HAL Portal Cnam (French National Conservatory for Arts and Crafts)
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Unrolled expectation maximization algorithm for radio interferometric imaging in presence of non gaussian interferences
No full textInternational audienceThis paper proposes an unrolled Expectation Maximization (EM) algorithm tailored for robust radio interferometric imaging in presence of non gaussian radio interferences. We introduce a compound Gaussian model for the observation noise and derive an unrolled neural architecture based on the EM algorithm to tackle the reconstruction problem in a robust manner. This innovative approach aims to enhance image reconstruction by simultaneously incorporating model information and generalization for the case of non-gaussian heavy-tailed noise distribution, while leveraging the benefits of deep learning. Our experiments demonstrate significant improvements over state-of-the-art methods, highlighting the efficacy of our proposed scheme in handling the complexities of radiofrequency interference and improving image reconstruction accuracy.</div
Modélisation de la propagation d’onde de choc générées par laser dans des milieux hétérogènes et anisotropes
No full textUltrasons laser, interaction son-lumière; GAPSUS - Acoustique Physique, Sous-Marine et Ultra-SonoreNational audienceLe procédé de choc laser consiste à créer des chocs de haute pression en surface de matériaux (Gpa) avec des plasmas produits par laser (ns/GW/cm2). En réaction à la détente du plasma, des ondes de chocs sont générées dans la matière et se propagent dans son volume. Ce procédé peut être utilisé pour réaliser le contrôle non destructif d’assemblages collés, comme par exemple celui du collage mixte titane/composite qui est réalisé sur l’aube de fan du moteur Leap (Ducousso et al., Appl. Phys. Lett., 112, 2018). Pour ce cas d’application, le composite est un tissage tridimensionnel de fibres de carbone dans une matrice époxy. Nous présentons dans ce travail une chaine de modélisation numérique permettant dans un premier temps de simuler l’interaction laser/matière et la pression exercée à la surface du matériau éclairé par le laser et dans un second temps la propagation d’ondes dans le cœur de la matière. Un premier modèle axisymétrique permet de modéliser quantitativement les effets de diffraction et la génération d’onde depuis les bords de tache dans des matériaux orthotropes homogènes. (Cuenca et al., J. Appl. Phys., 128, 2020) Un second modèle permet de modéliser en 2D la propagation d’onde dans un matériau anisotrope et hétérogène comme le composite tissé 3D. (Cuenca et al., soumis à JASA) Le motif de tissage est dans ce cas issu de coupes microscopiques du composites sur lesquelles une segmentation de matériau est réalisée par machine learning. L’ensemble des simulations est validé par confrontations à des expérimentations
Mission immobile: Conception et validation d’un dispositif de contrôle actif à destination des objets du patrimoine
No full textExpérimentation en acoustique : conception, mise en oeuvre, validation de dispositifs expérimentaux; EXACT - Expérimentations en AcoustiqueNational audienceLes objets du patrimoines, exposés en vitrine ou stockés en réserve, sont couramment exposés à des sources de vibration. Celles-ci peuvent être produites par des évènements acoustiques dans les espaces muséaux (type concerts ou défilés), des travaux de construction, le passage de transports en commun, ou encore les pas des visiteurs. Afin de protéger ces objets des vibrations, plusieurs solutions ont été proposées dans la littérature. Bien que celles-ci soient efficaces d’un point de vue mécanique, aucune ne satisfait aux attentes des professionnels du patrimoine à cause d’un manque général de considération pratique. Ce travail explore la possibilité d’utiliser le contrôle actif comme solution de préservation des objets du patrimoine. Dans un premier temps, des mesures en contexte muséal lors de différentes sollicitations vibratoires ont permis de caractériser les vibrations que subissent les objets du patrimoine. Ces données, couplées aux attentes des professionnels du patrimoine, ont alors permis de définir une stratégie de contrôle, des transducteurs au choix des algorithmes. Celle-ci a ensuite été éprouvée en simulation puis expérimentalement sur deux bancs d’essais. Le premier consiste en une poutre encastrée à un pot vibrant créant une perturbation aux propriétés similaires à celles rencontrées en conditions réelles. La deuxième structure contrôlée est une étagère de musée excitée à sa base. Ce banc d’essai est alors utilisé pour valider la stratégie sur une structure reproduisant fidèlement les conditions d’exposition des objets. La présentation se concentre sur l’évolution du dispositif expérimental ayant conduit à la validation du prototype final. Y sont successivement discutés la structure des algorithmes, le réglage de leurs paramètres, le choix des composants électroniques ainsi que les critères d’évaluation des performances
