Rapporteurs :
 M. Patrick Deneuville, Ingénieur de recherche – Alcan - Voreppe
 M. Éric Felder, Maître de recherche – Mines ParisTech

Examinateurs :
 Mme Brigitte Bacroix, Directrice de recherche – LPMTM - Villetaneuse
 M. Jean-Denis Mithieux, Ingénieur de recherche – Arcelor Mittal - Isbergues
 M. Edgard Rauch, Directeur de recherche CNRS – SIMAP - Grenoble
 M. Christophe Desrayaud, Maître assistant – ENSM-SE
 M. Frank Montheillet, Directeur de recherche – ENSM-SE Travail co-encadré par Christophe Desrayaud (ENSM-SE) et Frank Montheillet (ENSM-SE).

Thanh Nghiem est ingénieure des Mines de Paris et titulaire d’un MBA de l’INSEAD. Elle a ensuite travaillé, pendant près de 15 ans, à l’international dans des grands groupes, puis a créé Angénius, un institut de recherche-action sur le développement durable qui atteint rapidement son objectif de mobiliser des compétences et des ressources au service de projets d’intérêt général : "une sorte de "McKinsey du développement durable", à but non lucratif.
En septembre 2010 elle publie son premier livre "Des abeilles et des hommes - Passerelles pour un monde libre et durable".
« Cet ouvrage met en lumière une multitude de passerelles pour édifier un monde plus durable. Contre l’impuissance et la résignation, il explore des solutions concrètes, portées par des "passeurs" qui s’activent sur le terrain. Thanh prône la nécessaire "pollinisation des idées" favorisée par le web, des territoires intelligents et des "communautés apprenantes" pour développer une intelligence collective au service d’une société libre et durable". »
Nicolas Hulot, en Préface de "Des abeilles et des hommes".

Dans sa conférence elle montrera que les TIC peuvent apporter des solutions aux problèmes que rencontrent actuellement les territoires. Alors que l’on nous parle chaque jour de crise économique, de fracture sociale, de replis communautaires, de catastrophes écologiques, et même de guerre des monnaies ... des « Territoires Intelligents » se développent chaque jour sur « Internet », où naissent des « Communautés Apprenantes » qui réinventent de nouvelles règles de pensées et développent des modèles de « Gouvernance » plus ouverts et plus agiles via le « Web ». Éducation, urbanisme, transport, vie associative, citoyenneté, administration, sciences, économie, culture, emploi, ... plus un seul secteur qui ne soit pas concerné par le numérique !

Tristan Belzacq, Stéphane Avril, Emmanuel Leriche and Alexandre Delache

Computational models of atheromatous plaques in diseased arteries were developed by different authors for investigating the plaque vulnerability with respect to its geometry and mechanical properties. In the present study, a fluid structure interaction model is used, questioning how the mechanical action of the blood onto the plaque is affected by the geometry and mechanical properties of the plaque. A simplified model is considered : an axisymmetric circular pipe, with an elastic wall, presenting a stenosis. Results reveal the major importance of the cap thickness, as well as the stenosis severity and the stenosis length. It appears that the blood flow can significantly deform the plaque by pinching it. This effect is called : “pinching effect”. This has an essential influence on the stresses in the fibrous cap and on the wall shear stress. These results offer some new hypotheses for understanding the mechanical action of the blood on vulnerable plaques

Option par option, les étudiants Ingénieurs Civils des Mines recevront leurs diplômes, devant des représentants de différents institutions, leurs parents, amis et le personnel de l’école. Puis ce sera le tour des étudiants diplômés Mastères Spécialisés Génie Logiciel

La cérémonie de remise du diplôme d’ingénieur Civil des Mines à la promotion 2007 sera présidée par : Monsieur Frédéric DONIER (promotion 1985, Ecole des Mines de Saint-Etienne), Président de CRESCENDO CONSULTING, Membre du directoire de la chambre de commerce Franco-brésilienne de São Paulo, Président, Intermines Brésil

La présence de Monsieur Frédéric Donier sera l’occasion de reconnaître l’importance du parcours international dans la carrière de l’ingénieur et de mettre en relief les enjeux des relations avec le Brésil, acteur majeur de l’économie mondiale d’aujourd’hui et de demain.

Lors de la cérémonie de remise des diplômes, Aurélia Magids et Quentin Tourancheau témoigneront de leurs expériences à l’étranger et de l’aide apportée par la fondation à leurs projets.

Grâce aux dons des anciens élèves, la fondation a soutenu plusieurs élèves qui relèvent avec succès le défi de l’ouverture internationale.
En mai 2010, une bourse exceptionnelle Parcours international a été lancée, destinée à contribuer au paiement des frais d’inscription d’un élève admis en 3ème année dans un établissement étranger figurant en tête des classements mondiaux.
Elle a été attribuée en juillet 2010 à Aurélia Magids (E08) pour son projet de Master of Science in Biomedical Engineering à l’ Imperial College London. Les administrateurs de la Fondation réunis en conseil d’administration le 20 octobre 2010 ont attribué quatre prix d’encouragement de 1000 euros chacun à G. Barrois (Imperial College of London), J. Behar (Oxford), E. Pernet (Polytechnique Montréal) et Q. Tourancheau (Cornell University).

2 nouveaux prix viennent d’être proposés par la Fondation
 le prix Mobilité internationale. Doté de 2000 euros, il sera attribué à un ou une élève ICM ayant un projet de mobilité internationale "3ème année" au Brésil ou en Chine.
Les candidats ont jusqu’au 15 juin pour remettre leur dossier complété. Il est dès à présent téléchargeable sur www.fondationi3m.fr, rubrique Prix Mobilité internationale.
 Le prix développement durable
Doté de 2 000 €, il récompensera un projet développé dans le cadre de l’École (scolarité), d’un stage ou d’une activité associative et qui fait avancer significativement la cause du développement durable.
Le premier appel à projets est prévu pour 2011. Des informations complémentaires seront bientôt disponibles

Rapporteurs :
 M. Marc Desmet Professeur – Université de Tours
 M. Hervé Piegay Directeur de recherche – ENS Lyon

Examinateurs :
 Mme Mireille Batton-Hubert, maître assistant – ENSM-SE
 M. Daniel Garcia, maître de recherche – ENSM-SE
 M. Didier Graillot, directeur de Recherche – ENSM-SE
 M. Jean-Luc Peiry, professeur – Université Blaise Pascal

Analyse de netteté ; Autofocalisation ; Endothélium cornéen humain ; Inversions de contraste ; Mesure de netteté ; Microscopie optique ; Mosaïque cellulaire ; Profondeur de champ étendue ; Reconstruction 3-D ; Robustesse ; Sectionnement optique ; Shape-from-focus.

Dans le circuit de la greffe de cornée, l’endothélium de chaque greffon est observé en microscopie optique conventionnelle afin de vérifier que sa densité cellulaire est suffisante pour maintenir une bonne transparence après l’opération. Les greffons étant conservés dans un liquide physiologique, ils sont ainsi imprégnés d’eau et présentent donc des plis qui perturbent l’observation et le comptage des cellules. A partir d’une séquence d’images acquise par sectionnement optique sur la cornée, il est possible de remonter à l’information de surface. Ce problème pratique est à l’origine de l’étude théorique suivante sur les méthodes dites : profondeur de champ étendue et shape-from-focus.

Au sein d’une telle séquence d’images, la localisation des informations nettes permet d’une part d’accéder à la topographie de la surface observée et d’autre part de restaurer l’image de sa texture. Une reconstruction 3-D est alors obtenue en projetant la texture sur la topographie. Les informations les plus nettes sont classiquement recherchées par maximisation d’une mesure de netteté. Cette thèse considère essentiellement cette étape fondamentale du concept de reconstruction, dans le but premier d’outrepasser certaines difficultés rencontrées lors du contrôle qualité des greffons cornéens humains. Des nouvelles mesures génériques avec plusieurs qualités importantes comme une haute sensibilité à la netteté ou une forte robustesse au bruit sont introduites. Elles sont testées sur des données simulées puis des acquisitions réelles en microscopie optique conventionnelle provenant de divers domaines d’application (métallographie, granulométrie, ophtalmologie) et comparées aux méthodes présentées dans la littérature.

Une mesure de netteté originale et efficace qui adopte une stratégie 3-D au travers de la séquence d’images est entre autres proposée, contrairement aux méthodes classiques qui opèrent en 2-D. Celle-ci lui permet d’afficher un comportement robuste, essentiel lors d’une analyse de netteté. Elle résout les problèmes rencontrés lors du traitement des acquisitions de l’endothélium. En effet, ces dernières apparaissent particulièrement perturbées et dégradées, principalement par d’intenses inversions de contraste, pour lesquelles les mesures classiques donnent de mauvais résultats. Un processus itératif complet de reconstruction 3-D de l’endothélium cornéen est finalement décrit, aboutissant à des résultats solides tout à fait exploitables en routine dans une banque de cornées.

Rapporteurs :
 Mathias Glaus (Professeur, ETS, Montréal)
 Yves Perrodin (Professeur, ENTPE Vaulx en Velin)

Examinateurs :
 Jacques Bourgois (Professeur, ENSM Saint-Étienne)
 Pierre Buffière (Professeur, INSA Lyon)
 Valérie Laforest (Maître de recherche, ENSM Saint-Étienne)
 Eric Piatyszek (Chargé de Recherche, ENSM Saint-Étienne)

Invités :
 Sébastien Fraisse (Chef d’entreprise, SFTS, Sury-le-Comtal)
 Patricia Sire (Ingénieur, CETIM, Saint-Étienne)

Dans un contexte réglementaire incitant fortement à la mise en œuvre de stratégie de réduction de la pollution à la source (ICPE, IPPC, IED), les industriels se trouvent parfois démunis face aux différentes solutions techniques proposées. L’application de stratégies simples de production plus propre telles que de bonnes procédures opérationnelles et de bonnes pratiques de management permettent de répondre à ces contraintes. Le traitement de surface par voie aqueuse est une activité grande consommatrice d’eau et de produits chimiques et donc génératrice de rejets aqueux pollués. L’objectif de ce travail est de proposer à ce secteur d’activité une méthodologie simple de limitation des flux de pollution ainsi que de la consommation spécifique en eau. Cette méthodologie se base notamment sur le postulat que l’entraînement est le vecteur principal de la pollution au sein d’une chaîne de traitement de surface.

