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Identification des facteurs de risque de blessures à l'épaule chez les Para athlètes overhead
No full textThe increasing participation of athletes with disabilities in sporting competitions, particularly highlighted by the rise in numbers from London 2012 to the Paris 2024 Paralympic Games, emphasizes the growing significance of the Paralympic movement. However, studies have shown that Paralympic athletes experience injury rates comparable to, if not higher than their Olympic counterparts. Thus, identifying possible causes and aggravating factors of injury is essential, especially within overhead disciplines where postural stress and repetitive movement highly overload specific joint such as shoulder. Consequently, the aim of the present PhD thesis was to identify shoulder injury risk factors in sitting volleyball players and young Para swimmers. Our first investigations underlined that a shoulder muscle imbalance simultaneous with internal or external rotator bilateral strength asymmetry were statistically associated with shoulder overuse injury risk in the dominant limb in sitting volleyball players at rest, but with a higher relative injury risk using fatiguing-condition test results. Oppositely, this association was not revealed within our second study in young Para swimmers, suggesting these imbalanced strength profiles are not forerunners of injury risk within this population. Lastly, our prospective study corroborated observations from our first study since overuse onset accounted for the majority of reported injuries within sitting volleyball players and shoulder was mainly affected. Contrary to our hypothesis, bilateral asymmetry and internal workload changes were not associated to a greater shoulder overuse injury risk in sitting volleyball players. Nevertheless, overuse injury risk based on survival cumulative probability was higher in Para athletes with a weekly training volume >8hours when compared to those with a weekly training volume <8hours. Overall, these investigations allow for a more comprehensive understanding of Para athlete health and shoulder injury risk in sitting volleyball players and young Para swimmers.La participation sportive des athlètes en situation de handicap a connu un développement significatif entre les Jeux de Londres 2012 et ceux de Paris 2024. Toutefois, les taux d'incidence des blessures observés lors des dernières éditions des Jeux Paralympiques, parfois équivalents voire supérieurs à ceux des Jeux Olympiques, suscitent certaines préoccupations. De surcroit, ces résultats interrogent sur la nature des facteurs de risques à l'origine des blessures chez les Para athlètes, notamment au sein des disciplines dîtes « overhead » où l'épaule est régulièrement soumise à de fortes contraintes biomécaniques. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de thèse était de mieux identifier les différents facteurs de risque de blessure à l'épaule chez des Para athlètes engagés en volleyball-assis et en Para natation. Notre première étude a souligné que le déséquilibre musculaire de l'épaule ainsi qu'une asymétrie bilatérale en rotation interne ou externe étaient significativement associés au risque de blessure de surutilisation à l'épaule dominante chez les volleyeurs-assis, au repos et plus fortement en condition de fatigue. A contrario, cette association n'a pas été démontrée chez les jeunes Para nageurs au cours de notre deuxième étude, suggérant que ces différents critères ne sont pas suffisamment prédictifs et représentatifs du risque de blessure auprès de cette population. Enfin, les résultats de notre suivi longitudinal ont confirmé les observations de notre première étude puisque la majorité des blessures relevées chez les volleyeurs-assis étaient d'origine graduelle, et localisées à l'épaule. Contrairement à nos hypothèses, les asymétries ainsi que les variations de la charge de travail interne n'étaient pas associées à un risque de blessure de surutilisation à l'épaule plus élevé chez les volleyeurs-assis. En revanche, les volleyeurs-assis présentant un volume d'entrainement hebdomadaire moyen supérieur à 8 heures par semaine avait une probabilité de blessure de surutilisation plus importante par rapport aux participants ayant un volume d'entrainement hebdomadaire inférieur à 8 heures. Ces travaux de thèse ont permis d'apporter des éléments concrets sur le risque de blessure à l'épaule présent chez les volleyeurs-assis et les jeunes Para nageurs
Nouveaux concepts d'antennes radiofréquences à sensibilité optimisée pour l'IRM ultra haut champ
No full textMagnetic Resonance Imaging (MRI) is a non-invasive technique that provides access to a wealth of information with high precision. However, the signal-to-noise ratio (SNR) is critical for applications requiring high spatial resolutions. This has driven the development of high-sensitivity arrays, composed of an increasing number of coils that are becoming progressively smaller. Nevertheless, this strategy faces technological limitations, especially in high-field MRI, and an alternative approach consists in improving the individual performance of the coils by exploring new concepts, geometries, or materials for their design.This thesis is part of that effort, focusing on the development of an innovative RF coil array based on the concept of multi-loop coils (MLC), intended for 7T brain MRI. The work involved the design, simulation, fabrication, and evaluation of these coils through a complete testing pipeline, integrating semi-analytical approaches, electromagnetic simulations, bench tests, as well as MRI experiments on phantoms. The aim was to assess the performance of these coils and compare them with that of con-ventional single-loop coils, particularly in terms of sensitivity, homogeneity, and com-patibility with parallel imaging.An optimized coil geometry, composed of four partially overlapping loops in series, was identified and used to develop an eight-element array arranged in a ring con-figuration. The experimental results obtained at 7T MRI confirm the simulations and demonstrate an SNR gain in the peripheral regions of the brain. This work paves the way for the development of an array with a larger number of multi-loop coils, thereby ensuring better anatomical coverage while improving SNR in regions of