Nous proposons une approche de planification unifiée pour robots humanoïdes réalisant des tâches de locomotion et de manipulation nécessitant une dextérité propre aux systèmes anthropomorphes. Ces tâches sont basées sur des transitions de contacts ; contacts entre les extrémités des membres locomoteurs et l'environnement dans le cas du problème de locomotion par exemple, ou entre les extrémités de l'organe préhensible effecteur et l'objet manipulé dans le cas du problème de manipulation. Nous planifions ces transitions de contacts pour des systèmes abstraits constitués d'autant de robots, d'objets, et de supports dans l'environnement que désiré/nécessaire pour la modélisation du problème. Cette approche permet de s'affranchir de la distinction de nature entre tâches de locomotion et de manipulation et s'étend à une variété d'autres problèmes tels que la coopération entre plusieurs agents. Nous introduisons notre paradigme de planification non-découplée de locomotion et de manipulation en exhibant la stratification induite dans l'espace des configurations de systèmes simplifiés pour lesquels nous résolvons analytiquement le problème en comparant des méthodes de planification géométrique, non-holonome, et dynamique. Nous présentons ensuite l'algorithme de planification de contacts basé sur une recherche best-first. Cet algorithme fait appel à un solveur de cinématique inverse qui prend en compte des configurations de contacts générales dans l'espace pouvant être établis entre robots, objets, et environnement dans toutes les combinaisons possibles, le tout sous contraintes d'équilibre statique et de respect des limitations mécaniques des robots. La génération de mouvement respectant l'équation de dynamique Lagrangienne est obtenue par une formulation en programme quadratique. Enfin nous envisageons une extension à des supports de contact déformables en considérant des comportements linéaires-élastiques résolus par éléments finis. / We propose a unified planning approach for autonomous humanoid robots that perform dexterous locomotion and manipulation tasks. These tasks are based on contact transitions; for instance between the locomotion limbs of the robot and the environment, or between the manipulation end-effector of the robot and the manipulated object. We plan these contact transitions for general abstract systems made of arbitrary numbers of robots, manipulated objects, and environment supports. This approach allows us to erase distinction between the locomotion and manipulation nature of the tasks and to extend the method to various other planning problems such as collaborative manipulation and locomotion between multiple agents. We introduce our non-decoupled locomotion-and-manipulation planning paradigm by exhibiting the induced stratification of the configuration space of example simplified systems for which we analytically solve the problem comparing geometric path planning, kinematic non-holonomic planning, and dynamic trajectory planning methods. We then present the contact planning algorithm based on best-first search. The algorithm relies on an inverse kinematics solver that handles general robot-robot, robot-object, robot-environment, object-environment, non-horizontal, non-coplanar, friction-based, multi-contact configurations, under static equilibrium and physical limitation constraints. The continuous dynamics-consistent motion is generated in the locomotion case using a quadratic programming formulation. We finally envision the extension to deformable environment contact support by considering linear elasticity behaviours solved using the finite element method.

Developing native applications for different platforms with different resolutions and screen sizes is both time consuming and costly. If developers were able to develop one web based application which can be used on multiple platforms, yet retain the same level of security as a native application, they would be able to reduce both development time and costs. In this thesis we will investigate the possibilities of achieving a level of security in a web-based application that can equal that of a native application, as well as how to develop an application that uses the Mina Vårdkontakter (My Healthcare Contacts) framework.

