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Lien vers le GitHub contenant tous les outils programmés dans le cadre du mémoire : https://github.com/neurok8050/eda-optimisation-processing-tool / L’activité électrodermale (EDA), particulièrement la skin conductance response (SCR), est un signal psychophysiologique fréquemment utilisé en recherche en psychologie et en neuroscience cognitive. L’utilisation de l’EDA entraîne son lot de défis particulièrement son prétraitement. En effet, encore très peu de recherches effectuent un prétraitement adéquat. Notre objectif est donc de promouvoir l’utilisation du prétraitement du signal SCR et de proposer des recommandations pour les chercheurs en fournissant des données sur l’impact du prétraitement sur la capacité à discriminer les SCR entre deux conditions expérimentales. En utilisant des travaux similaires, nous avons testé les effets de combinaisons de prétraitement utilisant différentes méthodes de filtrage, différentes méthodes de remise à l’échelle, l’inclusion d’une étape de détection automatique des artefacts de mouvement et en utilisant différentes métriques opérationnalistes (le peak-scoring (PS) et l’aire sous la courbe (AUC)) et d’approches par modèle. Enfin, nous avons testé si une seule combinaison de filtrage pourrait être utilisée avec différents jeux de données ou si le prétraitement devrait plutôt être ajusté individuellement à chaque jeu de données. Nos résultats suggèrent que 1) l’inclusion d’une étape de détection automatique des artefacts de mouvements n’affecte pas significativement la capacité à discriminer entre deux conditions expérimentales, 2) l’approche par modèle semble être un peu meilleure à discriminer entre deux conditions expérimentales et 3) la meilleure combinaison de prétraitement semble variée en fonction du jeu de données utilisé. Les données et outils présentés dans ce mémoire devraient permettre de promouvoir et faciliter le prétraitement du signal SCR. / Electrodermal activity (EDA), particularly the skin conductance response (SCR) is a psychophysiological signal frequently used in research in psychology and in cognitive neuroscience. Nevertheless, using EDA comes with some challenges notably in regard to its preprocessing. Indeed, very few research teams adequately preprocess their data. Our objective is to promote the implementation of SCR preprocessing and to offer some recommendations to researchers by providing some data on the effect of preprocessing on the SCR ability to discriminate between two experimental conditions. Based on similar work, we have tested the effect of preprocessing combinations using different filtering methods, different rescaling methods, the inclusion of an automatic motion detection step while using different operationalist metrics (peak-scoring (PS) and area under the curve (AUC)) and different model-based approach metrics. Finally, we tested if only one combination could be used across different datasets or if the preprocessing should be optimized individually to each dataset. Our results show that 1) the inclusion of the automatic motion detection step did not significantly impact the ability to discriminate between two experimental conditions, 2) the model-based approach seems to be slightly better at discriminating between two experimental conditions and 3) the best combination of preprocessing seems to vary between different datasets. The data and tools presented in this master thesis should promote and facilitate SCR signal preprocessing.

