ED Mathématiques et Informatique
Reconstruction de la séquence d'activation électrique du coeur à partir de mesures non-invasives
par Emma LAGRACIE (IMB - Institut de Mathématiques de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Ada Lovelace Salle Ada Lovelace, Centre Inria de l'université de Bordeaux, 200 avenue de la vieille tour, 33405 Talence
devant le jury composé de
- Yves COUDIERE - Professeur - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Didier AUROUX - Professeur - Université Côte d'Azur - Rapporteur
- Stephanie LOHRENGEL - Professeure - Université de Reims - Rapporteur
- Lisl WEYNANS - Professeure - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Jean-François AUJOL - Professeur - Université de Bordeaux - Examinateur
- Laura BEAR - Chargée de recherche - Université de Bordeaux - Examinateur
- Annabelle COLLIN - Professeure - Université de Nantes - Examinateur
- Jérémi DARDE - Maître de conférences - Université Paul Sabatier - Examinateur
Les arythmies cardiaques figurent parmi les principales causes de mortalité dans le monde. Si certaines peuvent être détectées par des examens cliniques tels que l'électrocardiogramme (ECG), d'autres surviennent de manière soudaine chez des patients considérés comme sains, et peuvent parfois mener à une mort subite. Une question centrale est donc de déterminer si des signes précurseurs de ces événements sont présents dans les signaux électriques du torse et, le cas échéant, comment les identifier. En particulier, lors des contractions cardiaques, les cellules sont synchronisées par une onde d'activation électrique, qui parcourt tout le coeur. La séquence d'activation des cellules du coeur peut alors fournir aux cardiologues des indications précieuses sur l'origine d'éventuelles pathologies du rythme. Le problème inverse de l'électrophysiologie cardiaque, ou imagerie électrocardiographique (ECGi), vise à reconstruire l'activité électrique du cœur, et notamment la séquence d'activation, à partir de mesures non invasives de potentiel électrique à la surface du torse. Ce problème est mathématiquement mal posé au sens de Hadamard, ce qui le rend particulièrement difficile à résoudre. Étudier les propriétés de ce problème inverse et développer de nouvelles méthodes de résolution constitue un enjeu majeur pour améliorer et systématiser la détection des troubles du rythme cardiaque. Dans ce cadre, cette thèse propose de nouvelles approches pour aborder le problème de l'imagerie électrocardiographique. Classiquement, le problème de l'ECGi est formulé comme une optimisation sous contrainte de satisfaire un modèle mathématique partiel de l'activité électrique du coeur, appelé ”modèle source”. Des termes de contrainte, appelés ”régularisation” sont également ajoutés pour assurer l'inversibilité et la stabilité du problème de minimisation. Le choix du modèle source, ainsi que des contraintes imposées aux potentiels et tensions électriques sur le coeur jouent un rôle déterminant dans les propriétés de ce problème inverse. Dans ce travail, nous nous sommes tout d'abord attachés à décrire les difficultés inhérentes au problème inverse d'électrophysiologie cardiaque. Nous avons présenté plusieurs formulations de ce problème, des modèles source décrivant l'électrophysiologie sous-jacente aux méthodes mathématiques et numériques pour le résoudre. Nous avons ensuite élaboré un nouveau modèle source pour l'ECGi. Le modèle «moyenné en épaisseur», a été établi en deux dimensions dans des géométries simplifiées, avant d'être étendu de façon heuristique en trois dimensions, sous le nom de «modèle épicardique». Ce modèle couple une tension transmembranaire et un potentiel extracellulaire de surface avec des potentiels extracardiaques dans le torse, tout en prenant en compte les échanges de flux entre le cœur et le torse. Il offre ainsi une plus grande richesse de modélisation que les modèles classiquement utilisés dans le cadre de l'ECGi. Certaines propriétés du modèle épicardique ont été exploitées pour étudier numériquement le problème inverse en trois dimensions. La présence de conductivités surfaciques a permis d'évaluer l'impact de l'intégration a priori de fibres cardiaques. Ce modèle a également rendu possible l'introduction d'une régularisation plus physiologique, fondée sur la variation totale de la tension transmembranaire, ainsi que la comparaison de différentes méthodes d'extraction des séquences d'activation à partir des potentiels reconstruits. Enfin, dans un travail exploratoire, nous avons proposé une nouvelle méthode de résolution du problème inverse, fondée sur la théorie bayésienne, combinant un modèle simplifié de l'activation électrique cardiaque avec une technique de filtrage particulaire. Cette approche permet de reconstruire la séquence d'activation tout en intégrant explicitement une part d'incertitude, ouvrant ainsi la voie à une interprétation probabiliste des résultats de l'imagerie électrocardiographique.
