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Contribution à l'analyse structurelle et à une méthodologie de conception par approche bond graph : Application aux systèmes de direction des véhicules routiers
No full textThis thesis is part of the VOLVO Research Chair ‘Solutions for the Future of Road Freight Transport', in partnership with INSA Lyon and the Ampère Laboratory. It addresses the challenges of road vehicle electrification, which render certain systems inherited from combustion engine vehicles unsuitable. In this context, the thesis focuses on hybrid electro-hydraulic steering systems, combining electric and hydraulic assistance, which represent a particularly rich field of study for exploring innovative solutions to the problems of over- or under-actuation. The design and sizing methodology applied builds on work developed at the Ampère laboratory. Based on model inversion and using bond graph formalism, it allows the specifications, generally expressed in terms of outputs, to be directly exploited to determine the unknowns of the problem. Its main originality lies in the structural analysis phase, which makes it possible to verify the invertibility of the models, the mathematical properties of the specifications, and identify structural properties that are independent of the numerical values of the parameters. Three objectives drive this work. The first, theoretical, is the demonstration of the calculation of the determinants of the matrix pencil and the system matrix derived from a bond graph model without resorting to digraph/bond graph correspondence, thanks to an approach based on the permutation group. The second concerns the study of the finite structure of regular linear systems, proposing a method for determining the generic number of finite poles and zeros, in particular through the introduction of the concept of separators. The third objective, application-oriented, consists of implementing the sizing methodology in an industrial context, namely the design of steering systems for road vehicles. To this end, a bond graph model of the road vehicle, specifically its chassis and steering subsystems, was first developed and validated by comparison with an industrial reference model used by VOLVO. This model then served as the basis for applying the methodology, in particular for the sizing of the steering system's assistance subsystems.Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la chaire de recherche VOLVO « Solutions for the future of Road Freight Transport », en partenariat avec l'INSA Lyon et le laboratoire Ampère. Elle vise à répondre aux défis de l'électrification des véhicules routiers, qui rend certains systèmes hérités des véhicules thermiques inadaptés. Dans ce contexte, la thèse se concentre sur les systèmes de direction électrohydrauliques hybrides, combinant assistance électrique et hydraulique, représentant un terrain d'étude particulièrement riche pour explorer des solutions innovantes face aux problématiques de sur- ou sous-actionnement. La méthodologie de conception et de dimensionnement mobilisée s'appuie sur les travaux développés au laboratoire Ampère. Basée sur l'inversion de modèles et utilisant le formalisme bond graph, elle permet d'exploiter directement les spécifications du cahier des charges, généralement exprimées sur les sorties, pour déterminer les inconnues du problème. Sa principale originalité réside dans la phase d'analyse structurelle, qui permet de vérifier l'inversibilité des modèles, les propriétés mathématiques des spécifications et d'identifier des propriétés structurelles indépendantes des valeurs numériques des paramètres. Trois objectifs guident ce travail. Le premier, théorique, concerne la démonstration du calcul des déterminants du faisceau matriciel et de la matrice système issus d'un modèle bond graph sans recours au digraphe, grâce à une approche basée sur le groupe de permutations. Le deuxième approfondit l'étude de la structure finie des systèmes linéaires réguliers, en proposant une méthode de détermination du nombre générique des pôles et zéros finis, notamment via l'introduction de la notion de séparateurs. Le troisième objectif, applicatif, consiste à mettre en œuvre la méthodologie de dimensionnement dans un cadre industriel, à savoir la conception des systèmes de direction pour véhicules routiers. Pour ce faire, un modèle bond graph du véhicule routier, et plus particulièrement de son châssis et de ses sous-systèmes de direction, a d'abord été développé et validé par comparaison avec un modèle de référence industriel utilisé par VOLVO. Ce modèle a ensuite servi de support à l'application de la méthodologie, en particulier pour le dimensionnement des sous-systèmes d'assistance du système de direction
The Contribution of Researchers to Public Policy: Perspectives on Ethical Issues
