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Isopropanol represents a widely-used commercial alcohol which is currently produced from petroleum. In nature, isopropanol is excreted by some strains of Clostridium beijerinckii, simultaneously with butanol and ethanol during the isopropanol butanol ethanol (IBE) fermentation. In order to increase isopropanol production, the gene encoding the secondary-alcohol dehydrogenase enzyme from C. beijerinckii NRRL B593 (adh) which catalyzes the reduction of acetone to isopropanol, was cloned into the acetone, butanol and ethanol (ABE)-producing strain C. acetobutylicum ATCC 824. The transformants showed high capacity for conversion of acetone into isopropanol (> 95%). To increase isopropanol production levels in ATCC 824, polycistronic transcription units containing, in addition to the adh gene, homologous genes of the acetoacetate decarboxylase (adc), and/or the acetoacetyl-CoA:acetate/butyrate:CoA transferase subunits A and B (ctfA and ctfB) were constructed and introduced into the wild-type strain. Combined overexpression of the ctfA and ctfB genes resulted in enhanced solvent production. In non-pH-controlled batch cultures, the total solvents excreted by the transformant overexpressing the adh, ctfA, ctfB and adc genes were 24.4 g/L IBE (including 8.8 g/L isopropanol), while the control strain harbouring an empty plasmid produced only 20.2 g/L ABE (including 7.6 g/L acetone). The overexpression of the adc gene had limited effect on IBE production. Interestingly, all transformants with the adh gene converted acetoin (a minor fermentation product) into 2,3-butanediol, highlighting the wide metabolic versatility of solvent-producing Clostridia.
Prédire à l'avance quels composés seront toxiques chez l'homme ou non représente un réel challenge dans le monde pharmaceutique. En effet, les mécanismes à l'origine de la toxicité ne sont pas toujours bien connus, et à cela s'ajoute le fait qu'un composé peut devenir néfaste seulement après qu'il ait été métabolisé. Nous proposons ici une approche originale utilisant les graphes condensés de réactions afin de modéliser les réactions métaboliques et prédire le devenir des xénobiotiques dans l'organisme humain. Différentes formes de toxicité sont aussi prédites : la mutagénicité et l'hépatotoxicité. Pour cette seconde toxicité, l'approche utilisée est la première à notre connaissance à prédire avec succès les molécules toxiques décrites par des données autres que résultant d'observations in vivo.
Notre équipe a récemment développé une méthode polyvalente permettant de préparer des dérivés complexes de C60 hexa-adduits fonctionnalisés. Cette méthodologie permet d'obtenir des produits aux caractéristiques originales. Le C60 central agit comme un support central peu réactif, autour duquel des fonctionnalités sont réparties dans un espace octaédrique parfaitement défini. La première partie de ce travail de thèse a consisté à exploiter cette méthodologie pour créer des C60 hexa-adduits polycationiques aux propriétés de transfection remarquables. Dans un second temps, les dendrons polyamines synthétisés ont été mis à profit pour créer des structures supramoléculaires de C60 hexa-adduits, sous forme micellaire. Par la suite, l'étude de ces assemblages a orienté nos investigations vers l'élaboration de dérivés de C60 hexa-adduits mannosylés multivalents résultant d'un assemblage supramoléculaire, dont leurs possibles applications biologiques sont actuellement à l'étude. En parallèle une synthèse covalente a permis d'obtenir un "équivalent dendritique" de C60 hexa-adduit multimannosylé. Partant du constat que notre méthodologie est efficace principalement pour des dérivés de C60 hexa-adduits qui ont une régio-sélectivité particulière, la dernière partie a été consacrée au développement de nouvelles voies de synthèses qui pourront permettre de créer des dérivés de C60 avec un contrôle régio-sélectif original.
In this paper we build a method to optimize Multi-Year Prospective Budgets. First we present a systemic model of Local Community Finances. Then, from two acceptable Multi-Year Prospective Budgets the method implements a Genetic Algorithm to generate a collection of admissible Multi-Year Prospective Budgets among which Decision-Makers can choose. The method is tested on simplified cases and on in operational situation and gives satisfactory results.
Cette these propose un cadre mathematique pour la modelisation du risque endogene dans les marches financiers. Le risque endogene designe le risque genere, et amplifie, au sein du systeme financier lui-meme, par les differents acteurs economiques et leurs interactions, par opposition au risque exogene, genere par des chocs exterieurs au systeme financier. Notre etude est motivee par l'observation des differentes crises financieres passees, qui montre le role central du risque endogene dans les marches financiers. Ainsi, les periodes de crises sont souvent associees a des phenomenes de liquidation/ventes 'eclair ('fire sales'), qui g'en'erent, de mani'ere endog'ene, une importante volatilit'e pour les actifs financiers et des pics inattendus de corr'elations entre les rendements de ces actifs, entraˆınant de fortes pertes pour les investisseurs. Alors que la structure de d'ependance entre les rendements d'actifs financiers est traditionnellement mod'elis'ee de mani'ere exog'ene, les faits d'ecrits pr'ec'edemment sugg'erent qu'une telle mod'elisation exog'ene ne peut rendre compte du risque endog'ene observ'e dans les march'es financiers. L'id'ee principale de cette th'ese est de distinguer entre deux origines pour la corr'elation entre actifs. La premi'ere est exog'ene et refl'ete une corr'elation fondamentale. La seconde est endog'ene et trouve son origine dans l'offre et la demande syst'ematiques g'en'er'ees par les grandes institutions financi'eres. Nous mod'elisons la dynamique en temps discret des prix d'actifs financiers d'un march'e multi-actifs par une chaˆıne de Markov dans lequel le rendement de chaque actif, 'a chaque p'eriode k, se d'ecompose en un terme al'eatoire - qui repr'esente les fondamentaux de l'actif et est independant du passe - et un terme d'offre/demande syst'ematique, genere de maniere endogene. Dans chaque chapitre, nous caracterisons mathematiquement cette offre endog'ene et son impact sur les prix d'actifs financiers. Nous exhibons des conditions sous lesquelles la chaıne de Markov