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Study, optimization and silicon implementation of a smart high-voltage conditioning circuit for electrostatic vibration energy harvesting system
Get PDFLa récupération de l'énergie des vibrations est un concept relativement nouveau qui peut être utilisé dans l'alimentation des dispositifs embarqués de puissance à micro-échelle avec l'énergie des vibrations omniprésentes dans l environnement. Cette thèse contribue à une étude générale des récupérateurs de l'énergie des vibrations (REV) employant des transducteurs électrostatiques. Un REV électrostatique typique se compose d'un transducteur capacitif, de l'électronique de conditionnement et d un élément de stockage. Ce travail se concentre sur l'examen du circuit de conditionnement auto-synchrone proposé en 2006 par le MIT, qui combine la pompe de charge à base de diodes et le convertisseur DC-DC inductif de type de flyback qui est entraîné par le commutateur. Cette architecture est très prometteuse car elle élimine la commande de grille précise des transistors utilisés dans les architectures synchrones, tandis qu'un commutateur unique se met en marche rarement. Cette thèse propose une analyse théorique du circuit de conditionnement. Nous avons développé un algorithme qui par commutation appropriée de flyback implémente la stratégie de conversion d'énergie optimale en tenant compte des pertes liées à la commutation. En ajoutant une fonction de calibration, le système devient adaptatif pour les fluctuations de l'environnement. Cette étude a été validée par la modélisation comportementale.Une autre contribution consiste en la réalisation de l'algorithme proposé au niveau du circuit CMOS. Les difficultés majeures de conception étaient liées à l'exigence de haute tension et à la priorité de la conception faible puissance. Nous avons conçu un contrôleur du commutateur haute tension de faible puissance en utilisant la technologie AMS035HV. Sa consommation varie entre quelques centaines de nanowatts et quelques microwatts, en fonction de nombreux facteurs - paramètres de vibrations externes, niveaux de tension de la pompe de charge, la fréquence de la commutation de commutateur, la fréquence de la fonction de calibration, etc.Nous avons également réalisé en silicium, fabriqué et testé un commutateur à haute tension avec une nouvelle architecture de l'élévateur de tension de faible puissance. En montant sur des composants discrets de la pompe de charge et du circuit de retour et en utilisant l'interrupteur conçu, nous avons caractérisé le fonctionnement large bande haute-tension du prototype de transducteur MEMS fabriqué à côté de cette thèse à l'ESIEE Paris. Lorsque le capteur est excité par des vibrations stochastiques ayant un niveau d'accélération de 0,8 g rms distribué dans la bande 110-170 Hz, jusqu'à 0,75 W de la puissance nette a été récupérée.Vibration energy harvesting is a relatively new concept that can be used in powering micro-scale power embedded devices with the energy of vibrations omnipresent in the surrounding. This thesis contributes to a general study of vibration energy harvesters (VEHs) employing electrostatic transducers. A typical electrostatic VEH consists of a capacitive transducer, conditioning electronics and a storage element. This work is focused on investigations of the reported by MIT in 2006 auto-synchronous conditioning circuit, which combines the diode-based charge pump and the inductive flyback energy return driven by the switch. This architecture is very promising since it eliminates precise gate control of transistors employed in synchronous architectures, while a unique switch turns on rarely. This thesis addresses the theoretical analysis of the conditioning circuit. We developed an algorithm that by proper switching of the flyback allows the optimal energy conversion strategy taking into account the losses associated with the switching. By adding the calibration function, the system became adaptive to the fluctuations in the environment. This study was validated by the behavioral modeling. Another contribution consists in realization of the proposed algorithm on the circuit level. The major design difficulties were related to the high-voltage requirement and the low-power design priority. We designed a high-voltage analog controller of the switch using AMS035HV technology. Its power consumption varies between several hundred nanowatts and a few microwatts, depending on numerous factors - parameters of external vibrations, voltage levels of the charge pump, frequency of the flyback switching, frequency of calibration function, etc. We also implemented on silicon, fabricated and tested a high-voltage switch with a novel low power level-shifting driver. By mounting on discrete components the charge pump and flyback circuit and employing the proposed switch, we characterized the wideband high-voltage operation of the MEMS transducer prototype fabricated alongside this thesis in ESIEE Paris. When excited with stochastic vibrations having an acceleration level of 0.8 g rms distributed in the band 110-170 Hz, up to 0.75 W of net electrical power has been harvested.PARIS-JUSSIEU-Bib.électronique (751059901) / SudocSudocFranceF
