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[ES] Esta tesis explora en profundidad la viabilidad técnica y las prestaciones de un sistema de transmisión para comunicaciones ópticas, de bajo coste y alta velocidad, basado en la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) mediante la implementación de los algoritmos de procesamiento digital de la señal en tiempo real sobre dispositivos de lógica programable (FPGA). Los sistemas de transmisión de modulación de intensidad y detección directa (IM/DD) parecen ser la solución más interesante para las redes ópticas pasivas (PONs) de bajo coste que serán necesarias para responder a la gran demanda de tráfico de los próximos años, producto del aumento significativo de dispositivos conectados a internet, servicios y programas en la nube, vídeo de alta definición, entre otros. Por tanto, esta tesis tiene como objetivo principal obtener la máxima tasa binaria y eficiencia espectral posible de un sistema IM/DD OFDM en PON (de una sola banda y una sola longitud de onda). Con esta finalidad se ha desarrollado la arquitectura hardware de un receptor OFDM de alta velocidad que opera en tiempo real en un dispositivo FPGA Virtex-7 a una frecuencia de reloj de 312,5 MHz utilizando un conversor analógico digital con una tasa de muestreo de 5 GS/s. Para lograr las mejores prestaciones posibles, se ha intentado aprovechar al máximo el ancho de banda del sistema (acercándose al límite de Nyquist) y se ha realizado una carga variable de las subportadoras del símbolo OFDM atendiendo a las características del canal electro-óptico. Además, se han diseñado e implementado los algoritmos de procesamiento necesarios para la detección y demodulación de los símbolos OFDM, y se ha desarrollado una plataforma experimental que ha permitido validarlos en tiempo real a través de un enlace de fibra monomodo estándar (SSMF). El principal resultado de esta tesis es el haber demostrado experimentalmente que con el sistema propuesto se puede alcanzar una tasa binaria de 19,63 Gb/s y una eficiencia espectral de 8,07 bit/s/Hz sobre 20 km de SSMF, lo cual implica casi duplicar las mejores prestaciones publicadas hasta la fecha. Para completar el diseño del receptor, se ha desarrollado un algoritmo de sincronización de tiempo basado en la correlación cruzada entre un preámbulo conocido y la señal OFDM recibida, el cual presenta una tasa de error extremadamente baja, aun en condiciones de muy baja SNR, y su diseño optimizado requiere menos recursos que otros sincronizadores publicados hasta la fecha. También se ha desarrollado un procesador de FFT de longitud variable mediante una arquitectura paralela segmentada que permite alcanzar hasta una tasa de 10 GS/s en dispositivos Virtex-7 con una eficiencia (área/velocidad) superior a la de otros trabajos publicados, y un ecualizador de canal basado en una técnica de estimación y compensación en frecuencia, que utiliza un preámbulo característico para poder disminuir la complejidad hardware y aumentar la precisión de la estimación. Todos los algoritmos implementados en esta tesis doctoral han sido diseñados para procesar 16 muestras en paralelo, y así poder reducir la frecuencia de reloj (5 GHz/16) hasta valores aceptables para los dispositivos FPGA. / [CA] Aquesta tesi explora en profunditat la viabilitat tècnica i les prestacions d'un sistema de transmissió per a comunicacions òptiques, de baix cost i alta velocitat, basat en la multiplexació per divisió en freqüència ortogonal (OFDM) mitjançant la implementació d'algorismes de processat digital del senyal en temps real sobre dispositius de lògica programable (FPGA). Els sistemes de transmissió de modulació d'intensitat i detecció directa (IM/DD) semblen ser la solució més interesant per a les xarxes òptiques passives (PON) de baix cost que seran necessàries per respondre a la gran demanda de tràfic dels propers anys, producte de l'augment significatiu de dispositius connectats a Internet, serveis i programari al núvol, vídeo d'alta definició, entre d'altres. Per tant, aquesta tesi té com objectiu principal obtenir la màxima taxa binaria i eficiència espectral possible d'un sistema IM/DD OFDM en PON (amb una sola banda i una sola longitud d'ona). Amb aquesta finalitat s'ha desenvolupat l'arquitectura hardware d'un receptor OFDM d'alta velocitat que treballa en temps real a un dispositiu FPGA Virtex-7 amb una freqüència de rellotge de 312,5 MHz utilitzant un convertidor analògic a digital amb una taxa de mostreig de 5 GS/s. Per aconseguir les millors prestacions possibles, s'ha intentat aprofitar al màxim l'ample de banda del sistema (aproximant-se al límit de Nyquist) i s'ha realitzat una càrrega variable de les subportadores del símbol OFDM atenent a les característiques del canal electró-òptic. A més, s'han dissenyat e implementat els algorismes de processament necessaris per la detecció i desmodulació dels símbols OFDM, i s'ha desenvolupat una plataforma experimental que ha permès validar-los en temps real a través d'un enllaç de fibra monomode estàndard (SSMF). El principal resultat d'aquesta tesi és haver demostrat experimentalment que amb el sistema proposat es pot arribar a una taxa binaria de 19,63 Gb/s amb una eficiència espectral de 8,07 bits/s/Hz sobre 20 km de SSMF, la qual cosa implica quasi duplicar les millors prestacions publicades fins aquest moment. Per completar el disseny del receptor, s'ha desenvolupat un algorisme de sincronització de temps basat en la correlació creuada entre un preàmbul conegut i el senyal OFDM rebut, el qual