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Auteur
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Électronique
/ 17-06-2020
Moon Seung Jae
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L’objectif de cette thèse était de démontrer les potentialités du procédé technologique d’impression jet d’encre pour la fabrication de circuits numériques à base de matériaux organiques. Une première étape sur le développement d’une structure de transistor couches minces organiques (OTFTs) fabriquée par impression jet d’encre a permis d’appréhender les mécanismes d’intéraction entre les différents matériaux déposés en solution. A partir de cette étude, la structure a pu être optimisée afin d’obtenir des performances électriques uniformes et reproductibles. Les transistors en couches minces organiques ont ensuite été modélisés électriquement à l’aide d’un modèle simple (Aim-Extract, Aim-Spice). La comparaison entre caractérisations et simulations électriques ont démontré la possibilité de prédire le comportement électrique de la structure OTFT imprimée.
A partir de ce modèle, des portes logiques élémentaires ont été simulées puis fabriquées par la technologie d’impression jet d’encre. Les limitations en termes de temps de réponse des circuits et de tensions d’alimentation ont ainsi pu être déterminés. Finalement, des circuits électroniques combinatoires et séquentiels plus complexes, tel que des multiplexeurs et des bascules de type D, ont été fabriqués et caractérisés. La démarche employée au cours de cette étude, à savoir, l’optimisation de la structure OTFT, la modélisation électrique et la fabrication d’un circuit électronique complet a démontré les potentialités de l’impression jet d’encre pour la réalisation d’électronique bas-coût, grande surface, entièrement additive et potentiellement flexible.
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Signal, Image, Vision
/ 09-06-2020
Touré Sahadatou
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La radioembolisation est une option thérapeutique pour le traitement des carcinomes hépatocellulaire (CHC) qui consiste à injecter des microsphères radioactives dans l’artère hépatique. Cette thèse porte sur l’optimisation du protocole de la radioembolisation par une approche basée sur l’analyse d’images et la modélisation. Dans un premier temps, un recueil de données quantitatives de patients a été effectué pour alimenter le modèle de simulation des flux sanguins et du transport de microsphères dans l’arbre artériel. Puis une méthode de segmentation des vaisseaux dédiée aux images d’angiographie Cone-Beam CT artérielle a été développé pour extraire les vaisseaux hépatiques. La méthode de segmentation basée sur une utilisation adaptative du Filtre de Frangi a été appliquée et validée sur des images d’angiographies CBCT de patients et sur un fantôme de vaisseaux. Des impressions 3D de modèles physiques de vaisseaux ont été effectuées pour la validation des simulations numériques, et de la méthode de segmentation. Les tests réalisés avec les objets imprimés ont permis de valider la simulation et la méthode de mesure de vitesse. Enfin, une évaluation des mesures de vitesse par IRM de contraste de phase est réalisée sur des patients, des volontaires, mais également sur des fantômes de flux.
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Électronique
/ 27-05-2020
Garcia Gamez Laura
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Les systèmes de navigation par satellites globaux (GNSS) sont aujourd'hui largement utilisés pour pléthore d'applications civiles ou pour la défense, incluant la navigation de plateformes volantes ou roulantes. Galileo, GPS ou Glonass sont trois des constellations GNSS considérées dans cette thèse. L'objectif de ce travail est de développer des antennes compactes capables de couvrir plusieurs bandes GNSS ; trois autour de 1575 MHz dans un premier temps (L1, G1, E1), puis la totalité de la bande GNSS ([1164-1610] MHz). Ces antennes sont destinées à être intégrées dans des projectiles, constitués principalement de métal. Pour cette raison, l'antenne doit être intégrée dans une cavité métallique pour ne pas affecter les propriétés aérodynamiques ni la stabilité mécanique du porteur. Intégrer des antennes imprimées dans des cavités métalliques offre plusieurs avantages : la miniaturisation, l'isolation ou la réduction des ondes de surface. Néanmoins, cela amène également une réduction importante de la bande passante. La solution immédiate pour limiter cet effet est d'agrandir la dimension de la cavité. Cependant, cette approche ne peut pas être appliquée aux nombreux cas où le porteur impose des limitations d'encombrement. Au vu des spécifications ci-dessus, l'emploi d'une antenne imprimée basée de métasurfaces est proposé et étudié, d'autant plus que des résultats antérieurs ont montré que des structures d'antennes classiques ne peuvent répondre aux spécifications demandées. Les objectifs de cette thèse sont de concevoir et de caractériser des antennes à polarisation linéaire et à polarisation circulaire couvrant plusieurs bandes GNSS. La polarisation linéaire est considérée pour les premières études, car ces antennes ne sont pas destinées à être utilisées dans un environnement souffrant de trajets multiples. La polarisation circulaire est considérée dans un second temps. Finalement, l'extension de la bande passante à la globalité de la bande GNSS est considérée.
