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Analyse des caractéristiques électriques pour la détection des sujets à risque de mort subite cardiaque
No full textSudden cardiac death (SCD) accounts for 30% of adult mortality in industrialized countries. The majority of SCD cases are the result of an arrhythmia called ventricular fibrillation, which itself results from structural abnormalities in the heart muscle. Despite the existence of effective therapies, most individuals at risk for SCD are not identified preventively due to the lack of available testing. Developing specific markers on electrocardiographic recordings would enable the identification and stratification of SCD risk. Over the past six years, the Liryc Institute has recorded surface electrical signals from over 800 individuals (both healthy and pathological) using a high-resolution 128-electrode device. Features were calculated from these signals (signal duration per electrode, frequency, amplitude fractionation, etc.). In total, more than 1,500 electrical features are available per patient. During the acquisition process using the 128-electrode system in a hospital setting, noise or poor positioning of specific electrodes sometimes prevents calculating the intended features, leading to an incomplete database. This thesis is organized around two main axes. First, we developed a method for imputing missing data to address the problem of faulty electrodes. Then, we developed a risk score for the sudden death risk stratification. The most commonly used family of methods for handling missing data is imputation, ranging from simple completion by averaging to local aggregation methods, local regressions, optimal transport, or even modifications of generative models. Recently, Autoencoders (AE) and, more specifically, Denoising AutoEncoders (DAE) have performed well in this task. AEs are neural networks used to learn a representation of data in a reduced-dimensional space. DAEs are AEs that have been proposed to reconstruct original data from noisy data. In this work, we propose a new methodology based on DAEs called the modified Denoising AutoEncoder (mDAE) to allow for the imputation of missing data. The second research axis of the thesis focused on developing a risk score for sudden cardiac death. DAEs can model and reconstruct complex data. We trained DAEs to model the distribution of healthy individuals based on a selected subset of electrical features. Then, we used these DAEs to discriminate pathological patients from healthy individuals by analyzing the imputation quality of the DAE on partially masked features. We also compared different classification methods to establish a risk score for sudden death.La mort subite cardiaque (MSC) représente 30% de la mortalité adulte des pays industrialisés. La majeure partie des MSC est la conséquence d’une arythmie appelée fibrillation ventriculaire, elle-même étant la conséquence d’un muscle cardiaque présentant des anomalies structurelles. Malgré l’existence de thérapies efficaces, la majorité des individus présentant un risque de MSC ne sont pas identifiés de manière préventive à cause de l’absence d’examen disponible. Le développement de marqueurs spécifiques sur des enregistrements électrocardiographiques permettrait une identification et une stratification du risque de MSC. Au cours des six dernières années, l’IHU Liryc a enregistré les signaux électriques à la surface du corps chez plus de 800 individus (sains et pathologiques) à l’aide d’un dispositif haute résolution de 128 électrodes. Des caractéristiques ont été calculées sur ces signaux (durée du signal par électrode, fréquence, fractionnement de l’amplitude, ...). Au total, plus de 1500 caractéristiques électriques sont disponibles par patient. Lors du processus d’acquisition par le système de 128 électrodes en milieu hospitalier, le bruit, ou le mauvais positionnement de certaines électrodes ne permettent pas de calculer les caractéristiques prévues, conduisant ainsi à une base de données incomplète. Cette thèse s’organise autour de deux axes. Nous avons dans un premier temps développé une méthode d’imputation de données manquantes pour répondre au problème des électrodes défaillantes. Puis nous avons développé un score de risque pour la stratification du risque de mort subite. La famille de méthodes la plus souvent utilisée pour gérer les données manquantes est l’imputation : allant d’une simple complétion par la moyenne, à des méthodes par agrégation locale, régressions locales, transport optimal ou encore modification de modèles génératifs. Récemment les Autoencoders (AE) et plus précisément les Denoising AutoEncoder (DAE) ont montré de bonnes performances pour cette tâche. Les AE sont des réseaux de neurones utilisés pour apprendre une représentation des données dans un espace de dimension réduit. Les DAE sont des AE qui ont été proposés pour reconstruire, à partir de données bruitées, les données originales. Nous proposons dans ce travail une nouvelle méthodologie basée sur les DAE appelée modified Denoising AutoEncoder (mDAE) pour permettre l’imputation de données manquantes. Le deuxième axe de recherche de la thèse a consisté à la mise en place d’un score du risque de mort subite cardiaque. Les DAE ont la capacité de modéliser et de reconstruire des données complexes. Nous avons ainsi entrainé des DAE à modéliser la distribution des individus sains sur un sous-groupe sélectionné de caractéristiques électriques. Puis nous avons utilisé ces DAE pour discriminer des patients pathologiques des individus sains en analysant la qualité d’imputation du DAE sur des caractéristiques partiellement masquées. Dans le but de mettre en place un score de risque de la mort subite, nous avons également comparé différentes méthodes de classification
Méthodologie de préparation d’échantillons et de lecture d’états logiques de cellules mémoires MRAM par microscopie à force atomique
