ED Mathématiques et Informatique
Accessibilité dans les graphes temporels et problèmes associés
par Timothée CORSINI (LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphi 351, cours de la Libération bâtiment A30, 33405 Talence
devant le jury composé de
- Arnaud CASTEIGTS - Professeur - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Colette JOHNEN - Professeure - Université de Bordeaux - Examinateur
- Laurent VIENNOT - Directeur de recherche - Inria Paris - Rapporteur
- Thomas ERLEBACH - Professor - Durham University - Rapporteur
- Binh Minh BUI XUAN - Chargé de recherche - Université Pierre et Marie Curie - Examinateur
Un graphe temporel est un graphe dont les arêtes changent avec le temps. Ces graphes trouvent des applications dans des domaines très variés tels que l'évolution des épidémies, les réseaux de transports, les réseaux sociaux et les objets mobiles et connectés comme les drones. La théorie des graphes temporels et l'algorithmique dans ces derniers sont en essor depuis un peu plus de vingt ans. Cette thèse est centrée sur les graphes temporels, et plus précisément les problèmes d'accessibilité entre sommets de ces graphes. Un sommet peut joindre un autre sommet via un chemin temporel, aussi appelé trajet, qui emprunte les arêtes en temps croissant. La particularité des graphes temporels, en opposition avec les graphes statiques, est que l'accessibilité entre les sommets n'est pas nécessairement une relation symétrique ni transitive, ce qui génère de nombreuses complications au niveau algorithmique. L'objectif de cette thèse est d'apporter du contenu à l'étude des graphes temporels ainsi que des clarifications, notamment sur les règles de communication entre les sommets via des trajets strict ou non. Cette thèse traite aussi de problèmes liés aux spanneurs, des sous-graphes temporellement connexes dont on cherche à minimiser la taille, qui remplace conceptuellement la notion d'arbre couvrant dans les graphes statiques. La dernière partie de cette thèse établit des liens entre graphes temporels et hérédité dans les graphes statiques, via l'étude de la notion de robustesse de certaines propriétés, ici les distances et le diamètre.
Schémas Volumes Finis implicites linéarisés pour la simulation d'écoulements hypersoniques stationnaires
par Benoît COSSART (IMB - Institut de Mathématiques de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle de conférence de l'IMB IMB, institut Mathématiques de Bordeaux, bâtiment A33, 33400 Talence, France
devant le jury composé de
- Raphaël LOUBERE - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Christophe BERTHON - Professeure des universités - Université de Nantes - Rapporteur
- Florian DE VUYST - Professeur des universités - UTC Compiègne - Rapporteur
- Héloïse BEAUGENDRE - Professeure des universités - Bordeaux INP - Examinateur
- Céline BARANGER - Ingénieure de recherche - CEA CESTA - Examinateur
- Alexandre ERN - Professeur des universités - CERMICS ENPC - Examinateur
- Florent RENAC - Ingénieur de recherche - ONERA Châtillon - Examinateur
- Jean-Philippe BRAEUNIG - Ingénieur de recherche - CEA CESTA - CoDirecteur de these
Les recherches sur les véhicules hypersoniques connaissent un regain d'intérêt, largement soutenu par les progrès en matière de performance de calcul, permettant la simulation d'écoulements hypersoniques complexes. Dans le cas des régimes continus, les équations de Navier-Stokes, issues des lois de conservation, sont communément employées. La méthode des volumes finis est classiquement utilisée pour l'intégration en espace, et pour approcher l'intégration temporelle, les méthodes implicites linéarisées produisent un système linéaire. Elles sont plus adaptées que les méthodes explicites car elles offrent un meilleur compromis entre robustesse et coût de calcul sur des écoulements comprenant des phénomènes physiques aux temps caractéristiques très différents, ce qui est le cas des écoulements hypersoniques. La caractérisation de la stabilité de ces méthodes est difficile à appréhender, notamment lors de leur application sur des systèmes de lois de conservation. Dans ce contexte, cette thèse vise à apporter des éléments d'analyse quant à la stabilité de ces schémas pour les rendre plus robustes et adaptés aux maillages non structurés. Parmi les méthodes d'analyse de stabilité, l'analyse de von Neumann est utilisable sur les équations scalaires linéaires. Dans la première partie de cette thèse, il est proposé d'étendre cette méthode d'analyse à l'équation scalaire non linéaire et monodimmensionnelle de Burgers puis au système de lois de conservation d'Euler 1D et 2D en formulant des hypothèses additionnelles. Ce travail permet notamment de mettre en lumière une contrainte pour la construction de schémas implicites plus robustes et plus stables que le schéma employé par exemple par H.C. Yee, A. Harten et R.F. Warming (Journal of Computational Physics, 57(3) : 327–360, 1985). Pour obtenir un schéma implicite satisfaisant cette contrainte, la structure hyperbolique du système est exploitée par linéarisation du schéma numérique de Roe. Dans un second temps, le schéma implicite alternatif ainsi obtenu est étendu à d'autres schémas numériques volumes finis au second membre par une analyse linéaire supplémentaire. Cette analyse permet d'exhiber une nouvelle contrainte de stabilité liant la diffusion numérique appliquée à la matrice du système linéaire à celle appliquée au second membre. Une correction matricielle liée à cette contrainte est proposée et numériquement validée. Enfin, une autre partie de la thèse propose une reformulation des équations en flux physiques pour améliorer l'efficacité de la résolution du système linéaire issu des schémas implicites.
