ED Mathématiques et Informatique
Conception d'interfaces cerveau-ordinateur passives et hybrides pour l'estimation de l'expérience utilisateur dans des galleries virtuelles
par Marc WELTER (LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique)
Cette soutenance a lieu à 9h30 - Ada Lovelace Centre Inria de l'université de Bordeaux 200, avenue de la Vieille Tour 33405 Talence CEDEX
devant le jury composé de
- Fabien LOTTE - Directrice de recherche - Inria - Directeur de these
- Frédéric DEHAIS - Professeur des universités - ISAE SUPAERO - Rapporteur
- Maryam ALIMARDANI - Assistant professor - Vrije Universiteit Amsterdam - Rapporteur
- Nicolas ROUGIER - Directeur de recherche - Inria / Institut des Maladies Neurodégénératives Centre Broca Nouvelle-Aquitaine - Examinateur
- Tomasz RUTKOWSKI - Research Scientist - RIKEN AIP - Examinateur
Les humains du 21ème siècle sont exposés à un nombre inédit de stimuli esthétiques, particulièrement dans les espaces numériques tels que les réseaux sociaux. Dans ces espaces, la présentation de stimuli esthétiques, par exemple l'art visuel ou la musique, dépend de systèmes de recommandations qui requièrent un retour explicite de l'utilisateur. Cependant, un retour explicite demande du travail cognitif qui peut diminuer l'expérience esthétique (EE). Les interfaces cerveau-ordinateur (ICOs) passives permettent une surveillance implicite en temps réel des états mentaux, affectifs et conatifs de l'utilisateur. Ce travail fait partie du projet européen BITSCOPE qui a pour objectif d'améliorer l'expérience utilisateur (UX) en personnalisant la présentation d'oeuvres d'art dans les galeries virtuelles. En particulier, le but de cette thèse est de tenter de concevoir des ICOs hybrides passives pour évaluer l'UX dans les galeries virtuelles d'art. L'UX dans les espaces d'art relève de l'expérience de l'art, i.e. l'EE. Les EEs sont des expériences complexes composées de divers états mentaux, notamment les états attentifs, affectifs et hédoniques. Les EEs étant hédoniques, nous postulons que des marqueurs de bonnes EE indiquent également une bonne UX et qu'améliorer les EE améliore la UX. Par conséquent, des ICOs décodant l'EE pourraient personnaliser la présentation de l'art dans les espaces numériques sans interruption et donc d'améliorer l'UX. Pour atteindre ce but, nous avons d'abord identifié des corrélats neuro-physiologiques des EEs à partir de la littérature. Nous avons également créé une base ouverte avec plus de 200 stimuli d'art visuel très divers pour être utilisés dans des expériences en esthétique empirique. Ces stimuli ont ensuite été utilisés dans un protocole expérimental classique de pŕesentation et d'évaluation de stimuli. Les données ont ensuite été analysées pour trouver des corrélats neuro-physiologiques de l'EE. Sur la base de ces analyses, nous avons implémenté des pipelines de classification classiques et de plus récents pour estimer les EEs à partir des données neuro-physiologiques en essai unique. Nous avons d'abord exploré les données de l'Électroencephalographie (EEG) et de la physiologie, i.e. l'activité électrodermale (AED) et la Photoplethysmographie, indépendamment avant de tester une approche multi-modale où des caractéristiques des différents modalités sont fusionnées ensemble. Bien que tous les modèles de décodage ont été inférieurs au niveau de chance en moyenne, certains modèles ont fourni des résultats relativement bons pour certaines personnes. Les caractéristiques AED étaient particulièrement informatives pour une personne, avec une précision de ca 88%. En revanche, le meilleur résultat EEG était ca 71% de précision. Nous avons observé que les EEs et leurs corrélats sont très variables, ce qui rend difficile de trouver des modèles de décodage fiables. Il semble plausible que des méthodes de décodage plus complexes, telles que l'apprentissage ensembliste, puissent améliorer les performances. Cependant, nous avons discerné des défauts fondamentaux dans le paradigme expérimental classique utilisé par nous et dans la littérature. Notamment, ce type de protocole impose des contraintes artificielles aux participants ce qui résulte en des différences qualitatives d'attention comparées aux expériences d'art hors du laboratoire. Ces défauts limitent la généralisation des résultats obtenus vers des applications dans la vraie vie. En outre, ces protocoles sont difficiles à adapter aux ICOs en ligne. Au lieu de cela, nous proposons un nouveau protocole expérimental écologique et adapté pour le décodage en ligne. De plus, nous examinons certains défis liés à la recommandation d'art. En particulier, nous considérons le risque de biais de récommendation qui peut diminuer l'EE. Enfin, nous discutons également des applications de santé et de bien- être, ainsi que des problèmes éthiques liés à cette technologie.
