Le développement des systèmes embarqués est complexe. Cette complexité a plusieurs origines.D’une part, elle provient des caractéristiques propres des systèmes embarqués (mesureet contrôle du monde physique, exécution sur une plate-forme physique limitée en ressources,autonomie, fiabilité, réactivité, . . . ) qui les distinguent des systèmes purement logiciels. D’autrepart, elle est due aux fortes contraintes industrielles auxquelles ces systèmes sont soumis : coûtset délais de développement et de fabrication, équipes pluri-disciplinaires, certification et documentationdes systèmes. Afin de maitriser cette complexité, un certain nombre de méthodeset de langages furent proposés. Ils mettent l’accent sur une modélisation de l’application etde la plate-forme constituant le système embarqué. Cependant, les notions de méthode et deprocessus de développement qui abordent le problème de description des activités à réaliserne sont pas bien connues dans le domaine de l’ingénierie des systèmes embarqués et les méthodesactuelles tirent peu parti de l’expérience capitalisée dans d’autres domaines d’ingénierietels que les systèmes d’information. L’enjeu de cette thèse est la définition, la formalisation etl’outillage d’une méthode couvrant le développement des systèmes embarqués. Pour ce faire,ces travaux ont été axés autour de quatre contributions majeures : (1) la formalisation d’unprocessus guidé et d’un langage permettant une modélisation homogène d’une application et desa plate-forme, (2) la composition de plates-formes complexes permettant une implémentationprogressive d’une application sur sa plate-forme réelle, (3) l’intégration de la gestion de projetet de la traçabilité couplées aux produits offrant au chef de projet un moyen de mesurer etde piloter l’avancement de progression, d’organiser son équipe et de paralléliser les développements,et (4) le développement d’un outil dédié aux supports du processus, du langage et de lagestion de projet. / Embedded system development is complex. This complexity has several sources. A firstone is embedded system own specificities (physical world measurement and control, executionon a physical resource-constrained platform, reliability, responsiveness, . . . ) that distinguishthemselves from software systems. Another one comes from industrial concerns about whomthese systems are subject to : product and development costs and delays, multidisciplinaryteams, system documentation and certification. To handle this complexity, few methods andlanguages have been proposed. They focus on a modeling of both application and platform partincluded in an embedded system. However, the notions of method and process model are barelyknown from the embedded system community and current methods do not capitalize on theknowledge acquired by other engineering domains like information systems. The goal of thisthesis is the definition, the formalization and the tooling of an embedded system developmentmethod. To do that, this work focuses on four main contributions : (1) the formalization ofa guided process and a language to ensure a consistent modeling of both the application andthe platform, (2) the composition of complex platforms to permit a progressive implementationof an application on its concrete platform, (3) the integration of a project management anda product traceability allowing the project manager to measure and monitor the developmentprogress, to organize his team and to parallelize the development, and (4) the development ofa tool designed to support the process, the language and the project management

Le stress oxydant correspond à un déséquilibre entre les défenses antioxydantes et les espèces pro-oxydantes en faveur de ces derniers. Il joue un rôle central dans de nombreuses pathologies telles que l'obésité, le diabète et les maladies cardiovasculaires. Le diabète est caractérisé par une hyperglycémie chronique, source d'un stress oxydant accru et de dommages oxydatifs tissulaires. Notamment l'hyperglycémie favorise la glycation des protéines aboutissant à la formation de produits avancés de glycation (AGE). Bien que l'action délétère des AGE soit reconnue dans le diabète, leurs rôles au niveau cardiaque et adipeux restent encore assez méconnus. L'objectif de mon travail de thèse a été de déterminer les effets du stress oxydant, induit par l'hyperglycémie et l'albumine glyquée, au niveau des tissus adipeux et cardiaque, mais aussi au niveau de lignées cellulaires adipocytaires et cardiaques. Mes résultats ont montré un impact délétère de l'hyperglycémie tant au niveau cellulaire que tissulaire. De plus, certains dysfonctionnements identifiés au niveau de cœurs ou de tissu adipeux provenant de modèle animaux diabétiques ont pu être reproduits in vitro par l'incubation de lignées cellulaires adipeuses ou cardiaques en présence d'albumine glyquée. Cette étude propose de nouveaux éléments de compréhension sur les dommages de type oxydatif dans le cadre de la pathologie diabétique et ouvre de nouvelle piste d'étude sur le rôle spécifique que pourrait exercer les AGE issus de l'albumine au niveau du tissu adipeux et cardiaque. / Oxidative stress is defined as “an imbalance between oxidants and anti-oxidants in favor of the oxidants”, leading to a disruption of redox signaling and control and/or molecular damage. It plays a central role in many diseases such as obesity, diabetes and cardiovascular diseases. Diabetes is characterized by chronic hyperglycemia, a source of increased oxidative stress and tissue oxidative damage. In particular, hyperglycemia can promote protein glycation leading to the formation of advanced glycation end products (AGEs). Although the deleterious action of AGEs in diabetes is recognized, its impact in the heart and adipose tissues remains relatively unknown. The objective of this thesis was therefore to determine the effects of hyperglycemia-induced oxidative stress together with glycated albumin on the redox balance of adipose and cardiac tissues, and also by in vitro analysis of heart and adipocyte cell lines.This study revealed enhanced oxidative stress and damage induced by hyperglycemia at both cellular and tissue levels. In addition, the oxidative damage identified in heart and adipose tissues isolated from diabetic mice could be reproduced in vitro by the incubation of adipose or cardiac cell lines in the presence of glycated albumin. The current study proposes novel insights into redox imbalance in adipose and heart tissues of diabetic/obese mice and highlights the role of AGEs (especially glycated albumin) as a putative contributor to adipocyte and cardiomyocyte dysfunction.

