The relevance of the topic of the thesis "Development and testing of a human-machine interface on the example of a mobile device fixation system" is due to the increasing role of information technology in modern society. With the constant development of technology and an increase in the number of users of various systems, the issue of creating user-friendly and intuitive interfaces is becoming especially relevant. The use of the developed interface will ensure comfortable user interaction with information systems. This will help to increase user satisfaction, reduce errors and increase productivity. / Актуальность темы дипломной работы «Разработка и апробация человеко-машинного интерфейса на примере системы закрепления подвижного состава» обусловлена возрастающей ролью информационных технологий в современном обществе. В условиях постоянного развития технологий и увеличения количества пользователей различных систем, вопрос создания удобных и интуитивно понятных интерфейсов становится особенно актуальным. Применение разработанного интерфейса позволит обеспечить комфортное взаимодействие пользователей с информационными системами. Это будет способствовать повышению удовлетворённости пользователей, снижению ошибок и увеличению производительности труда.

Einleitung: Die Verwendung der Hamstringsehnen als Transplantate in der rekonstruktiven Chirurgie des vorderen Kreuzbandes stellt eine wenig invasive Alternative zur herkömmlichen Verwendung des mittleren Patellarsehnendrittels dar. Hier ist jedoch die Transplantatverankerung, die bisher meist extrakortikal, also weit entfernt der nativen Kreuzbandinsertion angelegt wurde problematisch. Hierdurch zeigt das Transplantat-Verankerungs-Konstrukt ein unbefriedigendes elastisches und plastisches Dehnungsverhalten, welches u.A. für eine geringere Kniestabilität und eine gestörte ossäre Transplantatintegration verantwortlich gemacht wird. Eine anatomiegerechte Transplantatverankerung auf Gelenkniveau könnte die mechanischen und biologischen Rahmenbedingungen verbessern, um so die Hamstringsehnen als Alternativtransplantat mit verbesserter klinischer Prognose einsetzten zu können. Eine direkte Verankerung mit Interferenzschrauben erlaubt eine solche anatomische Transplantatverankerung, so dass wir dieses neue Operationsverfahren biomechanisch und tierexperimentell untersucht haben. Methoden: In sechs biomechanischen Teilprojekten und in zwei tierexperimentellen Untersuchungen wurde die Eignung der direkten Verankerung mit biodegradierbaren Interferenzschrauben der Hamstringsehnen im Vergleich zu konventionellen Patellar- und Hamstringsehnen-Techniken untersucht. Ergebnisse: Wir konnten demonstrieren, dass die initiale femorale Verankerungsfestigkeit, auch in Sinne der sog. Hybridfixation ausreichend ist. Die tibiale Verankerung unterliegt jedoch verschiedenen Variablen und bedarf einer differenzierten klinischen Anwendung. Im Vergleich zu konventionellen Techniken der Hamstringsehnen-Verankerung kann das plastische und elastische Dehnungsverhalten durch die Verankerung mit Interferenzschrauben deutlich verbessert werden, wobei jedoch das mechanische Verhalten des Patellarsehnen-Transplantates nicht erreicht wurde. Die tierexperimentelle Analyse zeigt auf, dass die ossäre Integration durch die Kompression des Transplantates auf Gelenkniveau soweit verbessert werden kann, dass sog. Tunnelaufweitungen, als Zeichen einer gestörten Einheilung vermieden werden und, dass das Transplantat mit einer direkten Bandinsertion, entsprechend des nativen vorderen Kreuzbandes, auf Gelenkniveau einheilt. Schlussfolgerung: Die hier vorgelegten Untersuchungen haben erstmals umfassend die Rahmenbedingungen der Interferenzschrauben-Verankerung der Hamstringsehnen beschrieben; einer Technik die inzwischen weltweit verbreitete Anwendung findet. Durch eine anatomische Transplantatverankerung auf Gelenkniveau besteht nun die Möglichkeit, mit optimierten mechanischen und biologischen Rahmenbedingungen eine adäquate Alternativtechnik zur konventionellen Verwendung der Patellarsehnen anzubieten. / Introduction: The use of hamstring tendon grafts as a substitute for anterior cruciate ligament reconstruction presents a less invasive procedure compared to the conventional bone-patellar tendon- bone graft. Current techniques of hamstring tendon anterior cruciate ligament reconstruction utilise an extra-cortical fixation. An extra-cortical fixation, however, shows inferior structural parameters with respect to construct slippage or stiffness. These factors may contribute to less stable knees after reconstruction and a delayed osseous integration of the grafted tissue. An anatomic hamstring tendon graft fixation close to the joint line may overcome these problems and may present an alternative to the conventional