Archive ouverte de Centrale Lyon
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LeMat-Synth: a multi-modal toolbox to curate broad synthesis procedure databases from scientific literature
No full textInternational audienceThe development of synthesis procedures remains a fundamental challenge in materials discovery, with procedural knowledge scattered across decades of scientific literature in unstructured formats that are challenging for systematic analysis. In this paper, we propose a multi-modal toolbox that employs large language models (LLMs) and vision language models (VLMs) to automatically extract and organize synthesis procedures and performance data from materials science publications, covering text and figures. We curated 81k open-access papers, yielding LeMat-Synth (v 1.0): a dataset containing synthesis procedures spanning 35 synthesis methods and 16 material classes, structured according to an ontology specific to materials science. The extraction quality is rigorously evaluated on a subset of 2.5k synthesis procedures through a combination of expert annotations and a scalable LLM-as-a-judge framework. Beyond the dataset, we release a modular, open-source software library designed to support community-driven extension to new corpora and synthesis domains. Altogether, this work provides an extensible infrastructure to transform unstructured literature into machine-readable information. This lays the groundwork for predictive modeling of synthesis procedures as well as modeling synthesis--structure--property relationships
Compromis énergie-information dans un réseau de capteurs/actionneurs en contrôle actif de vibration
No full textUnwanted vibrations pose a major challenge in many industrial applications. This research addresses a specific vibration control problem, focusing on the reduction of vibrations in a targeted region of a smart structure. The primary objective is to minimize the effects of a disturbance over a defined frequency range. The mechanical system under study is a plate equipped with two piezoelectric elements, used to illustrate the experimental results. This setup is designed to reduce vibrations generated by a localized mechanical excitation produced by a vibrating shaker. The study evaluates control effectiveness first with a single piezoelectric element and then with both elements simultaneously. Several technical challenges arise. The first concerns the use of the SSA (Self-Sensing Actuator) configuration, where each piezoelectric element is used simultaneously as a sensor and an actuator. Achieving the required level of vibration reduction in this configuration involves several difficulties. In particular, the actuation voltage must be applied to the same terminals used to extract the sensing signal, which introduces a direct feedthrough of the electrical signal. Combined with the control signal, this adds additional actuation noise inherent to all real systems. In feedback control, this polluted measurement signal reduces the signal/noise ratio when used by the controller, which is crucial for the proper operation of the closed-loop system. An electrical balancing bridge is implemented to compensate for the component related to the control signal, enabling the extraction of a measurement signal that accurately reflects the actual behavior of the structure. Nevertheless, this compensation is not perfect, and a residual error remains. This error can first be estimated analytically and then identified more precisely during system modeling, explicitly including the corresponding direct term. The influence of this residual error on system behavior, particularly regarding stability and performance, is thoroughly analyzed. A black-box identification modeling approach is then adopted based on experimental data. A model reduction procedure is applied over the frequency range of interest. All relevant sources of error, arising from both the balancing circuit and the modeling process, are considered in the analysis of system stability and performance. An H∞ control criterion is defined to ensure robustness and stability of the closed-loop system while reducing the effect of disturbances. An original controller architecture is proposed, allowing additional numerical compensation of the residual direct error. The controller is divided into two parts: a dynamic part, independent of the direct error, and a static part, adaptable to this error. The effectiveness of the control is validated through both numerical simulations and experiments on the experimental bench. Finally, this methodology is extended to a MIMO system with two piezoelectric elements in the SSA configuration, accounting for the coupling between the elements to achieve global vibration reduction. Two H∞ MIMO control strategies, centralized and structured, are developed and compared, with the structured version imposing constraints on the controller’s structure and order. A third strategy, based on the previously developed SISO methodology, is also included for comparative analysis. Simulation and experimental results are evaluated for each piezoelectric element, and the