L’excès de masse grasse, notamment infantile est en perpétuelle augmentation à l’échelle mondiale. Plusieurs études ont montré une association entre cette prise de poids et la survenue de pathologies cardiovasculaires. Cependant, il semble nécessaire de renforcer notre compréhension des liens existant entre la survenue de maladies cardiovasculaires à l’âge adulte et l’existence d’un surpoids durant l’enfance et/ou l’adolescence. Afin de répondre à cette problématique, nous avons utilisé un modèle de suralimentation postnatale chez le rongeur, basé sur la réduction des portées à la naissance. Ainsi, les travaux réalisés au cours de ce Doctorat ont permis de mettre en évidence l’impact d’une surnutrition postnatale précoce sur le développement ultérieur d’altérations cardio-métaboliques. Dans un premier temps, nous avons montré qu’une prise de poids précoce, chez le rat et la souris, induisait une augmentation pérenne de la masse corporelle adipeuse, associée à des perturbations des paramètres biochimiques, représentées par une augmentation de la glycémie, de l’insuline, du cholestérol et de la leptine plasmatique.Dans un deuxième temps, le volet oxydant a été exploré. Ainsi, les animaux ayant subi une suralimentation postnatale, une fois adultes, voient leur niveau de stress nitro-oxydant augmenter au niveau circulant et sur le plan tissulaire cardiaque, alors que des enzymes antioxydantes telles que les superoxydes dismutases et les catalases y présentent une activité augmentée.Dans un troisième temps, l’exploration de la fonction cardiovasculaire a montré, in vivo, que la suralimentation postnatale réduisait de manière significative la contractilité myocardique et induisait une augmentation des niveaux de pression artérielle systolique et diastolique chez la souris. Ex vivo, les cœurs de souris adultes ayant subi une suralimentation postnatale présentaient une plus grande sensibilité aux lésions induites par l’ischémie reperfusion, libérant plus d’enzyme lactate deshydrogénase (LDH) et montrant une taille de nécrose ventriculaire très significativement accrue. De plus, l’étude du remodelage cardiaque a montré chez ces animaux une augmentation de la fibrose associée à une augmentation à la fois de l’expression et de l’activité des métallo-protéinases de type 2 (MMP-2). Enfin, d’un point de vue de l’expression génique cardiaque, notre étude montre que la suralimentation postnatale induit très précocement, dès le sevrage, des différences d’expression portant sur plus de 822 gènes cardiaques, et notamment des gènes de structure comme ceux d’isoformes du collagène ou de protéines de la matrice extracellulaire, ce qui pourrait expliquer la présence d’un remodelage d’origine précoce.Il est évident que des travaux supplémentaires s’imposent afin d’expliquer les mécanismes mis en jeu au cours de ces différentes altérations. Cependant, il apparaît clairement que des modifications nutritionnelles lors d’une période du développement suivant immédiatement la naissance peuvent induire à long terme des altérations d’ordre biochimique, oxydative et cardiovasculaires / No abstract

Ce travail de recherche porte sur le développement et la mise au point d'un récupérateur d'énergie vibratoire MEMS à transduction capacitive dédié aux applications biomédicales et plus particulièrement aux stimulateurs cardiaques sans sondes autonomes. Cette application impose une miniaturisation poussée (volume inférieur à 1 cm³), une puissance de sortie dans la gamme allant de 1 à 10 µW et une compatibilité vis-à-vis des systèmes d'Imagerie à Résonance Magnétique (IRM). Ces contraintes ainsi que l'effet de la gravité ont été pris en compte sur tout le flot de conception afin d'obtenir un dispositif innovant en technologie MEMS silicium capable de fournir une puissance de sortie suffisante quelle que soit son orientation une fois implanté. Afin de convertir efficacement les battements cardiaques ayant un spectre étendu (de 1 à 50 Hz) pour une amplitude d'accélération faible (inférieure à 1 g), le système emploie des bras de suspension ayant une raideur non-linéaire ce qui permet d'étendre notablement la bande passante effective du système. Cette non-linéarité est ici induite de manière originale en faisant en sorte que la forme initiale des bras de suspension soit une combinaison linéaire des modes de déformée propre d'une poutre doublement encastrée. Un soin particulier