Cette thèse propose des algorithmes de séparation aveugle de sources audio en utilisant un réseau de capteurs. L'application finale de ces algorithmes est l'audition des robots dans le cadre du projet ROMEO. Dans cette thèse, nous avons développé des algorithmes de séparation aveugle de sources audio basés sur des critères de parcimonie. Nous montrons que la minimisation de la norme l1 avec une technique d'optimisation du gradient naturel permet d'élaborer un algorithme se situant au niveau de l'état de l'art. Nous montrons qu'un critère basé sur la paramétrisation de la pseudo-norme lp, avec 0

Dans le stockage d'énergie, les alternatives aux énergies fossiles sont peu nombreuses. Le stockage d'énergie dans un condensateur, permet d'atteindre de grande puissances électriques, mais pour une densité d'énergie trop faible. La présente thèse à pour objectif la compréhension des nano-céramiques ferroélectriques afin d'augmenter leur densité d'énergie et de se diriger ainsi vers un super-condensateur céramique. Nous avons développé dans un premier temps un modèle par champs effectif moyen du système core-shell. Une fois introduit dans l'énergie libre de Landau, ce modèle donne une idée de la densité d'énergie d'un système ferroélectrique donné. Les calculs - sur quelques pérovskites courantes - indiquent que la densité d'énergie reste relativement faible. Néanmoins nos calculs montrent que l'on peu optimiser le stockage d'énergie dans de telles céramiques en enrobant des grains de forme allongée comme des disques ou des fils. En outre, ce modèle phénoménologique permet d'expliquer de nombreuses mesures expérimentales sur les céramiques, y compris dans le cas ou s'ajoute de la conductivité et de la relaxation de Maxwell-Wagner. Nous nous sommes tournés par la suite vers une modélisation ab-initio : l'Hamiltonien effectif. La modélisation de nano-système core-shell de BaTiO3 a montré la présence d'un paramètre d'ordre particulier : le moment toroïdale. Ce paramètre d'ordre peut impliquer un comportement diélectrique différent. Introduit dans une description phénoménologique de type Landau, ce dernier est responsable de la disparition de la phase orthorhombique dans BaTiO3. La synthèse de nanoparticules de BaTiO3 de formes cubiques et homogènes, nous a permis de faire une série de mesure. Les mesures MET, RAMAN, RX, diélectriques sur les poudres et les céramiques, suggèrent la présences de transitions de phases générées par la présence d'un paramètre d'ordre similaire à celui observé dans modélisation ab-initio.

Le résonateur étudié s'insère dans un projet industriel porté par NXP Semiconductors. L'objectif est la réalisation d'un résonateur MEMS RF intégrable en vue de remplacer le quartz dans certaines applications. La compatibilité du procédé de fabrication avec les technologies utilisées par la société et le faible coût de production représentent les principaux enjeux du projet. Le résonateur TFEAR (Thin Film Elongation Acoustic Resonator) est un barreau, constitué d'une superposition de couches minces de type Métal/AlN/Métal. Les propriétés piézoélectriques du nitrure d'aluminium (AlN) sont ainsi exploitées : l'application d'un champ électrique alternatif, parallèle à l'épaisseur du barreau, entraîne une propagation d'ondes acoustiques suivant sa longueur. Les dimensions des résonateurs fabriqués correspondent à des fréquences de résonance comprises entre 10MHz et 50MHz. Cette thèse s'intéresse la modélisation et à la caractérisation électrique du résonateur TFEAR. Les modèles théoriques sont développés par simulations numériques 3D et par calculs analytiques 1D. Le comportement électrique du TFEAR est décrit par un schéma équivalent, dont les éléments sont exprimés en fonction des paramètres physiques et des pertes des matériaux le constituant. Un facteur de qualité de 2250 sur un TFEAR résonant à 25,79MHz et dont la résistance motionnelle est de 2,1 kOhms a été relevé. Ces mesures ont été complétées par la caractérisation des paramètres physiques de la couche piézoélectrique. Par exemple, des valeurs de coefficient piézoélectrique d33f atteignant 2,6 pm/V ont été relevées (pour un maximum théorique de 3,93 pm/V)