converge faiblement, lorsque le pas de temps du modele discret tend vers zero, vers la solution d'une equation differentielle stochastique dont nous donnons le drift et la volatilite multi-dimensionnels. L''etude du processus de covariation quadratique de la limite diffusive nous permet de quantifier l'impact de l'offre et demande endogenes systematiques sur la structure de dependance entre actifs. Enfin, nous developpons des outils statistiques et econometriques visant a resoudre le probleme inverse d'identification et d'estimation des parametres de notre modele a partir de donnees de prix d'actifs financiers. Le Chapitre 1 'etudie le risque endogene genere par un fonds sujet a des ventes forcees en raison d'investisseurs qui sortent de leurs positions lorsque le fonds sous-performe et que sa valeur passe en-dessous d'un seuil. Nous modelisons l'offre et la demande provenant de telles ventes forcees en introduisant une 'fonction de liquidation' f qui mesure la vitesse 'a laquelle les investisseurs sortent de leurs positions dans le fonds. Nous supposons que l'offre en exces due au fonds sur chaque actif impacte le rendement de l'actif de maniere lineaire et nous explicitons les conditions pour que la dynamique de prix en temps discret soit une chaˆıne de Markov dans (R∗ )n, ou' n est le nombre d'actifs dans le marche. Nous exhibons des conditions sous lesquelles le modele discret converge faiblement vers une diffusion en temps continu et calculons les drifts et volatilites multi- 7 dimensionnels de la dynamique de prix en temps continu. L'etude de la covariation quadratique de la limite diffusive permet d'expliciter l'impact des ventes forcees dans le fonds sur la structure de d'ependance entre les actifs financiers. En particulier, nous montrons que la matrice de covariance realisee s''ecrit comme la somme d'une matrice de covariance fondamentale et une matrice de covariance en exces, qui depend des positions du fonds, de la liquidite des actifs et de la trajectoire passee des prix et qui est nulle lorsqu'il n'y a pas de ventes forcees. Nous prouvons alors que cet impact endogene augmente la volatilite du fonds en question, exactement dans les scenarios ou' le fonds subit des pertes. Nous calculons 'egalement son impact sur la volatilit'e d'autres fonds investissant dans les memes actifs et prouvons l'existence d'une relation d'orthogonalite entre les positions du fonds de reference et d'un autre fonds telle que, si cette relation d'orthogonalite est verifiee, des ventes forcees dans le fonds de reference n'affectent pas la volatilit'e de l'autre fonds. Le Chapitre 2 etend les resultats du Chapitre 1 au cas de plusieurs fonds et d'un impact quelconque (pas necessairement lineaire) de l'offre aggregee en exces provenant de ventes forcees dans ces fonds, sur les rendements de prix d'actifs. Nous exhibons des conditions sous lesquelles le mod'ele discret converge faiblement vers une diffusion en temps continu. La fonction de volatilite de la limite diffusive ne depend de la fonction de d'impact qu''a travers sa derivee premiere en zero, montrant qu'un modele de d'impact lineaire capture completement l'impact des effets de retroaction dus aux ventes forcees dans les differents fonds sur la structure de dependance entre actifs. Nous calculons la matrice de covariance realisee, en fonction des positions liquid'ees, en particulier dans un cas simple ou' les liquidations ont lieu 'a vitesse constante, dans un intervalle de temps fix'e et nous donnons des conditions assurant que cette relation peut etre inversee et les volumes de liquidations identifi'es. Nous construisons alors un estimateur du volume de liquidation dans chaque actif, dont nous prouvons la consistance, et pour lequel nous d'erivons un th'eor'eme central limite, qui nous permet de construire un test statistique testant si, pendant une periode donnee, des liquidations ont eu lieu. Nous illustrons notre procedure d'estimation avec deux exemples empiriques: le 'quant event' d'aouˆt 2007 et les liquidations suivant la faillite de Lehman Brothers en Automne 2008. Le Chapitre 3 etudie l'impact d'un investisseur institutionnel investissant une portion constante de sa richesse dans chaque actif (strategie fixed-mix). Pour un vecteur d'allocations donne, nous prouvons l'existence d'une unique strategie fixed-mix autofinancante. A chaque p'eriode, le prix des n actifs et la valeur du fonds fixed-mix sont obtenus comme la solution d'un probl'eme de point fixe. Nous montrons que, sous certaines conditions que nous explicitons, le modele discret converge vers une limite diffusive, pour laquelle nous calculons la covariance et la correlation realisee 'a l'ordre un en liquidit'e. Nos r'esultats montrent que la presence d'investisseurs institutionnels peut modifier les correlations de facon significative. Nous calculons les vecteurs propres et valeurs propres de la matrice de correlation realisee (a' l'ordre un en liquidite). L''etude des drifts de la limite continue nous permet de calculer les rendements esperes des actifs et montre qu'en raison de la presence de l'investisseur institutionnel, les rendements esp'er'es des actifs avec grand (resp. faible) drift fondamental, compares au rendement fondamental du fonds, diminuent (resp. augmentent). Nous calculons, dans un exemple simple, la strategie efficiente pour un critere moyenne-variance et montrons qu'elle est differente de la strategie optimale fondamentale (sans le fonds). L''etude de la frontiere optimale dans cet exemple montre qu'un investisseur prenant en compte l'impact de l'investisseur institutionnel peut ameliorer son rendement pour un niveau de risque donne.
We formalize the randomization procedure undertaken to discriminate players in real option games with Stackelberg leadership advantage. This is done by introducing a random arbitrator with specific parameterizations, and allows to propose a unified treatment of both Cournot and Stackelberg competition in real option games. We extend the study to a partial arbitrator, which leads to competitive advantages in various asymmetrical situations. We fully characterize strategic interactions. We then apply the procedure to risk-neutral and risk-averse firms in a stochastic preemptive real option game in complete market under regulation. The risk-averse case gives us the opportunity to study a new phenomenon we call aversion for confrontation, and its impact on the asymmetrical game.