a été apporté afin de modéliser ceci dans le but de prédire la réponse mécanique du système quels que soient les stimuli imposés. Afin de réaliser les différents dispositifs de test, une technologie MEMS de type SOG (Silicon-On-Glass) a été développée. Cette technologie permet d'obtenir des structures en silicium monocristallin avec un fort rapport d'aspect tout en limitant le budget thermique et se montre donc compatible avec une éventuelle industrialisation. Ceci a été prouvé via la réalisation de multiples véhicules de test qui se sont montrés totalement fonctionnels. Ainsi la pertinence des modèles théoriques permettant de prédire le comportement non-linéaire des ressorts employés a été prouvée de manière expérimentale. De même, les récupérateurs d'énergie réalisés ont été testés en régime harmonique mais également via des stimuli cardiaques et ont montré une large bande passante avec une puissance de sortie équivalente à celle donnée dans l'état de l'art et ce, quelle que soit leur orientation par rapport à la gravité. / Present work addresses question of MEMS capacitive vibrational energy harvesting for biomedical applications, and notably for powering an autonomous leadless pacemaker system. Such an application imposes several critical requirements upon the energy harvesting system, notably the sufficient miniaturization (<1cm³), power output in range of 1-10 µW, compatibility with Magnetic Resonant Imaging (MRI). This work addresses a problematic of MEMS energy harvester design, simulation, fabrication and characterization fulfilling such a requirement. Moreover, a gravity effect is studied and taken into account in the conception of the device to ensure the power output at various orientations of the harvester. To attain a heartbeat frequencies (1-50 Hz) and acceleration amplitudes (<1g), the use of nonlinear springs is proposed. A nonlinear stiffness is implemented in original way of introducing a natural bending mode shapes in the initial beam form. A mechanical description of bending mode coupling along with its impact on a reaction force of the suspension springs is presented. An innovative clean room technology based on silicon-on-glass (SOG) wafers is developed for the fabrication of the innovative energy harvesters with high width-to-depth aspect ratio. A straightforward and rapid low-temperature process with the possibility of future industrialization is validated by multiple experimental realizations of miniaturized MEMS energy harvesters. Fabricated microsystems are tested mechanically and electrically. Proposed theoretical model of the curved beam is validated with reactive force measurements of the MEMS springs. Energy harvesting experiments are performed for both harmonic and heartbeat mechanical excitations, which demonstrate the large bandwidth in low frequencies domain and a sufficiently large state-of-the-art power output for envisaged application under different orientations with respect to the gravity.

Afin de répondre aux besoins de la 5G, nous évaluons plusieurs visions du cœur de réseau. Nous comparons les performances des visions en mesurant le temps nécessaire pour établir le service pour l’utilisateur. De plus, nous proposons dans cette thèse un algorithme basé sur la théorie du contrôle permettant d’équilibrer la charge entre les instances AMF, et d’augmenter ou de diminuer le nombre d’instances AMF en fonction de la charge du réseau. En outre, nous proposons un nouveau mécanisme pour adapter les ressources du réseau cœur 5G en anticipant les évolutions, de la charge de trafic, grâce à des prédictions via des approches de machine learning. Enfin, nous proposons une solution pour généraliser les réseaux de neurones tout en accélérant le processus. / In order to fulfil the needs of 5G, we evaluate, using a testbed, multiple visions of core networks. We compare the performances of the visions in terms of the time needed to create the user data plane. In addition, we provide an algorithm based on Control Theory allowing to equilibrate the load on the AMF instances, and to scale out or in the AMF instances depending on the network load. Also, we propose a novel mechanism to scale 5G core network resources by anticipating traffic load changes through forecasting via deep learning approaches. Finally, we propose a novel solution to generalize neural networks while accelerating the learning process.