Coût de la contrôlabilité des équations linéarisées de la mécanique des fluides.
par Vincent LAHEURTE (IMB - Institut de Mathématiques de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 13h00 - Salle de Conférences A33, 351 Cr de la Libération, 33400 Talence
devant le jury composé de
- Franck SUEUR - Full professor - Université du Luxembourg - Directeur de these
- Camille LAURENT - Directeur de recherche - Université de Reims - Rapporteur
- Pierre LISSY - Chaire de professeur junior - Ecole des Ponts ParisTech - Rapporteur
- Franck BOYER - Professeur des universités - Université de Toulouse - Examinateur
- Marius TUCSNAK - Professeur - Université de Bordeaux - Examinateur
- Roberta BIANCHINI - Chargée de recherche - Istituto per le Applicazioni del Calcolo Mauro Picone - Examinateur
Cette thèse porte sur la théorie du contrôle d'équations aux dérivées partielles déterministes, en particulier d'équations ou de systèmes d'équations linéaires issus de la mécanique des fluides. Elle se concentre sur deux problématiques différentes. Dans une première partie, on explore la question du contrôle d'états métastables à travers l'étude de deux équations paraboliques scalaires en une dimension d'espace : les équations de Burgers et d'Allen-Cahn. Ces deux équations admettent en effet des états stationnaires, respectivement des chocs et des transitions de phase consécutives, pour lesquels de petites perturbations nécessitent un temps long de retour vers l'équilibre dans le régime de petite diffusion, avec un terme de réaction pris proportionnellement grand dans le cas d'Allen-Cahn. A l'aide d'une analyse détaillée de toutes les valeurs et fonctions propres, on montre que l'on peut néanmoins contrôler les opérateurs linéarisés avec un coût de contrôle uniforme, avec, dans le cas d'Allen-Cahn, une condition sur le support du contrôle, nécessaire et suffisante, de nature géométrique. Dans une seconde partie, on étudie la contrôlabilité de données initiales localisées dans l'espace des phases pour des systèmes différentiels ou pseudo-différentiels de type hyperboliques en plusieurs dimensions d'espace. On montre que dans le régime des hautes fréquences le coût peut être estimé à l'aide d'équations aux dérivées ordinaires, connues sous le nom de systèmes bicaractéristique-amplitude, en suivant l'évolution du tenseur local d'énergie. De plus, on montre qu'en appliquant la méthode d'unicité de Hilbert, on peut construire des contrôles explicites approchés de coût asymptotiquement optimal, à partir du contrôle optimal pour l'EDO associée.
ED Droit
La responsabilité pénale des mineurs : étude comparative, analytique et critique entre les législations française et koweïtienne.
par Fajer ALSHAMMARI (INSTITUT DE SCIENCES CRIMINELLES ET DE LA JUSTICE)
Cette soutenance a lieu à 14h30 - salle de thèses 16 rue Leon Duguit 3600 Pessac
devant le jury composé de
- Olivier DECIMA - Professeur - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Muriel GIACOPELLI - Professeure - Université d'Aix-Marseille - Rapporteur
- Husain BUARAKI - Professeur - Université du Kuweit - Rapporteur
- Adeline GOUTTENOIRE - Professeure - Université de Bordeaux - Examinateur
La thèse porte sur la spécificité de la responsabilité pénale des mineurs dans la législation française et la législation koweïtienne, en soulignant dans la première partie le degré d'autonomie substantielle et processeuelle de la responsabilité pénale des mineurs dans les deux législations par rapport aux règles de droit pénal général, en s'appuyant sur une méthode analytique et comparative, pour comprendre les conditions particulières et les systèmes pénaux indépendants régis par le principe de la primauté de la réhabilitation sur la peine, et le principe de l'atténuation des peines, en plus de Procédures spéciales pour l'application des peines aux mineurs. Ensuite, la deuxième partie de cette étude critique et comparative cette autonomie substantielle et processuelle limitée de la responsabilité pénale des mineurs dans les deux législations. L'objectif est de mettre en évidence les insuffisances législatives des deux législations et d'ajouter des propositions juridiques qui contribuent au développement et au renforcement de cette autonomie des règles spéciales de la responsabilité pénale des mineurs par rapport à la responsabilité pénale des adultes. À l'issue de l'étude, on vise à développer les systèmes législatifs pénaux des mineurs en France et au Koweït pour lutter contre la délinquance des mineurs d'une part et faire face aux différentes risques de la délinquance d'autre part.
