ED Mathématiques et Informatique
Optimisation des applications HPC avec la vectorisation et l'ordonnancement multicritère des tâches sur les systèmes hétérogènes
par Hayfa TAYEB (LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique)
Cette soutenance a lieu à 16h00 - Salle Ada Lovelace (Etage 3, Salle A303) Centre de recherche Inria de l'université de Bordeaux 200 Avenue de la Vieille Tour 33405 Talence
devant le jury composé de
- Abdou GUERMOUCHE - Maître de conférences - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Julien LANGOU - Professor - University of Colorado Denver - Rapporteur
- Pierre FORTIN - Professeur des universités - Université de Lille - Rapporteur
- Florina M. CIORBA - Associate Professor - University of Basel - Examinateur
- Vicenç BELTRAN - Directeur de recherche - Barcelona Supercomputing Center - Examinateur
- Raymond NAMYST - Full professor - Université de Bordeaux - Examinateur
- Bérenger BRAMAS - Chargé de recherche - Inria - CoDirecteur de these
Les applications de calcul à haute performance (HPC), telles que les simulations numériques, nécessitent d'énormes capacités de calcul. Ces applications requièrent des logiciels qui exploitent efficacement les capacités du matériel. Cette thèse se concentre sur l'optimisation des applications HPC en intervenant à différents niveaux de la pile logicielle. L'optimisation vise différentes métriques : performance (GFlop/s), efficacité énergétique (GFlop/s/Watt), et temps d'exécution (s). L'émergence d'architectures HPC hétérogènes a augmenté la puissance de calcul mais a créé des défis dans leur utilisation par les logiciels. Les systèmes d'exécution basés sur les tâches offrent une solution, où l'ordonnancement est essentiel pour une exploitation efficace des ressources. Nous proposons un nouvel ordonnanceur multi-critère et évaluons les applications basées sur les tâches dans des scénarios réels avec le système d'exécution StarPU. Les défis de l'ordonnancement dynamique des tâches sont abordés, en mettant l'accent sur leur impact sur l'accélération des applications HPC. Bien que l'augmentation des performances reste une priorité, elle se fait au prix d'une augmentation de la consommation d'énergie. L'efficacité énergétique offre un moyen intéressant d'équilibrer la consommation d'énergie et la performance de calcul. Dans cette thèse, nous proposons d'étudier l'impact de la limitation de la puissance des GPU dans le contexte des applications HPC utilisant des systèmes informatiques hétérogènes. Nous étudions comment la définition de différentes limites de puissance pour les GPUs peut améliorer l'efficacité énergétique de l'application exécutée. À un niveau inférieur de la pile logicielle, les optimisations interviennent au niveau du code du noyau. Le parallélisme au niveau des données, obtenu grâce à la vectorisation, joue un rôle clé dans l'optimisation de la vitesse de calcul. Nous présentons Autovesk, un outil de génération de code source à source pour la vectorisation des noyaux statiques. Autovesk pallie aux limitations des outils existants, en traitant efficacement les schémas d'accès aux données non contiguës qui empêchent la vectorisation automatique par le compilateur.
ED Sciences Chimiques
Valorisation de l'acide tartrique biosourcé et de biopolymères filmogènes pour le biocontrôle des microorganismes phytopathogènes et glaçogènes
par Solène MEYNAUD (Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques)
Cette soutenance a lieu à 9h30 - Amphithéâtre du CRPP Centre de Recherche Paul Pascal 115 Avenue du Dr Albert Schweitzer, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- Véronique COMA - Maîtresse de conférences - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Cindy MORRIS - Directrice de recherche - INRAE Unité de Recherche de Pathologie Végétale - CoDirecteur de these
- Fabrice COLOMA - Docteur - Entreprise Faure - Examinateur
- Fernando LEAL-CALDERON - Professeur des universités - Bordeaux INP - Examinateur
- Frederic DEBEAUFORT - Professeur des universités - Université de Bourgogne - Rapporteur
- Joël POTHIER - Senior Researcher - ZHAW Zurich University of Applied Sciences - Life Sciences and Facility Management - Rapporteur