interest.L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique non-invasive donnant accès à de nombreuses informations avec une haute précision. Toutefois, le rapport signal-sur-bruit (RSB) est critique pour les applications nécessitant des résolutions spatiales élevées. Ceci a poussé le développement de réseaux à haute sensibilité, composés d'antennes de taille de plus en plus réduite et en nombre toujours plus élevé. Cette stratégie rencontre des limitations technologiques, notamment en IRM à haut champ, et une alternative consiste à améliorer les performances individuelles des antennes en rucher-chant de nouveaux concepts, géométrie ou matériaux pour la réalisation de ces dernières.Cette thèse s'inscrit dans cette dynamique en se focalisant sur le développement d'un réseau d'antennes RF innovantes, basées sur le concept des antennes multi-boucles, destinés à l'IRM cérébral à 7 T. Le travail a porté sur la conception, la simulation, la fabrication et l'évaluation de ces antennes via un pipeline de test complet intégrant des approches semi-analytiques, des simulations électromagnétiques, des tests sur banc, ainsi que des expériences en IRM sur fantômes. L'objectif était d'évaluer les performances de ces antennes et de les comparer à celles d'antennes simple-boucle conventionnelles, notamment en termes de sensibilité, d'homogénéité et de compatibilité avec l'imagerie parallèle.Une géométrie d'antenne optimisée , composée de 4 boucles en série partiellement chevauchée, a été identifiée et a servi au développement d'un réseau de 8 éléments disposés en couronne. Les résultats expérimentaux obtenus en IRM à 7T confirment les résultats de simulations et démontrent un gain en RSB dans les zones périphériques du cerveau. Ces travaux ouvrent la voie au développement d'un réseau avec un plus grand nombre d'antennes multi-boucles assurant ainsi une meilleure couverture anatomique tout en offrant une amélioration du RSB dans les zones d'intérêt
Algorithmes d'IA pour la spectrométrie gamma dédiée à la mesure de terrain
No full textGamma-ray spectrometry stands as a traditional technique for identifying and quantifying γ-emitting radionuclides in a wide range of nuclear physics applications, including rapid detection of illicit nuclear material trafficking, decommissioning of nuclear facilities, and in situ environmental analysis following a radiological or nuclear incident. For these applications, there is a growing demand for automatic analysis tools that can be used by non-expert users and also enable robust decision-making under short-duration measurement conditions (i.e., low statistics). Furthermore, the measurements carried out in complex environments can lead to variability of the shape of γ-spectra due to physical phenomena such as attenuation, Compton scattering and fluorescence resulting from the interactions of γ-photons in the surroundings between the radioactive source and the detector.To address these challenges, this thesis introduces a hybrid approach that combines machine learning and statistical methods to more accurately reflect the physical properties of the measurement process. Central to this approach is the Interpolating Autoencoder (IAE), a machine learning model designed to capture spectral variability. The IAE is evaluated using Geant4 radiation-matter simulations with a geometry involving a point source located in a sphere for the NaI(Tl) detector. Two types of IAE models are considered: an individual model, which learns the spectral variability independently for each radionuclide, and a joint model, which captures correlations in spectral variability across all radionuclides. The IAE models the spectral signatures—representing the detector's response to γ-photon emissions—as a function of a one-dimensional latent variable λ. Building upon the IAE, a novel hybrid full-spectrum spectral unmixing algorithm, SEMSUN, is developed to jointly estimate the spectral signatures and counting of all radionuclides using the maximum likelihood estimation under a Poisson distribution of the measurements. The SEMSUN algorithm is then combined with a model-selection strategy based on the likelihood-ratio test to enable automatic radionuclide identification. Finally, to quantify the uncertainty of the hybrid estimator, two Bayesian inference techniques are investigated: the Laplace approximation (LA) and Markov Chain Monte Carlo (MCMC).The results demonstrate that the IAE models can effectively capture spectral deformation, even in complex scenarios involving up to 12 radionuclides. The proposed hybrid approach has been compared to end-to-end machine learning methods, representing a current trend in γ-ray spectrometry. The findings show that the hybrid method outperforms end-to-end ML approaches in both identification and quantification tasks. It maintains a false positive rate (or false alarm rate) close to the expected value and gives superior detection capability under low-statistics conditions. The performance of this approach using individual IAE models is slightly less precise than that of the joint IAE model, as it does not capture the correlations between the spectral signatures of different radionuclides. Regarding uncertainty quantification, while the LA method is computationally efficient, the MCMC method offers more robust results when constraints strongly influence the distribution, though at a higher computational cost.La spectrométrie gamma est une technique classique pour identifier et quantifier les radionucléides émetteurs de photons γ dans de nombreuses applications en physique nucléaire, telles que la détection rapide du trafic illicite de matières nucléaires, le démantèlement des installations nucléaires et la surveillance environnementale in situ à la suite d'un incident radiologique ou nucléaire. Pour ces applications, il existe une forte demande pour des outils d'analyse automatique pouvant être utilisés par du personnel non expert et permettant également une prise de décision robuste dans des conditions de mesures de courte durée (c'est-à-dire à faible statistique). Par ailleurs, les mesures effectuées dans des environnements complexes peuvent entraîner une variabilité de la forme des spectres γ en raison de phénomènes physiques tels que l'atténuation, la diffusion Compton et la fluorescence résultant des interactions des photons γ dans l'environnement entre la