bone-patellar tendon-bone graft by means of optimised mechanical and biological boundary conditions. We therefore studied anatomic interference fit fixation of hamstring tendon grafts in different mechanical and animal experimental setups. Methods: In six different biomechanical projects and two animal studies, we studied the capability of hamstring tendon interference fit fixation to be used as a secure and reproducible technique of anterior cruciate ligament reconstruction and compared these data to the bone-patellar tendon-bone graft and other conventional hamstring tendon graft fixation techniques. Results: We could demonstrate that the initial femoral fixation strength, as well as a hybrid fixation is sufficient. However, the tibial fixation presents the weak link and underlies different variables, such as bone density and screw geometry. Compared to conventional extra-cortical fixation techniques, the viscoelastic and viscoplastic deformation behaviour could be optimized, but did not reach comparable data to the bone-patellar tendon-bone graft. Animal experiments could clearly demonstrate that interference fit fixation promotes osseous tendon incorporation and minimises the likely hood of a tunnel enlargement. We further found that in contrast to conventional fixation techniques the use of interference screws resulted in the development of a direct ligament insertion anatomy, directly at the joint line, like it is found with the native anterior cruciate ligament. Conclusion: With the present studies we could first describe the mechanical and biological boundary conditions of hamstring tendon interference fit fixation, a technique which gains increased world wide attention as a standard procedure in cruciate ligament surgery. By using an anatomic joint line fixation of hamstring tendon grafts, there are optimised boundary conditions, which therefore presents an adequate alternative to the conventional bone-patellar tendon-bone graft in cruciate ligament reconstruction.

La souche arctique Mesorhizobium sp. N33 est une bactérie psychrotrophe reconnue comme l'un des rhizobiums fixateurs d'azote le mieux adapté au froid. Le profil transcriptomique et métabolomique de la souche arctique N33 a été déterminé en identifiant les patrons d'expression génétique et les changements des metabolites sous différents stress hypothermiques. Des études utilisant des macropuces et des micropuces d'ADN et la PCR quantitative en temps réel ont montré que différentes fonctions cellulaires sont significativement affectées à basse température. Les chaperonnes, les protéines de choc au froid, la transcription, la traduction, les fonctions membranaires, les métabolismes, les systèmes de transport des éléments nutritifs, la génération d'énergie, l'accumulation de cryoprotectants (polyamines et mannitol), la detoxification des espèces réactives à oxygène (ROS), l'activité xylukinase, des facteurs de transcription et des protéines ayant des fonctions inconnues sont significativement régulés à la hausse à basse température. Beaucoup moins de gènes sont régulés à la baisse à basse température et appartiennent à diverses classes dont le métabolisme général, la motilité cellulaire, les systèmes de transport et de sécrétion, qui indiquent dans leur ensemble une baisse du métabolisme et de la dépense énergétique à basse température. Des études métabolomiques, utilisant la Chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse et la résonance magnétique nucléaire, indiquent que la souche arctique N33 régule les niveaux de plusieurs composés. L'acide linoléique polyinsaturé (18:2(9, 12)) et l'acide gras polyinsaturé 18:2 (6, 9) sont les acides gras les plus abondants pour les conditions de cultures à basse température (4 et 10°C). L'acide gras phospho/neutre mono-insaturé 14:1(11) était le plus induit (45 fois plus élevé) lh de choc au froid. Cet acide gras rend la membrane cellulaire plus fluide, permet la detoxification des cellules des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et agit comme source d'énergie pour les cellules. L'isobutyrate était hautement (19.4 fois plus élevé) augmenté à 4°C ce qui suggère que ce composé agit comme précurseur de la modification des acides gras à basses temperatures. Les analyses des voies métaboliques des composées hydrosolubles indiquent la présence de niveaux élevés des metabolites sarcosine et glycine à faible température suggérant que ces composés agissent comme cryoprotectants, ce qui pourrait avoir un impact substantiel sur l'adaptation au froid. La souche N33 démontre plusieurs changements moléculaires reliés à sa capacité de tolérance au froid. Les résultats préliminaires sur le séquençage de la souche N33 et son assemblage en 46 segments (7.13Mbps) sont aussi rapportés dans cette thèse.

