournit des services de routage aux drones en plus de les guider dynamiquement vers le point de surveillance où le taux d’infractions est le plus élevé. Ce travail suit une solution de routage inter-couches pour augmenter la durée de vie du réseau de La dernière partie de cette thèse concerne la planification des trajectoires des drones dans un environnement urbain pour assurer respectivement, la connectivité du réseau et la sécurité de la flotte de drones en évitant les collisions.
Learning from Data and Learners
Soutenue par Yohan FOUCADE
Le 10 juin 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeur de thèse : Younes Bennani Meziane
Cette thèse porte sur l’apprentissage collaboratif. Ce paradigme d’apprentissage est une des nombreuses méthodes ayant vu le jour au cours de ces dernières années afin de tenter d’exploiter le plus efficacement possible le volume croissant de données générées et stockées de par le monde. Parmis ces méthodes, on trouve par exemple l’apprentissage fédéré et le clustering ensembliste. Ces différentes approches ont pour point commun de permettre un calcul distribué et préservant la confidentialité des données traitées. Leur objectif est d’obtenir un modèle entrainé sur des données dispersées sur différents noeuds d’un réseau. Ce qui est fait soit en entrainant directement un modèle partagé par les différents sites, soit en cherchant un consensus entre plusieurs apprenants entraînés séparément. Ce dernier point constitue la principale différence avec l’apprentissage collaboratif. En effet, dans ce paradigme, on ne cherche pas à réaliser un consensus. L’objectif est que chaque apprenant bénéficie des résultats obtenus par ses homologues tout en préservant la confidentialité des données. Un des enjeux du domaine est le choix des sites distants avec lesquels collaborer et de l’intensité de la collaboration. Sans précaution particulière, il est tout à fait possible que les performances locales soient détériorées suite à la collaboration. Nous proposons l’utilisation de l’entropie comme mesure de l’incertitude quant aux prédictions des différents modèles afin de pondérer, pour chaque modèle, l’information qu’il reçoit de ses homologues. Nous proposons une implémentation dans le cadre de l’apprentissage supervisé en utilisant des arbres de décision comme modèle de base. Un autre verrou scientifique réside dans les difficultés liées à l’apprentissage non- supervisé. Outre le fait qu’il n’existe pas de mesure objective de la performance, le paradigme d’apprentissage collaboratif souffre du fait qu’il n’y ait pas de correspondance évidente entre les classes formées par les différents modèles. Nous proposons une architecture de clustering collaboratif permettant à tous les modèles de s’améliorer. Nous proposons aussi une analyse détaillée de ce mode de collaboration en étudiant l’effet, au niveau individuel, de l’échange d’informations entre les différents apprenants. Les approches proposées dans les deux premiers chapitres sont essentiellement heuristiques et ont été implémentées dans le but de répondre aux verrous scientifiques identifiés au début de ces travaux. Nous en fournissons néanmoins une analyse théorique portant sur la complexité en espace, sur certaines conditions suffisantes pour que l’algorithme termine, et sur les bornes de
généralisation.
généralisation.
Approximations cellulaires d’applications diagonales de polytopes opéradiques
Soutenue par Guillaume LAPLANTE-ANFOSSI
Le 27 juin 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Bruno Valette
Coencadrant : Eric Hoffbeck
Le but premier de cette thèse, qui se situe à la confluence du calcul opéradique et de la géométrie discrète, est de développer une théorie générale des approximations cellulaires de la diagonale d’une famille de polytopes. L’application de cette théorie aux opéraèdres, encodant la notion d’opérade à homotopie près, et aux multiplaèdres, encodant la notion de morphisme infini entre algèbres associatives à homotopie près, permet d’obtenir des modèles topologiques pour ces deux notions, de même que des formules universelles explicites pour leurs produits tensoriels. Les calculs effectués s’avèrent valides pour l’ensemble des permutoèdres généralisés, une classe plus vaste de polytopes comprenant plusieurs autres familles opéradiques.
Optimisation microstructurale du Ti-24Nb-4Zr-8Sn harmonique : voie d’élaboration, étude du comportement mécanique et des mécanismes de déformation
Soutenue par Benoît FER
Le 29 juin 2022
Spécialité : Sciences des matériaux
Laboratoire : LSPM
Directeurs de thèse : Guy Dirras et Frédéric Prima
Coencadrant : David Tingaud
Le Ti-24Nb-4Zr-8Sn est un alliage de titane de la famille des beta-métastables. De par son faible module d’Young et l’absence de toxicité des éléments chimiques qui le composent, il trouve des applications dans le domaine biomédical. Sur le plan mécanique, il présente en fonction de son état métallurgique des effets de plasticité induite par transformation martensitique et maclage mécanique. Cependant, les limites d’élasticité et en fatigue du matériau doivent être améliorées, sans toutefois perdre en ductilité. Parmi les différentes pistes explorées pour améliorer le compromis entre résistance mécanique et ductilité des alliages métalliques, les structures à tailles de grains hétérogènes sont prometteuses. La structure harmonique est un cas particulier de structure hétérogène, composée d’un réseau inter-connecté, à trois dimensions, de zones à gros grains, appelées le coeur, et de zones à petits grains, appelées la coquille. Le procédé d’élaboration fait intervenir plusieurs étapes de métallurgie des poudres : l’obtention de poudres pré-alliées de morphologie sphérique par atomisation à l’argon, le broyage mécanique (BM) à bas niveau énergétique, et le frittage par courant pulsé (SPS) des poudres broyées. Nous proposons donc l’élaboration et la caractérisation microstructurale et mécanique du Ti-24Nb-4Zr-8Sn harmonique. Ainsi structuré, l’alliage possède des propriétés mécaniques en cisaillement plus élevées que celles du matériau conventionnel. Les mécanismes de plasticité sont notamment contrôlés par des contraintes internes au matériau, induites par un réseau de dislocations géométriquement nécessaires qui s’empilent aux interfaces coeur-coquille. Il est créé pour accommoder les incompatibilités de déformation inhérentes à la structure harmonique. Cependant, une fragilité en traction est induite par une contamination par l’oxygène des poudres et la précipitation de phase alpha aux joints de grains de la coquille. Un broyage mécanique sous vide primaire a permis une diminution importante de la fraction de précipités dans la structure harmonique, et par la même occasion de la fragilité du matériau.
Regulation and role of syndecan-1 in thoracic aneurysms and atherosclerosis
Soutenue par Sara ZALGHOUT
Le 1er juillet 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire: LVTS
Directeurs de thèse : Dan Longrois et Eva Hamade
Coencadrant : Benjamin Richard
L’accumulation de glycosaminoglycanes (GAG) est l’une des caractéristiques histopathologiques caractérisant la paroi vasculaire au cours du développement des anévrismes de l’aorte thoracique (TAA), avec l’apoptose des cellules musculaires lisses (CML) et la dégradation des fibres d’élastine. Le syndécan-1 (SDC-1) est un protéoglycane à sulfate d’héparane impliqué dans la régulation (i) des interactions cellule-matrice extracellulaire (MEC), (ii) de la plasticité phénotypique des CML et (iii) de divers aspects de l’inflammation de la paroi vasculaire. Dans ce travail, nous avons étudié la régulation du SDC-1 ainsi que son rôle potentiel dans l’évolution des TAA. Nous avons mis en évidence une surexpression du SDC-1 par les CML des échantillons humains issue de TAA par rapport aux aortes saines. Le rôle de SDC-1 a ensuite été étudié dans un modèle murin de reproduisant la maladie. Nous avons observé, comme dans les biopsies humaines, une augmentation de l’expression de SDC-1 dans les aortes de souris ayant développé un TAA murins comparé aux aortes saines. Cependant, il apparait que dans ce modèle le SDC-1 n’est pas impliqué dans le développement des TAA. En effet, la comparaison des souris sauvages et déficientes en SDC-1 n’a pas permis de mettre en évidence de différence ni dans l’apparition de ces anévrysmes ni dans leur rupture. De plus, le déficit en SDC-1 ne modifie pas les caractéristiques du TAA telles que le remodelage de la ECM ou le recrutement des leucocytes. Parallèlement à ces travaux, nous avons étudié l’expression de SDC-1 dans les stades précoces de l’athérosclérose et tenté d’explorer son rôle possible dans l’athérogenèse. Nos résultats indiquent que l’expression du SDC-1 est régulée positivement chez l’Homme dans les lésions précoces par rapport aux échantillons sains et qu’il est principalement exprimée par les CML. Des CML primaires humaines ont été transduites à l’aide d’un vecteur lentiviral afin d’induire une surexpression du SDC-1 et d’analyser ses conséquences sur l’internalisation des lipoprotéines et la sensibilité des cellules au TGF-ß. Nous n’avons pas mis en évidence d’implication du SDC-1 dans l’internalisation des LDL par les CML, mais nos résultats suggèrent que le SDC-1 pourrait faciliter l’augmentation de l’expression des marqueurs contractiles et la synthèse du collagène de type I, induites par le TGF-ß1. Nos données illustrent que SDC-1 pourrait être impliqué dans divers mécanismes au cours de l’athérogenèse précoce et pourrait participer à la stabilisation de la plaque et limiter la progression de l’athérosclérose.
The integration theory of curved absolute homotopy Lie algebras
Soutenue par Victor ROCA LUCIO
Le 4 juillet 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Bruno Valette
Le but principal de cette thèse est de développer la théorie de l’intégration des algèbres de Lie à homotopie près absolues courbées. Dans un premier chapitre, on développe les outils du calcul opéradique nécessaire: on code les cogèbres non conilpotentes via des opérades et on introduit leur notion duale d’algèbre sur une cooperade, dites «algèbres absolues». Les premières sections de ce chapitre rappellent l’état de l’art et les trois dernières est fait de résultats originaux, ainsi que le reste de la thèse. Dans le deuxième chapitre, on développe le calcul opéradique courbé, qui permet d’encoder les types d’algèbres courbés. Finalement, dans le troisième chapitre, on développe la théorie de l’intégration des algèbres de Lie à homotopie près absolues courbées grâce aux deux chapitres précédents. Notre nouvelle approche de l’intégration nous permet d’obtenir plusieurs applications à la théorie de la déformation et à la théorie de l’homotopie rationnelle.
Stabilité et homologie de factorisation équivariante
Soutenue par Aleksandar MILADINOVIC
Le 7 juillet 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Yonatan Harpaz
L’objectif de cette thèse est de contribuer à l’étude de la théorie de l’homotopie équivariante. Il se compose de trois parties. Dans la première partie, nous prouvons que la stabilisation de l’infinie catégorie des G-espaces par rapport aux sphères de représentation est équivalente à l’infinie catégorie des G-spectres, où G est un groupe de Lie compact. L’infinie catégorie des G-espaces est obtenue via la structure de modèle standard sur la catégorie des G-espaces, tandis que l’infinie catégorie des G-spectres est acquise à partir de la structure du modèle stable. En fait, on prouve que ces catégories sont présentables, donc on montre l’équivalence des infinie catégories présentables. Dans la deuxième partie, nous utilisons la théorie paramétrée des catégories supérieures pour construire la version équivariante de l’homologie de factorisation. Il existe déjà une construction de homologie de factorisation équivariante pour les variétés avec l’action d’un groupe fini, que nous étendons aux variétés avec l’action d’un groupe de Lie compact à stabilisateurs finis. Dans la troisième partie, nous développons la théorie des approximations des infinie opérades paramétrées lorsque la paramétrisation est faite par rapport à l’infinie catègorie des G-espaces transitifs (i.e. les orbites) avec des stabilisateurs finis, où G est un groupe de Lie compact. Nous utilisons cette théorie pour prouver que l’infinie catégorie des G-disques est librement générée par l’infinie catégorie des H-disques avec un cadrage approprié sur les G-disques et les H-disques, où H < G est un sous-groupe fini.
Modélisation de la formation de nanoparticules et des effets ‘dusty plasma’ dans les décharges radio-fréquence d’argon-acétylène
Soutenue par Gautier TETARD
Le 7 juillet 2022
Spécialité : Sciences pour l’ingénieur
Laboratoire : LSPM
Directeurs de thèse : Khaled Hassouni et Pascal Brault
Co-encadrante : Armelle Michau
Ce travail traite de la modélisation des plasmas RF réactifs d’argon/acétylène en vue d’élucider la cinétique de formation des nanoparticules et leur dynamique dans ces plasmas. Nous avons modélisé la décharge RF, le transport des précurseurs et leur croissance moléculaire couplés à la dynamique d’aérosol des particules. Nous avons développé des schémas de résolution pour traiter ces phénomènes couplés aux temps caractéristiques très différents et mis en oeuvre un modèle de dynamique d’aérosol bimodal. Nous avons mis en avant le rôle clé d’Ar* sur l’ionisation et montré que, même à faible %C2H2, les hydrocarbures participent à l’équilibre de la décharge. Nous avons montré que la croissance se fait par les espèces neutres mais reste peu efficace à faible %C2H2. À plus fort %C2H2, la croissance des ions positifs devient très efficace. Elle est responsable d’une forte nucléation de particules. Nous avons étudié la dynamique de ces particules et leur couplage avec la décharge. Nous avons montré que les particules croissent principalement par dépôt moléculaire bien que la coagulation soit efficace. Nous avons étudié l’influence des particules sur la dynamique et la composition du plasma. Nous avons montré que dès les premières secondes de la décharge, les particules provoquent une légère augmentation de la température électronique qui, malgré la diminution de la densité électronique, induit une augmentation significative de la cinétique d’ionisation et de la nucléation contrôlée par les ions.