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La multiplication du nombre de cœurs de calcul présents sur une même puce va depair avec une augmentation des besoins en communication. De plus, la variété des applications s’exécutant sur la puce provoque une hétérogénéité spatiale et temporelle des communications. C’est pour répondre à ces problématiques que nous pré-sentons dans ce manuscrit un réseau d’interconnexion sur puce dynamiquement reconfigurable utilisant la Radio Fréquence (RF). L’utilisation de la RF permet de disposer d’une bande passante plus importante tout en minimisant la latence. La possibilité de reconfigurer dynamiquement le réseau permet d’adapter cette puce many-cœur à la variabilité des applications et des communications. Nous présentons les raisons du choix de la RF par rapport aux autres nouvelles technologies du domaine que sont l’optique et la 3D, l’architecture détaillée de ce réseau et d’une puce le mettant en œuvre ainsi que l’évaluation de sa faisabilité et de ses performances. Durant la phase d’évaluation nous avons pu montrer que pour un Chip Multiprocessor (CMP) de 1 024 tuiles, notre solution permettait un gain en performance de 13 %. Un des avantages de ce réseau d’interconnexion RF est la possibilité de faire du broadcast sans surcoût par rapport aux communications point-à-point,ouvrant ainsi de nouvelles perspectives en termes de gestion de la cohérence mémoire notamment. / The growing number of cores in a single chip goes along with an increase in com-munications. The variety of applications running on the chip causes spatial andtemporal heterogeneity of communications. To address these issues, we presentin this thesis a dynamically reconfigurable interconnect based on Radio Frequency(RF) for intra chip communications. The use of RF allows to increase the bandwidthwhile minimizing the latency. Dynamic reconfiguration of the interconnect allowsto handle the heterogeneity of communications. We present the rationale for choos-ing RF over optics and 3D, the detailed architecture of the network and the chipimplementing it, the evaluation of its feasibility and its performances. During theevaluation phase we were able to show that for a CMP of 1 024 tiles, our solutionallowed a performance gain of 13 %. One advantage of this RF interconnect is theability to broadcast without additional cost compared to point-to-point communi-cations, opening new perspectives in terms of cache coherence.

Devant l'augmentation des responsabilités professionnelles et financières, les infirmières sont appelées à revoir, identifier et délimiter leur contribution. Le but de cette étude descriptive est d'explorer la contribution des soins infirmiers dans le maintien ou J'amélioration de l'indépendance des personnes âgées et hospitalisées souffrant de problèmes cardiovasculaires chroniques. Le cadre de référence composé du cadre conceptuel de Virginia Henderson et du Nursing Role Effectiveness Model a servi de guide à cette recherche. À partir d'un échantillon non probabiliste, composé de cinq infirmières et de cinq personnes âgées, de l'observation structurée non participante de la pratique infirmière et des entrevues individuelles semi-structurées ont été réalisées. Les résultats montrent que les infirmières suppléent principalement aux besoins d'éviter les dangers et de se mouvoir. Enfin, les interventions infirmières mettent en évidence la contribution unique des soins infirmiers de par leurs effets positifs sur l'entretien de la vie et à sa qualité.

Le domaine de l’imagerie médicale a pris depuis de nombreuses années un essor sans pareil permettant le développement de nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement. Celles-ci se sont évidemment accompagnées de nombreux outils facilitant le travail des médecins. La présente thèse propose deux approches pour l’aide à la segmentation de structures anatomiques sur des images médicales. Une première technique se penche sur la détermination semi-automatique de l’aire de l’ouverture de la valve aortique. La combinaison des contours actifs et d’information a priori provenant de l’électrocardiogramme constitue une contribution majeure de cette méthode. Des essais ont été réalisés sur six patients. Ils ont produit une courbe de l’évolution temporelle de l’aire de la valve comparable à celle obtenue avec une segmentation manuelle. La seconde méthode permet de tracer les contours de la prostate sur des images de CT en exploitant l’information sur la prostate obtenue d’images d’échographie. L’objectif de cette méthode est de proposer des contours initiaux aux radio-oncologues afin de réduire la variabilité dans la détermination du volume de la prostate. La contribution majeure de cette technique est la projection des contours extraits de l’échographie sur les images de CT. Ces contours sont ensuite déformés pour les adapter à la forme réelle de la prostate sur l’image CT. Une étude clinique a été menée afin de vérifier l’impact de l’utilisation de cet outil d’aide au traçage des contours sur la variabilité intra et inter-observateurs. Les résultats de cette étude ont été très concluants puisqu’ils ont permis de montrer qu’il est possible de diminuer la variabilité inter-observateur de 6% sur le volume complet. L’étude n’a par contre pas permis de tirer une conclusion définitive concernant la diminution de la variabilité intra observateur. Le temps nécessaire pour le traçage des contours constituait aussi un aspect qui a été mesuré par cette étude. Les résultats obtenus montrent une diminution de 46% du