L'objectif général de cette thèse de doctorat est de caractériser les propriétés de membranes PFSA de type Nafion N115 et Nafion NRE212 en termes de sorption d'eau, de propriétés de transport et de propriétés mécaniques, sur une large gamme de conditions expérimentales. Nous avons réalisé de très nombreuses mesures afin de comparer les résultats avec les données de la littérature, souvent dispersées. Des protocoles simples et reproductibles nous ont permis de mesurer les propriétés des membranes et d'étudier l'influence de certains paramètres sur leur variation. Les échantillons ont par exemple été séchés à différentes températures et nous avons étudié l'effet de ce prétraitement thermique sur la capacité de sorption, les propriétés de transport et les propriétés mécaniques. Les membranes Nafion ont également été exposées à une température modérée (60°C - 80°C) et à une humidité relative constante (RH = 0.3 à 0.95) pendant plusieurs semaines, conditions à l'origine d'un phénomène dit de "vieillissement hygrothermique" qui affecte leur capacité de sorption et leur conductivité protonique. De tels effets ont été observés mais ils se sont révélés réversibles et sans conséquences notables en terme de performances une fois les membranes utilisées en pile à combustible. Nos résultats peuvent être utilisés dans des études impliquant le transport et la gestion de l'eau dans les piles à combustible ainsi que leur durabilité, en particulier pour de la simulation numérique ou de la modélisation. Plus fondamentalement, ils peuvent aider à comprendre la thermodynamique de sorption et les phénomènes de transport dans les membranes PFSA / The overall aim of this PhD thesis was to characterize the properties of commercial Nafion N115 and Nafion NRE212 membranes in term of water sorption, transport, and mechanical properties over a wide range of experimental conditions. Because of the high dispersion of the data in the literature, our primary objective was to gather a comprehensive set of experimental measurements and to compare them with published results. Simple and reproducible protocols allowed us to measure the membrane properties over a wide range of experimental conditions and to study the influence of certain parameters on their evolution. For example, the samples were heat-treated at different temperatures and the effect of thermal history on water sorption, transport and mechanical properties was investigated. Nafion membranes were also exposed to moderate temperature (60°C - 80°C) and constant relative humidity (RH = 0.3 to 0.95) for long periods of time, which is known to cause a so-called ?hygrothermal aging? resulting in a decrease in their sorption capacity and proton conductivity. Such effects were observed but they appeared to be reversible and without noticeable consequences in term of fuel cell performance. Our experimental results can be used in studies involving water transport, water management and durability of fuel cells, especially for numerical simulation or modelling. More fundamentally, they can help understanding the thermodynamics of sorption and transport phenomena in PFSA membranes

Mycobacterium tuberculosis est la cause d’une des maladies infectieuses les plus fréquentes dans le monde causant la mort de plus de 1,2 millions de personnes chaque année selon l’organisation mondiale de la santé (OMS). Actuellement, la tuberculose à M. tuberculosis émerge chez d’autres espèces comme l’a montré notre revue bibliographique des cas de tuberculose à M. tuberculosis chez les primates non-humains, les éléphants d’Asie, les animaux de ferme, les animaux de compagnie et certains animaux sauvages. Nous avons montré que ces trois espèces survivent dans le sol pendant au moins 12 mois et restent pathogènes dans un modèle souris. Egalement nous avons montré que le sol infecté par M. tuberculosis est une source potentielle de contamination pour les animaux. Nous avons ensuite développé un protocole de culture rapide de M. tuberculosis, incluant un nouveau milieu de culture solide, des conditions optimisées d’incubation, et la détection des microcolonies par autofluorescence. Notre travail de thèse a permis de mettre en place des techniques et protocoles qui révolutionnent la culture et l’isolement de M. tuberculosis en réduisant les délais de culture et des antibiogrammes, un point déterminant pour la lutte contre la tuberculose notamment dans les pays à ressources limitées et les pays à forte émergence de souches de M. tuberculosis de plus en plus résistantes. Ces protocoles sont en cours de transfert pour la routine de laboratoire. / Mycobacterium tuberculosis is the cause of one of the most common infectious diseases in the world killing more than 1.2 million people each year according to the World Health Organization (WHO). Currently, M. tuberculosis tuberculosis emerges in other species like non-human primates, Asian elephants, farm animals and some wild animals. We have shown that three species of M. tuberculosis complex survive in the soil for at least 12 months and are pathogenic in a mouse model and M. tuberculosis-infected soil is a potential source of infection for animals. We then developed a protocol for rapid culture of M. tuberculosis, including a new solid culture medium, optimized conditions of incubation, and detection of microcolonies by autofluorescence. Our thesis has helped develop techniques and protocols that are revolutionizing the culture and isolation of M. tuberculosis by reducing delays culture and susceptibility testing, a crucial point for the fight against tuberculosis, especially in countries limited resources and countries with strong emergence of M. tuberculosis strains more resistant. These protocols are being transferred to the routine laboratory.