source radioactive et le détecteur. Pour répondre à ces enjeux, cette thèse propose une approche hybride qui combine l'apprentissage automatique et les méthodes statistiques afin de prendre en compte de manière plus précise les propriétés physiques du processus de mesure. Au cœur de cette approche est "Interpolating Autoencoder" (IAE), un modèle d'apprentissage automatique conçu pour capturer la variabilité spectrale. L'IAE est évalué à l'aide de simulations rayonnement-matière avec le code Geant4 dans une géométrie comprenant une source ponctuelle située dans une sphère pour le détecteur NaI(Tl). Deux types de modèles IAE sont considérés: un modèle individuel, qui apprend la variabilité spectrale indépendamment pour chaque radionucléide et un modèle conjoint, qui capture les corrélations dans la variabilité spectrale de tous les radionucléides. L'IAE modélise les signatures spectrales - qui représentent la réponse du détecteur aux émissions de photons γ - comme une fonction d'une variable latente unidimensionnelle λ. En se basant sur l'IAE, un nouvel algorithme hybride de démélange spectral pour une analyse sur la totalité du spectre, SEMSUN, est développé pour estimer conjointement les signatures spectrales et le comptage de tous les radionucléides en utilisant le maximum de vraisemblance basé sur la statistique de Poisson des mesures. L'algorithme SEMSUN est ensuite combiné avec une stratégie de sélection de modèle basée sur le test du rapport de vraisemblance pour permettre l'identification automatique des radionucléides. Enfin, pour quantifier l'incertitude de l'estimateur hybride, deux techniques d'inférence bayésienne sont évaluées : l'approximation de Laplace (LA) et "Markov Chain Monte Carlo" (MCMC).Les résultats démontrent que les modèles IAE peuvent capturer efficacement la déformation spectrale, même dans des scénarios complexes impliquant jusqu'à 12 radionucléides. L'approche hybride proposée a été comparée aux méthodes d'apprentissage automatique de bout en bout, qui représentent une tendance actuelle en spectrométrie gamma. Les résultats montrent que la méthode hybride est plus performante que les méthodes d'apprentissage automatique de bout en bout dans les tâches d'identification et de quantification. Elle maintient un taux de faux positifs (ou de fausses alarmes) proche de la valeur attendue et offre une capacité de détection supérieure dans des conditions de faible statistique. Les performances de cette approche utilisant des modèles IAE individuels sont légèrement moins précises que celles du modèle IAE conjoint, car elles ne tiennent pas compte des corrélations entre les signatures spectrales des différents radionucléides. Concernant la quantification de l'incertitude, alors que la méthode LA est efficace en termes de temps de calcul, la méthode MCMC offre des résultats plus robustes lorsque les contraintes influencent fortement la distribution, bien qu'à un coût de calcul plus élevé
Mesure et contrôle du risque de liquidité
No full textThis thesis explores methods to model, detect, and respond to dynamic liquidity conditions in electronic markets. Liquidity, understood as the ability to transact large quantities quickly and with minimal price impact, is neither static nor directly observable. It varies throughout the trading day and across market conditions, presenting significant challenges for both theoretical modeling and practical trading. In response, we develop a comprehensive set of tools for analyzing liquidity dynamics and designing adaptive execution strategies.The first part of the thesis introduces a novel measure of liquidity based on the observation of multiple limit trades. These events occur when a single market order consumes liquidity across several levels of the order book, reflecting the market's resilience and depth. We model the timing and volume of these events using marked Hawkes processes, which allow for a self-exciting structure and capture the informational content of trade sizes. To detect shifts in liquidity conditions, we formulate a disorder detection problem in which the goal is to identify changes in the distribution of these events as quickly as possible. To our knowledge, our change-point detection methodology is the first to account for processes that can exhibit simultaneous jumps. We demonstrate that this approach can effectively detect intraday regime changes based on empirical results on high frequency data.Building on these insights, the second part of the thesis addresses a problem of optimal execution when the state of market liquidity is not directly observable. Traders must rely on order flow data to estimate the underlying liquidity conditions. We model this setting using a system where order arrivals are governed by Hawkes processes influenced by an unobserved liquidity regime that evolves according to a hidden Markov chain. To estimate the hidden liquidity state, we apply nonlinear stochastic filtering techniques to update beliefs. The execution problem is then formulated as an impulse control problem under partial observation. We apply the separation principle to treat estimation and control separately, and derive a recursive approximation scheme for the value function. Simulations illustrate how the optimal trading strategy adjusts to varying levels of inferred liquidity, balancing the trade-off between execution cost and risk.The third part develops an optimal execution model with stochastic resilience. The model allows the shape of the limit order book to vary across different liquidity regimes, represented by a finite state Markov chain. A jump-diffusion process is used to represent volume effect, capturing continuous fluctuations and sudden shocks in market activity. We formulate the execution problem as a singular stochastic control problem, and characterize the value function through a system of Hamilton-Jacobi-Bellman quasi-variational inequalities. Using a viscosity solution framework, we prove the uniqueness of the value function and describe the structure of the optimal execution region. A finite difference numerical scheme is developed to approximate the solution, and simulations highlight how factors such as market volatility and resilience influence the execution strategy.The final part of this thesis focuses on the development of a reinforcement learning-based execution strategy within a