No full textTechnologies for aging are emerging as promising solutions to meet the needs of the elderly. In Quebec, university researchers working in this field can play an important role in promoting changes in public policy aimed at facilitating the integration of these technologies into society. Indeed, scientific actors are increasingly encouraged to explore the political sphere and increase the social impact of their work. However, exercising this role entails ethical, personal and practical challenges for researchers regarding their choice of contribution and the methods to be employed. This doctoral thesis in practical philosophy explores the ethical issues involved in researchers' contributions to public policy on technologies for aging. The methodological approach adopted in this research is qualitative and empirical, based on a multiple-case study. We conducted a documentary observation of Quebec's public policies on technologies for aging, followed by 18 semi-structured interviews with scientific and political actors. Our results show that researchers' contribution to public policy varies according to their motivations, skills and disciplinary field, ranging from active engagement in public debates to indirect involvement via teaching. Institutional initiatives, such as training opportunities on the skills essential for political influence and recognition of these contributions, are needed to strengthen and enhance this role. The results also show that contribution can be thought of collectively, through research groups and laboratories. Finally, this thesis contributes to our understanding of the science-policy interface from an ethical point of view. We also propose a reflexive analysis grid for researchers, with a view to integrating ethical reflection into their practices aimed at contributing to public policy.Les technologies en soutien au vieillissement émergent comme des solutions prometteuses pour répondre aux besoins des personnes âgées. Au Québec, les chercheuses et les chercheurs universitaires œuvrant dans ce domaine peuvent jouer un rôle important dans la promotion des changements de politiques publiques visant à faciliter l’intégration en société de ces technologies. En effet, les acteurs scientifiques sont de plus en plus encouragés à explorer la sphère politique et augmenter l’impact social de leurs travaux. Cependant, l’exercice de ce rôle comporte des défis éthiques, personnels et pratiques pour les chercheuses et les chercheurs concernant leur choix de contribuer et les méthodes à employer.Cette thèse de doctorat en philosophie pratique explore les enjeux éthiques de la contribution des chercheuses et des chercheurs aux politiques publiques concernant les technologies du vieillissement. L'approche méthodologique préconisée dans le cadre de cette recherche est qualitative et empirique, basée sur une étude de cas multiples. Une observation documentaire des politiques publiques québécoises concernant les technologies du vieillissement a été réalisée, puis 18 entrevues semi-dirigées auprès d’acteurs scientifiques et politiques ont été menées.Les résultats montrent que la contribution des chercheuses et chercheurs aux politiques publiques varie selon leurs motivations, leurs compétences et leur champ disciplinaire, allant de l’engagement actif dans les débats publics à une implication indirecte par l’enseignement. Des initiatives institutionnelles, comme des opportunités de formation sur les compétences essentielles à l’influence politique et la reconnaissance de ces contributions, sont nécessaires pour renforcer et valoriser ce rôle. Les résultats indiquent également que la contribution peut se penser de manière collective, à travers notamment les groupes et les laboratoires de recherche. Enfin, cette thèse contribue à enrichir notre compréhension de l’interface science-politique d’un point de vue éthique. Nous proposons également une grille d’analyse réflexive destinée aux chercheuses et aux chercheurs en vue d’intégrer une réflexion éthique dans leurs pratiques visant à contribuer aux politiques publiques
Development of plasma etching processes for copper and iridium interconnects in advanced packaging and front-end applications
No full textThe pursuit of increased performance, higher integration density, and improved energy efficiency is driving the microelectronics industry to explore innovative solutions for interconnections. In this context, high-density interconnects (HDI) and the integration of alternative materials to copper play a central role. This thesis, undertaken as part of an industry partnership, aims to develop and optimize plasma etching processes for the microfabrication of fine metallic interconnects, focusing on copper in semi-additive (SAP) and organic damascene (ODP) flows, as well as iridium for front-end-of-line (FEOL) applications. The research work involved developing a plasma etching process for copper in the SAP flow to achieve