ED Sciences de la Vie et de la Santé
Implication du biostatut des acides gras polyinsaturés (AGPI) dans les déficits du traitement de la récompense liés à la transmission de la dopamine
par Lola HARDT (Nutrition et Neurobiologie Intégrée)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphi Broca 146 Rue Léo Saignat, 33000 Bordeaux, Centre Broca
devant le jury composé de
- Sébastien CARNICELLA - Directeur de recherche - Grenoble Institut des Neurosciences – Inserm U1216 – Université Grenoble Alpes - Rapporteur
- Pauline BELUJON - Maîtresse de conférences - Laboratoire de Neurosciences Expérimentales et Cliniques - Rapporteur
- Emmanuel VALJENT - Directeur de recherche - Inm - Institute For Neurosciences Of Montpellier - Examinateur
- Cecilia FLORES - Full professor - The Douglas Research Centre - Examinateur
Des maladies psychiatriques distinctes telles que la dépression majeure, le trouble bipolaire et la schizophrénie présentent des symptômes communs, dont des déficits de traitement de la récompense liés à un dysfonctionnement de la transmission dopaminergique (DA) méso-cortico-limbique suggérant des mécanismes sou jacents commun. Il est intéressant de noter que de nombreuses études cliniques ont décrit une diminution des acides gras polyinsaturés n-3 (AGPI) dans une sous-population de patients atteints de ces troubles (Conklin et al., 2010 ; Messamore et McNamara, 2016) ainsi que suggère que la transmission DA est particulièrement sensible au statut biologique des AGPI dans des modèles précliniques (Chalon et al. 2006, Ducrocq et al. 2020). Néanmoins, un lien causal reste à établir. Nous avons pu montrer qu'un déficit en AGPI n-3 chez la souris entraîne des déficits dans les tâches de motivation ainsi que des tendances impulsives dans une tâche d'impulsivité de choix par rapport à des contrôles supposant des troubles de traitement de la récompense. La normalisation du statut en AGPI dans les neurones DA spécifiquement avec un modèle transgénique de souris iFATxDAT-cre était suffisante pour restaurer les performances comportementales confirmant un lien de causalité entre un déficit en AGPI n-3 dopaminergiques et les déficits de traitement de récompenses. La photométrie de fibre a été utilisé pour montrer qu'es déficits était accompagné d'un changement de la dynamique de transmission dans le circuit méso-cortico-limbique. Ces changements semblent être à des altérations neuroanatomiques observées par immunofluorescence en comparant de la densité des fibres dans le NAc et le mPFC. Nous devons étudier plus en détail les mécanismes sous-jacents les altérations DA afin de mieux comprendre l'étiologie des maladies psychiatriques et de développer un meilleur traitement pour ces maladies.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Guerre cognitive et influence des décisionnaires : approche méthodologique pour la conception d'un système d'aide au développement de la conscience de situation et à la prise de décision
par Marie MORELLE (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - O108 ENSC, 109 avenue ROUL, 33405 Talence Cedex
devant le jury composé de
- Jean-Marc ANDRE - Professeur des universités - Bordeaux INP - ENSC, laboratoire IMS - Directeur de these
- Laurent 'Mary' CHAUDRON - Directeur de recherche - ONERA - Rapporteur
- Mathieu VALETTE - Professeur des universités - INALCO - Rapporteur
- Anne LEHMANS - Professeure des universités - Université de Bordeaux, INSPE, Laboratoire IMS - Examinateur
- Cléo COLLOMB - Maîtresse de conférences - Université Paris-Saclay - Examinateur
- Julien CEGARRA - Professeur des universités - Institut National Universitaire Champollion - Examinateur
- Benoît LE BLANC - Professeur des universités - ENSC, Bordeaux INP - Examinateur