Reprise du sport après ostéotomies de valgisation sur arthrose fémoro-tibiale médiale (à propos d'une série continue de 83 patients)
No full textL objectif de cette étude était d évaluer la reprise des activités physiques et sportives après ostéotomie de valgisation pour arthrose fémoro tibiale médiale sur genu varum. La série initiale était composée de 95 patients (97 genoux), opérés entre janvier 2005 et décembre 2008. 14 ont été exclus (2 décès et 12 perdus de vue) si bien que notre série comporte en fait 83 patients (83 genoux), 27 femmes et 56 hommes âgés en moyenne de 50,4 +/- 9,53 ans (21-67 ans) au moment de l intervention. Nous avons réalisé 62 ostéotomies tibiales d'ouverture médiales et 21 doubles ostéotomies. Au recul moyen de 5,75 +/- 1,3 ans (5-9 ans) 71 patients (85,5%) avaient pu reprendre une activité physique et 66 (79,5%) estimaient avoir retrouvé un niveau sportif égal à leur niveau antérieur à la chirurgie. Le score de Lysholm moyen était passé de 62,51+/-15,53 points (30-100) en préopératoire, à 90,49 +/- 8,62 points (55-100) (p<0,001). Les scores préopératoires de Tegner et de l'UCLA n'ont pas diminué significativement (4,53 et 7,14 en préopératoire versus 4,1 et 6,55 en postopératoire, p= 0,07 et 0,009). Le score KOOS moyen post opératoire était de 73,52 +/- 17,20. La fréquence des sessions sportives par semaine (2,36 sessions +/-1,59) n'a pas diminué significativement après chirurgie (2,13 sessions : p= 0,34). La durée des activités a diminué significativement passant de 4,68h/semaine +/- 4,25 à 3,48h/semaine (p= 0,04). 85 % des patients qui pratiquaient la course à pied avant l intervention ont pu reprendre cette activité (17 sur 20). Cette étude démontre que les ostéotomies du genou autorisent la reprise d'activités physiques soutenues telles que le jogging ou le ski de descente.GRENOBLE1-BU Médecine pharm. (385162101) / SudocSudocFranceF
La kinésithérapie respiratoire dans la bronchiolite (le vécu des parents)
No full textIntroduction: La bronchiolite est une pathologie virale des voies aériennes inférieures du nourrisson se manifestant par une rhinopharyngite puis une toux et une dyspnée expiratoire. Le traitement est la désobstruction rhinopharyngée et la kinésithérapie respiratoire. L objectif de l étude est de déterminer le vécu des parents assistant à la séance de kinésithérapie respiratoire. Méthode: Le recueil de données s est fait par questionnaires distribués par les kinésithérapeutes aux parents entre décembre 2012 et avril 2013. Résultats: 136 questionnaires ont été analysés. Avant d assister à la séance, la moitié des parents se disent angoissés, cela concerne 70% des parents assistant à la première séance. 34 parents pensent que c est un soin douloureux. Après les explications fournies lors de la séance, il ne reste qu une minorité de parents à être angoissés par la kinésithérapie respiratoire. Conclusion: L angoisse des parents est essentiellement liée à une méconnaissance du soin.Introduction: Bronchiolitis is a viral pathology of baby s lower respiratory tracts which appears through coryza, then cough and expiratory dyspnoea. Treatment is nasopharyngeal disobliteration and chest physiotherapy. The aim of the study is to determine what parents go through when they attend chest physiotherapy. Method: The gathering of data was realized through questionnaires delivered by physical therapists to parents between December 2012 and April 2013. Results: 136 questionnaires have been analysed. Before attending the session, half the parents said to be anxious. This concerned 70% of the parents attending the first session.34 parents thought it was a painful treatment. After the explanations given at the session, just a minority of parents remained anxious by chest physiotherapy. Conclusion: Parents anxiety is mainly explained by a lack of knowledge of the treatmentRENNES1-BU Santé (352382103) / SudocSudocFranceF
Handling imbalanced datasets by reconstruction rules in decomposition schemes
