L’avènement des nanotechnologies engendre une exposition accrue de l’homme aux nanomatériaux, représentant un risque d’un genre nouveau. A cet égard un grand nombre de recherches porte sur l’étude de leur toxicité. Néanmoins, les questions de dégradation et transformation des nanoparticules dans l’organisme sont encore peu abordées. Des études effectuées au laboratoire ont montré qu’après injection de nanoparticules d’oxyde de fer in vivo, celles-ci sont confinées dans les lysosomes où elles sont dégradées. Une partie de mes travaux de thèse se sont concentrés sur une voie possible de métabolisation des produits de dégradation issus de nanoparticules d’oxydes de fer par l’intermédiaire d’une protéine intervenant dans le métabolisme du fer, la ferritine. Nous avons élaboré plusieurs stratégies afin de détecter et de suivre le transfert de métaux vers la ferritine. Ces travaux ont permis de mettre en évidence un processus de prise en charge des produits de dégradation des nanoparticules d’oxyde de fer à l’échelle moléculaire. Une seconde partie de mes travaux ont été consacré au suivi des produits issus de la dégradation des nanoparticules d’oxyde de fer à l’échelle de l’organisme. La haute concentration endogène en fer rendant impossible ce suivi, une stratégie consistant à marquer les nanoparticules de fer avec un isotope du fer, le 57Fe, a permis de suivre les dynamiques de circulation des produits de dégradation in vivo sur une période de six mois. Nous avons également effectué un double marquage des nanoparticules, du cœur inorganique ainsi que de leur enrobage afin de caractériser leur intégrité in vivo / With the advent of nanotechnology, the exposure of humans to nanomaterials increased, representing a risk of a new kind. Although the potential toxicity of such nanomaterials is extensively studied, their long term fate, biotransformation and degradation in the organism are still poorly understood. It was demonstrated earlier in the laboratory, that after intravenous injection, iron oxide nanoparticles undergo local intracellular degradation within lysosomes. In this context, we are interested in the fate of by products from iron oxide nanoparticles. Part of my thesis has focused on a possible pathway for metabolizing these degradation products through a protein involved in iron metabolism, the ferritin. We first studied, in solution, the degradation processes of iron oxide nanoparticles in the presence of these proteins as well as the iron transfer processes from nanoparticles to ferritin. The difficulty is the high concentration of endogenous iron which makes impossible to demonstrate these in vivo transfers. Thus, we have developed a strategy, using doped iron oxide nanoparticles with a scarce element in the organism, to track these phenomena in vivo. This work highlighted a possible mechanism of biological recycling, remediation and detoxification of nanoparticles mediated by endogenous proteins at the molecular scale. A second part of my work was devoted to develop a multi-scale method to study the life cycle of metal oxide nanoparticles and their by products in organism. The main challenge is to differentiate iron stemming from the nanoparticles from the endogenous iron. This specific tracking problem is routinely encountered in geochemical studies and solved by labelling the target material with minor stable isotopes. Therefore, iron oxide nanoparticles enriched in the minor stable isotope 57Fe were synthetized and injected intravenously in mice to follow dynamic circulations of iron oxide nanoparticles and their byproducts. We have also labelled the coating to track the nanoparticles integrity in mice over a period of six month