Les productions fruitières Européennes sont très touchées par des maladies provoquées par des bactéries, telles que Pseudomonas syringae ou Erwinia amylovora. De plus, certains gouvernements ont mis en place une restriction de l'usage des produits phytosanitaires. En France, cela s'est traduit par la mise en place du Plan Ecophyto. Ainsi, de nombreuses alternatives ont été recherchées pour remplacer les traitements phytosanitaires présentant le plus de risques toxicologiques. Cependant, un des enjeux majeurs pour l'utilisation de ces composés est la résistance à la pluie, pour garantir l'efficacité en champ et dans le temps. Parmi les composés biosourcés candidats pour le contrôle des bactéries phytopathogènes, l'acide tartrique, particulièrement disponible et peu couteux, a montré un potentiel en termes d'efficacité in vitro mais il est toutefois peu résistant à la pluie de par sa grande solubilité dans l'eau. Ce sujet de thèse porte sur l'utilisation de l'acide tartrique dans des enductions résistantes à la pluie et bioactives, en vue de lutter contre P. syringae et E. amylovora. Dans cette optique, des formulations ont été développées à partir d'une solution de chitosane en tant que matrice filmogène, de l'acide tartrique en tant que régulateur de pH et des particules hydrophobes stabilisées (zéine ou tristéarine) en tant qu'adjuvant visant à renforcer la résistance à la pluie. Dans un premier temps, les particules ont été caractérisées puis les formulations ont été évaluées en termes de facilité d'enduction, de résistance à l'eau et de bioactivité. Des essais in vivo ont ensuite été réalisés sur végétaux en suivant différentes méthodologies afin d'identifier le système le plus efficace. Par ailleurs, une étude préliminaire des interactions entre l'acide tartrique et la plante a été mené ainsi des essais de la résistance à la pluie afin d'anticiper la rémanence des composés bioactifs. Enfin, les mécanismes d'action ont été explorés en fonction de la concentration, de la durée et du pH, afin de déterminer l'étendue de l'efficacité formulations et de les optimiser.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Modélisation physique de l'apparence colorée de milieux complexes pour la cosmétique
par Quoc TRAN (Laboratoire Photonique, Numérique & Nanosciences)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre Institut d'Optique Graduate School Nouvelle Aquitaine. 1 Rue François Mitterrand, 33400 Talence
devant le jury composé de
- Anne PILLONNET - Professeure des universités - Université Claude Bernard Lyon 1 - Rapporteur
- Lionel SIMONOT - Maître de conférences - Université de Poitiers - Rapporteur
- Laurent BRUNEL - Ingénieur de recherche - PhotonLyX Technology SL - Examinateur
- Olivier MONDAIN-MONVAL - Professeur - Université de Bordeaux - Examinateur
- Philippe LALANNE - Directeur de recherche - CNRS - Directeur de these
Le fond de teint est un produit de maquillage coloré et semi-transparent qui est utilisé pour unifier la couleur du visage, masquer les imperfections ou altérer subtilement la carnation. A l'échelle microscopique, le fond de teint est un milieu complexe et hétérogène, généralement constitué, dans sa forme liquide, de deux phases (grasse et aqueuse), de particules solides (charges, pigments, etc.) distribués aléatoirement, et de tensioactifs pour assurer la stabilité de la formule. Etablir une relation entre les propriétés microscopiques de tels milieux complexes et leur apparence visuelle constitue un enjeu majeur pour la formulation digitale en cosmétique. Cela permettrait, par exemple, de corriger a priori les variations de nature des ingrédients des fonds de teint ou de prédire la composition requise pour une apparence spécifique ciblée. Ce travail de thèse s'inscrit dans cet objectif à long terme en proposant une approche de modélisation pour la prédiction et l'analyse des propriétés optiques de milieux complexes hétérogènes à partir de leurs composition et structuration. Une étude expérimentale est tout d'abord menée sur des échantillons reposant sur une formule simplifiée de fonds de teint afin de caractériser leurs propriétés microscopiques et optiques. Le modèle de fond de teint employé est celui d'une émulsion pigmentée, à savoir une solution contenant à la fois des particules solides sub-micrométriques et des gouttelettes sphériques, homogènes et transparentes de plusieurs dizaines de micromètres en taille. Un outil de modélisation basé sur une méthode Monte Carlo est développé pour simuler le transport de la lumière dans de tels milieux, en prenant en compte les phénomènes de diffusion et d'absorption produits par les particules ainsi que ceux de réfraction et de réflexion produits par les gouttelettes. Cela nous permet de montrer comment des variations de paramètres microscopiques, tels que la nature et densité de particules, ainsi que la taille et la densité des gouttelettes, impactent la coloration d'un matériau macroscopique en réflexion. Dans un second temps, nous proposons une amélioration de la méthode, basée sur une description implicite des évènements d'interaction de la lumière avec la microstructure, pour simuler de manière plus efficace le transport de la lumière dans de tels milieux. Ce travail de thèse offre une compréhension accrue de l'origine microscopique de l'apparence visuelle des fonds de teint, en soulignant notamment l'importance de prendre en compte l'hétérogénéité des matériaux due à la phase dispersée.