Les roulements à billes sont l’un des composants les plus importants et les plus critiques dans les turbomachines ou dans les éoliennes. Les butées à billes rencontrées dans les pieds de pales d’éoliennes doivent supporter des chargements très élevés, avec des bagues très fines par rapport aux dimensions du palier. Le roulement à quatre points de contact à haute vitesse est un autre exemple de bagues minces, où la cinématique interne est fortement liée à la géométrie des pistes qui elle, dépend de la rigidité des bagues et des logements. Pour cette application, les pistes intérieures et extérieures sont archées et bien souvent constituées de deux demi-bagues. La souplesse de ces dernières ainsi que celle du logement modifie la géométrie interne et l’interaction entre les composants. Il est proposé dans cette thèse un modèle permettant de dimensionner des roulements à billes à quatre points de contact, principalement dans le domaine d'application des turbines aéronautiques. Ce modèle est capable de rendre compte des déformations globales des bagues et de leur logement et environnement proche. Un ensemble de travaux existants et différentes possibilités envisagées pour la mise en place d’un modèle de roulement à bagues déformables est présenté pour définir une stratégie de couplage efficace entre un modèle analytique et un modèle éléments finis. La prise en compte de la souplesse des bagues s’appuie sur la résolution préalable d’un problème semi analytique de modélisation avec bagues rigides. Ensuite un couplage entre les résultats de ce modèle et un modèle éléments finis est réalisée pour prendre en compte la souplesse des bagues. Des choix sont nécessaires pour ce couplage, notamment sur la modélisation des contacts billes/bagues par l’utilisation de forces nodales pour simuler fidèlement ces contacts. Plusieurs méthodes sont ainsi évaluées pour calculer au mieux la nouvelle géométrie de la bague, en observant son comportement lorsqu'elle est soumise au contact d'une bille. Finalement, cette souplesse est intégrée au modèle semi analytique pour comparer le comportement d'un roulement à bagues rigides à celui d'un roulement à bagues souples. Des premiers résultats numériques sur une géométrie académique montrent des variations des grandeurs internes du roulement (angles de contact, ellipse de contact) ainsi qu’une meilleure répartition du chargement. Des essais ont été réalisés pour valider expérimentalement le modèle développé dans cette thèse. Les comparaisons par mesures du déplacement axial des bagues et des ondulations en surface des bagues montrent que la souplesse du support n’est pas négligeable, même dans le cas de bagues larges. Egalement, ces essais ont démontré la pertinence du couplage entre un modèle analytique et un modèle éléments finis pour rendre compte des déformations de bagues de roulements à billes à quatre points de contact. / Ball bearings are one of the most important and most critical part in turbomachine and wind turbine. They require a careful design in order to create reliability and economic relevance, which leads to compact bearings with high dynamic and static load capacity. Then ball bearing encountered in wind turbine must carry high loads, with thin rings regarding mean diameter of the bearing. High speed four point contact ball bearing is another example of thin rings, where internal kinematics is highly linked to raceway geometry, and raceway geometry depends on rings and housing stiffness. For this application, internal and external ring are arched and frequently made of two parts. There stiffness change the internal geometry and interaction with bearings components. It implies a change in load distribution and internal speed. As a consequence bearing and housing stiffness is an important parameter in order to estimate the admissible loads for the bearing. This thesis propose a model for the four point contact ball bearing, mainly for aeronautical turbine engine. This model can account for structural ring deformation as well as of housing deformation. Some existing work and different possibility for such a model are presented in order to define a coupling strategy between an analytical model and a finite element model. The accounting for ring stiffness rely on the resolution of a rigid ring semi analytical model. Then a coupling between this results and finite element results is done in order to account for ring stiffness. Some choices are made for the coupling, especially on ball/ring interaction by using nodal forces to model contact with fidelity. Some methods are evaluated to compute new ring geometry due to contacts with balls. Finally this stiffness is integrated in the semi analytical model in order to compare the behavior of rigid ring bearing with deformable ring bearing. First numerical results on an academic bearing shows change in internal parameter (contact angle, contact ellipse) and a better load distribution. Some experimental tests are made in order to validate the model presented in this thesis. Comparison on axial displacement and ring surface undulation shows that housing stiffness is not negligible even with large ring bearing. This tests show the relevance of a coupling between an analytical model and a finite element model in order to account for ring deformation in four point contact ball bearing.