ED Sciences de la Vie et de la Santé
Rôle de la signalisation amyloïde dans la mort cellulaire régulée chez les micro-organismes
par Léa IBARLOSA (Institut de Biochimie et Génétique Cellulaires)
Cette soutenance a lieu à 13h00 - Salle de conférence, IBGC CNRS IBGC CNRS, 146 rue Léo Saignat, 33000 Bordeaux
devant le jury composé de
- Sven SAUPE - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Aude BERNHEIM - Chargée de recherche - Université Paris Cité - Rapporteur
- Fabienne MALAGNAC - Professeur - Université Paris Sud - Rapporteur
- Claire LE HENNAF LE MARREC - Professeur - Université de Bordeaux - Examinateur
- Luc BOUSSET - Chargé de recherche - Université Paris-Saclay - Examinateur
La mort cellulaire régulée (MCR) joue un rôle central dans les mécanismes de défense et de lutte contre les pathogènes chez les animaux, les plantes, les champignons et les bactéries. Il s'agit d'une stratégie immunitaire qui consiste à sacrifier des cellules afin d'arrêter ou de retarder la réplication d'agents pathogènes. Bien qu'ils soient généralement associés aux maladies neurodégénératives humaines, les assemblages amyloïdes peuvent jouer un rôle fonctionnel dans le contrôle de ces processus de mort cellulaire régulée, notamment chez les animaux et les champignons. Les amyloïdes fonctionnels de signalisation jouent ainsi le rôle de commutateurs moléculaires permettant d'activer en réponse à des récepteurs immunitaires, des effecteurs de MCR agissant en aval. Nous montrons ici que ce mode de transduction du signal basé sur la transmission d'un repliement amyloïde est aussi présent dans la défense antiphage chez E. coli. Dans le système antiphage Bab/Agp qui permet de résister notamment au phage T5, la signalisation amyloïde contrôle l'activation d'une protéine d'exécution de MCR, qui présente des homologies avec une superfamille de protéines ciblant la membrane et fonctionnant dans les voies de MCR chez les champignons, les plantes et les animaux. Dans deux chapitres brefs, nous rapportons aussi des travaux portant sur un motif de signalisation amyloïde retrouvé chez l'actinomycète Streptomyces coelicolor et sur un module de MCR fongique de Thozetella impliquant une gasdermine activée par clivage protéolytique. Ces travaux étendent le rôle des amyloïdes fonctionnels à la défense antiphage et illustrent à différents niveaux les parentés évolutives existant entre les voies de mort cellulaire immunitaires bactériennes et fongiques mais aussi animales et végétales.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Développement et caractérisation du double piège de Penning PIPERADE et mesures de masses d'isotopes riches en neutrons proches de N=40
par Mathieu FLAYOL (Laboratoire de Physique des 2 Infinis de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphi Wegener Université de Bordeaux - 351 cours de la Libération - Bâtiment A22 - Amphi Wegener - 33405 Talence (Campus Peixotto)
devant le jury composé de
- Stéphane GREVY - Directeur de recherche - LP2I - Bordeaux - Directeur de these
- Sarah NAIMI - Directeur de recherche - Laboratoire de Physique des 2 infinis Irène Joliot-Curie - IJClab - Rapporteur
- Maxime BRODEUR - Associate Professor - University of NOTRE DAME - Rapporteur
- Vladimir MANEA - Chargé de recherche - Laboratoire de Physique des 2 infinis Irène Joliot-Curie - IJClab - Examinateur
- NADEZDA SMIRNOVA - Professeur des universités - LP2I - Bordeaux - Examinateur
L'objectif de cette thèse est le développement et la caractérisation du double piège de Penning PIPERADE (PIèges de PEnning pour les RAdionucléides à DESIR) au LP2i Bordeaux, ainsi que la réalisation de mesures de masses dans la région de N=40 à l'Université de Jyväskylä, en Finlande. La spectrométrie de masse à l'aide de pièges de Penning permet de mesurer les masses des noyaux atomiques avec une très grande précision. Les énergies de liaison nucléaire, déduites de ces masses atomiques, sont essentielles pour étudier la structure des noyaux exotiques et pour contraindre les modèles de physique nucléaire. PIPERADE est dédié aux mesures de masse de précision et à la sélection d'ions exotiques d'intérêt pour l'installation de recherche DESIR (Désintégration, Excitation et Stockage d'Ions Radioactifs) du laboratoire GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds). Ce travail présente la mise en œuvre des différentes techniques de purification et de mesure de masse ainsi que l'installation d'un nouveau détecteur sensible en position basé sur des galettes à microcanaux et avec trois couches de lignes à retard. La première technique étudiée est la purification par refroidissement avec gaz tampon ("Buffer Gas Cooling", BGC), suivie de la méthode "Time-Of-Flight Ion Cyclotron Resonance" (ToF-ICR), appliquée pour la première fois avec PIPERADE en novembre 