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Signal, Image, Vision
/ 07-04-2020
Vallée Corentin
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L'arterial spin labeling en restingstate (rsASL) dans la routine clinique et la recherche universitaire reste confidentiel par rapport à l'état de repos BOLD. Cependant, contrairement au BOLD, l'ASL permet un accès direct au flux sanguin cérébral (CBF), ce qui pourrait conduire à une application clinique importante à l'échelle du sujet, car l'ASL est une mesure non invasive du CBF (suivi des maladies avec déficience du CBF, études longitudinales de sujets sains, etc.). Malgré l'implication croissante de tous les acteurs de l'IRM dans l'ASL au cours de la dernière décennie, la question de la durée d'acquisition (DA) en rsASL semble n'avoir jamais été abordée dans la littérature, malgré ses fortes conséquences pratiques (mise en œuvre clinique et maintien de l'état de repos du sujet) et son impact sur la représentation des réseaux fonctionnels. Dans cette thèse et comme travail préliminaire sur le sujet, nous discuterons tout d'abord de la manière d'étudier le rôle de la DA en rsASL avec des méthodes simples qui modélisent ce qu'un chercheur en rsMRI pourrait expérimenter. Nos résultats montrent que la représentation des réseaux fonctionnels se stabilise après une certaine durée d'acquisition pour des réseaux fonctionnels communs. Dans une deuxième partie, nous étudions les performance de l'ASL en resting-state par rapport au resting-state BOLD, tout en conservant la DA comme paramètre. Nous montrons que le rsBOLD surpasse la rsASL sur la plupart des aspects, mais pas sur tous. La possibilité de quantifier le CBF, contrairement au BOLD, tend à confirmer que le rsASL en particulier et l'ASL en général méritent encore plus d'implication de la part de la communauté de l'IRM fonctionnelle.
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Signal, image, vision
/ 19-03-2020
Courtial Nicolas
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Les procédures d’électrophysiologie cardiaque ont démontré leur efficacité pour la suppression de symptômes d’arythmie et d’insuffisance cardiaque. Leur taux de succès dépend de la bonne connaissance de l’état du cœur du patient, en termes de conductivité électrique, de qualité tissulaire, et de propriétés mécaniques. Cette intégration d’informations est un enjeu clinique majeur pour ces thérapies. Cette thèse porte sur le développement et l’exploitation de modèles multimodaux spécifiques au patient, pour la planification et l’assistance de l’ablation par radiofréquences (ARF) et de la thérapie de resynchronisation cardiaque (CRT). Des méthodes de segmentation, de recalage et de fusion d’informations multimodales ont dans un premier temps été établies pour la création de ces modèles, permettant de planifier ces procédures. Puis, des approches spécifiques à chacune ont été mises en œuvre pour intégrer ces modèles dans le bloc opératoire, pour assister le geste clinique. Enfin, une analyse postopératoire a permis la synthèse d’un nouveau descripteur multimodal, visant à prédire la réponse de la CRT suivant le site choisi de stimulation du ventricule gauche. Ces études ont été appliquées et validées pour des patients candidats à la CRT et à l’ARF. Elles ont montré la faisabilité et l’intérêt d’intégrer ces modèles multimodaux dans le workflow clinique pour l’assistance à ces gestes interventionnels.