No full textIn the context of information security, the evolution of internal electrical test techniques and their ability to identify and read sensitive data from memory technologies is a crucial matter, their technological watch is therefore necessary. A few studies have been carried out on the readout of volatile memories such as SRAM and non-volatile memories such as Flash, FeRAM and RRAM. Despite the attractiveness of magneto-resistive memories (MRAM), due to their potential to become a universal memory, a direct readout of data at the core of the MRAM circuit has never been demonstrated in the literature prior to this work.This work demonstrates that it is possible to retrieve data stored in MRAMs using invasive techniques. This manuscript presents the methodology used to recover stored data (“0” / “1”) in a Toggle MRAM (130 nm technology node) and in a STT-MRAM (40 nm technology node). These components thus represent the two types of MRAM on the market, with current and more advanced technology nodes. The methodology consists of four stages: determination of the most suitable measurement technique, technological analysis to identify the physical structure of the memory, preparation of the memory to make the data accessible, and reading of the data. Two readout attempts are detailed: measurement of the magnetic orientation of magnetic tunnel junctions (known as MTJs, where the information is stored) and measurement of their electrical resistance induced by the magneto-resistance phenomenon, using an atomic force microscope (AFM) and Nanoprobing. The used AFM modes are MFM (magnetic mode), C-AFM (conductive mode) and SSRM (resistive mode). For both memory types, it's the C-AFM current measurement that makes it possible to discriminate between the two logic states. This is achieved after a complex preparation of the backside of the device, consisting of a chemical opening, a polishing down to the transistors, FIB etches of metallization levels surrounding the MTJ and metal deposition. The advantage of this methodology is that it should be applicable to any technology node and potentially to all resistance-based memories (SOT-MRAM, RRAM and PCM).Dans le contexte de la sécurité de l'information, l’évolution des techniques de test électrique interne et leurs capacités à identifier et lire les données sensibles des technologies mémoires est un sujet crucial, leur veille technologique est donc nécessaire. Quelques études ont été réalisées sur la lecture des mémoires volatiles comme la SRAM et des mémoires non volatiles comme la Flash, la FeRAM et la RRAM. Malgré l’attrait des mémoires magnéto-résistives (MRAM), de par leur potentiel de devenir une mémoire universelle, une lecture directe des données au cœur du circuit MRAM n'a jamais été démontrée dans la littérature avant ce travail de thèse.Ce travail démontre qu’il est possible de récupérer les données stockées dans les MRAM grâce à des techniques invasives. Ce manuscrit présente la méthodologie développée pour lire les données stockées (“0” / “1”) dans une Toggle MRAM (nœud technologique de 130 nm) et dans une STT-MRAM (nœud technologique de 40 nm). Ces composants sont représentatifs des deux types de MRAM commercialisées avec des nœuds technologiques courants et plus avancés. Cette méthodologie est faite de quatre étapes : détermination de la technique de mesure la plus adéquate, analyse technologique pour connaître la structure physique de la mémoire, préparation de la mémoire pour rendre les données accessibles et lecture des données. Deux tentatives de lecture sont détaillées : mesure de l’orientation magnétique des jonctions magnétiques tunnel (dites JMT, lieu de stockage de l’information) et mesure de leur résistance électrique induite par le phénomène de magnétorésistance, à l’aide d’un microscope à force atomique (AFM) et du Nanoprobing. Les modes AFM utilisés sont le MFM (mode magnétique), le C-AFM (mode conducteur) et le SSRM (mode résistif). Pour les deux types de mémoires, c’est la mesure de courant en C-AFM qui permet de discriminer les deux états logiques. Celle-ci est réalisée après une préparation complexe de la face arrière du composant composée d’une ouverture chimique, d’un polissage jusqu’aux transistors, de gravures FIB de niveaux de métallisation entourant la JMT et d’un dépôt métallique. L’avantage de cette méthodologie est qu’elle devrait être applicable à tout nœud technologique et potentiellement à toutes les mémoires basées sur une valeur de résistance (SOT-MRAM, RRAM et PCM)
Optimisation de la prédiction de la réponse complète à la chimiothérapie néoadjuvante des cancers du sein par IRM mammaire : apports des descripteurs sémantiques, radiomiques, et des méthodes de segmentation
No full textNeoadjuvant chemotherapy (NAC) has become a cornerstone therapeutic strategy for aggressive and locally advanced breast cancers. Achieving a pathologic complete response (pCR), defined as the absence of residual tumour in both breast and axilla, is associated with improved survival, particularly in triple-negative and HER2-positive breast cancers. This approach allows treatment adjustment according to the tumour response, with escalation therapies shown to enhance survival in patients with incomplete response. Targeted axillary dissection and sentinel lymph node biopsy have emerged as alternatives to axillary lymph node dissection for patients achieving nodal response at the end of NAC. European guidelines currently restrict axillary surgical de-escalation to early-stage, pre-treatment nodal involvement, emphasizing the need for reliable predictive models to guide surgical strategies. MRI plays a critical role in initial assessment for selecting candidates for NAC and evaluating tumour response. This thesis aimed to identify robust and reproducible MRI-based predictors of tumour response that are applicable in clinical practice. Moreover, extracting quantitative MRI data requires precise segmentation of breast tumours, which is labour-intensive and subject to inter-radiologist variability, highlighting the need for automated solutions. Recent advances in deep learning, particularly convolutional neural networks (CNNs), have spurred interest in automated 3D tumour segmentation.Using a database of NAC-treated patients evaluated by MRI, we investigated parameters associated with both pCR and nodal response based on semantic criteria assessed on initial MRI, employing random forest algorithms.We demonstrated that non-spiculated margins and multifocality are independent predictors of tumour response, after adjusting for histomolecular subtype, TILs expression, and T stage of the TNM classification.For patients with initial nodal involvement, we developed a multivariable model to predict complete nodal response, using tumour subtype, KI-67 expression, tumour depth in the breast, intratumoral T2 signal, and initial nodal thickness on ultrasound. Breast cancer patients presenting with anterior tumours, no intratumoral high signal intensity on T2-weighted sequences, and initial nodal cortical thickening greater than 7 mm exhibited a higher risk of residual axillary disease post-NAC. In the training and test sets, the model, available online, achieved AUCs under ROC curves of 0.860 (95% CI: 0.783-0.936) and 0.843 (95% CI: 0.714-0.971), respectively.To identify reproducible MRI radiomic parameters, we developed a processing pipeline to harmonize radiomic indices across three MRI acquisition protocols using the ComBat