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Techniques fondées sur l'IA Génerative en biométrie médicale : application en dermatologie.
No full textThis thesis explores how generative artificial intelligence can address one of the most persistent challenges in medical AI: the lack of access to high-quality, diverse, and ethically usable medical data. In the field of facial biometrics, where visual symptoms of dermatological conditions, facial deformities, and pathological alterations play a crucial role in diagnosis and monitoring, this shortage is particularly pronounced. Privacy laws, ethical considerations, and the rarity of certain pathologies severely restrict the availability of sufficiently rich training datasets. As a result, even the most advanced diagnostic models risk being biased, undertrained, or unrepresentative of real clinical diversity.Instead of relying on limited real datasets, this thesis proposes the use of synthetic data generated through modern generative AI techniques. The work develops and evaluates three innovative strategies for producing realistic, diverse, and semantically coherent images of facial pathologies. These synthetic images are not only designed for visual quality, but also for practical use in training, classification, and simulation of AI models, while safeguarding privacy and meeting ethical constraints.The first contribution focuses on acne, one of the most common and visually variable facial skin conditions. Existing datasets often suffer from imbalance, with uneven representation of severity levels. This work introduces a StyleGAN2-based pipeline capable of generating synthetic acne images with precise control over severity, covering a wider range of cases to improve accuracy and fairness when training classifiers.The second strategy introduces 3DG-GA, a hybrid framework combining GANs with genetic algorithms to synthesize anonymized faces displaying drug-abuse-related pathologies. An adjustable coefficient allows fine control of symptom severity, while genetic crossover ensures de-identification. Filters and constraints guarantee authenticity and safety, enabling ethical generation even for rare or sensitive conditions.The third contribution focuses on training Stable Diffusion models to generate facial images aligned with pathologies based on clinical text prompts. This method, called VLM-GSD, integrates vision-language models to assess the alignment between prompts and images, and leverages their feedback to guide training by penalizing hallucinations and anatomical errors. The VLM-GSD approach thus enables the production of semantically accurate and clinically relevant synthetic images, even for complex or co-occurring conditions.Overall, this thesis demonstrates that synthetic images of facial pathologies can complement real data in an ethical and reliable way. By integrating medical knowledge and supervision mechanisms, the proposed pipelines allow AI systems to be trained on diverse, privacy-preserving, and clinically meaningful data. This promotes fairness, accuracy, and generalization of diagnostic models. Beyond facial dermatology, the frameworks developed here can be adapted to other anatomical regions and pathologies, contributing to the responsible use of generative AI in medical imaging.Cette thèse explore comment l’intelligence artificielle générative peut répondre à l’un des défis les plus persistants de l’IA médicale : le manque d’accès à des données médicales de haute qualité, diversifiées et utilisables de manière éthique. Dans le domaine de la biométrie faciale, où les symptômes visuels des affections dermatologiques, des déformations faciales et des altérations pathologiques jouent un rôle crucial dans le diagnostic et le suivi, cette pénurie est particulièrement marquée. Les lois sur la confidentialité, les considérations éthiques et la rareté de certaines pathologies limitent fortement la disponibilité de jeux de données d’entraînement suffisamment riches. En conséquence, même les modèles diagnostiques les plus avancés risquent d’être biaisés, sous-entraînés ou non représentatifs de la diversité clinique réelle. Plutôt que de dépendre de jeux de données réels limités, cette thèse propose l’utilisation de données synthétiques générées grâce aux techniques modernes d’IA générative. Ce travail développe et évalue trois stratégies novatrices pour produire des images de pathologies faciales réalistes, diversifiées et sémantiquement cohérentes. Ces images synthétiques ne visent pas seulement la qualité visuelle, mais sont conçues pour des usages pratiques dans l’entraînement, la classification et la simulation de modèles d’IA, tout en préservant la confidentialité et en respectant les contraintes éthiques. La première contribution porte sur l’acné, l’une des affections cutanées faciales les plus répandues et les plus variées visuellement. Les jeux de données existants présentent souvent un déséquilibre, avec une représentation inégale des niveaux de gravité. Ce travail introduit un pipeline basé sur StyleGAN2, capable de générer des images synthétiques d’acné avec un contrôle précis de la gravité, couvrant un éventail plus large de cas pour améliorer l’exactitude et l’équité lors de l’entraînement de classificateurs. La deuxième stratégie introduit 3DG-GA, un cadre hybride combinant des GANs avec des algorithmes génétiques pour synthétiser des visages anonymisés présentant des pathologies faciales liées à la consommation de drogues. Un coefficient ajustable permet de contrôler précisément la sévérité des traits, tandis que le croisement génétique assure la désidentification. Des filtres et des contraintes garantissent l’authenticité et la sécurité, permettant une génération éthique même pour des affections rares ou sensibles. La troisième contribution se concentre sur l’entraînement de modèles Stable Diffusion afin de générer des images faciales alignées avec des pathologies, à partir de descriptions textuelles cliniques. Cette méthode, appelée VLM-GSD, intègre des modèles vision-langage pour évaluer la correspondance entre la description et l’image, et utilise leurs retours pour guider l’entraînement en pénalisant les hallucinations et les erreurs anatomiques. L’approche VLM-GSD permet ainsi de produire des images synthétiques fidèles sur le plan sémantique et cliniquement pertinentes, même pour des pathologies complexes ou concomitantes. Globalement, cette thèse démontre que des images synthétiques de pathologies faciales peuvent compléter les données réelles de manière éthique et fiable. En intégrant des connaissances médicales et des mécanismes de supervision, les pipelines proposés permettent l’entraînement de systèmes d’IA sur des données diversifiées, respectueuses de la confidentialité et pertinentes sur le plan clinique. Ils favorisent ainsi l’équité, la précision et la généralisation des modèles diagnostiques. Au-delà de la dermatologie faciale, les cadres développés ici peuvent être adaptés à d’autres régions anatomiques et pathologies, contribuant à un usage responsable de l’IA générative en imagerie médicale