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Signal, image, vision
/ 16-03-2020
Legouhy Antoine
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Comprendre le développement du cerveau implique d'étudier la relation entre l'âge comme l'une des variables explicatives et des variables expliquées, les observations de cet organe, qui peuvent prendre de nombreuses formes. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) permet d'extraire ces observations de manière non invasive et non irradiante. Cette technique puissante permet notamment d'obtenir des informations sur l'activité fonctionnelle du cerveau ou sur ses caractéristiques de diffusivité interne. Pourtant, c'est plutôt sur les aspects purement morphologiques que porte cette thèse. L'approche suivie est celle de l'étude du cerveau en tant qu'objet mathématique, permettant ainsi l'analyse de sa forme et de sa croissance au moyen des transformations géométriques reliant ces objets. Dans la découverte de ces transformations, à travers des structures topologiquement intéressantes, repose le concept de recalage. Cela ouvre la porte à l'analyse statistique des formes et à la création de modèles anatomiques moyens appelés atlas.
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Signal, image, vision
/ 30-01-2020
Lecuyer Gurvan
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La salle d’opération a profité de nombreuses avancées technologiques majeures touchant jusqu’aux pratiques médicales comme dans le cas des chirurgies minimalement invasives. Les nombreux appareils médicaux rendent les interventions plus précises. Cependant, de nombreux challenges restent cependant sans réponse technique. En 2004, un groupe de travail nommé « OR2020 » s’est réuni pour identifier ces challenges et imaginer la salle d’opération du futur intelligente et connectée. Les réseaux de neurones artificiels sont au cœur du développement des systèmes intelligents, ils requièrent des milliers de données annotées pour être entraînés. L’annotation est une tâche fastidieuse qui peut être compliquée comme dans le cas des données médicales où les connaissances nécessaires requièrent l’intervention de médecins. Dans cette thèse, nous avons mené des travaux pour analyser et identifier les erreurs de prédictions faites par des réseaux de neurones sur la tâche de reconnaissance de processus chirurgicaux. Nous avons proposé une catégorisation de ces erreurs de prédiction permettant de couvrir 100 % des cas rencontrés. En se basant sur cette analyse, nous avons développé deux méthodes de détection automatique des erreurs de prédiction pour la tâche de reconnaissance des processus chirurgicaux. Ces méthodes ont été utilisées pour pré-annoter les vidéos chirurgicales et ont été intégrées dans un logiciel d’annotation de processus chirurgicaux. Deux tests utilisateurs ont été conduits et ont montrés une accélération de l’annotation de l’ordre de dix minutes et d’une amélioration de la précision des annotations de 1% pour les phases et de 7% pour les étapes.
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Télécommunications
/ 24-01-2020
Koirala Remun
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Dans ce travail de thèse, on se proposait d’explorer les synergies inhérentes entre services de radiolocalisation et de communication au sein de systèmes sans fil en bandes millimétriques (mm-Wave). Ces derniers sont actuellement pressentis pour couvrir les besoins de la cinquième génération (5G) de réseaux en termes de débits et de charges utiles. Un objectif général consistait alors à montrer comment ces deux fonctions pouvaient s’avérer mutuellement bénéfiques. Tout d'abord, nous avons étudié comment la formation de faisceau (au sens du pré-codage) pouvait contribuer à améliorer les performances de localisation, pour des systèmes multi-porteuses mono- et multi-utilisateurs. En particulier, en s’appuyant sur les performances théoriques de localisation au sens de la limite inférieure de Cramér-Rao (CRLB), nous avons montré qu'il était possible, au moyen d’une formation de faisceau optimisée, d’améliorer l'estimation de variables radio intermédiaires, telles que le délai, l'angle de départ (AoD) et/ou l'angle d'arrivée (AoA) du signal transmis, et in fine, l’estimation de la position et/ou de l’orientation du mobile. Nous avons ensuite considéré le problème de la coexistence des deux services, en envisageant différentes stratégies de budgétisation et de partage de ressources, en temps et en fréquence. A cette occasion, nous avons illustré la présence de compromis non-triviaux entre les performances de localisation et de communication. Nous avons alors proposé des schémas d’allocation de ressources et d’optimisation des faisceaux (en termes de largeur et/ou d’alignement), permettant d’assurer conjointement le meilleur niveau de performances pour les deux services. Nous avons enfin étudié la possibilité d’exploiter explicitement l’information de localisation ainsi acquise, en particulier pour l'accès initial, l’estimation de canaux multi-trajets, ou encore la localisation et la cartographie simultanées (SLAM). En comparaison d’approches plus conventionnelles, nous avons montré comment les performances de telles applications pouvaient être améliorées en termes de précision, de latence et/ou de complexité calculatoire.