presenta una taxa d'error extremadament baixa, inclòs en condicions de molt baixa SNR, i el seu disseny optimitzat requereix menys recursos que altres sincronitzadors publicats fins el moment. També s'ha desenvolupat un processador de FFT de longitud variable mitjançant una arquitectura paral·lela segmentada que permet arribar fins una taxa de 10 GS/s en dispositius Virtex-7 amb una eficiència (àrea/velocitat) superior a la d'altres treballs publicats, i un equalitzador de canal basat en una tècnica d'estimació i compensació en freqüència, que utilitza un preàmbul característic per poder disminuir la complexitat hardware i augmentar la precisió de l'estimació. Tots els algorismes implementats a aquesta tesi doctoral han sigut dissenyats per processar 16 mostres en paral·lel, i així poder reduir la freqüència de rellotge (5 GHz/16) fins valors acceptables pels dispositius FPGA. / [EN] This thesis presents an in-depth exploration of the technical feasibility and achievable performance of a low-cost and high-speed optical communication system based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) through the implementation of real-time digital signal processing algorithms over programmable logic devices (FPGA). Optical transmission systems based on intensity modulation and direct detection (IM/DD) is considered as one of the most interesting solutions for the deployment of the low-cost passive optical networks (PONs) that will be needed to cover the high traffic demand in the coming years. This demand is fueled, among others, by the significant increase of connected devices to the Internet, services and programs in the cloud, high definition video, etc. The main objective of this thesis is to achieve the maximum bitrate and spectral efficiency of an IM/DD PON OFDM system (using a single band and a single wavelength). To this end, the hardware architecture of a high-speed real-time OFDM receiver, including all the necessary algorithms to perform the detection and demodulation of the OFDM symbols, has been implemented in a Virtex-7 FPGA device at a clock frequency of 312.5 MHz using a digital analog converter with a sampling rate of 5 GS/s. To reach the best possible performance, all the system bandwidth has been employed and the OFDM subcarriers have been loaded according to the characteristics of the electro-optical channel. An experimental platform for optical transmission through standard single-mode fiber (SSMF) has been developed to evaluate in real-time the performance of the implemented receiver. The main result of this thesis is the experimental validation of the proposed system that has achieved a bit rate of 19.63 GS/s and a spectral efficiency of 8.07 bit/s/Hz over 20 km SSMF. These results almost double the best performance published to date. The receiver implementation included the design and development of several algorithms. First, it was designed a time synchronization algorithm (TSA) based on the cross-correlation between a known preamble and the received OFDM signal. This TSA has a good performance in low-SNR scenarios and its optimized design requires fewer resources than other synchronizers published in the literature. Second, a variable length parallel pipelined FFT processor has been implemented in a Virtex-7 device, it reaches a throughput of 10 GS/s with an efficiency (area/speed) higher than that of other published works. And finally, a channel equalizer working in the frequency domain to estimate and compensate channel distortions, which uses a known preamble to decrease the hardware complexity and increase the accuracy of the estimation, has been implemented. All the algorithms in this thesis have been developed to process 16 samples in parallel, thus reducing the required clock frequency (5 GHz/16) to acceptable values for the FPGA devices. / Deseo expresar mi gratitud a las autoridades de la Facultad Regional Buenos Aires de la Universidad Tecnológica Nacional por el apoyo económico y personal recibido durante la realización de esta tesis. / Bruno, JS. (2019). Algoritmos y arquitecturas hardware para la implementación de OFDM en sistemas de comunicaciones ópticos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/119988

Abstract in English, Afrikaans and Sesotho / Scuba diving is a popular marine recreational activity along the eastern and southern coast of Africa. This region is characterised as the East African Marine Ecoregion (EAME) and is known for its richness in marine fauna and flora, including some of the Indian Ocean‟s most diverse and abundant coral reef ecosystems, making it a popular destination for scuba divers. The future of the scuba diving industry has come under threat as a result of environmental, social, political and economic impacts, and there is a need to better understand how these external risks impact on scuba diving tourism businesses in the EAME. Empirical evidence suggests that external risks, both international and domestic, have an effect on the tourism industry as a whole. However, limited research has been conducted on the impact of such external risks on the dive tourism industry specifically. Existing research has also focused extensively on environmental risks rather than on how external risks of a political, economic and social nature affect dive operator sustainability in the EAME. Most studies have also focused on the demand side (divers) as opposed to the supply side (dive operators). In addition, as dive tourists have greater flexibility to change their destination should risks arise, this threatens the success of dive operators in higher risk areas. To address these problems, the primary objective of the research undertaken sought to comprehensively identify the impact of external risks (environmental, economic, social and political) on dive operators in four countries within the EAME from a supply-side perspective. In order to achieve the primary objective, the following secondary objectives were achieved: 1. Identified scuba diving tourism operators in the EAME and their scope of operation. 