Laboratoire de Physique Théorique
Thèses en ligne de l'Université Toulouse III - Paul SabatierNot a member yet
4456 research outputs found
Sort by
Stability analysis of linear ODE-PDE interconnected systems
Get PDFLes systèmes de dimension infinie permettent de modéliser un large spectre de phénomènes physiques pour lesquels les variables d'états évoluent temporellement et spatialement. Ce manuscrit s'intéresse à l'évaluation de la stabilité de leur point d'équilibre. Deux études de cas seront en particulier traitées : l'analyse de stabilité des systèmes interconnectés à une équation de transport, et à une équation de réaction-diffusion. Des outils théoriques existent pour l'analyse de stabilité de ces systèmes linéaires de dimension infinie et s'appuient sur une algèbre d'opérateurs plutôt que matricielle. Cependant, ces résultats d'existence soulèvent un problème de constructibilité numérique. Lors de l'implémentation, une approximation est réalisée et les résultats sont conservatifs. La conception d'outils numériques menant à des garanties de stabilité pour lesquelles le degré de conservatisme est évalué et maîtrisé est alors un enjeu majeur. Comment développer des critères numériques fiables permettant de statuer sur la stabilité ou l'instabilité des systèmes linéaires de dimension infinie ? Afin de répondre à cette question, nous proposons ici une nouvelle méthode générique qui se décompose en deux temps. D'abord, sous l'angle de l'approximation sur les polynômes de Legendre, des modèles augmentés sont construits et découpent le système original en deux blocs : d'une part, un système de dimension finie approximant est isolé, d'autre part, l'erreur de troncature de dimension infinie est conservée et modélisée. Ensuite, des outils fréquentiels et temporels de dimension finie sont déployés afin de proposer des critères de stabilité plus ou moins coûteux numériquement en fonction de l'ordre d'approximation choisi. En fréquentiel, à l'aide du théorème du petit gain, des conditions suffisantes de stabilité sont obtenues. En temporel, à l'aide du théorème de Lyapunov, une sous-estimation des régions de stabilité est proposée sous forme d'inégalité matricielle linéaire et une sur-estimation sous forme de test de positivité. Nos deux études de cas ont ainsi été traitées à l'aide de cette méthodologie générale. Le principal résultat obtenu concerne le cas des systèmes EDO-transport interconnectés, pour lequel l'approximation et l'analyse de stabilité à l'aide des polynômes de Legendre mène à des estimations des régions de stabilité qui convergent exponentiellement vite. La méthode développée dans ce manuscrit peut être adaptée à d'autres types d'approximations et exportée à d'autres systèmes linéaires de dimension infinie. Ce travail ouvre ainsi la voie à l'obtention de conditions nécessaires et suffisantes de stabilité de dimension finie pour les systèmes de dimension infinie.Infinite dimensional systems allow to model a large panel of physical phenomena for which the state variables evolve both temporally and spatially. This manuscript deals with the evaluation of the stability of their equilibrium point. Two case studies are treated in particular: the stability analysis of ODE-transport, and ODE-reaction-diffusion interconnected systems. Theoretical tools exist for the stability analysis of these infinite-dimensional linear systems and are based on an operator algebra rather than a matrix algebra. However, these existence results raise a problem of numerical constructibility. During implementation, an approximation is performed and the results are conservative. The design of numerical tools leading to stability guarantees for which the degree of conservatism is evaluated and controlled is then a major issue. How can we develop reliable numerical criteria to rule on the stability or instability of infinite-dimensional linear systems? In order to answer this question, one proposes here a new generic method, which is decomposed in two steps. First, from the perspective of Legendre polynomials approximation, augmented models are built and split the original system into two blocks: on the one hand, a finite-dimensional approximated system is isolated, on the other hand, the infinite-dimensional truncation error is preserved and modeled. Then, frequency and time tools of finite dimension are deployed in order to propose stability criteria that have high or low numerical load depending on the approximated order. In frequencies, with the aid of the small gain theorem, sufficient stability conditions are obtained. In temporal, with the aid of the Lyapunov theorem, an under estimate of the stability regions is proposed as a linear matrix inequality and an over estimate as a positivity test. Our two case studies have been treated with this general methodology. The main result concerns the case of ODE-transport interconnected systems, for which the approximation and stability analysis using Legendre polynomials leads to exponentially fast converging estimates of stability regions. The method developed in this manuscript can be adapted to other types of approximations and exported to other infinite-dimensional linear systems. Thus, this work opens the way to obtain necessary and sufficient finite-dimensional conditions of stability for infinite-dimensional systems
Patient derived lymphoma spheroids (PDLS), un modèle préclinique du lymphome folliculaire : identification de CD39 comme une nouvelle cible thérapeutique potentielle
Get PDFLe lymphome folliculaire (LF) est le 2ème type de lymphomes non Hodgkiniens (LNH) le plus fréquent, dont le traitement a largement bénéficié de l'introduction de l'anticorps monoclonal anti-CD20, le rituximab en combinaison avec une polychimiothérapie. Malgré ces progrès thérapeutiques considérables, de nombreux patients rechutent et certains patients ne répondent pas au traitement standard. Ainsi, il est primordial d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques à l'aide de modèles pertinents. Ces dernières années ont vu émerger de nouveaux traitements anti-cancéreux "chemo-free". Dans ce contexte, l'immunothérapie a bénéficié d'un puissant développement permettant ainsi, par différentes approches, de stimuler le système immunitaire afin qu'il puisse reconnaître les cellules tumorales et les éradiquer. Le microenvironnement ou la cellule tumorale elle-même sont donc devenus des cibles privilégiées de molécules thérapeutiques. Parmi celles-ci, les molécules ciblant à la fois des récepteurs à l'adénosine ou la génération de son métabolite sont prometteuses. Les modèles 3D représentent un outil d'étude clé dans ce projet car ils reflètent la pathologie en terme : i) d'architecture tridimensionnelle, ii) de profils transcriptomique et protéique et enfin, iii) de réponse