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Mathématiques et leurs interactions
/ 04-07-2024
Adim Mahieddine
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Dans cette thèse, nous établissons rigoureusement des ponts entre les écoulements continument stratifiés et les écoulements multi-couches. Dans une première partie, nous considérons le système de Saint-Venant multi-couches avec un terme supplémentaire diffusif qui a un effet régularisant, dont la motivation provient des travaux des océanographes Gent & McWilliams sur le mélange isopycnal et la diffusivité des tourbillons, et qui pourrait être interprété comme un terme de turbulence. En exploitant la structure de ce système, nous obtenons un dictionnaire qui nous permet d'interpréter ce système multi-couches comme une discrétisation de la formulation en coordonnées isopycnales du système hydrostatique continument stratifié avec le terme diffusif de Gent & McWilliams ajouté de manière similaire. Nous montrons la convergence de la solution discrète vers la solution continue à mesure que le nombre de couches tend vers l'infini, et nous fournissons un taux de convergence explicite. Dans une deuxième partie, dans cette thèse, nous abordons la limite "inverse", nous montrons rigoureusement que, sous certaines conditions d'hyperbolicité et dans un cadre topologique bien choisi, la solution du système continument stratifié converge vers le système de Saint-Venant bi-couches dans la limite de stratification nette.
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Informatique
/ 01-07-2024
Venkataramanan Shashanka
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Le principal objectif de la vision par ordinateur est de permettre aux machines d'extraire des informations significatives à partir de données visuelles, telles que des images et des vidéos, et de tirer parti de ces informations pour effectuer une large gamme de tâches. À cette fin, de nombreuses recherches se sont concentrées sur le développement de modèles d'apprentissage profond capables de coder des représentations visuelles complètes et robustes. Une stratégie importante dans ce contexte consiste à préentraîner des modèles sur des ensembles de données à grande échelle, tels qu'ImageNet, pour apprendre des représentations qui peuvent présenter une applicabilité transversale aux tâches et faciliter la gestion réussie de diverses tâches en aval avec un minimum d'effort. Pour faciliter l'apprentissage sur ces ensembles de données à grande échelle et coder de bonnes représentations, des stratégies complexes d'augmentation des données ont été utilisées. Cependant, ces augmentations peuvent être limitées dans leur portée, étant soit conçues manuellement et manquant de diversité, soit générant des images qui paraissent artificielles. De plus, ces techniques d'augmentation se sont principalement concentrées sur le jeu de données ImageNet et ses tâches en aval, limitant leur applicabilité à un éventail plus large de problèmes de vision par ordinateur. Dans cette thèse, nous visons à surmonter ces limitations en explorant différentes approches pour améliorer l'efficacité et l'efficience de l'apprentissage des représentations. Le fil conducteur des travaux présentés est l'utilisation de techniques basées sur l'interpolation, telles que mixup, pour générer des exemples d'entraînement diversifiés et informatifs au-delà du jeu de données original. Dans le premier travail, nous sommes motivés par l'idée de la déformation comme un moyen naturel d'interpoler des images plutôt que d'utiliser une combinaison convexe. Nous montrons que l'alignement géométrique des deux images dans l'espace des caractéristiques permet une interpolation plus naturelle qui conserve la géométrie d'une image et la texture de l'autre, la reliant au transfert de style. En nous appuyant sur ces observations, nous explorons la combinaison de mix6up et de l'apprentissage métrique profond. Nous développons une formulation généralisée qui intègre mix6up dans l'apprentissage métrique, conduisant à des représentations améliorées qui explorent des zones de l'espace d'embedding au-delà des classes d'entraînement. En nous appuyant sur ces insights, nous revisitons la motivation originale de mixup et générons un plus grand nombre d'exemples interpolés au-delà de la taille du mini-lot en interpolant dans l'espace d'embedding. Cette approche nous permet d'échantillonner sur l'ensemble de l'enveloppe convexe du mini-lot, plutôt que juste le long des segments linéaires entre les paires d'exemples. Enfin, nous explorons le potentiel de l'utilisation d'augmentations naturelles d'objets à partir de vidéos. Nous introduisons un ensemble de données "Walking Tours" de vidéos égocentriques en première personne, qui capturent une large gamme d'objets et d'actions dans des transitions de scènes naturelles. Nous proposons ensuite une nouvelle méthode de préentraînement auto-supervisée appelée DoRA, qui détecte et suit des objets dans des images vidéo, dérivant de multiples vues à partir des suivis et les utilisant de manière auto-supervisée.