method.Subsequently, we implemented a deep learning-based automated tumour segmentation method combining T1-weighted contrast-enhanced and subtraction images, to reduce radiologists' workload and improve robustness. We further evaluated the impact of additional MRI data acquired mid-treatment on the algorithm's performance. Using "no-new-Net" (nnU-Net) neural networks, we simplified pre-processing by eliminating the need for image cropping.La chimiothérapie néoadjuvante (CNA) est une stratégie thérapeutique devenue centrale pour les cancers du sein agressifs et localement avancés. L'obtention d'une réponse pathologique complète (pCR), définie comme une réponse tumorale complète au niveau du sein et de l'aisselle est associée à une amélioration de la survie, notamment dans les cancers du sein de type triple négatif et HER2-positif. Cette stratégie permet d’adapter la prise en charge à la réponse tumorale, les traitements d’escalade permettant une amélioration de la survie des patientes en réponse incomplète. La dissection axillaire ciblée et l'optimisation de la biopsie du ganglion sentinelle sont des alternatives au curage axillaire pour les patientes en réponse ganglionnaire en fin de CNA. Les recommandations européennes limitent actuellement la désescalade de la chirurgie axillaire aux stades précoces avant traitement, soulignant la nécessité de modèles prédictifs fiables pour guider la stratégie chirurgicale. L’IRM joue un rôle majeur dans le bilan initial pour la sélection des patientes éligibles à la CNA et l’évaluation de la réponse tumorale. L’objectif de ce travail de thèse a été de rechercher des prédicteurs IRM de la réponse tumorale, utilisables en pratique clinique de manière robuste et reproductible. D’autre part, l’extraction de données quantitatives en IRM nécessite une segmentation précise des tumeurs mammaires, ce qui est laborieux et sujet à une variabilité entre radiologues. Les progrès récents en apprentissage profond, en particulier des réseaux neuronaux convolutifs, ont permis d’envisager une segmentation automatisée des tumeurs en 3D. A partir d’une base de données de patientes traitées par CNA et évaluées par IRM, nous avons évalué les paramètres associés à la réponse pathologique complète et ganglionnaire, à partir de critères sémantiques évalués sur l’IRM initiale, au moyen de forêts d’arbres aléatoires. Nous avons montré que les contours non-spiculés et la multifocalité sont des prédicteurs indépendants de la réponse tumorale, après ajustement sur la classe histomoléculaire, l'expression des TILs (Tumor-Infiltrating Lymphocytes) et le stade T du TNM. D’autre part, pour les patientes avec une atteinte ganglionnaire initiale, nous avons développé un modèle multivarié de prédiction de la réponse ganglionnaire complète à partir du sous-type tumoral, de l’expression du KI-67, de la profondeur de l’atteinte tumorale dans le sein, du signal T2 intratumoral et de l’atteinte ganglionnaire initiale à l’échographie. Les patientes atteintes de cancer du sein présentant des tumeurs antérieures, sans hypersignal intra tumoral sur les séquences T2 et un épaississement cortical des ganglions lymphatiques supérieur à 7 mm à l’échographie initiale ont un risque accru de maladie axillaire résiduelle après CNA. Dans les ensembles d'entraînement et de test, le modèle, disponible en ligne, a obtenu des aires sous courbes ROC de 0,860 (IC 95% : 0,783-0,936) et 0,843 (IC 95% : 0,714-0,971), respectivement. Nous avons par ailleurs développé une chaine de traitement pour harmoniser les indices radiomiques issus de trois configurations d’acquisition des images IRM par la méthode ComBat. Finalement, nous avons développé une méthode de segmentation tumorale automatique par apprentissage profond utilisant la fusion d’images pondérées en T1 après contraste et d’images de soustraction, dans l’objectif de réduire la charge de travail des radiologues. Nous avons montré l’intérêt d’ajouter des données d’IRM acquises en cours de traitement pour améliorer les performances de l’algorithme. L’utilisation de réseaux de neurones "no-new-Net" (nnU-Net) a par ailleurs permis de simplifier le prétraitement en supprimant la phase de recadrage des images
Polyoccupationalisme. Flexibilisation du travail, identification et dynamique des groupes professionnels
No full textDans les conversations ordinaires et dans les médias, il est régulièrement question des travailleuses et des travailleurs qui se revendiquent « multicarte », « slasheuses » ou « slasheurs ». En sociologie, l’étude des transformations contemporaines du travail vers davantage de flexibilité met également en lumière les personnes qui exercent simultanément plusieurs activités professionnelles parce qu’elles cumulent des emplois différents ou occupent des fonctions qui les conduisent à une certaine polyvalence. Le mémoire interroge ces situations du point de vue de la sociologie des groupes professionnels en faisant l’hypothèse qu’en régime « post-industriel », les individus ont moins tendance à s’identifier à une activité unique, comme le stipule le récit durkheimien, mais développent volontiers des identifications occupationnelles multiples. Il explore systématiquement ce phénomène, baptisé polyoccupationalisme, pour comprendre comment évolue la division sociale du travail lorsque le mouvement de spécialisation des activités se complexifie voire s’inverser.Après avoir expliqué pourquoi le polyoccupationalisme est quasiment absent des travaux de sociologie des professions (chap. 1), le mémoire démontre son existence en s’appuyant sur une grande enquête quantitative sur les professionnels de la culture, et confirme son association avec l’emploi indépendant ou « non-standard », d’une part, et, d’autre part, l’organisation du travail par projets au sein des organisations « post-bureaucratiques » (chap. 2). En mobilisant des recherches existantes et des données de première main, il montre ensuite que le polyoccupationalisme prend des formes et des significations différentes à la base et au sommet de la hiérarchie socioprofessionnelle (chap. 3), qu’il évolue au fil des parcours individuels et qu’il est plus ou moins soutenable dans le temps (chap. 4). Fort de ces résultats, le mémoire propose enfin de considérer les conséquences macrosociales du polyoccupationalisme, qu’il s’agisse de la reconfiguration des groupes professionnels existants ou de la formation de nouvelles entités dans la division sociale du travail, à savoir une classe supérieure entrepreneuriale et des groupes pan-professionnels (chap. 5)
ÉTUDE EXPÉRIMENTALE ET MODÉLISATION THÉORIQUE DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE D'UN MORTIER INCORPORÉ DE FIBRES DE PSEUDO TRONC DE BANANIER.
