Le but principal de cette thèse de doctorat est de concevoir un système de chirurgie assistée par la connaissance. Cette connaissance est extraite de l'information issue des données et du contexte capturés en salle d'opération. Ce contexte est défini à l'aide d'un modèle de processus opératoire (surgical workflow - SWf). L'assistance porte sur la capture des modèles, l'automatisation de tâches ou encore la gestion des erreurs et des imprévus.<p><p>The main goal of this PhD thesis is to design a computer assisted surgery system based on surgical workflow (SWf) modeling, and intra-operative data and metadata acquired during the operation. For the SWf modeling, workflow-mining techniques will be developed based on dynamic learning and incremental inference. An ontology will be used to describe the various steps of the surgery and their attributes. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce projet de thèse a été réalisé au sein du Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines. Ce travail est le fruit d’une collaboration au niveau régional avec deux entreprises morbihannaises Armen Instruments et Newonat et au niveau international avec l’institut de recherche CINVESTAV au Mexique. Solieria chordalis (Rhodophyta, Gigartinales) est une algue proliférante de la côte de Bretagne sud. Cette algue s’échoue chaque année sur la presqu’île de Rhuys dans le Morbihan, et représente une biomasse importante encore sous exploitée. Les objectifs de cette thèse portent sur l’application de différents procédés éco-responsables (CO2 supercritique, Extraction Assistée par Enzyme et Extraction Assistée par Microondes) utilisés pour l’extraction de molécules à partir de S. chordalis. Dans le cadre de la première partie, l’extraction assistée par microondes a permis la production d’extraits polysaccharidiques de faibles poids moléculaires non cytotoxiques dont l’efficacité antivirale est supérieure à celle observée pour les fractions obtenues après extraction aqueuse à haute température. La deuxième partie concerne le couplage de différents procédés : Extraction Assistée par Enzymes (EAE), CO2 supercritique et Extraction Assistée par Microondes (EAM). En fonction des procédés utilisés, différentes familles de molécules ont pu être caractérisées. Le couplage de procédés permet de proposer un schéma de bioraffinage. La dernière partie porte sur l’optimisation d’une méthode de fractionnement par Chromatographie de Partage Centrifuge (CPC). Ce système de purification innovant a conduit à l’isolement de composés naturels dont des Mycosporines-like Amino Acids ayant différentes propriétés valorisables dans le domaine de la cosmétique. Ces travaux enrichissent les connaissances sur l’algue S. chordalis et ouvrent la voie à la valorisation de cette biomasse proliférante sur les côtes bretonnes. / This thesis has been carried out within the Laboratoire de biotechnologie et Chimie Marines. Theproject is an outcome of the collaboration of two regional companies, Armen Instruments and Newonat with an international research institute, CINVESTAV, Mexico. The red algae, Solieria chordalis (Rhodophyta, Gigartinales) is a proliferative seaweed native in the southern coast of Brittany. Every year, on the Rhuys peninsula in Morbihan, S. chordalis grows abundantly which represents a large amount of biomass, being still unused. The aim of this project, focused on the application of different ecofriendly processes (Supercritical carbon dioxide, Enzymatic Assisted Extraction and Microwave Assisted Extraction) used for the extraction of biocompounds from S. chordalis. Under the first part, the Microwave Assisted Extraction allowed to produce low molecular weight polysaccharide extracts with no cytotoxicity. These extracts showed an improved antiviral efficiency compared to those obtained by the conventional method. The second part focused on the interaction between different processes: Supercritical CO2, Enzymatic Assisted Extraction (EAE) and Microwave Assisted Extraction (MAE). The sequences of the processes allowed to propose a biorefinery perspective. The last part dealt with the optimization of fractionating method by Centrifugal Partition Chromatography (CPC). This innovative purification system led to isolate natural compounds such as Mycosporine-like Amino Acids with different properties, which can be valorized in the cosmetic field. This work enriches the knowledge of the seaweed S. chordalis and open a way of upgrading the proliferative biomass on the Brittany coasts.