No full textLe déséquilibre entre la distribution des a priori est rencontré dans un nombre très large de domaines. Les algorithmes d apprentissage conventionnels sont moins efficaces dans la prévision d échantillons appartenant aux classes minoritaires. Notre but est de développer une règle de reconstruction adaptée aux catégories de données biaisées. Nous proposons une nouvelle règle, la Reconstruction Rule par sélection, qui, dans le schéma One-per-Class , utilise la fiabilité, des étiquettes et des distributions a priori pour permettre de calculer une décision finale. Les tests démontrent que la performance du système s améliore en utilisant cette règle plutôt que des règles classiques. Nous étudions également les règles dans l Error Correcting Output Code (ECOC) décomposition. Inspiré par une règle de reconstitution de données statistiques conçue pour le One-per-Class et Pair-Wise Coupling des approches sur la décomposition, nous avons développé une règle qui s applique à la régression softmax sur la fiabilité afin d évaluer la classification finale. Les résultats montrent que ce choix améliore les performances avec respect de la règle statistique existante et des règles de reconstructions classiques. Sur ce thème d estimation fiable nous remarquons que peu de travaux ont porté sur l efficacité de l estimation postérieure dans le cadre de boosting. Suivant ce raisonnement, nous développons une estimation postérieure efficace en boosting Nearest Neighbors. Utilisant Universal Nearest Neighbours classification nous prouvons qu il existe une sous-catégorie de fonctions, dont la minimisation apporte statistiquement de simples et efficaces estimateurs de Bayes postérieurs.Disproportion among class priors is encountered in a large number of domains making conventional learning algorithms less effective in predicting samples belonging to the minority classes. We aim at developing a reconstruction rule suited to multiclass skewed data. In performing this task we use the classification reliability that conveys useful information on the goodness of classification acts. In the framework of One-per-Class decomposition scheme we design a novel reconstruction rule, Reconstruction Rule by Selection, which uses classifiers reliabilities, crisp labels and a-priori distributions to compute the final decision. Tests show that system performance improves using this rule rather than using well-established reconstruction rules. We investigate also the rules in the Error Correcting Output Code (ECOC) decomposition framework. Inspired by a statistical reconstruction rule designed for the One-per-Class and Pair-Wise Coupling decomposition approaches, we have developed a rule that applies softmax regression on reliability outputs in order to estimate the final classification. Results show that this choice improves the performances with respect to the existing statistical rule and to well-established reconstruction rules. On the topic of reliability estimation we notice that small attention has been given to efficient posteriors estimation in the boosting framework. On this reason we develop an efficient posteriors estimator by boosting Nearest Neighbors. Using Universal Nearest Neighbours classifier we prove that a sub-class of surrogate losses exists, whose minimization brings simple and statistically efficient estimators for Bayes posteriors.NICE-Bibliotheque electronique (060889901) / SudocSudocFranceF
Elaboration d un protocole de recherche d une étude prospective de l influence du médecin généraliste dans la décision d adhésion au programme français du don d organe
No full textEn 2012, en France, 5023 patients ont eu recours à la greffe d organe, contre 4945 en 2011, soit une augmentation de près de 1.6% et 266 sont morts faute de greffons. Le don d organe en France repose sur la loi du consentement présumé ou implicite. Le manque d information et les croyances étant les principaux facteurs de refus du don, il semble important de profiter de la relation de confiance médecin traitant-patient pour aborder ce sujet pour augmenter le nombre de greffons. Ce travail est l élaboration d un protocole de recherche d une étude prospective de l influence du médecin généraliste dans la décision d adhésion au programme français du don d organe. L objectif principal de cette étude est de démontrer que le médecin généraliste peut jouer un rôle de promoteur du don d organe pour permettre au patient indécis de se positionner, ceci afin d éviter aux familles des prises de décision difficiles dans les derniers instants de leurs proches. L objectif secondaire est d évaluer l impact de l information par le médecin traitant et ce par le nombre de patient acceptant la notification de leur accord dans leur dossier médical. Etude prospective multicentrique, interventionnelle, comparative, randomisée en