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Photonique
/ 14-06-2024
Meziani Sofiane
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Ces dernières années, un intérêt scientifique croissant s'est manifesté pour le développement de circuits photoniques dans le moyen infrarouge (MIR) dédiés aux applications de capteurs. La présence, dans cette plage de longueurs d'onde, des bandes d'absorption affichées par plusieurs molécules toxiques et polluantes rend les capteurs MIR bien adaptés pour répondre à une gamme diversifiée d'utilisateurs, avec divers avantages tels que des coûts de fabrication réduits et la compacité des dispositifs. Cependant, ces circuits doivent être fabriqués à partir de matériaux transparents dans le MIR. Les verres de chalcogénure (ChGs) et le silicium poreux (SiP) présentent un grand potentiel pour la conception de tels circuits. Les ChGs offrent une large transparence allant du proche infrarouge à 20 µm, tandis que le SiP est transparent de 1 à 8 µm. Les ChGs peuvent être utilisés pour la spectroscopie par champ évanescent, tandis que le SiP peut améliorer l'interaction avec les molécules ciblées grâce à ses pores ouverts permettant la détection de volume. Ce travail est dédié au développement de capteurs optiques intégrés MIR à partir des deux plateformes ChGs et SiP. Les circuit intégrés sont d’abord fabriqués puis caractérisés grâce à un banc optique adapté pour le MIR. Des tests de transduction sont menés pour la preuve de concept avec des analytes en phase gazeuse ou liquide pour des longueur d’onde autour de 4 et de 7µm.
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Mathématiques et leurs interactions
/ 10-06-2024
Trin Marie
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Soit Z une surface de type fini et de caractéristique d'Euler strictement négative. Un courant géodésique sur Z est une mesure de Radon, stable par l'action du groupe fondamentale, sur les géodésiques non- orientées et bi-infinies du revêtement universel de Z. Cette notion a été introduite par F.Bonhaon en 1986 et a depuis eu de nombreuses applications à l'étude de la géométrie des surfaces. On s'intéresse ici à deux applications de cette notion: l'étude de la compactification de l'espace de Teichmüller et les problèmes de comptage de courbes. Le premier chapitre de ce manuscrit est dédié aux définitions et propriétés fondamentales nécessaires. Le chapitre 2 traite de la compactification de Thurston de l'espace de Teichmüller, en particulier, on prouve que la méthode de Bonahon par les courants géodésiques peut être adaptée aux surfaces non-compactes d'aire finie. Ce chapitre démontre aussi des résultats sur les suites de géodésiques aléatoires. Les deux chapitres suivant sont dédiés à des problèmes de comptage de géodésiques. Dans le chapitre 3 on montre que l'on peut compter les arcs d'une surface à bords à l'aide de suites convergentes de mesures sur les courants géodésiques. Puis, le chapitre 4 est dédié aux différentes ouvertures qu'offrent ce manuscrit. La principale étant le comptage des orbites pour l'action des sous-groupes du mapping class group sur les courbes.
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Santé publique
/ 04-06-2024
Prud'homm Joaquim
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La détection numérique de la fragilité à l'aide de capteurs embarqués chez les personnes âgées permet une détection pertinente des signes de fragilité physique (vitesse de marche et niveau d'activité physique) en tant que critères d'évaluation intermédiaires. Néanmoins, elle ne permet pas, à ce stade, de poser un diagnostic de fragilité d'un niveau de preuve équivalent à celui du diagnostic clinique. Le niveau de preuve le plus élevé semble concerner les accéléromètres triaxiaux. L’acceptabilité a priori d’un dispositif multimodal expérimental de détection de la fragilité a été évaluée. Le dispositif a inclus un accéléromètre porté en médaillon ou à la ceinture, une montre connectée intégrant un accéléromètre, une balance connectée, un tensiomètre connecté et une tablette connectée. L’acceptabilité a priori, c’est-à-dire avant l’utilisation du dispositif en vie réelle, est plutôt favorable. Le grand nombre de capteurs connectés apportés à la personne en même temps lors de la première visite à domicile peut expliquer pourquoi le confort d’utilisation a priori exprimé n'est pas aussi favorable que l’utilité perçue a priori. Ces résultats soulignent la nécessité d'une grande facilité d'utilisation et d'un fonctionnement quasi-parfait du système connecté pour une bonne acceptabilité.