Le système nerveux est un réseau complexe qui détecte et analyse les informations. Ces informations sont transmises entre cellules grâce à des connections synaptiques et des jonctions communicantes. Ce réseau n’est pas statique et évolue au cours du développement, de l’apprentissage mais aussi durant le processus de vieillissement – naturels ou pathologiques. Comprendre le système nerveux et son fonctionnement requiert une analyse des connections synaptiques in vivo chez un animal model tel que Caenorhabditis elegans. Cependant les techniques actuellement disponibles pour C. elegans sont laborieuses, ne dépendent pas forcément d’une interaction trans-synaptique ou fixent la synapse. Par conséquent, ces approches ne permettent pas de réaliser des études de populations et dynamiques des modifications synaptiques. Dans ce manuscrit, je décris tout d’abord une nouvelle technique pour visualiser les synapses in vivo chez le vers C. elegans. Cette technique appelé iBLINC (in vivo Biotin Labeling of INtercellular Contacts) qui consiste en la biotinylation d’un peptide par une ligase d’Escherichia coli, BirA. Ces deux molécules sont fusionnées à des protéines trans-membranaires qui forment un complexe à la synapse. La biotinylation est détectée grâce à une streptavidin monomérique taguée avec un fluorophore qui est secrétée dans l’espace extracellulaire. J’ai démontré que cette technique est directionnelle et dynamique. En utilisant iBLINC pour visualiser des synapses faisant partie du circuit sensoriel de C. elegans, une évolution du nombre et de la taille des synapses a pu être observée avec l’âge. Il semblerait que ce changement soit dépendant du segment de la zone synaptique observée. Ces résultats ont été corroborés par l’observation d’une diminution du nombre de vésicules pendant le vieillissement grâce à un marqueur pré-synaptique des synapses GABAergique de la jonction neuromusculaire. Pour conclure, ce manuscrit décrit une nouvelle technique permettant d’observer les synapses chez le vers vivant et démontre une évolution naturelle du nombre de synapses et du nombre de vésicules pré-synaptiques avec l’âge. / The nervous system is a complex network that senses and processes information and is essential for the survival of both vertebrates and invertebrates as it is involved in behavior responses. Information within the network is transmitted through specialized cell-cell contacts, including synaptic connections. Importantly, the network is not static and is believed to change during development and learning, as well as during pathological or normal age-related decline. Studying the nervous system in vivo requires the use of animal models such as Caenorhabditis elegans. Understanding of behavior and development requires visualization and analysis of synaptic connectivity. However, existing methods are laborious and may not depend on trans-synaptic interactions, or otherwise ‘trap’ the synapses by fixing the connections, thus precluding dynamic studies. In order to study synaptic modifications, we developed a new transgenic approach for in vivo labeling of specific connections in C. elegans, called iBLINC (in vivo Biotin Labeling of INtercellular Contacts). iBLINC involves the biotinylation of an acceptor peptide (AP) by the Escherichia coli biotin ligase BirA. Both are fused to two interacting post- and pre-synaptic proteins, respectively. The biotinylated acceptor peptide fusion is detected by a monomer streptavidin fused to a fluorescent protein that is transgenically expressed and secreted into the extracellular space. The method is directional, bright and dynamic. Moreover it correlates well with electron micrograph reconstruction. Using this new technique to observe synapses, which are part of the thermosensory circuitry of C. elegans, during aging, we could conclude that the connection pattern varies with age and within a population. Changes of the number and size of the synapses were observed during aging. Some segments of the synaptic region seem to be more affected than others by the aging process. Those results were corroborated by using a GABAergic pre-synaptic marker which allowed us to visualize a decline of the vesicle number with aging. In summary, in this thesis I explained a new in vivo trans-synaptic method to visualize synapses in C. elegans. Then I demonstrated that a natural decline in the number of synapses as well as the number of vesicles occurs during aging.

On s'intéresse à la modélisation des matériaux granulaires composés d'agrégats non-convexes et cohésifs en vue d'application à la rhéologie des poudres d'UO2. L'influence du degré de non-convexité des particules est analysé en termes de grandeurs macroscopiques (frottement interne et cohésion de Coulomb) et de paramètres micro-mécaniques tels que l'anisotropie de la texture et la transmission des efforts. Il apparaît en particulier que la compacité évolue d'une manière complexe avec la non-convexité et que la résistance au cisaillement augmente mais sature sous l'effet d'imbrication entre agrégats. Des modèles simples sont introduits pour décrire ces comportements en termes de paramètres micro-mécaniques. De même, des études systématiques par cisaillement, compaction uniaxiale et compression simple montrent que la cohésion interne augmente avec la non-convexité mais est fortement contrôlée par les conditions aux limites et l'apparition de bandes de cisaillement ou de concentrations de contraintes. / We model in this work granular materials composed of nonconvex and cohesive aggregates, in view of application to the rheology of UO2 powders. The effect of nonconvexity is analyzed in terms of bulk quantities (Coulomb internal friction and cohesion) and micro-mechanical parameters such as texture anisotropy and force transmission. In particular, we find that the packing fraction evolves in a complex manner with the shape nonconvexity and the shear strength increases but saturates due to interlocking between the aggregates. We introduce simple models to describe these features in terms of micro-mechanical parameters. Furthermore, a systematic investigation of shearing, uniaxial compaction and simple compression of cohesive packings show that bulk cohesion increases with non-convexity but is strongly influenced by the boundary conditions and shear bands or stress concentration.

Syftet var att, utifrån ett urval av människor med erfarenhet av problematisk narkotikakonsumtion, generera kunskap och förståelse om hur familjefaktorer samt reaktioner och agerande från samhällskontakter kan fungera som riskfaktorer för att människor blir problematiska narkotikakonsumenter. Fem semistrukturerade intervjuer med människor med erfarenhet av problematisk narkotikakonsumtion genomfördes. De teoretiska utgångspunkterna som användes för analysarbetet var Goldberg (2010):s stämplingsteoretiska modell och Nakken (1999):s missbrukarprocessteori. Resultatet visade att de riskfaktorer som kan härledas ur familjefaktorer var att bli utsatt för fysiskt våld, att vara familjens syndabock samt att ha fysiskt eller emotionellt frånvarande föräldrar. Samhällsfaktorer som visade sig vara riskfaktorer var att vara förskolan/skolans syndabock, att bli flyttad till specialklass samt att bli placerad utanför hemmet av socialtjänsten. Studien visade även på ett samband mellan problematiska familjeförhållanden och problematiska samhällskontakter. Studien visade att problematiska familjeförhållanden upplevdes som mest betydande för utvecklandet av en problematisk narkotikakonsumtion. / The main purpose with this study was to generate knowledge and understanding of how family factors and the reaction and behaviour of social contacts may serve as risk factors for people becoming drug comsumers. Five semi- structrured intervjues with people with problematic drug use was conducted. Theoretical starting points that was used for the analysis was Goldberg (2010)'s stamping theoretical model and Nakken (1999)'s abusing process theory. The result showed that the risk faktors that can be derived from family factors where being subjected to physical violence, to be the family scape goat or having phycisal or emotional absent parents. Social factors that were found to be risk factors was to be preschool/schools scapegoat, to be tranferred to the special class and to be placed outside the home by social services. The study also showed a correlation between problematic family relations and problematic social contacts.  The study shows that problematic family factors perceived as most significant for the development of problematic drug use.

La modélisation mathématique en épidémiologie utilise traditionnellement l’hypothèse de mélange homogène des individus dans la population. Si certains modèles structurés permettent de tenir compte de l’hétérogénéité apparente (spatiale, temporelle), ils permettent rarement de la caractériser à l’échelle d’un individu. Dans cette thèse, nous présentons les résultats de l’analyse conjointe des contacts interindividuels et du portage individuel de Staphylococcus aureus. Ces données, collectées dans l’hôpital de soins de suite de Berck-sur-Mer pendant 6 mois, permettent de mettre en évidence l’intérêt de l’étude des structures de contacts pour établir des nouvelles mesures de contrôle dans la lutte contre les infections nosocomiales, et plus généralement pour apporter un nouveau substrat informatif aux modèles épidémiologiques.Après avoir rappelé dans une première partie les différents modèles usuels utilisés en épidémiologie et les hypothèses qu’ils imposent, nous présentons l’étude I-Bird qui vise à identifier, par l’utilisation des nouvelles technologies de l’information, de nouvelles méthodes pour limiter la dissémination de bactéries nosocomiales.Dans une première étude, nous démontrons que l’utilisation de capteurs électroniques de proximité fournit un proxy valable pour la collecte des interactions interindividuelles pouvant mener à transmission de S. aureus entre patients et personnels soignants dans un établissement de soins de suite et de réadaptation. Nous exploitons ensuite ces données de façon à fournir une évaluation quantitative du risque individuel d’acquisition de S. aureus, dans l’optique de réduire la dissémination de bactéries multirésistantes. / Mathematical modeling in epidemiology often assumes that individuals mix at random within a population. Age-structured models allow for more realistic contact rates, depending on the age of individuals, yet such models can’t characterize the heterogeneity at the individual level.In this thesis, we present the results of a prospective, longitudinal study conducted during 6 months in a long-term care facility located in Berck-sur-Mer, France. We show that high-resolution contact structures can be used to design new intervention strategies in order to reduce the spread of nosocomial bacteria and inform models with more realistic contact patterns.After first recalling the usual modeling frameworks used in epidemiology and their underlying hypothesis, we detail the data collected as part of the I-Bird study. This study focuses on understanding how Staphylococcus aureus spreads between individuals in a healthcare setting.In a first study, we provide empirical results that validate the use of electronic records as a good proxy for close-proximity interactions that can lead to the dissemination of S. aureus. We then set out to identify contact-related risk factors for S. aureus colonization, in an effort to detect situation of increased risk. Such situations could help enforce new intervention strategies that rely on the observed contact network, to efficiently reduce the burden of S. aureus, ultimately helping to reduce the spread of multidrug-resistant bacteria.

Master's thesis is aimed at the use of given type of laser in the solar cells manufacturing. The first part of thesis is focused on photovoltaic theory, lasers and photovoltaic applications of solid-state lasers. Second part of thesis is practical realization of theoretical analysis. The evaluation of laser usability for variety of applications on solar cells and recommendation for entry settings on laser.

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Silicon carbide is a semiconductor with a wide bandgap of up to 3.2 eV and is capable of operating in extreme conditions, high temperature and high energy modes. This work focuses on the investigation of electrical and optical properties of monocrystalline SiC by various methods including Raman spectroscopy, volt-ampere characteristics, L-TCT and spectroscopic techniques. The adhesion of contacts and the influence of different contact materials on the ability to detect ionizing radiation are also studied to optimize the technology of preparation of quality SiC-based radiation detectors.