Performance Portable pour le Calcul à Haut Débit
No full textFor the scientific community, and regardless of the field, the need for computing power and storage capacity is steadily growing. To meet this demand, multi-site computing infrastructures have been set up and equipped with a wide variety of hardware, including a growing number of GPU accelerators. Particle physics is no exception since it is increasingly diversifying its infrastructure with computing grids, supercomputers, as well as public and private clouds. For example, at CERN, the upcoming upgrade of the high-luminosity LHC, designed to better understand our universe, is expected to increase its computing needs by at least an order of magnitude over the next decade. More broadly, this means that science now progresses at the pace of available computing power. However, new advances in hardware and software often come at the expense of ease of programming. It is therefore becoming increasingly difficult to develop software with portable performance, which is necessary to fully exploit the hardware available at all these sites. The academic world and industry have therefore organized themselves around standards and proposed several software libraries. However, these libraries struggle to sustainably support the diversity and rapid evolution of hardware. In light of this observation, this thesis addresses cutting-edge techniques that abstract hardware complexity while maintaining the performance required for scientific applications. Here we present the new Kiwaku library, the outcome of our research, designed according to key principles of software engineering and advanced generic programming techniques, whose implementation is made possible by the recent C++20 standard. Kiwaku includes multidimensional containers and traversal algorithms that are of great relevance to the scientific community, easily adaptable to different execution contexts without compromise, as it offers portable performance comparable to that of case-by-case optimized code. We demonstrate this through a rigorous evaluation of Kiwaku's performance, both on synthetic benchmarks and on a particle physics use case.Pour la communauté scientifique, et quel qu'en soit le domaine, les besoins en puissance de calcul et capacité de stockage n'ont de cesse de croître. Pour répondre à cette demande, des infrastructures de calcul multi-sites ont été mises en place, et pourvues d'une grande variété de matériels dont une part croissante d'accélérateurs GPU (processeurs graphiques). La physique des particules n'y fait pas exception, et diversifie toujours plus ses infrastructures avec grilles de calcul, supercalculateurs, clouds publics et privés. Par exemple, au CERN, la prochaine mise à niveau du LHC à haute luminosité, conçue pour mieux comprendre notre univers, devrait augmenter ses besoins en calcul d'au moins un ordre de grandeur au cours de la décennie à venir. Plus généralement, cela signifie que la science progresse désormais au rythme de la puissance de calcul disponible. Mais les nouvelles avancées matérielles et logicielles se font très souvent au détriment de la facilité de programmation. Il devient donc de plus en plus complexe de développer des applications logicielles dotées de performances portables, pourtant nécessaires à la pleine exploitation du matériel présent sur tous ces sites. Le monde universitaire et l'industrie se sont alors organisés autour de standards, et ont proposé plusieurs bibliothèques logicielles. Cependant, ces bibliothèques peinent à prendre en charge de manière durable la diversité et l'évolution rapide du matériel. Face à ce constat, cette thèse aborde des techniques de pointe permettant d'abstraire la complexité du matériel tout en conservant les performances nécessaires aux applications scientifiques. Nous présentons ici la nouvelle bibliothèque Kiwaku, aboutissement de nos recherches, conçue selon de grands principes de génie logiciel et techniques de programmation générique avancés, dont l'implémentation est rendue possible par la récente norme C++20. Kiwaku comprend des conteneurs multidimensionnels et algorithmes de parcours fondamentaux pour la communauté scientifique, facilement adaptables à différents contextes d'exécution, sans compromis car offrant des performances portables comparables à celles d'un code optimisé au cas par cas. Nous en apportons la preuve via une évaluation rigoureuse des performances de Kiwaku, à la fois sur des benchmarks synthétiques, ainsi que sur un cas d'usage issu de la physique des hautes énergies
Les Marques de sport mondiales au Liban : une analyse comparative du comportement et des perceptions des consommateurs parmi les étudiants universitaires sportifs et non sportifs
No full textThe main and key objective of this Doctoral research is to establish costumers‘ purchase behavior towards leading International sportswear brands (Adidas and Nike). The aim is to study and understand from a marketing, social representation, behavior as well as strategic point of view, the perception and how consumers (Sportive subjects who are physical education students vs. Non-Sportive subjects who are students of different majors, both from various different universities in Lebanon) act or react towards those well-known international sports brands. We want to analyze both the supply - by examining the strategic positioning of companies on different markets - as well as the demand by identifying the psychological dimensions on which they are based. The research will cover a great scope of knowledge to illuminate behavior taking place within a society characterized by the combination of western and eastern influences, a multi-religious society and an extensiveness of political and economic instabilities, thus defining consumers' behavior into the Lebanese market context and from a perspective of a country that researches have not studied or explored before. This will aid companies in gathering information and acquiring insights in order to understand and to plan gaining popularity in Lebanon. We used the methodology of the social representations and the quantitative approach in addition to considering other main elements pertaining to our study like Brand Behavior, Brand Equity, Consumer Brand Identity and Brand Awareness in relation to both Personal Identity and Social Identity. Results revealed that the differentiation of the brands positioning depends on legitimate factors of the market like Cost and Pricing, Image and