La guerre cognitive vise à influencer, modifier et orienter la pensée humaine ainsi que le traitement de l'information. Elle utilise divers moyens technologiques et numériques, tels que les réseaux sociaux, la transmission d'informations, les attaques cyber et les technologies NBIC, ainsi que des combinaisons de ces moyens. La guerre cognitive cible la cognition et l'esprit humain. Elle vise les représentations mentales et les processus cognitifs pour semer le doute, empêcher ou influencer des décisions, saper la volonté de l'adversaire ou encore manipuler la façon dont les gens perçoivent et interprètent les informations sans qu'ils s'en aperçoivent. L'objectif est d'obtenir un avantage tactique ou stratégique, par la déstabilisation, l'altération de la confiance, l'obtention d'informations ou de décisions souhaitées, l'inhibition de comportements attendus ou la manipulation de l'opinion. Comme le souligne le chef d'état-major des armées, le général Thierry Burkhard, il s'agit de « gagner la guerre avant la guerre ». L'actualité récente et moins récente fait apparaître l'importance de prendre conscience de la réalité et de l'importance des actions de guerre cognitive et de manipulation de l'information et de la décision, afin de s'en prémunir en étant proactif face aux agents d'influence qui les utilisent. Ainsi, nous cherchons par ces travaux à contribuer à cette prise de conscience, en apportant des éléments conceptuels de compréhension, des exemples et des pistes de solutions. L'objectif de cette thèse est de poser les fondements d'un système d'aide à la prise de décision qui propose une détection des actions de guerre cognitive, des contre-mesures et des actions offensives afin de corriger la situation. Pour répondre à ces exigences, nous avons structuré notre travail en cinq étapes principales : 1. Une approche conceptuelle de la guerre cognitive : définitions, cibles et acteurs, outils, exemples et enjeux. 2. Une étude des biais et influences de la décision et des méthodes pour s'en protéger, notamment avec des systèmes d'aide à la décision. 3. Une expérimentation visant à déterminer les facteurs d'influence de la décision, et plus particulièrement ceux qui rendent un texte plus crédible et lui confèrent donc un potentiel d'influence plus important. Après une étude de la littérature, qui nous a permis de lister un grand nombre de facteurs de crédibilité d'un texte, puis un travail de réduction des facteurs, nous avons mené un tri de cartes en ligne sur les 12 facteurs finaux sélectionnés afin de déterminer lesquels confèrent le plus de crédibilité à un texte. 4. Une étape de détermination des critères de qualification des cibles de guerre cognitive : nous proposons une liste de 5 critères à étudier afin de déterminer si l'individu ciblé est pertinent, notamment en fonction de son potentiel d'influence sur la décision visée et de ses vulnérabilités. 5. L'élaboration d'un système pour la détection en temps réel et l'influence des stratégies. Cette étape fait l'objet d'une seconde expérimentation, menée avec pour support un jeu de stratégie. Nous avons utilisé le principe d'arbre de décision du système ANTICIPE développé par THALES, pour détecter la stratégie des joueurs en temps réel et proposer des solutions pour influencer leur stratégie. Cette étape se base sur les acquis de la première expérimentation. À partir des résultats de ces différentes étapes, nous proposons une méthodologie pour adapter le système ANTICIPE afin d'en faire un outil d'aide à la décision dans un contexte de guerre cognitive. Les résultats de cette thèse en ingénierie cognitique permettent de poser les bases pour la construction d'un système technologique qui contribue à la prise de conscience de la situation dans un contexte de guerre cognitive et assiste son utilisateur dans la sélection des cibles pertinentes et des solutions pour une réponse cognitive ciblée.