2. Determined the external risks most relevant to dive operators in the EAME and assessed their level of impact. 3. Compared the individual external risks experienced by each of the countries in the EAME (Kenya, Tanzania, Mozambique and South Africa) using a cross-case analysis. 4. Assessed the perception of dive operators regarding whether external risks would influence a dive tourists decision to travel to the dive operators area of operation in the EAME ii The study consisted of two phases. Phase 1 comprised structured interviews with a select group of dive operators to gain insight into the external risks most prevalent in the scuba diving industry, as well as to assist in developing a quantitative structured survey (Phase 2), which was subsequently completed by dive operators in Kenya, Tanzania, Mozambique and South Africa. Data was imported into SPSS for quantitative statistical analysis. From the primary data collected, the major findings from this study determined that current economic and political risks have the greatest impact on dive operators in the EAME, and this trend is expected to continue. Environmental degradation of coral reefs, while not seen as a threat at present, constitutes a key threat for the near future. The greatest influences expressed in terms of risk categories impacting on dive tourism are domestic economic risks, international economic risks, domestic political risks and international political risks. A cross-case analysis conducted on the four countries concluded that external risks have varying effects within the different countries. Finally, the results indicated that external risks significantly influence a dive tourist's decision to travel to the EAME. By identifying and assessing the external risks that have an impact on dive operators in the EAME, this research contributes to knowledge on the dive tourism industry in the EAME, as well as dive tourism further afield and the wider field of tourism management. The study's findings create awareness of the effect that external risks have on dive operators in the region. A conceptual framework was developed which encompasses external risks in the scuba diving industry. Risk radars, risk maps and colour-coded tables were further outputs this study which can assist businesses, society and economies in responding to current and future threats and crises in a more informative and intuitive way. This can be achieved by implementing risk management strategies to mitigate or reduce exposure to external risks; strengthening stakeholder involvement along the tourism value chain; and stressing the need for government involvement towards the protection of the environment and promotion of small business growth in the region. Future research can include a wider view of the marine tourism industry and other areas of the Blue Economy. / Skubaduik is 'n gewilde mariene ontspanningsaktiwiteit langs die oos- en suidkus van Afrika. Hierdie streek staan bekend as die Oos-Afrika Mariene Ekostreek (East African Marine Ecoregion, EAME) en is bekend vir sy rykheid aan mariene fauna en flora, insluitende sommige van die Indiese Oseaan se mees diverse en welige koraalrif-ekostelsels, wat dit 'n gewilde bestemming vir skubaduikers maak. Die toekoms van die skubaduikbedryf word bedreig weens die impak van omgewings-, sosiale, politieke en ekonomiese gebeure, en daar is 'n behoefte om beter te verstaan hoe hierdie eksterne risiko's skubaduiktoerisme-besighede in die EAME beïnvloed. Empiriese bewyse suggereer dat eksterne risiko's, internasionaal sowel as plaaslik, 'n invloed op die toerismebedryf as 'n geheel het. Beperkte navorsing is egter gedoen oor die impak van sulke eksterne risiko's op spesifiek die duiktoerisme-bedryf. Bestaande navorsing het ook uitvoerig gefokus op omgewingsrisiko's eerder as hoe eksterne risiko's van 'n politieke, ekonomiese en sosiale aard duik-operateur-volhoubaarheid in die EAME beïnvloed. Die meeste studies het ook gefokus op die aanvraagkant (duikers) in teenstelling met die aanbodkant (duik-operateurs). Verder, omdat duiktoeriste meer buigsaamheid het om hulle bestemming te verander indien risiko's voorkom, bedreig dit die sukses van duik-operateurs in hoë-risiko-gebiede. Om hierdie probleme te hanteer is die primêre doel van die navorsing wat gedoen is om op omvattende wyse die impak van eksterne risiko's (omgewing, ekonomies, sosiaal en polities) op duik-operateurs in vier lande in die EAME te identifiseer uit 'n aanbodkant-perspektief. Om die primêre doelwit te behaal, is die volgende sekondêre doelwitte bereik: 1. Skubaduik-toerisme-operateurs in die EAME en hulle operasionele omvang is geïdentifiseer. 2. Die eksterne risiko's wat die relevantste vir duik-operateurs in die EAME is, is bepaal en hulle vlak van impak is geassesseer. 3. Die individuele eksterne risiko's wat deur elkeen van die lande in die EAME (Kenia, Tanzanië, Mosambiek en Suid-Afrika) ervaar is, is vergelyk deur die gebruik van 'n kruisgeval-analise. 