ED Mathématiques et Informatique
Étude du rôle de l'architecture des réseaux neuronaux dans les processus de prise de décision utilisant reservoir computing
par Naomi CHAIX-EICHEL (LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique)
Cette soutenance a lieu à 17h00 - Amphithéâtre Broca Centre Broca Nouvelle Aquitaine 146 Rue Léo Saignat, 33000 Bordeaux
devant le jury composé de
- Mehdi KHAMASSI - Full professor - Sorbonne Université - Examinateur
- Eleni VASILAKI - Full professor - University of Sheffield - Rapporteur
- Peter DOMINEY - Full professor - Université de Bourgogne - Rapporteur
- Anne COLLINS - Assistant professor - University of Berkeley - Examinateur
- Clément MOULIN-FRIER - Assistant professor - INRIA Bordeaux - Examinateur
- Thomas BORAUD - Full professor - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Nicolas ROUGIER - Full professor - Université de Bordeaux - Directeur de these
Une similarité frappante existe dans l'organisation et la structure de certaines régions du cerveau chez diverses espèces. Par exemple, la structure cérébrale des vertébrés, des poissons aux mammifères, présente une similarité remarquable dans des régions telles que le cortex, l'hippocampe, le cervelet et les ganglions de la base. Cela suggère que ces régions sont apparues tôt dans l'évolution des vertébrés et ont été conservées au fil du temps. La persistance de ces structures soulève des ques- tions fascinantes sur leurs origines évolutives : sont-elles des solutions optimales pour le traitement de l'information et le contrôle du comportement, ou d'autres architectures cérébrales pourraient-elles émerger pour offrir des propriétés fonction- nelles équivalentes ? Pour explorer cette question, cette thèse étudie la relation entre la structure du cerveau et les fonctions cognitives, en mettant l'accent sur la prise de décision. Nous proposons d'utiliser un type de réseau de neurones récurrent ap- pelé Echo State Network qui est structurellement minimal et dans lequel les neurones sont connectées de manière aléatoire. Nous visons à déterminer si ce modèle minimal peut capturer tout processus décisionnel et, si ce n'est pas le cas, nous explorerons si plusieurs solutions réalisables émergent à travers des variations structurelles. Pre- mièrement, nous démontrons qu'un modèle minimal est capable de résoudre des tâches décisionnelles simples dans le contexte de la navigation spatiale. Deuxième- ment, nous montrons que cette structure minimale a des limitations de performance lorsqu'il s'agit de tâches plus complexes, nécessitant une structure supplémentaire. Troisièmement, en utilisant un algorithme génétique faisant évoluer les structures de réseau, nous montrons que plusieurs architectures peuvent efficacement résoudre la même tâche décisionnelle, mais aussi que des architectures identiques peuvent exhiber une gamme de comportements différents. Enfin, nous examinons d'autres facteurs qui pourraient contribuer à ces différences comportementales, au-delà des variations structurelles. Nous analysons le comportement de 24 singes vivant en communauté, et montrons que certains facteurs sociaux, tels que la hiérarchie so- ciale, jouent également un rôle significatif dans l'influence du comportement chez les singes.
ED Entreprise Economie Société
Pays émergents, autonomie de la politique monétaire et dynamique des réserves de change
par Théo LAMAGNERE (BSE - Bordeaux sciences économiques)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle des thèses C1-002 16 avenue Léon Duguit, Pessac 33600, Bâtiment C1
devant le jury composé de
- Delphine LAHET - Professeur des universités - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Cécile COUHARDE - Professeur des universités - Université Paris Nanterre - Examinateur
- Sophie BRANA - Professeur des universités - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Camélia TURCU - Professeur des universités - Université d'orléans - Rapporteur
- Grégory LEVIEUGE - Professeur des universités - Banque de France - Rapporteur
Cette thèse relie l'accumulation des réserves de change observée dans les pays émergents au cours des deux dernières décennies à la question de l'autonomie de la politique monétaire, qui a suscité un regain d'intérêt suite à la démonstration de Rey (2013) d'un passage du trilemme au dilemme. Le premier chapitre vise à réexaminer les déterminants de l'autonomie monétaire dans les pays émergents et à mesurer le rôle des réserves de change dans cette autonomie. Nous montrons que l'adoption d'un régime de change fixe contraint toujours l'autonomie monétaire, sauf en cas de niveaux élevés de réserves de change, qui assouplissent les contraintes du trilemme et permettent de réaliser les objectifs de la politique monétaire domestique. Dans le deuxième chapitre, après avoir analysé la dynamique de l'accumulation des réserves de change dans les pays émergents, nous déterminons un seuil de réserves au-delà duquel l'autonomie monétaire augmente. Ce seuil, défini à 22-23 % du ratio des réserves de change sur le PIB, nous permet de remettre en question le caractère souvent qualifié d'« excessif » de l'accumulation des réserves de change et de démontrer la validité partielle du trilemme de Mundell, qui se transforme en quadrilemme au-delà du seuil, prolongeant ainsi les conclusions du premier chapitre. Dans le dernier chapitre, nous proposons d'estimer si une politique monétaire plus autonome va de pair avec une plus grande stabilité financière. Bien que nos résultats montrent une relation positive, une politique monétaire plus autonome ne suffit pas à elle seule pour réduire les déséquilibres financiers en raison du « canal financier des taux de change ». Dans ce contexte, nous démontrons que les interventions sur le marché des changes, motivées par l'accumulation de réserves de change, constituent une alternative crédible pour gérer les déséquilibres financiers.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Etude de l'influence de l'architecture des MOS-HEMT GaN de puissance à grille enterrée sur les propriétés physiques et les performances électriques des composants.