custom MDP framework, using limit order book features as state inputs. To address the limitations of historical data, we simulate realistic market dynamics with the ABIDES multi-agent environment. The proposed agent outperforms standard benchmarks, demonstrating its effectiveness and practical relevance.In summary, this thesis provides a unified framework for adapting to changes in market liquidity. It combines high frequency data analysis, statistical filtering, stochastic modeling, and optimal control theory to address both theoretical and practical challenges in modern financial markets.Cette thèse explore des méthodes de modélisation, de détection et de gestion des conditions de liquidité dans les marchés électroniques. La liquidité, comprise comme la capacité à exécuter rapidement des transactions de grands volumes avec un impact minimal sur les prix, n'est ni statique ni directement observable. Elle varie dans le temps et selon des régimes de marché, ce qui pose des défis importants tant pour la modélisation théorique que pour la mise en oeuvre pratique des stratégies de trading. En réponse à ces enjeux, nous développons un ensemble d'outils permettant d'analyser la dynamique de la liquidité et de concevoir des stratégies d'exécution adaptées.La première partie de la thèse introduit une nouvelle mesure de la liquidité fondée sur l'analyse des multiple limit trades, c'est-à-dire des ordres de marché qui consomment plusieurs niveaux du carnet. Ces événements sont modélisés par des processus de Hawkes marqués, qui permettent de représenter à la fois la dépendance temporelle et l'information contenue dans les volumes échangés. Un cadre de détection de désordre est ensuite utilisé pour identifier rapidement les changements dans la distribution de ces événements. Cette approche généralise les méthodes classiques de détection de désordre et s'adapte à des processus présentant des sauts simultanés. L'analyse empirique sur données haute fréquence confirme la capacité de cette méthode à détecter les transitions de régimes intrajournaliers. Cette approche permet également de mieux quantifier la résilience du carnet d'ordres face à des perturbations soudaines.La deuxième partie s'intéresse à la liquidation optimale dans un contexte d'information partielle, où la liquidité n'est pas observable directement. Le flux d'ordres est modélisé par des processus de Hawkes dont l'intensité dépend d'un régime évoluant selon une chaîne de Markov cachée. L'estimation de ce régime est réalisée via un filtrage stochastique non linéaire. Le problème d'exécution est formulé comme un contrôle impulsionnel sous observation partielle, résolu grâce au principe de séparation et à une approximation récursive de la fonction de valeur. Des simulations illustrent l'ajustement des stratégies en fonction des conditions estimées du marché. Cette modélisation permet d'intégrer l'incertitude informationnelle dans les décisions de trading, en tenant compte de l'endogénéité du flux d'ordres.Nous proposons par la suite un cadre d'exécution optimale prenant en compte des évolutions dynamiques et des chocs soudains de liquidité. Le modèle combine un volume effect stochastique, représenté par un processus de diffusion avec sauts, et une dynamique de régime pilotée par une chaîne de Markov. Le problème est formulé comme un contrôle stochastique singulier, et la fonction valeur est caractérisée comme solution de viscosité d'inéquations de Hamilton-Jacobi-Bellman. Une méthode numérique permet d'approximer cette solution et d'analyser l'impact des paramètres de marché sur la stratégie optimale. Ce cadre offre une plus grande flexibilité en distinguant notamment les effets liés à la forme du carnet et à l'intensité de l'activité.La dernière partie de cette thèse porte sur le développement d'une stratégie d'exécution basée sur l'apprentissage par renforcement, formulée dans un cadre MDP utilisant des caractéristiques du carnet d'ordres comme variables d'état. Afin de pallier les limitations des données historiques, nous simulons des dynamiques de marché réalistes à l'aide de l'environnement multi-agent ABIDES. L'agent proposé surpasse les stratégies de référence standard, démontrant ainsi son efficacité et sa pertinence pratique.En résumé, cette thèse propose un cadre unifié pour s'adapter aux variations de la liquidité de marché. Elle combine analyse de données haute fréquence, filtrage non-linéaire, modélisation stochastique et théorie du contrôle optimal afin de répondre aux défis théoriques et pratiques posés par les marchés financiers moderne
Les surfaces de Voss : un espace de conception pour les gridshells géodésiques
No full textCurved structures and envelopes offer significant mechanical advantages and aesthetic qualities. Indeed, curvature provides a stiffness that makes it possible to achieve large spans without intermediate support, and thus to cover large spaces with apparent lightness. Moreover, the use of curved geometries can also be a means for materialising architectural intents. However, the design of these structures is often challenging, and can lead to complex, inefficient layouts comprising expensive, custom-made elements. To avoid this pitfall, practical considerations need to be taken into account as early as possible in the project. To this end, Architectural Geometry uses Discrete Differential Geometry to integrate constructive issues at the design stage. Constructive properties that simplify the fabrication and assembly of the structure are reformulated as geometric constraints on the mesh. This approach has proved highly successful, and has allowed the identification of interesting families of surfaces, which ensure the implementation of rational constructive systems.In this context, this thesis will focus on a particular family of surfaces, called Voss surfaces. They are the support of geodesic gridshells covered by planar panels, and can therefore be constructed from initially straight laths, tangent at the intersections. In order to improve the understanding of this family, an extensive geometric study is carried out. The properties identified will then enable the formulation of dedicated generation methods. A first method uses the Gauss map of these surfaces to calculate a linear space composed solely of Voss surfaces. In this space, the resulting shapes can be added to blend their appearances. A