2021. L'optimisation de ces deux techniques a ensuite été poursuivie parallèlement à la mise en place d'une nouvelle méthode, la "Phase-Imaging Ion Cyclotron Resonance" (PI-ICR). Cette méthode a été appliquée avec succès pour la première fois sur PIPERADE en septembre 2023, suivie d'une optimisation continue des trois techniques. Ce travail présente également les premières mesures de masse utilisant les techniques ToF-ICR et PI-ICR sur PIPERADE. Dans la seconde partie de cette thèse, des mesures de masses de noyaux riches en neutrons ont été effectuées avec le piège de Penning JYFLTRAP, sur l'installation IGISOL. Les masses des états fondamentaux et isomériques des isotopes du cobalt $^{68}$Co à $^{70}$Co, ont été mesurées, soit pour la première fois pour les états isomériques des $^{68}$Co et $^{70}$Co, soit avec une précision grandement améliorée pour les autres. La masse de l'état fondamental du $^{79}$Ge ainsi que celle du $^{73}$Ni ont également été mesurées. L'analyse des résultats a permis de comparer les nouvelles valeurs de masses aux prédictions des modèles théoriques tels que le Large Scale Shell Model (LSSM) et le Discrete Nonorthogonal Shell Model (DNO-SM). Ces résultats ont un impact direct sur la compréhension du gap N=40 et de la région de l'îlot d'inversion.
Approche multidimensionnelle de la prévention, du diagnostic et du suivi de la blessure au genou du sportif
par Clément LIPPS (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre Rougier Bâtiment Rougier, Faculté des STAPS, 12 Avenue Camille Jullian, 33600 PESSAC
devant le jury composé de
- Thierry WEISSLAND - Maître de conférences - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Emilie SIMONEAU - Professeure des universités - Université Polytechnique Hauts-de-France - Rapporteur
- Pascal EDOUARD - Professeur des universités - praticien hospitalier - Université Jean Monnet, Saint-Etienne - Rapporteur
- Olivier BUTTELLI - Professeur des universités - Université d'Orléans - Examinateur
- Julien MORLIER - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
- Julien FRERE - Maître de conférences - Université Grenoble-Alpes - CoDirecteur de these
Les blessures du genou constituent les pathologies du membre inférieur les plus fréquentes dans la pratique sportive compétitive ou de loisir. Les suites post-traumatismes conduisent à des baisses de performances et à des arrêts de pratique. Par ailleurs, bien que des recommandations précises existent en matière de prévention, le taux de récidive avec rupture de la plastie ligamentaire ou d'une lésion controlatérale, reste très élevé. Le traitement de ces blessures représente donc un enjeu important en matière de retour à la pratique sportive et en coût de santé publique. A partir d'une plateforme expérimentale en réseau développée entre les universités de Bordeaux, Grenoble et Marseille, et rassemblant des compétences complémentaires en matière d'analyse du mouvement, de traitement du signal et de modélisation mathématique, ce projet de thèse visait à améliorer la prévention des blessures du genou, au travers d'une approche multifactorielle. En s'appuyant sur une base de donnée de 96 individus construite durant le doctorat, nous avons fait l'hypothèse que la prise en compte de données multifactorielles relatives à la blessure (données biomécaniques et psychologiques) et leur intégration dans un modèle basé sur des algorithmes d'intelligence artificielle permettra de mieux suivre l'évolution de la blessure et sa récupération au cours du temps, afin de déterminer en particulier la période optimale pour la reprise de la pratique sportive. La première étude réalisée a permis de mettre en évidence la reproductibilité des données issues des tests réalisés. La seconde étude a permis de montrer qu'il était possible de classer, à partir d'un modèle d'intelligence artificielle et de données biomécaniques et psychologiques, des individus en fonction de leurs antécédents de blessure au genou. Enfin la troisième étude a montré qu'utiliser l'ensemble des points de mesure plutôt que des variables caractéristiques permettaient aux modèles d'intelligence artificielle d'obtenir de meilleures performances. Ainsi, l'ensemble de ces travaux met en évidence la capacité prédictive des mesures effectuées lors du protocole pour reconnaître des séquelles de blessure au genou. Enfin, l'utilisation d'algorithmes d'interprétabilité a permis dans les seconde et troisième étude d'identifier les variables fonctionnelles qui ont le plus influencé le modèle pour classer les individus. Ainsi, ce travail permet d'optimiser le moment du retour au sport ainsi que le processus de rééducation grâce à la reconnaissance de présence de séquelles de blessure au genou chez les individus et à l'identification de variables fonctionnelles à travailler en priorité.
