Η Ιδιοπαθής Μεμβρανώδης Σπειραματονεφρίτιδα (ΙΜΣ) ή νεφροπάθεια, η πιο συχνή αιτία νεφρωσικού συνδρόμου στους ενήλικες, συνήθως αντιμετωπίζεται με τη χορήγηση κορτικοειδών και κυτταροτοξικών φαρμάκων ή κυκλοσπορίνης (cyclosporine-A, CsA). Σκοπός της μελέτης ήταν η εκτίμηση της αποτελεσματικότητας της μακροχρόνιας χορήγησης CsA στην πρόκληση ύφεσης του νεφρωσικού συνδρόμου και των ιστολογικών αλλοιώσεων σε επαναληπτικές βιοψίες νεφρού μετά τη χορήγηση του δυνητικά νεφροτοξικού αυτού φαρμάκου. Επιπλέον, εκτιμήθηκε η αποτελεσματικότητα του Mycophenolate Mofetil (MMF) ως σχήματος θεραπείας της ΙΜΣ σε μικρό αριθμό ασθενών και η προγνωστική αξία των επιπέδων του αυξητικού παράγοντα TGF-β1 στα ούρα και στο πλάσμα ως δεικτών εξέλιξης της νόσου. Μελετήθηκαν 32 ασθενείς με ΙΜΣ οι οποίοι εμφάνιζαν νεφρωσικό σύνδρομο και είχαν ικανοποιητική νεφρική λειτουργία κατά τη διάγνωση της νόσου και στους οποίους χορηγήθηκε συνδυασμός πρεδνιζολόνης και CsA. Παρατηρήθηκε πλήρης ύφεση του νεφρωσικού συνδρόμου σε 18 (56%) και μερική ύφεση σε 10 ασθενείς (31%) μετά από 12 μήνες θεραπείας (συνολικά στο 87% των ασθενών). Επεισόδια υποτροπών παρατηρήθηκαν στο 39% και 60% των ασθενών με πλήρη ή μερική ύφεση αντίστοιχα, και πολλαπλές υποτροπές στο 25% των ασθενών, οι οποίοι παρουσίασαν βαθμιαία μείωση της απαντητικότητας στη CsA και επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας. Επαναληπτική βιοψία νεφρού έγινε σε 18 ασθενείς με ύφεση του νεφρωσικού συνδρόμου μετά από 24 μήνες θεραπείας για να εκτιμηθεί η δραστηριότητα της νόσου και οι πιθανές ιστολογικές αλλοιώσεις σε πλαίσια τοξικότητας από κυκλοσπορίνη. Στις επαναληπτικές βιοψίες παρατηρήθηκαν: εξέλιξη του σταδίου της νόσου, επιδείνωση της σπειραματοσκλήρυνσης και της διαμεσοσωληναριακής βλάβης στο 60% των ασθενών. Δεν παρατηρήθηκαν χαρακτηριστικές αλλοιώσεις νεφροτοξικότητας από την κυκλοσπορίνη. Η βαρύτητα των ιστολογικών αλλαγών συσχετίστηκε με το χρονικό διάστημα που είχε παρέλθει από την πρώτη βιοψία νεφρού (r = 0.452, p < 0.05) και θεωρήθηκε ως φυσική εξέλιξη της νόσου. Ικανοποιητικά αποτελέσματα διαπιστώθηκαν από τη χορήγηση Mycophenolate Mofetil σε 6 ασθενείς με ΙΜΣ, στους οποίους το MMF χρησιμοποιήθηκε σε συνδυασμό με μικρή δόση πρεδνιζολόνης, είτε λόγω ανθεκτικότητας του νεφρωσικού συνδρόμου στην CsA, είτε ως αρχική θεραπεία σε περιπτώσεις αντένδειξης στην χορήγηση CsA. Ύφεση του νεφρωσικού συνδρόμου παρατηρήθηκε σε 4 από τους 6 ασθενείς. Τα επίπεδα του TGF-β1 στα ούρα ασθενών με ΙΜΣ και λευκωματουρία ήταν σημαντικά υψηλότερα συγκριτικά με αυτά υγιών εθελοντών και ασθενών με άλλες σπειραματοπάθειες που δεν παρουσίαζαν λευκωματουρία και μειώθηκαν σημαντικά μετά από χορήγηση κορτικοειδών και κυκλοσπορίνης. Η συγκέντρωση του TGF-β1 στο πλάσμα δε διέφερε σημαντικά μεταξύ υγιών εθελοντών και ασθενών με ΙΜΣ και νεφρωσικό σύνδρομο, καθώς και μεταξύ ασθενών με ή χωρίς ύφεση της λευκωματουρίας μετά από τη θεραπευτική αγωγή. / Idiopathic membranous nephropathy (IMN), the most common cause of nephrotic syndrome in adults, is usually treated with a combination of corticosteroids with cytotoxic drugs or cyclosporin A (CsA). The aim of this study was the estimation of the effectiveness of long-term use of CsA in the remission and relapse rate of nephrotic syndrome along with histological changes in repeat renal biopsies after treatment with this potentially nephrotoxic drug, and the evaluation of Mycophenolate Mofetil (MMF) as a treatment regimen for IMN. In addition, urinary and plasma TGF-β1 levels were evaluated as markers of progression of kidney disease. Thirty-two nephrotic patients with well-preserved renal function treated by prednisolone and CsA were studied. Complete remission of nephrotic syndrome was observed in 18 (56%) and partial remission in 10 patients (31%) after 12 months of treatment (total 87%). Relapses were observed in 39% and 60% of patients with complete and partial remission, respectively, and multiple relapses in 25% of patients, who showed gradual unresponsiveness to CsA and decline of renal function. A repeat biopsy was performed in 18 patients with remission of nephrotic syndrome, after 24 months of treatment, to estimate the activity of the disease and features of CsA toxicity. Progression of the stage of the disease, more severe glomerulosclerosis and tubulointerstitial injury were recognized in 60% of patients in repeat renal biopsies. Features of CsA nephrotoxicity were not observed. The severity of histological changes was related to the time elapsed from the first biopsy (r = 0.452, P < 0.05). MMF was proved effective in a small number of nephrotic patients with IMN and well-preserved renal function. MMF in combination with small dose of prednisolone was given in 6 patients with either persistent nephrotic syndrome to CsA or as initial therapy because of contraindication to CsA administration. Remission of nephrotic syndrome was observed in 4 out of 6 MMF treated patients. Urinary and plasma TGF-β1 levels were examined as markers of progression of the disease. TGF-β1 levels in the urine of patients with proteinuria were significantly higher compared with those of healthy individuals and patients with other types of nephropathy without proteinuria. Furthermore, urinary TGF-β1 of nephrotic patients with membranous nephropathy significantly reduced after treatment with CsA and corticosteroids. Plasma TGF-β1 levels showed no difference between patients and healthy subjects as well as between patients with and without remission of proteinuria after treatment.