aux traitements. Les objectifs spécifiques de ma thèse ont été de: (i) Mettre au point la culture en 3D à partir de lignées cellulaires (MALC, multicellular aggregates of lymphoma cells) et de cellules de patients atteints de LF (PDLS, patient derived lymphoma spheroids), (ii) Caractériser les PDLS sur le plan transcriptomique et phénotypique (composition cellulaire, expression des récepteurs à l'adénosine et ses métabolites, récepteurs d'immune checkpoint...), (iii) Tester l'efficacité d'immunothérapies sur les PDLS et (iv) Identifier de nouvelle(s) cible(s) thérapeutique(s). Ainsi, ce travail a permis d'identifier CD39, une endoectonucléotidase impliquée dans la voie adénosinergique, comme nouvelle cible thérapeutique dans le LF, une pathologie qui reste à l'heure actuelle considérées comme incurable.Follicular lymphoma (FL) is the second most frequent non-Hodgkin's lymphoma (NHL), which benefited largely from anti-CD20 monoclonal antibody (rituximab) introduction in combination with chemotherapy in first-line therapy. Despite this huge therapeutic progress, numerous patients relapse and some are refractory to first-line treatments. Thus, it is essential to identify new therapeutic targets with relevant models. Lately, new anti-cancer treatment emerged called "chemo-free". In this context, immunotherapy has benefited from a powerful development allowing, by different approaches, to stimulate the immune system in order to recognize tumoral cells and eradicate them. Tumor microenvironment or even tumor cells themselves have become privileged targets for those therapeutic molecules. Among them, molecules targeting adenosine receptors or its metabolites generation are promising. 3D models represent a key element in this project as they reflect the pathology in term of: (i) spatial architecture, (ii) transcriptomic and protein profiles, and (iii) treatment responses. The specific objectives of my PhD were to: (i) Establish 3D cultures from FL cell lines (MALC, multicellular aggregates of lymphoma cells) and FL patient samples (PDLS, patient derived lymphoma spheroid), (ii) Characterize the transcriptomic and phenotypic profiles of PDLS (immune cell population composition, adenosinergic pathway markers expression, immune checkpoint receptors...), (iii) Test efficacy of immunotherapies on PDLS and (iv) Identify new therapeutic targets. Thus, this work allowed the identification of CD39, an endoectonucleotidase implicated in adenosine generation, as a new therapeutic target in FL, a pathology that still remains incurable
Étude magnétique des particules en suspension dans l'air (PM) capturées dans des bio-capteurs et des filtres à air dans différents environnements urbains
Get PDFLes particules en suspension dans l'air (PM) sont aujourd'hui considérées comme un risque majeur pour la santé. Les enfants constituent l'un des groupes les plus vulnérables aux PM et à la pollution atmosphérique. Comme la majorité de la population passe plus de temps à l'intérieur, il est très important de connaître les différentes sources de particules dans cet environnement et la contribution des sources extérieures. Malgré les progrès réalisés dans la compréhension de la qualité de l'air intérieur, de nombreuses lacunes subsistent en ce qui concerne le transfert des particules de l'extérieur vers l'intérieur. Le magnétisme environnemental offre une grande opportunité pour l'étude des PM, car il est suffisamment sensible pour étudier les fractions les plus fines des oxydes de fer présents dans les PM. Les méthodes magnétiques sont également particulièrement adaptées pour être utilisées avec des biocollecteurs, échantillons naturels capables de retenir les polluants. Les biocollecteurs constituent une excellente alternative aux capteurs à faible coût, car ils sont rentables et ont un faible impact sur l'environnement. Ici, nous avons combiné des méthodes magnétiques avec des biocollecteurs afin de mieux comprendre le problème des PM intérieur-extérieur dans différents contextes urbains. L'objectif principal de la thèse était de caractériser les émissions anthropiques de PM à l'intérieur et à l'extérieur et la relation entre elles. Les différentes sources d'émissions urbaines ont été caractérisées dans des filtres PM2.5, fournissant des informations sur les propriétés magnétiques de ces sources, qui ont ensuite été utilisées dans l'étude des biocollecteurs. Les biocollecteurs ont été utilisés dans le cadre de projets scientifiques citoyens, afin d'étudier les PM dans les environnements urbains. Dans cette thèse, des techniques magnétiques innovantes ont également été utilisées pour étudier la fraction ultrafine des PM magnétiques. La microscopie électronique à balayage a fourni des informations morphologiques complémentaires sur les oxydes de fer et les autres constituants des PM. Les résultats indiquent tout d'abord que les différentes sources d'émissions anthropiques présentaient une distribution granulométrique étroite. Pour la ville de Toulouse, les émissions dues au trafic routier ont dominé la fraction magnétique des PM qui sont transportées à l'intérieur des habitations. Des sphérules d'oxydes de fer ultrafines d'environ 50 nm (et plus) liées aux émissions du trafic, ont été détectées au MEB. L'environnement intérieur présente une concentration plus faible de PM magnétiques (avec des I/O moyens pour le SIRM compris entre 0,7 et 0,9 pour les écoles et de 0,5 pour les résidences). La fraction granulométrique est plus fine par rapport à l'extérieur (dans le SSD). La fraction ultrafine pour ce type de grain a un diamètre moyen calculé à 7.7nm. D'autres sources de particules, outre les émissions du trafic, sont également importantes à l'intérieur, notamment dans l'environnement scolaire, comme le montrent les I/O pour la concentration de carbone organique allant de 1,1 à 1,9. Avec l'hypothèse que certaines des particules PM émises en milieu urbain sont entraînées dans le cycle de l'eau, les sédiments de la Garonne ont été étudiés. Les résultats montrent des pics de susceptibilité magnétique (atteignant des valeurs de 2,95x10-6) et de métaux traces (tels que Cu et Pb atteignant des concentrations de 139,0 et 73,5 ppm) dans le centre-ville de Toulouse qui indiquent un apport anthropique. La présence de sphérules d'oxydes de fer de taille micrométrique (allant de 10 à 91 um) montre que les sources d'émission liée au trafic routier sont à l'origine des particules détectées. En conclusion, cette thèse a fourni de nouvelles informations sur les émissions anthropiques de particules et sur leur relation intérieur-extérieur, qui peuvent être utilisées pour caractériser la qualité de l'air dans les environnements urbaines.Airborne particulate matter (PM) is understood nowadays as a major health risk. The finer PM fraction is the