Le développement, l'exploitation et la maintenance des systèmes urbains intelligents sont des tâches très complexes et impliquent de nombreux acteurs de différentes disciplines et domaines. Dans la plupart des cas, ces systèmes se trouvent à différentes phases de conception, de déploiement et d'exploitation, c'est-à-dire à différentes phases de leur cycle de vie. Par conséquent, les concepts de gestion du cycle de vie sont très importants pour mieux gérer le développement des villes intelligentes en tant qu'écosystème complet à travers les différentes phases du cycle de vie. Cet argument est étayé par les résultats de notre enquête sur les villes intelligentes, où les informations récoltées des parties prenantes interrogées prouvent la pertinence d’une approche cycle de vie pour répondre aux neuf préoccupations identifiées; non alignement sur les objectifs stratégiques, échec réglementaire au niveau des différentes phases, retard dans le «time to market», processus disjoints, partage des connaissances et traçabilité des données difficiles, échange inefficace de données/informations; et utilisation inefficace et inefficiente des infrastructures. Pour répondre aux préoccupations mentionnées ci-dessus, cette thèse propose l'application des éléments fondamentaux du cycle de vie aux villes intelligentes, ce qui nécessite l'introduction de la notion de temps dans la modélisation urbaine intelligente en ajoutant le point de vue « cycle de vie » comme nouvelle dimension de leurs architectures multicouches. L'approche proposée comprend deux éléments. Le premier est le modèle tridimensionnel qui permet aux développeurs de villes intelligentes d'envisager trois points de vue : les couches de l'architecture, le temps (phases du cycle de vie) et les domaines. Le deuxième correspond à la notion d'interaction qui permet l'intégration entre les systèmes de gestion du cycle de vie et les plateformes IoT. Cette approche est validée à travers un cas d'utilisation d’un système de stationnement intelligent « Smart Parking », proposé dans le cadre de la Coupe du Monde™ de la FIFA 2022. Le système de stationnement intelligent proposé est stratégiquement aligné sur les objets Smart Qatar et relie toutes les parties prenantes concernées à travers les différentes phases du cycle de vie. Pour assurer l'interopérabilité sémantique, le système de stationnement intelligent utilise les normes DATEX II pour les données statiques et dynamiques liées au stationnement. Enfin, le cas d'utilisation met l'accent sur l'intégration entre les données liées au cycle de vie et les données IoT à travers l'interaction entre un système de cycle de vie Aras Innovator® (construction de nomenclatures, gestion de configurations, etc.) et une plate-forme d’implémentation de référence IoT O-MI/O-DF (publication peer-to-peer, découverte d'informations liées au stationnement sous une forme agrégée). / Smart city system development, operation and maintenance are very complex tasks and involve numerous stakeholders from different disciplines and domains. In most cases, these systems are at different phases of design, deployment and operation, i.e. at different phases of lifecycle. Hence, lifecycle management concepts are very important to better manage smart city development as a complete ecosystem across different phases of lifecycle. This argument is supported by the findings of our smart city survey, where the information gathered from interviewed stakeholders proves the relevance of a lifecycle approach to address the identified nine concerns; non-alignment to strategic objectives, regulatory failure at different phases, delay in “time to market”, disjointed processes, difficult knowledge sharing and data traceability, inefficient and delayed exchange of data/ information, and inefficient and ineffective use of infrastructure.To address the abovementioned concerns, this thesis proposes the application of lifecycle management concepts in smart cities, which requires the introduction of the time notion to smart city modeling by adding the lifecycle viewpoint as a new dimension to the multi-layered architecture. The proposed smart city lifecycle-based approach consists of two components. First, the three-dimensional model that enables smart city developers to consider three viewpoints: Architecture Layers, Time (Lifecycle Phases), and Domains. Second, the interaction approach that enables integration between lifecycle management systems and IoT platforms. This approach is validated through a use-case of Smart Parking System, proposed as part of the FIFA World Cup™ 2022. The proposed smart parking system is strategically aligned to Smart Qatar objectives and connects all relevant stakeholders across the different lifecycle phases. To ensure semantic interoperability, the smart parking system uses the DATEX II standards for static and dynamic parking related data. Finally, the use-case focuses on the integration between lifecycle related data and IoT data through the interaction between Aras Innovator® lifecycle system (BoM construction, configuration management, etc.) and the O-MI/O-DF IoT Reference Implementation Platform (peer-to-peer publication and discovery of parking-related information in an aggregated form).

Les travaux sur le contexte augmenté en conception produit, permet de sensibiliser les concepteurs sur leur choix en conception pour l'assemblage. L'approche présentée conclura sur la méthode pour développer un démonstrateur informatique, basé sur des cas d’études de conception mécanique. L’objectif de celui-ci est de capturer l’intention de conception, afin de proposer une aide utile aux acteurs métier, comme un support de conception, dans la prise de décisions, la vérification/validation, et la structuration de données. / Works on the design context augmentation in product design, makes it possible to make awareness designers on their choice in the design for assembly. The presented approach will conclude on the method to develop a informatic system, based on case studies of mechanical design. The purpose of the project is to capture the design intent, in order to provide useful assistance to stakeholders, such as design support, decision making, verification/validation, and data structuring.