No full textThe economic challenges posed by the rising cost and increasing scarcity of fossil fuels and the and the environmental impacts inherent in their manufacture and use, are driving the construction industry to turn to bio-sourced materials. Biomass resources are at the forefront of this trend, particularly agricultural ones, including fibers derived from plant stems. Among these fibers, banana pseudo trunks stand out for their high mechanical properties and low density, as well as their availability in the south of Cameroon. The aim of this study is to develop an innovative composite material by combining pseudo-banana trunk fibers with a cementitious matrix, to be used as masonry blocks and/or plaster for construction. Following the characterization of pseudo-banana trunk fibers, we first described in detail the development of bio-fibered mortars, with a focus on the formulation methodology. We then analyzed the influence of incorporating pseudo-banana trunk fibers on rheological (air occlusion, consistency) and physical-mechanical properties.Physical (porosity, density, thermal conductivity, capillary absorption) and mechanical (stress at break, modulus of elasticity, adhesion) properties were measured by bending, compression and adhesion tests in the hardened state. These results clearly show that the presence of pseudo-banana trunk fibers significantly reduces the technological properties of cementitious pastes, due to the fibers' sensitivity to a highly alkaline environment and their highly hydrophilic nature. Although the presence of fibers in mortar has improved certain mortar properties, notably thermal properties, it has not significantly improved mechanical or even physical properties. It therefore appears necessary to use other extraction methods to improve the characteristics of these mortars. For example, new mortar formulations have been proposed in which the fibers have been treated with NaOH, considerably improving mortar properties. Given the absence of standards in the formulation of such mortars, predictive models have been set up to predict the thermal and mechanical behavior of mortars as a function of formulation and fiber content in the mortar. These models showed results close to those obtained in the laboratory, and the results given by the models established were increasingly close to those of the laboratory as the fiber content in the mortar was increased; this is encouraging for future work related to cementitious mortars containing pseudo-banana trunk fibers.Les enjeux économiques liés à la hausse des coûts des ressources fossiles, leur raréfaction, et les impacts environnementaux inhérents à leur fabrication et à leur utilisation, conduisent lesacteurs de la construction à s’orienter vers des matériaux biosourcés. Les ressources issues de la biomasse sont alors au premier plan, celles agricoles notamment, dont les fibres provenant des tiges des plantes. Parmi ces fibres, celles de pseudo tronc de bananier se démarquent en raison de leurs propriétés mécaniques élevées et leur faible densité, ainsi que leur disponibilité au grand sud du Cameroun. L’objectif de cette étude est de développer un matériau composite innovant par l’association des fibres de pseudo tronc de bananier à une matrice cimentaire, qui sera utilisé comme bloc de maçonnerie et/ou enduit pour la construction. Après la caractérisation des fibres de pseudo tronc de bananier, nous avons d’abord décrit en détail l’élaboration des mortiers bio fibrés avec un focus sur la méthodologie de formulation. Puis nous avons analysé l’influence de l’incorporation des fibres de pseudo tronc de bananier sur les propriétés rhéologiques (air occlus, consistance) et physico mécaniques. Les propriétés physiques (porosité, densité, conductivité thermique, absorption capillaire) et mécaniques (contraintes à la rupture, module d’élasticité, adhérence) ont été mesurées par des essais de flexion, de compression et d’adhérence à l’état durci. Ces résultats montrent nettement que la présence des fibres de pseudo tronc de bananier réduit de façon importante les propriétés technologiques des pâtes cimentaires, du fait de la sensibilité des fibres au milieu très alcalin et de leur caractère fortement hydrophile. Bien que la présence des fibres dans le mortier ait permis d’améliorer certaines propriétés des mortiers notamment les propriétés thermiques, ils n’ont pas permis d’améliorer considérablement les propriétés mécaniques et même physiques. Il apparaît donc nécessaire de recourir à d’autres méthodes d’extraction afin d’améliorer les caractéristiques de ces mortiers. Ainsi, de nouvelles formulations de mortiers sont proposées, dans lesquelles les fibres ont été traitées au NaOH, ce qui a permis d’améliorer considérablement les propriétés des mortiers. Étant donné l’absence de normes dans la formulation de tels mortiers, des modèles prédictifs ont été mis sur pied afin de prédire le comportement thermique et mécanique des mortiers en fonction de la formulation et du taux de fibres dans le mortier. Ces modèles ont montré des résultats proches de ceux obtenus aux laboratoires et les résultats donnés par les modèles établis étaient de plus en plus proche de ceux du laboratoire au fur et à mesure que le teneur en fibres dans le mortier était croissant ; ce qui est encourageant pour les travaux futurs liés aux mortiers cimentaires contenant les fibres de pseudo tronc de bananier
Des structures cohérentes aux orages ˸ approches statistiques, observationnelles et de modélisation des écoulements turbulents