temps nécessaire pour la réalisation des contours lorsque l’on propose des contours initiaux adaptés à l’image. / Since many years the use of medical imaging techniques has increased significantly. Medical imaging has driven the development of treatments and diagnosis to increase the efficiency and the precision of the physicians. This thesis proposes two methods to help the segmentation of anatomical structures in medical images. The first technique creates semi-automatic segmentation for the opening of the aortic valve. This method combines active contours (snakes) and a priori information from the electrocardiogram for guiding the segmentation. This association is the major contribution of this approach. This method has been tested on six patients. The curve of the area of the opening of the valve produced by the algorithm is very similar to the same curve obtained with manual segmentation. The second technique extracts a segmentation of the prostate on CT images using ultrasound data. The aim of this tool is to suggest initial contours to the physician in order to reduce the variability in his delineation of the prostate volume. The major contribution of this technique is to project planning ultrasound contours on the CT images. After the projection, the contours are directly adapted to the CT image with a deformation process. A clinical survey has been led to assess that this tool can help to reduce the intra and inter-observer variability in his delineation of the prostate volume. The result of this study shows that it is possible to reduce the inter-observer variability by 6% on the complete volume. It is also possible to reduce the intra observer variability by 12%. The time for delineation of the prostate was also a factor that was measured in the clinical study. It was found that it is possible to reduce the time to draw contours as much as 46% when initial contours are suggested to the physician.

Le diabète gestationnel est une condition pouvant augmenter le risque de certaines complications lors de la grossesse et de l’accouchement. De plus, la littérature actuelle suggère que les individus qui y ont été exposés in utero seraient plus à risque de développer certaines conditions de santé à plus long terme, telles que le diabète de type 2. Plusieurs études ont voulu déterminer si l’exposition au diabète gestationnel était associée à une adiposité plus importante pendant l’enfance, l’adolescence ou l’âge adulte. Toutefois, la majorité de ces études ont utilisé l’indice de masse corporelle comme mesure d’adiposité. L’utilisation d’autres méthodes offrant une estimation plus exacte de la quantité et de la distribution du tissu adipeux pourrait permettre d’obtenir des mesures qui sont davantage associées au risque cardiométabolique et ainsi, aider à mieux comprendre l’impact d’une exposition au diabète gestationnel sur la santé de l’enfant. Dans cet ordre d’idées, le présent projet avait pour but d’étudier l’association entre l’exposition prénatale au diabète gestationnel et le profil de risque cardiométabolique pendant l’enfance en comparant la composition corporelle et la distribution du tissu adipeux d’enfants exposés et non exposés au diabète gestationnel et en déterminant si ces mesures d’adiposité étaient associées à leur profil glycémique. Les résultats obtenus démontrent une plus grande proportion de masse grasse chez les enfants nés d’une grossesse compliquée par un diabète gestationnel ainsi qu’une distribution davantage centrale du tissu adipeux. En outre, ces altérations étaient associées à un profil glycémique défavorable. Plus d’études seront nécessaires pour mieux comprendre à quel moment et par quels mécanismes se développent ces altérations et aussi, pour déterminer s’il est possible de prévenir leur apparition et leur évolution vers le développement de l’obésité ou du diabète à plus long terme. / Gestational diabetes increases the risk of pregnancy and delivery adverse outcomes. Moreover, individuals exposed in utero may be at higher risk of developing health problems such as type 2 diabetes. Many studies aim to investigate the association between gestational diabetes exposure and increased adiposity during childhood, adolescence or adulthood. However, a majority of these studies used the body mass index as an adiposity measure. Other methods that estimate adipose tissue quantity and distribution with more accuracy could provide measures that are better associated with cardiometabolic risk and therefore, could help to better understand the impact of gestational diabetes exposure on health. In this context, this project aimed to study the association between prenatal exposure to gestational diabetes and cardiometabolic risk profile in children. More specifically, the aim of the study was to compare body composition and body fat distribution of children aged between three to twelve years old who had been exposed and non-exposed to gestational diabetes and to investigate if these adiposity measures were associated with glycemic profile. Results reveal an increased fat mass proportion and a more centralized body fat distribution in children born from a mother who experienced a diabetic pregnancy. Moreover, alterations observed in the body composition of children were associated with a detrimental glycemic profile. There is a need for more studies to understand when and how these cardiometabolic alterations are developing and to investigate if it is possible to prevent their emergence and later evolution into obesity or type 2 diabetes in the longer term.