most dangerous for human health. Children are one of the most vulnerable groups to PM and air pollution, due to their immature respiratory systems and higher respiration rates than adults. Since the majority of the population spends more time indoors, knowing the different sources of PM in this environment and the contribution of outdoor sources is of great importance. Despite advances in the comprehension of indoor air quality, many gaps still exist regarding PM transfer from outdoors to indoors environments. Environmental magnetism offers a great opportunity for PM investigation, being sensible enough to investigate the finer fractions (sub-micrometric) of iron oxides present in PM even when they occur in small concentrations. Magnetic methods are also particularly suited to be used together with biocollectors, which are natural samples able to retain pollutants, such as tree leaves and tree bark. Biocollectors are a great alternative to low cost sensors, being cost-effective and of low environmental impact. They also offer the opportunity for innovative experimental designs. Here we combined magnetic methods with biocollectors in order to better understand the indoor-outdoor PM problem in different urban contexts. The main goal of the thesis was to characterize anthropogenic emissions of PM indoors and outdoors and the relationship between them. The different urban emission sources were characterized in PM2.5 filters, providing information about the magnetic properties of those sources, which were later used in the study of biocollectors. Biocollectors were used in citizen science projects, to study PM indoors and outdoors in urban environments. In this thesis innovative magnetic techniques were also used to investigate the ultrafine fraction of magnetic PM, regarding grains on the superparamagnetic size range (i.e. below ~30 nm for magnetite). Scanning electronic microscopy provided complementary morphological information about iron oxides and other PM constituents. The results indicate firstly that different anthropogenic emission sources had a narrow grain size distribution. Traffic emissions dominated the magnetic fraction of PM that is carried indoors both in domestic environments and in schools.. Ultrafine iron oxides spherules of about 50 nm (and finer) are related to traffic emissions, as detected in the SEM. The indoor environment has a lower concentration of magnetic PM (with mean I/O for SIRM calculated at 0.7 and 0.9 on the schools and 0.5 on the residencies), although the size fraction is finer in comparison with outdoors (in the SSD). The ultrafine fraction (below the SP-SSD boundary) shows an I/O for concentration calculated at 0.4, evincing a higher concentration outdoors for this kind of grain with mean diameter calculated at 7.7nm. Other PM sources, besides traffic emissions, are also important indoors, especially in the school environment, as shown by I/O for organic carbon concentration ranging from 1.1 to 1.9. Lastly, we investigated the fate of PM emitted in the urban setting. With the hypothesis that PM particles emitted in urban settings are carried away in the water cycle, sediments of the Garonne river were studied. The results show peaks in magnetic susceptibility (reaching values of 2.95x10-6) and trace metals (such as Cu and Pb reaching concentrations of 139.0 and 73.5ppm) in the downtown region of Toulouse that point to anthropogenic input. Presence of iron oxides spherules with micrometric size (ranging from 10 to 91um) shows traffic emission sources as origin for the detected particles. Overall, this thesis provided new insights on the anthropogenic emission of PM, and their indoor-outdoor relationship which can be used in characterizing the domestic and school environment air quality
Etude des décharges à barrières diélectriques, applications à des sources de photons à gaz rare
Get PDFDepuis plusieurs années, les lampes à excimères font l'objet de nombreuses recherches. La génération du rayonnement UV et VUV contrôlée par une décharge à barrières diélectriques (DBD) par l'excitation d'un gaz rare ou d'un gaz rare halogène représente un concept prometteur pour d'autre type de source de lumière. Cette recherche se divise en deux parties, une partie expérimentale qui caractérise le plasma à pression en dessous de 150 Torr, et une partie numérique qui caractérise le plasma à une pression au-dessus de 400 Torr. La partie expérimentale concerne la caractérisation optique et électrique d'une décharge à barrière diélectrique. Le banc expérimental se repose essentiellement sur une excitation impulsionnelle, un réacteur et la présence de gaz rare. L'objectif de cette partie est d'établir un bilan général de notre lampe pour essayer de l'optimiser, et de déterminer les éléments qui influencent le dépôt de la puissance moyenne et les différents résultats de l'efficacité. La partie numérique concerne l'utilisation d'un modèle cinétique électrique pour une description homogène d'une décharge à barrières diélectriques, le modèle de la décharge se base sur un couplage de trois éléments à savoir : la cinétique réactionnelle, l'équation de Boltzmann et le circuit d'excitation. Le principal objectif de cette partie du travail est d'optimiser le dépôt d'énergie, ainsi que l'efficacité lumineuse de notre source DBD, produite par différents formes d'excitation sinusoïdale, impulsionnelle et burst. Finalement, l'optimisation du dépôt d'énergie dans les DBDs implique une meilleure compréhension des phénomènes physiques dans le plasma et des mécanismes cinétiques essentiels conduisant à la formation ou à la disparition des excimères. Les phénomènes électriques liés aux interactions entre le circuit d'excitation et la décharge affectent eux aussi d'une manière significatrice l'énergie déposée dans le milieu plasma. Ces phénomènes sont expliqués tout au long de ce manuscrit.For several years, excimer lamps have been the subject of numerous research. The generation of UV and VUV radiation controlled by a dielectric barrier discharge (DBD) through the excitation of a rare gas or halogen rare gas represents a promising concept for other type of light source. This research is divided into two parts, an experimental part which characterizes the plasma at pressure below 150 Torr, and a numerical part which characterizes the plasma at pressure above 400 Torr. The experimental part concerns the optical and electrical characterization of a dielectric barrier discharge. the experimental set up is based mainly on a pulse excitation, a reactor and the presence of noble gas. The objective of this part is to establish a general diagnostic of our lamp in order to try to optimize it, and to determine the elements that influence the deposition of the average power and the different efficiency results.