Association and Sponsorship to name some that affects either positively or negatively the purchasing behavior, attitude and decisions. Results have also revealed the importance of other factors like Choice of products / Specificity which also plays a role. Finding any type of product wanted at a specific brand proves to have a great impact in future choices. Even if any of the two brands is associated with more specificity towards the technical part, yet wide choices still influence in the decision making. Some factors like the availability of data, sample, number of subjects and others had limitations on the study. The fact that those limitations had an impact on the results attained made it an exploratory study that may be further developed and covered in future studies. As a perspective, future studies should further cover and emphasize on the purchasing aspect of behavior and its product of changes or beliefs across different factors like gender differences, social orientations, culture, socio-economic situations and religion.L'objectif principal de cette recherche doctorale est d'établir le comportement d'achat des clients envers les principales marques internationales de vêtements de sport (Adidas et Nike). L'objectif est d'étudier et de comprendre d'un point de vue marketing, social, comportemental et stratégique, la perception et la manière dont les consommateurs (sujets sportifs étudiants en éducation physique vs sujets non sportifs étudiants de différentes disciplines, venant de différentes universités libanaises) agissent ou réagissent à l‘encontre de ces marques de sport internationales bien connues. Nous avons analysé à la fois l'offre - en examinant le positionnement stratégique des entreprises sur différents marchés - ainsi que la demande en identifiant les dimensions socio-psychologiques sur lesquelles elles reposent. La recherche a couvert un large éventail de connaissances pour éclairer les comportements élaborés au sein d'une société libanaise caractérisée par la combinaison d'influences occidentales et orientales, une société multi religieuse et une grande d'instabilités politiques et économiques. Il s‘agit d‘aider les entreprises à collecter des informations et à acquérir des connaissances afin de planifier leur popularité au Liban, pays peu étudié ou exploré de ce point de vue, en comprenant mieux le fonctionnement des acheteurs. Nous avons utilisé la méthodologie des représentations sociales et l'approche quantitative en plus de considérer d'autres éléments principaux se rapportant à notre étude comme le positionnement des deux marques, leur équité, l'identité et la notoriété de la marque pour le consommateur selon ses orientations personnelles et son identité sociale. Les résultats ont révélé que la différenciation du positionnement des marques dépend de facteurs légitimes du marché comme le coût et le prix, l'image et l'association et le parrainage pour n'en nommer que certains qui affectent positivement ou négativement le comportement d'achat, l'attitude et les décisions. Les résultats ont également révélé l'importance d'autres facteurs, tels que le choix des produits et leur spécificité. Trouver le produit souhaité auprès d'une marque spécifique a un impact considérable sur les choix futurs. Même si l'une des deux marques est associée à une spécificité technique plus élevée, un large choix influence néanmoins la prise de décision. Certains facteurs, tels que la disponibilité des données, l'échantillon et le nombre de sujets, ont limité l'étude. L'impact de ces limitations sur les résultats obtenus en a fait une étude exploratoire susceptible d'être approfondie et étudiée dans de futures études. Dans la perspective de l'étude future, il serait souhaitable d'approfondir et de mettre l'accent sur l'aspect comportemental d'achat et ses conséquences sur les changements de croyances liés à différents facteurs tels que les différences de genre, les orientations sociales, la culture, la situation socio-économique et la religion
Services écosystémiques fournis par les arthropodes dans des fragments de forêt et cultures adjacentes
No full textMaintaining or restoring semi-natural habitat near crop fields can benefit populations of beneficial insects. However, there are still gaps in the knowledge about how landscape structure influences the provision of ecosystem services. Therefore, understanding the interactions between different organisms in different landscapes is important to characterize the function of biodiversity in agroecosystems and protect this biodiversity. The objectives of this thesis are (1) to evaluate the entomofauna and determine the functional group of insects in forest fragments close to sugarcane fields (Brazil) and vineyards (France); (2) to verify the influence of semi-natural woody habitats on pest insects, their natural enemies and pest predation and (3) to compare the ecosystem services provided by insects in agricultural systems of temperate climate (vineyards in France) with those in a subtropical climate (sugar cane in Brazil). Insect sampling in semi-natural vegetation will be carried out through active and passive collections. For active collections, plant branches will be sampled or insects will be observed diretcly and then sample either manually or by net sweeping. Yellow Moericke traps will be used for passive collections. Lucilia larvae will be placed as sentinel prey in the grapevine trunks to evaluate global predation in vineyards (France). Furthermore, eggs of Lobesia botrana (Lepidoptera : Tortricidae), will be exposed in vineyards to obtain information on egg predation of this important pest insect in French viticulture. After analyzing the collected data, it is expected to advance in the knowledge of the insects occurring in semi-natural forest habitats, provided ecosystem services, their influence on crop production and the differences between temperate and tropical climate.Le maintien ou la restauration d'un habitat semi-naturel à proximité des zones cultivées peut favoriser la présence et la survie des insectes auxiliaires. Cependant, il existe encore des lacunes dans les connaissances sur la manière dont la structure du paysage influence la fourniture de services écosystémiques. Par conséquent, comprendre les interactions entre différents organismes dans différents paysages est important pour caractériser la fonction de la biodiversité dans les agroécosystèmes et protéger ou réinstaller les habitats semi-naturels. L'objectif de ce travail est donc (1) d'évaluer l'entomofaune et de déterminer le groupe fonctionnel d'insectes présents dans les fragments forestiers proches des champs de canne à sucre et des vignobles ; (2) de vérifier l'influence des habitats semi-naturels boisés sur la présence des ravageurs, leurs ennemis naturels et la