high-density interconnects on organic substrates, and evaluating its direct applicability to the ODP architecture with the aim of replacing chemical mechanical planarization (CMP) for removing the overburden copper. In parallel, an exploratory study was conducted on the dry etching of iridium for FEOL applications, motivated by its excellent electrical properties at very fine scales and the limited number of studies available on the subject. In the SAP flow, the optimized recipe enabled effective etching of the copper seed layer without undercutting or residual contamination. However, its direct application to the ODP flow revealed low selectivity between electrochemically deposited (ECD) copper and PVD-deposited seed layer copper, leading to concave profiles and mechanical defects such as blistering and cracking. Beyond the experimental results, the thesis proposes avenues to overcome the observed limitations. The study devoted to iridium, driven by its potential for FEOL interconnects thanks to its low resistivity at the nanometric scale and excellent resistance to electromigration, evaluated various chlorine- and fluorine-based gas chemistries. The experiments demonstrated the possibility of etching this metal at temperatures ≤ 80 °C. Although the etch profile still requires improvement, certain chemistries proved promising for integration into FEOL processes, while emphasizing the importance of selecting appropriate masks. The contributions of this work include an optimized recipe for plasma etching of copper in the SAP flow, the identification of technological bottlenecks related to adaptation to the ODP flow, and an original advancement in the study of plasma etching of iridium for FEOL applications. These results pave the way for future optimizations aimed at improving the reliability and performance of advanced microelectronic devices.La recherche de performances accrues, de densité d’intégration plus élevée et d’efficacité énergétique conduit l’industrie microélectronique à explorer des solutions innovantes pour les interconnexions. Dans ce contexte, les interconnexions à haute densité (HDI) et l’intégration de matériaux alternatifs au cuivre jouent un rôle central. Cette thèse, réalisée en partenariat industriel, vise à développer et optimiser des procédés de gravure plasma pour la microfabrication d’interconnexions métalliques fines, en s’intéressant à la fois au cuivre dans des flux semi-additifs (SAP) et damascène organique (ODP), ainsi qu’à l’iridium pour des applications front-end-of-line (FEOL). Le travail de recherche a consisté, d’une part, à développer un procédé de gravure plasma du cuivre dans le flux SAP, afin d’obtenir des interconnexions à haute densité sur substrat organique, et, d’autre part, à évaluer l’applicabilité directe de cette recette à l’architecture ODP dans l’optique de remplacer la planarisation mécano-chimique (CMP) pour le retrait du cuivre de surépaisseur (overburden). Parallèlement, une étude exploratoire a été menée sur la gravure sèche de l’iridium pour des applications FEOL, motivée par ses excellentes propriétés électriques à très fine échelle et par le faible nombre de travaux disponibles sur le sujet. Dans le flux SAP, la recette optimisée a permis de graver efficacement la couche de germe en cuivre, sans sous-gravure ni contamination résiduelle. Cependant, son application directe au flux ODP a révélé une faible sélectivité entre le cuivre électrodéposé (ECD) et le cuivre PVD de germe, entraînant des profils concaves et des défauts mécaniques tels que le bullage et la fissuration. Au-delà des résultats expérimentaux, la thèse propose des pistes pour surmonter les limitations observées. L’étude consacrée à l’iridium, motivée par son potentiel pour les interconnexions FEOL grâce à une faible résistivité à l’échelle nanométrique et à une excellente résistance à l’électromigration, a permis d’évaluer différentes chimies gazeuses chlorées et fluorées. Les essais ont démontré la possibilité de graver ce métal à des températures ≤ 80 °C. Bien que le profil de gravure reste à améliorer, certaines chimies se sont révélées prometteuses pour un procédé intégrable en FEOL, tout en soulignant l’importance de choisir des masques adaptés. Les contributions de ce travail incluent une recette optimisée pour la gravure plasma du cuivre dans le flux SAP, l’identification des verrous technologiques liés à l’adaptation au flux ODP et une avancée originale dans l’étude de la gravure plasma de l’iridium pour les applications FEOL. Ces résultats ouvrent la voie à de futures optimisations visant à améliorer la fiabilité et la performance des dispositifs microélectroniques avancés
Investigation of hygrothermal behavior of a novel bio-based panel: Experiment and numerical simulation