Ainsi des études expérimentales ont permis d’une part de créer une méthode rapide de calcul de l’entraînement et, d’autre part, de montrer et de quantifier l’influence de la forme et de la rugosité des pièces traitées, du temps d’égouttage, de la tension superficielle des solutions de traitement ou encore du type et de la durée du rinçage des pièces sur l’entraînement aussi bien d’un point de vue qualitatif que quantitatif.

L’ensemble de ces éléments, intégrés à la méthodologie de minimisation de la pollution, permet d’une part de réaliser un diagnostic de la chaîne mais aussi et surtout d’estimer l’impact d’une modification de cette chaîne sur la consommation spécifique en eau, le bilan de pollution ainsi que sur la qualité des rinçages. Ainsi, cette méthodologie peut aider à optimiser et limiter les consommations d’eau et de réactifs non seulement sur la chaîne mais également en station de détoxication, diminuant ainsi non seulement les impacts environnementaux mais également les coûts de fonctionnement.

Rapporteurs
 M. Christophe Detavernier, professeur – Ghent University - Belgique
 M. Jean-Pierre Landesman, professeur – Université de Nantes

Examinateurs :
 M. Sylvain Blayac, maître assistant – ENSM-SE
 M. Karim Inal, professeur – ENSM-SE
 M. Jean-Luc Liotard, ingénieur R&D – STMicroelectronics - Rousset
 M. Sylvain Maitrejean, ingénieur Chercheur – CEA LETI - grenoble
 M. Christian Rivero, ingénieur R&D – STMicroelectronics - Rousset
 M. Olivier Thomas, professeur – Université Aix Marseille II

Rapporteurs :
 M. André Chrysochoos, Professeur – Université Montpellier 2
 M. André Delobelle, Ingénieur de recherche CNRS – Université de Besançon

Examinateurs :
 M. Karim Inal, Professeur – EMSE/ Gardanne
 M. Fabien Ndagijimana, Professeur – INP Grenoble
 M. Thierry Lepine, Maître de conférences – Institut d’Optique - Saint-Etienne
 M. Fabien Volpi, Maître de conférences – INP Grenoble
 M. Roland Fortunier, Professeur – ENSM-SE
 M. René Fillit, Ingénieur – Club Nanotechnologies - ENSM-SE

Rapporteurs :
 M. Jacques Besson Directeur de recherche CNRS – ENSMP - Paris
 M. Michel Brunet Professeur – INSA de Lyon

Examinateurs :
 M. Dominique Daniel, ingénieur de recherche – ALCAN CRV - Voreppe
 M. Julian Driver, directeur de Recherche – ENSM-SE
 M. Helmut Klocker, directeur de recherche – ENSM-SE
 M. Jean-Luc Lataillade, professeur – ENSAM - Bordeaux
 M. Nicolas Moulin, ingénieur de recherche – ENSM-SE

Rapporteurs :
 M. Jean-Bernard Blaisot, maître de conférences – Université de Rouen
 M. Jean-Marie Buchlin, professeur – Von Karman Institute for Fluid Dynamics

Examinateurs :
 M. Laurent Aprin, maître assistant – École des Mines d’Alès
 M. Gilles Dusserre, directeur de Recherche – École des Mines d’Alès
 M. Didier Graillot, professeur – ENSM-SE
 M. Pierre Slangen, chargé de Recherche – École des Mines d’Alès
 M. Eric Daniel, professeur – Université de provence - Marseille
 M. Laurent Munier, ingénieur des études et des techniques d’armement – CEA Gramat

 René MANDIAU, LAMIH Université de Valenciennes (rapporteur)
 Michel OCCELLO, LCIS, Université Pierre Mendès France, Valence (rapporteur)
 Stéphane BONNEVAY, ERIC, Université Lyon 1 (examinateur)
 Maxime MORGE, LIFL, Université Lille 1 (examinateur)
 Christine LARGERON, LHC, Université Jean Monnet – Saint-Etienne (examinateur)
 Jean-Claude BARTHELEMY, UFR Médecine, Université Jean Monnet (examinateur)
 Olivier BOISSIER, Institut Henri Fayol/LSTI ENS Mines Saint-Etienne (directeur de thèse)
 Guy VINZANT, ECAI Saint-Etienne (co-encadrant)

Ce travail de recherche est consacré à la formalisation et à la réalisation d’un processus de diagnostic pluridisciplinaire. La particularité d’un tel diagnostic résulte du fait qu’il nécessite de nombreux spécialistes, chacun ayant des connaissances sur leur domaine. Le problème principal réside dans les interconnexions entre les domaines. Ces interconnexions peuvent ou non être connues et influer sur le diagnostic. Dans ce manuscrit, nous proposons de réaliser un diagnostic pluridisciplinaire à l’aide d’un système multi-agents. Les agents élaborent un diagnostic local à un domaine puis, fusionnent leurs diagnostics afin d’obtenir le diagnostic pluridisciplinaire. Dans ce but, nous proposons un cadre d’argumentation et une méthode de fusion des diagnostics. Ensemble, ces deux propositions forment le modèle ANDi.

As computer systems become ubiquitous, security concerns are paramount. Security systems are typically heavily layered but ultimately rely on low-level hardware primitives and assumptions.
Lightweight applications such as RFID, Smart cards and Smart dust require very lightweight security primitives that can withstand a range of attacks. In this talk, we explore the design of very lightweight True Random Number Generators and Chip Identification circuits in CMOS technologies at 45nm and below. We also show side-channel vulnerabilities that arise in advanced CMOS technologies due to process variation and noise. Some existing countermeasures are shown to be weak in advanced technologies, and new countermeasures are proposed. We will discuss hardware Trojans and their potential impact on semiconductor security. Finally, we will discuss applications in Transportation Payment Systems and Implantable Medical Devices, among others. This work is supported by NSF, SRC, Intel and Cisco and also gives insight into methods for statistical design beyond security.

Dr. Burleson is currently a visiting Professor at EPFL in the LSI Lab of Prof. Giovanni DeMicheli. He is on a one-year sabbatical from his position of Professor of Electrical and Computer Engineering at the University of Massachusetts Amherst where he has been since 1990. Dr. Burleson is a Fellow of the IEEE for contributions in integrated circuit design and signal processing. His work has included research, development, teaching and industrial work at a variety of levels including theory, algorithms, architectures, circuits and CAD tools. He received his BSEE and MSEE from MIT in 1983 and his PhD from the University of Colorado, 1989. He has worked as a custom chip designer and consultant in the semiconductor industry. Dr. Burleson was a visiting professor for a year at the Ecole Nationale Superieure des Telecommunications in Paris in 1996-97 and with the Laboratoire de Informatique, Robotique et Microelectronique (LIRMM) de Montpellier, France in Fall of 2003. He is a member of ASEE, ACM and Sigma Xi. He was the program chair and general chair of the IEEE Signal Processing System Workshop in 1996 and 1998 respectively. He was the chair of the IEEE Signal Processing Society Technical Committee on the Design and Implementation of Signal Processing Systems in 2004-5. Prof. Burleson has conducted VLSI and DSP research funded by the US NSF, the Semiconductor Research Corporation, Sharp, Cisco and Intel and has published over 160 journal and conference papers in the following areas : VLSI Circuits, VLSI Architecture, Variation-aware design, VLSI for Communications and Digital Signal Processing ; Low-Power Design, Hardware Emulation of Real-Time Systems ; Co-design and co-verification of Hardware-Software Systems ; Computer Arithmetic, VLSI for Data Compression, Error-Correction, Cryptography, RFID Systems. Prof. Burleson also leads research in engineering education funded by NSF and was the education co-director of an NSF Engineering Research Center at UMass. He currently directs a multi-disciplinary research group in the area of Embedded Security with applications in Transportation, Medical Devices and Government. He also holds 6 patents in these areas and serves as an expert witness in patent litigation.

Aujourd’hui la maîtrise des matières premières et la réduction des coûts de fabrication deviennent des enjeux économique et écologique. En effet, pour de nombreuses applications la recherche du bon matériau là où il faut dans une pièce, devient un intérêt majeur pour de nombreuses applications. De plus l’association d’un matériau fragile avec un matériau ductile est potentiellement intéressante : ce qui est déjà le cas des Cermet. Les procédés de métallurgie des poudres constituent une solution viable pour la réalisation de tels matériaux, à des coûts rentables par rapport à des procédés conventionnels tels que le collage, le soudage ou le traitement de surface.
L’objectif de la présentation est de montrer les problématiques liées à l’assemblage par co-frittage de deux matériaux, tels qu’une céramique (de l’alumine-a) et un métal (Inox 316L). D’autres cas de bi-matériaux seront aussi abordés. Nous passerons en revue les problèmes liés aux différentes étapes de l’élaboration (formulation, pressage, déliantage, frittage,..) mais également ceux liés à la réactivité possible au sein des différents couples de matériaux étudiés.

It would not be an understatement to conclude that the field of organic functional materials has witnessed over the last two decades major developments, resulting in a drastically expanded library of functionalities and vastly improved characteristics and performance of, electronic, photonic and/or magnetic devices based on soft [macromolecular] matter. While initial progress was mostly due to synthetic efforts in the form of the creation of new molecular species, enhanced regularity and/or purity, more recently, it has been new advances in the physico-chemical aspects of functional organics – notably the better and expanded control of their molecular order and solid state microstructure – that contributed to their increased attraction and further development. Here we show on the example of organic semiconductors that a fundamental understanding of these physic-chemical issues is critical to realize the full intrinsic potential that functional organic matter possess. Thereby, an intimately integrated approach is required involving synthesis, phase behaviour, processing and device design.

Natalie Stingelin is a Senior Lecturer in Organic Functional Materials at the Department of Materials, Imperial College London, UK. Prior to this appointment she conducted research at the Cavendish Laboratory at the University of Cambridge, the Philips Research Laboratories, Eindhoven, and as junior staff at Queen Mary University of London. She obtained the degree of Engineer in Materials Science in 1997, and in 2001 completed her doctoral studies in the Polymer Technology Group, for which she was awarded the ETH Medal. Her current research interests encompass the broad field of organic functional materials, including organic electronics, multifunctional inorganic/organic hybrids, and smart, advanced optical systems based on organic matter.