relative reduction rate is calculated in closed-loop compared to open-loop.Les vibrations indésirables représentent un défi majeur dans de nombreuses applications industrielles. Cette recherche s’attache à résoudre un problème spécifique de contrôle de vibrations, en se concentrant sur la réduction des vibrations dans une zone ciblée d’une structure intelligente. L’objectif principal est de minimiser les effets d’une perturbation couvrant une plage de fréquences définie. Le système mécanique étudié est une plaque équipée de deux éléments piézoélectriques, utilisée pour illustrer les résultats expérimentaux. Cette installation vise à réduire les vibrations générées par une excitation mécanique localisée, produite par un pot vibrant. L’étude permet d’évaluer l’efficacité du contrôle, d’abord avec un seul élément piézoélectrique , puis avec les deux simultanément. Plusieurs défis techniques se présentent. Le premier concerne l’utilisation de la configuration SSA (Self-Sensing Actuator), dans laquelle chaque élément piézoélectrique fonctionne à la fois comme capteur et actionneur. Cependant, ces approches présentent plusieurs défis à surmonter pour atteindre le niveau de réduction des vibrations requis. Le principal problème réside dans le fait que, dans cette configuration, la tension d’actionnement doit être appliquée aux mêmes bornes que celles utilisées pour extraire le signal de détection. Cela engendre un passage direct du signal électrique qui, combiné au signal de commande, ajoute un bruit d’actionnement supplémentaire, inhérent à tous les systèmes réels. En contrôle, ce signal de mesure pollué réduit le rapport signal/bruit lorsqu’il est utilisé par le correcteur, élément essentiel au bon fonctionnement de la boucle de rétroaction. Un pont électrique d’équilibrage est mis en œuvre afin de compenser la composante liée au signal de commande, permettant ainsi d’extraire un signal de mesure représentatif du comportement réel de la structure. Toutefois, cette compensation n’est pas toujours parfaite : une erreur résiduelle subsiste. Elle peut d’abord être estimée analytiquement, puis être identifiée plus précisément lors de la modélisation du système, en intégrant explicitement le terme direct correspondant. Une analyse porte sur l’influence de cette erreur sur le comportement automatique du système, en particulier sur la stabilité et les performances. Deuxièmement, une approche de modélisation par identification black-box est adoptée à partir des données expérimentales. Une procédure de réduction du modèle est appliquée sur la plage de fréquence d’intérêt. Les différentes sources d’erreur, issues du circuit d’équilibrage et de la modélisation, sont prises en compte lors de l’analyse de la stabilité et des performances du système. Nous définissons un critère H∞ pour le contrôle des vibrations, garantissant robustesse et stabilité du système en boucle fermée et réduisant l’effet de perturbations. Une architecture originale du correcteur est proposée, permettant une compensation numérique supplémentaire de l’erreur résiduelle du terme direct. divisée en deux parties : dynamique, indépendante de l’erreur du terme direct, et statique, adaptable à cette erreur. L’efficacité du contrôle est validée par des simulations et des expériences sur banc expérimental. Enfin, nous étendons cette méthodologie à un système MIMO avec deux éléments piézoélectriques en configuration SSA, en tenant compte du couplage entre eux pour atteindre une réduction des vibrations globale. Deux stratégies de contrôle H∞ MIMO, centralisée et structurée, sont développées et comparées, la version structurée imposant des contraintes sur la structure et l’ordre du correcteur. Une troisième stratégie, basée sur la méthodologie SISO précédemment développée, est également incluse pour l’analyse comparative. Les résultats de simulation et expérimentaux sont évalués pour chaque élément piézoélectrique, et le taux de réduction relatif est calculé en boucle fermée par rapport à la boucle ouverte
Retour thermique pour la réalité virtuelle hautement immersive : conception, intégration et évaluation d'interfaces non-intrusives
No full textVirtual Reality (VR) is increasingly recognized as a powerful medium, which has broad applicability across various fields. Yet its full potential hinges on providing users with truly believable and engaging multisensory experiences. While visual and auditory feedback are extensively researched, thermal simulation remains a comparatively underdeveloped modality within the field. This thesis aims to bridge this gap, and focuses on the design, integration and evaluation of novel thermal displays for use in highly immersive VR applications. This research is structured around three key axes: the development and psychophysical characterization of novel thermal feedback displays adapted to highly immersive 6DoF VR, the exploration of parameters of thermal rendering fidelity and how they influence the quality of experience in VR and the development of toolbox to ease multimodal data collection and analysis tool for VR user studies. Our first thermal feedback display was designed to simulate