Mémoire (M.P.M.O.)-- Université du Québec à Chicoutimi, 1993. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Th. doct.--Méthodes physiques en télédétection--Paris 7, 1994. / En appendice, choix de documents en français et en anglais. 1995 d'après la déclaration de dépôt légal. Bibliogr. p. 117-123. Résumé en français et en anglais.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2009. / Bibliogr.: f. [103]-106. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M. Sc.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 28 septembre 2005). Bibliogr.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2002. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

D.E.A.--Histoire de l'art--Paris 4, 1997.

Le syndrome métabolique est une association de plusieurs troubles métaboliques tels que l'obésité, la résistance à l'insuline, l'hypertension artérielle, des taux élevés de triglycérides, de cholestérol et de glucose sanguins. Ces anomalies métaboliques sont de réels facteurs de risques de diabète de type 2 et de maladies cardiovasculaires.L'apparition d'une résistance à l'insuline semble être l'un des éléments clés des pathologies métaboliques. Elle précède le développement du diabète de type 2 et est présente chez de nombreuses personnes obèses. Sa prévalence est difficile à apprécier et elle est probablement sous-estimée, d'une part car elle se situe en amont des signes cliniques qui conduisent le patient chez le médecin, et d'autre part car il n'existe pas de technique de mesure simple et robuste de l'IR utilisable en routine clinique. Le dépistage précoce de l'insulinorésistance et l’étude des mécanismes qui la sous-tendent sont donc essentiels en termes de santé publique.Le syndrome métabolique se caractérise également par des phénomènes hépatiques, les stéato-hépatopathies non alcooliques (ou NAFLD pour Non Alcoholic Fatty Liver Disease). Les NAFLD sont étroitement liées à l’obésité et à l’insulinorésistance, dont la prévalence n’a cessé d’augmenter ces dernières décennies, et représentent ainsi la première cause des maladies chroniques du foie. On admet qu’aujourd’hui, 25% de la population mondiale serait touchée par les NAFLD. Il est probable que cette prévalence soit sous-estimée compte tenu du manque d’outils diagnostiques, particulièrement pour les premiers stades asymptomatiques de la maladie.L'insulinorésistance et les stéatohépatopathies apparaissent donc comme deux composantes importantes du syndrome métabolique, présentant chacune une phase silencieuse. Ces travaux de thèse ont pour objectif le développement de techniques diagnostiques précoces, en imagerie nucléaire, à la fois pour une utilisation clinique mais aussi pour l'évaluation de nouvelles thérapeutiques en recherche préclinique. / Metabolic syndrome is an association of several metabolic dysregulations such as obesity, insulin resistance, high blood pressure, elevated blood triglycerides, cholesterol and glucose. These metabolic disorders are risk factors for type 2 diabetes and cardiovascular diseases.Insulin resistance (IR) is one of the key mechanisms in metabolic diseases development. IR forerun type 2 diabetes development and can be found in obese people. The IR prevalence is difficult to appreciate because of its lack of symptoms and the absence of simple and reliable tool to measure it. Early detection of IR is a real issue in terms of public health and could prevent many complications.Metabolic syndrome is also characterized by hepatic manifestations named Non-Alcoholic Fatty Liver Diseases (NAFLD). NAFLD are closely linked with obesity and insulin resistance. Sharing the same aetiologies, NAFLD has becoming the world first cause of chronic liver diseases. Nowadays it is estimated that almost 25% of the global population have NAFLD. This number could be underestimated because of a lack in diagnostic tools, especially for the early stages of the disease, which are totally asymptomatic.Insulin resistance and non-alcoholic liver diseases are both key components of the metabolic syndrome with a silent phase. The aim of this work is to develop early diagnostic techniques for these pathologies with nuclear imaging. These techniques could be useful both in daily clinical use and for the evaluation of new therapeutics in preclinical research.