L’électroencéphalogramme (EEG) est un examen incontournable pour le diagnostic, la définition des structures cérébrales responsables de l’origine de crises et la classification des épilepsies. Cependant les enregistrements recueillis à la surface du scalp sont très perturbés par des artefacts et du bruit, ce qui complique considérablement l’interprétation clinique ou l’analyse automatique.Ce travail a pour objectif d’extraire des descripteurs des signaux d’EEG de surface qui peuvent conduire à la caractérisation de la dynamique spatio-temporelle des crises partielles du lobe temporal. Les estimateurs de relations inter-voies appliqués sont les méthodes linéaires paramétriques symétriques et non symétriques telles que l’inter-spectre (S), la cohérence (C), la Directed Transfert Function (DTF) ou la Partial Directed Coherence (PDC). Les relations sont estimées sur des EEG réels contenant une crise. La détection de fortes relations inter-voies est exploitée pour latéraliser puis caractériser la crise. Toutes les méthodes sont appliquées sur des signaux EEG bruts et prétraités. Une étape de prétraitement basée sur la séparation et classification de sources et le débruitage est mise en œuvre afin d’éliminer les artefacts et le bruit avec une perte minimale d’information en diminuant le risque de fausses détections de relations de connectivité inter-signaux. Les résultats obtenus sur 51 crises montrent que le prétraitement améliore la détection et le taux de bonnes latéralisations. Une méthode de couplage entre l’IS et les méthodes paramétriques directives (PDC et DTF) permet d’améliorer la caractérisation des crises / The electroencephalogram (EEG) is the essential clinical examination for the diagnosis, the definition of brain structures responsible of seizures and epilepsy classification. However, the signals collected on the surface of the scalp are very disturbed by artifacts and noise, which complicates the clinical interpretation or the automatic analysis. This work aims to extract descriptors of surface EEG signals that can lead to the spatio-temporal characterization of the temporal lobe seizures. The inter-channel relationship estimators applied are parametric linear methods, such as cross-spectrum (S), coherence (C), Directed Transfer Function (DTF) or Partial Directed Coherence (PDC). Relations are estimated on real EEG recordings containing a crisis. The detection of strong inter-channel relationships is exploited in order to lateralize and to characterize seizures. All methods are applied to raw and preprocessed EEG signals. A preprocessing step, based on the separation and classification of sources and denoising is implemented to remove artifacts and noise with a minimal loss of information by reducing the risk of false detections of inter-signal connectivity relationships. The results on 51 crises show that a signal preprocessing improves the detection and the rate of correct lateralization. A coupling method between S and directivity parametric methods (PDC and DTF) improves the characterization of crises

L’objectif de ce travail est d’améliorer la durée de vie en fluage d’un alliage résistant à haute température. L’alliage étudié, nommé « C », appartient à la classe des aciers austénitiques de type HP utilisés pour la fabrication des tubes de reformage. L’évolution microstructurale de l’alliage « C » a été étudiée dans une vaste gamme de températures, s’étendant de 700 à 1040°C pour des temps de vieillissement allant jusqu’à 1000 h. La caractérisation de ces états vieillis a été réalisée au moyen de la microscopie électronique (MEB-FEG, MET) et de la diffraction des rayons X. L’accent a été mis sur une caractérisation fine de la précipitation secondaire présente Ces résultats ont ensuite été utilisés afin d’identifier les conditions thermiques optimales pour l’affinement de la précipitation en vue d’amélioration du comportement macroscopique de l’alliage. La cinétique de précipitation a été modélisée à l’aide du logiciel PRISMA ThermoCalc. Un bon accord entre la simulation et les mesures expérimentales a pu être obtenu.Dans la gamme de températures étudiée, la précipitation secondaire est majoritairement constituée de deux carbures : M23C6 (M=Cr, Fe) et NbC. En condition de service (980°C), la croissance du M23C6 est rapide. La coalescence des précipités survient dès 200 h de vieillissement. Nous avons prouvé qu’un vieillissement à des températures plus basses (700-750°C) permet d’affiner cette précipitation. De plus, notre étude a montré l’efficacité d’un prétraitement à des températures basses, effectué avant la mise en service du matériau à 980°C. Une nette amélioration de la résistance en fluage dans des essais accélérés a été obtenue pour l’alliage « C » ayant subi le prétraitement cité ci-dessus. Outre l’affinement et le retardement de la coalescence du M23C6, la présence d’une précipitation nanométrique du NbC sur des lignes de dislocations est probablement à l’origine de cet effet. / The purpose of this work is to optimise the microstructure of a creep-resistant alloy of the type HP, called “C” (industrial denomination). These austenitic steels are used for the manufacture of reformer tubes. The microstructural evolution of the alloy "C" has been studied in a wide range of temperatures, ranging from 700 to 1040 °C for aging times up to 1000 h. The characterization of these aged states was performed using electron microscopy (FEG-SEM, TEM) and X-ray diffraction, with emphasis on a detailed characterization of this secondary precipitation. This knowledge was then used to identify the optimal thermal conditions for the refinement of precipitation to improve the macroscopic behaviour of the alloy. The precipitation kinetics was modelled using the PRISMA ThermoCalc. A good agreement between simulation and experimental measurements has been obtained.In the studied range of temperature, the secondary precipitation consists mainly of two carbides M23C6 (M = Cr, Fe) and NbC. In the service conditions (980°C), the growth of M23C6 is fast. The coalescence of the precipitates starts after only 200h of aging. Aging at lower temperatures (700-750°C) refines this precipitation. Our study showed the efficacy of pre-treatment of the alloy at low temperatures, before the service of the material at 980°C. In the alloy "C", treated in such conditions, a significant increase in creep resistance was obtained in accelerated testing. In addition to refinement of the secondary precipitation and delaying the effects of coalescence of M23C6, the presence of a nanoscale precipitation of NbC on dislocation lines is probably the origin of this effect.