Algorithmes pour l’optimisation sans dérivées avec variables mixtes
Soutenue par Juan José TORRES FIGUEROA
Le 11 juillet 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeur de thèse : Roberto Wolfler Calvo
Co-encadrant : Emiliano Traversi
L’optimisation sans dérivées est un outil populaire pour résoudre des problèmes complexes dans lesquels la description analytique de la fonction objectif n’est pas disponible et le calcul des dérivées n’est pas pratique, sinon impossible. Beaucoup de ces problèmes considèrent des variables discrètes non relaxables qui ajoutent une complexité supplémentaire à l’optimisation et à l’analyse de convergence. Cette thèse concerne le développement de deux algorithmes sans dérivées avec variables mixtes qui adressent certains de ces complications. Le premier algorithme est une adaptation de la méthode à région de confiance qui utilise une approximation quadratique adaptée de la fonction inconnue. Ces modèles sont construites sous l’hypothèse d’une structure quadratique locale. De plus, ces modèles se sont prouvés complètement linéaires dans voisinages réels et entiers restreints. Cet algorithme se prouve globalement convergent vers plusieurs définitions d’optimalité locale, même dans l’optimisation de fonctions qui n’affichent pas la structure quadratique locale. Le deuxième algorithme est un hybride de la programmation DC et de la méthode de région confiance qui tire parti des structures potentielles sur la fonction objectif. Il est basé sur l’hypothèse que l’optimisation partielle par rapport aux variables discrètes peut être effectuée en utilisant un nombre polynomial d’évaluations de la fonction objectives. Cet algorithme est globalement convergent vers un point stationnaire par rapport aux variables continues et à l’optimum global dans le domaine entier. De plus, cette thèse présente une définition générale d’un modèle entièrement linéaire et explore les mécanismes pour évaluer et maintenir des modèles avec des erreurs bornées. La contribution finale de ce travail est l’introduction de nouvelles mesures de stationnarité entière qui empêchent la terminaison algorithmique précoce et facilitent l’analyse de convergence.
Développement de nanoparticules HfO2 comme agent de contraste en imagerie X
Soutenue par Yasmine SEBTI
Le 12 juillet 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire: LVTS
Directrice de thèse : Laurence Motte
Co-encadrant : Yoann Lalatonne
L’athérothrombose, première cause de décès dans le monde constitue un réel problème de santé publique qui nécessite un diagnostic précoce, afin d’anticiper et d’éviter la survenue d’accidents vasculaires aigus. Le diagnostic de cette pathologie, est réalisé par la tomodensitométrie CT. Les avancées récentes au niveau des détecteurs du scanner à comptage photonique (SPCCT), permettent l’exploitation de la raie au niveau du k-edge des agents de contraste, et leur discrimination spécifique, et quantitative. Le développement de ce scanner multicolore, et les nombreux effets secondaires considérables de l’iode, utilisé comme agent de contraste à l’heure actuelle, nécessite de nouveaux candidats à haut k-edge comme agents de contraste en imagerie X. Parmi ces candidats, figure les nanoparticules (NPs) d’oxyde d’hafnium (HfO2), qui sont déjà testées à l’échelle clinique (stade III) comme agent radiosensibilisant pour le traitement du cancer. L’objectif de cette thèse a été de développer des NPs HfO2 comme agent de contraste en imagerie X, dans le cadre de la détection de l’athérothrombose. Dans un premier temps, l’analyse de plusieurs conditions de synthèse, a permis la sélection d’une condition optimale, pour la synthèse et la stabilisation des nanoparticules sans surfactants. Les NPs HfO2 obtenues reproductibles, stables, ont été fonctionnalisées en surface avec le fucoïdane, un polysaccharide sulfaté qui présente une très bonne affinité pour la P-sélectine, une glycoprotéine biomarqueur de l’athérothrombose, et des ions citrates comme ligand contrôle. La présence de lacunes d’oxygène a révélé des propriétés de photoluminescence pour les NPs HfO2, qui sont d’autant plus amplifiées en présence du fucoïdane. Les tests d’adhésion sous flux dynamique artériel, ont démontré un ciblage spécifique des agrégats plaquettaires activés en présence de la nanoplatefome HfO2-Fucoidane. La cytotoxicité des nanoparticules fonctionnalisées a été évaluée sur un modèle de cellules humaines, HUVEC, et la preuve de concept de l’atténuation des rayonnements X en imagerie k-edge du SPCCT, a été apportée. Ces résultats ont montré le développement d’un nouvel outil à base de NPs HfO2, comme agent de contraste en imagerie X, pour le diagnostic à l’échelle moléculaire de l’athérothrombose
La croissance maximale des périodes automorphes et intégrales oscillatoires pour les variétés plates maximales
Soutenue par Bart MICHELS
Le 18 juillet 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Farrell Brumley
Cette thèse contribue à la théorie analytique des formes automorphes et des fonctions L automorphes. Dans une première partie nous démontrons un résultat sur les valeurs extrêmes des périodes géodésiques des formes de Hecke-Maass sur les surfaces hyperboliques compactes, quand la valeur propre du Laplacien grandit. La preuve utilise la méthode d’amplification d’Iwaniec et Sarnak. Nous obtenons aussi un résultat sur les valeurs extrêmes des fonctions L de Rankin-Selberg et nous faisons le lien avec les conjectures sur les valeurs extrêmes des fonctions L. Dans une deuxième partie nous démontrons un résultat sur les valeurs extrêmes des périodes plates maximales des formes de Hecke-Maass, sur les espaces symétriques compacts associés aux formes de PGL(3). Nous discutons de son importance dans le contexte plus large du comportement extrémal des périodes automorphes. Nous obtenons aussi une asymptotique pour des moyennes quadratiques des périodes plates maximales sur des espaces symétriques compacts plus généraux. Nos principales contributions techniques sont les suivantes. La première est l’analyse des intégrales orbitales utilisée pour obtenir des asymptotiques pour une formule de traces relative, ainsi que des nouveaux résultats sur la géométrie globale des sous-variétés plates maximales des espaces symétriques. La deuxième est une exploration des limites de la méthode d’amplification pour les périodes toriques sur les formes de PGL(n).
Modélisation mathématique des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin
Soutenue par Safaa AL ALI
Le 20 juillet 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Hatem Zaag
Co-encadrant : Sébastien Li-Thiao-Te
1. Contexte général Les maladies inflammatoires de l’intestin (MICI) sont des maladies chroniques qui durent toute la vie et qui se caractérisent par une inflammation du du tractus gastro-intestinal. Elles englobent deux entités principales : la maladie de Crohn (MC) et la colite ulcéreuse (CU). La MC affecte le tractus gastro-intestinal avec des lésions discontinues. À l’inverse, la CU n’affecte que le côlon et se caractérise par une inflammation continue de la muqueuse superficielle à partir du rectum. Les MICI montrent une forte augmentation de leur prévalence dans le monde entier [1]. Les MICI ont un impact significatif sur la vie des patients qui doivent faire face à de nombreux défis liés à la maladie et ses complications. Les patients se sentent toujours fatigués et ont besoin de plus de repos que les personnes en bonne santé. La maladie affecte également leur bien-être psychologique en raison de leur capacité réduite à répondre à leurs besoins individuels de fonctionnement et de productivité [2]. Par conséquent, les patients atteints de MII développent du stress, de l’anxiété ou de la dépression, ce qui a un impact sur leurs relations sociales. Les MICI étant incurables, les patients ont besoin d’un suivi et de traitements à vie, ce qui représente une charge financière pour eux. La visualisation de l’intérieur de l’intestin est cruciale pour le diagnostic, le traitement et le suivi des maladies inflammatoires de l’intestin. Les médecins utilisent généralement deux techniques : l’endoscopie par capsule sans fil qui qui est plus adaptée au diagnostic de la maladie de Crohn [3] et la coloscopie qui est plus pratique pour la colite ulcéreuse [4]. La procédure de coloscopie consiste à utiliser un tube fin et flexible avec une mini- caméra vidéo pour examiner le côlon et le rectum. caméra vidéo pour examiner l’intérieur du côlon et du rectum et est réalisée par un clinicien expérimenté. La vidéo de la coloscopie est utilisée pour évaluer l’activité de la maladie à l’aide d’un score numérique également appelé score de sévérité. de gravité. Les scores de gravité actuels, tels que Mayo [5] et UCEIS [6], ne prennent en compte que les lésions les plus graves de type saignements, ulcères et visibilité principale du schéma vasculaire. Cette évaluation de la gravité de la maladie dépend de l’interprétation du gastro-entérologue et ne tient pas compte de l’étendue spatiale ni de la distribution locale des lésions dans le côlon. Cette thèse vise à fournir une évaluation objective de la sévérité de la colite ulcéreuse. Vers Dans ce but, nous décidons de combiner l’analyse de vidéos de coloscopie et les techniques de modélisation mathématique. Nous décidons également de prendre en compte la distribution spatiale des lésions dans le côlon. 2 Collaboration avec les médecins Cette thèse est le résultat d’interactions entre biologistes, gastro-entérologues et mathématiciens. Le centre d’excellence INFLAMEX en France (ANR-10-LABX-17) rassemble des équipes de recherche de toutes les disciplines autour des maladies inflammatoires. En particulier, une collaboration continue a été établie entre le groupe de gastro-entérologie des hôpitaux Bichat et Beaujon (avec les médecins Yoram Bouhnik, Xavier Treton et Eric Ogier-Denis) et l’équipe Math, Bio et Images (MBI) du laboratoire de mathématiques LAGA (Laboratoire Analyse, Géométrie et Applications). Grâce à notre collaboration avec des médecins, nous avons obtenu une base de données appelée Vatic qui comprend 49 vidéos de coloscopie enregistrées aux hôpitaux Bichat et Beaujon pour un ensemble de patients atteints de RCH et d’individus sains.