prédation des ravageurs; et (3) de comparer les services écosystémiques rendus par les insectes dans des systèmes agricoles à climat tempéré (vignoble en France) avec ceux à climat subtropical (canne à sucre au Brésil). L'échantillonnage des insectes dans la végétation semi-naturelle sera réalisé à travers des collectes actives et passives. Pour les collections actives, les branches végétales seront échantillonnées (Brésil) ou observés directement (France) et les insectes présents seront capturés manuellement. Les collectes passives seront réalisées à l'aide de pièges Moericke jaunes. Après identification, les arthropodes seront classés selon leur fonction écologique. L'évaluation globale de la prédation sera analysée en utilisant les larves de Lucilia en tant que proies sentinelles déposées dans des parcelles de vigne (France). Plus spécifiquement, la prédation des œufs de Lobesia botrana (Lepidoptera : Tortricidae), ravageur importants en viticulture française, sera dans des vignobles. Après avoir analysé les données collectées, il est prévu d'avancer dans la connaissance des insectes présents dans les fragments forestiers préservés, quels services écosystémiques ils peuvent fournir, leur influence sur la zone de culture et la différence entre les milieux climatiques tempérés et tropicaux
Accompagner les patients dans le maintien de l'activité physique dans le cadre de la téléréadaptation cardiaque : Étude du vécu expérientiel et des facteurs influençant la motivation
No full textCardiac rehabilitation and, more recently, cardiac telerehabilitation are treatments offered to patients after a heart attack. One of the objectives of these programs is to maintain long-term physical activity for health reasons, in particular to prevent future heart attacks. However, this objective remains a real challenge for patients and the healthcare professionals involved. Many factors come into play in maintaining this activity, with motivation being the central issue. But what kind of motivation do patients have after a heart attack? Does it change over time, and if so, how? The overall objective of my thesis was to study motivation and the factors influencing it for maintaining physical activity in patients who have undergone cardiac telerehabilitation at home, using qualitative and quantitative methods. In the first study, we interviewed patients at the end of a cardiac telerehabilitation program (T1) about their perceptions, feelings, and motivation in completing the program, as well as their intention to continue physical activity. We then conducted a thematic analysis of the interview content. The results highlight seven themes describing the patient's journey following their cardiac event and the role of telerehabilitation in changing perceptions of physical activity. In the second study, we re-interviewed the same patients one year after the first interview (T2) and studied both data sets using lexicometric analysis to compare patients' discourse over 12 months. The results identified three categories in the participants' discourse: organization and physical activity, history of the disease, and reflections on the telerehabilitation experience. The results indicate that patients at T2 significantly more often mention difficulties in organizing physical activity, while patients at T1 significantly more often mention reflections on their experience of the disease and the program. The history of the disease is not significantly related to a particular time. In the third study, we established a quantitative protocol to determine the factors influencing motivation and post-infarction maintenance of physical activity in the context of cardiac telerehabilitation. To do this, we used questionnaires at key moments in the patient's journey on areas influencing motivation but also on confounding factors that could modify it. The questionnaires are followed by explanatory content for the patient so that they can understand the reasons for using these questionnaires. This study will be published as a “preregistration” study. We will share the difficulties encountered and the precautions to be taken in this type of protocol in the discussion. The original contribution of this thesis work is, on the one hand, the creation of a list of validated questionnaires on motivation and associated factors, accompanied by an explanatory booklet for patients. On the other hand, the use of qualitative methods combined with a quantitative protocol over a 12-month period has enabled us to clarify the issue of motivation and its evolution in people after a heart attack. Thus, my thesis offers a theoretical reflection on the issue of motivation to engage in physical activity adapted to health after a heart attack. The methodology described allows us to examine how the perception of rehabilitation, the pleasure experienced, and the perception of physical effort influence motivational dynamics and the actual maintenance of adapted physical activity (APA) in the short and medium term with a view to healthy aging.La réadaptation cardiaque et plus récemment la téléréadaptation cardiaque sont des traitements proposés aux patients après un infarctus. L'un des objectifs de ces programmes est le maintien de l'activité physique à long terme pour des questions de santé en évitant notamment des infarctus à venir. Néanmoins, cet objectif reste un véritable défi pour les patients et pour les professionnels de santé impliqués. De nombreux paramètres entrent en jeu dans ce maintien avec la motivation en point central. Cependant quel type de motivation ont les patients, aprèsun infarctus ? Est-ce qu'elle évolue au cours du temps et si oui, comment ? L'objectif général de mon travail de thèse a été d'étudier la motivation et les facteurs l'influençant pour le maintiende l'activité physique chez des patients ayant réalisé une téléréadaptation cardiaque à domicile,au moyen de méthodes qualitatives et quantitatives. Dans la première étude, nous avons interrogé des patients à la fin d'un programme de téléréadaptation cardiaque (T1) sur leur perception, ressenti et motivation dans la réalisation du programme ainsi que sur leur intention de poursuivre l'activité physique. Puis, nous avons mené une analyse thématique sur le contenu des entretiens. Les résultats mettent en évidence sept thèmes décrivant le cheminement du patient suite à son accident cardiaque et le rôle de la téléréadaptation sur le changement des représentations sur l'activité physique. Dans la deuxième étude, nous avons réinterrogé les mêmes patients un an après le premier entretien (T2) et nous avons étudié les deux corpus de données au moyen d'une analyse lexicométrique afin de comparer les discours des patients sur12 mois. Les résultats identifient trois classes dans les discours des