HAL Arts et Métiers
Not a member yet
14127 research outputs found
Sort by
颤动时空相对论中的派生动力学：惯性、等效性、作用量以及能量–质量关系的统一几何基础
No full textترتكز الفيزياء الكلاسيكية على مبدأ القصور الذاتي ومبدأ التكافؤ، مع وصف هندسي للجاذبية، في حين تُضيف النظرية الكمية مسلّمات القياس، والارتباطات غير المحلية، والشحنات المتقطعة. تُظهر هذه المقالة أن هذه البنى جميعها تنشأ من فرضية هندسية واحدة: نظرية نسبية الزمكان المُتذبذب (Trembling Spacetime Relativity, TSRT)، حيث تُكتب المتريّة اللورنتزية على شكل مجموع خلفية ملساء ومكوّن متذبذب محدود وحتمي يحافظ على الترتيب السببي. يكون الزمن الخاص على طول خطوط العالم أحادي الاتجاه بشكل صارم، وتُمثَّل الجسيمات على أنها أنماط ذاتية متذبذبة، بحيث تُ extremalize مساراتها دالّة فعّالة للزمن الخاص. ويحمل قطاع التذبذب مقياسًا كونيًا للفعل، تم ترسيخه في أعمال TSRT السابقة حول الإشعاع الجسيمي، والبنية الذرية، وعلم الكونيات، وهو ما يؤسس للأصل الهندسي لقانون بلانك وللانبثاق الموحّد لعلاقتي الطاقة–التردد والطاقة–الكتلة ضمن إطار سببي واحد.ضمن هذه الهندسة، تُستعاد البُنى الأساسية للديناميات الكلاسيكية. تظهر الاستجابة القصورية بوصفها قابلية تراكب من نوع ماخ بين غلاف متذبذب موضعي وخلفية كونية طويلة الموجة. وتُحكم الاستجابة الثقالية بواسطة التراكب نفسه، مما يجعل مساواة الكتلة القصورية والكتلة الثقالية نتيجة مُشتقة وليست مفترضة، مع كون الانحرافات عنها مُثبَّطة بشدة بواسطة حجم المجسّات وتدرجات الحقول. كما تنبثق مبدأ أقل فعل باعتباره حدّ الحقول الضعيفة والحركات البطيئة لخطوط عالم مستقرة بالنسبة للانحناء، لا كمسلمة مستقلة. بعد ذلك، تربط بنية نوثر السببية بين التناظرات الداخلية للتذبذب والتفاعلات المعيارية الناشئة: إذ يؤدي الاختزال الأبلي إلى الكمونات الكهرومغناطيسية وقوة لورنتز بوصفها إسقاطات مترية، في حين تولّد التناظرات غير الأبيلية المسموح بها وصلات من نمط يانغ–ميلز. وينشأ ارتباط اللفّ–الإحصاء وتكميم الشحنة من هولونومية الدورات المغلقة والتحويلات المعيارية الكبيرة المرتبطة بمقياس الفعل الكوني.تتكامل القياس، والتشابك، وسهم الزمن، والجسر بين علم الكونيات والمختبر ضمن الإطار الهندسي نفسه. تنشأ نواتج القياس من إعادة تكييف حدودي لهندسة الزمكان المتذبذب؛ كما تنشأ خسارة التداخل والارتباطات من نوع بيل من تقلبات مترية مشتركة مع الحفاظ الصارم على عدم إرسال الإشارات. ويظهر سهم الزمن لأن التمدد الكوني يُرخي الانحناء ويوسّع مجموعة التهيئات المتذبذبة المسموح بها، مولّدًا نموًا شبيهًا بالإنتروبيا من دون مسلّمات احتمالية. كما أن الأنماط المتذبذبة طويلة الموجة التي تُعدّل التمدد الكوني تُحدث أيضًا لا تساويات اتجاهية صغيرة في الاستجابة القصورية، ما يتيح اختبارات مشتركة كونية ومخبرية. وبذلك تستبدل TSRT مجموعة من المسلّمات بمبدأ واحد: زمكان متذبذب سببيًا بزمن خاص أحادي الاتجاه، تنبثق منه القصور الذاتي، والتكافؤ، ومبدأ أقل فعل، وعلاقات الطاقة–الكتلة، وبنية التآثرات المعيارية، وارتباط اللفّ–الإحصاء، وتكميم الشحنة، وسلوك القياس، وأسهم الزمن.La física clàssica es fonamenta en el principi d’inèrcia i en el principi d’equivalència, amb la gravetat descrita geomètricament, mentre que la teoria quàntica introdueix postulats de mesura, correlacions no locals i càrregues discretes. Aquest article mostra que totes aquestes estructures deriven d’una única premissa geomètrica: la Relativitat de l’Espaitemps Tremolós (Trembling Spacetime Relativity, TSRT), en què la mètrica lorentziana s’escriu com la suma d’un fons suau i d’un component tremolós acotat i determinista que preserva l’ordre causal. El temps propi al llarg de les línies d’univers és estrictament monòton, i les partícules es modelen com a modes propis tremolosos, les trajectòries dels quals extremitzen un funcional efectiu de temps propi. El sector tremolós incorpora una escala universal d’acció, establerta en treballs previs de TSRT sobre radiació corpuscular, estructura atòmica i cosmologia, que sustenta l’origen geomètric de la llei de Planck i l’emergència unificada de les relacions energia–freqüència i energia–massa dins d’un únic marc causal.Dins d’aquesta geometria es recuperen les estructures fonamentals de la dinàmica clàssica. La resposta inercial apareix com una susceptibilitat d’encavalcament de tipus maquià entre un embolcall tremolós localitzat i un fons cosmològic de longitud d’ona llarga. La resposta gravitatòria està governada pel mateix