Les équipements électroniques envahissent progressivement l'univers quotidien. D'aucuns souhaiteraient que ces équipements puissent intelligemment réagir à l'activité de l'utilisateur afin de l'assister dans ces activités de tous les jours. Le domaine de l'Informatique Pervasive adresse la vision de ce monde naturellement numérique assistant les individus sans être intrusif.<br /><br />Face aux défis de l'Informatique Pervasive dans les réseaux locaux, notamment la distribution, l'hétérogénéité et la dynamique des équipements, cette thèse répond par une ligne de conduite et l'approche logicielle Home SOA. Cette ligne de conduite distingue les situations où les solutions protocolaires sont pertinentes et ramène les autres situations à des problèmes de génie logiciel. Parmi les solutions protocolaires, la proposition d'une interface uniforme de gestion de cycle de vie logiciel dans le Comité de Travail UPnP Device Management est une des contributions importantes. <br /><br />Le Home SOA est l'association de technologies de développement modulaire et d'un ensemble de patrons de conception orientés objets. Au-delà de l'orientation objet, le Home SOA exploite les modèles récents de composants à services et le concept de plateforme de services. Les pilotes orientés service masquent les aspects distribués tout en réifiant la dynamique des entités pervasives sur la plateforme. Les pilotes raffinés adaptent les objets mandataires dans des interfaces à la sémantique du domaine d'application visé. La contextualisation des services de la plateforme alliée à une automatisation de la sélection de service achève de simplifier le développement d'applications pervasives. Le cadriciel est implémenté au-dessus de la plateforme OSGi et est validé par la réalisation d'applications conscientes du contexte et mixant des domaines d'applications distincts dans le réseau domestique.

Les approches de conception et de programmation à base de composants et les architectures logicielles séparent les composants de leurs interconnexions. Ces dernières, souvent appelées connecteurs, possèdent des définitions diverses et contradictoires dans la communauté. Le but de cette thèse est de clarifier le concept de connecteur et de proposer un processus pour son implémentation sous la forme d'un ensemble de générateurs. Ainsi, nous définissons un connecteur comme un élément d'architecture qui évolue et se concrétise durant son cycle de vie. Nous discutons en détails les différents concepts relatifs à ce cycle de vie, et nous les illustrons au travers de la mise en œuvre et l'évaluation d'un connecteur d'équilibrage de charge. Pour finir, nous dressons une classification entre les deux types d'abstraction de communication : les connecteurs et les composants de communication. Ainsi, nous mettons en avant les différences et les principaux critères de choix entre ces deux entités.

Une méthode d'évaluation environnementale de tronçons routiers, modulaire, basée sur l'Analyse de Cycle de Vie et développée au LCPC, a été étendue aux calculs d'impacts et aux matériaux alternatifs. L'objet de cette thèse était de comparer des variantes d'autoroutes interurbaines utilisant des matériaux naturels et alternatifs et d'étendre l'outil associé au milieu urbain, tout en menant une réflexion sur l'accessibilité de l'outil par des non-spécialistes de l'environnement. Les spécificités de conception urbaine ont été implémentées sur une base de dimensionnement classique. L'extension aux matériaux alternatifs a été traitée pour des laitiers de hauts fourneaux. Plusieurs applications à des cas types de chaussées ainsi que des études d'ouvrages sont présentées. Une enquête sous forme d'entretiens et de questionnaires a été réalisée auprès de différents acteurs de la profession, permettant de dégager la place des critères environnementaux au sein du processus décisionnel.