participants ; organisation et activité physique, histoire de la maladie et réflexion autour du vécu de la téléréadaptation.Les résultats indiquent que les patients à T2 vont évoquer significativement plus les difficultés d'organisation de la pratique de l'activité physique, et les patients à T1 vont significativement évoquer plus la réflexion sur leur vécu de la maladie et du programme. L'histoire de la maladie n'est pas significativement reliée à un temps en particulier. Dans la troisième étude, nous avons établi un protocole quantitatif afin de déterminer les facteurs influençant la motivation et le maintien post-infarctus de l'activité physique dans le cadre de la téléréadaptation cardiaque.Pour cela, nous avons utilisé des questionnaires à des moments clés du parcours du patient sur des domaines influençant la motivation mais également des facteurs parasites pouvant la modifier. Les questionnaires sont suivis par du contenu explicatif à destination du patient, afin qu'il puisse comprendre les raisons de l'utilisation de ces questionnaires. Cette étude sera publiée en étude de « preregistration ». Nous partagerons les difficultés apparues et lesprécautions à prendre dans ce type de protocole dans la discussion. La contribution originale de ce travail de thèse est d'une part, la constitution d'une liste de questionnaires validés de motivation et de facteurs associés avec un livret d'explication et d'accompagnement du patient.D'autre part, l'utilisation de méthodes qualitatives associées à un protocole quantitatif sur une temporalité de 12 mois, nous a permis de préciser la question de la motivation et de son évolution chez des personnes après un infarctus. Ainsi, mon travail de thèse offre une réflexion théorique autour de la question de la motivation à s'engager dans une activité physique adaptée pour la santé après un infarctus. La méthodologie décrite permet de s'intéresser à comment la perception de la réadaptation, le plaisir ressenti et la perception de l'effort physique, influencent la dynamique motivationnelle ainsi que le maintien réel de la pratique de l'activité physique adaptée (APA) à court et à moyen terme pour une visée d'un bien vieillir
Suivi de la plasticité cortico-striatale lors de la transition d’un comportement dirigé vers un but vers des stratégies habituelles
No full textThe aim of this PhD project was to better understand how learning-related plasticity emerges and evolves within the dorsal striatum during the acquisition of new skills. Motivated by this goal, we developed a novel behavioral paradigm to investigate the neural mechanisms underlying procedural learning by longitudinally tracking synaptic plasticity in corticostriatal circuits. Through head-fixed mice performing a self-paced task, combined with chronic in vivo recordings of Channelrhodopsin-2 evoked local field potentials (ChR2-eLFPs), we revealed a distinct spatial and temporal dissociation of plasticity within the dorsal striatum. Specifically, the dorsolateral striatum (DLS) displayed robust and sustained long-term potentiation (LTP) of cortical inputs across training, whereas the dorsomedial striatum (DMS) showed either stable responses or a gradual decline consistent with long-term depression. These opposing dynamics may not be purely epiphenomenal but also functionally significant: applying low-frequency stimulation to disrupt DLS-LTP appeared to impair both synaptic potentiation and behavioral performance, suggesting a possible contribution of DLS plasticity to skill acquisition and consolidation. Interestingly, following more detailed behavioral and correlation analyses, mice showing LTD in the DMS were among the best performers, supporting a framework in which DMS-LTD helps refine goal-directed behavior by suppressing outdated strategies and facilitating behavioral consistency. Whether animals develop automatic or habitual strategies during learning remains an open question, currently under investigation through more detailed behavioral analyses. Classical reward devaluation tests, commonly used to assess habitual control, have proven only partially informative in our task, likely due to high interindividual variability. To better characterize behavioral strategies, ongoing work combines refined behavioral metrics with dopamine fiber photometry aligned to licking behavior, which may offer a complementary approach to identify and cluster distinct learning profiles in mice.Altogether, these findings suggest a model in which procedural learning may involve region-specific and temporally distinct forms of corticostriatal plasticity, with DMS-LTD potentially contributing to the refinement of goal-directed behavior and DLS-LTP supporting the emergence of automaticity. This mechanistic dissociation enhances our understanding of how complex actions are acquired, consolidated, and optimized through dynamic cortical-striatal interactions.L’objectif de ce projet de thèse était de mieux comprendre comment la plasticité liée à l’apprentissage émerge et évolue au sein du striatum dorsal lors de l’acquisition de nouvelles compétences. Motivés par ce but, nous avons développé un nouveau paradigme comportemental afin d’étudier les mécanismes neuronaux sous-jacents à l’apprentissage procédural en suivant longitudinalement la plasticité synaptique dans les circuits corticostriataux. En entraînant des souris dans un dispositif qui les maintient par la tête à réaliser une tâche auto-initiée, et en combinant cela à des enregistrements in vivo chroniques de potentiels locaux évoqués par optogénétique (opto-eLFPs), nous avons mis en lumière une dissociation claire, à la fois spatiale et temporelle, de la plasticité au sein du striatum dorsal. Plus précisément, le striatum dorsolatéral (DLS) présent une potentialisation à long terme (LTP) robuste et soutenue des entrées corticales tout au long de l’entraînement, tandis que le striatum dorsomédial (DMS) montre soit des réponses stables, soit un déclin progressif cohérent avec une dépression à long terme (LTD). Ces dynamiques opposées ne sont probablement pas de simples épiphénomènes mais pourraient avoir une signification fonctionnelle : l’application d’une stimulation basse fréquence (LFS) pour perturber la LTP dans le DLS semble altérer à la fois la potentialisation synaptique et la performance comportementale, suggérant une possible contribution de la plasticité du DLS à l’acquisition et à la consolidation des compétences. Remarquablement, à la suite d’analyses comportementales et de corrélations plus détaillées, les souris montrant une LTD dans le DMS figuraient parmi les plus performantes, ce qui soutient un cadre dans lequel la LTD du DMS contribue à affiner le comportement orienté vers un but. La question de savoir si les animaux adoptent des stratégies automatiques au