3. Contributions de la thèse Cette thèse comprend cinq travaux basés sur l’analyse de vidéos de coloscopie et des techniques de modélisation mathématique. – Dans le premier travail, nous proposons un algorithme automatique de détection des lésions hémorragiques et ulcéreuses présentes dans une vidéo de coloscopie. Les lésions sont annotées par des rectangles, ce qui entraîne de nombreuses erreurs dans la vérité terrain, en particulier pour les pixels d’angle. Pour y remédier, nous proposons de modifier les critères de sensibilité afin de prendre en compte les annotations détectées plutôt que les pixels détectés. De plus, nous proposons un schéma d’échantillonnage efficace pour explorer l’ensemble des détecteurs linéaires. Les résultats obtenus montrent un bon accord avec la vérité terrain. – Deuxièmement, nous proposons de visualiser la distribution spatiale des lésions de la CU le long du côlon. Nous supposons que la vitesse de retrait du côlon pendant la coloscopie est constante, et que les images sont ensuite distribuées linéairement dans la vidéo. Les résultats obtenus permettent d’obtenir plus d’informations sur l’état de l’inflammation du côlon en comparaison avec les scores de gravité actuels et une distinction fine entre les patients ayant les mêmes scores endoscopiques. – Dans le troisième travail, nous modélisons la sévérité de la maladie en prenant en compte la distribution spatiale de la lésion dans le côlon. Nous étudions donc plusieurs décompositions des segments du côlon et nous montrons une grande concordance avec les scores de sévérité actuels. – Ensuite, nous apportons des preuves à un ensemble d’hypothèses médicales. Nous introduisons la notion de modèles compatibles dont les performances sont inférieures à celles du meilleur modèle avec un certain seuil d’erreur prédéfini. Nous montrons que les lésions sont plus abondantes près du rectum, que la gravité de la RCH augmente avec le nombre de lésions trouvées dans la vidéo de coloscopie et qu’il existe une grande variabilité entre les médecins lors de l’évaluation de la gravité des lésions hémorragiques et ulcéreuses. – Enfin, nous modélisons la distribution spatiale des lésions de RCH avec l’équation de Fisher Kolmogorov- Petrovski-Puskinov (FKPP). En utilisant la coloscopie du patient, nous estimons la vitesse de propagation des lésions. Nous calculons également le temps au bout duquel tout le côlon sera affecté par la maladie. Les résultats montrent des vitesses de propagation des lésions similaires pour des patients ayant les mêmes scores endoscopiques. Cependant, tous les segments du côlon seront affectés à un moment très différent. De plus, les saignements semblent envahir le côlon plus rapidement que les ulcères
3. Contributions de la thèse Cette thèse comprend cinq travaux basés sur l’analyse de vidéos de coloscopie et des techniques de modélisation mathématique. – Dans le premier travail, nous proposons un algorithme automatique de détection des lésions hémorragiques et ulcéreuses présentes dans une vidéo de coloscopie. Les lésions sont annotées par des rectangles, ce qui entraîne de nombreuses erreurs dans la vérité terrain, en particulier pour les pixels d’angle. Pour y remédier, nous proposons de modifier les critères de sensibilité afin de prendre en compte les annotations détectées plutôt que les pixels détectés. De plus, nous proposons un schéma d’échantillonnage efficace pour explorer l’ensemble des détecteurs linéaires. Les résultats obtenus montrent un bon accord avec la vérité terrain. – Deuxièmement, nous proposons de visualiser la distribution spatiale des lésions de la CU le long du côlon. Nous supposons que la vitesse de retrait du côlon pendant la coloscopie est constante, et que les images sont ensuite distribuées linéairement dans la vidéo. Les résultats obtenus permettent d’obtenir plus d’informations sur l’état de l’inflammation du côlon en comparaison avec les scores de gravité actuels et une distinction fine entre les patients ayant les mêmes scores endoscopiques. – Dans le troisième travail, nous modélisons la sévérité de la maladie en prenant en compte la distribution spatiale de la lésion dans le côlon. Nous étudions donc plusieurs décompositions des segments du côlon et nous montrons une grande concordance avec les scores de sévérité actuels. – Ensuite, nous apportons des preuves à un ensemble d’hypothèses médicales. Nous introduisons la notion de modèles compatibles dont les performances sont inférieures à celles du meilleur modèle avec un certain seuil d’erreur prédéfini. Nous montrons que les lésions sont plus abondantes près du rectum, que la gravité de la RCH augmente avec le nombre de lésions trouvées dans la vidéo de coloscopie et qu’il existe une grande variabilité entre les médecins lors de l’évaluation de la gravité des lésions hémorragiques et ulcéreuses. – Enfin, nous modélisons la distribution spatiale des lésions de RCH avec l’équation de Fisher Kolmogorov- Petrovski-Puskinov (FKPP). En utilisant la coloscopie du patient, nous estimons la vitesse de propagation des lésions. Nous calculons également le temps au bout duquel tout le côlon sera affecté par la maladie. Les résultats montrent des vitesses de propagation des lésions similaires pour des patients ayant les mêmes scores endoscopiques. Cependant, tous les segments du côlon seront affectés à un moment très différent. De plus, les saignements semblent envahir le côlon plus rapidement que les ulcères
Approche épidémiologique des relations entre sucres, index et charge glycémiques, édulcorants et risques de cancer
Soutenue par Charlotte DEBRAS
Le 15 septembre 2022
Spécialité : Santé et santé publique
Laboratoire : EREN
Directrice de thèse : Mathilde Touvier
Plusieurs effets délétères du sucre sont établis (obésité, maladies cardiovasculaires, diabète…) mais son rôle sur le cancer n’est pas clairement défini. Le sucre pourrait représenter un facteur de risque, par des mécanismes liés au statut pondéral mais aussi indépendamment : élévation de la glycémie, inflammation, etc. Par ailleurs la carcinogénicité des édulcorants artificiels a été suggérée par des études expérimentales mais les données sur l’Homme sont insuffisantes. Plusieurs études épidémiologiques se sont penchées sur les boissons édulcorées mais aucune n’a considéré les édulcorants de toutes sources alimentaires. Leurs associations avec les maladies cardiovasculaires ont aussi été suggérées mais les données humaines sont insuffisantes. Cette thèse s’articule autour du sucre et des édulcorants, et de leurs associations avec le cancer. Les sujets abordés concernent les sucres totaux/ajoutés (par type et par source), l’index et la charge glycémiques, les FODMAP et les édulcorants. En outre, le risque de maladies cardiovasculaires a été étudié en relation avec l’exposition aux édulcorants. Nos travaux ont identifié dans le cadre de la cohorte NutriNet-Santé (n>100 000) des associations entre les expositions liées à la consommation de sucre et le risque de cancer (cancer du sein en particulier) ainsi qu’entre l’exposition aux édulcorants et le risque de cancer et de maladies cardiovasculaires. La consommation de sucre pourrait donc représenter un facteur de risque modifiable pour la prévention primaire des cancers. En outre, ces travaux fournissent de nouvelles données sur les édulcorants artificiels, en cours de réévaluation par l’EFSA et considérés de près par l’OMS.
Suites spectrales rassemblées, Bocksteins, et applications à THH
Soutenue par Maxime CHAMINADOUR
Le 27 septembre 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Christian Ausoni
Soit ku le spectre de la K-théorie complexe connective, localisée en un premier p, et soit ℓ la summand d’Adams connective. La suite spectrale de Bockstein associée à la multiplication par v 1 ∈ ℓ *, et qui calcule les groupes d’homologie de Hochschild topologique THH *(ℓ), est connue. Le but de cette thèse est, dans un premier temps, d’étendre ces résultats à la suite spectrale de Bockstein associée à la multiplication par u ∈ ku *, qui calcule THH *(ku) ; dans un second temps, d’étudier la composée
Σ+∞K(ℤ,3) → Σ +∞ BGL 1 (ku) → K(ku) → THH *(ku)
capturant une partie des unités de la K-théorie algébrique de ku via la trace de Bökstedt dans THH.
Nous développons d’abord des outils généraux, qui relient une suite spectrale à ce que nous appellerons des suites spectrales rassemblées et tronquées. Nous étudions ensuite comment les extensions dans une suite spectrale de Bockstein sont parfois déterminées par la suite spectrale elle-même. Ce résultats généraux nous permettent de calculer la suite spectrale de Bockstein de THH *(ku) à partir de celle de THH *(ℓ). Nous ferons ensuite un deuxième calcul de THH *(ku) en utilisant THH logarithmique. Enfin nous donnons une présentation de ku*K(ℤ,3) et nous calculons la partie sans torsion de l’application ku *K(ℤ,3) → THH *(ku).
Σ+∞K(ℤ,3) → Σ +∞ BGL 1 (ku) → K(ku) → THH *(ku)
capturant une partie des unités de la K-théorie algébrique de ku via la trace de Bökstedt dans THH.
Nous développons d’abord des outils généraux, qui relient une suite spectrale à ce que nous appellerons des suites spectrales rassemblées et tronquées. Nous étudions ensuite comment les extensions dans une suite spectrale de Bockstein sont parfois déterminées par la suite spectrale elle-même. Ce résultats généraux nous permettent de calculer la suite spectrale de Bockstein de THH *(ku) à partir de celle de THH *(ℓ). Nous ferons ensuite un deuxième calcul de THH *(ku) en utilisant THH logarithmique. Enfin nous donnons une présentation de ku*K(ℤ,3) et nous calculons la partie sans torsion de l’application ku *K(ℤ,3) → THH *(ku).
Modeling, design, fabrication and characterization of organic light emitting diodes with distributed feedback micro-cavity under ultra-short electrical pulsed regime
Soutenue par Amani OUIRIMI
Le 28 septembre 2022
Spécialité : Physique
Laboratoire : LPL
Directeur de thèse : Alexis Fischer
Coencadrant : Alex Chamberlain Chime
Ce travail à dominante expérimentale vise la conception, la micronanofabrication et la caractérisation d’un composant combinant une diode électroluminescente organique (OLED) et une cavité à contre-réaction répartie (DFB) pour aller vers la diode laser. Si l’essor de l’électronique organique a donné naissance à de nombreux composants optoélectroniques la démonstration de la diode laser organique reste encore un défi majeur malgré une publication très récente par l’équipe japonaise d’Adachi. Parmi les verrous scientifiques qui freinent la réalisation de la diode laser organique, on peut noter premièrement la faible densité de courant que peut accepter les semi-conducteurs organiques (100-1000mA/cm² en courant continu) alors que le seuil laser est estimé au-delà de plusieurs kA/cm². Deuxièmement, les pertes par annihilation dues à l’accumulation des états triplets qui apparaissent au-delà de la dizaine de nanosecondes et qui renchérissent le seuil laser. A défaut de disposer de matériaux particuliers à faible taux d’annihilation,l’effet laser peut être observé dans une autre configuration correspondant à une fenêtre temporelle inférieure à 10ns et à des impulsions électriques de l’ordre du kA/cm2 pour des OLEDs placées dans le cas le plus favorable, dans des cavités à très haut facteur de qualité offrant un seuil laser parmi les plus bas. Cette thèse, étudie les aspects électriques, optiques et matériaux des trois constituants d’une diode laser organique, à savoir, une cavité, un milieu à gain, et une source d’excitation. Le premier chapitre, permet grâce à une étude bibliographique d’identifier les enjeux et faire une première série de choix pour orienter la suite des travaux. Le deuxième chapitre de ces travaux est consacré à des conceptions et modélisations. Un modèle électrique amélioré par rapport à l’état de l’art est proposé qui permet de concevoir des OLEDs plus rapides avec des constantes de temps de l’ordre de 100ps. Ce modèle électrique permet de dimensionner et fabriquer des composant pour répondre aux exigences de densité de courant élevée pour atteindre les seuils laser visés. Un modèle laser dynamique est ensuite proposé qui en prenant en compte l’excitation électrique et la dynamique des émissions spontanée et stimulées constitue une avancée par rapport à l’état de l’art. Ce modèle de diode laser organique permet de prédire la dynamique laser à partir des paramètres clés comme par exemple le seuil laser. Le troisième point étudié est la cavité laser. Une étude théorique basée sur la modélisation 1D et 2D a été réalisée afin de dimensionner le type de cavité à fabriquer. Le troisième chapitre, met en oeuvre les conclusions du chapitre précédent pour fabriquer les les électrodes par photlithographie, les cavités de type DFB combinant un premier et un deuxième ordre par lithographie électronique, et les OLEDS par évaporation sous vide. Le chapitre quatre présente des mesures électriques et optiques résolus en temps des constituant élémentaires de la diode laser conçus selon les résultats des chapitres précédents. La rapidité des OLEDs à l’échelle de quelques centaines de ps, ainsi que des densités de courant dépassant des dizaines de kA/cm² ont été validés. Sous pompage optique, les cavités de type DFB présentent des facteurs de qualité de l’ordre de plusieurs millers ce qui valide la conception et la fabrication. Finalement, une série de composants combinant une OLED ultra-rapide, une cavité DFB faite d’un premier ordre et d’un deuxième ordre sont caractérisés. Des premiers résultats montrent une réponse optique avec microcavité DFB plus intense avec que sans cavité que nous pouvons interprétons comme un début d’Amplification de l’émission stimulée (ASE).
Increasing vehicles cooperative perception through enhanced CAM service
Soutenue par Faiz SANAULLAH
Le 28 septembre 2022
Spécialité : Ingénierie informatique
Laboratoire: L2TI
Directeurs de thèse : Nadjib Achir et Khaled Boussetta
Dans la première partie de cette thèse, nous avons exploré les avantages de l’exploitation des capteurs embarqués pour élargir la prise de conscience du véhicule dans le contexte des communications coopératives. Par la suite, nous avons examiné la sensibilité des balises (CAM et ECAM) aux différentes topologies de mobilité des véhicules des scénarios urbains et autoroutiers pour différentes densités de trafic. De même, nous avons démontré l’importance de la portée de détection du capteur ainsi que différents modèles de perte de propagation sur la communication coopérative de CAM et ECAM grâce à des résultats de simulation étendus. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons proposé un mécanisme de relais de données, nommé (IRB), sur le module de transmission pour rediffuser les informations. Avant d’émettre sa balise, un véhicule intègre les informations, préalablement reçues via sa source de communication, à condition que le véhicule concerné soit disponible dans sa portée de communication. Les performances de ce schéma ont été vérifiées à l’aide de nombreux résultats de simulation. Enfin, dans cette thèse, nous avons introduit notre autre algorithme de prérogative, (DCPB), pour choisir efficacement le véhicule le plus approprié pour la transmission de la balise parmi les véhicules voisins. Cette méthode exploite la capacité du capteur à détecter plus d’objets comme source de son algorithme dynamique pour minimiser la contention sur le canal d’accès. Plus tard, nous illustrons l’efficacité de cet algorithme dynamique basé sur les priorités (DCPB) dans divers scénarios de véhicules grâce à des simulations pervasives.
Studies of correlations in an ensemble of lattice trapped dipolar atoms – Études des corrélations de spin dans un système d’atomes dipolaires piégés dans un réseau optique
Soutenue par Youssef AZIZ ALAOUI
Le 3 octobre 2022
Spécialité : Physique
Directeurs de thèse : Bruno Laburthe-Tolra et Laurent Vernac
Dans ce manuscrit nous étudions le développement de corrélations de spin entre atomes de chrome piégés dans un réseau optique. Ce système se caractérise par le grand spin (S=3) des atomes utilisés ainsi que la grande portée et l’anisotropie des interactions interatomiques. Dans ce manuscrit sont décrites deux expériences dans lesquelles nous observons le développement de ces corrélations de spin. Ces deux expériences sont basées sur la mesure répétée des populations Zeeman globales et l’estimation de leurs second moments statistiques. Les valeurs expérimentales de ces propriétés statistiques ne sont pas uniquement dictées par la dynamique dipolaire, et elles sont en général impactées par de nombreux autres phénomènes aléatoires (les fluctuations du signal total, la fluorescence atomique etc…). Dans le deuxième chapitre de ce manuscrit, nous fournissons des méthodes de traitement statistique des données expérimentales qui permettent d’isoler la contribution du bruit de projection quantique. Dans le troisième chapitre de ce manuscrit, nous donnons la preuve expérimentale de la croissance de corrélations de spin dans notre système au fur et à mesure de sa thermalisation. Les résultats de ce chapitre mettent en évidence les possibilités nouvelles associées aux grands spins en termes de suivi des corrélations. Dans le quatrième chapitre nous décrivons la mise en oeuvre d’une nouvelle méthode de bipartition qui nous a permis d’examiner plus finement la structure des corrélations se développant dans notre système et d’en démontrer la relative complexité. La croissance de ces corrélations concorde avec les scénarios de thermalisation quantique communément acceptés selon lesquels la thermalisation des systèmes isolés est induite par l’intrication des différentes sous-parties du système.