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Chimie moléculaire et macromoléculaire
/ 29-04-2024
Gédéon Clément
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Les polymères conjugués forment une nouvelle classe de matériaux avec un fort potentiel pour des applications en optoélectronique, grâce à leurs propriétés facilement modifiables et leur transformabilité. Un moyen proposé d’influencer leurs performances est d’introduire de la chiralité. Le point central de cette thèse est la synthèse de nouveaux polymères conjugués chiraux statistiques dont les performances dans des dispositifs photovoltaïques sont supérieures à leurs homologues racémiques ou à l’homopolymère correspondant. Ainsi, la valeur ajoutée de la chiralité est démontrée. Des modifications structurales additionnelles ont été proposées afin d’obtenir des gammes de polymères plus variées : soit en changeant le monomère principal (indacenodithiophene ou benzodithiophene), soit en changeant l’hélicène servant de co-monomère. Finalement, les copolymérisations résultent en la formation de petits oligomères. Ces derniers présentent des propriétés chiroptiques intéressantes, telles qu’un dichroïsme circulaire électronique plus élevé que la moyenne. L’émission de lumière polarisée circulairement est également observée, ce qui n’est pas le cas dans les polymères statistiques.
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Chimie moléculaire et macromoléculaire
/ 25-04-2024
Laureys Victor
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Le domaine de la détection chimique, au service de la modernisation de la société moderne, s’appuie notamment sur la chimie organique pour améliorer les performances des capteurs. Le travail de cette thèse se concentre sur l'utilisation de systèmes π-conjugués fonctionnalisés pour la détection de composés toxiques, en trois approches distinctes. Dans le premier chapitre, les ylures de phospholiums sont développés pour la détection optique d'acides et de composés toxiques volatils, exploitant leur réactivité acido-basique et leur réactivité dans des réactions de type Wittig. Le deuxième chapitre présente une collaboration avec l'Institut d'Électronique et de Télécommunications de Rennes (IETR) pour concevoir des capteurs électrochimiques intégrant des molécules semi-conductrices à base de benzothiophènes sensibles à des dérivés organophosphorés toxiques. Le troisième chapitre explore une approche biomimétique inspirée de l'acétylcholinestérase (AChE) pour développer des molécules spécifiques aux agents G. Les résultats montrent des avancées significatives, améliorant la spécificité chimique des capteurs visant la détection des analytes ciblés grâce à la méthodologie de synthèse organique employée. Des perspectives prometteuses se dessinent pour la conception de capteurs plus sélectifs, ouvrant ainsi de nouvelles pistes de recherche en chimie organique au service des problématiques de détection moderne.
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Informatique
/ 22-04-2024
Tit Karim
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Cette thèse étudie la fiabilité des réseaux de neurones profonds en utilisant des algorithmes de simulation d’événements rares dans le cadre de l’ingénierie de la fiabilité statistique. L’objectif est d’évaluer et d’améliorer la robustesse de ces réseaux dans des situations peu communes mais cruciales. La recherche se concentre sur le développement de nouvelles méthodes statistiques spécifiquement pour les réseaux de neurones profonds. Ces méthodes sont conçues pour mieux comprendre comment ces réseaux se comportent face à des données inhabituelles ou corrompues. Une réalisation clé est la création d’un nouvel algorithme qui améliore l’applicabilité des techniques d’échantillonnage d’importance aux classificateurs différentiables, une caractéristique commune dans les modèles modernes d’apprentissage profond. L’étude met en évidence les difficultés d’application des méthodes traditionnelles de fiabilité statistique aux données complexes et de grande dimension typiques en apprentissage profond. Malgré ces défis, les résultats offrent des outils et des approches qui peuvent être appliqués à divers modèles d’apprentissage profond.