the thermal ambiance of virtual environments and uses non-contact heat transfer via infrared lamps and fans. The second display provides a local thermal sensation via contact heat transfer powered by a thermo-electric device. Our novel compact controller for thermo-electric devices allows for precise control of thermal sensations when touching and grasping virtual objects. For both displays we developed software to ease integration within 6DoF VR applications built with the Unity engine. Both systems underwent a psychophysical characterization process, to bridge the gap between the parameters that can be acted upon by the developer and the thermal sensations to be experienced by the user. Using our ambient display we investigated the impact of dynamism, – the responsiveness of the thermal feedback to user actions – on agency, presence and haptic experience. By leveraging our localized thermal display, we compared temperature setpoint and heat flux setpoint controls, in order to understand how heat transfer control impacts thermal sensation, latency and haptic experience. Moreover, to facilitate the rigorous analysis of the complex interplay between user actions, physiological responses, and the VR environment, we developed the PLUME toolbox. PLUME records the VR sessions and harmonizes physiological signals (e.g., heart rate, skin conductance), and behavioral cues (e.g., gaze, hand movements). This tool enables in-situ and ex-situ analysis of user actions and physiological signals, providing additional clues for a deeper understanding of the lived experience when immersed in a virtual environment. Finally, we present two projects that integrate our thermal displays into the implementation of their multisensory VR experience. This underscores our commitment to making this research accessible and replicable, using affordable hardware, offering open source software, and providing user documentation. This work represents a significant contribution to the ongoing exploration of multisensory VR, laying the groundwork for future research into combining thermal feedback with other modalities – touch, taste, olfactory, and beyond – within highly immersive and compelling VR scenarios.La réalité virtuelle (RV) est de plus en plus reconnue comme un média puissant, qui trouve de nombreuses applications dans divers domaines. Mais son plein potentiel dépend de sa capacité à offrir aux utilisateurs des expériences multisensorielles vraiment crédibles et captivantes. Alors que les aspects visuels et auditifs font l'objet de nombreuses recherches, la diffusion de stimuli thermiques reste une modalité relativement peu développée dans ce domaine. Cette thèse vise à combler cette lacune et se concentre sur la conception, l'intégration et l'évaluation de nouveaux dispositifs thermiques destinés à être utilisés dans des applications de RV hautement immersives.Cette recherche s'articule autour de trois axes principaux : le développement et la caractérisation psychophysique de nouveaux dispositifs thermiques adaptés à la RV 6DoF hautement immersive, l'exploration des paramètres de fidélité du rendu thermique et leur influence sur la qualité de l'expérience en RV, ainsi que le développement d'une boîte à outils pour faciliter la collecte et l'analyse de données multimodales pour les études utilisateur en RV.Notre premier dispositif pour le retour thermique a été conçu pour simuler l'ambiance thermique des environnements virtuels et utilise un transfert de chaleur sans contact via des lampes infrarouges et des ventilateurs. Le deuxième dispositif procure une sensation thermique locale via un transfert de chaleur par contact alimenté par un dispositif thermoélectrique. Notre contrôleur compact pour les dispositifs thermoélectriques qui permet un contrôle précis des sensations thermiques lors du toucher et de la préhension d'objets virtuels. Pour les deux dispositifs, nous avons développé un logiciel afin de faciliter l'intégration dans les applications VR 6DoF développées avec le moteur Unity.Les deux systèmes ont été soumis à un processus de caractérisation psychophysique afin de faire le lien entre les paramètres sur lesquels le développeur peut agir et les sensations thermiques ressenties par l'utilisateur. À l'aide de notre dispositif ambiant, nous avons étudié l'impact du dynamisme, c'est-à-dire la réactivité du retour thermique aux actions de l'utilisateur, sur l'agentivité, la présence et l'expérience haptique. En tirant parti de notre affichage thermique localisé, nous avons comparé les commandes par consigne de température et par consigne de flux thermique afin de comprendre leur impact sur la sensation thermique, la latence, ainsi que sur l'expérience haptique.Enfin, nous présentons deux projets qui intègrent nos dispositifs thermiques dans la mise en œuvre de leur expérience de RV multisensorielle. Cela souligne notre engagement à rendre cette recherche accessible et réplicable, en utilisant du matériel abordable, en proposant des logiciels open source et en fournissant une documentation utilisateur.Ces travaux représentent une contribution significative à l'exploration continue de la réalité virtuelle multisensorielle, jetant les bases de futures recherches visant à combiner le retour thermique avec d'autres modalités (tactile, gustative, olfactive, etc.) dans des scénarios de réalité virtuelle hautement immersifs et captivants