more direct approach uses appropriate spatial curves to generate a compatible Voss surface. On the other hand, the geometric properties will also provide design tools for altering the geometry of surfaces while retaining their good characteristics.To illustrate the richness of Voss surfaces and the research conducted, a full-scale pavilion based on this family is designed. Reflections on structural systems lead to the implementation of a geo-desic gridshell whose planar panels use a surface property that enables partial flat assembly for deployment in the manner of a kiri-gami, hence its name, Geogami. The material requirements related to the shaping of beams in the geodesic gridshell then led to the use of abutted reclaimed skis, similar to composite laths but with a lower environmental impact. To validate their mechanical capacities, the skis were tested. From a technological point of view, while the connections associated with the gridshell are simple due to the tangency of the elements, particular attention is paid to the connection between panels. It must allow large rotations for the deployment of the panel strips. Its choice will be guided by the construction of prototypes at several scales. Finally, a structural simulation will confirm the various design choices and validate the structure against Eurocodes. After assembly, the pavilion's geometry is measured under several loads to ensure consistency between reality and the numerical models. The Geogami pavilion demonstrates the relevance of Voss surfaces for the design of lightweight curved structuresLes structures et enveloppes courbes présentent des intérêts mécaniques et des qualités esthétiques majeures. En effet, la courbure apporte une raideur qui permet d’atteindre de grandes portées sans appui intermédiaire, et donc de couvrir de grands espaces avec une légèreté apparente. De plus, l’utilisation de géométries courbes peut aussi être un moyen de matérialiser les intentions architecturales. Cependant, la conception de ces structures s’avère souvent délicate, et peut conduire à des agencements complexes peu efficaces, composés d’éléments couteux faits sur-mesure. Afin d’éviter cet écueil, il est donc nécessaire de prendre en compte les considérations pratiques au plus tôt dans le projet. Dans cette optique, la Géométrie Architecturale utilise la Géométrie Différentielle Discrète pour intégrer les questions constructives au moment du dessin de la forme. Pour cela, les propriétés constructives simplifiant la fabrication et l’assemblage de la structure sont ainsi reformulées en contraintes géométriques sur les maillages. Cette approche s’est révélée très fructueuse et a facilité l’identification de familles de surfaces intéressantes, assurant l’implémentation de systèmes constructifs rationnels. Dans ce contexte, cette thèse va s’intéresser à une famille de surface particulière, appelée les surfaces de Voss. Elles sont le support de gridshells géodésiques couverts par des panneaux plans, et peuvent donc être construites à partir de lattes initialement droites, tangentes aux intersections. Afin de mieux comprendre cette famille, une étude géométrique approfondie est menée. Les propriétés recensées vont alors permettre la formulation de méthodes de génération dédiées. Une première méthode s’appuie sur l’image de Gauss de ces surfaces pour calculer un espace linéaire composé uniquement de surfaces de Voss. Dans cet espace, les formes obtenues peuvent être ajoutées afin de fusionner leurs apparences. Une approche plus directe consiste à utiliser des courbes spatiales appropriées pour générer une surface de Voss compatible. D’autre part, les propriétés géométriques vont aussi fournir des outils de conception permettant d’altérer la géométrie des surfaces en conservant leurs bonnes caractéristiques. Afin d’illustrer la richesse des surfaces de Voss et les recherches menées, un pavillon à taille réelle s’appuyant sur cette famille est conçu. Les réflexions sur les systèmes structurels conduisent à l’implémentation d’un gridshell géo-désique dont les panneaux plans utilisent une propriété des surfaces permettant un assemblage à plat partiel pour une mise en place par déploiement à la façon d’un kiri-gami, d’où son nom, Geogami. Les exigences matérielles liées à la mise en forme des poutres dans le gridshell géodésique amènent ensuite à utiliser des skis usagés aboutés, assimilables à des lattes de composite mais avec un impact environnemental moindre. Pour valider leurs capacités mécaniques, les skis ont été testés. D’un point de vue technologique, si les assemblages liés aux gridshells sont simples dues à la tangence des éléments, une attention particulière est portée à la connexion entre panneaux. Elle doit autoriser un grand débattement pour le déploiement des bandes de panneaux. Son choix sera guidé par la construction de prototypes à plusieurs échelles. Enfin, une simulation de la structure va permettre de confirmer les différents choix de conception et de valider la structure aux Eurocodes. Après assemblage, la géométrie du pavillon est mesurée sous plusieurs chargements afin d’assurer la cohérence entre la réalité et les modèles numériques. Le pavillon Geogami montre ainsi la pertinence des surfaces de Voss pour la conception de structures courbes légère
Assemblage non-séquentiel : principes géométriques et application constructive
No full textIn response to dwindling resources and the urgent need to lower the environmental impact of the construction sector, it has become essential to rethink how buildings are conceived, assembled, and dismantled. Timber construction gives a promising alternative to reduce the reliance on concrete and steel, two materials with high greenhouse gas emissions associated with their production. Among timber construction techniques, friction-based assemblies, such as mortise and tenon joints, have been used and studied for centuries in Asia and Europe. Due to their reversibility, these joints have significant potential, allowing defective parts to be replaced and structures to be repaired rather than demolished. The longevity of historical wooden structures, such as the 7th-century Hōryū-ji Temple in Japan, exemplifies the effectiveness of these principles.However, the construction sector’s industrialisation in the 19th and 20th centuries, combined with evolving labour regulations, led