La technique EBSD (Electron BackScatter Diffraction) est aujourd’hui une technique quasi-standard de caractérisation des microtextures, nécessitant un système d’acquisition spécifique (caméra CCD couplée à un écranphosphore, pilotage caméra et MEB par logiciel de dépouillement dédié) à installer sur un microscope électronique à balayage. Après un bref rappel des principes physiques et géométriques de la technique, nous nous intéresserons plus particulièrement aux développements récents concernant l’EBSD à haute résolution angulaire et son application aux mesures de déformation à l’échelle locale. Deux approches complémentaires seront présentées :
 Une technique "relative", fondée sur l’utilisation de la corrélation d’images pour mesurer le champ de distorsion entre deux diagrammes de diffraction afin d’en déduire le déviateur du tenseur gradient des déplacements.
 Une technique "absolue", reposant sur un dépouillement sophistiqué des diagrammes de diffraction, et permettant d’identifier le changement de forme de la maille cristallographique par mesure fine des angles inter-planaires.

Des études de validation ainsi que diverses applications seront exposées, notamment pour la technique de cross-corrélation. L’exposé s’attachera également à montrer les limitations actuelles de ces techniques à haute résolution et évoquera les pistes d’amélioration en cours d’étude.

Les alliages base nickel-chrome sont connus pour être résistants l’oxydation à haute température : l’oxydation de ces alliages engendre la formation d’une couche riche en chrome. Une des conséquences majeures de la croissance de ce type d’oxyde est un appauvrissement en chrome à proximité de l’interface oxyde/alliage.
Ce phénomène a été étudié sur un alliage modèle Ni-16Cr-9Fe oxydé à 950°C pendant 10 heures. Des analyses MEB/EDX sur coupe transverse permettent d’obtenir le profil de concentration en chrome dans l’alliage jusqu’à une distance de 1,8 µm de l’interface. Néanmoins, ces analyses sont insuffisantes pour accéder à la teneur en chrome à l’interface oxyde/alliage. Des analyses de surface par spectrométrie d’électrons Auger couplée à de l’abrasion ionique ont été réalisées à partir de l’interface oxyde/alliage jusqu’à une profondeur de 2 µm, ceci afin d’obtenir le profil de concentration en chrome avec une résolution nanométrique. Finalement, nous obtenons un profil complet d’appauvrissement en chrome avec une concentration de chrome à l’interface inférieure à 0,5% massique.
Des analyses complémentaires ont été réalisées pour des durées de 1, 100 et 1000 heures d’oxydation en utilisant les mêmes techniques. Des quantités importantes de cavités ont été détectées pour les longs temps d’oxydation (100 et 1000 heures). Deux hypothèses sont avancées pour justifier la formation de ces cavités (la croissance cationique de la couche d’oxyde, l’effet Kirkendall).
La masse volumique est supposé constante le long du profil lorsque les profils de concentration sont exprimés en pourcentage massique, mais cette hypothèse n’est plus valide lors de la formation des cavités (dans notre cas >10 %volumique). Sur les profils de 100 heures et de 1000 heures, on peut clairement identifier des points d’inflexion qui ne sont pas prévus par les modèles analytiques (avec l’hypothèse de la masse volumique constante). Afin de déterminer si l’inflexion des profils de chrome n’est le résultat que de la variation de la masse volumique, le modèle analytique a été reformulé en prenant en compte la répartition de la masse volumique.

Les techniques optiques associées à des méthodes de traitement d’images se sont considérablement développées ces dernières années en mécanique des matériaux. Ces techniques sans contact fournissent des champs de mesures permettant, à une échelle d’observation donnée, de mieux distinguer les effets "matériau" des effets de "structure" et facilitent ainsi le travail d’identification des modèles de comportement. Lors de l’exposé, on présentera les caractéristiques et performances de deux méthodes indépendantes et complémentaires : la corrélation d’images de granularité et la thermographie infrarouge. La première donne accès à des mesures de type cinématique permettant de juger du caractère homogène ou non du chargement mécanique ; la seconde conduit à des mesures thermiques et calorimétriques indiquant la nature dissipative des mécanismes de déformation. Des résultats obtenus sur plusieurs types de matériaux viendront illustrer l’intérêt de ces méthodes d’imagerie quantitative.

Rapporteurs :
 M. Jean-Pierre Korb, directeur de recherche CNRS – École Polytechnique - Palaiseau
 M. Henri Vandamme, professeur – Paris-Tech

Examinateurs :
 M. Karim Ait-Mokhtar, professeur – Université - La Rochelle
 M. Bertrand Ruot, ingénieur de recherche – Université Paris-Est
 M. Alexandre Govin, chargé de recherche – ENSM-SE
 M. Philippe Grosseau, directeur de recherche – ENSM-SE

Les éthers de cellulose (EC) sont des adjuvants couramment introduits dans les mortiers pour améliorer leurs propriétés. Malgré le retard d’hydratation du ciment engendré par ces polysaccharides, ils sont capables d’améliorer la maniabilité et la rétention d’eau des matériaux cimentaires.
Cette étude a été initiée afin d’accroître les connaissances sur l’effet des EC sur la rétention d’eau des mortiers à l’état frais. L’objectif est double : identifier les paramètres physicochimiques jouant un rôle clé et clarifier le(s) mécanisme(s) d’action des dérivés cellulosiques. Pour ce faire, grâce à un large panel d’EC, l’influence des paramètres structuraux des molécules a été élucidée. Les résultats ont démontré que la masse moléculaire était un paramètre primordial alors que les degrés de substitution des groupements greffés sur la molécule ont un impact négligeable sur la rétention d’eau des mortiers. L’étude rhéologique a montré que les EC sont des agents viscosants et que pour les EC, la viscosité et la rétention d ?eau du mortier semblent aller de paire. Cependant, cette relation n’est pas aussi évidente avec d’autres molécules telles que les dérivés de l’amidon. La seconde hypothèse testée est la capacité des polymères à former des films à l’aide de deux techniques de RMN. Les EC n’ont aucun effet sur le coefficient d’autodiffusion de l’eau dans le volume et à la surface des solides. Finalement, la relaxométrie RMN a mis en avant l’importance de la quantité d’eau transitoirement présente à la surface des hydrates.

GROSSIER Romain, HAMMADI Zoubida, MORIN Roger, VEESLER Stéphane

Experiments on nucleation process may be frustrating due to its stochastic nature : we do not know where and when an indefinite number of nucleation events will occur. Usually, this problem is addressed via a statistical analysis on a large sample of nucleation events. We, here, propose another way of getting to the bottom of nucleation, in the framework of crystallization in solution, by using confined systems, i.e. finite volume systems which volume affect nucleation.
We, first, reconsidered the impact of the microdroplet volume on both mechanism and conditions of nucleation. Using a simple thermodynamical model [1], we identified a clear window of parameters where only one single critical cluster is allowed to nucleate. Due to this confinement effect, unexpected high supersaturation can be reached compared to bulk systems [2], resulting in a possible control on nucleation.
In order to confirm our predictions, we present a simple fluidic device that generates single or arrayed microdroplets of controlled size ranging from nanoliter to femtoliter [3]. Crystallization kinetics undergoing confinement will be shown to be more accurate to approach nucleation mechanism via induction time measurements. Thus, we demonstrate that confinement allow us to experiment "non-stochastic" nucleation : we control where and when one single nucleation event will occur. This control represents a great improvement in studying factors influencing nucleation process and its underlying physics.

[1] Reaching one single and stable critical cluster through finitesized systems Grossier, R. & Veesler, S., Crystal Growth & Design, 2009, 9 (4), pp. 19171922
[2] Ultra-fast crystallization due to confinement Grossier, R., Magnaldo, A. & Veesler, S., Journal of Crystal Growth, 2010, 312, pp 487 489
[3] Generating nanoliter to femtoliter microdroplets with ease Grossier, R., Hammadi, Z., Morin, R., Magnaldo, A. & Veesler, S., Applied Physics Letters, 2011, 98 (9), 91916

Rapporteurs :
 M. Jean-Charles Billaut, professeur – Université François Rabelais - Tours
 Mme Evren Sahin, maître de conférences – École Centrale Paris

Examinateurs :
 M. Nabil Absi, chargé de recherche – ENSM-SE
 M. Dominique Feillet, professeur – ENSM-SE
 M. Xiaolan Xie, professeur – ENSM-SE
 M. Rémy Collomp, pharmacien Gérant – Hôpital Archet - Nice
 M. Michel Gourgand, professeur – Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand Ferrand

Rapporteurs :
 M. Guy Courbebaisse, Ingénieur de recherche – INSA - Lyon
 M. José-Marie Lopez-Cuesta, Professeur – école des mines d’Alès

Examinateurs :
 M. Frédéric Gruy, Professeur – ENSM-SE
 M. Jean-Charles Pinoli, Professeur – ENSM-SE
 M. Johan Debayle, Chargé de recherche – ENSM-SE
 M. Claude Tricot, Professeur – Université Blaise Pascal - Clermont Ferrand
 M. Michaël Stintz, Priv-Doz Docteur – TU Dresden - Allemagne
 Melle Sandra Jacquier, Consultante en financement de l’Innovation – Pôle fiscalité de la recherche - Lyon

Many systems found in nature are hierarchical multi-scale materials in which periodicity and porosity are prominent features. Such hierarchy suggests that different mechanisms are operative at distinct length-scales, potentially enhancing mechanical performance beyond that which could be obtained in simpler systems. Inspired by examples provided by nature, we aim to develop, characterize and understand hierarchical composites for force protection by combining periodic lattices with stochastic foams.

The system of present interest combines a periodic polymer lattice at the mm scale with a stochastic foam at the ;m scale, yielding a hierarchical co-continuous composite. The lattice is produced via a self-propagating polymerization process and is then filled with polyurethane foam. The study focuses specifically on the efficacy of this composite structure on energy absorption capability. To this end, experimental measurements have been made of the compressive stress-strain response.

Parametric numerical studies using finite element analysis have been instrumental in clarifying the key design parameters and in guiding the optimization process.

Après une courte introduction sur les bases physiques de l’énergie nucléaire et la technologie employée pour la récupérer dans un réacteur de puissance destiné à produire de l’électricité, Clémént Lemaignan détaillera ce qu’est une séquence accidentelle, quels sont les dispositifs prévus pour gérer de tels accidents, ce qui s’est probablement déroulé au Japon depuis le 11 mars 2011, et les évolutions prévisibles.