No full textInternational audienceStraw composites, owing to their low carbon footprint and favorable hygrothermal properties, are becoming a promising alternative insulation material for buildings in order to promote energy saving and occupants’ comfort. However, the heat and moisture characteristics of straw composites at the material scale and under steady-state condition are insufficient for a thorough assessment of their performance as a building component in actual service conditions. This study focused on the hygrothermal performance of a novel bio-based wall made with a rice straw–alginate composite material. The temperature and relative humidity profiles within the wall were monitored under various boundary conditions. The inverse analysis method was proposed to determine liquid water permeability. In in a dynamic test, compared with the model of coupled heat-and-moisture transfer (CHM), the transient heat transfer model predicted temperature profiles with higher errors and underestimated total heat flux by up to 30.6%. Also, under the dynamic condition, the CHM model with liquid water transport showed decreased mean absolute errors by 61%, 57% and 8% at depths of 28 mm, 36 mm and 64 mm, respectively, compared with those predicted by the CHM model without liquid water transport. Both vapor transport and liquid transport seemed to be essential when modeling thermal transfer and moisture transfer through the wall
Air entrainment by turbulent plunging jets: Effect of jet roughness revisited
No full textInternational audienceThe air entrained by vertical water jets impacting a large pool is revisited. Experimental data on jet deformation at impact and on the entrained air flowrate were collected both on a small-scale (fall height H about 1 m, jet diameter D 0 = 7.6 mm) and a large-scale (H up to 9 m, D 0 up to 213 mm) facilities, in order to test the roughness model of Henderson, McCarthy and Molloy (1970). This model, that stipulates that the entrained air flowrate corresponds to the air trapped within jet corrugations, is adapted with the jet diameter and velocity at impact evaluated for a jet experimenting free fall without friction. It is found to be valid for coherent turbulent jets for fall heights equal or larger than 20 nozzle diameters. The effective roughness entering the model is quantified. Finally, the void fraction and the air flowrate entrained in the pool are discussed
Cube de calcul IA intégré en 3D basé sur des dispositifs à nanofils verticaux
No full textThe vertical nanowire field effect transistor (VNWFET) is an emerging technology that promises to improve the sustainability of future transistor scaling beyond the limitations of conventional lateral devices. With its 3D gate-all-around (GAA) architecture, such a technology enables designs with improved energy-efficiency as well as reduced footprint and thus interconnect capacitance.In this context, we use an accurate executable compact model implemented in Verilog-A with a parameter set fitted to measurements of an experimental fabricated VNWFET device to propose a novel flow toward the generation and verification of standard cell libraries. Our work goes from transistor level design and characterization of basic logic cells up to physical design, verification and parasitic extraction. This then allowed us to generate standard cell libraries based on this VNWFET technology.In addition, we extended this flow toward the design exploration and optimization of double-gate stacking; one of the main aspects of such GAA devices. Indeed, this includes the circuit and physical design and evaluation of such cells up to the corresponding standard cell libraries.Logic synthesis on the ISCAS-85 benchmark circuits was then performed in order to verify and evaluate the different variants of our libraries (against traditional CMOS technologies as well as the 7nm FinFET). Finally, this enabled the synthesize of our desired AI Processing Element (PE) the Neural Network Compute Cube (N2C2); a basic computational unit of a targeted Systolic Array as well as evaluating the performance and cost of the N2C2 based on vertical technology. For example, evaluating the Power-Delay-Area Product showed that synthesized N2C2 with the VNWFET libraries outperforms that of the 7 nm FinFET by by 2.11X and 3.39X for single and double gate approaches respectively.Le transistor à effet de champ à nanofil vertical (VNWFET) représente une technologie émergente susceptible de prolonger le scaling des transistors au-delà des limites des dispositifs latéraux conventionnels. Grâce à son architecture tridimensionnelle gate-all-around (GAA), il offre un meilleur compromis en termes d'efficacité énergétique, d'empreinte et de capacitance d'interconnexion.Dans ce travail, nous présentons un flot complet de génération et de vérification de bibliothèques de cellules standards basé sur un modèle compact exécutable en Verilog-A, ajusté à partir de mesures expérimentales sur dispositifs VNWFET. Ce flot couvre la conception au niveau