Le frottement est un phénomène inhérent à tout système mécanique entre deux corps en contact ou animés de mouvement relatif. Ce phénomène génère des pertes d'énergie et, lorsqu'il devient important, il s'accompagne de l'endommagement (usure) de la surface des pièces frottantes. Le moyen actuellement connu pour lutter contre le frottement et réduire l’usure est la lubrification qui consiste à introduire entre les surfaces frottantes un matériau qui facilite le glissement des dites surfaces et empêche le contact entre aspérités des surfaces.La technique est expérimentée avec trois composés (graphite, h-BN et MoS2) afin de montrer ses performances et son applicabilité à différents produits. Les nanoparticules sont mises en dispersion dans du dodécane. Les films déposés par la technique tribo-assistée ont une cinétique de formation instantanée. Ils ont une structure compacte pour ceux qui sont déposés à partir des nanoparticules de graphite et de MoS2 et une structure poreuse pour ceux qui sont formés à partir des nanoparticules de h-BN. Leur surface est lisse avec une épaisseur moyenne de 0,4 µm. Les tests de frottement effectués dans des conditions sévères (frottement sec) ont mis en évidence leurs performances tribologiques: ils sont immédiatement tribo-actifs, c'est à dire qu’ils présentent un faible coefficient de frottement dès le début du glissement (pas de période d’induction), il ont un fort potentiel auto-réparateur et une durabilité moyenne de 1500 cycles. La présence du liquide dans le processus de dépôt permet d'une part de ramener les nanoparticules dans le convergent du contact et d'autre part de réduire la désorganisation structurale des nanoparticules déposées et de faciliter l'orientation des particules du film avec leurs feuillets de base parallèlement à la direction de glissement. Ce travail montre ainsi les performances de la technique tribo-assistée dans l'élaboration de films minces à partir de nanoparticules de matériaux lubrifiants différents. Il permet également de comprendre les mécanismes de formation et de fonctionnement des films minces élaborés par cette technique. / Friction is a phenomenon present in any mechanical system between two parts in contact or animated with relative motion. This phenomenon generates energy losses and, when it becomes important, it can cause damage (wear) of the surface of the rubbing parts. The present known means for controlling friction and reducing wear is lubrication which consists in introducing between the friction surfaces a material which facilitates the sliding of these surfaces and prevents the contact between asperities.The technique is experimented with three compounds (graphite, h-BN and MoS2) in order to show its performance and its applicability to different products. The nanoparticles are dispersed in dodecane.The films deposited by the tribo-assisted technique have an instantaneous formation kinetics. They have a compact structure for those that are deposited from graphite and MoS2 nanoparticles and a porous structure for those that are formed from h-BN nanoparticles. Their surface is smooth with an average thickness of 0.4 μm. The friction tests carried out under severe conditions (dry friction) have demonstrated their tribological performance: they are immediately tribo-active, ie they have a low friction at the beginning of the sliding (no induction period), they have a high self-repair potential and an average durability of 1500 cycles. The presence of the liquid in the deposition process makes it possible, on the one hand, to bring the nanoparticles into the convergent contact and on the other hand to reduce the structural disorganization of the deposited nanoparticles and to facilitate the orientation of the particles of the film with their sheets of base parallel to the sliding direction. This work thus shows the performance of the tribo-assisted technique in the production of thin films from nanoparticles of different lubricating materials. It also makes it possible to understand the mechanisms of formation and operation of the thin films produced by this technique