Integration of membranes and proteins into electronic devices involves cross-disciplinary efforts aiming at the full exploitation of a biomolecule specific functional property for advanced bio-electronic applications. Membrane proteins such as ion pumps or receptors, but also hydrophilic ones such as antibodies or enzymes, can be exploited as highly performing recognition elements in electronic sensing devices. Organic thin–film transistor (OTFT) sensors can allow for simple and low-cost fabrication techniques, miniaturization, multi-parametric responses, signal and response amplification [1] as well as label-free detection are the main features of such devices.
Innovative OTFT biosensors realized through the full integration in the electronic device of the biological recognition elements will be presented. The coupling of the OTFT device and the biological recognition system is actuated by assembling supra-molecular structures in which biomolecules such as membranes and proteins are an integral part of the OTFT active material. Specific reactions (i.e receptor/analyte binding) are then used for analyte detection. To perform the bio-sensing measurements, the solution containing the analyte is deposited on the organic semiconductor, or through a proper microfluidic system. Preliminary results show that such bio-electronic devices can be very selective reaching detection limit (LOD) in the low ppt (10-12). In addition, such sensors allow for label-free detection and operate at low reagent and power consumption and can be readily miniaturized and automatized in portable and disposable devices [2].

Références [1] L. Torsi, G.M. Farinola, F. Marinelli, M.C. Tanese, O. Hassan Omar, L. Valli, F. Babudri, F. Palmisano, P.G. Zambonin, F. Naso, Nat Mater, 7, 412 (2008). [2] L. Torsi, G. Palazzo, D. Angione, N. Cioffi, M. Magliulo, S. Cotrone, G. Scamarcio, L. Sabbatini, A. Mallardi. European Patent. EP 10425146.7 Submitted May 3rd, 2010.

Luisa Torsi is full professor of Chemistry since 2005. She is the 2010 E. H. Merck prize winner for analytical science, being the first women and the first Italian to be awarded with this prize. Her main research interests are in the fields of functional materials/nanostructures and electronic devices for chemical and biological sensing. Author of 84 papers in international journals, including Science Magazine and Nature Materials, she is also co-inventor of several patents. Her works gathered more than 3300 citations with an h-index of 28. She has given more than 50 invited lectures (including plenary and key notes) at European, US and Asian universities as well as international conferences and workshops. Awarded research funding comprise European contracts, national and regional projects. Torsi is coordinating an ITN Marie Curie European network named FlexSMELL - Gas Sensors on Flexible Substrates for Wireless Applications (www.flexsmell.eu) and is also principal investigator in the STREP proposal BioEGOFET - Electrolyte-Gated Organic Field-Effect BIOsensors (www.bioegofet.eu). The total budget awarded for the 2010-2013 period is about 5 M€. Presently she is member of the Analytical Division Council of the Italian Chemical Society and member of the Executive Committee of the European Material Research Society (E-MRS). She also one of fourth General Chairs of the forthcoming E-MRS 2012 Spring Meeting, gathering more than 3000 delegates from all over the world every year.

Rapporteurs :
 M. Gérard Ledoigt, professeur – Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand
 M. Michel Mench, directeur de recherche – Université de Bordeaux

Examinateurs :
 M. Bernard Guy, directeur de recherche – ENSM-SE
 M. Jean-Luc Bouchardon, maître-assistant – ENSM-SE
 M. Olivier Faure, maître de conférences – ENSM-SE
 M. Adnane Hitmi, maître de conférences HDR – IUT de Clermont Ferrand
 M. Jawad Aarrouf, maître de conférences – Université d’Avignon et des Pays de Vaucluse

La pollution des sols par l’Arsenic (As) est une préoccupation environnementale grandissante dans plusieurs pays du monde : États-Unis, Canada, Mexique, Chine, Vietnam et France. L’émergence des techniques écologiques dites « phytoremédiation » constitue à l’heure actuelle une des solutions aux problématiques de décontamination des sols pollués par l’As. Aussi, elle permet de concilier le respect de l’état écologique des sites d’une part et le coût financier de traitement d’autre part. Pour cela, l’appréhension des interactions entre le végétal et l’As à l’interface racine-sol est nécessaire afin d’accélerer la mise en place de la phytoremédiation et de tester son efficacité. D’où l’objectif général de ce travail qui est d’étudier l’effet de quatres espèces végétales Holcus lanatus, Dittrichia viscosa, Lotus corniculatus et Plantago lanceolata sur la mobilité de l’As dans un sol à contamination géochimique en As (2000 mg kg-1). Notre étude a permis au départ de comparer et de caractériser la tolérance et la capacité accumulatrice des espèces séléctionnées à l’égard de l’As en milieu de culture et en sol contaminé chimiquement par l’As. Ensuite, l’étude de la mobilisation de l’As dans la rhizosphère a été réalisée par deux approches d’étude complémentaires : l’approche « rhizopot-rhizons » et l’approche « tapis racinaire ». L’approche « rhizopot-rhizons » nous a permis d’identifier d’intéressantes corrélations entre l’As et les paramètres suivis (NO3 -, SO4 2- , Ca, Mg, P, pH, COD) tout au long de la période de croissance. Nous avons identifié et caractérisé plusieurs processus influençant la mobilisation de l’As dans la rhizosphère (alcalinisation/acidification, compétition anionique…). L’avantage de l’approche « rhizopot-rhizons » réside dans le fait que les plantes se sont développées sans prétraitement du substrat de croissance (contamination artificielle, ajout de solutions nutritives…). Par ailleurs, l’approche « tapis racinaire » a permis d’identifier quelques anions organiques dans les racines de P. lanceolata et de mettre en évidence le rôle du Phosphore dans la mobilisation de l’As dans la rhizosphère. Elle permet d’amplifier l’effet du système racinaire sur la mobilité de l’As dans le sol d’une part, et de récupérer entièrement le système racinaire tout en limitant les artefacts liés à la contamination des racines par le sol d’autre part.

The interaction of biological matter with electronic conductors, as used in electrodes for neural stimulation, often leads to encapsulation and degrading of the properties of the interface between electronic material and biosystem. Classical metal or semiconductor electrodes, from inorganic materials, are prone to these reactions. By using electronic polymers, which have properties closer to those of the tissue in which they should function, better matching is expected and obtained. This may relate to the mechanical properties, which range from soft hydrogels to stiffer polymers, and the possibility to modulate these properties also in a reversible manner. It may also relate to the possibility to engineer electroactive polymers to expose structural elements from biological sources, say charged biopolymers, as well as the possibility to express biological cues on the surface. It may also relate to the possibility to express biological cues in the form of smaller molecules, as a flow from the material, using porous materials suitable for inclusion of substances capable of inducing a benign integration process. Reducing the gap of mechanical and chemical properties between electronic implant and biological tissue, and shaping the interface to cells by biochemical and electrical cues, may help integration. Using the high charge capacity typical of electroactive polymers in combination with microstructured electrodes, for instance in fibre geometries, helps to create multichannel electrodes for higher density reporting and stimulation of neural systems. We discuss the development of electroactive polymers, which can be used in geometries and chemical formats which make them compatible with biological systems.

Olle Inganäs is a Professor of Biomolecular and Organic Electronics, and serves as the Director of the Center of Organic Electronics at the University of Linköping in Sweden. Among his many distinctions is that he was elected as a member of the Royal Academy of Sciences of Sweden, and has served as an evaluator for the Nobel Committee. He has authored over 390 publications that have received over 15,200 citations. His h-index is 64.

Fretting-corrosion, friction under small displacements, accounts for degradations of materials constituting hip prosthesis and aseptic loosening. Understanding, predicting and improving wear are significant challenges for orthopaedic surgeons and implants industries due to health and society issues. This work aims at studying fretting-corrosion of the contact AISI 316L-PMMA for simulating the 316L-bone contact according to the mechanical properties. For understanding the role of the proteins on the current density, all presented investigations were carried out at applied potential, close to the open circuit potential. The effect of chloride ions (ionic strength) is highlighted on the wear rate of the stainless steel submitted to fretting-corrosion. Moreover the proteins effect, in model solution, shows a corrosive protecting effect of the 316L wear by fretting-corrosion. The mechanical wear is promoted by albumin.

Résumé détaillé

The application of impedance spectroscopy technique to the characterization of bulk-heterojunction solar cells is addressed. The technique allows for analyzing different solar cell operating mechanisms, such as charge accumulation, extraction, and contact effects, in working conditions. The talk focuses on the role of electronic density-of-states on determining the achievable open-circuit voltage, and the voltage-modulation of the depletion layer formed at the cathode.

Les polymères nanostructurés lamellaires tels que les copolymères à blocs ou les semi-cristallins attirent de plus en plus l’attention pour leurs propriétés thermoplastiques couplées avec de bonnes propriétés mécaniques. Ces types de polymères sont caractérisés par des morphologies et des nanostructures très particulières qui répondent d’une manière complexe aux sollicitations mécaniques macroscopiques et qui se prêtent bien à la modélisation. Dans le cadre de ces travaux les réponses mécaniques des polymères et des copolymères à blocs ont été simulées par dynamique moléculaire. Une attention particulière a été apportée à la nucléation des cavités dans les homopolymères soumis à des contraintes triaxiales. Par ailleurs, l’effet de l’architecture moléculaire sur la réponse mécanique des polymères nanostructurés à structure lamellaire a été étudié et le flambement des phases dans les copolymères lamellaires lors d’une traction uniaxiale (couplage série) a également été simulé, et ses causes microscopiques ont été établies.

Les transports de personnes à la demande (TAD) représentent une voie pour repenser nos pratiques en terme de mobilité. Ils associent la souplesse des taxis à la capacité de regroupement des transports en commun. Leur développement s’est vu dopé par la diffusion élargie de nouvelles technologies de communication et de calcul de positionnement.
Cet exposé se concentre sur les problèmes de planification des tournées effectuées par les véhicules du service. Plus précisément, certains critères de qualité de service diffèrent profondément d’un simple coût de transport et nécessitent l’utilisation de nouveaux modèles et l’adaptation des méthodes de calcul des tournées.
Je présenterai par quelles techniques les approches basées sur de la génération de colonnes – connues pour être performantes dans le cas général – permettent de prendre en compte des critères représentatifs comme le temps perdu en transport, le taux de remplissage et la régularité des tournées.
Les résultats seront illustrés à travers deux mises oeuvres de cas réels : la mise en place d’un TAD dans le Doubs Central et le ramassage de personnes handicapées à destination de leur centre médico-social.