to the abandonment of traditional timber craftsmanship in favor of standardised metal connectors. While these systems are efficient and economical, they limit the reversibility and adaptability of structures. In today’s context, where buildings must increasingly adapt to changing uses and minimise obsolescence, designing reversible, dismountable, and reusable structures represents a promising strategy to reduce both material consumption and environmental impact.The recent development of computational design and robotic manufacturing tools offers new opportunities to move beyond mass production toward the customised fabrication of optimised components. This thesis proposes a method to reinterpret traditional timber joints using contemporary computational tools, focusing on non-sequential assemblies. These assemblies are characterised by the simultaneous movement of multiple parts, locking solely through their assembly kinematics and allowing controlled (dis)mantling of structures based on predefined motions. Historically, the requirement for precise manufacturing and kinematic movements during (dis)assembly limited their practical use. However, advances in digital design and robotic fabrication now make it possible to model, generate, and control these complex motions with greater precision and reliability.After formalising definitions and proposing a generative method for non-sequential nodes, this research investigates non-sequential at the scale of the overall structure, addressing the challenge of assembly planning for larger constructions. The proposed methods are validated by fabricating three physical prototypes, ranging from furniture-scale to full-scale demonstrator. These experiments explore different design, fabrication, and assembly scenarios to demonstrate the practical relevance, the constructibility and potential of non-sequential assemblies for reversible and resource-efficient timber construction.Face à l’épuisement des ressources et au besoin de réduire l'empreinte carbone du secteur de la construction, il devient essentiel de repenser les modes de conception, d’assemblage et de déconstruction des bâtiments. La construction en bois constitue une alternative prometteuse pour limiter l’utilisation de béton et d’acier, deux matériaux dont la production est fortement émettrice de gaz à effet de serre. Parmi les techniques constructives en bois, on peut remarquer que les assemblages par friction, comme les assemblages tenon-mortaise, sont utilisés et étudiés depuis des siècles en Asie et en Europe. En raison de leur caractère réversible, ces assemblages ont un potentiel important, permettant de remplacer des éléments défectueux ainsi que de réparer les structures plutôt que de les démolir. La longévité de structures historiques en bois, comme le temple Hōryū-ji construit au VIIème siècle au Japon, illustre l’efficacité de ces principes. Cependant, l’industrialisation du secteur de la construction aux XIXème et XXème siècles, additionné à l’évolution des réglementations du travail, ont conduit à l’abandon des savoir-faire traditionnels de la charpenterie au profit de connecteurs métalliques standardisés. Si ces systèmes sont efficaces et économiques, ils limitent néanmoins la réversibilité et l’adaptabilité des structures. Dans le contexte actuel, où les bâtiments doivent s’adapter davantage à l’évolution des usages et réduire leur obsolescence, concevoir des structures réversibles, démontables et réutilisables présente une solution prometteuse pour diminuer la consommation de matériaux et l’impact environnemental. Le développement récent d’outils de conception numérique et de fabrication robotisée ouvre de nouvelles perspectives. Ils permettent de dépasser un modèle de production de masse au profit d’une fabrication sur mesure d’éléments optimisés. Cette thèse propose une méthode de réinterprétation des assemblages traditionnels en bois à l’aide d’outils numériques contemporains, grâce aux assemblages non-séquentiels. Ces assemblages se caractérisent par le mouvement simultané des pièces composant l’assemblage, s’emboîtant et se verrouillant uniquement par leur cinématique et permettant le (dé)montage contrôlé de la structure selon des mouvement prédéfinis. Historiquement, la précision de fabrication et de cinématique d’assemblage nécessaire au non-séquentiel ont limité sa mise en œuvre pratique. Toutefois, les avancées en conception numérique et en fabrication robotisée permettent aujourd’hui de modéliser, générer et contrôler des mouvements complexes avec une précision et une fiabilité accrues. Après avoir formalisé les définitions et proposé une méthode générative du non-séquentiel à l’échelle du nœud d’assemblage, cette recherche s’intéresse à l’échelle de la structure en abordant la planification d’assemblage pour des constructions de plus grande envergure. Les méthodes proposées sont validées par la fabrication de trois prototypes physiques, allant de l’échelle du mobilier à celle d’un démonstrateur de grande échelle. Ces expérimentations explorent différents scénarios de conception, de fabrication et d’assemblage afin de démontrer la pertinence pratique, la constructibilité et le potentiel des assemblages non-séquentiels pour la construction de structures en bois réversible et économe en ressources
Amélioration de l'efficacité des réseaux de neurones grâce aux connaissances a priori : normalisation, représentation multimodale et détection d'objets à vocabulaire ouvert
No full textThis research explores methods to improve deep neural networks by integrating priorknowledge, enhancing efficiency, and reducing reliance on large datasets and extensivecomputation. Key contributions include developing a framework to extend LLMs toMultimodal LLMs (MLLMs) at low cost, optimizing generative AI models for image recognition,NLP, and multimodal learning, and advancing domain adaptation and knowledge-drivengeneralization. The work also integrates efficient normalization techniques and modulararchitectures for scalable, cost-effective AI deployment.Cette recherche explore des méthodes pour améliorer les réseaux neuronaux profonds en intégrant des connaissances préalables, en augmentant l’efficacité et en réduisant la dépendance aux grands ensembles de données et aux calculs intensifs. Les principales contributions incluent le développement d’un cadre permettant d’étendre les LLMs aux LLMsmultimodaux (MLLMs) à faible coût, l’optimisation des modèles d’IA générative pour la reconnaissance d’images, le traitement du langage naturel (NLP) et l’apprentissage multimodal, ainsi que l’avancement de l’adaptation aux domaines et de la généralisation basée sur les connaissances. Ce travail intègre également des techniques de normalisation efficaces et des architectures modulaires pour un déploiement de l’IA évolutif et rentable