transistor, la caractérisation de cellules logiques de base, le design physique ainsi que l'extraction parasitique. Nous l'étendons ensuite à l'exploration et à l'optimisation de l'empilement à double grille, caractéristique clé des dispositifs GAA.La synthèse logique sur les circuits de référence ISCAS-85 permet d'évaluer différentes variantes de bibliothèques (comparées au CMOS et au FinFET 7 nm) et conduit à la synthèse d'un élément de traitement IA (Processing Element, PE): le Neural Network Compute Cube (N2C2), unité de calcul élémentaire d'un réseau systolique ciblé. L'évaluation du produit Puissance-Délai-Surface (PDAP) démontre que le N2C2 synthétisé avec les bibliothèques VNWFET surpasse le FinFET 7 nm d'un facteur de 2,11X et 3,39X pour les approches à simple et double grille, respectivement
Effets des échanges de chaleur aux parois sur la dynamique des courants de gravité
No full textAlthough gravity currents have been extensively studied in the scientific literature, the case of currents evolving along non-adiabatic walls has received comparatively little attention, despite the frequent occurrence of this boundary condition in both geophysical and artificial frameworks.Atmospheric gravity currents, such as sea-breeze fronts and thunderstorm outflows, as well as those generated by accidental heavy gas releases in the environment, can be affected by the convective heat flux coming from the Earth's ground. Similarly, when hot-smoke currents induced by indoor fires travel horizontally below the room ceiling, they can be cooled due to the lower temperature of the ceiling with respect to the smoke.To investigate how the heat exchange at the wall affects the dynamics of the current, a new laboratory facility has been realized in which a sustained dense current, generated by an air--CO2 mixture, propagates in a channel with a uniformly heated bottom wall. The setup enables the investigation of both the unsteady configuration, related to the advancing motion of the current front, and the steady configuration established once the front has left the channel. A dimensionless parameter, Λs, is introduced to quantify heating intensity as the ratio between the wall-normal buoyancy flux induced by the heating and the wall-tangent buoyancy flux generating the current.The results for the unsteady problem show that the front propagation velocity is progressively reduced with stronger wall heating. In strongly heated experiments, the front velocity can even be suppressed. In this case, the density difference between the current head and the downstream ambient fluid vanishes, and the head becomes a positively buoyant plume that extends indefinitely in the vertical direction.For the stationary problem, challenging experiments have been conducted performing simultaneous high-frequency measurements of two velocity components, CO concentration, and temperature. These measurements allow the investigation of the turbulent transport of different scalar quantities and reveal, in the heated case, the formation of an unstable boundary layer along the current wall.The novel experimental dataset enables a thorough validation of large-eddy simulations (LES) of non-adiabatic gravity currents, which are then used to extend the range of experimental conditions investigated in the laboratory.Wall heating is observed to enhance the entrainment coefficient E, while having a negligible influence on the bulk Richardson number (Ri). This implies that the E(Ri) relations commonly employed to parameterize entrainment in adiabatic gravity currents are no longer exhaustive when wall heat exchange is considered.Même si les courants de gravité ont été largement étudiés dans la littérature scientifique, le cas des courants évoluant le long de parois non adiabatiques a reçu relativement peu d'attention, malgré la fréquence de cette condition dans les contextes géophysiques et artificiels. Les courants atmosphériques, tels que les brises de mer ou les fronts d'orage, ainsi que ceux générés par des fuites accidentelles de gaz lourds, peuvent être influencés par le flux de chaleur convective provenant du sol. De même, les courants de fumée chaude produits par des incendies en milieu fermé, lorsqu'ils se propagent sous le plafond d'une pièce, peuvent être refroidis par ce plafond plus froid que la fumée.Pour étudier comment l'échange de chaleur avec la paroi modifie la dynamique du courant, une nouvelle installation expérimentale a été réalisée. Elle permet de générer un courant dense et continu, composé d'un mélange air--CO2, qui se propage dans un canal avec la sol chauffé. Ce dispositif rend possible l'étude de deux configurations: la condition instationnaire, liée à l'avancée du front sur la paroi chauffée, et la condition stationnaire, générée une fois que le front est sorti du canal. Un paramètre sans dimension, Λs, est introduit pour quantifier l'intensité du chauffage