par Clémentine PIOTROWICZ (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Salle 205 en face de l'arrêt de tram/bus Marie-Louise Paris – CEA au 17 Av. des Martyrs, 38000 Grenoble
devant le jury composé de
- Nathalie MALBERT SAYSSET - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Bassem SALEM - Directeur de recherche - Laboratoire LTM - Examinateur
- Philippe GODIGNON - Ingénieur - CEA LETI - Examinateur
- Loïc THEOLIER - Maître de conférences - Laboratoire IMS - Examinateur
- Dominique PLANSON - Professeur des universités - Laboratoire AMPERE - Rapporteur
- Daniel ALQUIER - Professeure des universités - Laboratoire GREMAN (UMR 7347) - Rapporteur
L'architecture latérale MOS-HEMT à grille gravée en nitrure de gallium (GaN), en cours de développement au CEA-Leti sur des substrat silicium de 200mm, vise à répondre aux besoins croissants d'électrification dans un contexte de forte demande pour des convertisseurs de puissance moyenne-haute tension (>200V). Les applications ciblées, incluent les chargeurs de téléphones, d'ordinateurs portables, les chargeurs embarqués pour les véhicules électriques, les micro-onduleurs photovoltaïques, etc., qui nécessitent des convertisseurs de meilleur rendement que ceux actuellement basés sur la technologie silicium. L'objectif de cette thèse, est d'étudier l'influence de l'architecture MOS-HEMT sur les propriétés physiques et les performances électriques. L'accent est mis sur l'optimisation de la résistance à l'état-passant des transistors (RON), qui est envisagée dans une perspective globale afin de maintenir les propriétés de blocage (RON/BV), et le comportement « normally-off » des composants (RON/VTH). Deux axes majeurs sont étudiés. Le premier concerne la résistance du canal de grille qui dépend de la gravure, qui elle-même joue sur la morphologie, et sur les mobilités du canal, auxquelles s'ajoute la contribution de la qualité de l'interface diélectrique/GaN (µ≤ 250cm2.V−1.s−1). Des variantes de cette morphologie de grille tels que l'angle (90° à 60°), la profondeur (50nm à 350nm), l'orientation cristallographique du canal, ainsi que l'impact des procédés de fabrication (ICP-RIE, ALE, nettoyage), ont été étudiées via des mesures électriques IDS(VG), C(VG), IDS(VDS) en blocage, puis simulées et modélisées sous TCAD. Une méthode d'extraction des contributions de mobilité autour de la grille a été proposée, et montre une meilleure mobilité du fond de la grille (≤190 cm2.V−1.s−1 à 25°C) comparée à celle liée aux flancs (≤ 93 cm2.V−1.s−1 à 25°C). De plus des corrélations entre les paramètres électriques (RON, VTH, SS) et le design ont été établies, et montrent un meilleur compromis RON/fuites de grille/source en régime bloqué à forte tension de drain, avec une profondeur de gravure intermédiaire de 150nm pour une longueur de grille de 0.5µm (RON=8.1Ω.mm à 25°C et 15.2 Ω.mm à 150°C). Le second axe porte sur la résistance des accès du transistor, liée aux propriétés de l'hétérojonction AlGaN/AlN/GaN et aux mécanismes de polarisation à l'origine du gaz d'électrons 2D à l'interface AlN/GaN (2DEG). Plusieurs variantes technologiques de l'hétérojonction incluant l'épaisseur de la couche AlN (0.7nm à 1.5nm), de la barrière AlGaN (7nm à 24nm), le pourcentage d'aluminium (24% à 60%), et le dopage, ont été caractérisées électriquement par des mesures 5 pointes I(VG) et C(VG) sur des structures Pan der Pauw à 25°C et 150°C. Des simulations Poisson-Schrödinger 1D ont également permis d'évaluer la charge d'interface de polarisation et de d'identifier les leviers d'amélioration de cette résistance 2DEG. Une valeur minimale de 213Ω/◻ été obtenue à 25°C pour le pourcentage de 60% d'aluminium (µ=1591 cm2.V−1.s−1 et nS =18.3×1012cm−2) et de 455 Ω/◻ à 150°C (µ=774 cm2.V−1.s−1 et nS =17.7×1012 cm−2), réduisant le RON de 2.1Ω.mm à 150°C. En conclusion, les résultats de cette thèse ouvrent la voie à de nouvelles perspectives pour les futures générations de transistors GaN, tant en termes d'optimisation des performances que d'amélioration des procédés de fabrication.