The numerical part concerns the use of an electrical kinetic model for a homogeneous description of a dielectric barrier discharge, the model of the discharge is based on a coupling of three elements namely: the reaction kinetics, the Boltzmann equation and the excitation circuit. The main objective of this part of the work is to optimize the energy deposition and the luminous efficiency of our DBD source, produced by different forms of sinusoidal, pulse and burst excitation. Finally, the optimization of energy deposition in DBDs implies a better understanding of the physical phenomena in the plasma and the essential kinetic mechanisms leading to the formation or disappearance of excimers. The electrical phenomena related to the interactions between the excitation circuit and the discharge also significantly affect the energy deposited in the plasma medium. These phenomena are explained throughout this manuscript
Variabilité interannuelle et intrasaisonnière de l'Upwelling du Sud Vietnam : le rôle du forçage atmosphérique haute fréquence, de la dynamique océanique hauturière et côtière et de la variabilité intrinsèque océanique
Get PDFL'Upwelling du Sud Vietnam (SVU) se développe en été au large de la côte vietnamienne (mer de Chine du Sud, SCS) sous l'influence des vents de mousson du sud-ouest. Une configuration haute résolution (1 km à la côte) du modèle SYMPHONIE a été développée pour étudier le fonctionnement, la variabilité et l'influence du SVU. Une simulation a d'abord été réalisée sur la période 2009-2018. Le réalisme de cette simulation en termes de représentation de la dynamique océanique et des masses d'eau, des échelles journalière à interannuelle, et côtière à régionale, a été évalué en détail par comparaison avec les données satellitaires disponibles et quatre jeux d'observations in-situ. Cette simulation a ensuite été utilisée pour examiner la variabilité interannuelle du SVU sur ses principales zones de développement : les zones côtières sud (BoxSC) et nord (BoxNC), et la zone offshore (BoxOF). Pour BoxSC et BoxOF, nos résultats confirment que l'intensité moyenne estivale du vent dans la région et de la circulation induite pilotent au premier ordre cette variabilité . Ils révèlent de plus qu'elle est modulée par l'organisation spatiale et temporelle des structures océaniques de méso-échelle et du forçage atmosphérique de haute fréquence. Pour BoxNC, la variabilité interannuelle de l'upwelling est principalement déterminée par la circulation côtière et les structures de méso-échelle : des conditions de vent estivales similaires peuvent être associées à des intensités d'upwelling très contrastées, et vice versa, en fonction de la circulation dans la zone. Nous avons ensuite réalisé un ensemble de 10 simulations jumelles avec des conditions initiales perturbées pour examiner les mécanismes impliqués dans la variabilité journalière à intrasaisonnière de l'upwelling. Cet ensemble révèle le rôle de la chronologie quotidienne à intrasaisonnière du vent, mais aussi la forte influence de la variabilité intrinsèque de l'océan (OIV), liée à l'influence de la circulation côtière et de mésoéchelle.The South Vietnam Upwelling (SVU) develops off the Vietnamese coast (South China Sea, SCS) under the influence of southwest summer monsoon winds. A high resolution configuration (1 km at the coast) of the SYMPHONIE model was developed to study the functioning, variability and influence of the SVU. A simulation was first performed over the period 2009-2018. The realism of the simulation in terms of representation of ocean dynamics and water masses, from daily to interannual, and coastal to regional scales, was assessed in detail by comparison with available satellite data and four sets of in-situ observations. The interannual variability of the SVU is examined over its main areas of development: the southern (BoxSC) and northern (BoxNC) coasts, and the offshore area (BoxOF). For BoxSC and BoxOF, our results confirm the driving role of the summer regional mean wind and induced circulation. They moreover reveal that the spatial and temporal organization of mesoscale ocean structures and high frequency atmospheric forcing modulate this interannual variability. For BoxNC, the upwelling interannual variability is mainly determined by coastal circulation and mesoscale structures: similar summer wind conditions can be associated with very contrasting upwelling intensities, and vice versa, depending on the circulation in the BoxNC area. We then perform an ensemble of 10 twin simulations with perturbed initial conditions to examine the mechanisms involved in the daily to intraseasonal variability of upwelling. This ensemble reveals the role of the daily to intraseasonal chronology of wind forcing, but also the strong influence of Ocean Intrinsic Variability (OIV), related to the influence of coastal and mesoscale circulation
Epoxy-based SiC micro- and nano-composites with nonlinear electrical properties for electric field grading applications: an experimental and modeling study
Get PDFDans les applications haute tension, les matériaux sont exposés à différentes contraintes. Dans le cas particulier des matériaux isolants, l'injection de charges, l'accumulation de charges d'espace, les décharges partielles et l'arborescence électrique dans le matériau peuvent provoquer la rupture de ce dernier. Il est donc de plus en plus nécessaire de contrôler l'intensité du champ électrique pour éviter les phénomènes qui engendre un vieillissement prématuré de l'isolant. L'objectif est alors d'atténuer le renforcement local du champ électrique due à la géométrie du système électrique, en homogénéisant la répartition du champ électrique pour qu'il soit le plus uniforme et le plus faible possible pour une tension du système donnée. L'utilisation de composites à conductivité électrique non linéaire est une alternative intéressante pour contrôler l'intensité du champ électrique dans ces zones.