La gestion des interfaces est un élément clé dans la conception de systèmes complexes dans le cadre d'une ingénierie collaborative. Un document de contrôle d'interface est le principal élément disponible pour prévenir les erreurs d'assemblage, les problèmes d'interprétation et de coordination des différents sous-systèmes. Par conséquent, dans un environnement d'ingénierie collaborative, la question qui se pose est : Comment faciliter la gestion des interfaces et améliorer leurs documents de contrôle dans le cadre d'une ingénierie collaborative ? Ce projet de recherche propose une expression numérique des contraintes géométriques et fonctionnelles issues des documents de contrôle d'interface dans un contexte d'ingénierie collaborative. Dans un premier temps, il est nécessaire de construire des liens entre les documents de contrôle d'interface et les modèles géométriques. Ensuite on définira un format numérique unifié pour les documents de contrôle d'interface (DCI).La représentation des contraintes de façon numérique s'effectuera par la création d'une typologie de gabarit qui s'intégrera dans le format numérique unifié. Il faudra ensuite se munir d'une méthodologie permettant d'exploiter la représentation numérique et d'établir des mécanismes de gestion et de suivi du contrôle des contraintes issues du document de contrôle d'interface. L'ensemble de ces concepts sera testé sur un cas concret. Ce dernier correspond à l'assemblage d'un moteur issu de l'entreprise Prat & Whitney sur un mât de réacteur pour un avion régional issue [i.e. issu] de l'entreprise Bombardier.La gestion des interfaces et les documents de contrôle d'interface sont des éléments importants dans l'objectif d'assurer une ingénierie collaborative efficace dans un contexte de gestion du cycle de vie du produit. Un format numérique unifié est proposé, s'appuyant sur une typologie de gabarit, pour systématiquement documenter les spécifications issues d'un DCI. Avec ce projet de maîtrise, la représentation numérique des documents de contrôle d'interface devient possible. Les utilisateurs de cette représentation posséderont un certain nombre d'outils et de méthodes qui leurs [i.e. leur] permettront de générer les gabarits et/ou les volumes les aidants [i.e. aidant] dans la prise de décision sur le respect des contraintes entre deux produits. L'utilisation d'un tel DCI entraînera un gain de temps. L'ingénieur trouvera toutes les informations dans un unique document et si d'autres documents sont nécessaires, l'emplacement de ces derniers sera spécifié dans le DCI, voire même dans certains cas un lien dynamique aura été créé. Le contenu des documents de contrôle d'interface sera clarifié, tout en permettant une prise de décision plus rapide concernant le respect des contraintes. Enfin, la communication entres [i.e. entre] partenaires sera facilitée par le DCI. En effet, le document contiendra toutes les informations dont ils auront besoin, donc un seul échange sera suffisant pour permettre de traiter un assemblage constitué de deux produits.

La gestion des changements d'ingénierie représente un défi pour les industriels dans le domaine de la conception mécanique assistée par ordinateur. Le système CAO est généralement entouré par d'autres systèmes tels que les SGDT les PGI ou autres. Pour que la gestion des changements soit entreprise efficacement, le système CAO doit être bien intégré avec les systèmes qui l'entourent. La communication entre les différentes équipes multidisciplinaires travaillant sur un projet a un impact positif sur le processus de gestion des changements dans sa globalité. Actuellement, la communication entre les disciplines se fait à l'aide d'échange de messages. Les experts sentent parfois le besoin de se rencontrer afin de se mettre d'accord sur le changement demandé. L'industrie de la CAO a donc besoin d'un système qui assiste l'humain dans la prise de décisions concernant les demandes de changements d'ingénierie. Un tel système diminuera considérablement le temps de traitement des demandes. Ce projet de doctorat propose de réaliser un outil de collaboration qui assiste les concepteurs dans le processus de gestion des changements. Le système proposé assure une certaine cohérence à travers les différentes disciplines impliquées dans ce processus. C'est également un outil d'aide à la décision dans la mesure où il va proposer des solutions alternatives si jamais la demande de changement n'est pas validée. Nous avons également réalisé la propagation externe des modifications. Cette une étape qui était complètement intégrée à notre projet, car il fallait qu'on importe des données du système CAO pouvoir les traiter dans le système de gestion des changements. La technologie"Agent logiciel" est utilisée pour implémenter le système proposé. L'approche"Agent" présente certains avantages par rapport à l'approche classique Client/Serveur. Elle permet justement de minimiser le nombre de requêtes sur le réseau (avec la propriété de mobilité). Dans le système chaque agent représente une expertise donnée et il y a un Agent gestionnaire qui contrôle la communication entre les différentes disciplines.