4. Die persepsie van duik-operateurs wat betref of eksterne risiko's 'n duiktoeris se besluit sal beïnvloed om na die duik-operateur se operasionele gebied in die EAME te reis, is geassesseer. Die studie het uit twee fases bestaan. Fase 1 het gestruktureerde onderhoude met 'n geselekteerde groep duik-operateurs behels om insig te kry in die eksterne risiko's wat die algemeenste in die skubaduikbedryf voorkom, en om te help om 'n kwantitatiewe gestruktureerde peiling (fase 2) te ontwikkel, wat gevolglik deur duik-operateurs in Kenia, Tanzanië, Mosambiek en Suid-Afrika voltooi is. Data is ingevoer in SPSS vir kwantitatiewe statistiese analise. Uit die primêre data wat ingesamel is, het die belangrikste bevindings van hierdie studie bepaal dat die huidige ekonomiese en politieke risiko's die grootste impak op duik-operateurs in die EAME het, en daar word verwag dat hierdie tendens sal voortduur. Die omgewingsagteruitgang van koraalriwwe, hoewel dit nie tans as 'n bedreiging beskou word nie, is 'n sleutelbedreiging vir die nabye toekoms. Die grootste invloede wat uitgedruk is as risiko-kategorieë wat 'n invloed op duiktoerisme het, is plaaslike ekonomiese risiko's, internasionale ekonomiese risiko's, plaaslike politieke risiko's en internasionale politieke risiko's. 'n Kruisgeval-analise wat op die vier lande uitgevoer is, het bevind dat eksterne risiko's wisselende uitwerkings binne die verskillende lande het. Laastens het die resultate aangedui dat eksterne risiko's 'n duiktoeris se besluit om na die EAME te reis, aansienlik beïnvloed. Deur die eksterne risiko's te identifiseer en te assesseer wat 'n impak op duik-operateurs in die EAME het, dra hierdie navorsing by tot kennis oor die duiktoerismebedryf in die EAME, asook duiktoerisme verder weg en die wyer veld van toerismebestuur. Die studie se bevindings skep 'n bewustheid van die uitwerking wat eksterne risiko's op duik-operateurs in die streek het. 'n Konseptuele raamwerk is ontwikkel wat eksterne risiko's in die skubaduikbedryf omvat. Risiko-radars, risiko-kaarte en tabelle wat volgens kleur gekodeer is, was verdere uitsette van hierdie studie wat besighede, die gemeenskap en ekonomieë kan help om te reageer op huidige en toekomstige bedreigings en krisisse op 'n meer ingeligte en intuïtiewe manier. Dit kan bereik word deur risikobestuurstrategieë te implementeer om blootstelling aan eksterne risiko's te mitigeer of te verminder; belanghebberbetrokkenheid op die toerismewaardeketting te versterk; en om die behoefte vir regeringsbetrokkenheid by die insluit. / Ho sesa tlasa metsi a lewatle ke mosebetsi o tsebahalang haholo wa boithabiso ba lewatle haufi le mabopo a ka botjhabela le borwa ba Afrika. Sebaka sena se kgethollwa e le lefatshe la bophelo ba mawatle a Afrika Botjhabela (EAME) mme se tsejwa ka leruo la sona la diphoofolo tsa lewatle le dimela, ho kenyelletsa le tse ding tsa diphedi tse fapaneng tsa lewatle la Indian, e leng se etsang hore e be sebaka se tumeng bakeng sa batho ba sesang tlasa lewatle. Bokamoso ba indasteri ya ho tola tlasa lewatle bo kotsing ka lebaka la tshusumetso ya tikoloho, kahisano, dipolotiki le moruo, mme ho na le tlhokahalo ya ho utlwisisa hantle hore dikotsi tsena tsa kantle di ama jwang dikgwebo tsa bothori bo amanang le ho sesa tlasa lewatle EAME (Mabatoweng a Afrika Botjhabela a diphedi tsa mawatle). Bopaki bo hlakileng bo fana ka maikutlo a hore dikotsi tsa kantle, tsa matjhaba le tsa lehae, di na le tshwaetso indastering ya bohahlauli ka kakaretso. Leha ho le jwalo, dipatlisiso tse fokolang di ile tsa etswa mabapi le sefutho sa dikotsi tse jwalo tsa kantle indastering ea bohahlaudi ba ho sesa ka ho kgetheha. Dipatlisiso tse teng di boetse di tsepamisitse maikutlo haholo ka dikotsi tsa tikoloho di sa shebe hore na dikotsi tsa kantle tsa dipolotiki, tsa moruo le tsa kahisano di ama jwang ho tsitsisa tshebetso ho EAME. Diphuputso tse ngata di boetse di tsepame lehlakoreng la tlhokahalo (disesi) ho fapana le lehlakore la diphallelo (batho ba sesang). Ho phaella moo, jwalo ka ha disesi tsa bahahlaudi di ena le maemo a mangata a ho fetola dibaka tsa bona ha ho hlaha dikotsi, sena se senya katleho ya disesi dibakeng tse nang le dikotsi tse ngatanyana. Ho rarolla mathata ana, sepheo se ka sehloohong sa dipatlisiso tse entsweng di ile tsa leka ho lemoha ka ho hlaka sefutho sa dikotsi tsa kantle (tikoloho, moruo, kahisano le dipolotiki) ho disesi dinaheng tse nne tse ka hare ho EAME ho tloha lehlakoreng la phepelo. E le ho finyella sepheo se ka sehloohong, dipheo tse latelang di ile tsa fihlellwa: 1. Ho kgetholla basebeletsi ba bahahlaudi ba ho sesa lebatoweng la EAME le tsela ya tshebetso ya bona. 2. Ho etsa qeto ya dikotsi tse ka ntle tsa bohlokwa ho tsamaisa ba disesi ho EAME le ho hlahloba boemo ba tsona ba tshusumetso. 3. Ho bapiswa dikotsi tse ka ntle tsa naha ka nngwe ho EAME (Kenya, Tanzania, Mozambique le Afrika Borwa) ho sebedisa dintlha tsa ho hlahloba diketsahalo. 