Cette thèse présente l’analyse, la caractérisation, et l’optimisation des performances d’imageurs microbolométriques dans la gamme de fréquence sub-THz. Ce domaine non ionisant du spectre électromagnétique est en pleine expansion et la mise au point d’imageurs performants, fonctionnant à température ambiante, ouvre la voie à de nombreuses applications. Le contrôle non destructif est une de ces applications privilégiées en raison des propriétés de pénétrations de ce rayonnement au travers de nombreux matériaux, en particulier en deçà de 1 THz. Nous dressons alors à travers une analyse radiométrique en imagerie active, les performances de détection requises d’un imageur THz répondant à ce besoin.Dans ce contexte, nous avons analysé les performances électrothermiques des imageurs THz microbolométriques à l’état de l’art du CEA-LETI. Le développement d’un modèle détaillé du pont bolométrique de ces imageurs a permis de mettre en évidence les facteurs limitant leurs performances. Des voies d’améliorations ont alors été proposées dont l’intégration d’un nouveau matériau thermomètre. Les gains en performances apportés par ces optimisations ont été évalués au travers de ce modèle, démontrant que des sensibilités proches du pW sont accessibles sur ces imageurs.Un important travail expérimental a également été mené afin de déterminer les performances électromagnétiques sub-THz de la structure d’antenne de ces microbolomètres. L’accent a été mis sur la métrologie du banc expérimental développé afin de résoudre précisément les figures de mérite des dispositifs. Ces résultats de mesure ont également validé les simulations électromagnétiques de l’absorption du pixel qui ont mis en évidence un couplage avec la circuiterie du CMOS de lecture. La conséquence de ce couplage sur la qualité d’un système d’imagerie intégrant cette matrice de détection a alors été évaluée. La mesure de la Fonction de Transfert de Modulation a ainsi permis d’estimer cet impact du point de vue de la résolution du système.Afin d’améliorer les faibles rendements d’absorption de ces détecteurs, mesurés dans la gamme sub-THz, nous avons étudié l’intégration de surfaces hautes impédances au sein des pixels microbolométriques THz. Le dimensionnement de ces structures a été réalisé par la mise en œuvre de métamodèles afin d’obtenir des structures optimales en un nombre limité de simulations 3D. Des architectures de pixels associées à ces surfaces hautes impédances, réalisables sur les imageurs actuels, ont été proposées. Elles démontrent par simulation que des rendements d’absorption pics de plus de 60 % peuvent être atteint à 670 GHz malgré un pas pixel de 50 µm bien plus petit que la longueur d’onde visée. La compacité et efficacité de ces surfaces hautes impédances ont enfin été améliorées par l’utilisation d’algorithmes d’optimisation particulaires spécifiquement développés. / This PhD dissertation presents the analysis, characterization and optimization of the performances of microbolometric imagers in the sub-THz frequency range. This non ionizing span of the electromagnetic spectrum is currently a booming field of research. Development of high-performance and room temperature imagers, opens the path towards many applications. One of such promising application is non-destructive screening enabled by the good penetrating power of these radiations through many materials, especially at frequencies lower than 1 THz. Through a radiometric analysis of an active imaging system, we assess the required performances of an imager suited for this application.In this context, we have analyzed the electrothermal performances of the cutting-edge THz imagers based on microbolometer developed at CEA-Leti. Thanks to a detailed model of the bolometer bridge of these detection arrays, we have brought into focus the limiting factors of the current devices. Technological improvement have been considered such as the integration of a new thermometer material. The performance improvements brought by these optimizations have been quantified thanks to the modeling tool we have developed and it is showed that sensitivity close to the pW range can be reached on these imagers.An intensive experimental work have also been carried out in order to assess the sub-THz electromagnetic performances of the microbolometer antenna structure. Particular emphasis was placed on the metrology of the optical bench that has been built, aiming at the precise measurement of the figure of merit of the detectors. These experimental results have validated the electromagnetic simulations of the detector absorption efficiency that have exposed the coupling with the CMOS circuitry that arises at low frequencies. The consequences of this coupling on the quality of an imaging system using this detection array has been estimated. Modulation Transfer Function of the pixel has been quantified and the impact on the system resolution estimated.In order to improve the absorption efficiency of the detectors measured in the sub-THz range, we have studied the integration of high impedance surfaces within the microbolometer stack. The sizing of the high impedance surfaces has been carried out with metamodeling, leading to optimal designs with a limited number of full-wave simulations. New pixel architectures that are compatible with current imagers have been investigated. Simulations demonstrated that peak absorption efficiency higher than 60 % can be reached at 670 GHz despite a 50 µm pixel pitch, much smaller than targeted wavelength. Finally, compactness and efficiency of the high impedance surfaces have been improved by particular swarm optimization algorithm that have been specifically developed.

Cette thèse est consacrée au traitement d’images de bioluminescence chez le petit animal. Ce type d’imagerie, bien qu'utilisé en routine pour la recherche en cancérologie par exemple, présente néanmoins des problèmes liés aux phénomènes de diffusion et d'absorption par les tissus internes à l'animal. Il s'ajoute à cela le bruit du système d'acquisition ainsi que le bruit lié aux rayonnements cosmiques. Ceci influe sur la qualité des images acquises et rend leur exploitation délicate. Le but de cette thèse est de compenser ces effets perturbateurs. Les travaux menés ont abouti à la proposition d’un modèle de formation des images de bioluminescence ainsi qu’à une chaîne de traitement adaptée composée d’une étape de filtrage suivie d’une étape de déconvolution. Après étude de la nature des différents bruits liés à l'acquisition, nous avons mis au point un nouveau filtre médian pour la suppression du bruit impulsionnel aléatoire présent sur les images acquises ; ce filtre représente le premier bloc de la chaîne proposée. Pour l'étape de déconvolution, nous avons mené une étude comparative de différents algorithmes de déconvolution. Cela a conduit à choisir un algorithme de déconvolution aveugle initialisé avec la réponse impulsionnelle estimée du système d'acquisition. Nous avons validé notre approche globale en comparant les résultats à la réalité terrain. Au travers de différents essais cliniques, nous avons montré que le traitement que nous proposons permet une amélioration significative de la mesure des sources bioluminescentes et une meilleure distinction de sources très proches, ce qui représente un apport non négligeable pour les utilisateurs d'images de bioluminescence. / This thesis is devoted to the analysis of bioluminescence images applied to the small animal. This kind of imaging modality is used in cancerology studies. Nevertheless, some problems are related to the diffusion and the absorption of the tissues of the light of internal bioluminescent sources. In addition, system noise and the cosmic rays noise are present. This influences the quality of the images and makes it difficult to analyze. The purpose of this thesis is to overcome these disturbing effects. We first have proposed an image formation model for the bioluminescence images. The processing chain is constituted by a filtering stage followed by a deconvolution stage. We have proposed a new median filter to suppress the random value impulsive noise which corrupts the acquired images; this filter represents the first block of the proposed chain. For the deconvolution stage, we have performed a comparative study of various deconvolution algorithms. It allowed us to choose a blind deconvolution algorithm initialized with the estimated point spread function of the acquisition system. At first, we have validated our global approach by comparing our obtained results with the ground truth. Through various clinical tests, we have shown that the processing chain allows a significant improvement of the spatial resolution and a better distinction of very close tumor sources, what represents considerable contribution for the users of bioluminescence images.