Modélisation des transferts thermiques dans les matériaux composites pyrolysables
par Jérémy CHEVALIER (I2M - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphi 2 batiment A9 351 Cours de la Libération, 33400 Talence ; Batiment A9 amphi 2
devant le jury composé de
- Jean LACHAUD - Maître de conférences - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Bruno DUBROCA - Directeur de recherche - LCTS - CoDirecteur de these
- Franck RICHARD - Maître de conférences - Université de Poitiers - Examinateur
- Alessandro TURCHI - Ingénieur de recherche - Agenzia Spaziale Italiana - Examinateur
- Gérard VIGNOLES - Professeur - Université de Bordeaux - Examinateur
- Alexis COPPALLE - Professeur émérite - INSA Rouen - Rapporteur
- Alexandre MARTIN - Professeur - University of Kentucky - Rapporteur
- Antonio COSCULLUELA - Ingénieur de recherche - CEA CESTA - CoDirecteur de these
L'accès à l'espace et la conception de systèmes pouvant supporter des rentrées atmosphériques sur Terre ou sur Mars imposent souvent l'utilisation de matériaux ablatifs. Les matériaux considérés dans cette étude sont des composites à fibres de carbone et à matrice polymère. Soumis à de haut flux de chaleur, ces matériaux sont le siège de phénomènes thermiques à forts gradients couplés à de l'oxydation, de la pyrolyse, de la sublimation et de la fissuration d'origine thermomécanique. L'objectif de ce travail est d'améliorer la compréhension et la modélisation du phénomène de pyrolyse. Un modèle de pyrolyse généralisé permettant de prendre en compte des mécanismes réactionnels complexes, notamment compétitifs a été développé. Ce modèle a été calibré sur des données d'analyse thermogravimétrique obtenues à des vitesses de chauffe variées. La production de gaz par pyrolyse entraîne une montée en pression dans le matériau. Une étude multi-échelle du comportement mécanique a été menée. À l'échelle microscopique, la décohésion à l'interface fibre matrice ainsi que la montée en pression dans les pores ont été étudiées. Cette approche a permis de comprendre l'origine des fissures lors de la chauffe du matériau. La prise de moyenne volumique a été utilisée afin d'obtenir un modèle poromécanique constitué d'une loi de comportement mécanique et d'une équation de conservation de la quantité de mouvement à l'échelle macroscopique prenant en compte la pression du gaz dans les pores. La conductivité thermique effective des matériaux poreux est généralement mesurée sans écoulement interne. La pyrolyse induisant un écoulement gazeux au sein du matériau, les équations de transfert de chaleur ont été homogénéisées afin d'en quantifier son impact sur sa conductivité thermique effective. On appelle ce phénomène la dispersion. Tous les phénomènes physicochimiques au sein du matériau, modifiant les transferts thermiques, sont intégrés dans un code de calcul. Le modèle développé et calibré est comparé à des résultats expérimentaux de tirs laser sur le matériau d'étude, obtenus dans le cadre d'une thèse partenaire.