comme le rapport entre le flux de flottabilité vertical dû au chauffage imposé et le flux de flottabilité horizontal qui génère le courant. La vitesse de propagation du front diminue progressivement avec l'augmentation du chauffage, et dans les cas fortement chauffés, elle peut même s'annuler. Dans ce cas, la différence de densité entre la tête du courant et le fluide ambiant disparaît, et la tête devient un panache flottant qui s'étend indéfiniment dans la direction verticale. Dans le régime stationnaire, des expériences complexes et innovantes ont été menées grâce à des mesures simultanées et à haute fréquence de deux composantes de vitesse, de la concentration en CO et de la température. Ces données permettent d'analyser le transport turbulent vertical des différentes scalaires et mettent en évidence la formation d'une couche limite instable le long de la paroi du courant.Les résultats expérimentaux permettent une validation complète de simulations aux grandes échelles (LES) de courants de gravité non adiabatiques, utilisées ensuite pour élargir le domaine des conditions explorées expérimentalement. Le chauffage de la paroi augmente le coefficient d'entraînement E, tout en ayant un effet négligeable sur le nombre de Richardson (Ri). Cela implique que les relations E(Ri) utilisées pour paramétrer l'entraînement dans les courants de gravité adiabatiques ne sont plus exhaustives lorsque l'échange thermique avec la paroi est pris en compte
Modélisation immuno-épidémiologique de la dynamique des infections intra- et inter-hôtes : application à la dengue
No full textTo model an infectious disease, two distinct perspectives can be adopted: the epidemiological scale and the immunological scale. Each of these scales focuses on different aspects of the spread and development of the disease. These two scales are complementary. The epidemiological scale helps to understand the dynamics of the disease within a population. The goal is to understand and predict how a disease spreads in a population, what factors influence this spread, and how it can be controlled or eradicated. The immunological scale focuses on the biological processes occurring within an infected individual. It aims to understand the complex interactions between the pathogen, host cells, and the various components of the immune system, that influence the severity and duration of the infection in an individual. The main objective of this thesis is to study models from each of these scales in order to then propose a multi-scale model, that is, an epidemiological model that takes into account what occurs at the immunological level. Such a model would account not only for the spread of the disease within the population but also for the specific biological interactions occurring at the individual level that influence this spread. It would provide a more comprehensive and accurate view of the dynamics of infectious diseases, enabling better anticipation and control of epidemics. This approach could have significant applications in pandemic management, public health intervention planning, and personalized treatments. This thesis also aims to study models integrating epidemic control strategies such as vaccination or isolation. Throughout the manuscript, we manage to dive deeply into mathematical modeling and analysis without losing sight of applications. We are particularly interested in diseases such as dengue, a disease characterized by the presence of several serotypes and a risk of reinfection. In the case of dengue, reinfection with a different serotype can induce a phenomenon called Antibody-Dependent Enhancement (ADE), which increases the risk of developing a severe form of the disease, such as dengue hemorrhagic fever (DHF). We firstly propose an immunological model with ODEs that accounts for the phenomenon of ADE during secondary infections. Using a genetic algorithm, we fit our model to immunological data in order to assess its descriptive accuracy. Our work also includes a statistical analysis of dengue surveillance and seroprevalence data from Mayotte for which the circulation model is a compartmental model structured by age. A parameter estimation is conducted using MCMC algorithm and MLE method. In particular, this study allows to assess the effectiveness of the surveillance system, obtain the average immune profile of the Mayotte population and estimate the impact of future epidemics. We then develop an immuno-epidemiological model considering an SIRS model structured by age of infection and age of semi recovery. A mathematical analysis is presented, encompassing steady-state stability results and criteria for the existence of backward bifurcation. The presence of such a bifurcation, inducing bistability and favoring the invasion of one serotype by another, helps account for reinfection, which increases the risk of severe forms of dengue, such as DHF. Finally, we