Hydrogen transport in tokamaks – Estimation of the ITER divertor tritium inventory and influence of helium exposure
Soutenue par Remi DELAPORTE-MATHURIN
Le 17 octobre 2022
Spécialité : Sciences des matériaux
Laboratoire : LSPM
Directeurs de thèse : Yann Charles et Christian Grisolia
Coencadrant : Jonathan Mougenot
Les futurs réacteurs à fusion utiliseront un combustible formé d’un mélange de deutérium et de tritium. En tant qu’isotope radioactif de l’hydrogène, le tritium peut représenter un danger en terme de sûreté nucléaire et son inventaire dans les matériaux des réacteurs doit être contrôlé. Dans ITER, la limite de sécurité du tritium en cuve est de 700 g. L’inventaire de tritium du divertor d’ITER a été estimé numériquement avec le code FESTIM, qui a été développé pour simuler le transport de l’hydrogène dans des monoblocs de tungstène. Une étude paramétrique a été réalisée en faisant varier les conditions d’exposition (température de surface et concentration en hydrogène de surface) et une loi de comportement a été extraite. Cette loi de comportement a permis d’estimer rapidement un inventaire monobloc pour un temps d’exposition, une concentration et une température de surface données. Cette loi de comportement a ensuite été utilisée et interfacée avec les données de sortie du code à plasma de bord SOLPS-ITER afin d’estimer l’inventaire d’hydrogène de l’ensemble du divertor de ITER. En s’appuyant sur des hypothèses restrictives, l’inventaire total d’hydrogène (deutérium et tritium) s’est avéré bien inférieur à la limite de sécurité du tritium d’ITER, atteignant environ 14 g après 25 000 impulsions de 400 s. Pour étudier l’influence de l’exposition à l’hélium sur ces résultats, un modèle de croissance de bulles d’hélium a été développé. Les résultats de ce modèle de croissance de l’hélium étaient en bon accord avec les résultats numériques publiés et les observations expérimentales. Une étude paramétrique a été réalisée pour étudier l’influence des conditions d’exposition sur la densité et la taille des bulles. Pour étudier l’influence des bulles d’hélium sur le transport d’hydrogène, des expériences TDS de deutérium de tungstène pré-endommagé avec de l’hélium ont ensuite été reproduites. La distribution de la densité et de la taille des bulles a été calculée à l’aide de ce modèle de croissance des bulles d’hélium et les résultats ont été utilisés dans les simulations FESTIM. Il a été constaté que l’exposition du tungstène à l’hélium pouvait potentiellement réduire l’inventaire d’hydrogène en saturant les défauts, rendant impossible le piégeage de l’hydrogène. De plus, l’effet des bulles d’hélium (création de pièges
supplémentaires pour l’hydrogène) est limité à la région proche de la surface (petite par rapport à l’échelle du monobloc)
supplémentaires pour l’hydrogène) est limité à la région proche de la surface (petite par rapport à l’échelle du monobloc)
Allocation de ressources par une approche hybride apprentissage automatique et optimisation pour l’hébergement et l’infogérance de services web
Soutenue par Etienne LECLERCQ
Le 17 octobre 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeurs de thèse : Céline Rouveirol et Frédéric Roupin
L’un des principaux défis du cloud computing est la gestion des ressources, qui s’inquiète principalement de la planification des charges de travail et du placement des services sur l’infrastructure. Ces dernières années, l’émergence de la virtualisation légère, à travers les conteneurs, a remis en avant le problème d’allocation des ressources, en introduisant notamment l’élasticité. Cette notion nouvelle pour la virtualisation a entraîné de nouvelles contraintes pour ce problème d’allocation, comme l’absence de connaissance a priori sur les ressources effectivement consommées par les individus. Pour répondre à cette problématique et obtenir une gestion optimisée du placement de conteneurs sur une infrastructure, une méthodologie en deux étapes est développée, combinant des techniques d’apprentissage non supervisé et d’optimisation. Une heuristique de placement offline est développée, utilisant un clustering des conteneurs en fonction de leur profil de consommation, afin d’obtenir une première solution de placement prenant en compte ces profils. Cette solution de placement est mise à jour dans le temps par un système de boucle, combinant l’évolution du clustering avec des techniques d’optimisation dans un mode online. Le clustering est lui aussi maintenu à jour grâce à des méthodes d’optimisation en fonction de l’évolution de consommation des conteneurs. Nous implémentons notre méthode sous la forme d’une librairie Python appelée Continuous Optimization for Time Series (COTS), dont l’interface d’entrée paramétrable permet son utilisation et évaluation dans différents contextes de jeux de données et de configurations. À travers la définition et la comparaison de plusieurs critères liés au domaine de l’hébergement en micro-services nous évaluons l’efficacité de notre méthode par rapport à l’état de l’art. Nous montrons ainsi une amélioration de l’efficacité énergétique allant de 5% à 30% en fonction des contextes métiers. Globalement, en considérant l’ensemble des critères, les performances sont améliorées en moyenne de 9,1% par notre méthode. Une analyse détaillée de ces résultats et de divers indicateurs métiers ou algorithmiques précise le comportement de notre méthode et son utilisabilité sur différents scénarios hérités d’environnements de production réels.
Irréductibilité des objets combinatoires: probabilité asymptotique et interprétation
Soutenue par Khaydar NURLIGAREEV
Le 20 octobre 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeur de thèse : Lionel Pournin
Coencadrant : Thierry Monteil
Dans notre recherche, nous traitons de divers objets combinatoires. Certains d’entre eux sont irréductibles, d’autres sont construits à partir d’irréductibles, soit en utilisant des constructions combinatoires dans la méthode symbolique, soit à l’aide de la composition dans la théorie des espèces. Nous nous intéressons à la probabilité qu’un objet combinatoire aléatoire soit irréductible, lorsque sa taille tend vers l’infini. Dans cette thèse, nous obtenons l’expansion asymptotique complète de la probabilité demandée à l’aide d’outils généraux qui s’appliquent à tous les objets combinatoires considérés, à la fois en termes de méthode symbolique et de théorie des espèces. Nous montrons que cette expansion a une certaine structure, ce qui nous permet de nous assurer que les coefficients asymptotiques ont une signification combinatoire. De plus, nous fournissons un moyen d’obtenir la probabilité asymptotique qu’un objet combinatoire aléatoire ait un nombre donné de composantes irréductibles et d’indiquer la signification combinatoire des coefficients impliqués dans les expansions asymptotiques. Enfin, nous appliquons la méthode développée à certaines classes combinatoires particulières et établissons des liens entre elles. Ainsi, nous établissons les expansions asymptotiques pour les probabilités qu’un graphe aléatoire soit connecté, qu’un tournoi aléatoire soit irréductible, qu’une permutation aléatoire soit indécomposable et qu’une surface à petits carreaux aléatoire soit connectée. Ces résultats sont immédiatement généralisés aux multigraphes, aux multitournois, aux multipermutations, aux constellations et à plusieurs autres modèles de surfaces. Nous étudions également par une approche différente mais étroitement liée la probabilité qu’un graphe orienté aléatoire soit fortement connexe et le modèle Erdös-Rényi des graphes aléatoires.
Hétérogénéité fonctionnelle des sous-populations immunorégulatrices impliquées dans la progression de la leucémie lymphoïde chronique
Soutenue par Koceila Massinissa AIT BELKACEM
Le 21 octobre 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire : SIMHEL
Directrice de thèse : Nadine Varin-Blank
La leucémie lymphoïde chronique est une expansion clonale de lymphocytes B matures. Son évolution clinique hétérogène dépend de sous-populations leucémiques échappant à la surveillance antitumorale. Ces cellules dotées de propriétés régulatrices ont fait l’objet de travaux antérieurs du laboratoire mettant en évidence l’existence de sous-populations lymphocytaires produisant de l’IL-10, du TGFb1 et Foxp3. Mon projet de thèse a consisté à poursuivre cette caractérisation et attribuer un rôle fonctionnel à ces sous-populations. Par une approche de blocage des cytokines, les résultats indiquent le rôle critique du TGFb1 dans le développement et la maintenance des populations Tregs sans affecter le compartiment des lymphocytes Th1 effecteurs dont le rôle est attribué à l’IL-10. Outre ces facteurs régulateurs, mon second objectif a été de caractériser dans les lymphocytes B une enzyme immunorégulatrice ?’IDO’’ exprimée de façon constitutive ou inductible par un mécanisme inflammatoire dépendant de l’IFNg . Cette enzyme métaboliquement active est capable de métaboliser le tryptophane en kynurénine en présence de l’IFNg mais son induction est inhibée par le TGFb1 ce qui suggère des mécanismes régulateurs compétitifs. L’ensemble de ces données souligne l’importance des souspopulations régulatrices dans la progression de la LLC et apporte de nouveaux éléments sur les mécanismes d’action des facteurs régulateurs.
Implication du couple CD83 membranaire / CD83 soluble dans le pemphigus auto-immun
Soutenue par Gérôme BOHELAY
Le 8 novembre 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire : Li2P
Directeur de thèse : Philippe Musette
Le pemphigus est un groupe hétérogène de maladies bulleuses auto-immunes intra-épithéliales où les lymphocytes B produisent des auto-anticorps pathogènes directement responsables des lésions bulleuses et érosives, cutanées et muqueuses. Les thérapeutiques ciblées déplétant les lymphocytes B (LB) telles que les anticorps monoclonaux anti-CD20 (RTX) ont permis d’améliorer grandement le pronostic des patients. Cependant, certains sont résistant à ces traitements ou rechutent à distance justifiant l’intérêt de rechercher de nouvelles cibles thérapeutiques afin d’améliorer l’arsenal thérapeutique du pemphigus. Les résultats de ce travail suggèrent l’implication de CD83 dans l’activité du pemphigus. CD83 est une protéine de la superfamille des immunoglobulines existant sous une forme membranaire, exprimée par un large panel de cellules immunitaires activées, et sous un forme soluble. CD83 joue un rôle particulièrement important dans l’orchestration des réponses immunitaires et dans la régulation de l’auto-immunité. CD83 est notamment impliqué dans la maturation des LB. Nos travaux mettent en évidence que les LB de patients ayant un pemphigus actif ont une transcription plus importante du gène de CD83 en comparaison aux donneurs sains, notamment les LB Dsg3+-spécifiques lors de l’étude par single-cell RNA sequencing. Cette augmentation de transcription est associée à une augmentation de l’expression de CD83 à la membrane des LB et à une baisse du taux de CD83 soluble sérique, qui est corrélé négativement au taux d’anticorps anti-Dsg3, chez les patients ayant un pemphigus actif en comparaison aux donneurs sains et aux patients en rémission. Les LB présents au sein de structures ectopiques lymphocytaires des tissus lésés de pemphigus expriment CD83. En culture de PBMC de pemphigus actif allostimulées ou non stimulées, le traitement par anticorps anti-CD83 est responsable d’une surexpression de CD86 par les LB, d’une augmentation de la production de IgG, d’une plus grande quantité d’anticorps anti-Dsg3, associé à une baisse du CD83 soluble. L’ensemble de ces résultats suggère ainsi un potentiel intérêt thérapeutique à cibler CD83 dans le pemphigus. Alors que de tels traitements sont déjà en développement dans les hémopathies, le rejet de greffe ou des maladies inflammatoires chroniques, un traitement déplétant les LB CD83+ ou administrant du CD83 soluble pourrait permettre d’améliorer la régulation de l’auto-immunité dans le pemphigus.
Connecter les descriptions atomiques et continues des joints de grains pour étudier leur migration dans des polycristaux CFC
Soutenue par Etienne NGENZI
Le 9 novembre 2022
Spécialité : Sciences des matériaux
Laboratoire : LSPM
Directeur de thèse : Yann Charles
Coencadrant : Sylvain Queyreau
Comprendre l’évolution de la microstructure sous chargement thermo-mécanique est un défi industriel critique, en lien avec la conception et l’optimisation des matériaux, l’allègement des structures, et la prédiction de la durée de vie en service des composants. L’évolution de la microstructure est également ancrée dans des questions physiques profondes liées aux structures atomiques des interfaces et à leurs conséquences sur leurs propriétés, ou aux interactions mutuelles entre les interfaces et d’autres défauts cristallins tels que les impuretés et les dislocations. Le défi principal dans ce domaine est de formuler un modèle d’évolution de la microstructure avec de réelles capacités de prédiction. Dans ce but, le présent travail de thèse associe des simulations atomistiques à des simulations de champs de phase mésoscopiques en se concentrant sur le Ni, un système bien connu et modèle pour les métaux CFC. Tout d’abord, un grand soin a été apporté à la construction et à la relaxation des joints de grains (JdG) comme donées d’entrée pour les simulations de dynamique molécu- !aire. Nous avons ensuite étudié systématiquement la migration d’un seul JdG dans un bi-cristal. Pour évaluer la généralité des résultats de migration observés, nous avons considéré un large panel de différents JdG, y compris des angles de désorientation faibles et élevés autour de [OO 1], et des caractères de JdG, comprennant des joints de flexion, de torsion et des JdG mixtes. Contrairement à la plupart des études précédentes, nous avons systématiquement exploré l’espace paramétrique force motrice (P)-températ11re (T), afin d’identifier clairement le type de migration que suit le JdG parmi les comportements dits thermiquement activés, athermiques ou antithermiques. La plupart des JdGs commissent une transition d’un régime exponentiel à un régime linéaire en fonction de P. Ces résultats, en accord avec la littérature existante lorsqu’elle est disponible, nous ont permis de formuler une loi de m igration mésoscopique unique qui reproduit les résultats DM (Dy- namique moléculaire) sur toute la gamme de configurations, et qui peut être transmise à des simulations à plus grande échelle. Ensuite, nous avons utilisé le modèle de champ de phase d’Admal et al.(Admal et al ., 20 18) qui dérive du modèle dit KWC. Ce modèle qui décrit les JdGs comme des distributions de dislocations géométriquement nécessaires, et se connecte à la plasticité cristalline classique, est un modèle prometteur, parmi quelques autres, pour inclure les interactions mutuelles entre la migration des JdGs et les dislocations cristallines dans un polycristal. Après une étude de sensibilité, nous avons montré que ce modèle capture naturellement les caractéristiques clés de la migration des JdGs telles qu’observées en DM, telles que la valeur de l’énergie des JdGs, le coefficient de couplage en cisaillement et l’existence de régimes non linéaires et linéaires observés pour la mobilité des JdGs. Enfin, pour relier quantitativement les deux échelles, nous avons dérivé une solution analytique pour le formalisme 1 D KWC, en nous appuyant sur (Lobkovsky and Warren, 2001). Ce travail ouvre la voie à une description réaliste de l’évolution de la microstructure dans un polycristal, grâce à une PF paramétré de manière atomistique.