In this paper we are presenting a new formulation for determining the fundamental frequency. The evaluation of the pitch is a very difficult problem mainly because of the great variability and irregularity of the speech signals. The algorithm we are presenting is original so far as it relies on the implicit calculation of the autocorrelation of the temporal excitation signal. We have tested our algorithm on the Bagshaw database, created at the Centre for Speech Technology Research at Edinburgh, which is primarily dedicated to the evaluation of algorithms estimating the fundamental frequency of speech. The results of our experiments show that our approach is very reliable.
In this paper I propose new feature vectors for automatic speech recognition. They are based on Mel-cepstrum vectors augmented by derivatives. In the literature, many systems using just two derivatives ---delta and delta delta--- are described. But none explores the use of higher order derivatives. This paper presents alphabet recognition results on the Isolet database, using feature vectors containing up to the fifth-order derivatives. For this paper I did not use the HTK toolkit proposed by Cambridge University. I developed my own HMM system. I show that with vectors incorporating all the derivatives up to the fifth one, 97.54% mean recognition accuracy was achieved, result which is comparable to the best published one on this database (97.6%), if the recognition accuracy confidence interval concerning this task (approximately 0.3\%) is taken into account. It is important to note that this result was obtained without segmenting the speech files by an endpoint detection algorithm. This is an unfavourable experimental condition compared to previous published research works. As a consequence, my system is one of the most powerful systems ever implemented for alphabet recognition.
Time-Scale modifications of speech signals, based on frequency-domain techniques are hampered by an important artifact called phasiness. This artifact corresponds to the destruction of the shape of the original signal, i.e. the de-synchronisation between the phases of frequency components. This paper describes an algorithm that preserves the shape invariance of speech signals in the context of the phase vocoder. At ICASSP'2001 we presented a first version of this work where phases were corrected at the onsets of the voiced portions of the speech signals. In this study, we extended the previous work by allowing the algorithm to synchronize and correct the phases at regular intervals of the voiced segments of speech signals. Due to our algorithm, modified signals, even for large expansion factors, are of high quality and almost exempt of phasiness. A demonstration is proposed at the web page: http://www.loria.fr/\~jdm/PhaseVocoder/index.html where several audio files can be down-loaded.
Consider a real-valued branching random walk in the boundary case and denote by $\M_n$ its minimum at generation $n$. As $n \to \infty$, $\M_n- {3 \over 2} \log n$ is tight (see [1, 8, 2]). We establish here a law of iterated logarithm for the upper limits of $\M_n- {3\over 2} \log n$ and study the moderate deviation problem which is closely related to the small deviations of Mandelbrot's cascades.
Prédire à l'avance quels composés seront toxiques chez l'homme ou non représente un réel challenge dans le monde pharmaceutique. En effet, les mécanismes à l'origine de la toxicité ne sont pas toujours bien connus, et à cela s'ajoute le fait qu'un composé peut devenir néfaste seulement après qu'il ait été métabolisé. Nous proposons ici une approche originale utilisant les graphes condensés de réactions afin de modéliser les réactions métaboliques et prédire le devenir des xénobiotiques dans l'organisme humain. Différentes formes de toxicité sont aussi prédites : la mutagénicité et l'hépatotoxicité. Pour cette seconde toxicité, l'approche utilisée est la première à notre connaissance à prédire avec succès les molécules toxiques décrites par des données autres que résultant d'observations in vivo.
The paper proposes an observability analysis and estimation schemes for specific growth rates for a wastewater treatment process. A 2-stage model of 6 dynamic states is assumed, describing the acidogenesis and methanogenesis of two different populations of microorganisms (acidogenic and methanogenic), and the evaluation of the total carbon dioxide production including the soluble part. The main result is that the specific growth rates of the two populations of bacteria can be stability estimated only from easily measured quantities -- the dilution rate and the flow rates of methane and carbon dioxide in the biogas.
The constituents of soft matter systems such as colloidal suspensions, emulsions, polymers, and biological tissues undergo microscopic random motion, due to thermal energy. They may also experience drift motion correlated over mesoscopic or macroscopic length scales, \textit{e.g.} in response to an internal or applied stress or during flow. We present a new method for measuring simultaneously both the microscopic motion and the mesoscopic or macroscopic drift. The method is based on the analysis of spatio-temporal cross-correlation functions of speckle patterns taken in an imaging configuration. The method is tested on a translating Brownian suspension and a sheared colloidal glass.
Originally formulated in the context of topology optimization, the concept of topological derivative has also proved effective as a qualitative inversion tool for a wave-based identification of finite-sized objects. This approach remains, however, largely based on a heuristic interpretation of the topological derivative, whereas most other qualitative approaches to inverse scattering are backed by a mathematical justification. As an effort toward bridging this gap, this study focuses on a topological derivative approach applied to the L2-norm of the misfit between far-field measurements. Either an inhomogeneous medium or a finite number of point-like scatterers are considered, using either the Born approximation or a full-scattering model. Topological derivative-based imaging functionals are analyzed using a suitable factorization of the far-field operator, for each of the considered cases, in order to characterize their behavior and assess their ability to reconstruct the unknown scatterer(s). Results include the justification of the usual sign heuristic underpinning the method for (i) the Born approximation and (ii) full-scattering models limited to moderately strong scatterers. Semi-analytical and numerical examples are presented. Within the chosen framework, the topological derivative approach is finally discussed and compared to other well-known qualitative methods.
L'objectif de cette thèse est l'accélération des solveurs de Gradient Conjugué avec déflation utilisés pour la résolution de l'équation de Poisson pour la pression, dans le cas de la simulation d'écoulements à faible nombre de Mach sur des maillages non structurés. Une méthode de redémarrage basée sur une estimation de l'effet des erreurs numériques a été mise en œuvre et validée. Par la suite, une méthode à trois niveaux de maillage a été créée, et deux techniques ont dû être développées pour réduire le nombre d'itérations sur les niveaux grossiers : l'une permet la création de solutions initiales grâce à une méthode de projection adaptée, l'autre consiste en une adaptation du critère de convergence sur les niveaux grossiers. Les résultats numériques sur des simulations massivement parallèles montrent entre autres une réduction considérable du temps de calcul global. D'autres pistes de recherche sont introduites, notamment concernant l'équilibrage dynamiques de charge de calcul.