I will first talk about a few projects (including MAS-based Disruption Management and Text Mining applications) that are being developed at the Distributed AI & Robotics group at LIACC – AI and Computer Science Lab at the University of Porto.
I will then follow with the main topic of the presentation addressing Electronic Institutions, an agent-based framework for facilitating B2B automatic interoperability.
For the presentation of our proposal for an Electronic Institution platform, I will briefly introduce the main ideas behind both the model and the implementation, providing services including adaptive Negotiation protocols, Ontology services and a Normative environment leading to Electronic Contracts formation and monitoring. Moreover, Computational Trust Models are being developed to help on partners’ selection process.
Discussion on potential joint collaboration will be welcome.

Les Technologies de l’Information (TI) sont aujourd’hui considérées comme faisant partie intégrante de la stratégie globale d’une organisation. Les pratiques de management des TI actuelles montrent que l’on attend d’elles, qu’elles soient au service de l’agilité du cœur de métier des entreprises (approche service ITIL, architectures orientées services…). En ce sens, il est fondamental que les Départements Informatique soient en mesure d’assurer un juste dimensionnement des ressources en TI, afin d’être capable de supporter les besoins métiers présents et futurs. Les sciences de l’informatique ont largement traité cette problématique sous l’appellation "gestion de la capacité", dont les travaux typiques se basent sur la modélisation des files d’attentes au sein des systèmes informatiques. Cependant, l’évolution des architectures informatiques (informatique distribuée, modèle client-serveur…) rendent ces modèles de moins en moins adaptés à une application industrielle. Sont alors apparues des approches basées sur la récolte et l’analyse des données d’activité du système informatique. Cependant, ces approches peinent encore à intégrer deux problématiques clés de la gestion de la capacité moderne : 1) comment intégrer des scénarios causals intégrant des variables d’entrées métiers de haut niveau, afin de faire ce lien indispensable entre cœur de métier et TI ? 2) comment assurer suffisamment de flexibilité au processus de modélisation, afin de faire face à des architectures informatique devenues extrêmement changeantes ? Pour tenter de répondre à ces questions, une collaboration a été développée avec la société de conception et production de semi-conducteurs STMicroelectronics, dans le cadre d’une thèse CIFRE au sein du laboratoire OMSI. Il a d’ors et déjà été montré qu’il est possible de mettre en relation certaines variables d’activités métiers (volume et complexité de la production, niveau d’en-cours de production…) et certaines variables techniques (utilisation de serveurs applicatifs), par la mise en œuvre d’une démarche économétrique structurée, combinant analyses quantitatives (analyse exploratoire des bases de données d’activités informatique et métier disponibles et modélisation statistique) et qualitatives (enquête terrain avec les experts système). Par ailleurs, ces premiers résultats ont permis de comprendre qu’une telle démarche ne peut être statique et qu’il est primordial d’inscrire cette démarche de modélisation dans le cadre d’un processus dynamique d’amélioration continue. Ainsi, dans le cadre de la présentation, nous proposons : 1) de survoler les principales approches de gestion de la capacité habituellement rencontrées 2) de présenter la démarche mise en œuvre chez STMicroelectronics et les premiers résultats obtenus 3) d’évoquer nos premières réflexions quant à la mise en œuvre d’un processus de modélisation dynamique. Une large part sera également laissée à l’échange, afin de profiter de la discussion que devrait susciter un tel sujet, à la frontière entre plusieurs disciplines représentées au sein de l’Institut Fayol : sciences de l’ingénieur, sciences de l’informatique et de l’information, statistiques.

Rapporteurs :
 Daniel Duprez, directeur de recherche, université de Poitiers
 Francis Menil, directeur de recherche, université de Bordeaux I

Examinateurs :
 Gilbert Blanchard, responsable de recherche dépollution automobile chez PSA Peugeot Citroën à Paris
 Alain Seube, responsable de recherche, measurement specialties à Toulouse

Directeurs de thèse :
 Christophe Pijolat, professeur, directeur du centre SPIN, école nationale supérieure des mines de St-Étienne
 Philippe Vernoux, chargé de recherche, CNRS, IRCELYON
 Jean-Paul Viricelle, maître de recherche (EPA), responsable du département Pressic, école nationale supérieure des mines de Saint-Étienne

Afin de contrôler l’émission totale des NOx dans l’échappement automobile, un capteur potentiométrique à base de zircone stabilisée à l’yttrium a été développé par la technique de sérigraphie. Il est montré que l’utilisation d’un filtre catalytique, déposé directement sur l’élément sensible, permet d’éliminer les interférences venant d’autres gaz réducteurs dans l’échappement, en particulier monoxyde de carbone (CO), hydrogène (H2), hydrocarbures (CxHy) et ammoniac (NH3). En plus, il est possible de fixer avec le filtre catalytique le rapport NO/NO2 correspondant à l’équilibre thermodynamique. Par conséquent la réponse du capteur n’est plus dépendante du rapport NO/NO2, mais seulement de la température. De plus, la sensibilité et la sélectivité du capteur à NO2 peut considérablement être améliorée en appliquant un courant de polarisation.

Important : cette thèse a été effectuée dans un cadre « CIFRE » avec un accord confidentiel. Pour cette raison aucun appareil enregistreur (photo, vidéo, sonore) ne sera autorisé pendant la soutenance.

 09:00 - 09:30 Christophe Gbossou
Sujet de thèse : Déploiement des énergies renouvelables en Afrique de l’ouest à travers la mise en place d’un pôle intégré d’excellence pour l’énergie.

 09:30 - 10:00 Azedine Tahiri
Sujet de thèse : Les responsabilités sociétales (ISO-26000) outil de conciliation entre le management de projet d’ingénierie et les laboratoires pharmaceutiques.

 10:00 - 10:30 Samuel Le Feon
Sujet de thèse : Apport de l’analyse de cycle de vie pour l’évaluation multicritère de la mobilité urbaine.

 10:30-11:00 Pause

 11:00 - 11:30 Sandrine Dumoulinneuf
Sujet de thèse : Méthode d’évaluation environnementale, économique et sociale des solutions innovantes de réduction des impacts environnementaux pour la grande distribution.

 11:30 - 12:00 Carine EL HAJJ
Sujet de thèse : Méthodologie pour le diagnostic et le recherche de moyens d’anticipation et de prévention des impacts induits d’une inondation : le cas de pollution imputable à un déversement de produit toxique dans le secteur de traitement de surface.

 12:00 - 12:30 Juan-Ramon Jacob
Sujet de thèse : Méthode d’évaluation des performances d’un plan de gestion locale d’urgence : le cas du plan communale de sauvegarde.

 12:30 - 14:00 Pause midi

 14:00 - 14:30 Mariana Meave
Sujet de thèse : Évaluation de la performance environnementale. Technique économique et sociale des technologies de traitement des sédiments pollués par les polychlorobiphényles (PCB).

 14:30 - 15:00 Adam Sochaki
Sujet de thèse : Electroplating effluent polishing in constructed wetland systems.

 15:00 - 15:30 Gaël Bouron
Sujet de thèse : Analyse des mécanismes et des effets de la fonte nivale sur la recharge des nappes à l’aval des bassins versants de montagne dans un contexte de modifications climatiques. Étude comparée de têtes de bassins versants du Massif Centrale et des Alpes.

 15:30 - 16:00 Pause

 16:00 - 16:30 Eric Lallot
Sujet de thèse : Approche spatio-temporelle pour la caractérisation et la modélisation de la dynamique des échanges nappe-rivière : Application au Rhône.

 16:30 - 17:00 John Wise
Sujet de thèse : Modélisation réduite d’un écoulement en milieux poreux à des fins d’optimisation et de propagations d’incertitudes. Application à la récupération et au traitement naturel de l’eau.

Microfluidics-based analysis is widely acknowledged as the way to attain on-site analysis using portable or field deployable instrumentation. Microfluidic chip-based capillary electrophoresis (Chip-CE) is a separation method well compatible with portable and on-site analysis. While only few commercial chip-CE systems with LIF and LED fluorescence detection are available and well established for several application tailored methods (DNA, RNA and protein analysis), the range of their applications has been limited. We investigated the applicability of a commercial chip-CE system as a generic CE system and the issues associated with the degrees of flexibility of the existing system : the fixed components are the chips (for DNA, RNA or proteins) and the detection (LIF at 635 nm and LEDIF at 470 nm), while the chemistry (electrolyte) and the programming of all the high voltages are flexible. Using standard DNA chips, we have shown a generic CE function of the system was available, and we demonstrated it with separations of several groups of analytes including basic dyes by NACE and of APTS derivatised sugars. In a following work we further explore the applicability to a broader range of analytes in biomedical diagnostics and on-site analysis applications. The investigated approaches include isotachophoretic (ITP) separations with indirect fluorescence detection and separations of microorganisms stained with various generic and selective fluorescent dyes. The future of microfluidic separations and analysis for on-site analysis and biomedical diagnostics will be discussed.

Mirek Macka combined an initial rewarding career as research scientist in pharma industry in Czechoslovakia and Switzerland, with a following academic career in Australia. He obtained his PhD in 1994 from the University of Tasmania (UTas) in separation of metal ions and metal complexes with metallochromic ligands by capillary electrophoresis (CE). Following studies of fundamental and applied aspects of CE brought him in 2000 the prestigious ARC Research Fellowship in the area of capillary electrophoresis and electrochromatography (CEC). From 1999 he figured among the 3 most productive analytical chemists in Australia. In 2006 he received a prestigious EC FP6 senior fellowship and grant “Marie Curie Excellence Grants” that based him for 4 years at the Dublin city University, Ireland, working within the School of Chemical Sciences and National Centre for Sensor Research. He pursued increasingly multidisciplinary research and broadened his research interest in solid state light sources also utilised in photochemistry as light sources for photopolymerisations of polymer monoliths for separation science. He was a founding member of Irish Separation Science Cluster that later received funding in excess of €6M and received various other funding. In 2010 he relocated back to Australia, where he received a research professorship appointment at UTas under the “New Stars” strategic research initiative. His numerical indicators show currently over 140 journal publications and book chapters, over 220 conference publications (oral and poster presentations), h-number of 28, over 2,500 citations with an average citation number per paper of 19.0 and an average journal IF of 3.4. The quality of his research is witnessed by 11 prizes for outstanding conference presentations and articles 7 times featured on the front cover or as a special promotion. He is a member of 3 journal editorial advisory boards and is an Associate Director of the Californian Separation Science Society (CASSS). His research interests besides separations include miniaturisation of analytical instrumentation, utilisations of light emitting diodes in chemistry, micro- and nanofluidics, optical and electrochemical detection methods in analytical separations and flow-through methods, monolithic stationary phases, computer-based modelling and dynamic fluidic simulations in chemistry, and history of science.