ED Sociétés, Politique, Santé Publique
Premiers usages d'alcool, de tabac, de cigarette électronique et de cannabis : Enjeux liés à l'utilisation des réseaux sociaux chez les collégiens et aux relations romantiques chez les étudiants
par Mathilde JANOTA (Bordeaux Population Health Research Center)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Amphi Sigalas 3ter Place de la Victoire Bâtiment C 33000 BORDEAUX
devant le jury composé de
- Mathilde HUSKY - Professeure - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Lucia ROMO - Professeure des universités - Université Paris Nanterre - Rapporteur
- Abdel Halim BOUDOUKHA - Professeur des universités - Université de Nantes - Rapporteur
- Stacey CALLAHAN - Professeure des universités - Université de Toulouse 2 Jean Jaurès - Examinateur
- Laurent KARILA - Professeur des universités - praticien hospitalier - Université Paris-Saclay - Examinateur
L'alcool, le tabac, le cannabis, et plus récemment la cigarette électronique figurent parmi les substances psychoactives les plus consommées en France. Les premières expérimentations surviennent majoritairement tôt, dès le début du collège, puis augmentent jusqu'au début de l'âge adulte. Cependant, la précocité de la première consommation est associée à un risque accru de développer des troubles de l'usage entraînant des conséquences négatives élevées tant sur la personne que sur son fonctionnement quotidien. Ces conséquences s'expriment également à partir de niveaux de consommation inférieurs, et impactent différentes sphères de la vie, incluant les relations interpersonnelles. Ces relations sont particulièrement importantes durant la période de l'émergence de l'âge adulte, également marquée par une augmentation des consommations d'alcool. La première étude de cette thèse explorait donc les liens entre l'usage d'alcool à risque et les relations romantiques auprès d'un échantillon d'étudiants, de manière transversale, puis à un an de suivi. Les données utilisées ont été collectées dans le cadre du volet français du projet international World Mental Health College Student Survey, une enquête par questionnaire en ligne avec suivi annuel, visant à caractériser les besoins en santé mentale des étudiants. L'usage d'alcool à risque était associé à des relations romantiques instables, ainsi qu'à un stress important concernant sa propre vie amoureuse. Cependant, les associations à long terme n'étaient plus significatives après ajustement sur la santé mentale vie entière. Ces résultats soulignent l'importance de prendre en compte des niveaux de consommation inférieurs à ceux d'un trouble de l'usage. En effet, tandis que la majorité de la population va expérimenter au moins une substance psychoactive au cours de sa vie, généralement l'alcool, seules certaines personnes développeront un trouble associé. Ainsi, s'intéresser aux différents niveaux d'usage avant l'apparition du trouble, et plus particulièrement aux transitions entre ces niveaux, revêt une importance particulière dans la compréhension des trajectoires de consommation et dans leur prévention. À cet égard, identifier des facteurs associés aux différentes transitions semble essentiel, et ce dès la transition du non-usage à l'expérimentation. La deuxième étude de cette thèse visait à examiner les liens entre l'utilisation des réseaux sociaux et l'expérimentation de substances au début de l'adolescence. L'exploration de cet environnement, encore peu investigué, semblait d'autant plus pertinente en raison de sa popularité auprès des adolescents et de sa propension à relayer du contenu impliquant des substances. Ainsi, les données utilisées ont été recueillies dans le cadre de l'enquête multicentrique Cyberlife (2019-2023). À partir des réponses auto-rapportées par des collégiens, l'étude a mis en évidence que : (1) la multiplication de comptes sur des sites différents ; (2) l'utilisation de certains réseaux sociaux comme Instagram et TikTok ; et (3) le fait de suivre des créateurs ayant déjà publié du contenu impliquant des substances, entraînaient un risque accru d'expérimenter au moins une substance parmi celles étudiées. Cette thèse met en évidence la nécessité de s'intéresser davantage aux niveaux d'usage en deçà du seuil diagnostic du trouble de l'usage. Ainsi, l'exploration des transitions entre ces niveaux et les facteurs qui y seraient associés pourrait constituer une piste à approfondir à travers de futures recherches, afin de mieux comprendre les trajectoires de consommation et orienter en conséquence les efforts de prévention. Par ailleurs, l'étude des réseaux sociaux en lien avec l'expérimentation des substances à l'adolescence revêt un intérêt particulier et mériterait d'être approfondie en améliorant la mesure de leur utilisation, ainsi qu'en intégrant d'autres facteurs qui pourraient contribuer aux associations observées.