L'imagerie radar ERS permet de discriminer les objets géologiques essentiels dans la région de Tortiya, au nord de la Côte d'Ivoire. A l'est du fleuve Bou, sont mises en évidence pour la première fois des structures circulaires emboîtées (Ki) qui pourraient correspondre à des pipes kimberlitiques. Au sein du vaste domaine granitique de Tortiya précédemment indifférencié, l'analyse fine de la texture a permis de discriminer des unités granitiques (Ga, Gb et Gk). De nouvelles failles sont cartographiées dont les plus importantes (plus de 100 km) sont les couloirs ductiles de Nafoun (fNa) et de Bissidougou de direction subméridienne; de Tortiya, de Boron et de Korhogo de direction NE-SO, et enfin, des failles de Kadiola (fFi) et de Ouangolodougou (fOu) de direction NNE-SSO.
Le golfe du Tonkin, située dans la mer de l'Est/la mer de Chine du Sud, est une zone de fort intérêt écologique, touristique et économique. Améliorer notre connaissance de ses processus hydro-sédimentaires (transport de particules en suspension) est d'une grande importance. L'objectif scientifique de cette étude est de revoir les processus physiques dominants qui caractérisent la dynamique des marées dans le golfe du Tonkin en utilisant un modèle à haute résolution et la combinaison de toutes les données disponibles. Une attention particulière est donc accordée à un examen croisé du modèle, des marégraphes et de l'altimétrie en zone côtière, ainsi qu'à l'étalonnage du modèle dérivé d'un ensemble d'expériences de sensibilité aux paramètres. Le bilan d'énergie des marées du golfe (flux d'énergie et de dissipation) est ensuite analysé et ses propriétés de résonance sont évaluées et comparées avec des modèles idéalisés et les observations. Ensuite, la marée résiduelle eulérienne et lagrangienne est évaluée. Enfin, on montre que le mélange de marée ne suffit pas à expliquer les structures frontales observées et associées à des concentrations élevées de chlorophylle.
Les astéroïdes sont les vestiges de notre système solaire primitif. Inconnus il y a encore 210 ans, leur découverte a changé notre vision du monde. Je me suis proposée dans cette thèse d'étudier les aspects tant dynamiques qu'observationnels relatifs à ces objets. Je prends le temps d'aborder le contexte historique de leur découverte ainsi que les conséquences qui y font suite. Ceci m'amène à définir le plan de référence le mieux adapté à leur étude. Laplace, il y a deux siècles de cela, s'était également intéressé à ce plan pour l'étude des planètes. Mon travail porte sur la caractérisation de ce plan, dit "invariable", mais aussi sur l'évaluation de l'effet des "plus gros petits corps" du système solaire et à la contribution de chaque planète sur son orientation. Dans la partie dynamique, je me cantonne à l'étude des astéroïdes de la ceinture principale. Je me penche sur les différentes distributions de ces populations, aujourd'hui considérées comme laboratoires grandeur nature permettant de tester théories et modèles dynamiques. Je m'intéresse à la distribution de ces populations en terme de plans orbitaux. Je m'intéresse à un autre type de distribution que sont les familles d'astéroïdes, i.e astéroïdes provenant d'un même corps parent. En particulier, j'étudie la dynamique à long terme des membres de la famille de l'astéroïde (4) Vesta. J'inclue à cet égard les effets relativistes ainsi que l'effet Yarkowsky, par essence non gravitationnel. Enfin dans la partie observationnelle, je m'intéresse à deux méthodes de détections des astéroïdes, l'une à l'oeil nu, l'autre automatisée. Enfin, je les applique aux données, du télescope SUBARU de 8,2m, dans le cadre du programme SMBAS-III (Sub-km Main Belt Asteroid Survey). En conclusion, je montre comment cette thèse m'a permis d'aborder sous différents aspects la population des astéroïdes.
In this paper, we propose an adaptive observer-based synchronization approach for a class of chaotic Lur'e systems with slope restricted nonlinearities and delayed outputs. The delay is assumed bounded and time varying and the information to be transmitted is assumed piece-wise constant. Based on the Lyapunov-Krasovskii approach, we show that for sufficiently small values of the time-delay upper bound, both synchronization and information reconstruction objectives are ensured under a condition of persistent excitation and after solving a convex optimization problem. The result is illustrated via a numerical example of a chaotic communication system subject to a transmission delay.
We propose a robust adaptive chaotic synchronization method based on unknown-input observers for master-slave syn- chronization of chaotic systems, with application to secured com- munication. The slave system is modelled by an unknown input observer in which, the unknown input is the transmitted informa- tion. As in the general observer-based synchronization paradigm, the information is recovered if the master and slave systems ro- bustly synchronize. In the context of unknown-input observers, this is tantamount to estimating the master's states and the unknown inputs. The set-up also considers the presence of perturbations in the chaotic transmitter dynamics and in the output equations (the transmitted signal). That is, the estimator (slave system) must syn- chronize albeit noisy measurements and reject the effect of pertur- bations on the transmitter dynamics. We provide necessary and sufficient conditions for synchronization to take place. To highlight our contribution, we also present some simulation results with the purpose of comparing the proposed method to classical adaptive observer-based synchronization (without disturbance rejection). It is shown that additive noise is perfectly canceled and the encoded message is well recovered despite the perturbations.
One of the most challenging and basic problems in elastic rod dynamics is a description of rods in contact that prevents any unphysical self-intersections. Most previous works addressed this issue through the introduction of short-range potentials. We study the dynamics of elastic rods with perfect rolling contact which is physically relevant for rods with a rough surface. Such dynamics cannot be described by the introduction of any kind of potential. We show that, surprisingly, the presence of rolling contact in rod dynamics leads to highly complex behavior even for the evolution of small disturbances.