Par conséquent, l'objectif de cette thèse était de fabriquer des matériaux composites homogènes en ajustant leurs propriétés de conduction non-linéaire par un choix judicieux sur la nature des particules, la concentration des charges et/ou leur taille. L'influence de la concentration et de la taille des particules du composite sur les propriétés non linéaires des composites micrométriques et nanométriques à base de carbure de silicium dans une matrice époxy a été étudiée (respectivement nommés muSiC/EP et nSiC/EP). De même, les principaux paramètres permettant de décrire la non-linéarité sont présentés. Un deuxième objectif était de développer des matériaux à gradient de champ électrique (FGM) avec une conduction non linéaire graduelle, en se basant sur le gradient de concentration des particules pour obtenir cette propriété. Ceci est obtenu par l'application d'une force électrophorétique pendant le processus de mise en œuvre qui concentre les particules dans la région de l'isolant la plus sollicitée par les hautes tensions. Ensuite, à partir de la caractérisation électrique des composites muSiC/EP, nSiC/EP et bimodale muSiC/nSiC/EP dispersés aléatoirement, un modèle électrique à quatre éléments est proposé pour décrire ce comportement et la dépendance de chaque coefficient des paramètres du modèle vis à vis de la concentration des particules est décrite par des équations. Ces équations permettent de prédire avec précision le comportement électrique non linéaire des matériaux composites fonctionnalisés à gradient de propriétés muSiC/EP, nSiC/EP et muSiC/nSiC/EP, ouvrant ainsi la voie à l'isolation des futurs systèmes électriques basés sur une stratégie de gradation du champ électrique.In high voltage applications, materials are exposed to different stresses. In the particular case of insulating materials, the injection of charges, space charge accumulation, partial discharge and electrical treeing across the entire bulk can cause the material to breakdown. Therefore, it is more and more required to control the strength of the electric field to prevent electrical aging of the insulation. The aim is to mitigate the local electric field distorsion due to the electrical system geometry as close as possible from a uniform field value. Using composites with nonlinear electrical conductivity is an interesting alternative to control the strength of the electric field at sharp metal edges. Consequently, the objective of this thesis was to fabricate homogeneous composite materials tuning their nonlinear conduction properties by choosing carefully the adequate particle nature and by changing the filler concentration and/or their size. The influence of the filler concentration and size on nonlinear properties for micrometric and nanometric silicon carbide epoxy-based composites was studied (respectively labelled muSiC/EP and nSiC/EP). Likewise, the main parameters to describe nonlinearity are presented. A second objective was to develop field grading materials (FGM) with graded nonlinear conduction based on particle concentration gradient. This is enabled by using an electrophoretic force applied during the process that concentrate the particles in the most HV stressing region of the insulation. From the electrical characterization of the muSiC/EP, nSiC/EP and bimodal muSiC/nSiC/EP randomly-dispersed composites, a four-elements electric model is proposed to describe this behavior and the dependence of each parameter on the particle concentration is derived. The proposed model allows to predict quite accurately the nonlinear electrical behavior for the functionally graded-material muSiC/EP, paving the way of future electrical system insulation built on advanced field grading composite strategy
Around stability for functional inequalities
Get PDFLes inégalités fonctionnelles sont des inégalités qui encodent beaucoup d'information, tant de nature probabiliste (concentration de la mesure), qu'analytique (théorie spectrale des opérateurs) ou encore géométrique (profil isopérimétrique). L'inégalité de Poincaré en est un exemple fondamental. Dans cette thèse, nous obtenons des résultats de stabilité dans le cadre d'hypothèses de normalisation de moments, ainsi que dans le cadre de conditions de courbure-dimension. Un résultat de stabilité est une façon de quantifier la différence entre deux situations dans lesquelles les mêmes inégalités fonctionnelles sont presque vérifiées. Les résultats de stabilité obtenus dans cette thèse sont en particulier basés sur la méthode de Stein, qui est une méthode en plein développement ces dernières années, provenant du domaine des statistiques et permettant d'établir des estimations quantitatives sur des résultats de convergence. Par ailleurs, une partie de cette thèse est consacrée à l'étude des constantes optimales des inégalités de Bobkov, qui sont des inégalités fonctionnelles à caractère isopérimétrique.Functional inequalities are inequalities that encode a lot of information, both of a probabilistic (the concentration of measure phenomenon), analytical (the spectral theory of operators) and geometric (isoperimetric profile) nature. The Poincaré inequality is a fundamental example. In this thesis, we obtain stability results under moment normalisation assumptions, as well as under curvature-dimension conditions. A stability result is a way to quantify the difference between two situations where almost the same functional inequalities are verified. The stability results obtained in this thesis are in particular based on the Stein method, which is a method in full development in recent years, coming from the field of statistics and allowing to establish quantitative estimates on convergence results. In addition, a part of this thesis is devoted to the study of the optimal constants of Bobkov inequalities, which are functional inequalities of isoperimetric character
Evaluation du statut de conservation des pangolins dans le Dahomey Gap à travers l'écologie spatiale et moléculaire, l'ethnozoologie et la génétique de conservation
