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777 Research products

  • Rural Digital Europe
  • 2013-2022
  • Doctoral thesis
  • FR

10
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  • Authors: Kounades-Bastian, Dionyssos;

    In this thesis we address the problem of multichannel audio source separa- tion (MASS) for underdetermined convolutive mixtures through probabilistic modeling. We focus on three aspects of the problem and make three contri- butions. Firstly, inspired from the empirically well validated representation of an audio signal, that is know as local Gaussian signal model (LGM) with non-negative matrix factorization (NMF), we propose a Bayesian extension to this, that overcomes some of the limitations of the NMF. We incorporate this representation in a MASS framework and compare it with the state of the art in MASS, yielding promising results. Secondly, we study how to separate mix- tures of moving sources and/or of moving microphones. Movements make the acoustic path between sources and microphones become time-varying. Ad- dressing time-varying audio mixtures appears is not so popular in the MASS literature. Thus, we begin from a state of the art LGM-with-NMF method designed for separating time-invariant audio mixtures and propose an exten- sion that uses a Kalman smoother to track the acoustic path across time. The proposed method is benchmarked against a block-wise adaptation of that state of the art (ran on time segments), and delivers competitive results on both simulated and real-world mixtures. Lastly, we investigate the link between MASS and the task of audio diarisation. Audio diarisation is the detection of the time intervals where each speaker/source is active or silent. Most state of the art MASS methods consider the sources to emit continuously; A hypothe- sis that can result in spurious signal estimates for a source, in intervals where that source was silent. Our aim is that diarisation can aid MASS by indicat- ing the emitting sources at each time frame. To that extent we design a joint framework for simultaneous diarisation and MASS, that incorporates a hidden Markov model (HMM) to track the temporal activity of the sources, within a state of the art LGM-with-NMF MASS framework. We compare the proposed method with the state of the art in MASS and audio diarisation tasks. We ob- tain performances comparable, with the state of the art, in terms of separation while winning in terms of diarisation.; Dans cette thèse nous abordons le problème de la séparation de sources audio dans des mélanges convolutifs multicanaux et sous-déterminés, en utilisant une modélisation probabiliste. Nous nous concentrons sur trois aspects, et nous apportons trois contributions. D’abord, nous nous inspirons du modèle Gaussien local par factorisation en matrices non-négatives (LGM-with-NMF), qui est un modèle empiriquement validé pour représenter un signal audio. Nous proposons une extension Bayésienne de ce modèle, qui permet de sur- passer certaines limitations du modèle NMF. Nous incorporons cette représentation dans un cadre de separation audio multicanaux, et le comparons avec l’état de l’art sur des tâches de séparation. Nous obtenons des résultats prometteurs. Deuxièment, nous étudions comment séparer des mélanges audio de sources et/ou des capteurs en mouvement. Ces déplacements rendent le chemin acoustique entre les sources et les microphones variant en cours du temps. L’adressage des mélanges convolutifs variant au cours du temps est peu exploré dans la littérature. Ainsi, nous partons d’une méthode de l’état de l’art développée pour la séparation de mélanges invariant (sources et microphones statiques) et utilisant LGM-with-NMF. Nous proposons à ceci une extension qui utilise un filtre de Kalman pour suivre le chemin acoustique au cours du temps. La technique proposée est comparée à une adaptation block-par-block d’une technique de l’état de l’art appliquée sur des intervalles de temps, et a donné des résultats exceptionels sur les mélanges simulés et les mélanges du monde réel. Enfin, nous investiguons les similitudes entre la séparation et la journalisation audio. La journalisation est le problème de détection des intervalles auxquels chaque locuteur/source est émettant. La plupart des méthodes de séparation supposent toutes les sources émettent continuellement. Cette hypothèe peut donner lieu à de fausses estimations durant les intervalles au cours desquels cette source n’a pas émis. Notre objectif est que la journalisation puisse aider à résoudre la séparation, en indiquant les sources qui émettent à chaque intervalle de temps. Dans cette mesure, nous concevons une cadre commun pour traiter simultanément la journalisation et la séparation du mélange audio. Ce cadre incorpore un modèle de Markov caché pour suivre les activités des sources au sein d’une technique de séparation LGM-with-NMF. Nous comparons l’algorithme proposé à l’état de l’art sur des tâches de séparation et de journalisation. Nous obtenons des performances comparables avec l’état de l’art pour la séparation, et supériures pour la journalisation.

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  • Authors: Rosendo, Juan Luis;

    This work seeks to mitigate the effects of constraints on mobile robotic systems. To this end, auxiliary control loops and robust tuning techniques are proposed. The former are proposed to mitigate the effects of constraints on the input and output of the systems through the modification of the motion parameter in path following applications.Then, PID controllers are considered as a structural constraint, given its wide use in robotics particularly at low control level. A robust tuning methodology considering this constraint is proposed which achieves good performancelevels even when facing disturbances. Finally, to deal with robustness in presence of robots nonlinearity constraints, an analysis and tuning tool for sliding mode controllers is proposed. The particularity of this tuning method, based on global optimization and interval techniques,is that it allows generating tuning maps of the parameter regions where the desired performance criterion is fulfilled. All the proposed strategies are put into practice, through real experimentation or invalidated simulators, over the AUV Ciscrea available at ENSTA Bretagne.; Ce travail vise à atténuer les effets des contraintes sur les systèmes robotiques mobiles. À cette fin, des structures de commande auxiliaire et des techniques de réglage robuste sont proposées. Les structures sont proposées dans le cadre du suivi de chemin pour atténuer les effets des contraintes sur les entrées et les sorties des systèmes. Ensuite, étant donnée leur utilisation répandue en robotique, les contrôleurs de type PID sont considérés comme une contrainte structurelle. Une méthode de réglage robuste, tenant compte de cette contrainte, est proposée permettant d’atteindre de bons niveaux de performance même en présence de perturbations. Enfin, pour faire face à la robustesse en présence des contraintes de non-linéarité sur robots, un outil d’analyse et de réglage pour les contrôleurs de mode glissant est proposé. La particularité de cette méthode de réglage, basée sur des techniques d’optimisation globale et de calculs par intervalles, est qu’elle permet de générer des cartographies de réglage des paramètres pour lesquels le critère de performance souhaité est rempli.Toutes les stratégies proposées sont mises en pratique par des expérimentations réelles ou sur des simulateurs validés (AUV Ciscrea disponible à l’ENSTA Bretagne).