Les aérosols sont les principaux vecteurs des polluants dans l'atmosphère, et sont au coeur de nombreuses études en raison des effets qu'ils peuvent avoir sur la santé humaine et l'environnement. Ces aérosols et polluants associés vont par la suite quitter le compartiment atmosphérique soit par dépôt, soit par transformation lors de réactions chimiques. Une fois déposés, les polluants vont contribuer à la pollution des eaux par des processus de lessivage sur les surfaces. En milieu urbain, la problématique de pollution des eaux de ruissellement et de l'impact sur les milieux aquatiques est étudiée depuis plusieurs décennies. L'objectif de cette thèse est d'améliorer l'estimation de la contribution du dépôt atmosphérique à la pollution globale d'un petit bassin versant urbain nantais (Pin Sec). A cette fin, une méthode innovante de mesure du dépôt sec atmosphérique est utilisée ; elle prend en compte les différentes surfaces urbaines (tuiles, bitume, enduits de façade etc.) et repose sur l'utilisation d'un traceur naturel des aérosols, le Béryllium 7. Les micropolluants (métaux, pesticides et HAP) ont été caractérisés pendant une durée d'un an. Le suivi a montré que ce bassin est faiblement pollué et que les pratiques d'utilisation des pesticides ont fortement diminué. Nous avons également montré la grande influence de la nature des surfaces sur le flux de dépôt sec. De plus, il s'avère que les flux calculés par cette méthode innovante sont nettement inférieurs à ceux généralement rapportés dans la littérature. La contribution du dépôt sec métallique est particulier beaucoup plus faible (Zn : 30%, Cu : 52%, Pb :73% en moyenne annuelle).

Les maladies à Prions sont des maladies neurodégénératives fatales, touchant l'homme et l'animal. Même si le risque de transmission de la maladie de la vache folle à l'homme semble maîtrisé, il persiste actuellement un risque de santé publique lié à la transmission iatrogène de cette forme, notamment par transfusion sanguine. Pour contrôler cette transmission, il est donc essentiel de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires de réplication et de dissémination des Prions. Ces mécanismes de réplication se produisent à des échelles de temps et de taille difficilement accessibles expérimentalement, et ont ainsi fait l'objet de nombreuses modélisations théoriques utiles pour aider à la compréhension des mécanismes. L'objectif de cette thèse est de compléter ces modèles mathématiques, afin d'étudier plus spécifiquement les conséquences dynamiques sur la réplication des Prions, des propriétés de réplication taille-dépendante d'une part, et de l'hétérogénéité des cellules impliquées dans la réplication d'autre part. Dans un premier temps, nous avons généralisé un modèle de polymérisation nucléée pour prendre en compte un taux d'élongation des fibrilles dépendant de leur taille. Nous avons principalement déduit de cette étude que la distribution en taille des agrégats semble une donnée expérimentale très informative sur les mécanismes élémentaires de réplication, au contraire du profil cinétique d'accumulation de la PrPres peu sensibles aux propriétés de réplication taille-dépendantes. Dans un second temps, après une caractérisation expérimentale de l'hétérogénéité cellulaire de réplication, nous avons intégré le mécanisme de réplication intracellulaire à un modèle multicellulaire par automate cellulaire continu stochastique. De manière appliquée, cette étude nous a permis d'identifier des étapes du processus de culture cellulaire critiques pour l'établissement d'une infection chronique, et nous a permis de proposer plusieurs protocoles pour augmenter la sensibilité des cultures cellulaires aux infections à Prions.