Dans cette thèse nous introduisons une approche nouvelle pour la reconstruction d’un front d’ondes en Optique Adaptative (OA), à partir des données de gradients à basse résolution en provenance de l’analyseur de front d’ondes, et en utilisant une approche non-linéaire issue du Formalisme Multiéchelles Mi-crocanonique (FMM). Le FMM est issu de concepts établis en physique statistique, il est naturellement approprié à l’étude des propriétés multiéchelles des signaux naturels complexes, principalement grâce à l’estimation numérique précise des exposants critiques localisés géométriquement, appelés exposants de singularité. Ces exposants quantifient le degré de prédictabilité localement en chaque point du domaine du signal, et ils renseignent sur la dynamique du système associé. Nous montrons qu’une analyse multirésolution opérée sur les exposants de singularité d’une phase turbulente haute résolution (obtenus par modèle ou à partir des données) permet de propager, le long des échelles, les gradients en basse résolution issus de l’analyseur du front d’ondes jusqu’à une résolution plus élevée. Nous comparons nos résultats à ceux obtenus par les approches linéaires, ce qui nous permet de proposer une approche novatrice à la reconstruction de fronts d’onde en Optique Adaptative. / In this thesis, we introduce a new approach to wavefront phase reconstruction in Adaptive Optics (AO) from the low-resolution gradient measurements provided by a wavefront sensor, using a non-linear approach derived from the Microcanonical Multiscale Formalism (MMF). MMF comes from established concepts in statistical physics, it is naturally suited to the study of multiscale properties of complex natural signals, mainly due to the precise numerical estimate of geometrically localized critical exponents, called the singularity exponents. These exponents quantify the degree of predictability, locally, at each point of the signal domain, and they provide information on the dynamics of the associated system. We show that multiresolution analysis carried out on the singularity exponents of a high-resolution turbulent phase (obtained by model or from data) allows a propagation along the scales of the gradients in low-resolution (obtained from the wavefront sensor), to a higher resolution. We compare our results with those obtained by linear approaches, which allows us to offer an innovative approach to wavefront phase reconstruction in Adaptive Optics.

L’alternateur étudié dans cette thèse équipe une éolienne flottante à axe vertical. Il s’agit d’unemachine synchrone de 2MW, polyphasée, bobinée sur plots, à pas fractionnaire, à aimants et à prisedirecte. L’objectif majeur de la thèse est la caractérisation de cet alternateur afin d’en évaluer lesperformances. Une modélisation analytique de la perméance d'entrefer et de la force magnétomotriceont conduit à l'étude de l'induction d'entrefer dont le contenu harmonique s'est révélé êtreparticulièrement riche. La caractérisation a également porté sur la détermination des inductancespropres et mutuelles, avec un calage du modèle effectué en exploitant des mesures expérimentalesfaites à l’arrêt. La particularité de la machine étudiée nous a amené à considérer un enroulement fictiféquivalent dans le but de déterminer les inductances cycliques, nécessaires à l'établissement du schémamonophasé équivalent. De plus, le fonctionnement back to back de la machine a été étudié et simulé. Ilpermet de faire des tests de la machine elle-même mais aussi des éléments de la chaîne de conversion,sans l'utilisation d'une deuxième machine ou des pâles pour entraîner le rotor du prototype. Il offre enplus la possibilité de tester différents type de fonctionnements et d'évaluer la puissance que peutproduire la machine : différents scénario de fonctionnement ont été simulés et les paramètresnécessaires aux essais sur site ont été définis. Le fonctionnement back to back a fait l’objetd’investigation sur une machine synchrone classique. Les difficultés de fonctionnement ontnotamment pu être mises en évidence avec une modélisation analytique des phénomènesélectromagnétique qui s'y produisent et des essais expérimentaux. / The studied alternator equips a vertical axis offshore wind turbine. It is a 2MW fractional slotconcentrated winding permanent magnet synchronous polyphase machine, directly connected to bladeturbine. The principal purpose of this thesis consists in characterizing the alternator in order toevaluate its performances. The air gap permeance and the magnemotive force analytical modelingleads to study the air gap flux density and its harmonic content, which is particularly rich. Thecharacterization has also concerned the self and mutual inductance determination, which has requiredstalling the model by exploiting experimental measurements done at standstill. The particularity of thestudied machine leads us to consider an equivalent fictitious winding in order to determine the cyclicalinductances, necessary for the single-phase equivalent scheme establishment. Moreover, the machineback to back functioning has been studied and simulated. This functioning allows testing the machineitself and the other conversion chain subsystems, without using a second machine or blades to drivethe prototype rotor. It offers the possibility to test different types of operating points and to estimatethe power that can produce the studied machine: different operating points scenarios have beensimulated and parameters for tests have been defined. The back to back functioning of a classicalsynchronous machine has been also investigated, with an analytical modeling of the electromagneticphenomena and experimental tests.