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    Hal-Diderot
    Doctoral thesis . 2019
    Data sources: Hal-Diderot
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      Hal-Diderot
      Doctoral thesis . 2019
      Data sources: Hal-Diderot
  • Authors: Salhi , Bilel;

    Since the end of the 19th century, the mining area of Gafsa (south-west Tunisia) has specialized in the single-activity extraction and enrichment of phosphate for reasons of economic profits. With these exports, this area has suffered an intense degradation of soil resources, vegetation cover and an advanced deterioration of agricultural areas. The management of the mining infrastructure has failed to meet environmental standards, causing social and spatial inequalities and increasing the level of environmental risks.The mining activity was at the origin of the birth and genesis of the mining towns in the Basin of Gafsa (BMG). The formation of spontaneous cities has caused the disarticulation of the urbanization. Urban extensions, including the expansion of anarchic cities, extending to laundries and to mines, thus created conflicts with the phosphatier domain. All these factors make costly and complicated attempts at development and rehabilitation that mining companies do not dare to commit.Taking into account the complexity of the many social, spatial and environmental aspects of the BMG, we used both the classical geographical approach and the geomatics approach that seemed appropriate for better decision-making. The interest of this latter approach makes it possible to identify, analyze, and model the state of the sites, the urban and environmental mutations in relation to the spatial-mining growth.; Depuis la fin du 19ème siècle, l’espace minier de Gafsa (Sud-Ouest de Tunisie) s’est spécialisé dans la mono-activité de l’extraction et l’enrichissement du phosphate pour des raisons de profits économiques certains. Avec ces exportations, l’espace a subi une dégradation intense des ressources du sol, de la couverture végétale et une détérioration avancée des zones agricoles. La gestion des infrastructures minières n’a pas su répondre aux normes environnementales et a provoqué ainsi des inégalités sociales et spatiales et a accentué le niveau des risques environnementaux.L’activité minière a été à l’origine de la naissance et de la genèse des villes minières dans le Bassin Minier de Gafsa (BMG). La formation de cités spontanées a provoqué la désarticulation du tissu urbain. Les extensions urbaines notamment l’expansion des quartiers anarchiques, s’étendant vers les laveries et vers les mines, ont créé ainsi des conflits avec le domaine phosphatier. Tenant compte de la complexité des multiples aspects sociaux, spatiaux et environnementaux du BMG, nous avons utilisé à la fois l’approche géographique classique et l’approche géomatique qui nous a semblé appropriée pour aider à la prise de décision. L’intérêt de cette dernière approche permet d’identifier, d’analyser, et de modéliser l’état des lieux, les mutations urbaines et environnementales en relation avec la croissance spatiale-minière. Les principaux résultats permettent d’avoir une banque de données statistiques et cartographiques, à différentes échelles, pour une vision synthétique et une meilleure compréhension du BMG et de réaliser un modèle d’aide à la décision.

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    HAL-Pasteur
    Doctoral thesis . 2017
    Data sources: HAL-Pasteur
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      HAL-Pasteur
      Doctoral thesis . 2017
      Data sources: HAL-Pasteur
  • Authors: Devaurs, Didier;

    Planning a path for a robot in a complex environment is a crucial issue in robotics. So-called probabilistic algorithms for path planning are very successful at solving dicult problems and are applied in various domains, such as aerospace, computer animation, and structural biology. However, these methods have traditionally focused on nding paths avoiding collisions, without considering the quality of these paths. In recent years, new approaches have been developed to generate high-quality paths: in robotics, this can mean nding paths maximizing safety or control; in biology, this means nding motions minimizing the energy variation of a molecule. In this thesis, we propose several extensions of these methods to improve their performance and allow them to solve ever more dicult problems. The applications we present stem from robotics (industrial inspection and aerial manipulation) and structural biology (simulation of molecular motions and exploration of energy landscapes).; Planifier le chemin d'un robot dans un environnement complexe est un problème crucial en robotique. Les méthodes de planification probabilistes peuvent résoudre des problèmes complexes aussi bien en robotique, qu'en animation graphique, ou en biologie structurale. En général, ces méthodes produisent un chemin évitant les collisions, sans considérer sa qualité. Récemment, de nouvelles approches ont été créées pour générer des chemins de bonne qualité : en robotique, cela peut être le chemin le plus court ou qui maximise la sécurité ; en biologie, il s'agit du mouvement minimisant la variation énergétique moléculaire. Dans cette thèse, nous proposons plusieurs extensions de ces méthodes, pour améliorer leurs performances et leur permettre de résoudre des problèmes toujours plus dificiles. Les applications que nous présentons viennent de la robotique (inspection industrielle et manipulation aérienne) et de la biologie structurale (mouvement moléculaire et conformations stables).

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    Authors: Ritz, Simon;

    Depuis une quinzaine d’années, l’agglomération antique de Senon-Amel fait l’objet de nouvelles recherches pluri¬disciplinaires associant des techniques d’investigation non destructives (prospections pédestres, aériennes, géophysiques, LiDAR) et des opérations de fouilles (préventives et programmées). Ces nouvelles données montrent que le site se déve¬loppe sous la forme de deux pôles de vestiges à caractère urbain, distants de 1,5 km et occupés simultanément pendant la majeure partie de l’Antiquité romaine, du milieu du Ier siècle apr. J.-C. au milieu du IVe siècle apr. J.-C. au moins. Cette configuration bipolaire présente un caractère exceptionnel dans l’urbanisme du nord de la Gaule romaine, qu’il faut ten¬ter d’expliquer. Son expression la plus frappante réside sans doute dans la duplication des édifices publics : chaque pôle urbain est équipé d’une panoplie monumentale complète, comprenant plusieurs temples, des thermes et un théâtre. Dès lors, l’étude des processus qui sont à l’origine de cette composition urbaine particulière, puis des modalités selon lesquelles elle a évolué jusqu’au début du Moyen Âge, s’est imposée comme la problématique structurante de l’enquête. Elle est abordée au travers d’une analyse détaillée des formes et des dynamiques d’occupation de chaque pôle urbain sur le temps long, cherchant à mettre en évidence d’éventuelles spécificités fonctionnelles et à caractériser la nature de leurs relations aux différentes étapes de leur histoire. L’agglomération est également replacée dans son environnement microrégional, entendu au double sens de paysage anthropique et naturel, en partant du principe que les relations qu’entretient la ville avec son « pays d’alentour » participent à la compréhension de l’un et l’autre de ces espaces. Cette approche fondée sur la caractérisation des différentes composantes du système de peuplement microrégional forme le socle de la discussion sur l’origine et l’évolution du schéma urbain bipolaire. Elle met notamment en exergue le rôle de l’intégration politique des cités gauloises au cadre administratif romain, ainsi que l’incidence de l’économie du culte dans la bipolarisation de l’urba¬nisme. La trajectoire très originale de Senon-Amel contribue à enrichir notre connaissance de la diversité des processus de formation et d’évolution du fait urbain dans le nord de Gaule. Cependant, l’intérêt du site va au-delà de l’étude d’une forme urbaine singulière et somme toute anecdotique : la juxtaposition des deux pôles urbains fait ressortir leurs spécificités mieux qu’ailleurs, parce qu’on a ici la possibilité de les comparer dans le détail, en minimisant l’incidence d’états documentaires différents ou de spécificités régionales, qui peuvent biaiser les comparaisons à plus large échelle. On voit ainsi apparaître deux trajectoires urbaines complètement différentes, opposant schématiquement un habitat groupé d’origine laténienne qui a prospéré à l’époque romaine grâce à une économie orientée vers des activités artisanales et commerciales diversifiées, et un grand sanctuaire, plus vraisemblablement fondé au début de l’Empire qu’à La Tène, dont l’attractivité économique n’a que tardivement agrégé un habitat groupé. Si le voisinage de ces deux entités urbaines est très inhabituel, les processus qui président à leur formation et à leur évolution sont sans doute à l’oeuvre dans beaucoup d’autres agglomérations, et peuvent à ce titre être de plus ample enseignement que la seule histoire de Senon-Amel. Interdisciplinary investigations combining prospection techniques (field survey, aerial photography, geophysics, Li¬DAR) and excavations (preventive and university-led excavations) have been carried out for almost 15 years on the ar¬chaeological site of Senon-Amel. They have revealed the bipolarity of this roman town, which is split into two urban cen¬tres located 1.5 km apart, simultaneously inhabited during most of the Antiquity, from the middle of the 1st century A.D. to the middle of the 4th century at least. This urban layout is very unusual among the roman towns of northern Gaul and thus needs to be explained. Its most striking feature is the duplication of public monuments: both urban centres include temples, public baths and a theatre. This thesis discusses the origin and evolution of the bipolar frame. It highlights the role of the integration of Gallic civitates into the roman provincial administration, and the impact of a religious economy in the shap¬ing of the city. These processes obviously have an interest per se – they contribute to illustrate the varied origins of urban features in norther Gaul –, but they also have broader implications. Indeed, the closeness of the two urban centres allows us to study quite precisely their specific features and their origins, thanks to the consistency of the documentation. This comparison reveals two very different urban trajectories: broadly speaking, evidence suggests that Senon was preceded by an Iron Age settlement, which stayed occupied during the roman period and expanded thanks to the existence of a wide range of crafts and trade activities. On the other hand, Amel seems to have been created at the beginning of the Empire as a sanctuary, which only later aggregated dwelling houses and other private facilities. The juxtaposition of these two urban entities is very unusual, but the mechanisms that drove their setting-up and further evolution are certainly common to many other roman towns. As a result, the case study of Senon-Amel evidences processes that are of more general significance.