La langue arabe est pauvre en ressources sémantiques électroniques. Il y a bien la ressource Arabic WordNet, mais il est pauvre en mots et en relations. Cette thèse porte sur l’enrichissement d’Arabic WordNet par des synsets (un synset est un ensemble de mots synonymes) à partir d’un corpus général de grande taille. Ce type de corpus n’existe pas en arabe, il a donc fallu le construire, avant de lui faire subir un certain nombre de prétraitements.Nous avons élaboré, Gilles Bernard et moi-même, une méthode de vectorisation des mots, GraPaVec, qui puisse servir ici. J’ai donc construit un système incluant un module Add2Corpus, des prétraitements, une vectorisation des mots à l’aide de patterns fréquentiels générés automatiquement, qui aboutit à une matrice de données avec en ligne les mots et en colonne les patterns, chaque composante représente la fréquence du mot dans le pattern.Les vecteurs de mots sont soumis au modèle neuronal Self Organizing Map SOM ; la classification produite par SOM construit des synsets. Pour validation, il a fallu créer un corpus de référence (il n’en existe pas en arabe pour ce domaine) à partir d’Arabic WordNet, puis comparer la méthode GraPaVec avec Word2Vec et Glove. Le résultat montre que GraPaVec donne pour ce problème les meilleurs résultats avec une F-mesure supérieure de 25 % aux deux autres. Les classes produites seront utilisées pour créer de nouveaux synsets intégrés à Arabic WordNet / The Arabic language is poor in electronic semantic resources. Among those resources there is Arabic WordNet which is also poor in words and relationships.This thesis focuses on enriching Arabic WordNet by synsets (a synset is a set of synonymous words) taken from a large general corpus. This type of corpus does not exist in Arabic, so we had to build it, before subjecting it to a number of pretreatments.We developed, Gilles Bernard and myself, a method of word vectorization called GraPaVec which can be used here. I built a system which includes a module Add2Corpus, pretreatments, word vectorization using automatically generated frequency patterns, which yields a data matrix whose rows are the words and columns the patterns, each component representing the frequency of a word in a pattern.The word vectors are fed to the neural model Self Organizing Map (SOM) ;the classification produced constructs synsets. In order to validate the method, we had to create a gold standard corpus (there are none in Arabic for this area) from Arabic WordNet, and then compare the GraPaVec method with Word2Vec and Glove ones. The result shows that GraPaVec gives for this problem the best results with a F-measure 25 % higher than the others. The generated classes will be used to create new synsets to be included in Arabic WordNet.