Une approche unifiée de la combinatoire du lambda-calcul et des cartes: bijections et propriétés limites
Soutenue par Alexandros SINGH
Le 15 novembre 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeur de thèse : Olivier Bodini
Les propriétés structurelles des grandes cartes aléatoires et des lambda-termes peuvent être obtenues en étudiant les distributions limites de divers paramètres d’intérêt. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur des classes restreintes de cartes et leurs équivalents dans le lambda-calcul, en nous basant sur des connexions bijectives récentes entre ces deux domaines. Dans ces cas, les paramètres des cartes correspondent naturellement aux paramètres des lambda-termes et vice versa. Par une interaction entre les lambda-termes et les cartes, nous obtenons diverses nouvelles bijections et spécifications combinatoires qui nous permettent d’accéder aux distributions de paires de paramètres connexes. Pour analyser asymptotiquement ces distributions, nous introduisons des outils appropriés.
Prominine 2 : Biomarqueur du mélanome métastatique et nouvelle cible thérapeutique
Soutenue par Justine PARIS
Le 16 novembre 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Directeur de thèse : Christophe Leboeuf
Malgré les immunothérapies qui ont amélioré le pronostic des patients présentant un mélanome métastatique, près de 50% des patients finissent par avoir une résistance au traitement. Le développement de nouvelles cibles thérapeutique est donc essentiel. PROM2 a été identifié dans le mélanome métastatique humain; comme un biomarqueur prédictif des métastases à distance, associées à une diminution de la survie. Dans ce travail de thèse, nous avions pour objectif de valider PROM 2 en tant que bio-cible pour le mélanome métastatique humain. Nous avons montré que la surexpression de PROM2 était liée in vitro et in vivo à un potentiel métastatique accru grâce à l’augmentation de l’expression des marqueurs de transition épithélio-mésenchymateuse et à la résistance à la ferroptose. En utilisant des oligonucléotides anti-sens ciblant PROM2, nous avons montré que nous pouvons diminuer l’expression de PROM2 , conduisant à une diminution du potentiel d’invasion et de migration. Nous avons également voulu savoir ces observations dans le mélanome étaient transposable à d’autres types de cancer. D’après nos premiers résultats clans le cancer du sein et dans le cancer du rein, il semble que ce soit le cas. Nos résultats ouvrent la voie à d’autres études pour valider le traitement du mélanome métastatique, entre autres, en utilisant PROM 2 comme bio-ci ble susceptibles de modifier leur alimentation pendant le premier confinement lié au COVID-19. Ces résultats suggèrent une influence des traits positifs psychologiques sur les consommations et les comportements alimentaires, et apportent des arguments dans la prise en compte des facteurs psychologiques positifs dans les stratégies de prévention des politiques nutritionnelles.
Déterminants psychologiques positifs du comportement alimentaire et de l’état nutritionnel
Soutenue par Margaux ROBERT
Le 17 novembre 2022
Spécialité : Santé et santé publique
Laboratoire : EREN
Directrice de thèse : Sandrine Peneau
L’alimentation est un élément majeur pour la santé publique, notamment de par son impact sur les maladies chroniques. Elle est déterminée par de nombreux facteurs, tels que les facteurs psychologiques. La psychologie positive en particulier a été identifiée comme une une ressource potentiellement intéressante pour les moyens de prévention en santé publique. Cependant, les associations avec l’alimentation restent en partie méconnues. L’objectif de cette thèse était d’étudier différents traits psychologiques positifs : l’optimisme, l’estime de soi, la résilience, la gratitude, la satisfaction avec la vie, la pleine conscience et la maîtrise, et leurs associations avec la consommation , les comportements alimentaires, ainsi que le statut pondéral, au sein de la cohorte NutriNet-Santé. Les traits psychologiques positifs et les différents aspects du comportement alimentaire (restriction cognitive, alimentation émotionnelle, alimentation incontrôlée et troubles du comportement alimentaires) ont été mesurés grâce à des questionnaires validés (N = 43 622). Les consommations alimentaires ont été évaluées grâce à des enregistrements de 24h, et le poids et taille des participants étaient auto-déclarés. Les participants optimistes étaient moins susceptibles d’être sujets à la restriction cognitive, l’alimentation émotionnelle, l’alimentation incontrôlée et les troubles du comportement alimentaire, et d’être en insuffisance pondérale ou en surpoids. En revanche, l’effet de l’estime de soi sur le poids semblait négligeable, et les associations observées dépendaient également de l’indice de masse corporel initial. Les individus les plus résilients étaient moins susceptible d’être sujets aux troubles du comportement alimentaires, à l’alimentation émotionnelle. Ils avaient également une alimentation de qualité et une consommation plus faible d’aliments ultra-transformés. Certaines associations entre la résilience et les groupes alimentaires étaient méchées par l’alimentation émotionnelle. Les personnes exprimant des niveaux de gratitude élevés étaient également plus susceptibles d’avoir une alimentation de meilleure qualité, et consommaient moins d’aliments ultra-transformés, davantage d’aliments d’origine végétale et d’aliments issus de l’agriculture biologique. Enfin, les individus avec des niveaux de traits psychologique positifs étaient moins susceptibles de modifier leur alimentation pendant le premier confinement lié au COVID-19. Ces résultats suggèrent une influence des traits positifs psychologiques sur les consommations et les comportements alimentaires, et apportent des arguments dans la prise en compte des facteurs psychologiques positifs dans les stratégies de prévention des politiques nutritionnelles
L’Apprentissage Artificiel au service du profilage des données
Soutenue par Marc CHEVALLIER
Le 23 novembre 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeur de thèse : Faouzi Boufares
La transformation digitale au sein des entreprises a donné lieu à une production massive de données. Une fois les problèmes liés au stockage de ces données résolus, leur utilisation est devenue un objectif majeur des entreprises. Mais l’exploitation de ces données s’avère complexe car elles sont très peu documentées et contiennent très souvent de nombreuses erreurs. C’est dans ce contexte que les domaines du profilage des données et de la qualité des données (QD) ont pris de plus en plus d’importance, le profilage ayant pour but d’extraire des méta-données informatives sur les données et la qualité des données de quantifier les erreurs dans les données. Le profilage étant un pré-requis à la qualité des données, nous avons concentré nos travaux sur ce sujet. A l’aide de vecteurs de méta-données simples nous réalisons des tâches de profilage avancées, en particulier la prédiction de types sémantiques complexes au moyen d’algorithmes d’apprentissage artificiel. Les vecteurs de méta-données que nous avons utilisés sont de grande taille et sont donc affectés par la malédiction de la grande dimension. Ce terme regroupe un ensemble de problèmes de performance survenant en apprentissage artificiel quand le nombre de dimensions du problème augmente. Une méthode pour résoudre ces problèmes est d’utiliser des algorithmes génétiques pour sélectionner un sous-ensemble de dimensions ayant de bonnes propriétés. Dans ce cadre nous avons proposé des améliorations : d’une part, une initialisation non aléatoire des individus composant la population initiale de l’algorithme génétique, d’autre part, des modifications pour l’algorithme génétique avec des mutations agressives.
Contributions au développement d’une nouvelle technique de mise en phase gazeuse pour l’étude de la structure et l’endommagement de biomolécules.
Soutenue par Ali BEYDOUN
Le 24 novembre 2022
Spécialité : Physique
Laboratoire : LPL
Directeur de thèse : Bruno Manil
Coencadrant : Frédéric Lecomte
Il existe un lien étroit entre la structure et la fonction des biomolécules, et déterminer leur structure est donc d’un intérêt capital. Les techniques de mise en phase gazeuse couplées à la spectrométrie de masse permettent d’étudier ces structures. Dans cette thèse, je présente le travail du développement instrumental d’une source de mise en phase gazeuse par désorption laser sur microgouttelettes. Cette technique originale possède les avantages des sources usuelles (ESI et MALDI) pour isoler de manière « douce » des molécules en phase gazeuse. Elle possède également un avantage majeur pour les études de l’endommagement de biomolécules à l’échelle moléculaire par la possibilité d’irradier en phase liquide ces molécules d’intérêt biologiques. Ceci ouvre une voie pour l’irradiation des biomolécules dans un milieu complexe, en présence de radio-sensibilisateurs vectorisés par exemple. En parallèle de ce travail de développement expérimental, je présente les résultats de simulations de trajectoires d’ion dans un dispositif d’extraction retardée couplé à un spectromètre de masse par temps de vol. Ces simulations ont pour objectif de mieux comprendre les caractéristiques des ions éjectés lors de la désorption. Un axe de recherche complémentaire, utilisant des expériences de spectroscopie de dissociation induite par absorption multi-photonique dans l’infrarouge et de spectrométrie de mobilité ionique m’a permis de mener des études structurales sur des complexes organo-métalliques, des nano-agrégats d’or et des complexes d’inclusion entre des macromolécules et des principes actifs. La discussion de la structure de ces grands systèmes est rendue possible par la combinaison de ces différentes techniques et par comparaison avec des spectres simulés via des calculs de chimie quantique.
Développement de nanovecteurs hybrides or-polymères pour la thérapie du cancer du pancréas
Soutenue par Celia ARIB
Le 25 novembre 2022
Spécialité : Chimie
Laboratoire : CSPBAT
Directrice de thèse : Jolanda Spadavecchia
La nanomédecine est l’un des domaines en plein essor qui présente de nouvelles techniques de diagnostic et de traitement du cancer, elle peut faire intervenir différents types de nanomatériaux. Notamment, les nanoparticules d’or (AuNPs), qui possèdent des propriétés physicochimiques et optiques uniques. Ces propriétés en font un outil intéressant pour la thérapie chimiothérapeutique ciblée, l’imagerie tumorale et la thérapie photothermique. L’objectif de cette thèse est de développer et d’optimiser plusieurs formulations de nanovecteurs, afin d’améliorer la délivrance d’agents thérapeutiques. La première étape a été de concevoir une nouvelle génération de nanovecteurs qui ont été synthétisés par complexation de biomolécules (enzymes ; albumine de sérum bovin (BSA), Superoxyde dismutase de Manganèse (MnSOD), catalase (CAT)) au sel d’or. Dans une seconde partie, nous avons développé un nanovecteur organique basé sur la complexation d’un polymère, le polyéthylène glycol diacide (PEG-COOH) avec un cofacteur (FAD). Ce complexe sera un précurseur pour le développement d’un nanovecteur hybride. Le FAD joue un rôle clé dans un large éventail de réactions d’oxydoréduction cellulaires, qui sont impliquées dans les mécanismes métaboliques. L’objectif final est de développer plusieurs formulations de flavine pour le traitement du cancer. Ces nanovecteurs ont été caractérisés par des techniques physico- chimiques, en parallèle d’études in vitro. Enfin dans la dernière partie, nous avons développé un nanovecteur hybride à partir de sel d’or, et de peptides de pénétration cellulaire (Neurofilament à chaîne légère (NFL), Transcription Transactivator (TAT) et Vimentin (VIM)). Ces peptides sont connus pour leur capacité à traverser la membrane cellulaire. La caractérisation de ces nanovecteurs a été réalisée par différentes techniques de spectroscopie, suivie d’études de stabilité, d’internalisation cellulaire et d’études in vitro. Les deux nanovecteurs peptidiques complexés avec des nanoparticules d’or et FAD-PEG ont été appliqués sur des études in vivo de cancer du pancréas et du foie. Le but de ces études était de voir l’effet thérapeutique des nanovecteurs et leur impact sur le système immunitaire et les éventuels effets secondaires qui peuvent être générés. Ces études ont montré que les les NFL-BIOT-PEG-AuNPs et PEG-FAD peuvent être des candidats intéressants pour le traitement du cancer.
Vers une mesure précise du potentiel Casimir-Polder entre des atomes d’argon métastables et un nanoréseau en transmission.