Les élèves victimes de violences intrafamiliales vus par leurs enseignants : représentations des enseignants, sentiment d’efficacité et relation à l’élève
No full textInternational audienceIntroductionÀ l’heure de l’école inclusive, les enseignants doivent offrir à tous les élèves une scolarité de qualité qui répondent à leurs besoins. Pourtant, les enfants victimes des violences intrafamiliales constituent un public méconnu des enseignants et dont les particularités ne sont que très peu prises en compte. Leur scolarité est éprouvée par le contexte de vulnérabilité qu’ils subissent.ObjectifL’objectif de cet article est d’examiner les représentations des enseignants sur les élèves victimes de violences intrafamiliales, leur relation entretenue avec ces élèves et leur sentiment d’efficacité personnelle (SEP) en gestion de classe.MéthodeSoixante-seize professeurs des écoles (72 femmes et 4 hommes) ont été interrogés grâce à des questionnaires : l’Échelle de relation enfant-enseignant(e) (Gosselin, 1999), l’Échelle d’auto-efficacité des enseignants en gestion de classe (Gaudreau et al., 2015) et une question ouverte s’intéressant à la représentation de l’enfant.Résultats et conclusionNos résultats révèlent que les représentations construites sur l’enfant victime de violences intrafamiliales sont liées à la relation élève-enseignant. L’expérience des enseignants constitue également un facteur ayant un effet sur son sentiment d’efficacité personnelle, notamment dans les croyances de l’enseignant à faire face aux comportements difficiles de ces élèves dans la classe. Ces résultats suggèrent l’importance d’accompagner les enseignants pour favoriser le parcours scolaire de ces élèves ayant des besoins particuliers
Approche géomatique des expériences des lieux avec une application contributive. Discussion à partir d'une expérimentation auprès des étudiant·es internationaux·ales
No full textInternational audienceThe question of 'place' remains a topical one in the field of Geographic Information Sciences, where 'space' is still predominant. This issue is explored here in the context of an experiment involving international students who have been asked to share their located experiences via a dedicated mobile application. We present the objectives, design and implementation of this application and discuss the issues associated with these observations in the field of Geographic Information Sciences
A Review on Hierarchical Federated Learning: Architectures and Learning Algorithms
No full textInternational audienc
A characterization of inner product spaces via norming vectors
No full textInternational audienceA finite-dimensional normed space is an inner product space if and only if the set of norming vectors of any endomorphism is a linear subspace. This theorem was proved by Sain and Paul for real scalars. In this paper, we give a different proof which also extends to the case of complex scalars
Spotlighting Task-Relevant Features: Object-Centric Representations for Better Generalization in Robotic Manipulation
No full textThe generalization capabilities of robotic manipulation policies are heavily influenced by the choice of visual representations. Existing approaches typically rely on representations extracted from pre-trained encoders, using two dominant types of features: global features, which summarize an entire image via a single pooled vector, and dense features, which preserve a patch-wise embedding from the final encoder layer. While widely used, both feature types mix task-relevant and irrelevant information, leading to poor generalization under distribution shifts, such as changes in lighting, textures, or the presence of distractors. In this work, we explore an intermediate structured alternative: Slot-Based Object-Centric Representations (SBOCR), which group dense features into a finite set of object-like entities. This representation permits to naturally reduce the noise provided to the robotic manipulation policy while keeping enough information to efficiently perform the task. We benchmark a range of global and dense representations against intermediate slot-based representations, across a suite of simulated and real-world manipulation tasks ranging from simple to complex. We evaluate their generalization under diverse visual conditions, including changes in lighting, texture, and the presence of distractors. Our findings reveal that SBOCR-based policiesoutperform dense and global representation-based policies in generalization settings, even without task-specific pretraining. These insights suggest that SBOCR is a promising direction for designing visual systems that generalize effectively in dynamic, real-world robotic environments
Cavitation sous transfert extrêmeEtude structurale et fonctionnelle par RMN de protéines impliquées dans la résistance bactérienne à l'argent