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  • Authors: Guilloteau, clément;

    Rainfall variability involves a wide range of scales: from the millimeter-scale associated with microphysics to the synoptic scale of the global atmospheric circulation. No existing observation system is able to cover all these scales by itself. Satellite-based observation systems are currently the most efficient systems to resolve the large spatial and temporal scales: from mesoscale meteorology to the synoptic scale. This thesis is dedicated to the exploration of satellites ability to resolve spatial scales from 100km to 2km and temporal scales from 24h to 15 min (in order to resolve the diurnal cycle). The chosen approach is both physical and statistical (or deterministic and probabilistic). The idea is that the deterministic approach can resolve the large scales, but several factors limit its relevance when dealing with fine scales: -The limited resolution of the instruments. -The number of orbiting instruments that limits temporal sampling. -The dynamic nature of fine scale variability. At fines scales, most of the errors in rainfall estimation from satellite comes from not perfectly localizing the precipitating cells. The first objective of this thesis is to identify precisely the lowest limit in scale where the deterministic approach is appropriate. The implementation of the physical-statistical approach relies on an existing multisensor estimate of daily precipitation at a 1° resolution: the TAPEER algorithm developed as part of the Megha-Tropiques mission. The chosen method is a hybrid physical disaggregation and stochastic downscaling via a multiscale representation. The result is an ensemble of high-resolution probable realizations of the rain intensity field. The ensemble is constrained by a high resolution rain detection mask derived from meteosat-SG infrared images at 3km resolution (one image every 15 minutes). The uncertainty associated with the final estimation is handled through the ensemble dispersion. Every realization is generated so that its statistical properties (frequency distribution of the intensities, autocorrelation function) mimic those of the true rain field. The generated fields and the proposed technique contribute to hydrological applications for instance by improving the runoff associated to high precipitation rates in models. Using several realizations is a way to study uncertainty propagation through a model.; Les précipitations sont un phénomène dont la variabilité s'étend sur une très large gamme d'échelles : de l'échelle millimétrique de la goutte d'eau (échelle microphysique) à l'échelle des circulations atmosphériques globales (échelle synoptique). Il n'existe pas de système unique capable de fournir des observations des précipitations couvrant toutes ces échelles. Les observations satellite sont celles qui actuellement résolvent le plus efficacement les grandes échelles spatiales et temporelles : de la méso-échelle à l'échelle synoptique. Dans cette thèse, nous explorons en zone tropicale les capacités des satellites à résoudre les échelles spatiales de l'ordre de 100km, jusqu'aux échelles kilométriques ; et les échelles temporelles comprises entre 24 heures et 15 minutes (afin de résoudre le cycle diurne). L'approche retenue est physico-statistique. Si les grandes échelles peuvent être résolues par des approches déterministes combinant les mesures de multiples instruments spatiaux, plusieurs facteurs limitent la pertinence des approches déterministes à fine échelle : - Les limites instrumentales en terme de résolution spatiale. - Le nombre d'instruments en orbite qui limite la fréquence d'échantillonnage des mesures. - La nature dynamique de la variabilité fine échelle. En particulier, aux fines échelles, c'est la difficulté à parfaitement localiser les structures précipitantes qui entraine les erreurs d'estimation les plus importantes. L'approche physico-statistique est ici synonyme de déterministe (pour les grandes échelles) et probabiliste (pour les fines échelles). Le premier objectif de cette thèse est de déterminer précisément la limite des échelles qui peuvent être résolues de façon déterministe. L'approche physico-statistique de l'estimation des intensités de précipitation est implémentée dans cette thèse à partir d'une méthode multicapteur déterministe pré-existante : l'algorithme TAPEER, développé dans le cadre de la mission Megha-Tropiques, qui fournit une estimation du cumul pluviométrique journalier à une résolution de 1°. C'est la génération d'ensembles désagrégés par une méthode stochastique multi-échelle qui a été retenue ici. Les ensembles sont contraints par une information fine échelle : un masque de détection des aires précipitantes dérivé des images infrarouge metosat-SG à une résolution de 3km (et avec une image toutes les 15 minutes). La génération d'ensemble permet de caractériser l'incertitude sur l'estimation à travers la dispersion des réalisations de l'ensemble. Chaque réalisation de l'ensemble est générée de façon à reproduire le plus fidèlement possible les propriétés statistiques (distribution de fréquence des intensités, autocorrélation spatiale et temporelle) des véritables champs de précipitation. Ces champs et cette technique ont un apport pour les applications hydrologiques, par exemple pour améliorer le ruissellement lié aux précipitations intenses dans les modèles. Considérer plusieurs réalisations permet de plus d'étudier la propagation des incertitudes à travers un modèle.