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Médecine générale
/ 18-04-2024
Caget Lise
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Introduction : Les violences sexuelles sur mineurs sont un fléau qui touche près d’un enfant sur dix en France. Les conséquences physiques, psychologiques et sociales sont majeures. Une prévention pour empêcher leur survenue est possible. L’objectif est d’analyser le ressenti des médecins généralistes concernant une telle prévention et de dégager des pistes pour la favoriser. Méthode : Etude qualitative réalisée par entretiens individuels semi-directifs auprès de dix médecins généralistes exerçants dans le Morbihan. Analyse par théorisation ancrée. Résultats : Les médecins généralistes estiment tenir un rôle dans cette prévention primaire des violences sexuelles sur mineurs mais la réalisent peu à l’heure actuelle. Plusieurs causes sont retrouvées : ne pas y penser, sujet anxiogène et tabou, mauvaise connaissance du sujet, peur de devoir gérer des révélations, crainte de réactions de gêne, incompréhension des enfants, impression d’accuser les parents et de s’emparer d’un de leur rôle. Un support, comme par exemple un marque page à glisser dans le carnet de santé, pourrait limiter les freins et faciliter cette prévention en la rendant systématique, en donnant des idées aux médecins et aux parents pour délivrer les bons messages. Conclusion : Les médecins généralistes peuvent être un des acteurs de cette prévention, un support pourrait les aider dans ce but.
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Médecine Générale
/ 18-04-2024
Gaignon Théophane
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Introduction : La métaphore est un processus cognitif permettant de comprendre un sujet (et d'en faire l'expérience) à travers la compréhension (et l’expérience) d’un autre sujet. Appliquée à la médecine, la métaphore permettrait au patient de pouvoir ré-explorer sa propre histoire à la recherche d’un nouvel éclairage pouvant déboucher sur un changement cognitif, émotionnel ou comportemental. Son utilisation consciente par les médecins généralistes est encore à décrire. L’objectif de cette étude est de recueillir l’expérience de terrain des médecins généralistes quant à leurs usages des métaphores en pratique et leurs perceptions de la métaphore comme outil de consultation. Méthode : Étude qualitative par entretien semi-dirigé individuel auprès de 8 médecins généralistes du bassin rennais. Le recrutement a été réalisé entre Octobre 2023 et Février 2024 par échantillonnage intentionnel jusqu’à suffisance des données. Une analyse ouverte axiale et intégrative du verbatim a été effectuée, inspirée de la théorisation ancrée, permettant une modélisation d’un modèle explicatif. Résultats : Notre étude montre un usage large des métaphores par les médecins généralistes. C’est un vecteur d’information et d’émotion qui participe à créer un espace réflexif et relationnel commun au médecin et au patient. La métaphore, pensée dans des utilisations thérapeutiques, permet de préciser des sensations, de rendre accessible et utilisable l’information et le raisonnement qui s’y rapportent, d’accéder aux représentations, de sortir d’une situation complexe, de penser et renforcer la relation médecin patient, de favoriser l’autonomie en facilitant la mémorisation de l’information, d’accompagner une modification comportementale. Les médecins généralistes héritent d’un catalogue de métaphores, issu de leur formation : il y a celles auxquelles ils ont été exposés et celles qu’ils ont créées pour leur propre compte lorsque leur raisonnement était d’inspiration métaphorique. Ils utilisent également celles issues de leurs vécus et de leur expérience physique du monde. Des limites et des précautions à son utilisation sont mises en avant pour que la métaphore reste bénéfique au patient. Conclusion : Les métaphores sont omniprésentes pour les médecins. Bien sûr, le langage imagé ne remplace ni l’expérience accumulée, ni la formation technique, ni l’écoute du patient. Il n’en reste pas moins un moyen par lequel le médecin peut faire passer un message. La métaphore, en offrant au patient à réfléchir et à partager, favorise son adhésion, sa motivation et son autonomisation. La métaphore devra être adaptée au contexte et aux besoins, en faisant attention aux représentations qu’elles convoquent. Alors, si elle est utilisée en ayant conscience de ses possibilités et de ses précautions d’usage, elle aura des vertus thérapeutiques : elle sera cognitive, relationnelle et centrée-patient.
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