Soutenue par Charles GARCION
Le 1er décembre 2022
Spécialité : Physique
Laboratoire : LPL
Directeur de thèse : Gabriel Dutier
Depuis les années 1950, les interactions atome-surface, aussi appelées interactions Casimir-Polder, ont été étudiées au travers de nombreux travaux théoriques. Nombre d’expériences ont été proposées et réalisées afin de mesurer les interactions atome-surface. Pour autant, les expériences n’ont pas permis de mesurer le potentiel d’interaction atome-surface avec une incertitude inférieur à 10%. Dans cette thèse, nous présentons une expérience d’atomes froids dédié à l’étude des interactions Casimir-Polder. L’expérience repose sur la diffraction d’atomes d’argon métastables par un nanoréseau matériel en transmission. Au vu des vitesses de propagation des atomes, nous avons développé une simulation basée sur la résolution numérique de l’équation de Schrödinger dépendant du temps. Cette simulation nous permet d’étudier la diffraction d’un paquet d’ondes par une fente matérielle, tout en prenant en compte à la fois les interactions atome-surface et l’absorption de la fonction d’onde au contact des surfaces. Les résultats de la simulation sont confrontés aux données expérimentales à l’aide d’outils statistiques permettant de tester le modèle dans le but d’effectuer une mesure de précision.
Étude des instabilités non linéaires autour de solutions laminaires de systèmes d’EDP de la mécanique des fluides ou des modèles de propagation en biologie
Soutenue par Tien Tai NGUYEN
Le 7 décembre 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeurs de thèse : Olivier Lafitte et Jean-Marc Delort
L’étude de la stabilité des écoulements laminaires satisfaisant un système d’équations hyperboliques a beaucoup attiré l’attention des physiciens et des mathématiciens en raison de son apparition dans de nombreux modèles en mécanique des fluides, par ex. Rayleigh-Taylor, Kelvin-Hemholtz, détonation de Zeldovitch-von Neumann-Doring. En particulier, l’existence de modes normaux pour les problèmes linéarisés autour de ces écoulements stationnaires a conduit à de nombreux résultats théoriques et numériques. Pendant ce temps, l’utilisation des résultats d’instabilité linéaire pour obtenir des résultats d’instabilité non linéaire est un défi mathématique en raison du manque d’informations sur le spectre complet du problème linéarisé. Différents cadres abstraits sont développés pour prouver l’instabilité non linéaire avec des applications à divers systèmes non linéaires en mécanique des fluides. Dans cette thèse, nous nous intéressons à un modèle particulier, l’instabilité visqueuse de Rayleigh Taylor pour un profil lisse de densité croissante. Le premier objectif est de décrire et d’utiliser une nouvelle méthode, basée sur la théorie des opérateurs, pour prouver l’existence de multiples modes normaux au problème linéarisé. Ces multiples modes normaux, ainsi que les estimations d’énergie non linéaires, nous aident à prouver une instabilité non linéaire générale, étendant un cadre célèbre de Guo et Strauss et de Grenier. Il semble pertinent d’appliquer cette méthode à d’autres systèmes non linéaires, notamment le model de bi-fluid ou les équations de détonation de Zeldovitch-von Neumann-Doring (généralisant les résultats semi-classiques du problème linéarisé déjà connus).
Contribution à la théorie dimensionnelle de tapis et d’éponges auto-affines en loi ou invariants par multiplication par certains semi-groupes d’entiers.
Soutenue par Guilhem BRUNET
Le 7 décembre 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Julien Barral
Dans cette thèse, on calcule la dimension de Hausdorff et la dimension de Minkowski de plusieurs classes de structures fractales déterministes et aléatoires. Dans un premier temps, on étudie la classe des tapis de Baranski déterministes, généralisation de la classe des tapis de Sierpinski, très bien connus depuis les travaux de Bedford, McMullen puis de Kenyon et Peres. On présente une approche différente de celle de Baranski pour établir un principe variationnel sur les dimensions de mesures de produits de Bernoulli et ainsi calculer la dimension de Hausdorff de ces tapis. On s’intéresse ensuite aux dimensions des tapis de Baranski aléatoires, complétant des résultats de Lalley et Gatzouras (étude des lapis de Sierpinski aléatoires) et de Barral et Feng (étude des éponges de Sierpinski aléatoires) . Nos résultats permettent aussi de donner une formule pour la dimension de Hausdorff d’autres objets assez proches, les tapis de Lalley-Gatzouras aléatoires. Enfin, on se penche sur la situation de la dimensions supérieure, qui est plus délicate comme montré par les résultats récents de Das et Simmons dans le cas déterministe. On étudie la dimension des mesures de Mandelbrot inhomogènes portées par une éponge de Baranski aléatoire et on propose un principe variationnel donnant la dimension de Hausdorfî d’une telle éponge. Dans la deuxième partie du mémoire, on développe une théorie dimensionnelle pour une certaine classe d’éponges invariantes sous l’action d’un semigroupe d’entiers. Ceci généralise les travaux de Kenyon, Peres et Solomyak , ces derniers ayant étudié le même type d’ensemble en dimension 1. On établit en particulier pour calculer la dimension de Hausdorff de ces objets de nouveaux principes variationnels à l’aide d’une classe de mesures introduite par ces trois auteurs.
Modèle de cellules endothéliales appauvries en glycosaminoglycannes: effet sur les processus cellulaires impliqués dans l’angiogenèse
Soutenue par Meriem NAIM
Le 8 décembre 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire : LVTS
Directrice de thèse : Angela Sutton
Coencadrante : Hanna Hlawaty
Les maladies cardiovasculaires telles que l’athérosclérose représentent la première cause de mortalité dans le monde. L’athérosclérose est caractérisée par une obstruction des vaisseaux sanguins causant une ischémie, définie par une diminution ou arrêt du flux sanguin et pouvant aboutir à la nécrose des tissus. Comme réponse compensatoire, l’organisme stimule l’angiogenèse. L’angiogenèse est un processus de formation de nouveaux vaisseaux sanguins médié par les cellules endothéliales en réponse à des facteurs pro-angiogéniques tels que les facteurs de croissances (VEGF) et les chimiokines (CXCL12). Les protéoglycannes (PG) sont des protéines liées de manière covalente à des chaînes de glycosaminoglycannes (GAG) qui interviennent dans la régulation de différents processus cellulaires à travers leur capacité à se lier à diverses molécules. Les GAG et les PG sont les éléments majoritaires composant le glycocalyx endothélial vasculaire. Cependant, le glycocalyx est dégradé au cours de l’ischémie. De ce fait, nous avons étudié dans un modèle de cellules endothéliales, l’impact de l’appauvrissement en GAG sur les processus impliqués dans l’angiogenèse. Nos résultats ont principalement montré que la réduction en GAG in vitro engendre une modification de l’expression des PG SDC-1 et SDC-4, une perturbation de la balance adhérence-migration et une inhibition de la formation de réseaux vasculaires en absence et en présence de CXCL12 (in vitro et ex vivo sur modèle d’anneaux aortiques de rat). Ces résultats mettent en évidence le rôle important des GAG dans l’angiogenèse.
Quantum Machine Learning Approaches for Graphs and Sequences: application to Nuclear Safety Assessment
Soutenue par Ahmed ZAIOU
Le 9 décembre 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeurs de thèse : Basarab Matei et Younes Bennani
Coencadrant : Mohamed Hibti
Dans cette thèse, notre objectif est de fournir des solutions moins complexes en utilisant des algorithmes purement quantiques ainsi que des algorithmes d’apprentissage automatique quantique pour traiter des problèmes dans le domaine des études probabilistes de sécurité (EPS) avec un temps raisonnable. Nous abordons les deux aspects du problème des EPS, statique et dynamique. Pour le problème statique, où nous sommes intéressés à trouver toutes les combinaisons d’événements de base du système qui peuvent générer des accidents graves, nous proposons d’obtenir ces combinaisons d’événements de base par un algorithme quantique, en utilisant des graphes orientés au lieu de chercher toutes les solutions d’un problème SAT. Notre contribution est un algorithme quantique qui utilise un nombre linéaire de qubits et grâce à un filtre classique, nous pouvons trouver toutes les combinaisons d’événements de base qui peuvent générer ces accidents. Dans le cas dynamique, où nous sommes intéressés à trouver toutes les séquences accidentelles d’un système, notre principal intérêt est le traitement de ces séquences. Dans le cas classique, afin de trouver toutes ces séquences, nous utilisons le graphe d’état du système et nous cherchons tous les chemins entre l’état courant et tous les états critiques. Comme ce problème est NP-complet, nous proposons une solution quantique pour trouver tous ces chemins. Nous proposons deux algorithmes quantiques, tous les deux basés sur la philosophie des marches quantiques. Le premier algorithme permet de trouver tous les chemins entre un sommet source et plusieurs sommets destination dans un graphe orienté a-cyclique. Cet algorithme utilise $N$ qubits et $M$ portes afin de trouver tous les chemins. Le second est une version hybride du premier, il est capable de traiter de grands graphes même avec un nombre réduit de qubits. Une autre contribution consiste une approche quantique de l’algorithme Dynamic Time Warping (DTW) afin de calculer la similarité entre ces séquences, ainsi qu’une version capable de trouver la meilleure correspondance entre les séquences en utilisant des sous-séquences dont la longueur varie dynamiquement. Nous proposons également une stratégie d’apprentissage pour les modèles de Markov cachés quantiques (QHMM) afin de générer des scénarios accidentels à partir de n’importe quel état initial du système et également pour gérer le système en temps réel. Nous proposons enfin une version améliorée de $k$-means quantique. La complexité de chaque itération de la version classique de $k$-means est de $\mathcal O (K\times M\times N)$. Dans notre cas, le calcul de toutes les distances entre les observations et les centres des clusters avec un seul circuit quantique, et l’utilisation de l’algorithme de recherche quantique de Grover, nous permet de réduire la complexité à $\mathcal O (\log( K\times M \times N))$ . Une autre version de l’algorithme des $k$-means équilibrés quantiques est aussi proposé en utilisant le quantique adiabatique. Enfin, nous proposons une version quantique de l’algorithme Convex-NMF qui est plus rapide que la version classique. Nous concluons cette thèse par une application de nos approches proposées sur un système réel dans le domaine des EPS.
Etude des voies de la prostaglandine E2 et des oméga-3 dans la fibrose cardiaque et dans la maladie coronarienne.
Soutenue par Amel BOUHADOUN
Le 13 décembre 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire : LVTS
Directeur de thèse : Xavier Norel
Les maladies cardiovasculaires dont font partie la fibrose cardiaque et la maladie coronarienne représentent la première cause de mortalité dans le monde. La fibrose cardiaque qui est un processus de remodelage myocardique secondaire à différentes pathologies dont l’infarctus du myocarde ; est une des causes majeures du développement de l’insuffisance cardiaque (IC). Ces deux maladies inflammatoires pourraient être la conséquence d’un déficit de production de molécules de résolution de l’inflammation appelées SPM ; qui sont issues du métabolisme des oméga-3 (n-3) en particulier l’EPA (acide eicosapentaénoïque) et le DHA (acide docosahexaénoïque). Ce sont des études cliniques qui ont d’abord montré les effets bénéfiques d’une supplémentation en EPA/DHA sur la réduction de la survenue de l’infarctus du myocarde et sur la réduction de la fibrose. Il existe donc à ce jour de nombreuses interrogations quant à leurs mécanismes d’actions et en particulier chez l’homme. L’objectif principal de cette thèse est donc d’étudier les effets des n-3 et de leurs métabolites dans la fibrose cardiaque et dans la relaxation coronarienne. La première partie de ce travail consiste à connaitre la production en SPM avant et après stimulation avec l’EPA et le DHA dans des échantillons de ventricule gauche (VG) provenant de coeurs explantésde patients atteints d’IC et de donneurs d’organes. Dans ces échantillons, la résolvine (Rv)D5 et la marésine (MaR1) sont les SPM les plus produits. On a montré que la MaR1 est davantage produite dans les VG en IC après stimulation par le DHA. L’expression de son récepteur LGR6 est également augmentée dans ces VG. On a mis en évidence une dérégulation de l’expression des enzymes lipoxygénases (LOX) responsables du métabolisme des n-3 : augmentation de 15-LOX-1 et diminution de 5-LOX dans les échantillons de coeurs en IC. On a montré que les enzymes 15-LOX-1, 15-LOX-2, 12-LOX et 5-LOX sont exprimés par les cardiomyocytes humains. Suite aux résultats de la lipidomique, nous avons choisi de travailler sur trois SPM : RvD1, RvD5 et MaR1. Dans la deuxième partie, nous avons montré que la production de la prostaglandine E2 (PGE2) et l’expression de son enzyme de synthèse la mPGES-1 sont augmentées dans les VG en IC. Nous avons rapporté une modulation de la production de la PGE2 par la RvD1, RvD5 et MaR1 dans les fibroblastes cardiaques humains en conditions inflammatoires. En dernier, nous avons évalué la capacité de relaxation de l’EPA, DHA, RvD1, RvD5 et MaR1 sur des artères coronaires humaines isolées et contractées avec de la PGE2 ou un analogue du thromboxane A2. La PGE2 et le TxA2 étant excessivement produits dans la maladie coronarienne, ils accentueraient le tonus des coronaires. Nous avons montré que seul le DHA réduit la contraction induite par la PGE2. Alors que l’EPA et le DHA n’ont pas d’effet sur l’analogue du TxA2. Par la suite, nous avons montré le pouvoir relaxant de la RvD1, RvD5 et MaR1 sur les coronaires contractées avec de la PGE2. Nous avons mis en évidence l’expression de leurs récepteurs respectifs dans les cellules endothéliales et musculaires lisses. En conclusion, mes travaux ont apporté des connaissances sur la voie métabolique des n-3 dans le coeur humain et sur l’existence d’une régulation de la PGE2 par les SPM aussi bien dans le c?ur que dans les artères coronaires. Nous pensons que les voies de signalisation de ces SPM pourraient représenter de potentiels cibles pharmacologiques dans la prise en charge de la fibrose cardiaque et de la maladie coronarienne.