4. Hlahloba maikutlo a disesi mabapi le hore na dikotsi tse ka ntle di tla susumetsa qeto ya bahahlaudi ba ho etela sebakeng seo ba sebetsang ho sona ho EAME Thuto e ne e ena le mekgahlelo e mmedi. Mokgahlelo wa 1 o ne o ena le dipuisano tse hlophisitsweng le sehlopha se kgethilweng sa basebetsi ba disesi ho utlwisisa dikotsi tse ka ntle tse atileng haholo indastering ya ho sesa, le ho thusa ho ntlafatsa tlhahlobo e entsweng ka bongata (Phase 2), e ileng ya qetella e phethilwe ke basebetsi ba disesi Kenya, Tanzania, Mozambique le Afrika Borwa. Lesedi le ile la kenngwa ka SPSS bakeng sa tlhahlobo ya dipalopalo. Ho tswa leseding la motheho le bokelletsweng, diphuputso tse kgolo tsa thuto ena di bontshitse hore dikotsi tsa moraorao tsa moruo le tsa lipolotiki di na le tshusumetso e kgolo ho ba sebetsang e le basebetsi ba disesi EAME, mme mokgwa ona o lebeletswe hore o tswele pele. Ho senyeha ha tikoloho ya dimela/diphedi tsa lewatle, ha ho sa nkuweng e le tshoso hona jwale, ke tshoso e ka sehloohong bakeng sa nako e tlang. Tshusumetso e matla ka ho fetisisa e hlalositsweng ka mekgahlelo ya dikotsi tse amang tsela ya ho etela dibaka tsa bohahlaudi ke dikotsi tsa moruo wa lehae, dikotsi tsa matjhaba tsa moruo, dikotsi tsa dipolotiki tsa lehae le dikotsi tsa matjhaba tsa dipolotiki. Phuputso e entsweng dinaheng tse nne e qetile ka hore dikotsi tsa ka ntle di na le diphello tse fapaneng dinaheng tse fapaneng. Qetellong, diphello di bontshitse hore dikotsi tsa ka ntle di susumetsa haholo qeto ya mohahlaudi wa ya sesang tlasa lewatle ho etela EAME. Ka ho kgetholla le ho hlahloba dikotsi tse ka ntle tse nang le tshwaetso basebetsing ba disesi EAME, dipatlisiso tsena di tlatsetsa tsebong lefapheng la bohahlaudi ba ho ho sesa tlasa lewatle dibakeng tsa EAME, ha mmoho le bahahlaudi ba ho sesa ka ho phatlalla tsamaisong ya bohahlaudi. Diphuputso tsa thuto di etsa hore ho be le tlhokomediso ya phello ya ka moo dikotsi tse ka ntle di nang le kameho disesing sebakeng seo. Ho na le moralo o ileng wa etswa o kenyeletsang dikotsi tsa kantle indastering ya ho sesa tlasa lewatle. Diwaelese tse nkgellang dikotsi, dimmapa tsa dikotsi le ditafole tse nang le mebala di ne di boetse di hlahisa thuto ena e ka thusang dikgwebo, setjhaba le moruo ho arabela dikotsing tsa moraorao le tsa nakong e tlang ka ditsela tse rutang le tse nang le tsebo. Sena se ka fihlellwa ka ho kenya tshebetsong maano a tsamaiso ya kotsi bakeng sa ho fokotsa ho pepeseha dikotsing tsa kantle; ho matlafatsa tshebetsong ya bankaseabo motjheng wa bohlokwa wa bohahlaudi; le ho totobatsa tlhokahalo ya ho nka seabo ha mmuso ho sireletsa tikoloho le tshehetso ya kgolo ya dikgwebo tse nyenyane sebakeng seo. Phuputso ya nako e tlang e ka kenyelletsa pono e pharaletseng ya indasteri ya bahahlaudi ba lewatle le dibaka tse ding tsa Blue Economy. / Environmental Sciences / M. Com. (Tourism Management)

La mer Méditerranée est une des zones océaniques les plus oligotrophes de la planète pour laquelle la fixation biologique d’azote a été proposée comme jouant un rôle important dans les flux de carbone et d’azote. Comme les organismes planctoniques potentiellement responsables de cette activité n’y ont jamais été étudiés, les objectifs de cette thèse étaient de caractériser la diversité (abondance et richesse spécifique), la distribution spatio-temporelle, et les facteurs de contrôle des diazotrophes, en s’axant particulièrement sur les cyanobactéries unicellulaires (UCYN). Pour cela, des hybridations in situ (TSAFISH)sur différentes fractions de taille en combinaison avec des comptages microscopiques et des analyses phylogénétiques sur les gènes 16S ADNr et nifH ont été réalisées, à la fois lors d’un cycle saisonnier à la station côtière SOMLIT de Marseille, et lors du transect Méditerranéen BOUM. Alors que les cyanobactéries filamenteuses Richelia intra cellularis et Trichodesmium sp. ont été détectées seulement ponctuellement dans le temps et dans l’espace, en très faible concentration (0.02 filament.ml-1), la communauté des cyanobactéries diazotrophes était dominée à 99,9% par du picoplancton hybridé avec la sonde Nitro821, spécifique aux UCYN. Ces cellules, de petite (0.7-1.5 μm) ou de grande (2.5-3.2 μm)taille, ont été retrouvées en faible concentration (1-6 cellule.ml-1) dans toute la Méditerranée et tout au long de l’année, à l’exception de l’été 2006 lorsque la concentration des petites cellules a atteint 5300 cellule.ml-1 au cours d’un évènement exceptionnel de pollution atmosphérique urbaine. Des efflorescences similaire sont été observées suite à des enrichissements en poussières sahariennes à une station côtière en Corse et au large au centre de la Méditerranée, simultanément avec des augmentations de l’activité de fixation d’azote.L’affiliation des petites cellules aux UCYN-A a été confirmée par phylogénie dans les eaux du large de la Méditerranée occidentale. Les librairies de clones nifH de la fraction de taille picoplanctonique étaient dominées par des séquences d’α-protéobactéries appartenant à un nouveau groupe marin de Bradyrhizobium. D’autres groupes de rhizobia et des γ-protéobactéries ont été détectés ponctuellement.Alors que l’absence de Trichodesmium sp. au large pourrait être liée aux faibles concentrations en phosphate et en fer, les facteurs inhibant le développement des UCYN-B et –C restent inconnus. Lesdiazotrophes picoplanctoniques (Bradyrhizobium, rhizobia, UCYN-A) pourraient avoir développé des stratégies spécifiques, telles que des associations avec des eucaryotes ou des particules inertes, et/ou la capacité de photosynthèse, pour acquérir le carbone nécessaire au soutien du processus de la diazotrophie / The Mediterranean Sea is one of the most oligotrophic marine areas on earth where nitrogenfixation has been formally believed to play an important role in carbon and nitrogen fluxes. Although thisview is under debate, the diazotrophs responsible for this activity have still not been investigated. The aimsof this PhD were to characterise the diversity (abundance and species richness) and the spatio-temporaldistribution of diazotrophs, as well as factors controlling their development, with a particular focus onunicellular cyanobacteria. A combination of microscopic counts with size