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  • Authors: Keriquel, Virginie;

    The development of Computer-Assisted Medical Interventions (CAMI) results from converging evolutions in medicine, physics, materials, electronics, informatics and robotics. CAMI aim at providing tools that allow the clinician to use multi-modal data in a rational and quantitative way in order to plan, simulate and execute mini-invasive medical interventions accurately and safely. In parallel, technological advances in the fields of automation, miniaturization and computer aided design and machining have also led to the development of bioprinting technologies which could be defined as the computer-aided, layer-by-layer deposition, transfer and patterning of biologically relevant materials. These results pave the way of using bioprinting technologies for Computer-Assisted Medical Interventions. More precisely, we show that 3D tissue constructs can be printed in vivo and in situ in relation with defect morphology. Interestingly, we demonstrate that printing cells in situ with a cell-level resolution tends to orientate tissue repair.; Le développement des Interventions Médicales Assistées par ordinateur (CAMI) est le résultat d'évolutions convergeantes dans les domaines de la médecine, physique, biomatériaux, électronique, informatique et robotique. CAMI visent à fournir les outils qui permettent au clinicien d'utiliser des données multi-modales de manière rationnelle et quantitative pour planifier, simuler et exécuter des interventions médicales mini-invasives avec précision et sans risque. Parallèlement, les avancées technologiques dans les domaines de l’automatisation, la miniaturisation, la conception assistée par ordinateur et l'usinage ont aussi mené au développement des technologies telles que la bioimpression assistée par ordinateur permettant une impression couche par couche de biomatériaux avec une géométrie contrôlée dans l’espace. Ces résultats ouvrent la voie pour l’utilisation des technologies de bioimpression pour des Interventions Médicales Assistées par ordinateur plus précises et sans risque. Dans ce travail, nous montrons que des constructions tissulaires 3D peuvent être imprimées in vivo et in situ et adaptées à la morphologie d’un défaut. Les résultats ont montré que l'impression de cellules in situ avec une résolution à l’échelle cellulaire a tendance à orienter la réparation tissulaire.

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    Authors: Pan, Mingming;

    Ce travail vise à construire un système compact et facile à mettre en œuvre de réflectométrie guidée par ondes térahertz (TGR) en tirant parti de l'émetteur-récepteur térahertz et des guides d'ondes pour diverses applications. Par rapport aux systèmes conventionnels utilisant une méthode quasi-optique, le nouveau concept a une configuration beaucoup plus simple et permet des applications de sondage à distance.Après des études sur le développement de la technologie térahertz, un émetteur-récepteur à double ACP à pompage optique et deux émetteurs-récepteurs radar à ondes continues modulées en fréquence (FMCW) ainsi que des guides d'ondes à parois minces à noyau creux sont sélectionnés pour mettre en œuvre le premier système TGR en mode impulsionnel et en mode FMCW. Les deux expériences et la simulation 3D pleine onde sont exploitées pour étudier les comportements de propagation des ondes à l'intérieur du système et pour évaluer les performances du système. Les systèmes TGR créés font l'objet d'une démonstration à des fins d'imagerie et de détection. Grâce à la capacité de guidage du guide d'ondes, ces installations présentent un potentiel dans certaines conditions de mesure difficiles, comme dans un environnement étroit et semi-fermé ou dans le liquide. En particulier, la lentille d'immersion solide insérée à l'extrémité du guide d'ondes s'est avérée être une méthode efficace pour améliorer la capacité d'imagerie du système TGR en mode FMCW, donnant lieu à une résolution de sous-longueur d'onde dans la bande de fréquences autour de 100 GHz.En plus des études sur les systèmes TGR, un système de réflectométrie sur plaquette exploitant des sources à pompage optique est également proposé pour bénéficier de la large bande de fréquences des sources photoniques. Comme première tentative, des sondes RF associées à un émetteur-récepteur à double ACP sont utilisées pour délivrer le signal d'impulsion dans des échantillons sur la tranche et les signaux temporels obtenus sont analysés. D'autres propositions sont faites pour pousser plus loin cette étude. This work aims to build up a compact easily-implemented terahertz wave-guided reflectometry (TGR) system by taking advantage of the terahertz transceiver and waveguides for diverse applications. Compared to conventional systems using a quasi-optical method, the new concept has a much simpler configuration and allows for remote probing applications.After reviews on the development of terahertz technology, an optical-pumped double-PCA transceiver and two frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar transceivers together with hollow-core thin-wall waveguides are selected to implement the first TGR system in pulse mode and in FMCW mode. Both experiments and 3D full-wave simulation are exploited to investigate the propagation behaviors of waves inside the system and to evaluate the system performance. The created TGR systems are demonstrated for imaging and sensing purposes. Thanks to the guiding capacity of the waveguide, these setups show potential in some difficult measurement conditions, such as in a narrow semi-enclosed environment or the liquid. In particular, the solid immersion lens inserted at the end of the waveguide has been proved as an efficient method to enhance the imaging capacity of the TGR system in FMCW mode, giving rise to a subwavelength resolution at the frequency band around 100 GHz.In addition to the studies of TGR systems, an on-wafer reflectometry system exploiting optical-pumped sources is as well proposed to benefit from the wide frequency band of photonic sources. As the first attempt, RF probes in association with double-PCA transceiver are used to deliver the pulse signal into samples on-wafer and the obtained time signals are analyzed. More propositions are given to push further up this study.

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    Oskar Bordeaux
    Doctoral thesis
    Data sources: Oskar Bordeaux
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      Oskar Bordeaux
      Doctoral thesis
      Data sources: Oskar Bordeaux
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    Authors: Duyck, Xavier;

    Les romans du XIXème siècle, et en particulier les romans réalistes, font dupaysan un personnage à part entière de la littérature. Plusieurs écrivains majeurs,Balzac, Sand, Zola, et l’ensemble des auteurs du « roman rustique » le représentent dansl’exercice de sa profession, celle d’agriculteur, et dans son environnement familier, lacampagne rurale.A la fin du XVIIIème siècle, les poètes romantiques ont valorisé le sentiment dela nature et la description du paysage dans leur oeuvre. Mais le paysage agricole au tracégéométrique s’accommode, à priori, assez mal de l’esthétique romantique. Cependantles moyens propres à la représentation littéraire, en partie inspirés par la peintureimpressionniste, permettent de dresser du paysage agricole un tableau à l’égal desreprésentations de la nature. The novels of the nineteenth century and in particular the realist novels turnthe peasant into a major literary persona. Many well-known writers, Balzac, Sand, Zola,and all the authors of the « rustic novel » represent the peasant exercising hisprofession, a farmer, in his familiar environment, the rural countryside.At the end of the eighteenth century, the romantic poets gave prominence toNature’s spirit and to landscape descriptions in their works. But the geometric outline ofagricultural countryside fits poorly, for the most part, into the romantic esthetic. Yet themeans belonging to literary representation, inspired in part by impressionistic painting,lend themselves to creating a picture of the agricultural countryside equal torepresentation of Nature.

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  • Authors: JALLOULI, Ons;