Towards Correct Blockchain-based Business Processes
Soutenue par Ikram GARFATTA
Le 13 décembre 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeurs de thèse : Kais Klai et Mohamed Graiet
La Blockchain, qui a d’abord été présentée comme la technologie à l’origine du Bitcoin, a désormais dépassé le cadre des crypto-monnaies pour s’imposer dans un large éventail de domaines d’application, dont la gestion des processus métier (BPM). En effet, ses propriétés intrinsèques, telles que sa structure décentralisée, sa capacité à donner confiance à des parties non dignes de confiance, son immuabilité et sa transparence financière, semblent fournir les instruments nécessaires pour concevoir des solutions adaptées aux problèmes actuels de BPM, en particulier pour les collaborations. Cette évolution est principalement due à l’introduction du concept de contrat intelligent dans les Blockchains. Un contrat intelligent permet l’exécution de séquences de transactions interdépendantes tout en respectant les règles qui y sont établies. D’autre part, un processus métier (BP) peut être considéré comme un ensemble d’activités reliées par des relations causales dans le but d’atteindre un objectif métier. Par conséquent, les contrats intelligents semblent être d’excellents candidats pour la mise en oeuvre et l’automatisation des BPs. Malgré des avancées significatives dans l’adoption de la Blockchain pour le BPM, la technologie n’en est qu’à ses débuts, et le déploiement de contrats intelligents pour réaliser des BPs ne peut être considéré comme sûr. Par conséquent, la preuve de l’exactitude des contrats intelligents à déployer sur une Blockchain est essentielle pour l’intégrité des processus métier spécifiés. Dans notre travail, nous proposons une approche formelle basée sur la transformation des contrats intelligents Solidity, en tenant compte du contexte BPM dans lequel ils sont utilisés, en un réseau de Petri coloré hiérarchique. Nous exprimons un ensemble de vulnérabilités des contrats intelligents sous forme de formules de logique temporelle (LTL) et utilisons le vérificateur de modèle Helena non seulement pour détecter ces vulnérabilités tout en discernant leur exploitabilité, mais aussi pour vérifier d’autres propriétés spécifiques aux contrats basées sur le temps. L’approche que nous proposons est basée sur la vérification des modèles CPN et comprend principalement trois phases : 1) la transformation du code Solidity des contrats intelligents en sous-modèles CPN correspondant à leurs fonctions. 2) transformer le contexte BPM en un modèle CPN 3) la construction d’un modèle CPN en fonction d’une propriété LTL qui peut exprimer : i) une vulnérabilité dans le code ou ii) une propriété spécifique au contrat, en le reliant à un modèle CPN représentant le comportement à considérer, et l’utilisation du vérificateur de modèles pour vérifier la propriété ciblée sur le modèle construit. Plus précisément, nous optons pour un CPN hiérarchique pour représenter l’exécution et l’interaction des contrats intelligents considérés par rapport à la spécification du contexte BPM fourni. Pour ce faire, nous représentons chaque fonction d’un contrat intelligent par une transition agrégée qui encapsule un sous-modèle correspondant au workflow interne de cette fonction. En fait, notre objectif à cette première étape est d’obtenir des blocs de construction pour le modèle hiérarchique qui sera fourni au vérificateur de modèle. Ensuite, étant donné une spécification de contexte (transformée en CPN) et une propriété LTL à vérifier, le modèle CPN final est construit en (1) reliant la transition agrégée représentant la fonction ciblée au modèle comportemental et (2) construisant une hiérarchie en représentant explicitement les appels de fonctions dans le sous-modèle en question (si la propriété vérifiée le requiert). Nous avons implémenté un outil graphique appelé Solidity2CPN qui automatise les différentes étapes de l’approche proposée et la rend accessible à un plus grand nombre d’utilisateurs qui ne sont pas forcément familiers avec les aspects de la vérification formelle.
Prise en compte de la topographie dans un modèle de Saint Venant à deux vitesses: solutions stationnaires et schémas numériques
Soutenue par Nelly BOULOS AL MAKARY
le 13 décembre 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Emmanuel Audusse
Coencadrant : Martin Parisot
L’objectif de ce travail est d’étudier les solutions stationnaires du modèle de Saint Venant à deux vitesses et ensuite de développer des solveurs de Riemann dits « well-balanced » ou équilibre capables de préserver toute solution stationnaire régulière en 1D sous une topographie arbitraire continue. Dans ce but, nous analysons dans un premier temps les solutions stationnaires. Ensuite, nous proposons des solveurs de Riemann pour le système homogène à deux vitesses, i.e sans topographie. Par la suite, nous étendons ces schémas pour prendre en considération la présence de la topographie. Nous validons les différentes parties de notre étude par des résultats numériques
Estimations d’erreur a posteriori pour le couplage des équations de Navier-Stokes avec l’équation de convection–diffusion–réaction
Soutenue par Joanna FADDOUL
le 13 décembre 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeurs de thèse : Pascal Omnes et Toni Sayah
La solution exacte des équations aux dérivées partielles est en général difficile à calculer. Pour cela, des méthodes numériques ont été développées, qui nous permettent de trouver des solutions approchées. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux équations de Navier-Stokes incompressibles instationnaires qui décrivent le comportement d’un fluide. Nous choisissons un cas où la force appliquée au fluide ainsi que la viscosité du fluide dépendent d’une autre variable, par exemple sa température ou la concentration d’une certaine matière dans ce fluide. Alors nous avons besoin de coupler les équations de Navier- Stokes avec l’équation de convection- diffusion-réaction qui décrit le transport de la variable supplémentaire à la vitesse du fluide. Notre étude s’est développée à trois niveaux. Le problème est tout d’abord discrétisé en utilisant le schéma d’Euler pour la discrétisation en temps et les éléments finis « P1-bulle/ P1/ P1» pour la discrétisation en espace. Dans un premier temps, nous étudions l’estimation d’erreur a posteriori de notre problème de couplage en supposant que le coefficient de diffusion dans l’équation de trans- port est une constante. Cette estimation fait apparaître deux types d’indicateurs d’erreur, le premier lié à la discrétisation en temps et le second lié à discrétisation en espace. Dans un second temps, nous reprenons l’étude du problème couplé en supposant cette fois que le coefficient de diffusion dépend aussi de la variable transportée. Nous com- mençons par montrer l’existence et l’unicité conditionnelle de la solution de ce nouveau problème. Puis nous établissons l’estimation d’erreur a posteriori de ce dernier en suivant des étapes identiques à celles effectuées lors de notre première étude. Finalement, des simulations numériques sont élaborées à l’aide du logiciel FreeFem++ pour valider les résultats théoriques. Les simulations adaptatives en temps et en espace démontrent l’utilité de la démarche. Mots clés : Estimation d’erreur a posteriori, équations de Navier-Stokes, équation de convection-diffusion-réaction, éléments finis, méthode adaptative.
Détection, prédiction et prévention des évènements indésirables liés aux soins via l’intelligence artificielle, en associant approche basée sur les règles de décision et l’apprentissage automatique
Soutenue par Antoine SAAB
Le 13 décembre 2022
Spécialité : Informatique biomédicale
Laboratoire : LIMICS
Directeurs de thèse : Jean-Baptiste Lamy et Mohamad Khalil
La sécurité des patients est considérée comme l’une des plus grandes priorités de santé publique. Les systèmes de santé au niveau mondial tentent de mobiliser des ressources pour la prévention des évènements indésirables cliniques chez les patients. Selon le Plan d’action mondial pour la sécurité des patients 2021-2030 de l’Organisation Mondiale de la Santé, des études ont montré qu’en moyenne un patient sur dix est sujet à un événement indésirable (EI) lors de son hospitalisation dans les pays à revenu élevé. L’estimation pour les pays à revenu faible et intermédiaire suggère que jusqu’à un patient sur quatre sont concernés, avec 134 millions d’événements indésirables survenant chaque année en raison de soins à risque dans les hôpitaux, contribuant à environ 2,6 millions de décès. Dans l’ensemble, 60 % des décès dans les pays à revenu faible ou intermédiaire relatifs à des conditions propices aux soins de santé sont dus à un manque de sécurité et de qualité des soins. Malgré une dynamique positive au cours des vingt dernières années, d’importantes opportunités d’amélioration subsistent, découlant d’une mise en oeuvre inefficace ou inadéquate des actions d’amélioration de la sécurité, et les EI restent l’une des principales causes de morbidité et de mortalité dans la santé, entraînant des pressions supplémentaires pour les systèmes de santé tels que les surcoûts d’hospitalisation, les séjours prolongés à l’hôpital et les taux plus élevés de réadmissions. On estime que entre 10 à 15 % des dépenses de santé sont consommées par les séquelles directes des EI subis par les patients et liés aux soins. Il existe un certain nombre de raisons pour lesquelles le problème de l’incidence élevée des EI pour les patients persiste malgré plus de deux décennies de sensibilisation et de recherche dans le domaine de la sécurité des patients : Le manque d’outils fiables et efficaces pour la mesure et la surveillance des EI cliniques. L’incohérence dans l’utilisation de techniques de prévention recommandées. Le manque d’accessibilité aux techniques de prévention recommandées. Le manque d’utilisabilité de certaines solutions technologiques. L’existence de domaines cliniques pour lesquels il n’y a pas de solutions de prévention prouvées : les «angles morts» de la sécurité patient L’intelligence artificielle (IA) détient un potentiel important qui peut s’appliquer à l’identification, la prédiction et la prévention des EI pour les patients. En fait, il peut être appliqué pour détecter les événements liés à la sécurité des patients et améliorer les performances des alarmes cliniques, fournir des prédictions sur divers événements liés à la sécurité des patients et améliorer le respect des meilleures pratiques. Alors que certains domaines d’application de l’IA en médecine commencent à maturer progressivement, à savoir par exemple l’imagerie médicale, de nombreux autres domaines n’ont toujours pas connu d’applications basées sur l’IA largement reconnues. Quant aux applications expérimentales qui sont publiées, la grande majorité n’a pas encore été suffisamment validée pour des scénarios d’utilisation réels. La détection systématique des événements indésirables (EI) cliniques, tels que les infections liées aux soins, les événements post-chirurgicaux ou les événements indésirables liés aux médicaments, est fondamentale pour mesurer le niveau des EI causés aux patients par la prestation de soins. La disponibilité de cette mesure est en soi importante pour identifier l’évolution des incidences de différentes catégories de dommages. Ces mesures peuvent revetir un intérêt tant au niveau individuel (niveau patient), qu’institutionnel (niveau hospitalier), que régional (système de santé) et mondial. Sans mesures valides de ce type, il est presque impossible d’évaluer le véritable impact des actions d’amélioration de la sécurité sur les résultats cliniques. De plus, si de tels événements peuvent être prédits à temps, un potentiel important en termes de prévention peut être libéré dans l’intérêt des patients, des prestataires de soins et de l’ensemble du système de santé. Le développement d’applications basées sur l’IA pose de nombreux défis liés à la conception, à la validation et à l’acceptation par les utilisateurs qui doivent être relevés avant que ces applications puissent être transformées en des outil précieux pour l’amélioration de la sécurité des patients. Dans cette thèse, notre objectif est d’explorer le potentiel de l’IA lorsqu’elle est appliquée au domaine de la prédiction, de la mesure et de la prévention des événements indésirables cliniques. Notre point de départ sera un système d’outil de détection non basé sur l’IA pour la mesure automatisée des événements indésirables hospitaliers, conçu avant la thèse. Après avoir identifié et analysé les avantages et les inconvénients de ce genre de système, nous concevrons deux modèles basés sur l’apprentissage automatique, consacrés respectivement à la prédiction des réadmissions à l’hôpital et à la détérioration clinique des patients. Nous concevrons également une application d’aide à la décision clinique basée sur l’IA qui associe le deuxième modèle d’apprentissage automatique à des règles cliniques élaborées par des experts médicaux. Nous soulignerons plus particulièrement la valeur ajoutée que de tels systèmes pourraient potentiellement produire à la fois pour améliorer les performances des outils actuels et pour contribuer aux efforts de sécurité des patients. De plus, nous analyserons les spécificités de l’utilisation de l’apprentissage automatique par rapport aux algorithmes basés sur des règles dans de telles applications, et comment ces deux techniques peuvent être utilisées en synergie.