Effets de la végétalisation des repas servis en restauration scolaire sur le risque d’inadéquation nutritionnelle – une étude de micro-simulation à partir des données de consommation des enfants français de 7 à 10 ans
No full textInternational audienceIntroduction et but de l’étudeL’impact environnemental et la qualité nutritionnelle globale d’une offre de restauration scolaire plus végétalisée ont été documentées, mais les répercussions possibles sur les prévalences d’insuffisance d’apport n’ont pas été évaluées. Nous avons ici voulu estimer l’effet du remplacement des déjeuners de semaines par une offre de restauration graduellement végétalisée sur la qualité nutritionnelle des régimes et les prévalences d’inadéquation nutritionnelle des enfants de 7-10 ans vivant en France.Matériel et méthodes4969 menus de cantine ont été collectés sur l’ensemble du territoire métropolitain et leurs compositions nutritionnelles ont été calculées à l’aide d’une base de recette dédiée, de la base CIQUAL et en appliquant pour chaque catégorie de plat les tailles de portions recommandées pour l’âge. Selon la composition du platprincipal, les menus ont été répartis en catégories (viande ou poisson, sans viande ni poisson) et sous-catégories (viande rouge, volaille, poisson gras, poisson maigre, oeuf, fromage, légumineuses, céréales, mélange végétal, soja), et la composition nutritionnelle moyenne des menus de chaque catégorie et souscatégorie a été calculée. Une végétalisation graduelle de l’offre de restauration scolaire respectant les recommandations émises par l’Anses (alternance poisson gras/poisson maigre et pas de menu contenant du soja) a été simulée avec desscenarios réduisant progressivement la proportion de menus viande dans une séquence de 20 menus, au profit de menus sans viande ni poisson (SVP). A partir des données de consommation individuelle des enfants de 7 à 10 ans normodéclarants de l’étude INCA3 (n=481), nous avons remplacé, à apport énergétique constant, les apports des déjeuners des jours de semaine par ceux correspondant aux menus moyens de cantines. Nous avons estimé la qualité nutritionnelle globale des régimes résultants avec le score PANDiet basé sur les probabilités de respectdes références nutritionnelles et les prévalences d’insuffisance d’apport à partir des apports usuels individuels des enfants estimés par la méthode de Nusser. Enfin, des sous-analyses ont été réalisées selon le degré de végétalisation des consommations à domicile, évalué par le pourcentage de protéines d’origine végétale.Résultats et analyse statistiqueRemplacer les consommations déclarées aux déjeuners dans INCA-3 par une offre de restauration scolaire augmente le score PANDiet quelle que soit la séquence de menus. L’augmentation du PANDiet est plus importante pour l’offre la plus végétalisée (SVP4 : 0 menu viande et 1 menu poisson par semaine) que pour lamoins végétalisée (SVP1 : 3 menus viande et 1 menu poisson par semaine) du fait d’une amélioration plus forte du sous-score de modération. Dans l’étude INCA3, les prévalences d’insuffisance d’apport observées chez les 7-10 ans sont supérieures à 80% pour la vitamine D, l’acide linoléique (LA), l’acide α-linolénique (ALA) et EPA+DHA, modérées pour le calcium (15%), le zinc (10%), la vitamine A (17%) et la vitamine C (13%) et négligeables pour les autres nutriments. Dans les simulations, l’offre SVP1 ne modifie pas les prévalences d’insuffisance d’apport enLA, ALA, EPA+DHA et en vitamine D et réduit fortement celles en calcium (7%), zinc (1%), vitamine A (2%) et vitamine C (3%). Par rapport à l’offre SVP1, l’offre SVP4 réduit les prévalences d’insuffisance d’apport en LA (75% vs 84%) et accroit celle en zinc (20% vs 1%) sans différences pour les autres nutriments. Dans l’étude INCA3, les prévalences d’insuffisance d’apport sont plus élevées chez enfants du 3e tertile (T3) de végétalisation à domicile que ceux du 1er tertile (T1) pour le calcium (24% vs 13%) et le zinc (18% vs 6%). Par rapport à l’observé, introduire l’offre SVP4 réduirait les prévalences d’inadéquation en calcium dans les deux tertiles (11% et 5%, resp.) et augmenterait davantage celles en zinc dans T3 que dans T1 (32% vs 11%), sans différences pour les autres nutriments. ConclusionUne végétalisation graduelle de l’offre de restauration scolaire chez les enfants est susceptible d’améliorer la qualité globale de l’alimentation, sans augmentation du risque d’insuffisance d’apport, sauf pour le zinc. Pour ce nutriment, l’augmentation du risque d’apport insuffisant est plus importante chez les enfants ayant l’alimentation la plus végétalisée à domicile