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Ce mémoire est relatif à la conception assistée par ordinateur et plus particulièrement à la conception fonctionnelle de produits manufacturiers. Notre objectif est de proposer une méthode informatique permettant de construire le plus automatiquement possible la forme d'un produit à partir de ses spécifications (ses fonctions).<br />Le premier chapitre s'intéresse aux outils et aux méthodes, informatiques ou manuelles, d'assistance à la conception fonctionnelle (SADT, FAST ...). Il montre que les spécifications d'un produit s'expriment principalement dans le langage naturel, ce qui rend difficile une quelconque automatisation de la conception à ce niveau. On ressent la nécessité de définir un modèle intermédiaire facilitant un passage moins brusque entre les fonctions et la forme du produit.<br />Le second chapitre traite de la modélisation géométrique du produit, puisque l'objectif principal est de construire sa forme. Il montre que les systèmes informatiques actuels de CAO ne fournissent pas d'assistance à la synthèse de formes. Nous identifions ensuite différentes approches de synthèse de la forme, des approches qui gèrent des informations d'un plus haut niveau sémantique que les habituelles méthodes associées aux modèles géométriques courants (B–Rep, CSG ...).<br />Le troisième chapitre propose une méthode permettant de construire automatiquement un ensemble de formes satisfaisant les spécifications du produit à la condition que ces dernières aient été traduites en un modèle dit intermédiaire. La méthode proposant plusieurs solutions, il est nécessaire de définir la notion d'estimation permettant de comparer les solutions entre elles. La comparaison des solutions permet d'appliquer des méthodes d'optimisation pour choisir les meilleures formes.<br />Le quatrième chapitre étaye l'approche en proposant d'une part une maquette informatique et d'autre part une application dans un cadre industriel : la conception assistée de moules de fonderie à partir d'une définition fonctionnelle du moule.

La synthèse dimensionnelle se focalise sur la détermination des dimensions des piècesconstituant le mécanisme et de leur placement. Cependant, malgré les nombreux travaux dansce domaine, les techniques actuelles de dimensionnement n’offrent des solutions satisfaisantesque pour des classes de mécanismes particulières.Dans nos travaux, nous décrivons une approche de résolution générique de problèmes desynthèse dimensionnelle de mécanismes. Une spécification déclarative par contraintes facilitela prise en compte de tout type de mécanismes (plans ou spatiaux, à topologie ouverteou fermée et comportant un nombre quelconque de pièces et de liaisons cinématiques). Lamodélisation des problèmes proposée rend possible la génération automatique d’équationstraduisant simultanément l’objectif à atteindre et les contraintes à respecter ainsi que laconstruction des différents mécanismes solution.Les équations résultantes étant non linéaires, fortement couplées et n’admettant pas nécessairementde solution exacte, nous proposons de les traiter par des méthodes d’optimisation.De plus, la stratégie développée se concentre sur la recherche de plusieurs minima locauxdu problème de synthèse et non sur la recherche d’un minimum global. En premier lieu, uneméthode d’optimisation globale par essaims particulaires explore le domaine de recherche etfournit plusieurs points approchant des minima. Plusieurs processus d’optimisation locale,basés sur la méthode de Nelder-Mead, exploitent ensuite de manière concurrente ces points.Cette stratégie permet d’améliorer considérablement la robustesse de chacune des méthodesprises indépendamment et surtout de proposer plusieurs configurations à l’utilisateur quipourra finalement sélectionner la meilleure solution d’après ses critères.Nous avons développé une maquette d’application de synthèse dimensionnelle de mécanismes,complètement intégrée dans un environnement de conception assistée par ordinateurindustriel qui nous permet de valider la démarche de conception que nous proposons sur unensemble de problèmes classiques. / Mechanism synthesis deals with design of mechanical devices capable of performing adesired task. Dimensional synthesis focuses on the determination of the parts’ dimensionsand locations in order to fulfill the requirements. Despite many works in this research field,current design techniques are lacking in generality and are only suitable for specific classesof mechanisms.This work proposes a generic approach to solve mechanism dimensional synthesis. Adeclarative specification based on constraints facilitates the design of almost any systemtopology such as planar and three-dimensional mechanisms with open and closed loop kinematicchains containing any number and type of joints. The modeling approach presentedallows automatic generation of systems of equations representing both the constraints tosatisfy and the target objectives to minimize, while enabling geometric construction of theobtained solutions.The resulting polynomial equations are nonlinear, highly coupled and do not necessarilyadmit an exact solution. Therefore, we propose to solve them by optimization methods. Thedeveloped strategy focuses on finding several local minima of synthesis problems instead offinding a global minimum. First, a particle swarm global optimization explores the searchdomain and provides points approximating these minima. Then, various Nelder-Mead basedlocal optimization processes handle these points concurrently. This strategy significantlyimproves the robustness of each optimization method taken independently. It also makes itpossible for the designer to choose the best solution among several configurations accordingto his criteria.A dimensional mechanism synthesis prototype, fully integrated with a commercial computeraided design software, has also been developed. It allows validating our design approachon a set of classical problems.