ED Sciences de la Vie et de la Santé
Role du FASL soluble dans le physiopathologie des vascularites à ANCA
par Titia JEKEL (Immunologie Conceptuelle, Expérimentale et Translationnelle)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Visioconférence totale
devant le jury composé de
- Patrick BLANCO - Professeur des universités - praticien hospitalier - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Divi CORNEC - Professeure des universités - praticienne hospitalière - Université de Bretagne Occidentale - Examinateur
- Noémie JOURDE-CHICHE - Professeure des universités - praticienne hospitalière - Université Aix-Marseille - Rapporteur
- Yves DELNESTE - Directeur de recherche - Université Angers - Rapporteur
La liaison du récepteur de mort apoptotique Fas par le FasL conduit à l'élimination des cellules immunitaires hyperactives dans un processus appelé mort cellulaire induite par l'activation (MCIA). L'expression du FasL est essentielle à la préservation de l'homéostasie immunologique. Les métalloprotéases (MMP) sont capables de cliver le FasL et libérer le sFasL. Ce sFasL peut induire une voie de signalisation non apoptotique. La voie de signalisation intracellulaire dépendante du Ca2+ médiée par le sFasL a été décrite comme étant le complexe de signalisation induisant la motilité (MISC). Les conséquences physiopathologiques médiées par le sFasL ont été décrites dans le contexte du lupus érythémateux systémique (LES) et le blocage spécifique de cet voie atténue les symptômes de la maladie. Des travaux antérieurs de l'équipe ont révélé une augmentation de la concentration sérique de sFasL chez les patients atteints de vascularite associée aux anticorps anti-cytoplasme des polynucléaires neutrophiles (AAV). Les AAV représentent un groupe de maladies auto-immunes caractérisées par une inflammation nécrosante des petits vaisseaux sanguins, liée en partie à l'infiltration et à l'activation des ponynucléaires neutrophiles. Les lésions endothéliales qui en résultent entraînent des lésions organiques, affectant plus particulièrement les poumons et les reins. La présence d'anticorps cytoplasmiques anti-neutrophiles (ANCA) est au cœur de la physiopathologie de la maladie. L'environnement inflammatoire non régulé peut induire l'expression des antigènes MPO ou PR3 par les polynucléaires neutrophiles. La présence excessive de ces antigènes peut alors déclencher une perte de tolérance immunologique à leur égard. En conséquence, les lymphocytes B produisent des ANCA qui activent les neutrophiles. Dans ce travail, nous avons cherché à décrypter le rôle de sFasL dans l'AAV. Tout d'abord, il a été confirmé que sFasL induit une activation aberrante des neutrophiles. Ce signal a pu être bloqué par le DB550, un agent bloquant spécifique de la voie qui se lie au domaine calcique de PLCy1. La voie de signalisation induite par le sFasL dans les polynucléaires neutrophiles a ensuite été caractérisée en identifiant le rôle de l'otuline et le complexe d'assemblage de la chaîne d'ubiquitine linéaire (LUBAC) dans la promotion de la production de ROS. Le clivage de l'otuline par la caspase 10, empêche la régulation de LUBAC, ce qui conduit à une activité de LUBAC favorisant la production de ROS. Mon travail suggère un effet du burst oxydatif des polynucléaires neutrophiles médiés par la sFasL sur l'extravasation des neutrophiles en influençant l'expression de l'intégrine ICAM-1 et de la E-sélectine. La sFasL semble également influencer l'extravasation des neutrophiles, en induisant un gradient chimiotactique. Dans plusieurs maladies auto-immunes, dont les AAV, un déséquilibre entre les cellules Th17 et cellules T régulatrices (Treg) a été observé. Les Treg sont des médiateurs clés de la tolérance immunologique périphérique et sont identifiées sur la base de l'expression du facteur de transcription FoxP3. Plusieurs rapports font état d'une diminution du nombre et/ou de la fonctionnalité des Treg chez les patients atteints d'AAV. Il a donc été testé si le sFasL pouvait également être responsable de la dérégulation des Treg. Nous décrivons ici une diminution de la capacité immunosuppressive des Treg et de l'expression de FoxP3 lors de l'exposition au sFasL. L'analyse transcriptomique des Treg exposés au sFasL suggère une augmentation de la voie NFkB, y compris les chimiokines pro-inflammatoires et l'IL-1b. Enfin, le traitement des souris avec DB550 dans un modèle rénal et pulmonaire médié par les anti-MPO a significativement réduit l'activité de la maladie. En conclusion, ce rapport de thèse suggère que le sFASL pourrait constituer une piste thérapeutique novatrice dans les AAV.