Cette étude porte sur la pertinence des données comptables dans le processus d'évaluation des actions. Elle s'appuie sur le modèle théorique de Ohlson (1993), qu'elle tente de valider. L'échantillon utilisé comporte 129 émissions initiales effectuées dans le cadre du Régime d'Épargne-actions du Québec, de 1979 à 1988. Sous plusieurs aspects, les résultats obtenus dans ce travail correspondent au modèle conceptuel proposé. Il existe en effet une relation positive forte entre les prix établis lors d'une première émission et deux éléments d'information comptable, soit le bénéfice et la valeur comptable des actions. De plus, lors du processus d'évaluation, le poids accordé à chacune de ces variables semble être une fonction du coût du capital, tel que le prévoit le modèle théorique. Toutefois, probablement en raison des nombreuses difficultés posées par l'estimation de la persistance dans le contexte des premières émissions, cette variable ne semble jouer aucun rôle dans les modèles estimés.

Dans ce mémoire, on investigue les réponses des variables et du niveau de bien-être social suite à différents chocs/changements de paramètres sous deux régimes : le ciblage d'inflation (« Inflation Targeting », IT) et le ciblage des prix (« Price Targeting », PT). Dans le cadre d'un nouveau modèle néokeynésien, modèle adopté par les banques centrales et la majorité des études scientifiques dans l'étude des politiques monétaires, la perte en bien-être sous PT est plus faible et robuste aux chocs à la demande, technologique, monétaire et au coût de la production ainsi qu'aux différentes valeurs de l'élasticité de Frisch et de la rigidité des prix. Autre résultat probant de l'étude menée, les anticipations rationnelles constituent un élément fort de la crédibilité et réussite du régime de ciblage des prix. Les réactions des variables sont atténuées et le bien-être quant à lui s'améliore considérablement. Toutefois, les deux politiques imposent un compromis aux décideurs : choisir entre la stabilité de la production et la stabilité de l'inflation.

La présente étude visait à développer un protocole de fixation et d'échantillonnage pour le poumon équin suivant les directives publiées sur l’utilisation d’une approche stéréologique de type « design-based ». Les poumons gauches de chevaux contrôles et atteints du souffle ont été fixés avec du formaldéhyde 10% pendant 48h à une pression constante de 25-30 cm d’H2O. Les poumons ont été sectionnés en 20-21 tranches d’une épaisseur d'environ 2,5 cm chacune; de 10-11 tranches ont été sélectionnées de façon aléatoire et systématique pour la mesure du volume de référence avec la méthode de Cavalieri. Un protocole d’échantillonnage systématique, aléatoire et uniforme utilisant le principe du « smooth fractionator » et un poinçon à biopsie de 17 mm ont été utilisés pour échantillonner une fraction représentative de chaque poumon. Les méthodes d’échantillonnage de sections verticales, uniformes et aléatoires (VUR) et d’échantillonnage isotropique, uniforme et aléatoire (IUR) ont toutes deux été effectuées pour comparer le nombre de voies respiratoires en coupe perpendiculaire obtenues à partir de chaque méthode. L'architecture globale et la qualité des tissus fixés ont également été évaluées. Des spécimens pulmonaires équins ont été échantillonnés avec succès selon un protocole visant à produire des données morphométriques valides. Les tissus ont été fixés avec un minimum d'artéfacts et contenaient une quantité suffisante de voies respiratoires en coupe perpendiculaire dans les deux types d’échantillons. En conclusion, un protocole de fixation et d'échantillonnage adapté au poumon équin permettant l'utilisation d'une approche stéréologique de type « design-based » a été élaboré pour l’étude du remodelage des voies respiratoires. / The present study aimed at developing a fixation and sampling protocol for the horse lung in agreement with recent published guidelines for a design-based stereology approach. The left lungs from control and from heaves-affected horses were fixed in 10% formaldehyde for 48hr at a controlled constant pressure of 25-30 cm H2O. Lungs were cut into 20-21 slices of a thickness of approximately 2.5cm each; 10-11 slices were then randomly and systematically selected for the measurement of the reference volume using the Cavalieri method. A systematic, uniform and random sampling (SURS) protocol using a 17 mm punch biopsy and the smooth fractionator principle was used to select a representative fraction of each lung. The vertical uniform random (VUR) and isotropic uniform random (IUR) sampling methods were both performed to compare the number of perpendicular airways obtained with each method. The general architecture and the quality of the fixed tissues were also evaluated. Equine lung tissues were successfully sampled with a protocol designed to yield accurate morphometric data. The tissues were fixed with minimal artifacts and contained an adequate amount of perpendicular airways in both VUR and IUR sections. In conclusion, we developed a fixation and sampling protocol adapted to the equine lung allowing the use of a design-based stereology approach to study airway remodeling.