fractionated in situ hybridization(TSA-FISH), and 16S rDNA and nifH phylogenies were done, either over a year and a half seasonal cycle atthe coastal SOMLIT station off Marseilles, and across the entire Mediterranean Sea during the BOUMtransect. Low concentrations of diazotrophic cyanobacteria were detected and this community wasdominated at 99.9% by picoplankton hybridized with Nitro821 probe, specific for unicellular diazotrophiccyanobacteria (UCYN). Among filamentous cyanobacteria, only 0.02 filament ml-1 of Richeliaintracellularis and Trichodesmium sp. were detected sporadically in time and space. Small (0.7-1.5 μm) andlarge (2.5-3.2 μm) Nitro821-targeted cells were recovered in low concentrations (1-6 cell ml-1) across theentire Mediterranean Sea and all the year long, except over a month period in summer 2006 whenconcentrations of small cells reached 5300 cell ml-1, during an exceptionally high urban pollution event.Similar blooms of small and large cells were reported after Saharan dust inputs off Corsica and at open Sea,simultaneously with increases in N2 fixation rates. The affiliation of the small Nitro821-targeted cells toUCYN-A was confirmed by 16S and nifH phylogenies offshore in the western Mediterranean Sea. Rhizobiasequences, including the ones of a new marine group of Bradyrhizobium, were dominating nifH clonelibraries from picoplanktonic size fractions. A few sequences of γ-proteobacteria were also detected incentral Mediterranean Sea. While low phosphate and iron concentrations could explain the absence ofTrichodesmium sp. offshore, the factors that prevent the development of UCYN-B and C remain unknown.It is proposed that the dominating Mediterranean picoplankters (Bradyrhizobium, rhizobia, UCYN-A)probably developed specific strategies, such as associations with protists or particles, and/or photosyntheticactivity, to acquire carbon for sustaining diazotrophy.

Ce mémoire présente et discute d’une problématique importante qui s’inscrit dans un contexte actuel, autant sur le plan international que local, puisqu’elle touche 1 enfant sur 68 (CDC, 2010). On parle ici du trouble du spectre de l’autisme (TSA). Plus spécifiquement, cette recherche se concentre sur les jeunes adultes autistes, qui du jour au lendemain, se retrouvent face à une interruption de services. Elle suggère qu’une adaptation adéquate de l’environnement soit davantage explorée en vue d’offrir des centres de jour adaptés à cette clientèle. La question de recherche est la suivante : Quels sont les éléments du design intérieur qui peuvent améliorer la qualité de vie des adultes autistes? Il est essentiel de s’y attarder, puisque les personnes TSA sont entre autres caractérisées par leur hypersensibilité et leur hyposensibilité face à l’environnement. Bien que le sujet de l’autisme soit richement documenté par le domaine des sciences médicales, il est apparu qu’il l’est moins par celui de l’aménagement. La stratégie méthodologique de cette recherche repose sur des analyses de précédents, des observations participantes ainsi que la tenue d’entretiens semi-dirigés auprès de parents d’enfants autistes. Cette étude vise simultanément l’amélioration de la compréhension de la pratique émergente du design comme moyen d’intervention ainsi que l’identification des facteurs (éclairages, couleurs, matériaux, division de l’espace, etc.) pouvant améliorer le bien-être des adultes autistes. Sur la base des données collectées, il a été remarqué qu’effectivement, plusieurs moyens peuvent être entrepris pour concevoir des environnements améliorant le bien-être de ces adultes. Les résultats extraits du terrain mènent à des propositions d’aménagement claires : rendre l’abstrait le plus concret possible, aménager des zones de retrait social, offrir une variété d’ambiances, et finalement, offrir un encadrement sécuritaire. / This thesis presents and discusses an important issue that is part of a current context, both international and local level, since it affects 1 child in 68 (CDC, 2010). We are talking about the Autism spectrum disorder (ASD). More specifically, this research focuses on young autistic adults who suddenly find themselves facing a lack of services. It suggests that an adequate adaptation of the environment should be explored in order to provide adapted day Centers to this clientele. The question of the research is the following: What are the elements of interior design that can improve the quality of life of autistic adults? It is essential to linger over it, since ASD people are characterized by hypersensitivity and hyposensitivity to the environment. Even if the subject of autism is richly documented by medical science, it appeared that it is less studied by the interior architecture domain. The methodological strategy of this research is based on analysis of precedents, participant observation and the conducting semi-structured interviews with parents of autistic people. This study aims simultaneously to improve the understanding of the emerging practice of design as an intervention and the identification of factors (lightings, colors, materials, spatial organization) that could improve the wellbeing of autistics adults. Based on the data collected, it was noticed that, indeed, several means can be undertaken to design environments improving the well-being of adults. The results extracted from the field study lead us to clear layout proposals: making the abstract as concrete as possible, develop areas of social withdrawal, offer a variety of atmospheres, and finally provide a safe environment.