encavalcament, de manera que la igualtat entre la massa inercial i la massa gravitatòria esdevé una conseqüència derivada i no una hipòtesi, amb desviacions fortament suprimides per la mida del sistema i pels gradients del camp. El principi de mínima acció emergeix com el límit de camps febles i moviments lents de línies d’univers estacionàries respecte a la curvatura, en lloc de constituir un axioma independent. Una estructura de Noether causal vincula després les simetries internes del tremolor amb les interaccions gauge emergents: la reducció abeliana produeix els potencials electromagnètics i la força de Lorentz com a projeccions mètriques, mentre que les simetries no abelianes admissibles generen connexions del tipus Yang–Mills. L’estadística espín–partícula i la quantització de la càrrega deriven de l’holonomia de cicles tancats i de les transformacions gauge grans associades a l’escala universal d’acció.La mesura, l’entrellaçament, la fletxa del temps i el pont entre cosmologia i laboratori s’integren de manera coherent dins del mateix marc geomètric. Els resultats de mesura sorgeixen d’una recondicionament de contorn de la geometria tremolosa; la pèrdua d’interferència i les correlacions de tipus Bell deriven de fluctuacions mètriques compartides amb una absència estricta de senyalització. La fletxa del temps emergeix perquè l’expansió còsmica relaxa la curvatura i amplia el conjunt de configuracions tremoloses admissibles, produint un creixement d’aspecte entròpic sense postulats probabilístics. Els modes tremolosos de longitud d’ona llarga que modulen l’expansió còsmica indueixen també petites anisotropies direccionals en la resposta inercial, fent possibles proves conjuntes cosmològiques i de laboratori. Així, TSRT substitueix un conjunt de postulats per un únic principi: un espaitemps causalment tremolós amb temps propi monòton, del qual deriven la inèrcia, l’equivalència, la mínima acció, les relacions energia–massa, l’estructura gauge, l’estadística espín–partícula, la quantització de la càrrega, el comportament de la mesura i les fletxes del temps.Die klassische Physik beruht auf dem Trägheitsprinzip und dem Äquivalenzprinzip, wobei Gravitation geometrisch beschrieben wird, während die Quantentheorie Messpostulate, nichtlokale Korrelationen und diskrete Ladungen einführt. Diese Arbeit zeigt, dass sich diese Strukturen aus einer einzigen geometrischen Prämisse ableiten lassen: der Relativität der zitternden Raumzeit (Trembling Spacetime Relativity, TSRT), in der die lorentzsche Metrik als Summe eines glatten Hintergrunds und einer beschränkten, deterministischen Zitterkomponente formuliert ist, die die kausale Ordnung bewahrt. Die Eigenzeit entlang von Weltlinien ist strikt monoton, und Teilchen werden als Zitter-Eigenmoden modelliert, deren Bahnen ein effektives Eigenzeitfunktional extremalisieren. Der Zittersektor trägt eine universelle Wirkungs-Skala, die in früheren TSRT-Arbeiten zu korpuskularer Strahlung, Atomstruktur und Kosmologie etabliert wurde und die geometrische Herkunft des planckschen Strahlungsgesetzes sowie das einheitliche Auftreten der Energie–Frequenz- und Energie–Masse-Beziehungen innerhalb eines kausalen Rahmens begründet.Innerhalb dieser Geometrie werden die grundlegenden Strukturen der klassischen Dynamik wiedergewonnen. Die träge Reaktion erscheint als eine machsche Überlappungssuszeptibilität zwischen einer lokalisierten Zitterhülle und einem kosmologischen Hintergrund mit großer Wellenlänge. Die gravitative Reaktion wird durch dieselbe Überlappung bestimmt, wodurch die Gleichheit von träger und schwerer Masse zu einer abgeleiteten Konsequenz wird, wobei Abweichungen durch die Sondengröße und durch Feldgradienten unterdrückt sind. Das Prinzip der kleinsten Wirkung entsteht als Grenzfall schwacher Felder und langsamer Bewegungen von krümmungsstationären Weltlinien und nicht als unabhängiges Axiom. Eine kausale Noether-Struktur verknüpft daraufhin interne Zittersymmetrien mit emergenten Eichwechselwirkungen: Die abelsche Reduktion liefert