There is a new Bayesian, or probabilistic, paradigm in the psychology of reasoning, with new psychological accounts of the indicative conditional of natural language. In psychological experiments in this new paradigm, people judge that the probability of the indicative conditional, P(if A then C), is the conditional probability of C given A, P(C | A). In other experiments, participants respond with what has been called the 'de- fective' truth table: they judge that if A then C is true when A holds and C holds, is false when A holds and C does not, and is neither true nor false when A does not hold. We argue that these responses are not 'defective' in any negative sense, as many psychologists have implied. We point out that a number of normative researchers, including de Finetti, have proposed such a table for various coherent interpretations of the third value. We review the relevant general tables in the normative literature, in which there is a third value for A and C and the logically compound forms of the natural language conditional, negation, conjunction, disjunction, and the material conditional. We describe the results of an experiment on which of these tables best describes ordinary people's judgements when the third value is interpreted as indicating uncertainty.
This paper consists of a detailed analysis of how the participants to a debate build their emotional position during the interaction and how such a position is related to the conclusion they defend. Our case study of teenage Mexican students arguing on access to drinking water in the future shows extensive discursive work on the emotional tonality given to the issue and to each alternative of response. Methodological tools proposed by Plantin (2011) are used to follow two alternative emotional framings made by opposing groups of students, starting from a common, highly negative, thymical tonality. Through the analysis of four parameters (distance to the problem; causality/agentivity; possibility of control and conformity to the shared norms) we describe how the emotional dimension of the schématisation (Grize, 1996) is argumentatively relevant as an orientation/orientating process. A special focus is made in the last section on the relationship between norms and emotions.
While recent research on Brain-Computer Interfaces (BCI) has highlighted their potential for many applications, they remain barely used in practice, outside laboratories. The main reason is their lack of reliability and robustness. Indeed, with current BCI, mental state recognition is usually slow and too often incorrect. These poor performances are due in part to the EEG signal processing algorithms used since they are not yet able to deal appropriately with their noisy, complex and non-stationary nature. However, there is another component of the BCI loop that may also be deficient: the user him/herself who may not be able to produce reliable EEG patterns. Indeed, it is widely acknowledged that "BCI use is a skill" [1], which means the user must be properly trained to be able to successfully use the BCI. If the BCI user is indeed unable to correctly perform the desired mental commands, whatever the signal processing algorithms used, there would be no way to properly identify them. Despite this, the BCI community has focused the majority of its research effort on signal processing and machine learning, mostly neglecting the human in the loop. In this work, we argue that the user is one of the most critical components of the BCI loop that may explain the limited reliability of current BCI. It does not mean that BCI users are per se poor performers or incompetent. It means that the way current BCI training protocols are designed is inappropriate, making BCI users unable to properly learn and use the BCI skill.
L'imagerie radar ERS permet de discriminer les objets géologiques essentiels dans la région de Tortiya, au nord de la Côte d'Ivoire. A l'est du fleuve Bou, sont mises en évidence pour la première fois des structures circulaires emboîtées (Ki) qui pourraient correspondre à des pipes kimberlitiques. Au sein du vaste domaine granitique de Tortiya précédemment indifférencié, l'analyse fine de la texture a permis de discriminer des unités granitiques (Ga, Gb et Gk). De nouvelles failles sont cartographiées dont les plus importantes (plus de 100 km) sont les couloirs ductiles de Nafoun (fNa) et de Bissidougou de direction subméridienne; de Tortiya, de Boron et de Korhogo de direction NE-SO, et enfin, des failles de Kadiola (fFi) et de Ouangolodougou (fOu) de direction NNE-SSO.
Aujourd'hui, personne ne remet plus en cause l'intégration d'une approche participative dans le processus de gestion des déchets moyennement et hautement radioactifs belges (de catégorie B&C). Cette dimension apparaît indispensable compte tenu, d'une part, du consensus international et européen en la matière, et d'autre part, des écueils qu'a déjà connu le programme belge de gestion des déchets faiblement radioactifs. Ce constat d'une nécessaire intégration de la dimension sociétale dans la problématique a nécessité la mobilisation d'un nouveau champ d'expertise dans le champ des déchets radioactifs : celui des sciences sociales. Mais comment le chercheur en sciences sociales a-t-il été mobilisé ? Cet article propose de retracer l'évolution de l'engagement du chercheur en sciences sociales depuis le lancement des activités participatives mises en place lors de l'élaboration du programme de gestion jusqu'à aujourd'hui. D'une situation initiale qui attribuait un rôle prédéfini au chercheur, celui d'évaluateur externe réagissant à la demande du commanditaire public, on est passé à une relation plus étroite, mais aussi plus ambivalente, de co-construction de connaissance entre le chercheur et l'ONDRAF, devenu à la fois sujet et objet d'étude. Pour analyser ce changement de configuration, l'auteure adopte une démarche principalement inductive et pragmatique en partant de ses expériences empiriques menées au sein de l'organisme de gestion des déchets radioactifs. L'auteure s'inscrit dans le cadre d'analyse proposé par Laurent and Van Oudheusden (2013 à paraitre) pour rendre compte du rôle du chercheur dans le cadre des nanotechnologies. L'évolution de la situation de chercheure en sciences sociales décrite ici sera ainsi déclinée sur les trois dimensions mises en évidence par les auteurs: la relation du chercheur en sciences sociales aux acteurs qu'il étudie ; la pertinence politique de son travail ; enfin, les problèmes auxquels le chercheur doit faire face.
Le Mécanisme pour un développement propre (MDP) est le seul outil du Protocole de Kyoto qui associe les pays développés aux pays en développement afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Les relations Nord-Sud qu'il crée sont illustrées dans cet article par les exemples du Royaume-Uni, des Pays-Bas, de la France et de la Belgique, qui prennent part à plus de la moitié des projets MDP. Ces exemples confirment la position dominante des pays émergents (Chine, Inde, Brésil) qui, grâce à divers facteurs (économique, géographique, institutionnel), sont les principaux bénéficiaires de ce mécanisme.