Diffusion weighted imaging (DWI) and dynamic susceptibility contrast-enhanced (DSC) perfusion-weighted imaging (PWI) are commonly employed in clinical practice and in research to give pathophysiological information for patients with acute ischemic stroke. DWI is thought to roughly reflect the severely damaged infarct core, while DSC-PWI reflects the area of hypoperfusion. The volumetric difference between DWI and DSC-PWI is termed the PWI/DWI-mismatch, and has been suggested as an MRI surrogate of the ischemic penumbra. However, due to the application of a contrast agent, which has potentially severe side-effects (e.g., nephrogenic systemic fibrosis), the DSC-PWI precludes repetitive examinations for monitoring purposes. New approaches are being sought to overcome this shortcoming. BOLD (blood oxygen-level dependent) signal can reflect the metabolism of blood oxygen in the brain and hemodynamics can be assessed with resting-state fMRI. The aim of this thesis was to use resting-state fMRI as a new approach to give similar information as DSC-PWI. This thesis comprises two studies: In the first study (see Chapter 2), two resting-state fMRI methods, local methods which compare low frequency amplitudes between two hemispheres and a k-means clustering approach, were applied to investigate the functional damage of patients with acute ischemic stroke both in the time domain and frequency domain. We found that the lesion areas had lower amplitudes than contralateral homotopic healthy tissues. We also differentiated the lesion areas from healthy tissues using a k-means clustering approach. In the second study (see Chapter 3), time-shift analysis (TSA), which assesses time delays of the spontaneous low frequency fluctuations of the resting-state BOLD signal, was applied to give similar pathophysiological information as DSC-PWI in the acute phase of stroke. We found that areas which showed a pronounced time delay to the respective mean time course were very similar to the hypoperfusion area. In summary, we suggest that the resting-state fMRI methods, especially the time-shift analysis (TSA), may provide comparable information to DSC-PWI and thus serve as a useful diagnostic tool for stroke MRI without the need for the application of a contrast agent.

Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué dans le cadre du projet FEDER ”Maintenance prédictive des éoliennes et maîtrise des impacts environnementaux”. Un des objectifs du projet a été de développer, dans le Poitou-Charentes, des compétences dans le domaine de l’éolien en lien avec les activités des laboratoires LIAS et LaSIE. Pour le LIAS, il a été décidé de lancer une nouvelle activité de recherche sur le diagnostic de défauts mécaniques. Le cadre du projet concernant l’éolien, les défauts localisés dans les multiplicateurs ont été privilégiés. Par ailleurs, nous avons restreint l’étude au régime stationnaire afin de simplifier l’apprentissage des différents phénomènes mis en jeu et des techniques de traitement du signal utilisées. Dans une première partie, nous avons étudié les signatures de défaut sur les signaux vibratoires. Cette phase a été facilitée par l’utilisation des données expérimentales mise à disposition par le Bearing Data Center de la Case Western Reserve - University de Cleveland. Parmi les méthodes de traitement de signal utilisées, nous avons opté pour l’analyse d’enveloppe mise en oeuvre dans les techniques de type Time Synchronous Analysis (TSA). A cette occasion, nous avons défini une procédure complète de détection de défaut que nous avons conservée tout au long de cette étude en appliquant une technique d’identification de type PNL qui nous a permis d’obtenir des résultats comparables à des méthodes haute résolution de type ESPRIT. Par la suite, nous nous sommes recentrés sur l’application éolienne en réalisant un banc d’essai original permettant d’émuler un défaut au niveau de l’accouplement de deux machines électriques. L’idée principale a été de recenser l’ensemble des signaux exploitables dans le cadre de la détection du défaut émulé et de fournir une classification entre les courants électriques, le couple mécanique et la vitesse des machines. Par ailleurs, un comparatif entre signaux mesurés et signaux estimés a été présenté. Il en ressort qu’il est possible d’obtenir un signal observé plus riche que la mesure directe en terme de composantes spectrales liées au défaut. Cette amélioration est rendue possible par une synthèse adéquate des gains d’observation qui a été obtenue après linéarisation de l’observateur étudié. En marge de l’application éolienne, le cas d’un moteur commandé vectoriellement a été abordé. L’idée a été d’exploiter les performances de la boucle de vitesse afin d’amplifier les composantes recherchées dans les courants électriques. L’ensemble de ces pistes de recherches a été testé en simulation et expérimentalement. / The work presented in this thesis was carried out under the FEDER project ”Maintenance prédictive des éoliennes et maîtrise des impacts environnementaux”. One of the project objectives was to develop, in Poitou-Charentes, expertise in the field of wind power in connection with the activities of LIAS and LaSIE laboratories. For LIAS, it was decided to launch a new research activity on the diagnosis of mechanical faults. The localized defects in gearbox were privileged. Furthermore, we restricted the study to the stationary system to simplify the learning of different phenomena involved and signal processing techniques. In the first part, we studied the fault signatures on the vibration signals. This phase was facilitated by the use of experimental data available from the Bearing Data Center of the Case Western Reserve - Cleveland University. Among the signal processing methods, we opted for envelope analysis implemented in the Synchronous Time Averaging (TSA). On this occasion, we defined a comprehensive fault detection procedure that we have maintained throughout this study by applying a NLP identification technique where we obtained similar results compared to high-resolution methods as ESPRIT. There after, we refocused on wind power applications by making an original test bench capable of emulating a fault in the coupling of two electrical machines. The main idea was to identify all usable signals in the context of emulated fault detection and to provide a classification between electric currents, mechanical torque and speed of the machines. Moreover, a comparison between measured signals and estimated ones was discussed. It shows that it is possible to get an observed signal richer than direct signal measurement in terms of spectral components related to the defect. This improvement is made possible by an appropriate synthesis of gains observer which was obtained after linearization of the studied observer. In the margin of wind application, the case of a motor controlled by vector was also discussed. The idea was to exploit the speed loop performance to amplify the fault components in electrical currents. All these researches have been tested in simulation and experimentally.