cours de l’apprentissage reste encore ouverte. Les tests classiques de dévaluation de la récompense, souvent utilisés pour évaluer l’émergence d’automatisme, se sont révélés peu informatifs dans notre paradigme comportemental en raison d’une importante variabilité interindividuelle des souris. Afin de mieux caractériser les stratégies comportementales, les travaux en cours associent les différents paramètres comportementaux à de la photométrie mesurant la dopamine. Cette approche pourrait permettre d’identifier et de regrouper différents profils d’apprentissage chez la souris. Dans l’ensemble, ces résultats appuient un modèle selon lequel l’apprentissage procédural repose sur des formes de plasticité corticostriatale à la fois spécifiques à certaines régions et distinctes dans le temps : la LTD dans le DMS contribuerait à affiner le comportement orienté vers un but, tandis que la LTP dans le DLS favoriserait l’émergence de l’automaticité. Cette dissociation fonctionnelle enrichit notre compréhension des processus par lesquels des actions complexes sont acquises, consolidées et optimisées au travers d’interactions dynamiques entre cortex et striatum
Caractérisation expérimentale et modélisation de la dispersion atmosphérique en vent faible et en milieu bâti
No full textAtmospheric dispersion in low-wind conditions is frequently underrepresented or even overlooked in impact studies. Under these conditions, the dispersion mechanisms experience significant alterations: turbulence properties (spectrum, anisotropy) change considerably, and meandering characterized by low-frequency oscillations on the sub-mesoscale of wind direction often becomes dominant, leading to a wide range of concentration variations around the source. Developing models that integrate these processes is especially challenging due to the lack of experimental data for such scenarios, particularly in urban environment.This thesis includes both experimental and modeling components. The experimental work, carried out at SIRTA (Site Instrumental de Recherche par Télédétection Atmosphérique, situated on the campus of École Polytechnique in Palaiseau, a peri-urban area), has two parts. The first part focuses on a statistical analysis of high-frequency wind component measurements over a three-year period to investigate the characteristics of meandering and its interaction with turbulence. The second part involves conducting and analyzing measurement campaigns to acquire experimental data on the dispersion of a tracer gas (Helium) in built environments under low-wind conditions.The modeling component focuses on defining and validating a CFD modeling methodology using the open-source software Code_Saturne, adapted to these specific conditions, and relies on documented cases from the experimental campaigns, especially those featuring meandering. Three approaches of the RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) or URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier Stokes) types are examined:- a steady-state simulation with constant boundary conditions;- a pseudo-transient simulation combining multiple steady cases, conducted with different input conditions to capture the temporal variability of meteorological conditions during the release;- a fully transient simulation with variable boundary conditions.To validate these different approaches, comparisons were made between the modeling results and the measurements, covering both dynamic variables and tracer concentration.La dispersion atmosphérique en conditions de vent faible est souvent mal prise en compte voire négligée dans les études d’impact. Dans de telles conditions, les mécanismes de dispersion subissent des modifications importantes, les propriétés de la turbulence (spectre, anisotropie) sont sensiblement différentes, et le méandrement, caractérisé par des oscillations de basse fréquence à l’échelle sub-meso de la direction du vent, devient souvent prédominant, entraînant une forte variation de la concentration sur une large plage angulaire autour de la source. Le développement de modèles prenant en compte ces processus est d’autant plus difficile que l’on constate un manque de données expérimentales pour ce type de situations, notamment en milieu bâti.La thèse inclut un volet expérimental et un volet modélisation. La partie expérimentale réalisée au SIRTA (Site Instrumental de Recherche par Télédétection Atmosphérique, installé sur le campus de l’école Polytechnique à Palaiseau en milieu péri-urbain) comporte deux parties. La première est dédiée à l’analyse statistique de mesures haute fréquence des composantes du vent sur une période de trois ans pour étudier les propriétés du méandrement et son interaction avec la turbulence. La seconde consiste en la réalisation et l’analyse de campagnes de mesures pour acquérir des données expérimentales de dispersion d’un gaz traceur (Hélium) en milieu bâti et en conditions de vent faible. La partie modélisation porte sur la définition et la validation d’une méthodologie de modélisation CFD avec le code open source code_saturne adaptée à ces situations, en s’appuyant sur les cas documentés pendant les campagnes expérimentales, notamment ceux présentant du méandrement. Trois approches de type RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) ou URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier Stokes) sont étudiées :- une simulation en régime stationnaire intégrant des conditions aux limites constantes ;- une simulation pseudo-instationnaire impliquant une combinaison de cas stationnaires, réalisée avec différentes conditions d'entrée représentatives de la variation temporelle des conditions météorologiques pendant le rejet ;- une simulation en régime instationnaire avec des conditions aux limites variables. Dans le but de valider les différentes approches, des comparaisons entre les résultats de modélisation obtenus et les mesures ont été réalisées, tant pour les variables dynamiques que pour la concentration du traceur
Exploiter la multimodalité : les modèles de diffusion pour la modélisation générative et l'estimation d'information