Face aux changements globaux et aux défis du développement soutenable, l'approvisionnement alimentaire urbain doit à la fois être analysé à travers les processus qui le sous-tendent et quantifié en termes de mobilisation des ressources naturelles et d'émission des polluants dans l'environnement. On s'est intéressé dans le cadre de cette thèse à comprendre le mécanisme d'approvisionnement en viande et en lait frais de l'agglomération parisienne sur une période longue de deux siècles et à déterminer, produit par produit, l'empreinte environnementale de l'approvisionnement en termes d'emprise spatiale, de mobilisation d'eau et de flux d'azote entre les agro-systèmes et l'environnement au début des XIXe, XXe et XXIe siècles. On a utilisé des données statistiques nationales et internationales de transport et de production agricole pour déterminer et suivre l'évolution de l'aire géographique d'approvisionnement, évaluer la fraction des subsistances régionales que réclame la capitale pour son approvisionnement, reconstituer à l'aide des modèles de rationnement et des tables d'alimentation les rations des animaux approvisionnant Paris, déterminer, en termes à la fois de biomasse, d'énergie et de protéines, le rendement en viande et en lait du fourrage aux différentes dates et enfin calculer, de manière spatialisée, l'étendue des terres agricoles (empreinte spatiale) - et les flux d'azote et d'eau impliqués dans la production. L'empreinte hydrique a pour objectif de mesurer le volume des prélèvements d'eau (pluviale et d'irrigation) et le taux moyen de mobilisation des apports d'origine pluviale. L'empreinte azotée brute désigne le tonnage total d'azote mis en jeu dans la production, dont le partage entre la production d'aliments et les pertes environnementales dépend de la manière dont fonctionnent les agro-systèmes et caractérise la profondeur de l'empreinte urbaine. On propose ainsi d'élargir la notion d'équivalent habitant (Equ/Hab) classiquement considéré comme représentatif des émissions individuelles d'azote dans les eaux usées urbaines et de définir un équivalent habitant amont qui englobe en quelque sorte tous les rejets individuels d'azote en amont de la ville, relatifs à la production de la nourriture d'un citadin. Depuis le début du XIXe siècle, l'étendue de production par habitant s'est réduite d'un facteur six (pour une consommation de viande et de lait égale à environ 2 kg N/hab/an au début du XIXe siècle comme actuellement) - la réduction étant pour 30 % environ relative au doublement du rendement en viande et en lait du fourrage - mais l'intensité d'utilisation de l'eau et la profondeur de l'empreinte par hectare ont respectivement doublé et quadruplé. On estime qu'actuellement, 45 % des pertes d'azote - soit 5,1 kg N/hab/an ou 60 kg N/ha - proviennent des fumures laissées à l'abandon, faute de n'être reconduites à l'agriculture végétale. Etant donné que la somme des importations de viande bovine, porcine et de lait représente 25 % de l'apport protéique total dans l'alimentation du Parisien et sachant que la fraction végétale de l'alimentation est à priori caractérisée par moins de pertes d'azote que la fraction animale, on estime l'équivalent habitant amont de l'ensemble de l'alimentation du Parisien, à environ 7 Equ/Hab
Le choix d'un système de transport guidé de surface exploité en site propre (TCSP) est un travail complexe et difficile. Les différents systèmes peuvent sembler offrir des services équivalents pour les utilisateurs tandis que manquent souvent les informations nécessaires pour mieux distinguer les différences entre tel ou tel système. L'objectif de cette recherche vise, au-delà d'une présentation des différents systèmes guidés de surface qui structurent les réseaux de transport public en France, à procéder à une analyse comparative afin de mieux guider les choix des collectivités territoriales, dans le contexte des efforts qu'elles conduisent pour promouvoir des transports urbains répondant aux enjeux du développement durable. Les avantages et points faibles de chaque système est analysé et présenté de manière désagrégée. De manière complémentaire, est proposée et discutée une méthode multicritère ELECTRE III permettant d'agréger les résultats obtenus et de proposer le (ou les) système(s) le(s) mieux adapté(s) à différents contextes d'exploitation. Le résultat principal met en évidence le fait que le tramway moderne sur fer occupe une place privilégiée dans la majorité des scenarii. Cependant, le CIVIS, le Translohr, TVR et même le trolleybus ont leur place selon le contexte d'exploitation, dès lors en particulier que sont pris en compte les coûts d'infrastructure et d'exploitation associés. Les résultats de cette recherche nous encouragent en outre à recommander, chaque fois qu'il y a un projet de système de transport de surface, de passer en revue la gamme des systèmes et d'effectuer l'analyse comparative avec les différentes contraintes du lieu et du moment, en y intégrant une vision de moyen et long terme et les effets prévisibles sur l'aménagement urbain
In this paper, we discuss on light management in silicon thin film solar cells, using photonic crystals (PhC) structures. We particularly focus on photovoltaic devices including amorphous silicon absorbers patterned as 2D PhCs. Physical principles and design rules leading to the optimized configuration of the patterned cell are discussed by means of optical simulations performed on realistic thin film solar cell stacks. Theoretically, a maximum 40%rel increase of integrated absorption in the a-Si:H layer of the patterned cell is expected compared to the unpatterned case. Moreover, both simulation and optical characterization of the fabricated cells demonstrate the robustness of their optical properties with regards to the angle of incidence of the light and to the fabrication induced defects in the PhCs. Finally, the impact of the surface recombination due to the generation of new free surfaces with higher defect densities is addressed. We demonstrate that patterning still induces a substantial increase of the conversion efficiency, with a reasonable surface recombination velocity.