En janvier 2007, à 28 ans, Louise Brown est devenue maman. Trente ans, c'est le temps qu'il faut à une génération pour se renouveler. C'est aussi le temps, si bref à l'échelle de l'histoire, pour que les bouleversements induits par la science et les moeurs au ~e siècle modifient profondément le visage de la famille et de son ciment le plus intime, la filiation. Ce travail rend compte de la manière dont le droit appréhende ces changements dans des sociétés occidentales de plus en plus tiraillées entre leurs racines judéo-chrétiennes et leurs aspirations technologiques. Il cherche à comprendre la place du droit dans les nouveaux édifices familiaux et à évaluer la qualité des solutions que celui-ci propose face aux enjeux multiples et complexes de la procréation assistée. Il s'attache pour ce faire à l'examen de deux juridictions partageant un héritage commun à bien des égards, mais suivant des voies normatives différentes : la Suisse et le Québec. À ce titre, il définit des outils conceptuels nécessaires à la compréhension de la notion de filiation; il rend compte de la façon dont le droit a manipulé ces outils en régissant l'établissement de la filiation, la preuve de la filiation et la procréation assistée à proprement parler; et il conclut par une évaluation critique des solutions envisagées dans les deux systèmes étudiés. Il met ainsi en exergue les enjeux de la procréation assistée pour le droit de la filiation et la grande palette de solutions législatives envisageables. Il démontre que deux systèmes de droit peuvent traduire des préoccupations partagées par des dispositions diamétralement opposées. En particulier, l'égalité, la liberté et le bien de l'enfant se concrétisent selon des conceptions distinctes. L'attachement aux institutions se manifeste à des degrés variables. Les innovations scientifiques sont accueillies avec un enthousiasme plus ou moins soutenu. Tous ces facteurs sont les détenninants des familles suisse et québécoise, qui, pour s'être longtemps ressemblées, prennent aujourd'hui des chemins différents...mais pas irrémédiablement irréconciliables. / In January 2007, at the age of 28 years, Louise Brown became a mother. Thirty years is the necessary time for a new generation to bloom. It is a short period on the scale of human history, but it was enough to provoke the huge changes induced by science and manner evolutions during the XXth century and deeply modify the face of the family and its most intimate cement: the filial status. This work presents the way in which Law apprehends these changes in Westem societies that are increasingly tom between their Judeo-Christians roots and their technological aspirations. It seeks to understand the place of Law in new family structures and to evaluate the quality of the solutions that Law proposes to take the multiple and complex risks of assisted procreation into account. With this intention, it sticks to the examination of two places sharing a common heritage to many regards, but having different normative ways: Switzerland and Quebec. To do so, it defines conceptual tools that are necessary for the very meaning offilial status to be understood. It accounts for the way in which Law handles these tools by goveming the establishment of the filial status and its proof as weIl as assisted procreation. It concludes by a critical evaluation of the solutions under consideration in the two systems studied. It thus highlights the risks of assisted procreation for Law and the large pallet of possible legislative solutions. It shows that two systems can translate shared concems into diametrically opposite norms. In particular, equality, freedom and the best interest of the child are principles concretized according to distinct designs. The attachment to the institutions appears with variable degrees. The scientific innovations are accommodated with a more or less constant enthusiasm. All these factors have an important impact on families in Switzerland and in Quebec: after being similar for a long time, today they follow different paths... but these might not be irremediably irreconcilable.