    Nowadays, due to the rapid growth of Internet ofThings (IoT) towards technologies, the protection oftransmitted data becomes an important challenge.The devices of the IoT are very constrained resourcein terms of computing capabilities, energy andmemory capacities. Thus, the design of secure,efficient and lightweight crypto-systems becomesmore and more crucial. In this thesis, we have studiedthe problem of chaos based data security underreal-time and energy constraints. First, we havedesigned and implemented three pseudo-chaoticnumber generators (PCNGs). These PCNGs use aweak coupling matrix or a high diffusion binarycoupling matrix between chaotic maps and a chaoticmultiplexing technique. Then, we have realized threestream ciphers based on the proposed PCNGs.Security performance of the proposed stream cipherswere analysed and several cryptanalytic and statisticaltests were applied. Experimental results highlightrobustness as well as efficiency in terms ofcomputation time. The performance obtained incomputational complexity indicates their use inreal-time applications. Then, we integrated thesechaotic stream ciphers within the real-time operatingsystem Xenomai. Finally, we have measured theenergy and power consumption of the three proposedchaotic systems, and the average computingperformance. The obtained results show that theproposed stream ciphers can be used in practical IoTapplications.; De nos jours, la croissance rapide des technologiesde l’Internet des Objets (IoT) rend la protection desdonnées transmises un enjeu important. Lesdispositifs de l’IoT sont intrinsèquement contraints à lamémoire, à la puissance de traitement et à l’énergiedisponible. Ceci implique que la conception detechniques cryptographiques sécurisées, efficaces etlégères est cruciale. Dans cette thèse, nous avonsétudié la problématique de la sécurité de l’informationbasée chaos sous contraintes temps réel et d’énergie.À ce sujet, nous avons conçu et implémenté dans unpremier temps, trois générateurs de nombrespseudo-chaotiques (PCNGs). Ces PCNGs utilisentune matrice de couplage faible ou une matrice decouplage binaire à forte diffusion entre des carteschaotiques, et une technique de multiplexagechaotique. Puis, nous avons réalisé trois systèmes dechiffrement/déchiffrement par flux basés sur lesPCNGs proposés. L’analyse cryptographique dessystèmes chaotiques réalisés a montré leurrobustesse contre des attaques connues. Laperformance obtenue en complexité de calcul metbien en évidence leur utilisation dans des applicationstemps réel. Dans un second temps, nous avonsintégré ces systèmes de chiffrement/déchiffrementchaotiques au sein du système d’exploitation tempsréel Xenomai. Enfin, nous avons mesuré laconsommation d’énergie et de puissance des troissystèmes chaotiques réalisés ainsi que le tempsmoyen de chiffrement/déchiffrement.

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  • Authors: Kounades-Bastian, Dionyssos;

    In this thesis we address the problem of multichannel audio source separa- tion (MASS) for underdetermined convolutive mixtures through probabilistic modeling. We focus on three aspects of the problem and make three contri- butions. Firstly, inspired from the empirically well validated representation of an audio signal, that is know as local Gaussian signal model (LGM) with non-negative matrix factorization (NMF), we propose a Bayesian extension to this, that overcomes some of the limitations of the NMF. We incorporate this representation in a MASS framework and compare it with the state of the art in MASS, yielding promising results. Secondly, we study how to separate mix- tures of moving sources and/or of moving microphones. Movements make the acoustic path between sources and microphones become time-varying. Ad- dressing time-varying audio mixtures appears is not so popular in the MASS literature. Thus, we begin from a state of the art LGM-with-NMF method designed for separating time-invariant audio mixtures and propose an exten- sion that uses a Kalman smoother to track the acoustic path across time. The proposed method is benchmarked against a block-wise adaptation of that state of the art (ran on time segments), and delivers competitive results on both simulated and real-world mixtures. Lastly, we investigate the link between MASS and the task of audio diarisation. Audio diarisation is the detection of the time intervals where each speaker/source is active or silent. Most state of the art MASS methods consider the sources to emit continuously; A hypothe- sis that can result in spurious signal estimates for a source, in intervals where that source was silent. Our aim is that diarisation can aid MASS by indicat- ing the emitting sources at each time frame. To that extent we design a joint framework for simultaneous diarisation and MASS, that incorporates a hidden Markov model (HMM) to track the temporal activity of the sources, within a state of the art LGM-with-NMF MASS framework. We compare the proposed method with the state of the art in MASS and audio diarisation tasks. We ob- tain performances comparable, with the state of the art, in terms of separation while winning in terms of diarisation.; Dans cette thèse nous abordons le problème de la séparation de sources audio dans des mélanges convolutifs multicanaux et sous-déterminés, en utilisant une modélisation probabiliste. Nous nous concentrons sur trois aspects, et nous apportons trois contributions. D’abord, nous nous inspirons du modèle Gaussien local par factorisation en matrices non-négatives (LGM-with-NMF), qui est un modèle empiriquement validé pour représenter un signal audio. Nous proposons une extension Bayésienne de ce modèle, qui permet de sur- passer certaines limitations du modèle NMF. Nous incorporons cette représentation dans un cadre de separation audio multicanaux, et le comparons avec l’état de l’art sur des tâches de séparation. Nous obtenons des résultats prometteurs. Deuxièment, nous étudions comment séparer des mélanges audio de sources et/ou des capteurs en mouvement. Ces déplacements rendent le chemin acoustique entre les sources et les microphones variant en cours du temps. L’adressage des mélanges convolutifs variant au cours du temps est peu exploré dans la littérature. Ainsi, nous partons d’une méthode de l’état de l’art développée pour la séparation de mélanges invariant (sources et microphones statiques) et utilisant LGM-with-NMF. Nous proposons à ceci une extension qui utilise un filtre de Kalman pour suivre le chemin acoustique au cours du temps. La technique proposée est comparée à une adaptation block-par-block d’une technique de l’état de l’art appliquée sur des intervalles de temps, et a donné des résultats exceptionels sur les mélanges simulés et les mélanges du monde réel. Enfin, nous investiguons les similitudes entre la séparation et la journalisation audio. La journalisation est le problème de détection des intervalles auxquels chaque locuteur/source est émettant. La plupart des méthodes de séparation supposent toutes les sources émettent continuellement. Cette hypothèe peut donner lieu à de fausses estimations durant les intervalles au cours desquels cette source n’a pas émis. Notre objectif est que la journalisation puisse aider à résoudre la séparation, en indiquant les sources qui émettent à chaque intervalle de temps. Dans cette mesure, nous concevons une cadre commun pour traiter simultanément la journalisation et la séparation du mélange audio. Ce cadre incorpore un modèle de Markov caché pour suivre les activités des sources au sein d’une technique de séparation LGM-with-NMF. Nous comparons l’algorithme proposé à l’état de l’art sur des tâches de séparation et de journalisation. Nous obtenons des performances comparables avec l’état de l’art pour la séparation, et supériures pour la journalisation.

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  • Authors: Rosendo, Juan Luis;

    This work seeks to mitigate the effects of constraints on mobile robotic systems. To this end, auxiliary control loops and robust tuning techniques are proposed. The former are proposed to mitigate the effects of constraints on the input and output of the systems through the modification of the motion parameter in path following applications.Then, PID controllers are considered as a structural constraint, given its wide use in robotics particularly at low control level. A robust tuning methodology considering this constraint is proposed which achieves good performancelevels even when facing disturbances. Finally, to deal with robustness in presence of robots nonlinearity constraints, an analysis and tuning tool for sliding mode controllers is proposed. The particularity of this tuning method, based on global optimization and interval techniques,is that it allows generating tuning maps of the parameter regions where the desired performance criterion is fulfilled. All the proposed strategies are put into practice, through real experimentation or invalidated simulators, over the AUV Ciscrea available at ENSTA Bretagne.; Ce travail vise à atténuer les effets des contraintes sur les systèmes robotiques mobiles. À cette fin, des structures de commande auxiliaire et des techniques de réglage robuste sont proposées. Les structures sont proposées dans le cadre du suivi de chemin pour atténuer les effets des contraintes sur les entrées et les sorties des systèmes. Ensuite, étant donnée leur utilisation répandue en robotique, les contrôleurs de type PID sont considérés comme une contrainte structurelle. Une méthode de réglage robuste, tenant compte de cette contrainte, est proposée permettant d’atteindre de bons niveaux de performance même en présence de perturbations. Enfin, pour faire face à la robustesse en présence des contraintes de non-linéarité sur robots, un outil d’analyse et de réglage pour les contrôleurs de mode glissant est proposé. La particularité de cette méthode de réglage, basée sur des techniques d’optimisation globale et de calculs par intervalles, est qu’elle permet de générer des cartographies de réglage des paramètres pour lesquels le critère de performance souhaité est rempli.Toutes les stratégies proposées sont mises en pratique par des expérimentations réelles ou sur des simulateurs validés (AUV Ciscrea disponible à l’ENSTA Bretagne).