Originally formulated in the context of topology optimization, the concept of topological derivative has also proved effective as a qualitative inversion tool for a wave-based identification of finite-sized objects. This approach remains, however, largely based on a heuristic interpretation of the topological derivative, whereas most other qualitative approaches to inverse scattering are backed by a mathematical justification. As an effort toward bridging this gap, this study focuses on a topological derivative approach applied to the L2-norm of the misfit between far-field measurements. Either an inhomogeneous medium or a finite number of point-like scatterers are considered, using either the Born approximation or a full-scattering model. Topological derivative-based imaging functionals are analyzed using a suitable factorization of the far-field operator, for each of the considered cases, in order to characterize their behavior and assess their ability to reconstruct the unknown scatterer(s). Results include the justification of the usual sign heuristic underpinning the method for (i) the Born approximation and (ii) full-scattering models limited to moderately strong scatterers. Semi-analytical and numerical examples are presented. Within the chosen framework, the topological derivative approach is finally discussed and compared to other well-known qualitative methods.
Le décrochage est un phénomène aérodynamique instationnaire susceptible d'apparaître sur de nombreux profils aérodynamiques. Il résulte d'un décollement important de l'écoulement vis-à-vis de la paroi de l'aile et dégrade considérablement les performances de vol. Sur certains profils de pales d'hélicoptères, d'éoliennes ou de rotors, ce phénomène se produit dans des conditions d'utilisation normales et justifie la recherche de méthodes de modélisation accessibles industriellement. Le décrochage est initié au bord d'attaque par l'apparition d'une petite région de recirculation de fluide appelée bulbe de décollement laminaire où l'écoulement transitionne de l'état laminaire vers l'état turbulent. Ce phénomène encore mal connu met en jeu transition et écoulements hors équilibre auxquels les outils de modélisation RANS habituellement employés ne sont pas adaptés. Dans cette étude, un bulbe transitionnel typique d'un écoulement de bord d'attaque de pale d'hélicoptère (profil OA209 à un nombre de Reynolds Rec∞=1.8x106 et 15° d'incidence) est isolé sur une plaque plane. Une simulation DNS de cet écoulement est réalisée à l'aide du logiciel FUNk de l'ONERA afin de servir de base de données pour l'amélioration des modèles RANS. L'évolution des bilans de l'équation de transport de l'énergie cinétique turbulente ainsi que les principales hypothèses RANS (isotropie de la turbulence, Boussinesq, équilibre production/dissipation) sont analysées. Une étude des principaux modèles RANS développés dans le logiciel elsA de l'ONERA est ensuite réalisée en pondérant les grandeurs turbulentes par une fonction de transition reproduisant l'intermittence de la turbulence. Le modèle k-ω de Wilcox couplé à une fonction de transition optimisée a donné les résultats les plus proches de la DNS et a donc été l'objet d'une analyse plus approfondie, notamment une évaluation des principales équations bilans et une application de ce modèle et de sa méthode de transition à un cas de transition naturelle de plaque plane.
Ce travail s'inscrit dans le contexte de la modélisation et de la prévision de la durée de vie des aubes de turbine haute pression des turbines à gaz. Ces pièces sont réalisées en superalliage monocristallin base nickel tel que le MC2, matériau principal de l'étude. En service, ces dernières sont soumises à des conditions extrêmes de température et de contrainte. Des régimes d'urgence, dits O.E.I. (.One Engine Inoperative.), peuvent aussi survenir sur un hélicoptère bi-moteur : un des deux moteurs s'arrête ce qui provoque une augmentation de la température en sortie de chambre de combustion pour le moteur restant en fonctionnement. Dans le cadre de ce travail, le comportement anisotherme en fluage et en fatigue/fluage du superalliage monocristallin a été étudié afin de déterminer les répercussions des surchauffes à 1200. sur le comportement mécanique ultérieur à 1050. Il a pu être déterminé que le temps de pré-endommagement avant la surchauffe joue un rôle capital vis-à-vis de la durée de vie post-surchauffe. Cette influence est très dépendante de l'état microstructural du matériau sur lequel est réalisée la surchauffe (morphologie des précipités γ ', contraintes de cohérence entre les phases γ et γ '). Du point de vue des mécanismes d'endommagement, il a aussi été constaté que le niveau de température a une importance majeure en modifiant les contraintes de cohérence entre les deux phases γ et γ '. L'état microstructural jouant un rôle majeur sur la durée de vie lors des essais isothermes et anisothermes, une étude de l'évolution de la microstructure γ /γ' autour des particules de phase intermétallique μ a été faite, ainsi qu'une mesure expérimentale de l'évolution de la porosité, mesurée par des analyses tomographiques grâce à des essais de fluage multi-interrompus à haute température. Ceci a permis d'aboutir à un paramètre de dommage, à la frontière entre métallurgie et mécanique, prenant en compte les évolutions microstructurales. La coalescence orientée se déroulant à haute température, connue sous le nom de mise en radeaux, a une forte influence sur le comportement et l'endommagement des superalliages monocristallins. Ainsi, un nouveau modèle de mise en radeaux, prenant en compte la vitesse de sollicitation, a été implémenté dans le modèle de plasticité cristalline couplé comportement/endommagement Polystar. Ceci a permis d'améliorer la modélisation des essais longs. D'autres modifications ont été effectuées afin d'améliorer la modélisation lors des essais cycliques et de relaxation. Ce nouveau modèle a été testé et validé sur une éprouvette bi-entaillée générant des champs mécaniques multiaxiaux pendant un essai de fluage complexe anisotherme.