Identification des critères déterminant l'acceptabilité des comportements d'un véhicule autonome dans des situations potentiellement conflictuelles en milieu urbain pour adapter les algorithmes de conduite autonome.
par Gabriel NATIVEL-FONTAINE (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - O108 ENSC 109 Avenue Roul 33400 Talence
devant le jury composé de
- Véronique LESPINET-NAJIB - Maître de conférences - ENSC - Bordeaux INP - Directeur de these
- Emilie LOUP-ESCANDE - Professeur des universités - Université de Picardie Jules Verne - Rapporteur
- Julien CEGARRA - Professeur des universités - INU Champollion - Rapporteur
- Maud RANCHET - Chargée de recherche - Université Gustave Eiffel - Examinateur
- Pierrick LEGRAND - Professeur des universités - ENSC - Bordeaux INP - Examinateur
L'objectif de la thèse est de déterminer des critères qui rendront acceptable l'utilisation des véhicules autonomes en milieu urbain, dans des situations potentiellement conflictuelles. Nous étudions les véhicules autonomes de niveau 5, impliquant une automatisation totale des fonctions de conduite. L'acceptabilité du comportement est analysée du point de vue des passagers. L'acceptabilité des technologies suit un continuum : a priori, avant la confrontation; in situ, pendant la confrontation et appropriation. Le niveau 5 n'existant pas à ce jour, l'étude de l'acceptabilité est théorique et a priori, et repose sur des modèles comme Unified Theory of Acceptance and Use of Technology (UTAUT). Nous avons ainsi cherché à identifier les éléments du comportement influençant l'acceptabilité ressentie par les passagers dans des situations conflictuelles, en simulation. Ces travaux nous ont permis de proposer des plages de fonctionnement acceptables pour le comportement du véhicule. Certains cas demeurent problématiques, comme le fait de ne pas marquer l'arrêt à un feu rouge pour laisser passer un véhicule d'urgence. Dans ces situations, la perception des passagers joue un rôle clé dans l'acceptabilité. Nous avons donc exploré l'efficacité de la communication véhicule-passager comme contre-mesure à la perte d'acceptabilité dans des contextes spécifiques. Une première expérimentation a permis d'étudier l'influence du mode de conduite et du contexte sur l'acceptabilité du comportement du véhicule. Les modes de conduite, qui varient par leur attitude envers le Code de la route, ont été testés dans des intersections urbaines. Le mode de conduite s'est avéré être le facteur le plus influent, alors que ni le type d'intersection, ni les caractéristiques sociodémographiques n'ont montré d'effet significatif. Une seconde expérimentation a étudié l'effet de certaines composantes du comportement sur l'acceptabilité des passagers, via une simulation en réalité virtuelle. Lors du trajet, les participants ont vécu des situations où le comportement du véhicule a varié, notamment en jouant sur le temps d'attente avant l'engagement. Les résultats ont mis en évidence l'importance de la communication préalable avec les passagers, l'amorce mettant l'accent sur la sécurité augmentant l'acceptabilité dans toutes les situations. Ces données nous ont permis de définir des plages de paramètres optimales en fonction de la situation. La première partie de la thèse se concentre sur l'analyse de la variation de l'acceptabilité in situ du comportement du véhicule autonome. Ces résultats servent ensuite à proposer des recommandations aux constructeurs, visant à améliorer l'acceptabilité, soit directement par le comportement, soit par la communication véhicule-passager. Les décisions des véhicules autonomes, régies par des algorithmes, ont un impact direct sur l'acceptabilité. Ces algorithmes peuvent être ajustés en fonction de divers paramètres pour influencer positivement l'acceptabilité. Nous proposons une méthodologie de transfert technologique, depuis la recherche académique jusqu'à l'industrialisation, via des modèles mathématiques fondés sur des données expérimentales. Ceux-ci permettraient de déterminer les valeurs optimales des paramètres pour maximiser l'acceptabilité. Enfin, l'étude de la transparence et de l'explication du comportement a montré que la combinaison de modalités de communication (visuelle et auditive) améliore l'explicabilité et l'acceptabilité. En multipliant les canaux sensoriels pour expliquer le comportement du véhicule, nous avons observé une augmentation significative de l'acceptabilité, en particulier dans les situations conflictuelles où le comportement du véhicule semble ambigu. Cela valide l'hypothèse selon laquelle l'explicabilité perçue, renforcée par des modalités sensorielles variées, joue un rôle clé dans l'acceptabilité in situ et que cette explicabilité améliore l'acceptabilité des passagers en situation de doute.