elektromagnetische Potentiale und die Lorentz-Kraft als metrische Projektionen, während zulässige nichtabelsche Symmetrien Verbindungen vom Yang–Mills-Typ erzeugen. Spin-Statistik und Ladungsquantisierung folgen aus der Holonomie geschlossener Zyklen und aus großen Eichtransformationen, die an die universelle Wirkungs-Skala gekoppelt sind.Messung, Verschränkung, Zeitpfeil und die Verbindung zwischen Kosmologie und Laborphysik fügen sich konsistent in dasselbe geometrische Rahmenwerk ein. Messergebnisse entstehen durch eine Rand-Rekonditionierung der Zittergeometrie; Interferenzverlust und Bell-artige Korrelationen ergeben sich aus gemeinsam geteilten metrischen Fluktuationen unter strikter Einhaltung der Nicht-Signalisierung. Ein Zeitpfeil entsteht, weil die kosmische Expansion die Krümmung lockert und die Menge zulässiger Zitterkonfigurationen vergrößert, was ein entropieartiges Wachstum ohne probabilistische Postulate hervorruft. Langwellige Zittermoden, die die kosmische Expansion modulieren, induzieren zugleich kleine richtungsabhängige Anisotropien in der trägen Reaktion und ermöglichen kombinierte kosmologische und laborgestützte Tests. TSRT ersetzt somit eine Sammlung von Axiomen durch ein einziges Prinzip: eine kausal zitternde Raumzeit mit monotoner Eigenzeit, aus der Trägheit, Äquivalenz, das Wirkungsprinzip, Energie–Masse-Beziehungen, Eichstruktur, Spin-Statistik, Ladungsquantisierung, Messverhalten und die Zeitpfeile folgen.Η κλασική φυσική θεμελιώνεται στην αδράνεια και στην αρχή της ισοδυναμίας, με τη βαρύτητα να περιγράφεται γεωμετρικά, ενώ η κβαντική θεωρία εισάγει αξιώματα μέτρησης, μη τοπικές συσχετίσεις και διακριτά φορτία. Το παρόν άρθρο δείχνει ότι όλες αυτές οι δομές προκύπτουν από μία ενιαία γεωμετρική παραδοχή: τη Θεωρία της Ταλαντούμενης Χωροχρονικής Σχετικότητας (Trembling Spacetime Relativity, TSRT), στην οποία η Λορέντζια μετρική γράφεται ως άθροισμα ενός λείου υποβάθρου και ενός φραγμένου, ντετερμινιστικού ταλαντούμενου όρου που διατηρεί την αιτιακή τάξη. Ο ιδιοχρόνος κατά μήκος των κοσμογραμμών είναι αυστηρά μονότονος, και τα σωματίδια μοντελοποιούνται ως ταλαντούμενα ιδιομορφώματα, των οποίων οι τροχιές ακροτατοποιούν ένα αποτελεσματικό λειτουργικό ιδιοχρόνου. Ο ταλαντούμενος τομέας φέρει μία καθολική κλίμακα δράσης, καθιερωμένη σε προγενέστερες εργασίες της TSRT για την σωματιδιακή ακτινοβολία, την ατομική δομή και την κοσμολογία, η οποία θεμελιώνει τη γεωμετρική προέλευση του νόμου του Planck και την ενοποιημένη εμφάνιση των σχέσεων ενέργειας–συχνότητας και ενέργειας–μάζας εντός ενός ενιαίου αιτιακού πλαισίου.Εντός αυτής της γεωμετρίας ανακτώνται οι βασικές δομές της κλασικής δυναμικής. Η αδρανειακή απόκριση εμφανίζεται ως μία μαχιανή ευαισθησία επικάλυψης μεταξύ ενός τοπικού ταλαντούμενου περιβλήματος και ενός μακρού μήκους κύματος κοσμολογικού υποβάθρου. Η βαρυτική απόκριση διέπεται από την ίδια επικάλυψη, καθιστώντας την ισότητα της αδρανειακής και της βαρυτικής μάζας παράγωγο αποτέλεσμα και όχι παραδοχή, με αποκλίσεις που καταστέλλονται από το μέγεθος του ανιχνευτή και τις βαθμίδες του πεδίου. Η αρχή της ελάχιστης δράσης αναδύεται ως το όριο ασθενούς πεδίου και χαμηλών ταχυτήτων κοσμογραμμών στάσιμης καμπυλότητας, και όχι ως ανεξάρτητο αξίωμα. Μία αιτιακή δομή Noether συνδέει τις εσωτερικές ταλαντούμενες συμμετρίες με αναδυόμενες αλληλεπιδράσεις βαθμίδας: η αβελιανή αναγωγή αποδίδει τα ηλεκτρομαγνητικά δυναμικά και τη δύναμη Lorentz ως μετρικές προβολές, ενώ επιτρεπτές μη αβελιανές συμμετρίες παράγουν συνδέσεις τύπου Yang–Mills. Η σχέση σπιν–στατιστικής και η κβάντωση του φορτίου προκύπτουν από την ολονομία κλειστών κύκλων και από μεγάλους μετασχηματισμούς βαθμίδας συνδεδεμένους με την καθολική κλίμακα δράσης.