No full textThe understanding of climate change and its impacts has significantly advanced in recent decades, revealing the formidable challenges it poses to humanity. In particular, it is now well established that the continued anthropogenic emissions of greenhouse gases are not only driving an increase in global mean temperature but also amplifying the frequency and intensity of extreme weather events such as heatwaves and heavy precipitation. However, some aspects remain poorly understood, such as the influence of climate change on complex weather phenomena like convective storms, which can produce significant hazards, including floods, hail, lightning, and severe winds. This knowledge gap arises mainly from the multiscale, multivariate, and nonlinear nature of such phenomena, which involve intricate interactions among atmospheric variables. These processes are governed by turbulence, characterised by highly disordered fluid motions that present major challenges for both theoretical understanding and numerical modeling. In particular, turbulent flows require a very large number of degrees of freedom to be comprehensively accounted for in computer simulations, which is far beyond the capabilities of current computational resources in realistic environmental or industrial settings. As a result, numerical models use subgrid-scale modelling strategies with many adjustable parameters to represent unresolved processes, which introduces uncertainties. This thesis addresses these challenges by focusing in particular on the analysis and modelling of coherent structures—organized, recurrent flow patterns such as eddies that emerge from the apparent disorder and provide a more tractable view of turbulence. Special emphasis is placed on convective storms in the context of climate change. First, we show how high-dimensional atmospheric data can be simplified through statistical approaches that extract recurring patterns. Specifically, a generative probabilistic model originally developed for topic modeling in text analysis is adapted to decompose maps of atmospheric variables into spatial patterns that can be identified as atmospheric coherent structures Second, we examine the challenges in studying convective storms and their evolution with climate change, outlining the limitations of available observations and numerical models. In particular, an initial climatology of derechos, a severe type of convective storm, is constructed for France using multiple observational datasets. We also analyse historical changes in atmospheric environments associated with such events with a methodology that accounts for the conditioning role of the large-scale atmospheric configuration. Finally, a modelling approach for turbulence based on the dynamics of coherent structures is proposed. This approach accounts for the intermittent nature of energy dissipation and leverages the sparsity of coherent structures to limit computational costs. Such strategy could provide more efficient and accurate alternatives to current subgrid-scale models of turbulence, with potential application for atmospheric convection and climate models.La compréhension du changement climatique et de ses impacts a considérablement progressé au cours des dernières décennies, révélant les immenses défis qu'il pose à l'humanité. En particulier, il est désormais bien établi que les émissions anthropiques continues de gaz à effet de serre sont non seulement à l'origine d'une augmentation de la température moyenne mondiale, mais aussi d'une augmentation de la fréquence et de l'intensité d'événements météorologiques extrêmes tels que les vagues de chaleur et les fortes précipitations. Cependant, certains aspects restent mal compris, comme l'influence du changement climatique sur des phénomènes météorologiques complexes tels que les orages, qui peuvent engendrer des risques significatifs, liés aux inondations, à la grêle, à la foudre et aux vents violents. Ce manque de connaissances est principalement dû à la nature multi-échelle, multivariée et non-linéaire de ces phénomènes, qui impliquent des interactions complexes entre plusieurs variables atmosphériques. Ces processus sont régis par la turbulence, caractérisée par des mouvements de fluides très désordonnés qui posent des défis majeurs à la fois pour la compréhension théorique et la modélisation numérique. En particulier, les écoulements turbulents nécessitent un très grand nombre de degrés de liberté pour être représentés de façon exhaustive dans les simulations numériques, ce qui dépasse de loin les capacités des ressources de calcul actuelles pour des conditions environnementales ou industrielles réalistes. Par conséquent, les modèles numériques recourent à des stratégies de modélisation sous-maille avec de nombreux paramètres ajustables pour représenter les processus non résolus, ce qui introduit des incertitudes. Cette thèse aborde ces problématiques en se concentrant notamment sur l'analyse et la modélisation des structures cohérentes — des motifs d'écoulement organisés et récurrents tels que les tourbillons qui émergent du désordre apparent et fournissent une approche plus accessible de la turbulence. Un accent particulier est mis sur les orages dans le contexte du changement climatique. Tout d'abord, nous montrons comment des données atmosphériques à haute dimension peuvent être simplifiées par des approches statistiques qui extraient des motifs récurrents. Plus spécifiquement, un modèle probabiliste génératif développé à l'origine pour la modélisation des sujets dans l'analyse de texte est adapté pour décomposer des cartes de variables atmosphériques en motifs spatiaux qui peuvent être assimilés à des structures cohérentes atmosphériques. Deuxièmement, nous examinons les défis posés par l'étude des orages et leur évolution avec le changement climatique, en soulignant les limites des observations et des modèles numériques disponibles. En particulier, une première climatologie des derechos, un type d'orage sévère, est établie pour la France en utilisant différentes sources de données d'observation. Nous analysons également les changements historiques dans les conditions atmosphériques associées à de tels événements par une méthode tenant compte de l'influence de la circulation atmospherique à grande échelle. Enfin, une approche de modélisation de la turbulence basée sur la dynamique des structures cohérentes est proposée. Cette approche tient compte du caractère intermittent de la dissipation d'énergie et exploite la nature éparse de ces structures de petites échelles pour limiter les coûts de calcul. Cette stratégie pourrait conduire à des modèles de turbulence sous-maille plus précis et efficaces, avec des applications potentielles pour la convection atmosphérique et les modèles climatiques