Valorisation des sédiments de dragage dans les constructions en terre
par Sarah NASSAR (I2M - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre D 351 Cours de la Libération, bâtiment A29
devant le jury composé de
- Nadia SAIYOURI - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Emmanuel ROZIERE - Professeur des universités - Ecole Centrale de Nantes - Rapporteur
- Rachid ZENTAR - Professeur des universités - Institut Mines Télécom Lille Douai - Rapporteur
- Cédric BAUDRIT - Chargé de recherche - Université de Bordeaux - Examinateur
- Alexandra BOURDOT - Maître de conférences - Ecole normale supérieure Paris-Saclay - Examinateur
- Anne PANTET - Professeur des universités - Université du Havre - Examinateur
Dans le contexte de la transition écologique, il y a une sensibilisation sur les pratiques éco-responsables et la France s'engage à répondre à l'enjeu climatique par des politiques environnementales. Au niveau du secteur de la construction, des mesures sont indispensables pour réduire l'impact environnemental. Les constructions en terre permettent de substituer aux matériaux conventionnels et offrent plusieurs avantages. En maçonnerie, les blocs de terre comprimée (BTC) sont à l'état cru et ne nécessitent pas une cuisson à de hautes températures comme les briques cuites ou une fabrication polluante comme les blocs de béton. Afin de favoriser l'économie circulaire, la valorisation des déchets est assez recommandée. Les sédiments de dragage sont stockés en grande quantité et leur trouver des voies de gestion est indispensable notamment à la veille de l'évolution des lois de dragage. Ainsi, des blocs de terre comprimée à base de sédiments de dragage du bassin d'Arcachon font l'objet de cette étude. Des sédiments sont d'abord prélevés de huit ports du bassin et sont caractérisés par différents essais géotechniques et de terrain. Ceux du port d'Audenge sont les plus adaptés à la fabrication des BTC et sont utilisés dans la suite de l'étude. Différentes formulations de BTC, fabriqués au laboratoire, ont permis d'étudier les effets de la pression de compactage, du type et quantité des fibres naturelles et de la quantité d'activateur. Ainsi, les BTC non stabilisés, fibrés et géopolymérisés sont caractérisés par plusieurs essais pour étudier leurs propriétés mécaniques, thermiques, microscopiques et de durabilité. Ils sont également caractérisés par des essais non destructifs qui s'avèrent pratiques et efficaces pour évaluer les BTC de manière qualitative sans les endommager. D'autre part, des modèles d'apprentissage automatique sont utilisés pour prédire la résistance à la compression des BTC. Ils sont entrainés par une base de données collectée de la littérature ayant comme paramètres d'entrée, la texture de la terre, l'eau, les stabilisants et la pression de compactage. Des classifieurs sont comparés entre eux et celui de vote a été le plus performant. Une explicabilité des prédictions est également recherchée par les valeurs de Shapley. Cette approche sert d'outil d'aide à la prise de décision pour des futurs BTC, notamment en raison de la variabilité des sols. Enfin, une analyse environnementale est menée à travers une analyse de cycle de vie, du berceau à la porte, et une simulation thermique. Elles ont permis de proposer des améliorations aux procédés de fabrication et de montrer l'intérêt de l'usage des BTC en construction pour réduire les besoins de chauffage.