assess the impact of various epidemic control strategies on epidemiological models. We propose class-age structured models with temporary phases of protection and isolation. Their analysis is realized through hybrid differential-difference models with one or two delays and results on global stability and persistence are obtained. In addition to its strong applied relevance, this thesis introduces a variety of mathematical tools that involve several challenging aspects.Deux perspectives distinctes peuvent être adoptées lors de la modélisation d'une maladie infectieuse : l'échelle épidémiologique et l'échelle immunologique. Chacune de ces échelles se concentre sur des aspects différents de la propagation et du développement de la maladie. Celles-ci sont complémentaires : l'échelle épidémiologique permet de comprendre la dynamique de la maladie au sein d'une population, tandis que l'échelle immunologique se concentre sur les processus biologiques internes d'un individu. Cette dernière vise à comprendre les interactions complexes entre le pathogène, les cellules et les différentes composantes du système immunitaire, qui influencent, la gravité et la durée de l'infection chez un individu. L'objectif de cette thèse est d'étudier des modèles à chacune de ces échelles pour ensuite proposer un modèle multi-échelle immuno-épidémiologique. Un tel modèle rendrait compte non seulement de la propagation de la maladie au sein de la population mais également des interactions biologiques spécifiques qui se produisent au niveau individuel et qui influencent cette propagation. Il fournirait une vision plus complète et plus précise de la dynamique des maladies infectieuses, permettant de mieux anticiper et contrôler les épidémies. Cette approche pourrait avoir des applications significatives dans la gestion des pandémies, la planification des interventions de santé publique et les traitements personnalisés. Cette thèse a aussi pour intention d'étudier des modèles intégrant des stratégies de contrôle d'épidémies telles que la vaccination ou l'isolement. Tout au long de ce manuscrit nous nous efforçons d'approfondir la modélisation et l'analyse mathématique sans mettre de côté les applications biologiques. Nous nous intéressons particulièrement à des maladies telles que la dengue, caractérisée par la présence de plusieurs sérotypes et un risque de réinfection. Dans le cas de la dengue, une réinfection par un sérotype différent peut induire un phénomène appelé Antibody-Dependent Enhancement (ADE), qui augmente le risque de développer une forme sévère de la maladie, telle que la fièvre hémorragique (DHF). Tout d'abord, nous proposons un modèle immunologique composé d'équations différentielles ordinaires rendant compte du phénomène d'ADE lors des infections secondaires. Nous utilisons un algorithme génétique pour calibrer ce modèle par rapport à des données immunologiques disponibles. Notre travail comprend aussi une analyse statistique des données de surveillance et de séroprévalence de la dengue à Mayotte. Le modèle associé à la circulation est un modèle compartimental structuré par âge. Nous effectuons une estimation des paramètres à l'aide d'un algorithme MCMC et d'une méthode de maximisation de vraisemblance. Cette étude permet notamment d'évaluer l'efficacité du système de surveillance, d'obtenir le profil immunitaire moyen de la population mahoraise et d'estimer l'impact de futures épidémies. Nous développons ensuite un modèle immuno-épidémiologique. Ce modèle multi-échelle de type SIRS est structuré par âge d'infection et âge de semi-guérison. Son analyse mathématique comprend une étude de stabilité de certains équilibres et un critère pour l'existence d'une bifurcation 'backward'. La présence d'une telle bifurcation, induisant une bistabilité et favorisant l'invasion d'un sérotype par un autre, permet de rendre compte de la réinfection, qui accroît le risque d'apparition de formes sévères de dengue, telles que la DHF. Enfin, nous étudions des modèles épidémiologiques pour évaluer l'effet de différentes stratégies de contrôle d'une épidémie. Nous proposons des modèles de type SIR avec des phases de protection et d'isolement temporaires structurées par âge. L'analyse de ces modèles via des modèles hybrides donne des résultats de stabilité globale et de persistance. En plus de sa forte pertinence pour ses applications, cette thèse introduit une variété d'outils mathématiques impliquant plusieurs challenges
Dispositifs à base de Phosphure de Gallium pour l'optique non-linéaire intégrée
No full textInternational audienceNous comparons ici différentes plateformes de Phosphure de Gallium pour la fabrication de nano-guides d'onde pour des applications de photonique non-linéaire intégrée. La comparaison des plateformes se fait particulièrement sur l'analyse des pertes dans l'infrarouge. Nous démontrons l'état de l'art pour la plateforme GaP sur GaAs