Mathematical analysis of adhesion forces in the context of cell motility
Soutenue par Samar ALLOUCH
le 14 décembre 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Nicolas Vauchelet
Coencadrant : Vuk Milisic
Dans cette thèse, un modèle mathématique d’adhésion dans le contexte de la motilité cellulaire a été étudié. Dans ce cadre, nous étudions un système couplé formé par une équation structuré en âge et une équation intégrale du Volterra. Nos travaux sont divisés en deux parties. Dans une première partie, nous étudions l’équation intégrale avec une force extérieure f à variation bornée. Nous introduisons la régularisée de la fonction f ainsi qu’une nouvelle variable et nous reformulons la version régularisée de cette équa- tion. Nous dérivons une nouvelle estimation a priori et nous établissons la convergence de ce système par rapport au paramètre asymptotique e. De plus, nous présentons un cas particulier où un principe de comparaison spécifique à ce genre d’équations intégrale peut être appliqué. Dans une deuxième partie, nous étudions le comportement asymptotique en temps long de la solution de l’équation intégrale. Nous construisons un développement asymptotique à N -termes de l’opérateur à retardement intégral dans le cas d’un noyau con- stant en temps et dépend seulement du variable d’âge. De plus, nous affaiblissons les hy- pothèses sur le taux du mort, de sorte que nous autorisons la décroissance polynomiale de la densité des liens, et nous améliorons heuristiquement les taux de convergence déjà prouver.
Development of vascularized 3D porous polysaccharide-based hydrogels for tissue engineering
Soutenue par Chau LE BAO
Le 15 décembre 2022
Spécialité : Sciences de la vie et de la santé
Laboratoire : LVTS
Directeur de thèse : Frédéric Chaubet
Coencadrante : Teresa Simon-Yarza
Le réseau vasculaire est essentiel dans plusieurs fonctions biologiques, notamment le maintien de l’homéostasie, l’apport de nutriments, les échanges gazeux et l’élimination des déchets métaboliques [1]. Les limites de diffusion de l’oxygène et des nutriments étant d’environ 200 μm, les cellules situées en périphérie d’un capillaire sont plus susceptibles d’être exposés à un stress hypoxique et d’induire une apoptose [1]. La présence d’un réseau vasculaire fonctionnel est un atout clé dans le développement de modèles physiologiquement pertinents pour l’ingénierie tissulaire et la médecine régénérative. Pour les études in vitro, l’utilisation de modèles vascularisés donnerait un aperçu plus réaliste des événements physiopathologiques et de la réponse aux médicaments, contribuant ainsi au développement de modèles plus prédictifs et cliniquement précis [2,3]. L’objectif de ce projet de doctorat est de développer un hydrogel favorisant la formation de vaisseaux pour être utilisé comme modèle in vitro pour l’ingénierie tissulaire. Une méthode de fabrication permettant de contrôler la microarchitecture des hydrogels polysaccharides a été mise au point pour former des microcanaux de l’ordre des veinules et des artérioles en utilisant un modèle sacrificiel. Ensuite, une méthode a été développée pour fonctionnaliser les hydrogels à l’aide de protéines recombinantes avec des signaux pro-angiogéniques (YIGSR et VEGF). Différentes combinaisons spatiales de ces séquences bioactives ont permis la modulation de différents comportements des cellules endothéliales. Enfin, les matériaux pro-angiogéniques ont été adaptés pour une plateforme microfluidique afin de permettre le développement d’un organe sur puce imitant le phénomène de lésion hépatique induite par des médicaments.
Structural Optimal Transport for Domain Adaptation with Theoretical Guarantees
Soutenue par Mourad EL HAMRI
Le 15 décembre 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeurs de thèse : Younes Bennani et Rosanna Verde
La théorie du transport optimal permet non seulement de définir une distance entre les mesures de probabilité, mais offre également un moyen géométrique de transporter un ensemble de points vers un autre selon le principe du moindre effort. Ce double aspect a laissé la porte grande ouverte pour les applications en adaptation de domaine, une branche de l’apprentissage statistique qui tient compte du changement de distributions entre les données d’apprentissage et les données de test, respectivement appelées domaines source et cible. Toutefois, il existe souvent dans les deux domaines un biais structurel sur la représentation des données ou des structures latentes qui ne sont pas prises en compte par la formulation classique du transport optimal, et l’incapacité à incorporer pleinement ces structures peut entraver le succès de l’adaptation de domaine. Cette thèse présente plusieurs approches pour incorporer les informations structurelles au sein du transport optimal. La première contribution s’appuie sur une formulation hiérarchique du transport optimal pour aligner les structures sources et cibles. Les structures sources sont formées instinctivement en regroupant les données en classes selon leurs étiquettes, tandis que l’apprentissage des structures cachées dans le domaine cible est réduit au problème d’apprentissage de mesures de probabilité via le barycentre de Wasserstein, dont nous prouvons l’équivalence avec le clustering spectral. Notre deuxième contribution est une analyse théorique de l’adaptation de domaine à travers le transport optimal hiérarchique, où nous fournissons des bornes de généralisation pour trois scénarios, à savoir, l’adaptation de domaine non supervisé, semi- supervisé et multi-sources. Ces bornes de généralisation sont basées sur une nouvelle mesure de divergence que nous appelons la distance de Wasserstein Hiérarchique, qui indique, sous des hypothèses modérées, quelles structures doivent être alignées pour mener à une adaptation réussie. Dans notre troisième contribution, nous élargissons le cadre d’apprentissage des structures cibles en dehors du clustering, en développant une approche de propagation de labels basée sur le transport optimal. L’intérêt du transport optimal dans ce contexte est de capturer la géométrie de l’espace d’entrée dans son intégralité. Cette approche effectue une propagation incrémentale de labels, contrôlée par un score qui surveille la certitude des prédictions. Enfin, en s’appuyant sur ce nouvel algorithme de propagation de labels, nous présentons la dernière contribution, qui permets de créer de manière progressive des structures sources augmentées, permettant l’apprentissage d’une suite de sous-espaces latents domaine-invariants et discriminants, au sein desquels il devient facile d’étiqueter graduellement les données du domaine cible.
L’action de membranes pour les infinies-opérades cohérentes
Soutenue par Hugo POURCELOT
Le 15 décembre 2022
Spécialité : Mathématiques
Laboratoire : LAGA
Directeur de thèse : Gregory Ginot
Cette thèse porte sur l’action de membranes, un mécanisme qui munit l’espace des extensions de l’opération identité dans une infinie-opérade cohérente O d’une struc- ture canonique de O-algèbre dans l’infinie-catégorie des cocorrespondances d’espaces. Dans un premier temps, on démontre que la construction donnée par Mann? Robalo de cette action s’étend aux infinie-opérades cohérentes générales, sans re- striction sur l’espace des couleurs ni sur celui des opérations unaires. On établit ensuite l’équivalence entre les modèles de Lurie et de Mann?Robalo de l’espace des extensions d’une opération, en les reliant par un zigzag explicite d’équivalences d’homotopie. Dans le cas monochromatique, on démontre que, contrairement à ce que la littérature existante suppose, l’espace des extensions au sens de Lurie n’est en général pas équivalent à la fibre homotopique du morphisme d’oubli associé mais en est un quotient homotopique par l’action de l’infini-groupe des opérations unaires. Comme conséquence de ces résultats, on montre que les infinie-opérades de petits disques à repères tordues sont cohérentes et admettent une action de membranes reliée aux opérations de topologie des cordes.
Étude d’une micro-décharge à cathode creuse pour la production d’azote atomique : application au dépôt de nitrure de bore
Soutenue par Alice REMIGY
Le 16 décembre 2022
Spécialité : Sciences pour l’ingénieur
Laboratoire : LSPM
Directeur de thèse : Guillaume Lombardi
Coencadrante : Claudia Lazzaroni
L’objectif de cette thèse est de contribuer à la compréhension du fonctionnement des Micro-décharges à cathode creuse (MHCD) et leur possibilités d’application à la production d’azote atomique pour le dépôt de nitrure de bore. Dans un premier temps, une étude paramétrique de la source MHCD, fonctionnant en mélange argon/azote, est réalisé, par une approche croisée de modélisation et de diagnostics plasma, afin de déterminer les paramètres contrôlant la production de l’azote atomique dans le trou de la MHCD. Dans une deuxième partie, les possibilités d’expansion du volume plasma de la MHCD sont explorées, dans l’objectif de réaliser des dépôts de nitrure de bore sur de grandes surfaces (5 cm de diamètre). L’ajout d’un différentiel de pression entre les deux côtés de la MHCD permet de créer un jet qui transporte efficacement les atomes d’azote sur de longue distance et la présence d’une polarisation continue positive du substrat permet d’obtenir une densité homogènes d’azote atomique sur une grande surface. Enfin, l’application au dépôt de nitrure de bore est étudiée, avec une étude exploratoire des différents paramètres de dépôt et leur impact sur les caractéristiques des films déposés. Des films de nitrure de bore amorphe sont caractérisés et leur transfert est étudié pour leur intégration dans des dispositifs électroniques.
Méta-apprentissage guidé par les connaissances du domaine
Soutenue par Massinissa HAMIDI
Le 20 décembre 2022
Spécialité : Informatique
Laboratoire : LIPN
Directeur de thèse : Aomar Osmani
Cette thèse porte sur l’apprentissage dans les applications distribuées telles que l’IoT, l’industrie 4.0 ou la santé connectée. Nous nous intéressons aux différents défis, tant théoriques que pratiques, qui se posent dans ces types d’applications. Ces défis sont principalement liés aux spécificités du domaine et influencent fortement les performances des processus d’apprentissage. Nous poursuivons une stratégie de méta-modélisation pour considérer tous les éléments constitutifs des pipelines d’apprentissage, à partir des capteurs qui génèrent des mesures jusqu’à la phase d’apprentissage et leurs interactions. Nous accordons une importance capitale, dans notre travail, à l’exploitation des connaissances a priori issues du domaine. Ces connaissances peuvent être, par exemple, des modèles équationnels ou des structures topologiques de déploiement de capteurs qui peuvent être intégrés à travers des hyperparamètres dans le processus d’apprentissage. Après avoir exposé le contexte applicatif et un état de l’art du méta-apprentissage et de l’apprentissage fédéré, nous présenterons les contributions qui s’articulent autour de trois axes. Nous proposons, dans un premier temps, deux nouvelles approches qui tirent parti des connaissances du domaine pour sélectionner et augmenter les exemples d’apprentissage. Les principaux problèmes traités dans cet axe sont l’hétérogénéité des sources de données et le coût des mesures effectuées par les capteurs et de leur transmission. Ensuite, nous proposons deux approches qui tirent parti de la sémantique de l’espace des étiquettes pour organiser le processus d’apprentissage. L’idée est de décomposer le processus d’apprentissage en plusieurs sous-problèmes plus faciles à résoudre tout en maximisant la notion de réutilisation, de partage, et de transfert entre ces sous-problèmes. Enfin, nous nous concentrons sur les aspects collaboratifs des capteurs massivement distribués et sur les moyens d’améliorer la conciliation des apprenants décentralisés. Nous étudions des approches qui peuvent fusionner efficacement les
vues relatives fournies par les déploiements de capteurs, les abstraire de leurs biais contextuels et réconcilier les décisions prises par les apprenants décentralisés tout en tenant compte de leur relativité. Toutes nos contributions sont validées par le développement d’approches pratiques évaluées sur des jeux de données provenant d’applications concrètes du monde réel.
vues relatives fournies par les déploiements de capteurs, les abstraire de leurs biais contextuels et réconcilier les décisions prises par les apprenants décentralisés tout en tenant compte de leur relativité. Toutes nos contributions sont validées par le développement d’approches pratiques évaluées sur des jeux de données provenant d’applications concrètes du monde réel.
Réalisation de gaz quantiques de grand spin
Soutenue par Pierre BATAILLE
le 20 décembre 2022
Spécialité : Physique
Laboratoire : LPL
Directeurs de thèse : Bruno Laburthe-Tolra et Olivier Gorceix
Coencadrant : Martin Robert de Saint Vincent
Cette thèse décrit la construction d’un simulateur quantique de l’hamiltonien d’Heisenberg SU(N). Pour cela, on charge un gaz dégénéré de strontium 87, isotope fermionique du strontium, dans un réseau optique dépendant du spin. Dans la première partie, on détaille les étapes expérimentales qui y mènent, notamment le piège magnéto-optique en raie étroite et le refroidissement évaporatif dans un piège dipolaire croisé jusqu’à l’obtention d’une mer de Fermi de strontium 87 à T/TF ~ 0.2. On verra aussi qu’une fois le gaz dégénéré chargé dans un empilement de réseaux optiques carrés 2D et indépendants, un réseau à 689 nm permet de créer un champ magnétique artificiel quasi-alterné par effet de déplacement lumineux dépendant du spin. La suite du manuscrit présente diverses méthodes expérimentales que nous avons développées autour de ce simulateur quantique. D’abord, on détaille notre méthode de spectroscopie de la raie d’intercombinaison avec une instabilité relative en fréquence de 2 × 1012 à 1 s (avec une limite fondamentale de 2 × 1014). Ensuite, on décrit la méthode qui nous permet de peupler, au choix, entre N = 1 et N = 10 états de spin, et celle qui nous permet de mesurer les distributions d’impulsion résolues en spin, par transfert d’impulsion à deux photons sélectif en spin. Cette dernière s’affranchit des limitations spécifiques au strontium 87, dont le très faible facteur de Landé du fondamental empêche d’utiliser les méthodes classiques telle que la séparation Stern-Gerlach. Elle est fondamentale pour étudier les états fondamentaux de l’hamiltonien d’Heisenberg. Enfin, on présente une technique d’imagerie sub-résolution qui permet d’extraire une information sur la taille de nuages sous la limite de résolution du système.