Apprentissage de représentations à partir d'observations
No full textDeep learning has become ubiquitous in computer vision. Deep models are used to learn representations of images tailored to specific tasks, from image synthesis to semantic segmentation by way of image retrieval. Yet, the representations learned by these models have elusive properties. They are obviously effective for many problems but how far can we push their limits? Can these representations encode several modalities, e.g. text and image, at the same time? Are there semantics encoded in latent representations, and if so, can we explicit them? Can deep models deal with problems more sophisticated than traditional classification, such as tasks where the inputs, the outputs, or both, are unusually structured? This manuscript tries to answer these questions through a collection of works on representation learning for computer vision. The contributions will extend deep learning alongside three directions: multimodal learning, generative models and structured problems. Tackled applications cover problems in Earth Observation, document analysis, image synthesis, point cloud segmentation, content-based retrieval and symbolic music processing
Mechanical mesoscopic properties monitoring of skin explants regarding the age and the stratum corneum integrity
No full textInternational audienceThe monitoring of mechanical properties of the skin is particularly interesting in the field of cosmetics, as it could lead to the validation of product allegations. For example, the impact of an active substance on the skin viscoelasticity could explain its tensing properties. Skin constitutes a complex multilayered material which can be considered as a viscoelastic soft tissue. The uppermost layers range from the micrometer to millimeter thickness, and are composed of either connected viscoelastic cells, or fibrous structure immersed into a ground substance. Usual techniques to characterize skin mechanical properties at macroscopic scale are based on indentation, torsion or suction devices [1-3]. At mesoscopic and microscopic scales, tomography and elastography are preferred [4-6]. The monitoring of the mechanical properties, at mesoscopic scale and including skin multilayer organization, is still an issue. This work proposes another method to monitor and characterize skin mesoscopic viscoelastic properties based on a biosensor consisting of a Thickness Shear Mode transducer on which a three-dimensional ex vivo skin model (named skin explant) is placed [7]. The monitoring of the explant is carried out over 8 days using a specific set-up to ensure renewal of life-support fluid. Viscoelastic parameters evolutions are obtained from a multifrequency impedance measurement ranging from 5 MHz to 45 MHz. The technique has been tested with 18 abdominal skin explants with donors aged between 23 and 57 years old. In addition, 4 stripped explants have been tested to mimic a weakened stratum corneum. With a dedicated fractional calculus model, two relevant parameters have been identified: the apparent structural parameter and the apparent viscosity. The evolutions of these parameters seem to be in accordance with the age of the donor. Furthermore, the shear wave wavelength helps to discriminate between skin uppermost layers. Finally, the identified parameters highlight premature degradation of stripped explants.[1]. Joodaki, H.; Panzer, M.B. Skin Mechanical Properties and Modeling: A Review.https://doi.org/10.1177/0954411918759801 2018, 232, 323–343, doi:10.1177/0954411918759801.[2]. Hendriks, F.M.; Brokken, D.; Oomens, C.W.J.; Baaijens, F.P.T. Influence of Hydration andExperimental Length Scale on the Mechanical Response of Human Skin in Vivo, Using OpticalCoherence Tomography. Skin Research and Technology 2004, 10, 231–241, doi:10.1111/J.1600-0846.2004.00077.X.[3]. Karimi, A.; Haghighatnama, M.; Shojaei, A.; Navidbakhsh, M.; Haghi, A.M.; Sadati, S.J.A.Measurement of the Viscoelastic Mechanical Properties of the Skin Tissue under UniaxialLoading. http://dx.doi.org/10.1177/1464420715575169 2015, 230, 418–425,doi:10.1177/1464420715575169.[4]. Waigh, T.A. Advances in the Microrheology of Complex Fluids. Reports on Progress in Physics2016, 79, 074601, doi:10.1088/0034-4885/79/7/074601.[5]. Kearney, S.P.; Khan, A.; Dai, Z.; Royston, T.J. Dynamic Viscoelastic Models of Human Skin UsingOptical Elastography. Phys Med Biol 2015, 60, 6975, doi:10.1088/0031-9155/60/17/6975.[6]. Li, C.; Guan, G.; Wang, R.; Huang, Z. Mechanical Characterization of Skin Using SurfaceAcoustic Waves. Imaging in Dermatology 2016, 327–340, doi:10.1016/B978-0-12-802838-4.00023-6.[7]. Gauthier, V.; Lemarquand, A.; Caplain, E.; Wilkie-Chancellier, N.; Serfaty, S. UltrasonicMicrorheology for Ex Vivo Skin Explants Monitoring: A Proof of Concept. Biosens Bioelectron2022, 198, doi:10.1016/j.bios.2021.113831