La vidéo sur IP a connu un essor rapide ces dernières années allant de la diffusion télévisuelle en haute qualité via des réseaux dédiés à la diffusion sur internet de contenus vidéo grand public. L’optimisation de l’encodage vidéo H.264/AVC permet aux différents acteurs du marché de se différencier en proposant des solutions pour réduire le débit nécessaire à la représentation d’un flux vidéo ainsi que pour améliorer la qualité perçue par les utilisateurs. C’est dans ce contexte de vidéo professionnelle en haute qualité que s’inscrivent ces travaux de thèse CIFRE réalisés au sein de l’entreprise Digigram, proposant des encodeurs vidéo temps réel pour des diffusions professionnelles en direct. Nous proposons deux solutions de prétraitement pour répondre aux problématiques du secteur de la distribution vidéo. Les deux solutions considèrent les caractéristiques du système visuel humain en exploitant un modèle de JND (Just Noticeable Distortion) définissant des seuils de perception en fonction d’une analyse du contenu des séquences vidéo à encoder. La première solution utilise un préfiltre adaptatif indépendant de l’encodeur, contrôlé par un modèle JND afin d'éliminer le contenu perceptuellement non pertinent et ainsi réduire le débit sans altérer la qualité ressentie. Une analyse approfondie de plusieurs filtres de la littérature, dont le filtre AWA (Adaptive Weighted Averaging) et le filtre bilatéral, nous a également amené à définir deux nouveaux filtres à support étendu qui permettent d’exploiter au mieux les corrélations dans les images haute définition. A l’aide de tests subjectifs, nous montrons que les préfiltres perceptuels proposés permettent en moyenne de diminuer le débit en sortie du codeur d'environ 20% pour une qualité constante en encodage VBR (débit variable) Intra et Inter-image. Finalement, une deuxième solution s’attache à améliorer la qualité perçue dans un contexte d’encodage CBR (débit constant) en intégrant un modèle JND dans l’une des implémentations de la norme H.264/AVC la plus reconnue, le codec x264. Une quantification adaptative perceptuelle est ainsi proposée permettant d’améliorer les performances du codec x264 en améliorant le codage de l’information de contour à moyen et bas débits en encodage intra et inter-image. / The use of digital video over IP has increased exponentially over the last years, due to the development of high-speed networks dedicated to high quality TV transmission as well as the wide development of the nonprofessional video webcast. Optimization of the H.264/AVC encoding process allows manufacturers to offer differentiating encoding solutions, by reducing the bandwidth necessary for transmitting a video sequence at a given quality level, or improving the quality perceived by final users at a fixed bit rate. This thesis was carried out at the company Digigram in a context of professional high quality video. We propose two solutions of preprocessing which consider the characteristics of the human visual system by exploiting a JND profile (Just Noticeable Distortion). A JND model defines perceptual thresholds, below which a distortion cannot be seen, according to the video content. The first solution proposes an adaptive pre-filter independent to the encoder, controlled by a JND profile to reduce the perceptually non-relevant content and so reduce the bitrate while maintaining the perceived quality. By analyzing the state-of-the-art literature, the AWA (Adaptive Weighted Averaging) and Bilateral filters have been selected. Then we define two new filters using a large convolution mask, which enable to better exploit correlations in high-definition video contents. Through subjective tests, we show that the proposed perceptual prefilters give an average bitrate reduction of 20% for the same visual quality in VBR (Variable Bitrate) H.264/AVC Intra and Inter encoding. Finally, the second solution enables to improve the perceived quality in CBR (Constant Bitrate) encoding, by integrating the JND profile into the x264 codec, one of the best implementation of the H.264/AVC standard. Thus, we propose a perceptual adaptive quantization which enhances the x264 performance by improving edge information coding in low and middle bitrate applications.

Cette thèse concerne la fouille de données en sciences humaines. Cette branche récente de l'intelligence artificielle consiste en un ensemble de méthodes visant à extraire de la connaissance à partir de données stockées sur des supports informatiques. Parmi celles-ci, l'extraction de motifs et de règles d'association est une méthode de traitement des données qui permet de représenter de façon symbolique la structure des données, comme le font les méthodes statistiques classiques, mais qui, contrairement à celles-ci, reste opérationnelle en cas de données complexes, volumineuses. Toutefois ce modèle informatique des données, construit à partir de comptages de cooccurrences, n'est pas directement utilisable par les chercheurs en sciences humaines : il est essentiellement dédié aux données dichotomiques (vrai/faux), ses résultats directs, très morcelés, sont difficiles à interpréter, et sa validité peut paraître douteuse aux chercheurs habitués à la démarche statistique. Nous proposons des techniques que nous avons construites puis expérimentées sur des données réelles dans le but de réduire les difficultés d'utilisation que nous venons de décrire : 1) un test de randomisation à base d'échanges en cascade dans la matrice sujets x propriétés permet d'obtenir les liaisons statistiquement significatives entre deux propriétés, 2) une extension floue de la méthode d'extraction classique des motifs, qui produit des règles d'association floues généralisant les règles binaires et proches des règles floues définies par les chercheurs poursuivant les travaux de Zadeh, 3) MIDOVA, un algorithme extrayant les interactions n-aires entre variables - problème peu connu, peu abordé en informatique, et abordé avec de fortes limitations en statistiques - et 4) des méta-règles pour nettoyer le jeu de règles d'association de ses principales contradictions et redondances.