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Electronique
/ 17-12-2019
Pham Tuyen
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Être compacte, avoir un faible coût, un gain élevé et une capacité de dépointage électronique sur un large angle de couverture sont parmi les principales caractéristiques requises pour le sondage de canal 5G en bande millimétrique. Ces dernières ont attiré beaucoup d'attention ces dernières années car elles sont capables de supporter des communications à haut débit grâce à leur large bande passante. Différentes Différentes technologies d’antennes ont été proposées pour telles applications, avec leurs avantages et leurs inconvénients, telles que les antennes réseaux ou les solutions quasioptiques (lentilles, réflecteurs, etc.). Les solutions à alimentation par onde d’espace sont particulièrement attractives en raison de leur rendement élevé. Dans cette thèse, plusieurs réseaux transmetteurs (RT) ont été proposés dans la bande V (57-64 GHz). Un RT monofocal à faisceau fixe (axial ou dépointé). Pour améliorer les performances en dépointages, des RT multifocaux (bifocal et quadri-focal) ont été étudiés. Ces solutions ont été caractérisées à la fois par des simulations et des mesures. Un RT tri-bande fonctionnant en bande Ka (liaison montante et descendante) et bande V a également été conçu pour les applications satellitaires et 5G. Ce dernier est basé sur la technique d'entrelacement.
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Automatique, productique et robotique
/ 16-12-2019
Denoyer Yves
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La stimulation cérébrale transcrânienne à courant continu (tDCS) est une technique de neuromodulation qui a connu un essor récent en neurologie clinique et en neuropsychologie. La stimulation cathodale a un effet inhibiteur sur le cortex cérébral, qui pourrait avoir une action thérapeutique dans l’épilepsie focale, avec des effets rémanents parfois durables. Les mécanismes neurophysiologiques en restent mal connus. La première partie de ce travail est une étude clinique pilote visant à tester un nouveau matériel de tDCS à haute résolution dans l’épilepsie focale pharmacorésistante. 5 patients ont eu une session unique de 30 minutes de tDCS cathodale individuellement paramétrée selon un algorithme d’optimisation du champ électrique. L’EEG a été enregistré avant, immédiatement après, à h8 et h24 de la stimulation. Les crises épileptiques ont été dénombrées sur une semaine avant et après. 1 patient a eu une amélioration clinique et sur certains paramètres EEG, de manière reproductible. 3 patients n’ont pas eu de modification de leur épilepsie. Un patient a rapporté une aggravation clinique, avec possiblement un corrélat électrophysiologique. Ces résultats sont discutés, en essayant de comprendre leur hétérogénéité et les pistes à envisager pour les améliorer. La deuxième partie décrit la conception d’un modèle computationnel visant à expliquer certains effets de la tDCS sur le cortex à échelle microscopique. Un modèle de colonne corticale intégrant 10.000 neurones (cellules principales glutamatergiques et 3 types d’interneurones GABAergiques) connectés par 5.106 synapses, est construit en respectant une topographie et un fonctionnement synaptique simplifié qui intègre des règles de plasticité homéostatique. On étudie le potentiel membranaire moyen des cellules principales, censé représenter le potentiel de champ local. On simule un champ électrique externe représentant la tDCS, qui influence la genèse des potentiels d’action et la neurotransmission présynaptique. En conditions d’hyperexcitabilité simulant un cortex épileptique, un champ externe cathodal peut diminuer la fréquence des paroxysmes. Une plasticité homéostatique appliquée simultanément peut induire des effets rémanents, suggérant que ces derniers reposent partiellement sur les effets immédiats couplés à la plasticité.
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