Modèles de Flux Riemanniens pour l'Interférométrie SAR
No full textInternational audienceSAR interferometry (InSAR) enables the analysis of topological changes in natural sites or urban areas. However, the use of denoising algorithms is necessary to extract relevant information from interferograms. In this article, we exploit the cyclic structure of interferometric phases to design efficient distribution transports and ensure the validity of the data generated. We apply this approach to i) the generation of realistic interferograms for data augmentation, ii) the denoising of interferograms. Experiments on Sentinel-1 data illustrate the interest of these approaches.L'interférométrie SAR (InSAR) permet l'analyse des changements topologiques de sites naturels ou zones urbaines. Cependant, l'utilisation d'algorithmes de débruitage est nécessaire pour capturer l'information pertinente des interférogrammes. Dans cette article, nous exploitons la structure cyclique des phases interférométriques pour concevoir des modèles de transport de distributions efficaces et assurant la validité des données générées. Nous appliquons cette approche à i) la génération d'interférogrammes réalistes pour l'augmentation de données, ii) le débruitage d'interférogrammes. Nos expériences sur des données Sentinel-1 montrent l'efficacité des modèles de flux riemanniens pour ces applications
Continuous Assessment of Mental Workload During Complex Human–Machine Interaction: Inferring Cognitive State from Signals External to the Operator
No full textInternational audienceThe use of complex human–machine interfaces (HMIs) has grown rapidly over the last few decades in both industrial and personal contexts. Now more than ever, the study of mental workload (MWL) in HMI operators appears essential: when mental demand exceeds task load, cognitive overload arises, increasing the risk of work-related fatigue or accidents. In this paper, we propose a data-driven approach for the continuous estimation of the MWL of professional helicopter pilots in realistic simulated flights. Physiological and operational parameters were used to train a novel machine-learning model of MWL. Our algorithm achieves good performance (ROC AUC score 0.836 ± 0.081, the maximum F1 score 0.842 ± 0.078 and PR AUC score 0.820 ± 0.097) and shows that the operational information outperforms the physiological signals in terms of predictive power for MWL. Our results pave the way towards intelligent systems able to monitor the MWL of HMI operators in real time and question the relevancy of physiology-derived metrics for this task
The Analysis of China’s Understanding and Strategies of “Tech Diplomacy” in the Time of Global Uncertainty
No full textInternational audienceFrom the U.S. technology and trade tensions with China in 2018 to the COVID-19 pandemic in 2020, the expression “tech diplomacy” has gained prominence in Chinese academic and political discussions. A common thread in these discussions is tot frame this term with an ideological tint to criticize Western-dominated hegemonic discourses and geopolitical rhetoric, which are perceived as attempts to inhibit China’s technological advancement (Liu, 2023). Meanwhile, Beijing has adopted more aggressive foreign policy measures in its international communication plan. Its revised strategy aims to enhance its influence over international discourse and assert its role in shaping international rules and technological standards, striving to legitimize and institutionalize these norms over the long term (Xi, 2022). This study will employ a historical-discursive analytical approach (Huang, 2021) to examine the perception of tech diplomacy within Beijing’s political and academic circles and explore how the Chinese government has localized and institutionalized this ostensibly Western rhetoric amid geopolitical tensions. For our methodology, we plan to gather official statements from the Chinese government and Chinese-publishing academic articles since the onset of the 2018 U.S.-China trade and tech conflicts. This collection of sources will aid in analyzing Beijing’s framing strategy and process of tech diplomacy