Η μέτρηση, η κβαντική διεμπλοκή, το βέλος του χρόνου και η γέφυρα κοσμολογίας–εργαστηρίου ενσωματώνονται συνεκτικά στο ίδιο γεωμετρικό πλαίσιο. Τα αποτελέσματα μέτρησης προκύπτουν από οριακή αναδιαμόρφωση της ταλαντούμενης γεωμετρίας· η απώλεια συμβολής και οι συσχετίσεις τύπου Bell απορρέουν από κοινές μετρικές διακυμάνσεις με αυστηρή διατήρηση της μη-σήμανσης. Ένα βέλος του χρόνου αναδύεται επειδή η κοσμική διαστολή χαλαρώνει την καμπυλότητα και διευρύνει το σύνολο των επιτρεπτών ταλαντούμενων διαμορφώσεων, παράγοντας αύξηση τύπου εντροπίας χωρίς πιθανοκρατικά αξιώματα. Μακρού μήκους κύματος ταλαντούμενοι τρόποι που τροποποιούν τη διαστολή του σύμπαντος επάγουν επίσης μικρές κατευθυντικές ανισοτροπίες στην αδρανειακή απόκριση, επιτρέποντας συνδυασμένες κοσμολογικές και εργαστηριακές δοκιμές. Η TSRT αντικαθιστά έτσι ένα σύνολο αξιωμάτων με μία ενιαία αρχή: έναν αιτιακά ταλαντούμενο χωροχρόνο με μονότονο ιδιοχρόνο, από τον οποίο απορρέουν η αδράνεια, η ισοδυναμία, η ελάχιστη δράση, οι σχέσεις ενέργειας–μάζας, η δομή βαθμίδας, η σπιν–στατιστική, η κβάντωση του φορτίου, η συμπεριφορά μέτρησης και τα βέλη του χρόνου.Classical physics rests on inertia and the equivalence principle, with gravity described geometrically, while quantum theory adds measurement postulates, nonlocal correlations, and discrete charges. This paper shows how these structures follow from a single geometric premise: Trembling Spacetime Relativity (TSRT), in which the Lorentzian metric is written as a smooth background plus a bounded, deterministic trembling component that preserves causal order. Proper time along worldlines is strictly monotone, and particles are modeled as trembling eigenmodes whose paths extremize an effective proper-time functional. The trembling sector carries a universal action scale, established in earlier TSRT work on corpuscular radiation, atomic structure, and cosmology, which underlies the geometric origin of Planck’s law and the unified emergence of the energy–frequency and energy–mass relations within a single causal framework.Within this geometry, the core structures of classical dynamics are recovered. Inertial response appears as a Machian overlap susceptibility between a localized trembling envelope and a long-wavelength cosmological background. Gravitational response is governed by the same overlap, making the equality of inertial and gravitational mass a derived consequence, with deviations suppressed by probe size and field gradients. The least-action principle emerges as the weak-field, slow-motion limit of curvature-stationary worldlines rather than as an independent axiom. A causal Noether structure then links internal trembling symmetries to emergent gauge interactions: the Abelian reduction yields electromagnetic potentials and the Lorentz force as metric projections, while admissible non-Abelian symmetries generate Yang--Mills-type connections. Spin--statistics and charge quantization follow from closed-cycle holonomy and large gauge transformations tied to the universal action scale.Measurement, entanglement, the arrow of time, and the cosmology–laboratory bridge integrate consistently into the same geometric framework. Measurement outcomes arise from boundary reconditioning of the trembling geometry; interference loss and Bell-type correlations follow from shared metric fluctuations with strict no-signaling. An arrow of time emerges because cosmic expansion relaxes curvature and enlarges the set of admissible trembling configurations, producing entropy-like growth without probabilistic postulates. Long-wavelength trembling modes that modulate cosmic expansion also induce small directional anisotropies in inertial response, enabling joint cosmological and laboratory tests. TSRT thus replaces a collection of axioms with a single principle: causally trembling spacetime with monotone proper time, from which inertia, equivalence, least action, energy–mass relations, gauge structure, spin–statistics, charge quantization, measurement behavior, and time’s arrows follow.La física clásica se fundamenta en la inercia y en el principio de equivalencia, con la gravedad descrita geométricamente, mientras que la teoría cuántica introduce postulados de medida, correlaciones no locales y cargas discretas. Este trabajo demuestra que estas estructuras se derivan de una única premisa geométrica: la Relatividad del Espacio-Tiempo