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    Doctoral thesis . 2019
    Data sources: Hal-Diderot
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  • Authors: Salhi , Bilel;

    Since the end of the 19th century, the mining area of Gafsa (south-west Tunisia) has specialized in the single-activity extraction and enrichment of phosphate for reasons of economic profits. With these exports, this area has suffered an intense degradation of soil resources, vegetation cover and an advanced deterioration of agricultural areas. The management of the mining infrastructure has failed to meet environmental standards, causing social and spatial inequalities and increasing the level of environmental risks.The mining activity was at the origin of the birth and genesis of the mining towns in the Basin of Gafsa (BMG). The formation of spontaneous cities has caused the disarticulation of the urbanization. Urban extensions, including the expansion of anarchic cities, extending to laundries and to mines, thus created conflicts with the phosphatier domain. All these factors make costly and complicated attempts at development and rehabilitation that mining companies do not dare to commit.Taking into account the complexity of the many social, spatial and environmental aspects of the BMG, we used both the classical geographical approach and the geomatics approach that seemed appropriate for better decision-making. The interest of this latter approach makes it possible to identify, analyze, and model the state of the sites, the urban and environmental mutations in relation to the spatial-mining growth.; Depuis la fin du 19ème siècle, l’espace minier de Gafsa (Sud-Ouest de Tunisie) s’est spécialisé dans la mono-activité de l’extraction et l’enrichissement du phosphate pour des raisons de profits économiques certains. Avec ces exportations, l’espace a subi une dégradation intense des ressources du sol, de la couverture végétale et une détérioration avancée des zones agricoles. La gestion des infrastructures minières n’a pas su répondre aux normes environnementales et a provoqué ainsi des inégalités sociales et spatiales et a accentué le niveau des risques environnementaux.L’activité minière a été à l’origine de la naissance et de la genèse des villes minières dans le Bassin Minier de Gafsa (BMG). La formation de cités spontanées a provoqué la désarticulation du tissu urbain. Les extensions urbaines notamment l’expansion des quartiers anarchiques, s’étendant vers les laveries et vers les mines, ont créé ainsi des conflits avec le domaine phosphatier. Tenant compte de la complexité des multiples aspects sociaux, spatiaux et environnementaux du BMG, nous avons utilisé à la fois l’approche géographique classique et l’approche géomatique qui nous a semblé appropriée pour aider à la prise de décision. L’intérêt de cette dernière approche permet d’identifier, d’analyser, et de modéliser l’état des lieux, les mutations urbaines et environnementales en relation avec la croissance spatiale-minière. Les principaux résultats permettent d’avoir une banque de données statistiques et cartographiques, à différentes échelles, pour une vision synthétique et une meilleure compréhension du BMG et de réaliser un modèle d’aide à la décision.

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    Doctoral thesis . 2017
    Data sources: HAL-Pasteur
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  • Authors: Devaurs, Didier;

    Planning a path for a robot in a complex environment is a crucial issue in robotics. So-called probabilistic algorithms for path planning are very successful at solving dicult problems and are applied in various domains, such as aerospace, computer animation, and structural biology. However, these methods have traditionally focused on nding paths avoiding collisions, without considering the quality of these paths. In recent years, new approaches have been developed to generate high-quality paths: in robotics, this can mean nding paths maximizing safety or control; in biology, this means nding motions minimizing the energy variation of a molecule. In this thesis, we propose several extensions of these methods to improve their performance and allow them to solve ever more dicult problems. The applications we present stem from robotics (industrial inspection and aerial manipulation) and structural biology (simulation of molecular motions and exploration of energy landscapes).; Planifier le chemin d'un robot dans un environnement complexe est un problème crucial en robotique. Les méthodes de planification probabilistes peuvent résoudre des problèmes complexes aussi bien en robotique, qu'en animation graphique, ou en biologie structurale. En général, ces méthodes produisent un chemin évitant les collisions, sans considérer sa qualité. Récemment, de nouvelles approches ont été créées pour générer des chemins de bonne qualité : en robotique, cela peut être le chemin le plus court ou qui maximise la sécurité ; en biologie, il s'agit du mouvement minimisant la variation énergétique moléculaire. Dans cette thèse, nous proposons plusieurs extensions de ces méthodes, pour améliorer leurs performances et leur permettre de résoudre des problèmes toujours plus dificiles. Les applications que nous présentons viennent de la robotique (inspection industrielle et manipulation aérienne) et de la biologie structurale (mouvement moléculaire et conformations stables).

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    Authors: Ritz, Simon;