Etudes de la préparation, de la caractérisation et du transport des faisceaux stables et radioactifs auprès des lignes de basse énergie d'ALTO
No full textOver the last few decades, the study of neutron-rich exotic nuclei has been a major subject of investigation in nuclear physics, and the observations have had an impact on both nuclear structure studies and nuclear astrophysics. More recently, the Irène Joliot-Curie Laboratory (IJCLab) has recently supported the development of two experiments on the low-energy beamlines of the ALTO research platform (ALTO-LEB) : the MLLTRAP Penning Trap Mass Spectrometer (built at the Maier-Leibnitzen laboratory in Germany) and LINO (Laser Induced Nuclear Orientation) for laser spectroscopy. The intensities of low-energy radioactive ion beams delivered to experimental devices depend on the physical processes taking place in the target-ions source and the transport of ions along transfer lines to the physics experiments. To guarantee high intensities, a good selectivity and an optimized transport of the radioactive beams are required. It is crucial to manage the transmission efficiency from the production up to the last detector involved in the measurement of the observable of interest. To achieve this objective, all the instruments used to prepare beams for the experimental devices need to be made reliable, by taking into account the characteristics of the beams produced at the source. That implies measuring the emittance of the low-energy beam using precise diagnostics.As part of the process of improving the reliability of the ALTO facility's beam lines and commissioning new lines, particularly the one serving MLLTRAP, studies were carried out on the characterisation of the source output and low-energy beam lines to optimise ion transport. To this end, electrostatic simulations of the target-ions source extraction and the ALTO-LEB transport lines were carried out and compared with the experimental results obtained during the emittance measurement campaigns and other beam diagnostics. The knowledge acquired during the beam studies at Orsay will be fundamental for the commissioning of the DESIR installation at GANIL-SPIRAL2, which is currently under construction.Au cours des dernières décennies, l'étude des noyaux exotiques riches en neutrons a été un sujet majeur d'investigations en physique nucléaire, et les observations ont eu un impact aussi bien dans les études de structure nucléaire qu'en astrophysique nucléaire. Le laboratoire Irène Joliot-Curie (IJCLab) a soutenu plus récemment le développement de deux expériences auprès des lignes de basse énergie de la plateforme de recherche ALTO (ALTO-LEB) : le spectromètre de masse à base de pièges de Penning MLLTRAP (construit au laboratoire Maier-Leibnitzen Allemagne) et LINO (Laser Induced Nuclear Orientation) pour la spectroscopie laser.Les intensités de faisceaux d'ions radioactifs de basse énergie délivrés aux dispositifs expérimentaux dépendent des processus physiques qui ont lieu dans l'ensemble cible-source et du transport des ions le long des lignes de transfert jusqu'aux expériences de physique. Pour garantir des intensités élevées, une bonne sélectivité et un transport optimisé des faisceaux radioactifs sont requis. Il est crucial de maîtriser l'efficacité de transmission dès la production jusqu'au dernier détecteur dédié à la mesure de l'observable désirée. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire que l'ensemble des instruments dédiés à la préparation des faisceaux pour les dispositifs expérimentaux soit fiabilisé en prenant en compte les caractéristiques des faisceaux produits à la source. Cela implique de mesurer à l'aide de diagnostics précis de l'émittance du faisceau de basse énergie.Dans le cadre de la fiabilisation des lignes de faisceaux de l'installation ALTO ainsi que de la mise en service des nouvelles lignes, des études de la caractérisation en sortie de source et des lignes de faisceaux de basse énergie pour une optimisation du transport des ions ont été menées. À cet effet, des simulations électrostatiques de l'extraction de l'ensemble cible-source ainsi que des lignes de transport d'ALTO-LEB ont été réalisées et comparées aux résultats expérimentaux obtenus lors des campagnes de mesures d'émittance et d'autres diagnostics de faisceaux. Les connaissances acquises lors des études faisceaux à Orsay seront fondamentales pour le démarrage de l'installation DESIR au GANIL-SPIRAL2 en cours de construction
Contrôle du développement filarien dans le modèle Litomosoides sigmodontis chez le rongeur
No full textFilariae are parasitic nematodes of terrestrial vertebrates transmitted by hematophagous arthropods. Certain species cause severe diseases in humans (such as lymphatic filariasis, onchocerciasis, or loiasis), leading to a wide range of debilitating symptoms. Filariae may exist in a mutualistic relationship with the endosymbiotic bacterium Wolbachia, which is essential for their survival and fertility. Using the Litomosoides sigmodontis rodent filariasis model, we investigated several factors that could regulate filarial development and that of Wolbachia. This work focuses primarily on two factors: on the one hand, type 2 immunity of the mammalian host, and on the other hand, antifilarial treatments such as oxfendazole, a benzimidazole used as an anthelmintic in veterinary medicine and currently under phase II clinical trials in humans against filarial diseases.The first objective of this thesis is to study how host immune mechanisms influence bacterial endosymbionts as well as nematode growth