Le fichiers qui accompagnent mon document ont été réalisés avec le logiciel Mathematica / Dans cette thèse, nous étudions la théorie des jeux évolutionnaires dans quelques exemples de populations structurées. En particulier, nous analysons l’évolution de la coopération en déterminant des conditions qui la favorisent dans le cas des interactions par paire. On s’intéresse à l’évolution de la coopération dans un espace phénotypique de dimension quelconque. Puis on étudie la coopération dans une population finie, subdivisée en groupes de même quelconques avec une hiérarchie entre les groupes. Finalement, on présente l’effet de l’aspiration sur le processus évolutif dans une population finie répartie sur un cercle où il y a des positions à occuper. / In this thesis, we study some examples of structured populations. In particular, we analyze the evolution of cooperation in the sense of determining conditions that favor it. We study the evolution of cooperation in a phenotype space of any size. We study also the evolution of cooperation in a finite population subdivided into hierarchical groups of any size. Finally, we study the effect of aspiration on the evolutionary process in a finite population distributed on a circle with only a local interaction by pairwise.

La lentille (Lens culinaris Med.) est une composante importante des régimes alimentaires de nombreuses populations à travers le monde mais sa consommation en Europe est relativement faible. L’Europe produit seulement 26% de sa consommation de lentille et ce déficit est en partie causé par d’importants verrous agronomiques comme la verse, les bruches et la compétition des adventices qui réduisent ses rendements, notamment en agriculture biologique. Les associations de cultures, définies comme la culture simultanée d’au moins deux espèces différentes sur une même surface pendant une durée significative, sont considérées comme une option pour lever ces verrous agronomiques et ainsi développer la production de lentille en agriculture biologique. Les objectifs de cette thèse étaient de (1) évaluer le potentiel des associations de lentille et de blé de printemps pour produire de la lentille en conditions d’agriculture biologique et (2) comprendre les principaux mécanismes sous-jacents à la performance des associations. Des essais agronomiques ont été mis en place en 2015 et 2016 en conditions d’agriculture biologique. Quatre variétés de lentille et de blé de printemps ont été conduites en culture pures et en plusieurs associations de type substitutif et additif. Nos résultats montrent que le rendement moyen des associations avant récolte mécanique était plus élevé que le rendement moyen des cultures pures. Néanmoins, le rendement de lentille en association était inférieur à celui de la lentille en culture pure en raison d’une compétition forte et précoce du blé pour les ressources qui a causé la diminution nombre de ramifications par plante de la lentille. Le prix de la lentille étant environ quatre fois plus élevé que celui du blé, la marge brute des associations avant récolte était inférieure à celle de la lentille en culture pure. Cependant, la verse de la lentille a été fortement réduite en association, entrainant une augmentation de l’efficacité de sa récolte mécanique. En conséquence les rendements de lentille issus de la récolte mécanique se sont avérés similaires en association et en culture pure. Enfin, après tri et nettoyage des graines, la marge brute des associations sur le rendement commercialisable était supérieure à celle des cultures pures. Nos résultats montrent que (1) les associations n’ont pas eu d’effet sur le taux de bruchage des lentilles, (2) l’association la plus performante est constituée de lentille à densité équivalente à la culture pure dans laquelle on ajoute 15-20% de blé, (3) la performance des associations est due à une utilisation complémentaire de l’azote rendue possible par la fixation symbiotique de l’azote par la lentille et (4) l’intensité des compétitions entre espèces dépendent de l’année, de la densité de blé