    Depuis une quinzaine d’années, l’agglomération antique de Senon-Amel fait l’objet de nouvelles recherches pluri¬disciplinaires associant des techniques d’investigation non destructives (prospections pédestres, aériennes, géophysiques, LiDAR) et des opérations de fouilles (préventives et programmées). Ces nouvelles données montrent que le site se déve¬loppe sous la forme de deux pôles de vestiges à caractère urbain, distants de 1,5 km et occupés simultanément pendant la majeure partie de l’Antiquité romaine, du milieu du Ier siècle apr. J.-C. au milieu du IVe siècle apr. J.-C. au moins. Cette configuration bipolaire présente un caractère exceptionnel dans l’urbanisme du nord de la Gaule romaine, qu’il faut ten¬ter d’expliquer. Son expression la plus frappante réside sans doute dans la duplication des édifices publics : chaque pôle urbain est équipé d’une panoplie monumentale complète, comprenant plusieurs temples, des thermes et un théâtre. Dès lors, l’étude des processus qui sont à l’origine de cette composition urbaine particulière, puis des modalités selon lesquelles elle a évolué jusqu’au début du Moyen Âge, s’est imposée comme la problématique structurante de l’enquête. Elle est abordée au travers d’une analyse détaillée des formes et des dynamiques d’occupation de chaque pôle urbain sur le temps long, cherchant à mettre en évidence d’éventuelles spécificités fonctionnelles et à caractériser la nature de leurs relations aux différentes étapes de leur histoire. L’agglomération est également replacée dans son environnement microrégional, entendu au double sens de paysage anthropique et naturel, en partant du principe que les relations qu’entretient la ville avec son « pays d’alentour » participent à la compréhension de l’un et l’autre de ces espaces. Cette approche fondée sur la caractérisation des différentes composantes du système de peuplement microrégional forme le socle de la discussion sur l’origine et l’évolution du schéma urbain bipolaire. Elle met notamment en exergue le rôle de l’intégration politique des cités gauloises au cadre administratif romain, ainsi que l’incidence de l’économie du culte dans la bipolarisation de l’urba¬nisme. La trajectoire très originale de Senon-Amel contribue à enrichir notre connaissance de la diversité des processus de formation et d’évolution du fait urbain dans le nord de Gaule. Cependant, l’intérêt du site va au-delà de l’étude d’une forme urbaine singulière et somme toute anecdotique : la juxtaposition des deux pôles urbains fait ressortir leurs spécificités mieux qu’ailleurs, parce qu’on a ici la possibilité de les comparer dans le détail, en minimisant l’incidence d’états documentaires différents ou de spécificités régionales, qui peuvent biaiser les comparaisons à plus large échelle. On voit ainsi apparaître deux trajectoires urbaines complètement différentes, opposant schématiquement un habitat groupé d’origine laténienne qui a prospéré à l’époque romaine grâce à une économie orientée vers des activités artisanales et commerciales diversifiées, et un grand sanctuaire, plus vraisemblablement fondé au début de l’Empire qu’à La Tène, dont l’attractivité économique n’a que tardivement agrégé un habitat groupé. Si le voisinage de ces deux entités urbaines est très inhabituel, les processus qui président à leur formation et à leur évolution sont sans doute à l’oeuvre dans beaucoup d’autres agglomérations, et peuvent à ce titre être de plus ample enseignement que la seule histoire de Senon-Amel. Interdisciplinary investigations combining prospection techniques (field survey, aerial photography, geophysics, Li¬DAR) and excavations (preventive and university-led excavations) have been carried out for almost 15 years on the ar¬chaeological site of Senon-Amel. They have revealed the bipolarity of this roman town, which is split into two urban cen¬tres located 1.5 km apart, simultaneously inhabited during most of the Antiquity, from the middle of the 1st century A.D. to the middle of the 4th century at least. This urban layout is very unusual among the roman towns of northern Gaul and thus needs to be explained. Its most striking feature is the duplication of public monuments: both urban centres include temples, public baths and a theatre. This thesis discusses the origin and evolution of the bipolar frame. It highlights the role of the integration of Gallic civitates into the roman provincial administration, and the impact of a religious economy in the shap¬ing of the city. These processes obviously have an interest per se – they contribute to illustrate the varied origins of urban features in norther Gaul –, but they also have broader implications. Indeed, the closeness of the two urban centres allows us to study quite precisely their specific features and their origins, thanks to the consistency of the documentation. This comparison reveals two very different urban trajectories: broadly speaking, evidence suggests that Senon was preceded by an Iron Age settlement, which stayed occupied during the roman period and expanded thanks to the existence of a wide range of crafts and trade activities. On the other hand, Amel seems to have been created at the beginning of the Empire as a sanctuary, which only later aggregated dwelling houses and other private facilities. The juxtaposition of these two urban entities is very unusual, but the mechanisms that drove their setting-up and further evolution are certainly common to many other roman towns. As a result, the case study of Senon-Amel evidences processes that are of more general significance.

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  • Authors: Guilloteau, clément;

    Rainfall variability involves a wide range of scales: from the millimeter-scale associated with microphysics to the synoptic scale of the global atmospheric circulation. No existing observation system is able to cover all these scales by itself. Satellite-based observation systems are currently the most efficient systems to resolve the large spatial and temporal scales: from mesoscale meteorology to the synoptic scale. This thesis is dedicated to the exploration of satellites ability to resolve spatial scales from 100km to 2km and temporal scales from 24h to 15 min (in order to resolve the diurnal cycle). The chosen approach is both physical and statistical (or deterministic and probabilistic). The idea is that the deterministic approach can resolve the large scales, but several factors limit its relevance when dealing with fine scales: -The limited resolution of the instruments. -The number of orbiting instruments that limits temporal sampling. -The dynamic nature of fine scale variability. At fines scales, most of the errors in rainfall estimation from satellite comes from not perfectly localizing the precipitating cells. The first objective of this thesis is to identify precisely the lowest limit in scale where the deterministic approach is appropriate. The implementation of the physical-statistical approach relies on an existing multisensor estimate of daily precipitation at a 1° resolution: the TAPEER algorithm developed as part of the Megha-Tropiques mission. The chosen method is a hybrid physical disaggregation and stochastic downscaling via a multiscale representation. The result is an ensemble of high-resolution probable realizations of the rain intensity field. The ensemble is constrained by a high resolution rain detection mask derived from meteosat-SG infrared images at 3km resolution (one image every 15 minutes). The uncertainty associated with the final estimation is handled through the ensemble dispersion. Every realization is generated so that its statistical properties (frequency distribution of the intensities, autocorrelation function) mimic those of the true rain field. The generated fields and the proposed technique contribute to hydrological applications for instance by improving the runoff associated to high precipitation rates in models. Using several realizations is a way to study uncertainty propagation through a model.; Les précipitations sont un phénomène dont la variabilité s'étend sur une très large gamme d'échelles : de l'échelle millimétrique de la goutte d'eau (échelle microphysique) à l'échelle des circulations atmosphériques globales (échelle synoptique). Il n'existe pas de système unique capable de fournir des observations des précipitations couvrant toutes ces échelles. Les observations satellite sont celles qui actuellement résolvent le plus efficacement les grandes échelles spatiales et temporelles : de la méso-échelle à l'échelle synoptique. Dans cette thèse, nous explorons en zone tropicale les capacités des satellites à résoudre les échelles spatiales de l'ordre de 100km, jusqu'aux échelles kilométriques ; et les échelles temporelles comprises entre 24 heures et 15 minutes (afin de résoudre le cycle diurne). L'approche retenue est physico-statistique. Si les grandes échelles peuvent être résolues par des approches déterministes combinant les mesures de multiples instruments spatiaux, plusieurs facteurs limitent la pertinence des approches déterministes à fine échelle : - Les limites instrumentales en terme de résolution spatiale. - Le nombre d'instruments en orbite qui limite la fréquence d'échantillonnage des mesures. - La nature dynamique de la variabilité fine échelle. En particulier, aux fines échelles, c'est la difficulté à parfaitement localiser les structures précipitantes qui entraine les erreurs d'estimation les plus importantes. L'approche physico-statistique est ici synonyme de déterministe (pour les grandes échelles) et probabiliste (pour les fines échelles). Le premier objectif de cette thèse est de déterminer précisément la limite des échelles qui peuvent être résolues de façon déterministe. L'approche physico-statistique de l'estimation des intensités de précipitation est implémentée dans cette thèse à partir d'une méthode multicapteur déterministe pré-existante : l'algorithme TAPEER, développé dans le cadre de la mission Megha-Tropiques, qui fournit une estimation du cumul pluviométrique journalier à une résolution de 1°. C'est la génération d'ensembles désagrégés par une méthode stochastique multi-échelle qui a été retenue ici. Les ensembles sont contraints par une information fine échelle : un masque de détection des aires précipitantes dérivé des images infrarouge metosat-SG à une résolution de 3km (et avec une image toutes les 15 minutes). La génération d'ensemble permet de caractériser l'incertitude sur l'estimation à travers la dispersion des réalisations de l'ensemble. Chaque réalisation de l'ensemble est générée de façon à reproduire le plus fidèlement possible les propriétés statistiques (distribution de fréquence des intensités, autocorrélation spatiale et temporelle) des véritables champs de précipitation. Ces champs et cette technique ont un apport pour les applications hydrologiques, par exemple pour améliorer le ruissellement lié aux précipitations intenses dans les modèles. Considérer plusieurs réalisations permet de plus d'étudier la propagation des incertitudes à travers un modèle.