This work deals with influence nanoparticles, as fillers of polymer, to electrical properties dielectric composite materials. Addition of just a few weight percent of nonofillers has profound impact on the physical, chemical, mechanical and electrical properties orf polymer. Simultaneously is focused on production and diagnostics by the relaxation spectroscopy and measure internal resistance. Examination material is epoxy resin TSA 220S filled Al2O3 and SiO2 nanoparticles.

Le traitement des leucémies myéloïdes et lymphoblastiques aiguës a connu des avancées importantes dans la dernière décennie. Malgré ces progrès, le taux de rechutes reste élevé et le besoin médical est réel. Ces leucémies sont caractérisées par une expression aberrante d’antigènes qui peuvent provenir de protéines mutées, mais aussi de séquences rapportées comme non codantes. Les réponses contre ces néoantigènes tumoraux « cryptiques » demeurent non caractérisées. Afin de définir l’existence d’un répertoire varié de récepteurs des lymphocytes T (TCR) qui reconnaitraient ces néoantigènes, des cellules mononuclées du sang périphérique de patients sains sont isolées puis enrichies en cellules T CD8+ naïves. L’expansion et l’activation de ces cellules sont ensuite réalisées avec des cellules dendritiques autologues chargées avec l’antigène d’intérêt puis triées à l’aide de multimères HLA-peptides spécifiques. L’ARN des cellules avec TCR spécifiques aux antigènes spécifiques des tumeurs (TSA) leucémiques est isolé afin de réaliser un séquençage du TCR-bêta. L’expansion cellulaire a été réalisée de façon suffisante pour effectuer le séquençage des cellules identifiées comme positives par le marquage avec dextramères. Une réponse T est obtenue pour 50% des néoantigènes testés avec une réactivité montrée par ELISpot et se traduisant par une sécrétion de cytokines inflammatoires. Des lymphocytes T spécifiques aux TSA d’intérêt sont donc présents dans le sang périphérique de donneurs sains. Le séquençage de ces cellules a permis d’identifier les clonotypes pour lesquels une réponse anti-leucémique forte est possible. Il serait intéressant d’utiliser ces clonotypes spécifiques aux tumeurs cryptiques dans le développement de nouveaux traitements d’immunothérapie adoptive. / The treatment of acute myeloid and lymphoblastic leukemia has seen significant advances in the past decade. Despite this progress, the relapse rate remains high and the medical need is real. These leukemias are characterized by an aberrant expression of antigens, some from mutated proteins but also from sequences of DNA that were reported as non-coding. Responses against these “cryptic” neoantigens remains uncharacterized. In order to verify whether a diverse repertoire of T cell receptors (TCR) does recognize these neoantigens, mononuclear cells from peripheral blood of healthy patients are isolated and enriched with naive CD8+ T cells. The expansion and activation of these cells are then carried out with autologous dendritic cells loaded with the antigen of interest and then sorted using HLA-peptide specific multimers. RNA from cells with TCR specific for leukemic tumor-specific antigens (TSA) is isolated in order to perform TCR-beta sequencing. Cell expansion was sufficient to perform the sequencing of cells identified as positive by staining with dextramers. A T-cell response is obtained for 50% of the neoantigens tested with reactivity shown by ELISpot and resulting in a secretion of inflammatory cytokines. T lymphocytes specific to the TSA of interest are therefore present in the peripheral blood of healthy donors. Sequencing of these cells made it possible to identify clonotypes for which a strong anti-leukemic response can be expected. It would be interesting to use these cryptic tumor-specific clonotypes in the development of new adoptive immunotherapy treatments.

Background: Bacteriophage Φ6 is a lipid-enveloped dsRNA bacteriophage. The limitations in our knowledge of how this bacteriophage occurs in the environment are limited by non-selective isolation techniques. Research on finding phages in the environment in the past has employed the Double Agar Layer (DAL) plaque assay using Tryptic Soy Agar (TSA), a non-selective media. The bacterial host for bacteriophage Φ6 is Pseudomonas syringae. In this study, we tested Pseudomonas Agar, a selective media that suppresses the growth of bacteria except Pseudomonas species, in the standard double agar layer plaque assay for Φ6. Methods: DAL plaque assays were performed to determine the sensitivity of both Tryptic Soy Agar (TSA) and Pseudomonas Agar (PA) for determining the titer of pure bacteriophage Φ6 stocks. We used Pseudomonas syringae (HB10Y) as the host, and the plaque formation on both agars was compared. Following the evaluation of PA with pure Φ6 stocks, PA effectiveness for Φ6 isolation from environmental samples was tested in spiked waters obtained from irrigation ponds at an agricultural farm. Results: Comparison of TSA and PA using pure Φ6 cultured in the laboratory and spiked environmental samples showed that PA agar can detect bacteriophage Φ6 as well as the standard DAL assay using TSA. On PA, formation of clear visible plaques comparable to the plaques formed using TSA was observed. Conclusions: Pseudomonas Agar can be used for the isolation of bacteriophage Φ6 in environmental samples. This may enhance the detection of these phages in the environment.