Les études d'associations en génome entier ("GWAS") ont récemment permis la découverte de nombreux polymorphismes génétiques impliqués dans la susceptibilité aux maladies multifactorielles. Cependant, ces polymorphismes n'expliquent qu'une faible part de l'héritabilité génétique de ces maladies, nous poussant ainsi à explorer de nouvelles pistes de recherche. Une des hypothèses envisagées serait qu'une partie de cette héritabilité manquante fasse intervenir des phénomènes d'interactions entre polymorphismes génétiques. L'objectif de cette thèse est d'explorer cette hypothèse en adoptant une stratégie de recherche d'interactions basée sur des critères statistiques et biologiques à partir de données issues de différentes études "GWAS". Ainsi, en utilisant différentes méthodes statistiques, nous avons commencé par rechercher des interactions entre polymorphismes qui pourraient influencer le risque de thrombose veineuse. Cette recherche n'a malheureusement pas abouti à l'identification de résultats robustes vis à vis du problème des tests multiples. Dans un deuxième temps, à partir d'hypothèses "plus biologiques", nous avons tenté de mettre en évidence des interactions entre polymorphismes impliqués dans les mécanismes de régulation de l'expression génique associés aux microARNs. Nous avons pu ainsi montrer de manière robuste dans deux populations indépendantes qu'un polymorphisme au sein de la séquence du microARN hsa-mir-219-1 interagissait avec un polymorphisme du gène HLA-DPB1 pour en moduler l'expression monocytaire. Nous avons également montré que l'expression monocytaire du gène H1F0 était influencée par un phénomène d'interaction impliquant un polymorphisme du microARN hsa-mir-659. En apportant sa propre contribution à l'engouement récent que suscite la recherche d'interactions entre polymorphismes dans les maladies dites complexes, ce travail de thèse illustre clairement la difficulté d'une telle tâche et l'importance de réfléchir à de nouvelles stratégies de recherches.
Les enjeux médicaux et le contexte socio-économique des maladies respiratoires ont une importance majeure à l'échelle mondiale. Parmi les procédures mini-invasives classiques de traitement des maladies respiratoires, l'aérosolthérapie se distingue par sa capacité d'administrer des médicaments pour les pathologies locales, directement dans les voies respiratoires, comme les sinus ou l'arbre trachéaux-bronchique. Dans ce contexte, l'utilisation de nanoparticules à visée pulmonaire est objet de grandes avancées en aérosolthérapie car les aérosols nanométriques ont la capacité de contourner les obstacles dans les voies aériennes supérieures et se déposer dans le poumon profond, renforçant ainsi la performance thérapeutique et diagnostique de ces aérosols. Afin de contribuer à l'évolution des traitements par aérosolthérapie cette thèse s'est orientée vers le développement des nouvelles techniques de génération d'aérosols nanométriques et submicroniques, capables de cibler des régions spécifiques de l'appareil respiratoire d'un patient. La problématique majeure à être confrontée dans ce contexte est donc l'adaptation de la taille des particules de l'aérosol afin de promouvoir un dépôt ciblé chez le patient. Pour cela il est d'abord nécessaire d'avoir une large gamme de tailles d'aérosols, de micronique à nanométrique, puis déterminer la relation entre la taille des particules et leur site de dépôt dans les voies respiratoires. De ce fait, les objectifs principaux de cette thèse sont la caractérisation métrologique et l'évaluation des performances des aérosols nanométriques en termes de cartographie de dépôt. Les résultats obtenus ont démontré qu'il est possible de générer efficacement des aérosols submicroniques et nanométriques soit solides soit liquides. Les aérosols contenant une plus grande quantité de nanoparticules ont montré un dépôt plus important dans les poumons, ce qui contribue au développement des techniques d'administration de médicaments par aérosolthérapies ainsi que pour des études toxicologiques.
Neural fields equations describe the activity of neural populations at a mesoscopic level. Although the early derivation of these equations introduced space dependent delays coming from the finite speed of signal propagation along axons, there has been few studies concerning their role in shaping the dynamics of neural activity. This is mainly due to the lack of analytical tractable models. On the other hand, constant delays have to be introduced to model the synaptic transmission and the spike initiation dynamics. By incorporating the two kind of delays in the neural fields equations, we are able to find the Hopf bifurcation curves analytically as well as the normal forms of the main bifurcations. This allows an in-depth study of two different types of connectivity that reveals a surprisingly rich dynamical portrait because the connectivity and the space dependent delays couple dynamically. In particular, the shape of the connectivity strongly influences the spatiotemporal dynamics.
The estimation of the concentration of an infectious agent in the environment is a key step to trigger an alert when there is a bio- logical threat. This concentration can be obtained trough a quantitative polymerase chain reaction (qPCR). Nevertheless, standard real-time pro- cedure do not address detection delay which is a main concern in alert triggering. Therefore, we propose a method based on Lasso regression and CUSUM change detection to accurately estimate the concentration while minimizing the detection delay. The trade-off between accuracy and delay can be managed through a parameter. We compare our results with those found by a standard method (threshold method) and promising results are obtained.
High-throughput sequencing is now regularly used for studies of the transcriptome (RNA-seq), particularly for comparisons among experimental conditions. For the time being, a limited number of biological replicates are typically considered in such experiments, leading to low detection power for differential expression. As their cost continues to decrease, it is likely that additional follow-up studies will be conducted to re-address the same biological question. We demonstrate how p-value combination techniques previously used for microarray meta-analyses can be used for the differential analysis of RNA-seq data from multiple related studies. These techniques are compared to a negative binomial generalized linear model (GLM) including a fixed study effect on simulated data and real data on human melanoma cell lines. The GLM with fixed study effect performed well for low inter-study variation and small numbers of studies, but was outperformed by the meta-analysis methods for moderate to large inter-study variability and larger numbers of studies. To conclude, the p-value combination techniques illustrated here are a valuable tool to perform differential meta-analyses of RNA-seq data by appropriately accounting for biological and technical variability within studies as well as additional study-specific effects. An R package metaRNASeq is available on the R Forge.
This paper considers the problem of finding a meaningful template function that represents the common pattern of a sample of curves. To address this issue, a novel algorithm based on a robust version of the isometric featuring mapping (Isomap) algorithm is developed. Assuming that the functional data lie on an intrinsically low-dimensional smooth manifold with unknown underlying structure, we propose an approximation of the geodesic distance. This approximation is used to compute the corresponding empirical Fréchet median function, which provides an intrinsic estimator of the template function. Unlike the Isomap method, the algorithm has the advantage of being parameter free and easier to use. Comparisons with other methods, with both simulated and real datasets, show that the algorithm works well and outperforms these methods.
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