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  • Authors: Keriquel, Virginie;

    The development of Computer-Assisted Medical Interventions (CAMI) results from converging evolutions in medicine, physics, materials, electronics, informatics and robotics. CAMI aim at providing tools that allow the clinician to use multi-modal data in a rational and quantitative way in order to plan, simulate and execute mini-invasive medical interventions accurately and safely. In parallel, technological advances in the fields of automation, miniaturization and computer aided design and machining have also led to the development of bioprinting technologies which could be defined as the computer-aided, layer-by-layer deposition, transfer and patterning of biologically relevant materials. These results pave the way of using bioprinting technologies for Computer-Assisted Medical Interventions. More precisely, we show that 3D tissue constructs can be printed in vivo and in situ in relation with defect morphology. Interestingly, we demonstrate that printing cells in situ with a cell-level resolution tends to orientate tissue repair.; Le développement des Interventions Médicales Assistées par ordinateur (CAMI) est le résultat d'évolutions convergeantes dans les domaines de la médecine, physique, biomatériaux, électronique, informatique et robotique. CAMI visent à fournir les outils qui permettent au clinicien d'utiliser des données multi-modales de manière rationnelle et quantitative pour planifier, simuler et exécuter des interventions médicales mini-invasives avec précision et sans risque. Parallèlement, les avancées technologiques dans les domaines de l’automatisation, la miniaturisation, la conception assistée par ordinateur et l'usinage ont aussi mené au développement des technologies telles que la bioimpression assistée par ordinateur permettant une impression couche par couche de biomatériaux avec une géométrie contrôlée dans l’espace. Ces résultats ouvrent la voie pour l’utilisation des technologies de bioimpression pour des Interventions Médicales Assistées par ordinateur plus précises et sans risque. Dans ce travail, nous montrons que des constructions tissulaires 3D peuvent être imprimées in vivo et in situ et adaptées à la morphologie d’un défaut. Les résultats ont montré que l'impression de cellules in situ avec une résolution à l’échelle cellulaire a tendance à orienter la réparation tissulaire.

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    Authors: Pan, Mingming;

    Ce travail vise à construire un système compact et facile à mettre en œuvre de réflectométrie guidée par ondes térahertz (TGR) en tirant parti de l'émetteur-récepteur térahertz et des guides d'ondes pour diverses applications. Par rapport aux systèmes conventionnels utilisant une méthode quasi-optique, le nouveau concept a une configuration beaucoup plus simple et permet des applications de sondage à distance.Après des études sur le développement de la technologie térahertz, un émetteur-récepteur à double ACP à pompage optique et deux émetteurs-récepteurs radar à ondes continues modulées en fréquence (FMCW) ainsi que des guides d'ondes à parois minces à noyau creux sont sélectionnés pour mettre en œuvre le premier système TGR en mode impulsionnel et en mode FMCW. Les deux expériences et la simulation 3D pleine onde sont exploitées pour étudier les comportements de propagation des ondes à l'intérieur du système et pour évaluer les performances du système. Les systèmes TGR créés font l'objet d'une démonstration à des fins d'imagerie et de détection. Grâce à la capacité de guidage du guide d'ondes, ces installations présentent un potentiel dans certaines conditions de mesure difficiles, comme dans un environnement étroit et semi-fermé ou dans le liquide. En particulier, la lentille d'immersion solide insérée à l'extrémité du guide d'ondes s'est avérée être une méthode efficace pour améliorer la capacité d'imagerie du système TGR en mode FMCW, donnant lieu à une résolution de sous-longueur d'onde dans la bande de fréquences autour de 100 GHz.En plus des études sur les systèmes TGR, un système de réflectométrie sur plaquette exploitant des sources à pompage optique est également proposé pour bénéficier de la large bande de fréquences des sources photoniques. Comme première tentative, des sondes RF associées à un émetteur-récepteur à double ACP sont utilisées pour délivrer le signal d'impulsion dans des échantillons sur la tranche et les signaux temporels obtenus sont analysés. D'autres propositions sont faites pour pousser plus loin cette étude. This work aims to build up a compact easily-implemented terahertz wave-guided reflectometry (TGR) system by taking advantage of the terahertz transceiver and waveguides for diverse applications. Compared to conventional systems using a quasi-optical method, the new concept has a much simpler configuration and allows for remote probing applications.After reviews on the development of terahertz technology, an optical-pumped double-PCA transceiver and two frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar transceivers together with hollow-core thin-wall waveguides are selected to implement the first TGR system in pulse mode and in FMCW mode. Both experiments and 3D full-wave simulation are exploited to investigate the propagation behaviors of waves inside the system and to evaluate the system performance. The created TGR systems are demonstrated for imaging and sensing purposes. Thanks to the guiding capacity of the waveguide, these setups show potential in some difficult measurement conditions, such as in a narrow semi-enclosed environment or the liquid. In particular, the solid immersion lens inserted at the end of the waveguide has been proved as an efficient method to enhance the imaging capacity of the TGR system in FMCW mode, giving rise to a subwavelength resolution at the frequency band around 100 GHz.In addition to the studies of TGR systems, an on-wafer reflectometry system exploiting optical-pumped sources is as well proposed to benefit from the wide frequency band of photonic sources. As the first attempt, RF probes in association with double-PCA transceiver are used to deliver the pulse signal into samples on-wafer and the obtained time signals are analyzed. More propositions are given to push further up this study.

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    Other literature type . 2020
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    Oskar Bordeaux
    Doctoral thesis
    Data sources: Oskar Bordeaux
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      Other literature type . 2020
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      Oskar Bordeaux
      Doctoral thesis
      Data sources: Oskar Bordeaux
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    Authors: Duyck, Xavier;

    Les romans du XIXème siècle, et en particulier les romans réalistes, font dupaysan un personnage à part entière de la littérature. Plusieurs écrivains majeurs,Balzac, Sand, Zola, et l’ensemble des auteurs du « roman rustique » le représentent dansl’exercice de sa profession, celle d’agriculteur, et dans son environnement familier, lacampagne rurale.A la fin du XVIIIème siècle, les poètes romantiques ont valorisé le sentiment dela nature et la description du paysage dans leur oeuvre. Mais le paysage agricole au tracégéométrique s’accommode, à priori, assez mal de l’esthétique romantique. Cependantles moyens propres à la représentation littéraire, en partie inspirés par la peintureimpressionniste, permettent de dresser du paysage agricole un tableau à l’égal desreprésentations de la nature. The novels of the nineteenth century and in particular the realist novels turnthe peasant into a major literary persona. Many well-known writers, Balzac, Sand, Zola,and all the authors of the « rustic novel » represent the peasant exercising hisprofession, a farmer, in his familiar environment, the rural countryside.At the end of the eighteenth century, the romantic poets gave prominence toNature’s spirit and to landscape descriptions in their works. But the geometric outline ofagricultural countryside fits poorly, for the most part, into the romantic esthetic. Yet themeans belonging to literary representation, inspired in part by impressionistic painting,lend themselves to creating a picture of the agricultural countryside equal torepresentation of Nature.

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    Other literature type . 2017