L'objectif de ce travail est d'optimiser le prétraitement de boues par des ultrasons de puissance (US) à basses fréquences, et en particulier d‘étudier pour la première fois des améliorations possibles en modifiant la pression hydrostatique, et la fréquence jusqu’à l’audible. Après un examen préliminaire des conditions du procédé (conditionnement des boues, type de boues, alcalinisation préalable, contrôle de la température), les effets des paramètres ultrasonores (puissance, intensité, énergie spécifique, fréquence) et de la pression hydrostatique ont été spécifiquement étudiés, séparément et simultanément, d’abord à température constante (28°C), puis sans refroidissement. On a ainsi vérifié que l’énergie spécifique joue un rôle clé dans la désintégration des boues sous US (i.e. solubilisation de la matière organique) et que l'élévation de température pendant la sonication adiabatique est bénéfique grâce aux effets combinés d’hydrolyse thermique et de cavitation. Pour une énergie spécifique donnée, une faible fréquence (12 kHz contre 20 kHz) et une haute puissance améliorent la solubilisation de la matière organique grâce à une cavitation plus violente, tandis qu’on observe un optimum de pression hydrostatique en raison de ses effets opposés sur le seuil et l'intensité de la cavitation. Un résultat important est que la pression optimale dépend de l’intensité ultrasonore et du profil de température, mais pas de l’énergie spécifique, ni de la fréquence, ni du type de boues. Après avoir fixé les conditions les plus favorables (soit 12 kHz, 360 W, 28 gTS/L et conditions adiabatiques), l‘optimisation finale a fourni la pression de travail (3,25 bar) et les paramètres du mode séquentiel (US ON/OFF, permettant d‘éviter de hautes températures qui amortissement l‘intensité de la cavitation et peuvent endommager le transducteur). Ces conditions ont permis d‘atteindre un rendement d’extraction de la DCO très élevé, mais n’améliorent que faiblement le rendement ultérieur de méthanisation. / The objective of this work is to optimize high-power low-frequency sonication (US) pretreatment of sludge, and especially to investigate for the first time possible improvements by higher pressure and audible frequency. After a preliminary examination of regular process conditions (sludge conditioning, sludge type, prior alkalization, temperature control, etc.), effects of US parameters (power -PUS, intensity -IUS, specific energy input -ES, frequency -FS, etc.) and of hydrostatic pressure (Ph) were specifically looked into, separately and in combination, first under cooling at constant temperature (28°C), then under the progressive temperature rise provoked by sonication. First, it was confirmed that specific energy input (ES) plays a key role in sludge US disintegration (i.e. solubilisation of organic matter) and that temperature rise during adiabatic-like sonication is beneficial through additional effects of thermal hydrolysis and cavitation. At a given ES value, low FS (12 kHz vs. 20 kHz) and high PUS enhance soluble chemical oxygen demand (SCOD) due to more violent cavitation, while hydrostatic pressure gives rise to an optimum value due to its opposite effects on cavitation threshold and intensity. One major result is that optimal pressure depends on IUS (PUS) as well as temperature profile, but not on ES, FS, nor sludge type. Setting the other parameters at the most favorable conditions expected, i.e. 12 kHz, 360 W , 28 gTS/L, and adiabatic conditions, final optimization was achieved by searching for this pressure optimum and examining sequential procedure to avoid too high temperature dampening cavitation intensity and damaging the transducer. Such conditions with sequential mode and Ph of 3.25 bar being selected succeeded in achieving very high SCOD, but only marginally improved subsequent methanization yield.