Rapporteurs :
 M. Khalifa Aguir, professeur, Université Paul Cézanne, Aix Marseille III
 Mme Odile Merdrignac-Conanec, professeur, Université de Rennes

Examinateurs :
 M. Christophe PIJOLAT, professeur, directeur du centre SPIN, ENSM-SE
 M. Philippe BREUIL, ingénieur de recherche, ENSM-SE
 M. Pierre TEMPLE-BOYER, chargé de recherche, LAAS CNRS - Toulouse
 M. Sébastien OTT, responsable UET, Centre Technique Renault - Lardy

Directeurs de thèse :

 Christophe PIJOLAT Professeur, Directeur du centre SPIN, ENSM_SE

Cette étude est dédiée à l’optimisation de capteurs chimiques de gaz de type résistifs à base de dioxyde d’étain (SnO2) pour l’application en ligne d’échappement automobile. Les capteurs sont élaborés par la technique de sérigraphie qui permet la production en masse de capteurs robustes sur substrat alumine. En vue de l’application automobile visée, les capteurs ont été optimisés par l’ajout d’une couche protectrice poreuse déposée sur l’élément sensible de SnO2. Le comportement de ces capteurs a été étudié en fonction de différents paramètres, comme la température et la vitesse des gaz, représentatifs de conditions d’échappement automobile. De plus, une modélisation « simple » de la réponse électrique des capteurs en fonction de la concentration d’un ou plusieurs gaz polluants cibles a été proposée.

Rapporteurs :
 M. Stéphane Canu, professeur – INSA - Rouen
 M. Fabrice Gamboa, professeur – Université Paul Sabatier - Toulouse

Examinateurs :
 M. Mario Ahues, professeur – Université Jean Monnet - Saint-Étienne
 M. Francis Bach, directeur de recherche – Ecole Normale Supérieure - Paris
 M. Xavier Bay, maître assistant – ENSM-SE
 M. Laurent Carraro, professeur – Télécom Saint-Étienne

Cette thèse est consacrée à l’étude des méthodes d’interpolation à noyaux. Une grande partie de ce travail est plus précisément dédiée à la résolution de tels problèmes lorsque le nombre de données est infini. Nous proposons une approche spectrale basée sur la diagonalisation d’opérateurs intégraux construits à partir d’une paramétrisation de l’ensemble des données, d’une mesure sur l’espace des paramètres ainsi introduit et du noyau considéré. Nous montrons alors comment notre méthodologie peut être appliquée afin de rendre compte d’informations de type "conditions aux limites" dans les modèles d’interpolation, le tout sans avoir recours à une discrétisation de l’ensemble des données.

Dans le cas du conditionnement des processus gaussiens, notre approche revient à donner une représentation de Karhunen-Loève du processus considéré dépendant uniquement des observations. La décomposition ainsi établie correspond à une représentation de l’espérance conditionnelle du processus et définit sous certaines conditions une probabilité conditionnelle régulière.

Nous abordons enfin dans la dernière partie de ce manuscrit la notion de noyaux conditionnellement positifs. Nous proposons la définition générale de noyaux symétriques conditionnellement positifs relatifs à une espace de référence donné et développons la théorie des sous-espaces semi-hilbertiens leur étant associés. Nous étudions finalement la théorie de l’interpolation optimale dans cette classe d’espaces.

Full field interferometric techniques for non-destructive applications in mechanics of materials : Speckle and Moiré interferometry, temporal phase shifting, phase evaluation, 2-D and 3-D phase unwrapping ; 3D metrology and full-field depth-resolved displacement measurements : Wavelength (or Frequency) Scanning Interferometry, Tilt Scanning Interferometry, Phase-contrast Fourier-domain Optical Coherence Tomography ; Materials characterization

Dr Pablo Ruiz was awarded a PhD for his work on “Electronic Speckle Pattern Interferometry systems for measuring high-speed transient events” at the Rosario Institute of Physics, Argentina, in 2002.
He became Research Fellow at Loughborough University in 2005, Lecturer in 2006 and Senior Lecturer in 2010.
His research interests include the development of interferometric techniques for non-destructive applications in mechanics of materials in life sciences and engineering.
He has developed algorithms and methods for temporal phase shifting, temporal and three dimensional phase unwrapping, moiré and speckle interferometry.
His current research is focused on the development of tomographic imaging techniques for mesuring displacement and strain fields in weakly scattering materials and tissues.
These techniques were used to study composite materials, thin films of organic lacquers, corneal tissue and bonded joints, amongst others. He has published 25 journal papers and contributed over 35 conference communications.
167 citations, h-index : 9
He is member of the Optical Society of America, the Institute of Physics and chairman of the Fringe Analysis Special Interest Group.

Rapporteurs :
 Mme Françoise Delpech, professeur des universités – Univ. J. Fourier de Grenoble
 M. Jean-Louis Vignes, professeur des universités – Université Paris 13

Examinateurs :
 M. Jacques Bourgois, professeur – ENSM-SE
 Mme Chantal Guillard, directeur de recherche CNRS – IRCE Lyon
 Mme Sylvie Lacombe, directeur de recherche – UPPA
 M. Alexei Evstratov, maître de recherche – Ecole des Mines d’Alès
 M. Miguel Lopez-Ferber, professeur – Ecole des Mines d’Alès

In this talk we will present some of the research projects carried out by the Industrial Management Research Group in the University of Seville. Among others, we will show a decision support system for region-wide transportation of clinical specimens (project CORAL) and a computerised system for advanced operating theatres scheduling (project ASSYST). These projects have been successfully implemented within the Andalusian Regional Healthcare System and have helped in substantially reducing operating costs. We will also discuss some of the ongoing projects and future research lines of the Research Group.

Nanostructure architectures and molecular assemblies offer new platforms for the development of next generation solar cells and photocatalytic systems. Of particular interest are the CdSe based Quantum Dot Solar Cells (QDSC) and graphene-metal/semiconductor photocatalytic assemblies. We have developed quantum dot sensitized solar cells (QDSC) by assembling different size CdSe quantum dots on TiO2 films composed of particle and nanotube morphologies. The primary photochemical event in these solar cells is the charge injection from excited CdSe quantum dots into nanostructured metal oxide films. This process can be modulated by varying the particle size of CdSe quantum dots or the conduction band of the acceptor oxide. Ways to improve power conversion efficiency and maximize the light harvesting capability through the construction of a rainbow solar cell and carbon nanotube-semiconductor hybrid assemblies will be presented. By assembling semiconductor and metal nanoparticles on graphene oxide sheets suspended in a polar medium we have succeeded in designing a catalyst mat with multifunctional activity. The role of graphene as a conducting scaffold to collect and transport charges between different nanoparticles will be discussed.

Prashant V. Kamat is a Rev. John A. Zahm, C.S.C., Professor of Science in the Department of Chemistry and Biochemistry and Radiation Laboratory at Notre Dame and Concurrent Professor in the Department of Chemical and Biomolecular Engineering. He earned his doctoral degree (1979) in Physical Chemistry from the Bombay University, and postdoctoral research at Boston University (1979-1981) and University of Texas at Austin (1981-1983). He joined Notre Dame in 1983. Professor Kamat has for nearly three decades worked to build bridges between physical chemistry and material science to develop advanced nanomaterials that promise cleaner and more efficient light energy conversion. In addition to large multidisciplinary interdepartmental and research center programs, he has actively worked with industry-sponsored research. He has served on many national panels on nanotechnology and energy conversion processes. He has published more than 400 scientific papers that have been well received by the scientific community (21000+ citations). He is cited by Science Watch (ISI) as one of the Top 100 Chemists of the last decade.

Rapporteurs :
 M. Denis Clodic, directeur de recherche – Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris
 M. Ryo Ohmura, associate Professor – Keio University - Japon

Examinateurs :
 M. Didier Dalmazzone, enseignant chercheur – ENSTA ParisTech
 M. Jean-Michel Herri, professeur – ENSM-SE

Research into robotics (and especially multi-robot systems) is one of the most interesting challenges of modern science and technology. This wide discipline interconnects number of different issues like analogue and digital electronics, wireless communication, control software creation, artificial intelligence and many others. Therefore design, building and programming of a new robot or coordinate robot activities in a multi-robot environment are very complex and sophisticated tasks. In addition inevitability of number of prototypes and unforeseen problems during building process makes this kind of research extremely expensive. Some of these issues can be solved by use of simulation tools.
The system to be presented on the seminar is an advanced, distributed simulation environment for robot modeling, programming, and control program testing. It offers accurate, three-dimensional simulation of kinematics and dynamics of complex mechanical constructions, and ability of creating control programs in a convenient programming language. General architecture of the system, its abilities, and the process of distributed simulation, together with some results of experiments as well as examples of possible applications will be presented. The system was developed at the Department of Computer Science, AGH University of Science and Technology and is used for teaching and research on multi-robot systems.

Real relations between persons expressed by meetings, telephonic talks, e-mails, bank transfers, comments on blogs, connections using different Internet communicators may be described using a social network, where nodes represent persons (or groups of persons) and edges represent interactions between these persons. By analysing the fundamental parameters of nodes of such a network (mainly different centralities) it is possible to measure the degree of complexity of the network, importance of the given persons/nodes or to discover relations within groups/organisations.
Additionally people in organisation join in different groups, which play significant role in the organization : they mirrored characteristics of the whole organization and build such organization. So analyzing process of group formation and finding structure of such groups can help in better understanding the community.
Two realized systems : for phone calls analysis and blogosphere analysis will be presented.