clusters en 2 groupes, un groupe avec information, un groupe témoin. Recrutement par les Maîtres de Stage Universitaires de 24 départements de médecine générale de 2320 patients. Dans le groupe intervention proposition par le praticien, au cours d une consultation non dédiée, de participer à une étude sur le don d organe par l apport d une information standardisée. Dans les deux groupes, proposition de remplir après la consultation un questionnaire sur le don d organe. Le critère de jugement principal est la différence entre les deux groupes du pourcentage absolu de patients déclarant avoir pris un positionnement face au don d organe. Le critère de jugement secondaire est la différence de pourcentage absolu entre les deux groupes du nombre de patients qui accepte que leur médecin inscrive leur acceptation dans leur dossier médical. Le seuil de significativité de l intervention du médecin généraliste est une prise de position supérieure de 13%, en valeur absolue, des patients du groupe intervention par rapport au groupe témoin, soit 63% pour le groupe intervention versus 50% pour le groupe témoin. Méthode d analyse statistique descriptive et univariée. Cette étude nécessite un nombre de participants élevés mais sur une participation simple. Le budget nécessaire est élevé mais le don d organe est une priorité de l agence de Biomédecine avec son plan 2012-2016.In 2012 in France, 5,023 patients received organ transplants, as compared to 4,945 in 2011. This represents an increase of nearly 1.6 %. 266 patients died from lack of transplant. Organ donation in France is based on the law of presumed or implied consent. The lack of information and beliefs are the main factors related to organ donor refusal. It is important to take advantage of the trust relationship between doctors and patients to address this issue in order to increase the number of transplants. This work is the development of a research protocol for a prospective study of the influence of the general practitioner (GP) in the decision to join the French program of organ donation. The main objective of this study is to demonstrate that the GP may play a role in promoting organ donation to encourage the undecided to become organ donors, rather than putting the decision on family members during their relatives final moments. The secondary objective is to evaluate the impact of information provided by the physician by the number of patient agreeing to indicate their organ donor status in their medical records. Comparative interventional prospective multicenter study, randomized clustered into 2 groups: one group receiving information and one control group. 2320 patients will be recruitment by 24 french regional colleges of general practice. In the intervention group, during a regular consultation, a GP will invite patients to participate in a study of organ donation and provide them standardized information. All participants will complete after the consultation a questionnaire about organ donation. The primary endpoint is the difference between the absolute percentages for the two groups of patients reporting their decisions at the moment the patients are approached. The secondary endpoint is the difference in absolute percentages between the number of patients for the two groups who accept to become organ donors and have this information included in their medical record. The significance level of the intervention group is expected to be greater than 13% comparing the intervention group to the control group (in absolute value), more specifically, 63% for the intervention group versus 50 % for the control group. Descriptive and univariate statistical analyses will be performed. This study requires a large number of participants, yet the intervention simple. The necessary budget is high but organ donation is a priority for the 2012-2016 agenda of the Biomedical agency in France.ST QUENTIN EN YVELINES-BU (782972101) / SudocSudocFranceF
Intervention thérapeutique à domicile en pédopsychiatrie selon la méthode Esther Bick (à propos d'un enfant myopathe et sa famille)