No full textSilver, valued for centuries for its potent antimicrobial properties, is widely used in medical and industrial applications, such as wound dressings and water purification systems. However, its extensive use has driven the emergence of bacterial resistance, undermining its effectiveness. Silver resistance was first documented in 1975 at a Massachusetts hospital during a sepsis outbreak in three patients, where resistant strains were isolated. This resistance was attributed to the Sil operon, identified in Salmonella typhimurium on plasmid pMG101, which also confers resistance to other antimicrobial agents, including mercury and antibiotics. The Sil operon encodes nine proteins that form a resistance-nodulation-division (RND) efflux pump, a complicated system that expels toxic substances from bacterial cells. Key components include SilA, SilB, and SilC, which facilitate silver ion transport, preventing intracellular accumulation. SilR and SilS form a two-component regulatory system controlling the expression of most Sil proteins, except SilE, which acts as a silver-binding "sponge”. SilP, a P-type ATPase, transports silver ions from the cytoplasm to the periplasm. SilG is a putative oxidoreductase, and SilF is a chaperone protein. This thesis investigates the roles of several Sil operon proteins, including SilS, SilE, SilB, SilG, and SilF, with a primary focus on SilB, a critical component of the efflux system. To elucidate SilB’s function, truncated SilB were analyzed using nuclear magnetic resonance (NMR), circular dichroism (CD) and mass spectrometry. NMR revealed unique conformational dynamics in SilB’s N-terminal region. In the presence of silver ions, SilB adopts two distinct conformations with a remarkably slow exchange rate, indicating a tightly regulated binding mechanism. Structural calculations, performed with and without silver ions, provided insights into the transition from the unbound state to two silver-bound states, those experience allowed the clarifying SilB’s role in silver recognition and transport. Additionally, protein-protein interactions within the Sil operon were studied to understand the silver ion transport pathway through the RND efflux pump. This research project focused on the elucidation of the molecular mechanisms underlying silver resistance by analyzing SilB’s interactions with the other periplasmic proteins SilF and SilE.L'argent, valorisé depuis des siècles pour ses propriétés puissantes antimicrobiennes, est largement utilisé dans des applications médicales et industrielles, telles que les pansements pour brûlures et les systèmes de purification de l'eau. Cependant, son utilisation excessive a conduit à l'émergence d'une résistance bactérienne, compromettant son efficacité. La résistance à l'argent a été documentée pour la première fois en 1975 après l’observation de cas de septicémie chez trois patients dans un hôpital du Massachusetts, où des souches résistantes ont été isolées. Cette résistance a été attribuée à l'opéron Sil, identifié chez Salmonella typhimurium venant du plasmide pMG101, pour lequel une résistance à d'autres agents antimicrobiens tels que le mercure et les antibiotiques a été observée. L'opéron Sil code pour neuf protéines qui forment une pompe d'efflux de type résistance-nodulation-division (RND), un système compliqué qui expulse les substances toxiques des cellules bactériennes. Les composants clés incluent SilA, SilB et SilC, qui forment une pompe à efflux et facilitent le transport des ions argent empêchant leur accumulation intracellulaire. SilR et SilS forment un système de régulation à deux composants contrôlant l'expression de la plupart des protéines Sil, à l'exception de SilE, qui agit comme une « éponge » à argent. SilP, une ATPase de type P, transporte les ions argent du cytoplasme vers le périplasme. SilG a un rôle probablde d’oxydoréductase, et SilF est une protéine chaperonne. Cette thèse explore les rôles de plusieurs protéines de l'opéron Sil, notamment SilS, SilE, SilB, SilG et SilF, avec un accent principal sur SilB, un composant critique du système d'efflux. Pour élucider la fonction de SilB, des versions tronquées de SilB ont été produites et analysées par résonance magnétique nucléaire (RMN), dichroïsme circulaire (CD) et spectrométrie de masse. La RMN a révélé des dynamiques conformationnelles uniques dans la région N-terminale de SilB. En présence d'ions argent, SilB adopte deux conformations distinctes avec un taux d'échange remarquablement lent, indiquant un mécanisme de liaison étroitement régulé. Des calculs de structure, réalisés avec et sans ions argent, ont fourni des informations sur la transition de l'état non lié à deux états liés à l'argent, clarifiant ainsi le rôle de SilB dans la reconnaissance et le transport de l'argent. De plus, des études ont été effectuées sur les interactions protéine-protéine au sein de l'opéron Sil pour comprendre le cheminement du transport des ions argent à travers la pompe d'efflux RND. En analysant les interactions de SilB avec des composants comme SilF et SilE, ces analyses ont permis d’élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents à la résistance à l'argent