et des génotypes. En conclusion, nos travaux indiquent que les associations de lentille et de blé de printemps peuvent permettre de développer la production de lentille en agriculture biologique mais qu’une meilleure compréhension des interactions de type génotype x environnement x conduite pourrait permettre de mettre au point des couverts encore plus performants. / Lentil (Lens culinaris Med.) is an important component of the human diet in the world, but in the meantime, Europe produces only 26% of the lentils it consumes. This is partly due to strong agronomic weaknesses that reduce yield such as lodging, bruchid beetles and weeds, especially in organic farming. Intercropping, the simultaneous growing of two or more species in the same field is tested here as an option to reduce these drawbacks and develop organic lentil production. The aims of this thesis were to (1) assess the potential of lentil-spring wheat intercrops to produce organic lentil, (2) understand the mechanisms that explain their performances, and (3) evaluate the profitability of such intercrops. A two-year field experiment was carried out in southwestern France in 2015 and 2016 under organic farming rules. Four lentil and two wheat cultivars were grown as sole crops and intercrops in multiple additive and substitutive designs. Our results showed that the total intercrop attainable grain yield was higher than the mean of sole crops. Yet, lentil yield in intercrop was lower than in sole crop as the result of a strong competition for resources from wheat in early lentil growth stages reducing the number of branches per plant of lentil. This led to lower gross margins of intercrops. However, lentil lodging was strongly reduced in intercrops thus its mechanical harvest efficiency increased. This led to similar mechanically harvested yields of lentil in intercrop and sole crop. Consequently, after mechanical harvest and grain cleaning, the marketable gross margin of intercrops was higher than that of sole crops. Our results suggest that (1) intercrop had no effect on bruchids, (2) the most effective intercrop is when lentil is at sole crop density and wheat at 15-20%, (3) intercrop performance is due to complementary use of N pools through legume N2 fixation and (4) the intensity of interspecific interactions depends on year, wheat density and genotypes. Our work indicates that lentil-spring wheat intercrop can develop organic lentil production but a better understanding of Genotype x Environment x Cropping system interactions may be useful to design optimized managements.

Designers often look for inspiration in their environment when exploring possible solutions to a given problem. However, many studies have reported that external stimuli may constrain designers’ imagination and limit their exploration to similar solutions, a phenomenon described as design fixation. Inspiration and fixation effects are traditionally studied with a similar experimental paradigm, which has produced a complex web of findings and explanations. Yet, when analysing the experiments and their findings closely, it becomes clear that there is considerable variation in how studies are conducted and the results they produce. Such variation makes it difficult to formulate a general view of how external stimuli affect the design process, and to translate the research findings into education and practice. Moreover, it raises questions about the reliability and effectiveness of the traditional experimental method. This thesis reports on a collection of studies that examine how design inspiration and fixation research is done and how it can be improved. It explores the research area by reviewing the literature and analysing data from a workshop; describes the research method by scrutinising experiments and their procedures; and explains the variation in research findings by testing experimental procedures empirically and suggesting new interpretations. My main findings are that: abstract stimuli can inspire or fixate designers to different degrees depending on how explicitly the stimuli are represented; external stimuli can inhibit the exploration of ideas that would otherwise be explored; the effect of experimental instructions varies depending on how encouraging the instructions are; and the way participants represent and elaborate ideas can moderate fixation results. Whilst this thesis offers insights into design practice and education, its main contribution is to design research, where it represents a fundamental material for those who are new to inspiration and fixation research, and for those who are already expert.