No full textIntroduction : Ce travail retrace une prise en charge pédopsychiatrique singulière et pionnière au sein de l équipe de liaison périnatalité du centre hospitalo-universitaire d Amiens. Il s agit d une intervention thérapeutique à domicile inspirée de l approche Esther Bick, auprès d un enfant myopathe et de sa famille. C est une pratique rare pour les psychiatres exerçants au sein des hôpitaux généraux. Méthode : La méthode d observation du nourrisson selon Esther Bick s inscrit dans un courant de pensée analytique et se décompose en trois temps : un temps d observation, un temps d écriture et un temps d élaboration. Ces temps offrent un cadre contenant pour entreprendre des visites à domicile. L observation, les concepts méthodologiques et théoriques de cette approche semblaient adaptés à la clinique de ce bébé myopathe ainsi qu à la prise en compte des différents éléments psychopathologiques soulevés par cette maladie dans une famille. Résultats : Au cours des visites, la position d'observateur nous a amené à recevoir les projections et angoisses familiales. Notre intervention a contribué à soutenir les parents dans leurs compétences parentales, leur processus de rêverie et l'investissement de leur enfant. La famille prêtait des pensées au bébé, participant ainsi à sa construction psychique et au sentiment d'être contenu et rassemblé par une peau. L'approche E. Bick à domicile a permis aux parents d'intérioriser une relation suffisamment bonne à l'objet contenant, relation que le bébé a pu également intérioriser au travers des échanges avec sa famille. Conclusion : Cette prise en charge illustre l apport thérapeutique du travail à domicile et de la méthode Esther Bick. Par ailleurs, il s agit d une expérience formatrice du point de vue théorique et clinique pour les internes en psychiatrie.AMIENS-BU Santé (800212102) / SudocSudocFranceF
Ce que tous les parents disent ? (approche compréhensive de l'encadrement parental des pratiques urbaines des enfants en contexte de mixité sociale (Paris-Milan))
No full textLe titre de la thèse renvoie aux deux enjeux principaux qu elle se propose de traiter. Il s agit tout d abord d approcher empiriquement le processus de socialisation urbaine, peu étudié en tant que tel, en l abordant par le prisme de l encadrement parental des pratiques urbaines des enfants. L étude de ce rôle régulateur des parents permet notamment d approcher la transmission plus ou moins consciente de compétences d interaction et de mobilité, mais aussi de normes de jugement et de comportement. Le second enjeu de la thèse est la mise en lumière de la différenciation sociale et spatiale de ce processus, qui conduit à interroger par le biais de pratiques urbaines ordinaires la (re)production d inégalités entre enfants ainsi que le rapport de leurs parents à l altérité sociale, dans une perspective complémentaire des travaux disponibles sur la ségrégation résidentielle et scolaire. La première partie de la thèse en précise le cadre théorique et les choix méthodologiques opérés, en particulier l enquête par entretiens (n=78) auprès de parents d enfants âgés de 8 à 14 ans, la perspective comparée Paris-Milan et le choix de contextes de mixité sociale. La deuxième partie propose une approche compréhensive des mécanismes de la prise d autonomie urbaine à partir d une analyse de ses étapes ainsi que des évolutions perçues par les parents au regard de leur propre expérience enfantine. Enfin, la troisième partie s attache à informer la différenciation de l encadrement parental, interrogeant en particulier le rôle tenu dans celle-ci par les propriétés sociales des familles, le sexe des enfants et le contexte national et local.This work considers the parental supervision of children s daily urban practices as an original research object for the study of socialization processes in contemporary metropolises. The study of the regulatory role of parents aims to understand how interactional and mobility skills are transmitted, and how social and gendered inequalities arise through this process in urban childhoods. Complementing previous works on urban segregation and school choice, this research compares two socially mixed areas located in Milan (Italy) and Paris (France). The data includes 78 interviews carried out with 88 parents of children aged from 8 to 14 and ethnographic fieldwork. Theoretical and methodological issues are tackled in the first part of the work. The second part focuses on the different mechanisms and stages of the urban socialization process, in both a synchronic and diachronic perspective. The third part highlights the social, sexual and local differentiation of the way children s urban practices are supervised and suggests the effects on children of these contrasts.PARIS-Fondation Sci.Politiques (751072303) / SudocSudocFranceF
Sleeve gastrectomie en ambulatoire (à propos de 100 patients)