Rapporteurs :
 M. Alain Guinet, professeur, Institut national des sciences sppliquées de Lyon
 M. Bernard Grabot, professeur, École nationale d’ingénieurs de Tarbes

Examinateurs :
 M. Dominique Feillet, professeur, École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne
 Mme Gulgun Alpan, MCF-HDR, Institut national polytechnique de Grenoble
 M. Xavier Delorme, maitre assistant, École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne

Directeur de thèse :
 M. Xiaolan Xie, professeur, École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne

En raison de la pénurie de personnel médical qualifié dans les hôpitaux, et de la forte croissance de l’activité hospitalière due au vieillissement de la population, le système de santé devient de plus en plus fragilisé. Pour cette raison la commission européenne a subventionné le projet européen IWARD, dont cette thèse fait partie. Ce projet a pour but de développer des robots afin de venir en aide au personnel médical sur le plan logistique de son travail ce qui lui permettra de se concentrer uniquement sur l’aspect médical. Ceci, en utilisant des robots mobiles, reconfigurables, et rechargeables permettant d’effectuer des tâches logistiques comme : Le transport de médicaments, le nettoyage, le guidage des patients, la surveillance et la téléconsultation.
Cette thèse présente notre travail dans le cadre de ce projet et détaille la plateforme de gestion et de décision du groupement de robots. Dans la première partie de la thèse nous présentons le problème stratégique qui consiste à déterminer les plannings de rechargement des robots, la configuration des robots opérationnels ainsi que la localisation des stations d’attentes des robots lorsqu’ils sont en mode veille. Différentes hiérarchies à un / plusieurs niveaux de décisions, sont formulées comme des programmes linéaires en nombres entiers. Des formulations utilisant l’approche de génération de colonnes sont aussi développées pour résoudre ces problèmes.
Dans la deuxième partie, nous présentons le problème tactique qui consiste à affecter les taches arrivantes aux différents robots et d’ordonnancer dynamiquement l’exécution de ces missions. Deux approches sont inspectées une version centralisée utilisant les algorithmes évolutionnaires et une autre version distribuée utilisant les algorithmes d’enchères inversées. Afin de mettre à l’épreuve ces deux approches, une simulation à événements discrets a été conçue et développée spécifiquement pour le projet ce qui permet d’évaluer ces deux approches.

Finalement la version distribuée a été retenue et implémentée sur les robots puisqu’elle permettait de mettre en place une couche de décision collaborative mais aussi réactive aux différents événements inattendus.

Dans cet exposé, nous présentons des méthodes pour résoudre des problèmes d’optimisation combinatoire multiobjectif. En optimisation multiobjectif, une solution admissible est évaluée par un ensemble de fonctions objectifs. Cette formulation convient mieux aux problèmes réels qui comprennent souvent plusieurs objectifs contradictoires. Pour ces problèmes, une solution minimisant simultanément chaque objectif n’existe pas et on retrouve un ensemble de solutions appelées solutions Pareto optimales. Une solution Pareto optimale est une solution pour laquelle il est impossible de trouver une solution qui la domine, c’est-à-dire une solution qui est au moins aussi bonne sur tous les objectifs, et meilleur sur au moins un objectif.
Les principales difficultés liées à la génération de toutes les solutions Pareto optimales d’un problème d’optimisation combinatoire multiobjectif seront exposées.
Nous développerons ensuite quelques méthodes de résolution, qui sont essentiellement basées sur les métaheuristiques, étant donné la difficulté de résolution des problèmes multiobjectifs. Nous montrerons ensuite comment ces méthodes ont été adaptées pour résoudre des problèmes classiques d’optimisation combinatoire multiobjectif (voyageur de commerce, sac à dos, routage de véhicules). Deux applications en gestion hospitalière seront finalement abordées : l’ordonnancement du bloc opératoire et le traitement par radiothérapie de patients atteints de cancer.

 Guy Gogniat, UBS, rapporteur
 Philippe Maurine , LIRMM, rapporteur
 Jean-Claude Bajard, LIP6, examinateur
 Nathalie Drach-Temam, LIP6, directrice de thèse
 Perez Pelage , Viaccess, examinateur
 Bruno Robisson , CEA, examinateur
 Assia Tria, CEA, examinatrice

Les composants de sécurité, parce qu’ils contiennent des informations confidentielles, font l’objet d’attaques. Celles-ci tentent généralement de porter atteinte à la confidentialité, à l’intégrité ou à l’authenticité des données protégées par les algorithmes de cryptographie embarqués sur ces composants. Les attaques dites "matérielles" ou "physiques" exploitent les faiblesses de l’implantation matérielle de ces algorithmes. Trois types d’attaques ont été répertoriés. Les premières, appelées attaques SCA (pour "Side Channel Analysis"), utilisent le fait que la consommation, le rayonnement électromagnétique ou le temps de réponse d’une puce est fonction des données qu’elle manipule. Le second type d’attaques, appelées attaques en faute, consiste à modifier l’environnement de la puce de telle sorte que le fonctionnement de celle-ci s’en trouve altéré. Le dernier type d’attaques, plus difficile à mettre en œuvre, consiste à analyser la conception de la puce à l’aide de procédés invasifs puis à sonder les signaux sur lesquels transitent les informations secrètes. C’est dans ce contexte que nous avons orienté nos travaux de recherche vers le développement et l’évaluation de nouvelles protections vis-à-vis des attaques SCA et en faute. Les protections proposées dans le cadre de cette thèse sont principalement destinées aux microprocesseurs tels que ceux qui sont embarqués dans des cartes à puces.

Dans cette thèse, une revue des différentes attaques sur les composants qui protègent des informations confidentielles telles que des clefs de cryptographiques a tout d’abord été réalisée. Les protections qui ont été proposées ces dernières années pour les contrer ont ensuite été analysées. Nous avons alors proposé des contre-mesures dédiées à un processeur généraliste avec comme double objectif :
 de réduire au maximum les coûts associés
 de sécuriser ce processeur conjointement vis-à-vis des attaques en faute et par effet de bord.
Ces protections ont été implantées sur un système sur puce représentatif d’un composant pour carte à puce et leur efficacité a été démontrée, en termes de sécurité mais également de performances et de coût.

Il est bien connu que la gestion de salles opératoires (c’est-à-dire la gestion du bloc opératoire) dans un établissement public ou privé est un problème très complexe puisqu’il s’agit de coordonner, dans le même temps, plusieurs activités, ressources humaines et non.
Le bloc opératoire constitue le secteur le plus coûteux de l’hôpital puisqu’il implique différentes ressources humaines et matérielles très coûteuses. Je suis co-autrice d’un travail récemment publié où plusieurs articles de la littérature sur la salle opératoire ont été revus. En particulier, on a mis en évidence comme souvent la complexité du problème est abordée en distinguant trois niveaux décisionnels hiérarchiques, c’est-à-dire le niveau stratégique, tactique, et opérationnel et comme divers problèmes de planification et gestion sont résolus avec des méthodes et techniques de la recherche opérationnelle (optimisation, simulation, etc). La schématisation en trois niveaux décisionnels facilite la gestion mais il faut considérer que on a plusieurs interactions entre eux et que la plus commune approche est de résoudre chaque niveau décisionnel séparément où d’adresser tous les trois hiérarchiquement en résolvant un problème d’optimisation à la fois (mais pour une seule spécialité chirurgicale). En outre, les critères optimisés sont divers et divers approches ont permis de donner une solution quantitative et parfois meilleur de celle adoptée dans les réalités hospitalières.
La complexité du problème est aussi due à différents acteurs impliqués qui ont objectifs et intérêts différents et souvent en conflit entre eux (par exemple, les objectifs des dirigeants sont différents de ceux des administrateurs, des patients, des chirurgiens, des anesthésistes, des infirmières) ; satisfaire tous est fortement difficile ou dans quelques cas impossible. Il faut donc chercher de définir les « meilleurs » compromis entre buts distincts comme coût, qualité, performance en examinant et équilibrant les demandes chirurgicales, les ressources, et les besoins. La nature multi-objective du problème nous a porté à proposer un nouvel modèle d’optimisation combinatoire multi-objective pour planifier et affecter les interventions chirurgicales électives soit au bloc opératoire que à l’équipe chirurgicale en considérant la priorité clinique du malade, le séjour dans la liste d’atteinte et la durée des blocs opératoires ; en outre, les niveaux décisionnels considérés dans le même temps sont le tactique et l’opérationnel. Le but est avoir un compromis entre l’utilisation de salle opératoire, la maximisation des interventions chirurgicales électives programmées en prenant en considération soit la priorité affecté au patient que le temps d’attente à l’intervention, minimiser la sous-utilisassions des équipes chirurgicales, minimiser la prolongation horaire qui détermine des coûts extraordinaires.
Il faut noter qu’il y a peu de papiers où les techniques de l’optimisation multi-objectives évolutionnaires ont été appliquées pour résoudre les problèmes de la gestion de la salle opératoire formulés et la plupart des approches est basée sur une seule fonction objectif.
Puisque le modèle mathématique formulé est NP-Dur, que les méthodes exactes peuvent prendre beaucoup de temps (plusieurs heures ou même quelques jours) et que les directeurs d’hôpital préfèrent une solution approximative mais de bonne qualité dans un temps raisonnable, nous avons utilisé des algorithmes génétiques pour obtenir le front Pareto. Les résultats computationnels préliminaires ont été obtenus sur des donnés réels relatifs à deux semaines de planification effectuée à l’Hôpital Général de Cosenza (Italie) qui a 10 salles opératoires et 12 spécialités chirurgicales. La situation réelle considérée est de petite taille (c’est-à-dire 2 salles opératoires, 5 spécialités chirurgicales et 80 interventions à planifier pendant une semaine) . La frontière Pareto, qui est l’ensemble des solutions non dominées de l’espace de recherche, a été obtenue avec NSGAII et est formé par des solutions qui différent soit pour l’affectation des opérations chirurgicales soit pour l’affectation des blocs opératoires à les équipes chirurgicales.
L’approche multi objective permet donc de prendre en considération et « balancer » plusieurs buts importants et stratégiques qui typiquement coexistent dans ce contexte. L’ensemble entier de solutions non-dominées peut ainsi aider le décideur à faire un meilleur choix parmi plusieurs solutions alternatives faisables.