Dans le contexte concurrentiel actuel, les entreprises issues des secteurs automobile et aéronautique doivent impérativement mettre en place, de manière efficace, des stratégies d'ingénierie intégrée et de gestion de cycle de vie des produits, ceci afin de maintenir leurs facteurs de compétitivité, tels que la productivité, l'efficacité et la flexibilité, en particulier en phase de début de cycle de vie des produits (développement et industrialisation). Dans ce contexte, une condition industrielle nécessaire est requit pour l'intégration des contraintes liées aux différentes phases du cycle de vie du produit au sein du processus de développement avec le support de systèmes permettant la gestion des données-informations-connaissances. Dès lors, il est important d'apporter, le plus tôt possible, une aide à la décision en ingénierie, afin de fournir un produit se prêtant aux problématiques liées aux phases de son cycle de vie. Ce travail de thèse s'inscrit dans les domaines de la conception intégrée et de la gestion des informations techniques, plus particulièrement centrée sur le produit et sa séquence d'assemblage. Celui-ci a consisté à la mise en place d'un modèle multi-vues baptisé MUlti-Vues Orienté Assemblage (MUVOA) visant à cartographier les concepts dans les domaines du produit et du processus d'assemblage pour la définition, la propagation et la traçabilité des informations du couple produit-process. Un ensemble de vues interdépendantes (fonctionnelle, comportementale, structurelle, géométrique, technologique et contextuelle) a été défini en fonction des profils (rôle, préoccupation, termes métier, processus métier, etc.) des acteurs métier impliqués dans les questions de conception orientée assemblage, à savoir l'architecte produit, le gammiste, le concepteur et l'expert process. Sur la base de ce modèle MUVOA, un cadre méthodologique baptisé Proactive ASsembly Oriented DEsign (PASODE) a été proposé, ceci afin de définir une séquence d'assemblage optimale dans les phases préliminaires du processus de développement, et de l'utiliser pour définir un contexte d'assemblage à base de squelettes dans la vue géométrique produit. De ce fait, le cadre méthodologique PASODE proposé regroupe trois approches, telles que : l'approche basée sur l'algorithme ASDA (Assembly Sequence Definition Algorithm) dédiée à la définition/planification de séquences d'assemblage en phases préliminaires du processus de développement des produits, l'approche SKL-ACD (SKeLeton-based Assembly Context Definition) dédiée la définition d'un contexte d'assemblage à base de squelettes géométriques, et l'approche PRM (Product Relationships Management) dédiée à la gestion des relations du produit à différents niveaux d'abstraction en contexte PLM. Le modèle MUVOA ainsi que le cadre méthodologique PASODE ont été mis œuvre dans un outil informatique appelé PEGASUS, situé à l'interface des systèmes PLM (Product Lifecycle Management) associés à la gestion des informations techniques du couple produit-process, tels que les systèmes PDM (Product Data Management), MPM (Manufacturing Process Management) et CAO (Conception Assistée par Ordinateur). Cette implémentation informatique, basée sur la méthode Modèle Vue - VueModèle et le langage C#, nous a permis de réaliser trois expérimentations industrielles, afin d'illustrer et de valider les trois approches du cadre méthodologique. Parmi les cas d'applications, nous avons introduit un cas de conception d'un combiné Catalyseur – Filtre à Particules en collaboration avec l'entreprise Faurecia Technologies de Contrôle des Emissions (ECT), la conception de la partie structurelle d'un avion de type A320 en collaboration avec l'entreprise EADS Innovation Works, et un dernier cas avec l'entreprise MABI sur la conception d'un marteau burineur pneumatique.

Cette thèse, réalisée dans le cadre d'un contrat CIFRE entre l'entreprise Renault et l'Institut PPRIME (UPR CNRS 3346, ISAE-ENSMA-Université de Poitiers), porte sur les analyses de cycles de vie des carburants et énergies alternatives. Le secteur de la mobilité individuelle fait face à de nombreux défis : réchauffement climatique, pollution urbaine, épuisement des ressources, etc. Par conséquent, différentes alternatives se présentent pour répondre à ces défis : agrocarburants, hydrogène, véhicule électrique, etc. L'AVC permet d'évaluer les impacts environnementaux d'un produit ou d'un système. La thèse porte sur la prise en compte des impacts locaux liés à la production et à la consommation des énergies automobiles alternatives en retenant particulièrement les carburants de référence que sont le diesel et l'essence mais aussi les agrocarburants de première génération et l'électricité. Elle traite en particulier des problématiques de pertinence de ces impacts, notamment en cherchant à établie quels impacts retenir et comment les améliorer (prise en compte de la différentiation entre milieu urbain et milieu rural et entre sources hautes et basses). La seconde partie de la thèse étudie l'impact de l'usage du véhicule, en s'intéressant spécialement aux polluants locaux émis selon la norme de dépollution du véhicule et le cycle de roulage utilisé. Le tout vise à obtenir des résultats d'AVC scientifiquement plus robustes et plus facilement interprétables pour une prise de décision fiable, valide dans la durée et cohérente avec les grands enjeux stratégiques de Renault. Les résultats montrent une empreinte environnementale complexe à analyser : alors que l'électricité renouvelable apporte de vrais gains vis-à-vis des carburants conventionnels, l'électricité fossile possède un bilan mitigé selon l'impact regardé. Par ailleurs, les agrocarburants présentent un bilan globalement négatif vis-à-vis des carburants conventionnels. Enfin, la distinction urbain / rural permet de mettre en évidence les gains sur la santé associés au véhicule électrique.