Une synthèse de mes activités scientifiques et pédagogiques est présentée dans ce document. Elle résume le déroulement de ma carrière de chargé de recherche depuis ma nomination en février 2005 au sein du Laboratoire Central des Ponts et chaussées (LCPC), devenu aujourd'hui IFSTTAR (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux) depuis sa fusion avec l'INRETS (l'Institut de Recherche sur les Transports et leur Sécurité). En effet, après une thèse de doctorat soutenue en 2003, qui portait sur la dynamique du véhicule et estimation des entrées inconnues issues de la chaussée, et sept années en tant que chargé de recherche, j'ai décidé cette année de franchir le pas et passer mon HDR. Ma motivation est double. D'abord, parce que je me sens aujourd’hui prêt à la vue de mon parcours, comme cela est précisé dans mon rapport d'évaluation de chercheurs établi par le comité d'évaluation des chercheurs du ministère. Ensuite il est important pour la suite de ma carrière d'avoir la reconnaissance de mes pairs, qui est sanctionnée par une Habilitation à Diriger des Recherches. Ceci m'aiderait sans doute à avancer dans ma réflexion scientifique et dans mon processus de maturation intellectuelle. Durant ces dernières années, j'ai développé un axe de recherche, autour des systèmes d'aides à la conduite appliqués, dans un premier temps aux poids lourds et plus récemment aux deux roues motorisés suite à la création de l'UMR, LEPSIS.

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L'elicitation des exigences est une partie fondamentale du processus de développement de logiciel, et est considérée souvent comme une des activités les plus difficiles à réaliser. Beaucoup des techniques, d'approches, et des outils courants sont inconnus ou trop complexes pour les novices, créant ainsi un écart significatif entre la théorie et la pratique de l'elicitation des exigences. Il y aussi l'écart important entre les novices et les experts analystes, qui peuvent être attribués à la compétence étendue réglée et à la gamme des expériences qui est souvent exigée pour conduire avec succès cette activité essentielle. En conséquence, dans cette recherche nous avons examiné l'état de l'art et l'état de pratique afin de développer et évaluer une approche et un outil pour soutenir les novices pendant l'elicitation des exigences. La première étape de la recherche était une étude critique de la littérature, qui a impliqué une révision vaste et une analyse critique de théorie existante sur et autour du secteur de l'elicitation des exigences. Ceci a été suivi par un aperçu de la pratique, qui s'est composé des entrevues détaillées avec les experts, et d'un questionnaire en ligne pour les novices, utilisés pour obtenir des directives d'approche et des caractéristiques d'outil. L'approche OUTSET a été alors conçue, et l'outil MUSTER a été construit. L'étape finale de la recherche a impliqué l'évaluation de l'approche et de l'outil par une étude de cas, une expérience d'étude de cas, et une expérience formelle. Les évaluations empiriques accomplies ont montré que l'utilisation de l'outil MUSTER a amélioré l'efficacité générale les processus de l'elicitation des exigences, pendant que l'approche fondamentale OUTSET a amélioré l'efficacité générale. Il a été aussi montré que la combinaison de l'approche et de l'outil a fourni un système coopératif qui était utile et utilisable. Dans l'expérience accomplie, l'outil MUSTER a reçu plus de trois fois le score de l'outil manuel p our l'efficacité et plus que double pour l'utilité. En plus, la combinaison de méthodes de recherche utilisée, et l'application réussie d'Ingénierie de Méthode Situationnelle et le Système de Soutien de Groupe pour l'approche et l'outil respectivement, était les deux bases d'un autre précédent travail sur l'elicitation des exigences.

L'objectif de ce travail est de mettre en évidence l'intérêt d'utiliser des modélisations du système visuel humain pour développer des outils de traitement d'images. En effet, il est reconnu que le SVH peut s'affranchir d'un certain nombre de diffi cultés couramment rencontrées en vision par ordinateur: les problèmes d'éclairage, les contre-jours, le bruit, etc. Nous proposons un ensemble de modules de traitement d'image bas niveau qui permettent de réaliser des tâches spécifi ques telles que l'extraction de contours, l'analyse spectrale et la détection de mouvement. Ces outils sont assemblés dans le but d'effectuer des tâches d'analyse de plus haut niveau. Nous présentons deux applications possibles: un système d'analyse du visage capable de détecter les clignements d'yeux, les bâillements, inséré dans un système de détection de l'hypovigilance chez le conducteur. Une seconde application traite de l'analyse du mouvement en général avec un système de suivi et de reconnaissance d'objets.

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