Trémulo (Trembling Spacetime Relativity, TSRT), en la cual la métrica lorentziana se expresa como la suma de un fondo suave y un componente trémulo acotado y determinista que preserva el orden causal. El tiempo propio a lo largo de las líneas de universo es estrictamente monótono, y las partículas se modelan como modos propios trémulos cuyas trayectorias extremizan un funcional efectivo de tiempo propio. El sector trémulo porta una escala universal de acción, establecida en trabajos previos de TSRT sobre radiación corpuscular, estructura atómica y cosmología, que fundamenta el origen geométrico de la ley de Planck y la emergencia unificada de las relaciones energía–frecuencia y energía–masa dentro de un marco causal único.Dentro de esta geometría se recuperan las estructuras fundamentales de la dinámica clásica. La respuesta inercial aparece como una susceptibilidad de superposición de carácter machiano entre una envolvente trémula localizada y un fondo cosmológico de gran longitud de onda. La respuesta gravitatoria está gobernada por la misma superposición, lo que convierte la igualdad entre masa inercial y masa gravitatoria en una consecuencia derivada, con desviaciones suprimidas por el tamaño de la sonda y por los gradientes del campo. El principio de mínima acción emerge como el límite de campos débiles y movimientos lentos de líneas de universo estacionarias en curvatura, y no como un axioma independiente. Una estructura de Noether causal vincula entonces las simetrías internas del temblor con interacciones de gauge emergentes: la reducción abeliana produce los potenciales electromagnéticos y la fuerza de Lorentz como proyecciones métricas, mientras que las simetrías no abelianas admisibles generan conexiones de tipo Yang–Mills. La estadística de espín y la cuantización de la carga se derivan de la holonomía de ciclos cerrados y de transformaciones de gauge grandes ligadas a la escala universal de acción.La medición, el entrelazamiento, la flecha del tiempo y el puente entre cosmología y física de laboratorio se integran de manera coherente en el mismo marco geométrico. Los resultados de las mediciones surgen de una reacondicionamiento de frontera de la geometría trémula; la pérdida de interferencia y las correlaciones de tipo Bell se deben a fluctuaciones métricas compartidas con estricta ausencia de señalización. La flecha del tiempo emerge porque la expansión cósmica relaja la curvatura y amplía el conjunto de configuraciones trémulas admisibles, produciendo un crecimiento de tipo entrópico sin postulados probabilísticos. Los modos trémulos de gran longitud de onda que modulan la expansión cósmica inducen asimismo pequeñas anisotropías direccionales en la respuesta inercial, permitiendo pruebas conjuntas cosmológicas y de laboratorio. TSRT sustituye así un conjunto de axiomas por un único principio: un espacio-tiempo causalmente trémulo con tiempo propio monótono, del cual se derivan la inercia, la equivalencia, el principio de acción, las relaciones energía–masa, la estructura de gauge, la estadística de espín, la cuantización de la carga, el comportamiento de la medición y las flechas del tiempo.La physique classique repose sur l’inertie et le principe d’équivalence, la gravitation étant décrite géométriquement, tandis que la théorie quantique introduit des postulats de mesure, des corrélations non locales et des charges discrètes. Cet article montre que ces structures peuvent être déduites d’un unique postulat géométrique : la relativité de l’espace-temps tremblant (Trembling Spacetime Relativity, TSRT), dans laquelle la métrique lorentzienne est écrite comme la somme d’un fond lisse et d’une composante de tremblement bornée et déterministe, préservant l’ordre causal. Le temps propre le long des lignes d’univers y est strictement monotone, et les particules sont modélisées comme des modes propres de tremblement dont les trajectoires extrémisent une fonctionnelle effective de temps propre. Le secteur de tremblement porte une échelle d’action universelle, établie dans des