and reproduction. By comparing filariae from type 2 immunity-deficient mice (Il4rα-/-/Il5-/-) with those from immunocompetent mice, we showed that type 2 immune responses do not affect somatic Wolbachia populations but create a host environment unfavorable to the maintenance of the germline. This indirectly impacts ovarian Wolbachia densities, leading to reduced oogenesis, embryogenesis, and microfilariae production. We further demonstrated that Wolbachia-free microfilariae—produced after antibiotic treatment—develop into infective larvae (L3) within the vector but fail to progress beyond the L4 stage in the vertebrate host. These findings highlight the specific roles of Wolbachia in parasite reproduction and development, illustrating the complex interplay between the host immune environment, filariae, and their symbiotic bacteria.The second objective of this thesis focuses more specifically on the consequences of the antifilarial oxfendazole (OXF) treatment on filarial embryogenesis. Like all benzimidazoles, OXF is believed to act on microtubule polymerization, a major component of the cytoskeleton composed of tubulin dimers. We studied the effect of oxfendazole on tubulin polymerization in mammals and on the microtubule network in filaria. In OXF-treated rodents, the size of adult filariae is greatly reduced and embryogenesis is strongly affected, resulting in a drastic decrease in the number of microfilariae. In line with the presumed target of OXF, the microtubule network is profoundly affected. One of the advantages of this treatment lies in the rapidity and durability of its effects. Developmental abnormalities appear immediately after treatment and persist for up to three months post-treatment, suggesting a long-term impact on parasite biology. These characteristics make oxfendazole a particularly promising therapeutic candidate for the treatment of filariasis, justifying the continuation of Phase II clinical trials in humans. In the third part of the work, we focused on the main target of oxfendazole: tubulins. We identified the genes encoding tubulins in the L. sigmodontis genome, then purified tubulin from female filariae and analyzed post-translational modifications such as polyglutamylation.Les filaires sont des nématodes parasites de vertébrés terrestres transmis par des arthropodes hématophages. Certaines espèces provoquent des maladies graves chez l'Homme (comme la filariose lymphatique, l'onchocercose ou la loase) provoquant des symptômes variés et invalidants. Les filaires peuvent être en relation mutualiste avec la bactérie endosymbiotique Wolbachia qui est essentielle pour leur survie et leur fertilité. En utilisant le modèle de filariose Litomosoides sigmodontis chez le rongeur, nous avons étudié plusieurs facteurs qui pourraient contrôler le développement filarien et celui de Wolbachia. Ces travaux se concentrent principalement sur deux facteurs : d'une part l'immunité de type 2 de l'hôte mammifère et d'autre part, les traitements antifilariens comme l'oxfendazole, une benzimidazole utilisée comme antihelminthique en médecine vétérinaire et en cours d'essai clinique de phase II chez l'Homme contre les filarioses.Le premier objectif de cette thèse est d'étudier comment les mécanismes immunitaires de l'hôte influencent les endosymbiontes bactériens ainsi que la croissance et la reproduction du nématode. En comparant des filaires provenant de souris déficientes en immunité de type 2 (Il4rα-/-/Il5-/-) à celles isolées des souris immunocompétentes, nous avons montré que les réponses immunitaires de type 2 n'affectent pas les populations somatiques de Wolbachia, mais créent un environnement hôte défavorable au maintien de la lignée germinale. Cela a un impact indirect sur les densités ovariennes de Wolbachia, entraînant une réduction de l'ovogenèse, de l'embryogenèse et de la production de microfilaires. Nous avons montré que des microfilaires sans Wolbachia - produites après un traitement antibiotique - se développent en larves infestantes (L3) dans le vecteur, mais ne parviennent pas à dépasser le stade L4 chez l'hôte vertébré. Ces résultats mettent en évidence les rôles spécifiques des Wolbachia dans la reproduction et le développement des parasites, illustrant l'interaction complexe entre l'environnement immunitaire de l'hôte, les filaires et leurs bactéries symbiotiques.Le deuxième objectif de cette thèse s'intéresse plus spécifiquement aux conséquences de l'oxfendazole (OXF), un traitement antifilarien, sur l'embryogénèse des filaires. Comme tout benzimidazole, l'OXF agirait sur la polymérisation des microtubules, composants majeurs du cytosquelette, formés de dimères de tubulines. Nous avons étudié l'effet de l'oxfendazole sur la polymérisation des tubulines chez le mammifère et enfin sur le réseau de microtubules chez les filaires. Chez les rongeurs traités à l'OXF, la taille des filaires adultes est fortement réduite et l'embryogenèse fortement affectée, résultant en une diminution drastique du nombre de microfilaires. En accord avec la cible présumée de l'OXF, le réseau de microtubules est profondément affecté. L'un des intérêts de ce traitement réside dans la rapidité et la durabilité de ses effets. Les anomalies de développement apparaissent dès la fin du traitement et persistent jusqu'à trois mois post-traitement, suggérant un impact à long terme sur la biologie parasitaire. Ces caractéristiques font de l'oxfendazole un candidat thérapeutique particulièrement prometteur pour le traitement des filarioses, justifiant la poursuite des essais cliniques de phase II chez l'Homme. Dans la troisième partie du travail, nous nous intéressons à la cible principale de l'oxfendazole : les tubulines. Nous avons identifié les gènes codant pour les tubulines dans le génome de L. sigmodontis puis purifié la tubuline à partir de filaires femelles et analysé les modifications post-traductionnelles comme la polyglutamylation