Identité et littérature lesbo-féministe à travers La bastarda (2016) et Yo no quería ser madre (2019) de Trifonia Melibea Obono,Sous les branches de l’Udala (2018) de Chinelo Okparanta et Dos mujeres (2014) de Sara Levi Calderón
No full textThis thesis is based on identity and lesbo-feminist literature. This work attempts to highlight the characteristics of lesbo-feminist identity and literature through La bastarda (2016) and Yo no quería ser madre (2019) by Trifonia Melibea Obono, Sous les branches de lʼUdala (2018) by Chinelo Okparanta and Dos mujeres (2014) by Sara Levi Calderón. The three authors use their texts to show the negative conceptions of respective societies about lesbian identity. They show the homophobia suffered by lesbian characters and their resistance through the use of rhetorical figures, literary registers, semantic and grammatical indices. Their desire to show the reader the social situation of lesbians denotes the activism of these three authors in favor of this sexual minority. “Black feminist thought” of Patricia Hill Collins and “forced to heterosexuality” of Adrienne Rich have proved to be adequate and important for the analysis of the corpus because they allowed us to examine on the one hand the entanglement of oppression endured by the lesbian characters, and on the other hand their social and sexual agency.Cette thèse s’articule autour de l’identité et de la littérature lesbo-féministe. Ce travail tente de mettre en exergue les caractéristiques de l’identité et de la littérature lesbo-féministe à travers La bastarda (2016) et Yo no quería ser madre (2019) de Trifonia Melibea Obono, Sous les branches de l’Udala (2018) de Chinelo Okparanta et Dos mujeres (2014) de Sara Levi Calderón. Les trois auteures se servent de leurs textes pour montrer les conceptions négatives de leurs sociétés respectives sur l’identité lesbienne. Elles montrent l’homophobie subie par les personnages lesbiens et la résistance de ces derniers par l’emploi des figures de rhétorique, des registres littéraires, des indices sémantiques et grammaticaux. Leur désir de montrer au lecteur la situation sociale des lesbiennes dénote le militantisme de ces trois auteures en faveur de cette minorité sexuelle. La « pensée féministe noire » de Patricia Hill Collins et la « contrainte à l’hétérosexualité » d’Adrienne Rich se sont avérées adéquates et importantes pour l’analyse du corpus car elles nous ont permis d’examiner d’une part l’enchevêtrement d’oppression qu’endurent les personnages lesbiens, et d’autre part l’agentivité sociale et sexuelle de ces derniers
Exploration de l’organisation interne des tissus tumoraux par imagerie volumétrique, méthodes numériques et apprentissage profond
No full textOne of the major challenges in pediatric oncology is to design more effective treatments, particularly for metastatic, recurrent, or resistant forms, while reducing side effects. To achieve this, a better understanding of the biological mechanisms and the functioning of tumor tissues is essential. Among the avenues currently being explored, the internal morphological organization of tumor tissues could play an important role in how cells respond to treatments and, consequently, in their effectiveness. It is in this context that this thesis is situated, focusing on the study of the bioarchitectural organization of hepatoblastoma tissues, the most common malignant liver tumor in children. Recent advances in three-dimensional imaging offer new opportunities to characterize in detail the cellular and subcellular structures within biological tissues. In particular, serial block-face scanning electron microscopy makes it possible to acquire anisotropic volumetric images at high resolution, well suited to the study of large tissue samples. The objective of this work is to transform these complex data into an accurate digital representation of the tumor tissue, through the construction of a digital twin. This construction is based on two complementary steps. The first part of my thesis consists in developing automated segmentation tools to identify and individualize the biological structures of interest within the volume, notably cells, nuclei, nucleoli, mitochondrial networks, lipid droplets, blood capillaries, and hemorrhagic areas. The second part aims to exploit this segmentation to analyze the internal organization of the tissue through the extraction of bioarchitectural parameters. My thesis work made it possible to introduce 35 parameters grouped into five main categories: size, shape, distances between structures, orientation, and texture. The analysis of these high-dimensional data relies on unsupervised machine learning methods, making it possible to identify complex and non-trivial patterns of organization within tumor tissues. All of this work is part of a digital modeling approach to tumor architecture at the cellular and subcellular scales. This approach makes it possible to explore the individual behaviors and interactions between structures, with the aim of formulating, confirming, or refuting the biological hypotheses underlying these tumor phenomena. It constitutes a complete methodological framework for the automated, quantitative, and interpretable exploration of relevant biological tissues. By offering unprecedented access to the internal organization of tissues, it has the potential to contribute to a better understanding of tumors, to improve diagnosis, to refine therapeutic protocols, and, ultimately, to optimize the care of children with cancer.L’un des enjeux majeurs en oncologie pédiatrique est de concevoir des traitements plus efficaces, en particulier pour les formes métastatiques, récidivantes ou résistantes, tout en réduisant les effets secondaires. Pour y parvenir, une meilleure compréhension des mécanismes biologiques et du fonctionnement des tissus tumoraux est essentielle. Parmi les pistes actuellement explorées, l’organisation morphologique interne des tissus tumoraux pourrait jouer un rôle important dans la réponse des cellules aux traitements et, par conséquent, dans leur efficacité. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse, qui porte sur l’étude de l’organisation bioarchitecturale des tissus d’hépatoblastome, la tumeur hépatique maligne la plus fréquente chez l’enfant. Les récentes avancées en imagerie tridimensionnelle offrent de nouvelles opportunités pour caractériser en détail les structures cellulaires et subcellulaires au sein des tissus biologiques. En particulier, la microscopie électronique à balayage de blocs en série permet d’acquérir des images volumétriques anisotropes à haute résolution, bien adaptées à l’étude de tissus de grande taille. L’objectif de ce travail est de transformer ces données complexes en une représentation numérique fidèle du tissu tumoral, à travers la construction d’un jumeau numérique. Cette construction repose sur deux étapes complémentaires. La première partie de ma thèse consiste à développer des outils de segmentation automatisés pour identifier et individualiser les structures biologiques d’intérêt au sein du volume, notamment les cellules, les noyaux, les nucléoles, les réseaux mitochondriaux, les gouttelettes lipidiques, les capillaires sanguins et les zones hémorragiques. La seconde partie vise à exploiter cette segmentation pour analyser l’organisation interne du tissu à travers l’extraction de paramètres bioarchitecturaux. Mon travail de thèse a permis d’introduire 35 paramètres regroupés en cinq grandes catégories que sont la taille, la forme, les distances entre structures, l’orientation et la texture. L’analyse de ces données de grande dimension repose sur des méthodes d’apprentissage automatique non supervisé, permettant d’identifier des motifs d’organisation complexes et non triviaux au sein des tissus tumoraux. L’ensemble de ces travaux s’inscrit dans une démarche de modélisation numérique de l’architecture tumorale à l’échelle cellulaire et subcellulaire. Cette approche permet d’explorer les comportements individuels et les interactions entre structures, dans le but de formuler, confirmer ou infirmer les hypothèses biologiques qui sous-tendent ces phénomènes tumoraux. Elle constitue un cadre méthodologique complet pour l’exploration automatisée, quantitative et interprétable des tissus biologiques d’intérêt. En offrant un accès inédit à l’organisation interne des tissus, elle a le potentiel de contribuer à une meilleure compréhension des tumeurs, d’améliorer le diagnostic, d’affiner le protocole thérapeutique, et, à terme, d’optimiser la prise en charge des enfants atteints de cancer
Approches clinique et expérimentale des réponses Immune et Métabolique de l’hôte au cours des pneumonies sévères
No full textVentilator-associated pneumonia (VAP) is common in critical care settings and is associated with metabolic and immune dysfunctions. It leads to prolonged stays in intensive care units and represents a major cause of morbidity and mortality. Mesenchymal stromal cells (MSCs) have demonstrated their ability to enhance bacterial clearance and attenuate inflammatory responses in preclinical models of pneumonia. Due to their functional plasticity, they may also correct certain immune dysfunctions depending on the inflammatory environment. Thus, MSCs represent a promising therapeutic approach to restoring immune and metabolic homeostasis in VAP. The objective of this study was to evaluate whether the administration of human umbilical cord-derived MSCs could improve clinical outcomes and correct immune and metabolic dysfunctions in a rabbit model of Enterobacter-induced VAP. When administered alone, MSCs did not improve survival, bacterial clearance, or the resolution of pulmonary immune alterations. No significant systemic effects were observed. However, when combined with antibiotic therapy, MSCs administration reduced pulmonary inflammation, improved bacterial clearance in the lungs, and marginally increased survival. MSCs injection had no significant effect on the ex vivo whole-blood response to LPS stimulation. These results suggest a synergistic effect between MSCs and antibiotics, consistent with previous findings in our pneumococcal pneumonia model. This work paves the way for the REPROCELL project, which will investigate the ex vivo effects of MSCs on the reprogramming of immune cells in critically ill patients with severe pneumonia.Les pneumonies acquises sous ventilation mécanique (PAVM) sont fréquentes en soins critiques et associées à des dysfonctions métaboliques et immunitaires. Elles entraînent des séjours prolongés en réanimation et constituent une cause majeure de morbi-mortalité. Les cellules stromales mésenchymateuses (CSM) ont démontré, dans des modèles précliniques de pneumonie, leur capacité à améliorer la clairance bactérienne et à atténuer la réponse inflammatoire. Grâce à leur plasticité fonctionnelle, elles pourraient également corriger certaines dysfonctions immunitaires en fonction du contexte inflammatoire dans lequel elles se trouvent. Ainsi, elles représentent une approche thérapeutique prometteuse pour restaurer l’homéostasie immunitaire et métabolique au cours de la PAVM. L’objectif de cette étude était d’évaluer si l’administration de CSM humaines issues du cordon ombilical pouvait améliorer l’évolution clinique et corriger les dysfonctions immunitaires et métaboliques dans un modèle de PAVM à Enterobacter chez le lapin. Administrées seules, les CSM n’amélioraient ni la survie, ni la clairance bactérienne, ni la résolution des altérations immunitaires pulmonaires. Aucun effet systémique significatif n’a été observé. En revanche, en association avec une antibiothérapie, les CSM réduisaient l’inflammation pulmonaire, amélioraient la clairance bactérienne pulmonaire et, de manière marginale, la survie. L’injection de CSM n’avait pas d’effet significatif sur la réponse ex vivo du sang total à une stimulation par le LPS. Ces résultats suggèrent un effet synergique entre les CSM et l’antibiothérapie, en accord avec les observations précédemment rapportées dans notre modèle de pneumonie à pneumocoque. Ce travail ouvre la voie au projet REPROCELL, qui évaluera l’effet ex vivo des CSM sur la reprogrammation des cellules immunitaires de patients atteints de pneumonie grave en soins critiques