No full textIntroduction : L'augmentation de la demande pour la chirurgie bariatrique sera sans aucun doute de plus en plus importante. Le succès de la sleeve gastrectomie continue d'être largement connu et médiatisé. Cette demande conduira à effectuer cette procédure en ambulatoire. Ce type de prise en charge a été désigné comme priorité nationale en 2010. Ceci a permis notamment de repousser certaines limites à l éligibilité et d élargir la liste des actes réalisables en ambulatoire. L objectif de notre travail est de confirmer la faisabilité sur le plan anesthésique de la sleeve gastrectomie en ambulatoire. Matériels et méthode : Cette étude prospective observationnelle a été menée de mai 2011 à janvier 2014. La procédure était proposée de façon systématique aux patients répondant à la fois aux critères de prise en charge chirurgicale de l obésité et aux critères de prise en charge anesthésique en ambulatoire. Les protocoles d anesthésie, de chirurgie et de prise en charge de la douleur et des vomissements ont été standardisés. Résultats : Durant la période de l étude, 520 patients ont bénéficié d une sleeve gastrectomie dont 100 ont eu une prise en charge ambulatoire (19%). Ce groupe de 100 patients comprenait 93 femmes (93%) avec un âge moyen de 36 ans et un IMC moyen de 42,4 kg/m2. Trois patients avaient un IMC >= 50 kg/m2. Les comorbidités : hypertension artérielle (15%), diabète de type 2 équilibré (7%), dyslipidémie (8%), syndrome métabolique (2%) et aucun SAOS du fait des critères de sélection. La durée moyenne de séjour en SSPI était de 89 minutes (35-240). 93% des patients ont pu rentrer à domicile le soir de l intervention avec une durée d hospitalisation moyenne dans l unité de chirurgie ambulatoire de 639 minutes (585-675). Aucune réadmission en urgence n a été observée. Le critère de satisfaction globale était de 93%. Parmi les patients insatisfaits, nous avons relevés 3 ayant présenté une fistule gastrique à J4 et J6, 1 patient une sténose gastrique, 1 patient une désunion de cicatrice avec des vomissements récurrents, 1 patient pour hématome de paroi et le dernier une ischémie du pôle supérieur de la rate. Ces complications se sont manifestées à partir du 4ème jour post opératoire, ce qui ne mettait pas en cause la procédure ambulatoire. Conclusion : Les résultats de notre étude démontrent que la sleeve gastrectomie a sa place en ambulatoire. Ce protocole opératoire assure un confort et une sécurité au patient, néanmoins certaines conditions doivent être réunies pour sa réalisation. Il faut une sélection attentive et prudente des candidats, une vérification des critères d éligibilité et une évaluation du rapport bénéfice/risque pour chaque patient, une structure hospitalière adaptée pour une bonne prise en charge du patient, mais surtout une véritable implication du patient dans le succès du protocole opératoire.AMIENS-BU Santé (800212102) / SudocSudocFranceF
Comparaison des mesures radiographiques et échographiques de la taille des reins chez le chat
No full textL appareil urinaire félin est fréquemment soumis à de nombreuses pathologies, y compris des pathologies rénales. En médecine vétérinaire, les techniques d'imagerie les plus couramment utilisées et les plus disponibles sont la radiographie et l' échographie . Beaucoup de pathologies peuvent être diagnostiqué sur la base de radiographies et d échographies. En plus de la forme du rein, de sa position et de son contour, la taille du rein est un paramètre important dans l'évaluation des pathologies rénales. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer si les deux techniques d'imagerie (échographie et de radiographie) sont aussi fiables l une que l autre en ce qui concerne les mesures de la taille du rein et d'étudier les effets du poids, de l'âge, du sexe et de la stérilisation de ces mesures. La longueur et la hauteur des reins droit et gauche ont été mesurées sur 120 chats ayant subis une radiographie abdominale et une échographie rénale. Pour chaque chat, 8 mesures ont été effectuées. Pour l'analyse statistique, l échographie a été considérée comme le gold-standard, nous avons utilisé un test de Bland-Altman pour comparer la fiabilité des deux techniques d'imagerie pour les différentes mesures rénales. Enfin, un modèle de régression linéaire a été utilisé pour analyser l'effet du poids, de l'âge, du sexe et de la stérilisation du chat sur les mesures rénales en radiographie et en échographie. Pour la même mesure, nos résultats ont révélé que la radiographie tend à amplifier la taille du rein. En ce qui concerne les effets du poids, de l'âge, du sexe et de la stérilisation, les différentes mesures rénales ont été corrélés avec le poids corporel ( P < 10-6 ) et le sexe ( P < 10-5 ), mais pas avec l'âge et la stérilisation. Cette étude montre donc que la radiographie n'est pas une technique très fiable pour déterminer la taille réelle du rein. En outre, dans l'évaluation de la taille du rein du chat, le poids et le sexe de l'animal doivent également être pris en compte.TOULOUSE-EN Vétérinaire (315552301) / SudocSudocFranceF