La question anorexique en France (1873-1937) : étude de la production des « seuils diagnostiques » d’une catégorie médicale d’âge et de genre
No full textThis study examines the production of diagnostic thresholds for the medical category of anorexia in France from 1873 to 1937. Drawing on a sociological and anthropological history approach, based on documentary research (medical and administrative archives, scientific and medical publications, iconographies), this thesis traces how the ‘anorexic issue’ was constructed by and within various fields of knowledge related to vital developmental processes. The analytical path highlights five 'diagnostic thresholds' of anorexia, corresponding to various spatial, instrumental, and institutional modalities of the medical production of age and gender thresholds, and which are all stem from medical operations that inscribe bodies within a specific sex and sexuality. It is about the ‘aesthetic gendered thresholds’, the ‘sexualization thresholds’, the ‘metabolic thresholds’, the ‘growth thresholds’ and the ‘social return thresholds’Cette étude problématise la production des « seuils diagnostiques » de la catégorie médicale d’anorexie en France, entre 1873 et 1937. En s’appuyant sur une enquête de sociologie et d’anthropologie historique menée à partir d’un terrain documentaire (archives médicales et administratives, publications scientifiques et médicales, iconographies), la thèse retrace les façons dont la « question anorexique » a été travaillée par et au sein de divers savoirs relatifs aux processus vitaux de développement. Le parcours analytique met en avant cinq « seuils diagnostiques » de l’anorexie correspondant à diverses modalités spatiales, instrumentales et institutionnelles de production médicale de seuils d’âge et de genre, et qui sont tous issus d’opérations médicales d’inscription des corps dans un sexe et une sexualité. Il s’agit des « seuils esthétiques de genre », des « seuils de sexualisation », des « seuils métaboliques », des « seuils de croissance » et des « seuils de rendement »
Sur le calcul intégral d'invariants perturbatifs en dimension trois
No full textFollowing Witten's study of the perturbative expansion of the Chern-Simons theory, Kontsevich introduced an invariant z of rational homology spheres which counts configurations of connected trivalent graphs in the ambient manifold. This invariant is valued in a graded real vector space. It is defined from a propagating form, which is a closed differential form of degree two on a suitable compactification of a two-point configuration space in the manifold, whose integral over the product of any two disjoint knots in the manifold computes their linking number. The original definition of z involves propagating forms whose restriction to the boundary of the configuration space is constrained by parallelizations of the manifold.Starting by defining an invariant z of rational homology spheres equipped with a nowhere vanishing vector field, we give an original and more flexible definition of z using vector fields on the manifold instead of parallelizations. In even degree, the invariant z can be defined from any propagating form. With the aim of computing z from a Heegaard diagram of the manifold, we give an explicit construction a propagating form with respect to appropriate smooth charts associated with the diagram. We call it a Morse propagating form. As an example, we use this form to give an integral computation of the degree one part of the invariant z of a rational homology sphere equipped with a vector field.We give several alternative definitions of the degree two part of z. These definitions count configurations of subsets of cardinality at most four of the set of connected edge-oriented trivalent graphs with four vertices without looped edges. Each of our graphs has at least one oriented cycle of edges. Our results give concrete tools for the computation of the degree two part of z.À partir de l'étude du développement perturbatif de la théorie de Chern-Simons réalisée par Witten, Kontsevich a introduit un invariant z des sphères d'homologie rationnelle qui compte des configurations de graphes connexes trivalents dans la variété ambiante. Cet invariant est à valeurs dans un espace vectoriel gradué. Sa définition implique une forme différentielle fermée de degré deux appelée forme propagatrice définie sur une compactification appropriée d'un espace de configurations de deux points dans la variété. Une telle forme est définie par la propriété que son intégrale sur le produit de deux noeuds disjoints quelconques dans la variété calcule leur enlacement. La définition de z implique des formes propagatrices avec des contraintes sur le bord de l'espace de configurations associées à des parallélisations de la variété.Nous donnons une définition originale et plus flexible de z en remplaçant les parallélisations par des champs de vecteurs ne s'annulant pas. Plus précisément, nous définissons un invariant z des sphères d'homologie rationnelle munies de champs de vecteurs que nous corrigeons ensuite pour obtenir un invariant des variétés.La partie de degré pair de z peut être définie à partir de n'importe quelle forme propagatrice. Motivés par le calcul de z en fonction de la combinatoire d'un diagramme de Heegaard de la variété, nous construisons explicitement une forme propagatrice, dite de Morse, dans un atlas bien choisi associé au diagramme. Nous donnons, à titre d'exemple d'utilisation de cette forme, un calcul intégral de la partie de degré un de l'invariant z d'une sphère d'homologie rationnelle munie d'un champ de vecteurs.Nous donnons plusieurs définitions alternatives de la partie de degré deux de z. Nos définitions comptent des configurations des deux graphes connexes et sans boucle avec quatre sommets trivalents, munis de jeux restreints d'orientations de leurs arêtes. Chacun de nos graphes orientés possède au moins un cycle orienté d'arêtes. Nos résultats donnent des outils et des pistes pour le calcul de la partie de degré deux de z