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Conception de systèmes IoT autonomes : apport des technologies RF.
par Yéro DIA (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre Jean-Paul DOM 351 Cours de la Libération, 33405 Talence, France
devant le jury composé de
- Valérie VIGNERAS LEFEBVRE - Professeure - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Daniela DRAGOMIRESCU - Professeure - Université de Toulouse - Rapporteur
- Serge VERDEYME - Professeur - Université de Limoges - Rapporteur
- Jean-Marie PAILLOT - Professeur - IUT d'Angoulême - Examinateur
- Simon HEMOUR - Maître de conférences - Université de Bordeaux - Examinateur
Dans un contexte où la miniaturisation des systèmes embarqués et le développement massif de l'Internet des Objets (IoT) imposent des contraintes énergétiques croissantes, cette thèse s'inscrit dans l'étude et le développement de systèmes de récupération d'énergie RF pour l'alimentation autonome de nœuds de capteurs. Actuellement, ceux-ci sont encore majoritairement alimentés par des piles boutons, sources de coûts logistiques et d'impacts écologiques. La récupération d'énergie ambiante apparaît comme une solution prometteuse, notamment la télé-alimentation par ondes radiofréquences, du fait de leur omniprésence en environnement urbain. Une première étude des sources disponibles permet de justifier le choix de l'énergie électromagnétique en champ lointain (1 μW/cm² dans les bandes GSM 900/1800 MHz). Un état de l'art est ensuite mené afin de présenter les solutions existantes autour des rectennas. Celles-ci peuvent agir en amont (amélioration des circuits et antennes) ou en aval (optimisation de la communication) du système. Le chapitre 2 aborde la conception et l'évaluation de circuits redresseurs à base de diodes Schottky. Les diodes SMS7630 et HSMS2850 sont sélectionnées et comparées au sein de redresseurs 4 étages : les SMS7630 montrent un rendement de 37 %, et les HSMS2850 une meilleure sensibilité (-15,9 dBm). Une contribution originale repose sur l'introduction d'un réseau de compression de résistances (RCR), permettant de linéariser le comportement non linéaire du redresseur face aux variations de puissance. Dans le chapitre 3, deux antennes bibandes en PDMS sont conçues pour maximiser la récupération d'énergie dans les bandes GSM. La première, omnidirectionnelle, alimente une horloge à 17 cm d'un smartphone. La seconde intègre un conducteur magnétique artificiel (AMC), et montre une meilleure efficacité (jusqu'à 5 dBi), tout en maintenant sa performance au contact du corps. Ces travaux démontrent la faisabilité d'antennes semi-flexibles à fort potentiel d'intégration pour des surfaces courbes et portées. Le dernier chapitre propose une démonstration originale de recharge d'une étiquette RFID très basse consommation (composé d'un oscillateur à diode tunnel et d'un redresseur 4 étages). Le système atteint une puissance d'activation de -28,1 dBm, pour une portée de 90 m, dépassant les performances des tags industriels. Ainsi, cette thèse apporte plusieurs contributions originales : la mise en œuvre de redresseurs résilients via la technique des RCR, le développement d'antennes flexibles biocompatibles adaptées aux applications corporelles, et une preuve de concept fonctionnelle d'un système RFID ultra basse consommation. Ces avancées ouvrent la voie à des capteurs autonomes sans pile, mieux intégrés à leur environnement et répondant aux enjeux énergétiques de l'IoT.