Aujourd'hui, face à l'épuisement des ressources naturelles et à la menace des changements climatiques, les acteurs souhaitant évaluer la pression exercée sur les ressources naturelles par nos modes de vie, ont besoin d'outils pertinents. L'empreinte écologique pourrait être l'un de ces outils. L'analyse de l'empreinte écologique permet d'évaluer la consommation des ressources naturelles régénératives et les besoins d'absorption des déchets d'une population humaine ou d'une économie donnée, en termes de surface correspondante de sol productif. Elle veut exprimer le degré de dépassement de la capacité de charge de l'écosystème exercé par une société ou une région dans les conditions de technologie et d'organisation sociale actuelles. Si l'on utilise les termes d'offre et demande, cet indice permet de dresser un bilan écologique en comparant la demande (empreinte écologique) et l'offre (biocapacité) en ressources naturelles régénératives. Le calcul de l'empreinte écologique est basé sur la traduction des consommations en surfaces (hectares globaux) de terre et d'eau biologiquement productives utilisées pour produire les ressources consommées et pour assimiler les déchets générés avec les technologies actuelles. Si la méthode est de plus en plus robuste au niveau des calculs d'empreintes nationaux, les calculs d'empreinte de sous-systèmes locaux ne fait pas encore l'objet d'une standardisation. Deux approches pour la transformation de données de consommations en unités de surfaces peuvent être utilisées pour un système donné : - La méthode " basée sur les calculs nationaux " consiste à pondérer les différentes composantes de l'empreinte du pays dans lequel se situe le système étudié par les ratios entre consommations propres au système étudié et consommations nationales. - L'approche par composante se base sur un inventaire direct des consommations à un niveau plus local (région, ville, etc) et par l'utilisation de facteurs de conversion spécifiques. Cette méthode nous semble plus appropriée pour des calculs d'empreinte d'une organisation, mais elle nécessite des adaptations méthodologiques pour rendre plus fiables les calculs à petite échelle (au niveau d'une organisation ou d'un projet). Cette étude vise donc à développer une méthode de calcul d'empreinte écologique en mettant en évidence les intérêts et limites qui peuvent être tirés d'un tel calcul à un niveau 'micro'. Nous avons choisi de travailler sur une activité de travaux publics pour laquelle nous pouvions obtenir les données, afin de montrer les intérêts de l'utilisation de cet indice dans le cadre d'une telle activité. Notre terrain d'application est le projet de mise à 2*2 voies du tronçon de la RN7- RN82 entre Cosne-Sur-Loire et Balbigny, en France.

Pour faire face à un environnement en perpétuelle évolution, les entreprises doivent changer et parfois en profondeur. Ces évolutions en principe voulues et contrôlées se font au moyen de projets dits " d'entreprise ". Parmi les buts qu'il s'agit d'atteindre par le biais de ces projets, deux buts majeurs sont identifiables : le développement de l'agilité opérationnelle et la maîtrise des produits. Dans ces travaux de thèse, nous nous focalisons sur le projet PLM (Product Lifecycle Management) et plus particulièrement sur la mise en oeuvre du système d'information nécessaire à la gestion du cycle de vie des produits : le système PLM. Ce système d'information coordonne tout ou partie des informations liées à la définition, à la réalisation, à l'usage et au retrait des produits. Après un état de l'art permettant de définir de façon précise les concepts liés à la gestion du cycle de vie des produits, une méthode est proposée pour définir le cahier des charges du système PLM. La définition de cette méthode montre la nécessité d'assurer la cohérence entre les différents modèles du système PLM d'une part et entre les différentes représentations du produit utilisées tout au long de son cycle de vie d'autre part. Un cadre de modélisation basé sur le paradigme systémique, sur le paradigme d'ambivalence et sur des concepts de métamodélisation est alors proposé. Ce cadre de modélisation apporte des éléments de réponse aux besoins de cohérence identifiés. Il supporte également l'adoption du raisonnement synergique indispensable au développement de l'agilité opérationnelle recherchée par l'entreprise. Une expérimentation est réalisée pour illustrer les concepts introduits dans notre cadre de modélisation.