Get PDFLes pangolins sont en tête des priorités en matière de conservation, principalement en raison du niveau de prélèvement sans précédent dont ils font l'objet. Les quatre espèces africaines manquent cruellement de données de référence, ce qui entrave la mise en place d'une stratégie de conservation bien conçue, basée sur des preuves, pour s'attaquer à leur état de conservation alarmant. Ma thèse de doctorat s'est concentrée sur la région biogéographiquement délimitée du Dahomey Gap (Afrique de l'Ouest) en utilisant le pangolin à ventre blanc comme étude de cas pour : (i) évaluer la distribution géographique et les tendances démographiques des espèces de pangolins au Bénin, (ii) modéliser la persistance actuelle et future des pangolins au Bénin, (iii) évaluer les valeurs ethnozoologiques et commerciales des pangolins au Bénin, (iv) étudier la génétique des populations de pangolins à ventre blanc et mettre en place le traçage moléculaire de leur commerce à petite échelle à travers le Dahomey Gap, et (v) évaluer avec précision la composition alimentaire du pangolin à ventre blanc au Bénin par métabarcodage de l'ADN électronique. Les connaissances locales ont révélé une contraction de 31 et 93 % des zones d'occurrence des pangolins à ventre blanc et des pangolins géants respectivement leux deux dernières décennies. Elles ont mis en évidence la dégradation de l'habitat et la surexploitation comme les principaux facteurs du déclin de la population des deux espèces. Le modèle linéaire généralisé a révélé que l'identité de l'espèce, l'abondance en 1998, les distances des villages aux routes principales et aux aires protégées, les changements d'utilisation des terres et la déforestation au fil du temps étaient les facteurs qui expliquent de manière significative la persistance actuelle des pangolins au Bénin. Les modèles de prédiction suggèrent le déclin pour le pangolin à ventre blanc au cours des deux prochaines décennies et une disparition totale du pangolin géant quel que soit le scénario envisagé. Les pangolins sont des espèces de valeurs pour les populations locales et les connaissances ethnozoologiques varient considérablement du sud au nord du Bénin. Ils sont relativement moins chers au Bénin par rapport à d'autres pays d'Afrique centrale et de l'Ouest, mais leur prix est 3 à 8 fois plus élevé lorsque les clients sont issus de la diaspora chinoise. L'analyse phylogénétique a suggéré un commerce endémique au sein du Dahomey Gap. Les marqueurs microsatellites ont mis en évidence un commerce de longue distance au sein et entre les pays du Dahomey Gap. Le pangolin à ventre blanc se nourrit principalement de fourmis et de termites mais aussi probablement d'autres taxons d'insectes. La diversité de proies détectées était significativement plus élevée (p<0,001) pour les échantillons de contenu intestinal.Pangolins are on the top of conservation priority due mainly to their unprecedented level of harvesting. The four African species are under great gap of baseline data that hampers the set up of a well-designed, evidence-based strategy for tackling their alarming conservation status. My PhD dissertation focused on the biogeographically delineated Dahomey Gap region (West Africa) using the white-bellied pangolin as a case study to: (i) assess the geographic distribution and population trends of pangolin species across Benin, (ii) Model pangolin population extirpation rates using validated local ecological knowledge, (iii) assess the ethnozoological and commercial values of pangolins in Benin, (iv) investigate the population genetics of the white-bellied pangolin and set up the molecular tracing of their fine scale trade across the Dahomey Gap, and (v) assess the precise dietary composition of the white-bellied pangolin in Benin through eDNA metabarcoding. Local Ecological Knowledge revealed a 31 and 93 % contraction of the occurrence areas of the white-bellied and giant pangolins respectively, and highlighted habitat degradation and overexploitation as the main drivers of population decline for both species. Generalized linear model revealed that, abundance in 1998, distances from main roads and protected areas to villages, land use changes and deforestation over time were factors that significantly explained the current persistence of pangolins in Benin. Prediction models suggested decreasing trends for the white-bellied pangolin over the next two decades and a total extirpation of the giant pangolin whatever the scenario considered (deforestation versus no deforestation). Pangolins are valuable animals for local people and it occurs a regional trade network that involved Chinese diasporas. Pangolins in rural areas and traditional medicine markets are relatively cheaper in Benin compared to other countries in West and central Africa, but their price is 3-8 times higher when clients are from the Chinese diaspora. Microsatellites and mitochondrial DNA-based analyses suggested low genetic diversity, inbred populations, absence of clear geographic subdivision. Phylogenetic analysis suggested an endemic trade within the Dahomey Gap affecting the Dahomey Gap lineage of white-bellied pangolins and microsatellite markers pinpointed a long-distance trade within and between countries in the Dahomey Gap. The white-bellied pangolin preys mainly on ants and termites but also other insect taxa. The diversity of detected prey items was significantly higher (p<0.001) for the gut content (versus scat) samples. In conclusion, this dissertation revealed a high concern status of pangolins in the Dahomey Gap and provided substantial data that could be used as decision tools for the effective conservation of pangolins in the Dahomey Gap
Filtrage à incertitudes stochastiques et bornées : application au diagnostic actif en automobile
Get PDFLe problème du filtrage appliqué au diagnostic automobile est étudié dans ce travail de thèse, pour les systèmes dynamiques linéaires ou nonlinéaires, à temps discret, en contexte d'incertitudes mixtes, c'est-à-dire que les incertitudes peuvent être stochastiques ou bornées (dans des intervalles). Ce contexte permet de combiner deux approches bien connues du filtrage : les approches stochastique et ensembliste. Au travers de cette thèse, nous montrons qu'elles se complètent plutôt qu'elles se concurrencent. Deux modèles issus de l'automobile sont utilisés dans les applications tout-au-long de la thèse. Il s'agit des modèles de véhicule à bicyclette et de suspension. Des méthodes mixtes de filtrage sont tout d'abord développées et présentées dans ce travail : Optimal Upper Bound Interval Kalman Filter (OUBIKF) et Reinforced Likelihood Box Particle Filter (RLBPF), l'un est dédié aux systèmes linéaires et l'autre aux systèmes nonlinéaires. Le premier se base sur le filtre de Kalman intervalle et l'améliore en utilisant