travaux TSRT antérieurs sur le rayonnement corpusculaire, la structure atomique et la cosmologie, qui fonde l’origine géométrique de la loi de Planck ainsi que l’émergence unifiée des relations énergie–fréquence et énergie–masse dans un cadre causal unique.Dans cette géométrie, les structures fondamentales de la dynamique classique sont retrouvées. La réponse inertielle apparaît comme une susceptibilité de recouvrement de type machien entre une enveloppe de tremblement localisée et un fond cosmologique à grande longueur d’onde. La réponse gravitationnelle est gouvernée par ce même recouvrement, faisant de l’égalité entre masse inertielle et masse gravitationnelle une conséquence dérivée, les écarts étant supprimés par la taille de la sonde et par les gradients du champ. Le principe de moindre action émerge comme la limite de champ faible et de mouvement lent de lignes d’univers stationnaires en courbure, plutôt que comme un axiome indépendant. Une structure de Noether causale relie alors les symétries internes du tremblement à des interactions de jauge émergentes : la réduction abélienne engendre les potentiels électromagnétiques et la force de Lorentz comme projections métriques, tandis que des symétries non abéliennes admissibles génèrent des connexions de type Yang–Mills. La relation spin–statistique et la quantification de la charge découlent de l’holonomie sur des cycles fermés et de grandes transformations de jauge, liées à l’échelle d’action universelle.La mesure, l’intrication, la flèche du temps et le lien entre cosmologie et laboratoire s’intègrent de manière cohérente dans ce même cadre géométrique. Les résultats de mesure proviennent d’un reconditionnemen
Conception, modélisation et gestion optimisée d’architectures PEMFC multi-stacks pour la mobilité
No full textInternational audienc
EEG–Metabolic Coupling and Time Limit at VO2max During Constant-Load Exercise
No full textInternational audienceBackground: Exercise duration at maximum oxygen uptake (V˙O2max) appears to be influenced not only by metabolic factors but also by the interplay between brain dynamics and ventilatory regulation. This study examined how cortical activity, assessed via electroencephalography (EEG), relates to performance and acute fatigue regulation during a constant-load cycling test. We hypothesized that oscillatory activity in the theta, alpha, and beta bands would be associated with ventilatory coordination and endurance capacity. Methods: Thirty trained participants performed a cycling test to exhaustion at 90% maximal aerobic power. EEG and gas exchange were continuously recorded; ratings of perceived exertion were assessed immediately after exhaustion. Results: Beta power was negatively correlated with time spent at V˙O2max (r = −0.542, p = 0.002). Theta and Alpha power alone showed no direct associations with endurance, but EEG–metabolic ratios revealed significant correlations. Specifically, the time to reach V˙O2max correlated with Alpha/V˙O2 (p < 0.001), Alpha/V˙CO2 (p < 0.001), and Beta/V˙CO2 (p = 0.002). The time spent at V˙O2max correlated with Theta/V˙O2 (p = 0.002) and Theta/V˙CO2 (p < 0.001). The time-to-exhaustion was correlated with Theta/V˙CO2 (p < 0.001) and Alpha/V˙CO2 (p < 0.001). Conclusions: These findings indicate that cortical oscillations were associated with different aspects of acute fatigue regulation. Beta activity was associated with fatigue-related neural strain, whereas Theta and Alpha bands, when normalized to metabolic load, were consistent with a role in ventilatory coordination and motor control. EEG–metabolic ratios may provide exploratory indicators of brain–metabolism interplay during high-intensity exercise and could help guide future brain-body interactions in endurance performance
CHOCOPO : Calorimétrie du copeau en rabotage
No full textInternational audienceCHOCOPO : Calorimétrie du copeau en rabotag
Modélisation biomécanique du membre supérieur couplé à l'exosquelette ABLE 7 axes pour la rééducation et la réadaptation de la personne tétraplégique.