No full textMachine learning has profoundly reshaped both business and daily life over the past decade, primarily due to the availability of vast datasets that power foundation models such as large language models. However, data is inherently multimodal, mirroring how humans perceive the world through their five senses. This pervasive nature of multimodality has driven breakthroughs in applications ranging from text-to-image synthesis and video generation to vision-language models and has influenced fields such as automotive technology, neuroscience, and biology. Nevertheless, multimodality poses several challenges, including the heterogeneity of data types, complex inter-modal interactions, and issues of observability that may lead to unpaired data, thereby constraining their effective utilization. In addressing these challenges, this thesis first proposes a novel generative modeling approach designed to approximate complex multimodal data distributions. By leveraging score-based diffusion models, we propose a method capable of capturing the rich structures of multimodal data. Once the multimodal data is accurately modeled, the focus shifts to interpreting the intermodal interactions. Accordingly, this thesis develops estimators for information-theoretic measures, including mutual information in dual-modal settings, as well as total correlation, dual total correlation, and O-information for arbitrary numbers of modalities. Finally, recognizing that paired multimodal data is not always available, the thesis introduces an original method for constructing paired couplings in dual-modal cases without pre-existing paired samples. This method leverages diffusion models alongside reinforcement learning to achieve minimum entropy coupling, thereby maximizing mutual information between modalities. The proposed contributions achieved state-of-the-art performance on several benchmarks and unlocked new capabilities in multimodal learning, with tangible impact in automotive applications where enhanced sensor integration improved system robustness. These findings underscore the practical importance of the proposed methods in real-world contexts, paving the way for further advancements in multimodal machine learning.L'apprentissage automatique a profondément transformé notre quotidien et le monde professionnel, en grande partie grâce à l'exploitation de vastes jeux de données alimentant des modèles de fondations, comme les grands modèles de langage. Or, ces données sont naturellement multimodales, à l'image de la perception humaine à travers nos cinq sens. La multimodalité a permis des avancées remarquables dans des applications comme la génération d'images à partir de texte, la synthèse vidéo ou les modèles vision-langage, avec des progrès notables en technologie automobile, neurosciences ou biologie. Cependant, elle soulève également des défis majeurs : l'hétérogénéité des données, la complexité des interactions entre modalités, ainsi que l'absence fréquente d'appariement, freinant leur exploitation optimale. Cette thèse propose d'abord une approche de modélisation générative capable de représenter fidèlement la structure des distributions multimodales en s'appuyant sur les modèles de diffusion. Une fois cette base établie, l'étude se concentre sur la quantification des interactions entre modalités, en développant des estimateurs robustes de mesures d'information telles que l'information mutuelle (pour deux modalités), ainsi que d'autres mesures généralisant à plusieurs modalités. Enfin, face au manque fréquent de données appariées, une méthode innovante est introduite pour construire des couplages sans appariement initial, en combinant modèles de diffusion et apprentissage par renforcement. Cette méthode vise un couplage à entropie minimale, maximisant l'information partagée entre modalités. Les contributions proposées affichent des performances prometteuses, souvent comparables ou supérieures à l'état de l'art sur plusieurs benchmarks. Elles ouvrent des perspectives concrètes, notamment en automobile, où une meilleure intégration multimodale renforce la fiabilité des systèmes. Ces résultats illustrent la portée pratique de ce travail et annoncent de futures avancées dans l'apprentissage multimodal
Casser les codes ? Formation, travail et rapports de genre dans les métiers du développement informatique
No full textBased on both quantitative (Continuous Employment Surveys and Stack Overflow data) and qualitative (participant observations, interviews) analyses, this thesis explores a professional group that has received little academic attention: software developers. Adopting a critical sociological approach that links transformations in work and education with an analysis of gender dynamics, the study shows that this population is comparable to managerial professionals (i.e., higher-education graduates), and that masculine professional norms shape their relationship to work. The research also reveals developers’ distinctive relationship to employment, marked by a cultivated nonchalance, reflecting their privileged position in the labor market while concealing the constant threat of skills obsolescence. By intersecting the sociology of gender, work, and education, the thesis offers a nuanced understanding of how inequalities are produced, shaped, and reproduced in the digital sector.Appuyée sur une analyse quantitative (enquêtes Emploi en continu et Stack Overflow) et qualitative (observations participantes, entretiens), cette thèse explore un groupe professionnel peu étudié, les développeur·ses informatiques. En proposant une sociologie critique qui articule transformations du travail et de la formation, ainsi qu'une analyse des rapports de genre, cette étude montre qu’il s’agit d’une population comparable aux cadres et dont les normes professionnelles masculines structurent les rapports au travail. L’enquête met également au jour les rapports à l'emploi des développeur·ses, caractérisés par une nonchalance travaillée, qui témoigne d'une position privilégiée sur le marché du travail mais qui masque la menace constante de l'obsolescence de leurs compétences. En croisant sociologie du genre, du travail, et de l’éducation, la thèse contribue à une compréhension fine de la production, formation et reproduction des inégalités dans le numérique
Mettre le genre à distance, Tenir les victimes à l’écart, Occulter la violence masculine : Ethnographie de la mise en place des Centres de Prise en Charge des Auteurs de violences conjugales