les propriétés développées et la stratégie d'optimisation des bornes supérieures de toutes les matrices de covariances admissibles appartenant à une matrice d'intervalle donnée. Le second propose un schéma général de filtre particulaire ensembliste et développe une méthodologie de renforcement du calcul de la vraisemblance, l'étape cruciale du schéma, pour améliorer la performance du filtre. La deuxième partie de cette thèse est dédiée à la détection de défauts. Les filtres précédents sont utilisés et combinés à une méthode de test d'hypothèse basée X^2 avec les degrés de liberté adaptatifs, à savoir Adaptive Degrees of Freedom X^2-statistic (ADFC), pour traiter la détection de défauts dans les systèmes linéaires ou nonlinéaires. Il s'agit d'une méthode de détection de défaut passive renforcée par la technique de seuil adaptatif dans l'étape de décision. Cette méthode permet la détection de défauts additifs, simples ou multiples, sur les capteurs. Dans la dernière partie de ce travail, une méthodologie de diagnostic actif est développée, à savoir ADFC-based Active Fault Diagnosis (AFD) utilisant des signaux auxiliaires. Cette méthodologie, étude préliminaire à l'approche active, se limite à la détection de défaut simple. Cependant, ses contributions sont multiples : isolement (localisation) et identification (estimation) du défaut, réduction de fausses alarmes et amélioration de l'estimation de l'état en renvoyant le défaut estimé comme un signal de retour au filtre utilisé. Nos futures recherches se concentrent tout particulièrement sur cette approche.The problem of filtering applied to automotive diagnostic is studied in this thesis, for linear or nonlinear, discrete-time dynamical systems, in a context of mixed uncertainties, i.e. uncertainties can be stochastic or bounded (in intervals). This context allows us to combine two well-known approaches of filtering: stochastic and set-membership approach. Through this thesis, we show that they complement rather than compete each other. Two models from the automotive industry are used in the applications along the thesis: bicycle vehicle model and suspension model. Mixed filtering methods are first developed and presented in this work, namely Optimal Upper Bound Interval Kalman Filter (OUBIKF) and Reinforced Likelihood Box Particle Filter (RLBPF), one is dedicated to linear systems and the other to nonlinear systems. The former is based on interval Kalman filter and enhances it by using developed properties and optimization strategy of upper bounds of all admissible covariance matrices belonging to a given interval matrix. The later proposes a general scheme of box particle filter and develops a reinforcement methodology to the likelihood computation, the crucial step of the scheme, to enhance the filter performance. The second part of this thesis is dedicated to fault detection. The previous filters are used and combined with a X^2-based hypothesis testing method with adaptive degrees of freedom, namely Adaptive Degrees of Freedom X^2-statistic (ADFC), to deal with fault detection in linear or nonlinear systems. It is a passive fault detection method enhanced by the adaptive threshold technique in the decision making stage. This method allows the detection of single or multiple additive faults on the sensors. In the last part of this work, a methodology of active diagnosis is developed, that is the ADFC-based Active Fault Diagnosis (AFD) using auxiliary signals. This methodology, a preliminary study to the active approach, is limited to single fault detection. However, its contributions are multiple: isolation (localization) and identification (estimation) of the fault, reduction of false alarms and improvement of the state estimation by returning the estimated fault as a feedback signal to the filter used. Our future researches focus specifically on this approach
Place de l'éducation thérapeutique, dans une approche dyadique, sur la qualité de vie du patient atteint de maladie d'Alzheimer et son aidant
Get PDFLes stratégies non pharmacologiques sont au devant de la prise en charge de la maladie d'Alzheimer (MA) et parmi elles, les interventions psychoeducationnelles. Nous avons émis l'hypothèse qu'une intervention d'Education Thérapeutique (ETP) adressée à la dyade pourrait avoir un impact positif sur la qualité de vie du patient et mené un essai pour la tester. Les objectifs généraux étaient d'évaluer l'efficacité d'une ETP adressée à la dyade sur la qualité de vie du patient atteint de MA et sur le bien-être de l'aidant (fardeau et qualité de vie) mais aussi de mieux caractériser les sous populations cibles et les particularités des dyades pour concevoir de futures interventions. Nous avons aussi souhaité identifier des facteurs associés à l'entrée en EHPAD, chez chaque membre de la dyade. THERAD est un essai monocentrique, randomisé et contrôlé évaluant l'impact de l'ETP sur la qualité de vie du patient atteint de MA à domicile, chez 196 dyades. L'intervention était un programme d'ETP. Le critère de jugement principal était la qualité de vie du patient heteroevaluée par l'aidant, à 2 mois sur l'échelle de qualité de vie QOL (Quality of life) de Logsdon. Les critères de jugement secondaires étaient la qualité de vie du patient autoévaluée, les troubles du comportement (NPI), le fardeau de l'aidant (Zarit), la qualité de vie de l'aidant (échelle NHP) à 6 mois. Nous avons réalisé une analyse en intention de traiter et per protocole dans THERAD. Des analyses en sous-groupes ont été faites pour cibler les sous-populations d'aidants d'intérêt (genre, statut, fardeau). Nous avons aussi caractérisé 153 aidants dans une cohorte de 1711 sujets âgés (> 65 ans) et identifié des facteurs associés à l'entrée en EHPAD dans THERAD à 24 mois, par une analyse multivariée. Nous ne mettons pas en évidence de différence significative sur la qualité de vie du patient rapportée par l'aidant à 2 mois mais une différence significative sur la qualité de vie autodéclarée à 2 mois et 6 mois, sans autres résultats significatifs (art1). Nous retrouvons un effet significatif de l'intervention sur la qualité de vie du patient évaluée par l'aidant à 6 et 12 mois dans le sous-groupes de fardeau élevé > 40 (vs < = 20) et sur la qualité de vie du patient évaluée par l'aidant à 2 mois dans le sous-groupe de fardeau modéré 20-40 (vs < = 20). Il n'y a pas d'autre résultat significatif dans les sous-groupes étudiés (art1).