When developing three-phase drives for Electric Vehicles (EVs), it is essential to verify the controller design. This will help in understanding how fast and accurately the torque of the motor can be controlled. In order to do this, it is always better to test the controller using the software version of the motor or vehicle drivetrain than using actual hardware as it could lead to component damage when replicating extreme physical behavior. In this thesis, plant modelling of Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM) and vehicle drivetrain in MATLAB/Simulink for Model Based Design (MBD) is presented. MBD is an effective method for controller design that, if adopted can lead to cost savings of 25%-30% and time savings of 35%-40% (according to a global study by Altran Technologies, the chair of software and systems engineering and the chair of Information Management of the University of Technology in Munich) [1]. The PMSM plant models take effects like magnetic saturation, cross- coupling, spatial harmonics and temperature into account. Two PMSM models in d-q frame based on flux and inductance principles were implemented. Flux, torque maps from Finite Element Analysis (FEA) and apparent inductance from datasheets were used as inputs to the flux- and inductance-based models, respectively. The FEA of PMSM was done using COMSOL Multiphysics. The PMSM model results were compared with corresponding FEA simulated results for verification. A comparison of these PMSM models with conventional low fidelity models has also been done to highlight the impact of inclusion of temperature and spatial harmonics. These motor models can be combined with an inverter plant model and a controller can be developed for the complete model. Low frequency oscillations of drivetrain in EVs lead to vibrations which can cause discomfort and torsional stresses. In order to control these oscillations, an active oscillation damping controller can be implemented. For implementation of this control, a three-mass mechanical plant model of drivetrain with an ABS (Anti-lock Braking System) wheel speed sensor has been developed in this thesis. Analysis of the model transfer function to obtain the pole zero maps was performed. This was used to observe and verify presence of low frequency oscillations in the drivetrain. In order to include the effects of ABS wheel speed sensor and CAN communication, a model was developed for the sensor. / Testning av regulatorernas inställningar med hänsyn till snabbhet och noggrannhet i momentreglering är avgörande i trefasiga drivsystem för elektriska fordon. Oftast är det bättre att simulera i stället för att utföra experimentella tester där komponenter kan skadas på grund av fysisk stress. Detta kallas för Model Based Design (MBD). MBD är an effektiv metod för utformningen av styrningen som kan leda till kostnadsbesparingar på 25%-30% och tidsbesparingar på 35%-40% enligt en studie från Altran Technologies i samarbete med Tekniska universitet i München, TUM. Detta examensarbete behandlar en modell för en synkronmaskin med permanentmagneter (PMSM) samt en modell för drivlinan utvecklad i Matlab/Simulink för MBD. PMSMs modellen inkluderar magnetisk mättnad och tvärkoppling, MMF övervågor och temperatur. Två PMSM modeller har utvecklats. Den första baseras på magnetiskt flöde som erhålls från finita element beräkningar i COMSOL Multiphysics medan den andra bygger på induktanser givna från datablad. En jämförelse av dessa PMSM-modeller med konventionella low fidelity-modeller har också gjorts för att illustrera påverkan temperaturberoende och MMF övervågor. Modellerna kan kombineras med en växelriktarmodell för att utveckla en hel styrenhet. Lågfrekventa oscillationer i drivlinan leder till vibrationer som kan orsaka vridspänningar och försämra komforten i elfordonet. En aktiv dämpningsregulator kan implementeras för att kontrollera spänningarna men en mekanisk drivlinemodell med tre massor och en ABS (anti-lock braking system) hastighetssensor behövs. Den mekaniska modellen har implementerats och analyserats även beaktande en modell för en CAN kommunikationskanal. Oscillationer med låg frekvens kunde observeras i modellen.