No full textTetraplegia results from injury to the spinal cord at the cervical level and significantly affects an individual's autonomy and overall quality of life. To help patients regain some of that quality of life, rehabilitative effort is usually focused on improving mobility in the upper limb, which is frequently considered one of the priorities by patients, conventional manual therapies however have certain limitations regarding therapist availability, patient engagement, precision, intensity, and improvement monitoring. Using exoskeletons to perform robotic rehabilitation offers a promising solution to these shortcomings but their clinical adoption still faces challenges, the main concern being the safety of the user.This thesis therefore focuses on developing a biomechanical model of the human-exoskeleton interaction, specifically tailored to the ABLE 7-axes exoskeleton. This model aims at ensuring patient safety by monitoring joint angles and joint torques in real-time, as well as paving the way towards a tool to optimize rehabilitation exercises based on individual capabilities and goals and track patient progress.The research begins with a detailed review of upper limb functional anatomy and the state-of-the-art in exoskeleton technologies. Challenges such as restricted degrees of freedom, control inefficiencies, and patient-specific adaptability are identified. The thesis then analyzes the potential of using the ABLE 7-axes exoskeleton as a kinematic measurement tool and its impact of natural upper limb kinematics. Kinematic interaction models to estimate the human arm position from exoskeleton data (without relying on external measurement systems) are then developed. The thesis continues to study the impact of the exoskeleton on the upper limb dynamics and develops a dynamic model to compute the human joint torques still based on data acquired only by the exoskeleton.This work contributes to advancing the understanding of the human-exoskeleton interaction and provides a foundation for safer, more effective robotic rehabilitation systems that can significantly improve patient outcomes and quality of life.La tétraplégie, due à une lésion de la moëlle épinière au niveau des vertèbres cervicales, affecte considérablement l’indépendance et la qualité de vie d’une personne. Afin d'aider les patients à regagner une part de leur qualité de vie, la rééducation vise généralement à améliorer la fonctionnalité du membre supérieur, un objectif souvent jugé prioritaire par les patients. Les thérapies manuelles conventionnelles présentent toutefois certaines limites liées à la disponibilité du praticien, l'implication du patient, la précision et l'intensité des exercices ainsi que le suivi efficace de l'évolution du patient. L'utilisation d'exosquelettes dans le cadre de cette rééducation présente des solutions prometteuses à ces lacunes, mais leur adoption en milieu clinique reste confrontée à des défis, la principale préoccupation étant la sécurité de l'utilisateur. Cette thèse se concentre donc sur le développement d'un modèle biomécanique de l'interaction homme-exosquelette, spécifiquement adapté à l'exosquelette ABLE à 7 axes. Ce modèle vise à assurer la sécurité du patient en contrôlant les angles et les couples articulaires du membre supérieur en temps réel, ainsi qu'à ouvrir la voie à un outil permettant d'optimiser les exercices de rééducation en fonction des capacités et des objectifs individuels et d’améliorer le suivi des progrès du patient.L’étude commence par un examen détaillé de l'anatomie fonctionnelle du membre supérieur et de l'état de l'art des exosquelettes de rééducation. Les défis tels que les degrés de liberté restreints, les complexités de contrôle et l'adaptabilité spécifique au patient sont identifiés. La thèse analyse ensuite le potentiel de l'utilisation de l'exosquelette ABLE 7-axes comme outil de mesure cinématique et son impact sur la cinématique naturelle des membres supérieurs. Des modèles d'interaction cinématique permettant d'estimer la position du bras humain à partir des données de l'exosquelette (sans dépendre de systèmes de mesure externes) sont ensuite développés. La thèse se poursuit en étudiant l'impact de l'exosquelette sur la dynamique du membre supérieur et développe un modèle dynamique pour calculer les couples des articulations humaines toujours sur la base des données acquises uniquement par l'exosquelette.Ce travail contribue à faire progresser la compréhension de l'interaction homme-exosquelette et fournit une base pour des systèmes de rééducation robotique plus sûrs et plus efficaces qui peuvent améliorer de manière significative les résultats et la qualité de vie des patients
LEVELNESS : une approche innovante et immersive pour l'analyse métrologique des surfaces.