Développement d'une méthodologie pour l'analyse des limites de fonctionnement des HEMTs GaN RF sous contraintes électriques statiques et dynamiques
par Thomas PALLARO (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Amphithéâtre Jean Paul Dom Laboratoire IMS 351 cours de la libération 33405 Talence
devant le jury composé de
- Nathalie MALBERT SAYSSET - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Tristan DUBOIS - Maître de conférences - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Jean-Christophe NALLATAMBY - Professeur des universités - Université de Limoges - Examinateur
- Benoit LAMBERT - Ingénieur de recherche - UMS - United Monotithic Semiconductors - Examinateur
- Nathalie LABAT - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
- Bertrand BOUDARD - Professeur des universités - Université Caen Normandie - Rapporteur
- Olivier LATRY - Professeur des universités - Université Rouen Normandie - Rapporteur
Les travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre général de l'évaluation des performances et de la fiabilité des transistors HEMTs GaN en fonctionnement RF et circuits intégrés associés. L'objectif des travaux de thèse est de définir une méthodologie permettant d'établir une aire de sécurité de fonctionnement dynamique des composants pour en identifier les limites en conditions opérationnelles. En d'autres termes, nous souhaitons répondre aux questions suivantes : Quel serait le cycle de charge maximal pour assurer un fonctionnement optimal et fiable de l'amplificateur ? Les excursions maximales atteintes en fonctionnement RF adressent-elles les mêmes mécanismes de dégradation qu'en fonctionnement DC ? Un autre objectif de ces travaux est d'établir le lien entre les formes d'ondes des signaux (tensions et courants) aux bornes du transistor lors d'un fonctionnement RF en régime de compression de gain, et l'amplitude des dégradations RF en se basant sur l'état des connaissances sur les modes et les mécanismes physiques de dégradation. Les travaux de thèse à réaliser pour obtenir l'aire de sécurité de fonctionnement dynamique comprendront trois étapes. La première consistera à évaluer par simulation à l'aide du modèle grand signal non-linéaire du transistor les formes d'ondes dans différentes classes de fonctionnement. La seconde étape consistera à développer, dans l'environnement de la plateforme NANOCOM du laboratoire IMS, un banc de caractérisation des formes d'onde en fonctionnement RF afin de confronter les mesures et la simulation des formes d'ondes. En effet, un banc de vieillissement RF classique ne permet pas de relever les formes d'onde temporelles des tensions en entrée et en sortie mais uniquement l'évolution de la puissance de sortie en fonction de la puissance d'entrée pour différentes impédances présentées. Les essais sont, la plupart du temps, seulement réalisés autour d'un point de fonctionnement représentatif de l'application. La troisième étape des travaux sera dédiée aux essais de vieillissement accéléré. Le protocole de test comprendra la réalisation de tests de vieillissement RF sous contraintes échelonnées en augmentant progressivement la compression du gain. Les mesures de reprises comprendront, d'une part, une caractérisation I-V en mode statique et en mode pulsé du transistor, d'autre part, une mesure de la puissance de sortie et une acquisition des formes d'ondes temporelles. Les évolutions des paramètres statiques pourront alors être corrélées avec celle de la puissance de sortie pour localiser l'origine des dégradations physiques et évaluer les limites de l'aire de sécurité de fonctionnement dynamique. Les déformations des formes temporelles seront également confrontées aux simulations afin d'identifier les évolutions des paramètres du modèle non-linéaire du transistor. Il en résultera la possibilité de déterminer l'impact des dégradations des paramètres électriques du transistor sur les performances des circuits. A terme, ces résultats devraient contribuer à l'amélioration de la prédiction de la durée de vie des circuits RF.