No full textThis doctoral research focuses on the implementation of the Centres de Prise en Charge des Auteurs de Violences Conjugales (CPCA), introduced in France in 2020. These programmes aim to hold perpetrators of domestic violence accountable for their behaviour and to prevent recidivism. They bring together professional groups from various sectors — justice, probation administration, healthcare and social work—who are expected to collaboratively shape this public policy. Using an ethnographic approach, the research reconstructs these professional networks through 80 interviews with a wide range of stakeholders: public prosecutors, sentence enforcement judges, probation officers, psychologists, social workers, and directors of specialized facilities. These interviews are completed by 120 hours of field observations across varied settings, including perpetrator accountability sessions, professional training courses, interprofessional and partner meetings, criminal court hearings, and one-on-one probation monitoring.Using a network-based approach, an interactionist sociology of professions, and a feminist epistemology, this thesis examines how the interplay between criminal justice, public policy, and gender regimes serves to obscure gender as a system of power and domination. It highlights how victims are sidelined in the process of offender treatment and how masculine violence, which underpins broader social structures, is rendered invisible.The thesis is structured in three parts. The first part offers a socio-historical account of domestic violence perpetrator programs in France, tracing how feminist theories have been progressively diluted through institutional norms and logics. This shift has led to a framing of domestic violence primarily as deviance, interpreted through disciplinary knowledges that tend to conceal malsculine violence. This first section emphasises the importance of analysing such public policies through a feminist lens.The second part investigates how professionals organise their work within these networks and how they contribute to co-construct public policy. Support workers face constraints in terms of financial, material, and temporal resources, yet are expected to demonstrate the programs’ effectiveness. They are thus compelled to adopt an “entrepreneurial ethos,” assuming roles that extend well beyond their original mandates in mental health and social work. In an overburdened public service landscape—and under growing scrutiny of public responses to domestic violence—the network operates as a form of collective protection. It diffuses individual accountability in cases of reoffending—what might be called “opening the umbrellas”—and ultimately fosters a system of distributed irresponsibility.The final part analyses how professionals perceive gender, relationships, and family norms, and how these perceptions shape their understanding of domestic violence. Lacking specific training on gender-based violence, professionals rely on personal interpretations and dominant social norms. These norms often reinforce perpetrators’ own narratives, making it difficult to recognize coercive control or to challenge the “feeling rules” that legitimise such behaviours. As a result, violence is viewed and addressed primarily from the perpetrator’s perspective.The research also finds that the judiciary disproportionately targets men from specific socio-demographic backgrounds—particularly working-class men, those with low levels of education, and racialized individuals. These men are portrayed as “cultural others” and perceived as lacking civic competence. This leads to a reconfiguration of subordinated or marginalized masculinities in line with a republican ideal of the family, ultimately leaving hegemonic masculinity intact — or even reinforced.Cette recherche doctorale s’intéresse à la création et la mise en place des Centres de Prise en Charge des auteurs de violences conjugales (CPCA), lancés en 2020 afin de responsabiliser les auteurs pour lutter contre la récidive. Ces dispositifs mettent en réseau des catégories professionnelles plurielles — celles de la justice, de l’administration pénitentiaire, du soin (psychologues principalement) et du travail social — qui doivent coconstruire cette action publique. L’enquête ethnographique a reconstitué ces réseaux de « prise en charge » et s’appuie sur 80 entretiens menés avec une diversité d’acteur·ices : procureur·es et substitut·es ; juges de l’application des peines ; conseiller·ères pénitentiaires d’insertion et de probation ; psychologues ; travailleur·ses sociaux·ales ; directeur·ices de structures spécialisées. Ces entretiens s’articulent à 120 heures d’observations réalisées dans différents contextes : stages de responsabilisation ; formations de professionnel·les ; réunions entre professionnel·les et/ou partenaires ; comités de pilotage ; audiences correctionnelles ; suivis individuels SPIP. Sur la base d’une sociologie interactionniste des professions et de l’action publique et d’une épistémologie féministe, cette thèse montre en quoi l’articulation des régimes pénaux, de l’action publique et du genre concourent à mettre à distance le genre en tant que système de pouvoir et de domination ; à tenir les victimes à l’écart du traitement des auteurs ; à occulter la violence masculine structurelle.La thèse s’articule en trois parties. Une première partie reconstruit une socio-histoire des dispositifs pour les auteurs de violence conjugale en France en retraçant la manière dont les théories et savoirs féministes ont été progressivement dilués dans des logiques institutionnelles normatives où la violence conjugale est perçue au prisme de la déviance par des catégories de savoirs disciplinaires qui tendent à occulter la violence masculine.Une deuxième partie se concentre sur la co-construction de l’action publique en réseau. Les professionnel·les de l’accompagnement se retrouvent dans une situation où les ressources (économiques, matérielles, temporelles) sont insuffisantes pour répondre à l’injonction de prouver la « plus-value » et l’efficacité du dispositif. Elles/ils doivent développer un « ethos d’entrepreneur·es » et endosser des missions qui débordent largement celles de leurs missions premières. Par ailleurs, dans un contexte à la fois de saturation des services publics et, dans le même temps, de vigilance sociale accrue sur les pratiques professionnelles eu égard au traitement de la violence conjugale, le réseau apparait comme un moyen de se prémunir d’une responsabilité individuelle du/de la professionnel·le en cas de récidive ; d’ouvrir les parapluies et, in fine, de former une chaîne de déresponsabilisation.Une dernière partie propose l’analyse des normes de genre, de couple, de famille et des représentations de la violence conjugale véhiculées par les professionnel·les. Sans formation à l’approche sur le genre en tant que système de domination, elles/ils s’appuient largement sur leurs propres représentations de la violence et sur des normes de genre dominantes. Ces normes et représentations rendent difficiles la reconnaissance du contrôle coercitif ainsi que la remise en question des règles de sentiment qui légitiment la violence : c’est par le prisme de l’agresseur qu’est perçue et traitée la violence. Par ailleurs, l’enquête relève l’interception d’hommes aux profils socio-démographiques spécifiques, avec une sur-représentation d’hommes provenant des classes populaires et/ou peu diplômés et/ou racisés. Les auteurs de violence, altérisés, sont perçus comme des citoyens déficitaires et c’est vers un ethos républicain du couple et de la famille que s’opère un recadrage des masculinités subordonnées ou marginalisées, laissant intacte, voire renforçant la masculinité hégémonique