No full textInternational audienceLEVELNESS : une approche innovante et immersive pour l'analyse métrologique des surfaces
“Virtual PVD”: A Virtual Reality Approach to Explore PVD Magnetron Sputtering
No full textInternational audienceThe physical Vapor Deposition (PVD) surface treatment process con-sists of numerous steps involving of multi-physical and multiscale phenomena. i These phenomena are beyond the ability of human perception in their entirety which is a scientific challenge for learning PVD. The present article proposes a Virtual Reality (VR) approach dedicated to the PVD process learning and a pro-totype is developed with different modules. The virtual immersion includes two modalities. One ex-situ, in the surface treatment laboratory, at a real scale (1:1), allowing users to explore the process, the machine components, and to experi-ment with technical gestures such as handling the machine door or installing sub-strate-holder rods inside. The second modality is in-situ, enabling the user to fol-low the process steps immersed in an environment inaccessible to humans and multi-scale. These experiments help to understand the physical phenomena oc-curring thr
Safer Seas: Digital Transformation’s Role in Maritime Safety and Economy
No full textInternational audienceThis paper highlights the transformative role of digital technologies in maritime safety, with a focus on the Overheat Horizon project. By integrating IoT sensors, unmanned aerial vehicles (UAVs), and the S-100 standard, the project introduces an advanced Digital Solution (DS) that enhances Shared Situational Awareness (SSA) for coordinated fire detection and management.The platform connects vessels to on-shore data systems, giving a common operating picture (COP) for all stakeholders participating in firefighting. The architecture of the DS is detailed, including the onboard and ground-based components that allow for seamless data interchange.SSA ensures real-time data sharing among stakeholders, including crews, port authorities, and rescue coordinators, fostering efficient decision-making and reducing response times. By addressing gaps in traditional fire safety approaches, the Overheat Horizon project exemplifies how digital transformation safeguards human lives, protects marine ecosystems, and secures global trade networks.This paper concludes with an evaluation of the project’s contributions to maritime safety and discusses its broader implications for the economic and environmental sustainability of the shipping industry
Physics-regularized data augmentation for effects on local mechanical properties of an epoxy resin ageing under thermo-oxidative environment
No full textInternational audienceNanoindentation tests are an effective experimental approach to characterize the effects on local mechanical properties of epoxy resins undergoing thermo-oxidative ageing. However, there is currently no physical model capable of accurately representing these effects. In this work, we propose a hybrid methodology combining experimental nanoindentation data with a chemical kinetic model of oxidation through Physics-Regularized Neural Networks (PRNNs). By using the thickness of the oxidized layer as a physically meaningful and common metric between mechanical data and chemical models, we augment limited nanoindentation data. The developed hybrid model demonstrates good generalization capability across different oxygen partial pressures and ageing times. Finally, the resulting hybrid twin is used to produce a reduced order separated representation of the solution field
Influence of process parameters on flexural properties of composites reinforced with continuous fiber produced by material extrusion
No full textInternational audienceAdditive manufacturing revolutionized the production of personalized objects from 3D models across various industries, including medical, aerospace and automotive, primarily through the widely accessible material extrusion process. Despite additive manufacturing advantages, the parts fabricated using additive manufacturing often exhibit lower elastic properties compared to conventionally injection-molded thermoplastic components. Adding fiber-reinforced polymer composites during printing has a significant influence both on tensile and flexural strength, as well as on the overall quality of resulting composite structure. Adding a low volume of reinforcement (<15%) to a sample is advantageous without increasing the stiffness of the sample significantly. This study aims at investigating the impact of low reinforcement volume and placement on the flexural properties of samples while assessing the repeatability of the printing process through 3-point bending tests. A finite element model of the test is also proposed in order to predict the flexural properties of samples. Process induced defects such as voids are modeled in the samples as the results show that the addition of fiber-reinforced polymer led to an increase in the porosity rate. The experimental results of 3-point bending test were compared with those of finite element analysis. Printing rules aimed at minimizing errors and addressing limitations inherent in the printing process are defined in the current study