Les insectes sont capables de prouesses remarquables lorsqu’il s’agit d’éviter des obstacles,voler en environnement perturbé ou poursuivre une cible. Cela laisse penser que leurs capacités de traitement, aussi minimalistes soient-elles, sont parfaitement optimisées pour le vol. A cela s’ajoute des mécanismes raffinés, comme la stabilisation de la vision par rapport au corps, permettant d’améliorer encore plus leurs capacités de vol.Ces travaux de thèse présentent l’élaboration d’un micro drone de type quadrirotor, qui ressemble fortement à un insecte sur le plan perceptif (vibration rétinienne) et reprend des points structurels clés, tels que le découplage mécanique entre le corps et le système visuel. La conception du quadrirotor (de type open-source), son pilotage automatique et son système occulo-moteur sont minutieusement détaillés.Des traitements adaptés permettent, malgré un très faible nombre de pixels (24 pixels seulement), de poursuivre finement du regard une cible en mouvement. A partir de là, nous avons élaboré des stratégies basées sur le pilotage par le regard, pour stabiliser le robot en vol stationnaire, à l’aplomb d’une cible et asservir sa position ; et ce, en se passant d’une partie des capteurs habituellement utilisés en aéronautique tels que les magnétomètres et les accéléromètres. Le quadrirotor décolle, se déplace et atterrit de façon autonome en utilisant seulement ses gyromètres, son système visuel original mimant l’oeil d’un insecte et une mesure de son altitude. Toutes les expérimentations ont été validées dans une arène de vol, équipée de caméras VICON.Enfin, nous décrivons une nouvelle toolbox qui permet d’exécuter en temps réel des modèles Matlab/Simulink sur des calculateurs Linux embarqués de façon complètement automatisée (http://www.gipsalab.fr/projet/RT-MaG/). Cette solution permet d’écrire les modèles, de les simuler, d’élaborer des lois de contrôle pour enfin, piloter en temps réel, le robot sous l’environnement Simulink. Cela réduit considérablement le "time-to-flight" et offre une grande flexibilité (possibilité de superviser l’ensemble des données de vol, de modifier en temps réel les paramètres des contrôleurs, etc.). / Insects, like hoverflies are able of outstanding performances to avoid obstacles, reject disturbances and hover or track a target with great accuracy. These means that fast sensory motor reflexes are at work, even if they are minimalist, they are perfectly optimized for the flapping flight at insect scale. Additional refined mechanisms, like gaze stabilization relative to the body, allow to increase their flight capacity.In this PhD thesis, we present the design of a quadrotor, which is highly similar to an insect in terms of perception (visual system) and implements a bio-inspired gaze control system through the mechanical decoupling between the body and the visual system. The design of the quadrotor (open-source), itspilot and its decoupled eye are thoroughly detailed. New visual processing algorithms make it possible to faithfully track a moving target, in spite of a very limited number of pixels (only 24 pixels). Using this efficient gaze stabilization, we developed new strategies to stabilize the robot above a target and finely control its position relative to the target. These new strategies do not need classical aeronautic sensors like accelerometers and magnetometers. As a result, the quadrotor is able to take off, move and land automatically using only its embedded rate-gyros, its insect-like eye, and an altitude measurement. All these experiments were validated in a flying arena equipped with a VICON system. Finally, we describe a new toolbox, called RT-MaG toolbox, which generate automatically a real-time standalone application for Linux systems from a Matlab/Simulink model (http://www.gipsalab.fr/projet/RT-MaG/). These make it possible to simulate, design control laws and monitor the robot’s flight in real-time using only Matlab/Simulink. As a result, the "time-to-flight" is considerably reduced and the final application is highly reconfigurable (real-time monitoring, parameter tuning, etc.).