Chez 153 aidants parmi 1711 sujets âgés, l'âge moyen, les comorbidités et le score de fragilité ne sont pas signitifcativement différents entre aidants et non aidants Les hommes sont plus représentés chez les aidants, plus autonomes, avec de meilleures performances physiques, cognitives et nutritionnelles. Une plus importante consommation d'alcool est trouvée chez les aidants (art2).
Dans ces dyades, 5 facteurs prédictifs d'entrée en EHPAD ont été trouvés : un haut niveau socio culturel du patient, un fardeau élevé de l'aidant, le statut d'aidant " enfant " et pour le patient, le fait d'être dépendant et une desinhinbition. L'intervention n'est identifiée comme un facteur prédictif. Certains facteurs modifiables pourraient être la cible d'interventions d'ETP ou permettre d'identifier des sous-groupes (aidants enfants) (art3).
La qualité de vie du patient n'est pas améliorée par l'ETP, lorsqu'elle est évaluée par l'aidant mais significativement améliorée quand autoévaluée par le patient. Ce résultat souligne l'intérêt d'une double perspective et la nécessité d'efforts méthodologiques limitant les biais. Il invite à concevoir des interventions sur des populations ciblées de patients et d'aidants (selon le niveau de fardeau et/ou le statut aidant/enfant). Le fardeau pourrait être la cible d'interventions éducatives visant à l'amélioration de la qualité du malade mais aussi visant le maintien à domicile, car il associé à l'entrée en EHPAD. C'est le fait d'être un aidant enfant qui est associé à l'entrée en EHPAD, sous- groupe potentiel d'intérêt. Ce type d'intervention reste pertinent, à la condition, soit, de mieux cibler les sous populations d'intérêt et de choisir, pour elles, un critère de jugement pertinent, soit en l'intégrant à une offre multidimensionnelle, si l'on veut poursuivre l'amélioration de qualité de vie des deux membres de la dyade. L'approche dyadique qui permet de considérer le malade comme un sujet de soin, nous semble essentielle.The lack of pharmacological treatment leads nonpharmacological therapies at the forefront of therapeutic strategies in Neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease (AD). Among them psychoeducational interventions are efficient. We hypothesized that a Therapeutic Patient Education (TPE) programme, using a dyadic approach, could have a positive impact on the patient's quality of life (QOL) and conducted a trial to test it. Our objectives were to assess the efficacy of a TPE programme adressed to the dyad (caregiver/patient) on the AD patient's QOL proxy-reported by caregiver, its impact on the caregiver's well-being (QOL, burden), and to better characterize subgroups of caregivers and, lastly, identify predictors of nursing home placement (NHP) among dyads.
THERAD is a monocentric, randomized, controlled trial assessing the effect of a 2-month educational programme in AD patients (MMSE 11-26) among 196 dyads on patient's QOL caregiver-reported at 2 months. The intervention was a TPE programme (validated tools, format and methods. The primary outcome was the patient's QOL caregiver reported at 2 months. Secondary outcomes were : self-reported patient QOL (same scale), autonomy, behavioural and psychological symptoms (NPI), and caregiver QOL (NHP) and burden (Zarit) were secondary outcomes at 6 months. We performed an intention to treat analysis and sensitivity analysis in the THERAD per protocol population. Sub-group analysis were made (on gender, status, burden) on every outcomes (primary and secondary). A descriptive analysis of 153 caregivers (> 65 years) was made in a cohort of 1711 older adults from an ambulatory unit. We identified predictors of NHP in THERAD at 24 months by a multivariate analysis. We did not report any significant difference in caregiver-reported patients' QOL at 2 months but a significant one in self-reported patients' QOL at 2 and 6 months. No significant results on secondary outcomes(art1). In the sub-group of exhausted caregivers (burden>40vs 65) the mean age, level of comorbidities and frailty scores were the same in caregivers and non-caregivers. Men were most represented among caregivers. Caregivers were more independent, with greater physical performance, cognitive and nutritional. A higher alcohol consumption was found among caregivers (art2). Five independent predictors of NHP from multivariate analysis: a higher patient education level, a high caregiver burden, being a child as caregiver status, loss of autonomy and disinhibition. No effect of the intervention. Some modifiable factors could be the target of future interventions (Burden), including TPE, or criteria to define sub-groups of interest (art3). The caregiver did not report any improvement in the patient's QOL after a dyadic TPE, however the patient perceived one. This contrasted result underlines the interest of a double perspective and the need of methodological strains to limit bias. Our results emphasize the need to design dyadic interventions on target subpopulations of patients and/or caregivers according to the level of burden, the status (child vs spouse) The caregiver burden could be the target of TPE interventions aiming at improving the patient's QOL but also pursuing the " home choice " of dyads, because a high burden is associated with NHP. Old caregivers are probably weakened by the caregiver role besides it is being a child that is associated with NHP. There is a need to target subpopulation or to include this intervention in a multicomponent strategy, to pursue the aim of improving the dyad's QOL. The dyadic approach is essential, the AD patient being considered as a subject of care