 Prof. Jean-Michel BERGHEAU, ENISE (Rapporteur),
 Prof. Philippe BOISSE, INSA de Lyon,
 Prof. Sylvain DRAPIER, ENSM-SE,
 Prof. Patrice HAMELIN, UCB – Lyon I (Rapporteur),
 Prof. Woo-Il LEE, Université Nationale de Séoul, Corée,
 Prof. Emmanuel LERICHE, Université Lille 1,
 Prof. Michel POTIER-FERRY, Université Paul Verlaine – Metz (Rapporteur).

Directeur de thèse :
 Patrick Burlat, professeur, Ecole des Mines, Saint-Etienne

Rapporteurs :
 Valérie Botta-Genoulaz, professeur, INSA, Lyon
 Claude Pellegrin, professeur, Université Lumière, Lyon 2

Examinateurs :
 Vincent Giard Professeur, Université Dauphine, Paris
 Marie-Agnès Girard, maître-assistante, Ecole des Mines, Saint-Étienne
 Natacha Gondran, maître-assistante, Ecole des Mines, Saint-Étienne
 Caroline Thierry, professeur, Université Paul Sabatier, Toulouse

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans les pays développés. Parmi ces maladies, celles liées à l’épaississement de la paroi des vaisseaux peuvent nécessiter des techniques de chirurgie lourde telles que de multiples pontages. Cependant, les greffes synthétiques avec moins de 6 mm de diamètre ont un taux de succès faible, principalement en raison de la formation de thrombus et d’hyperplasie intimale. Nous avons développé de nouveaux matériaux à base de pullulane et dextrane de 2mm de diamètre comme alternative pour le remplacement artériel. Nous présenterons l’élaboration des ces matrices et les résultats encourageants après 2 mois d’implantation chez des rats.
Pour le traitement de l’infarctus du myocarde, nous avons modifié ces matrices 3D afin de les rendre poreuses et ainsi créer un environnement favorable pour la croissance de cellules thérapeutiques pour régénérer les tissus endommagés. Nous avons montré que des matrices poreuses pullulane / dextrane ayant des pores de 200 microns et une porosité de 40% permettent la prolifération et la survie des progéniteurs endothéliaux. Des cellules souches mésenchymateuses ont également été utilisé avec une libération importante à la fois chez le rat et chez le porc après infarctus. Les modes d’administration de cellules feront l’objet d’un développement particulier au cours de cet exposé, ainsi que les extensions possibles pour le traitement des anévrysmes.
En conclusion, ces matrices biocompatibles et biodégradables favorisent la régénération tissulaire. Les applications de ces matériaux concernent la réalisation de supports pour la culture cellulaire en 3D, des matrices hybrides pour améliorer l’intégration des tissus, et de nouveaux matériaux biocompatibles pour la délivrance de cellules, de médicaments ou des gènes par fonctionnalisation chimique des matériaux.

Today, we have become used to the idea of replacing classical materials such as metals and semiconductors by organic molecules. Particularly conjugated, aromatic molecules and fullerenes are heavily explored for applications such as lighting, switching, and photovoltaics. In my talk, I will first review the physical properties of organic electronics materials. Then, I will discuss a more recent development, i.e. the usage of organic thin film transistors for biosensing. Here, we aim on transferring sensing strategies originally developed for Si (MOSFET) to organic electronics. The huge potential of this approach stems from the inherent flexibility and biocompatibility of the new materials.

Bert Nickel joined the Ludwig-Maximilians-Universität at Munich in 2003, where he holds the position of a lecturer (Privatdozent). His research focuses on organic electronics and lipid membranes. He graduated at the Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart ; during his PhD he spent 2 years at Grenoble (ILL and ESRF) studying phase transitions in confinement and the influence of roughness on magnetic interfaces. Afterwards, he spent his postdoc at Princeton University working on self-assembled monolayers and organic thin films.

Rapporteurs :
 M. Pierre LEFORT Professeur – Université de Limoges
 M. Frédéric BERNARD Professeur – Université de Bourgogne

Examinateurs :
 M. Christophe GEANTET Directeur de recherche – IRCELYON à Villeurbanne
 M. Alexandre NICOLAOS Ingénieur de recherche – AXENS à Rueil-Malmaison
 M. David CHICHE Ingénieur de recherche – IFPEN à Solaize
 M. Loïc FAVERGEON Chargé de recherche – ENSM-SE
 Mme Michèle PIJOLAT Professeur – ENSM-SE

Rapporteurs :
 M. Bernard Henry, chargé de recherche CNRS – IPG de Paris
 M. Erwan Hallot, maitre de conférence – Université de Rennes 1

Examinateurs :
 M. Pascal Richet, directeur de recherche CNRS – Institut IPG de Paris
 M. Alain Gourgaud, professeur Emérite – Univ. BP à Clermont-Ferrand

Directeur de thèse :
 M. Bernard Guy, directeur de recherche CNRS – ENSM-SE

Co-encadrants :
 M. Jérôme Bascou, maître de conférence – Université Jean Monnet
 Mme Marie-Christine Gerbe, maître de conférence – Université Jean Monnet

Rapporteurs :
 M. Michel Grediac, professeur – LaMI. Univ. BP-IFMA à Clermont-Ferrand
 M. Michel Suery, directeur de recherche – Lab.SIMAP Saint-Martin-d’Hères

Examinateurs :
 M. Joël Gourbon, professeur – Labo. MATEIS à Villeurbanne
 M. Helmut Klöcker, directeur de recherche – ENSM-SE
 M. Jérôme Molimard, maître-assistant – ENSM-SE

Rapporteurs
 Hervé Muhr, directeur de Recherche, ENSIC, Nancy
 Denis Mangin, maître de Conférences, CPE, Lyon

Examinateurs
 Michel Cournil, professeur, ENSM, Saint Etienne
 Olivier Bildstein, ingénieur de Recherche, CEA, Cadarache

Directeurs de thèse
 Daniel Garcia, maître de Recherche, ENSM, Saint-Étienne
 Gilles Fevotte, professeur, ENSM, Saint-Étienne

Cette étude aborde la formation de gypse résultant de la neutralisation d’une solution d’acide sulfurique par ajout régulier d’une suspension de calcite dans un réacteur semi-ouvert. L’impact des paramètres opératoires usuels (température, concentration en acide, taille des particules de calcite en suspension, débit d’alimentation en suspension, ensemencement par des cristaux de gypse) sur les écarts à l’équilibre générés et les caractéristiques géométriques du gypse précipité est étudié. La solubilité du gypse est évaluée en fonction de la température et de la concentration en sulfate en bon accord avec les données de la littérature. Selon le jeu de conditions opératoires utilisé, le gypse se forme préférentiellement à la surface de la calcite par conversion ou en solution par précipitation. La modélisation du processus est découplée afin d’étudier séparément les phénomènes de conversion et de précipitation en solution. La conversion est simulée sur la base d’un modèle explicite à cœur rétrécissant adapté pour représenter la dissolution de la calcite et la formation d’une couche poreuse de gypse.
La précipitation en solution est simulée par un bilan de population s’appuyant sur un modèle de type germination – croissance et résolu par une méthode des caractéristiques. Les paramètres des lois de germination et de croissance sont évalués par un algorithme d’optimisation. Les essais de simulation des deux modèles restituent convenablement la phénoménologie expérimentale. Le modèle de conversion rend compte de la sensibilité de processus à l’acidité de la solution et à la taille des particules de calcite. Le modèle de précipitation fournit des profils de sursaturation et de distribution granulométriques simulés cohérents avec les profils expérimentaux.

Rapporteurs :
 M. Jean-Marie BUCHLIN Professeur – Von Karman Institute for Fluid Dynamics
 M. Jean-Marie FLAUS Professeur – Institut National Polytechnique de Grenoble

Examinateurs :
 M. Gilles DUSSERRE Directeur de recherche – Ecole des Mines d’Alès
 M. Frédéric HEYMES Docteur Ingénieur – Ecole des Mines d’Alès
 Mme Valérie LAFOREST Professeur – ENSM-SE
 M. Laurent PERRIN Professeur – ENSIC de Nancy

This presentation will give an overview on our activities on the manufacturing of smart sensing systems on flexible plastic foil. We will address both the conventional thin film and printed fabrication processes highlighting the challenges to process at large scale sensors on plastic foil. We are envisioning the direct printing of sensors on different types of products such as smart labels and tags. This technology could bring sensors where there is no sensor at the moment by significantly reducing their production cost and provide new functionalities, such as flexibility and transparency. Examples of sensors development for environmental monitoring and the monitoring of goods during their transport will be described. The Integration, using a System in Foil (SiF) approach, of these sensors fabricated on plastic foil with electronics, communication and powering capabilities will be addressed. Smart systems on plastic foil could represent one of the key technologies for the realization of cost-effective smart sensing labels that would contribute significantly the deployment of the Internet of Things (IoT).

Danick Briand received his B.Eng. degree and M.A.Sc. degree in engineering physics from École Polytechnique in Montréal, Canada, in collaboration with the Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), France, in 1995 and 1997, respectively. He obtained his Ph.D. degree in the field of micro-chemical systems from the Institute of Microtechnology (IMT), University of Neuchâtel, Switzerland in 2001. He is currently a team leader at EPFL IMT Samlab in the field of EnviroMEMS, Energy and Enviromental MEMS. He has been awarded the Eurosensors Fellowship in 2010. He has been author or co-author on more than 125 papers published in scientific journals and conference proceedings. His research interests in the field of sensors and Microsystems include polymeric and Power MEMS, printed sensors and smart sensing systems on plastic and flexible foil, environmentally-conscious microsystems, green microtechnologies and microfabrication, and the development of microsystems for environmental and energy applications.

Rapporteurs :
 M. Gilles Escadeillas, professeur – INSA de Toulouse
 Mme Françoise Feugeas, maitre de conférence – INSA de Strasbourg

Examinateurs :
 M. Philippe Grosseau, directeur de recherche – ENSM-SE
 M. René Guyonnet, directeur de recherche – ENSM-SE
 M. Alexandre Govin, chargé de Recherche – ENSM-SE
 Mme Christine Lors, maître-assistant HDR – Ecole des Mines de Douai
 M. Olivier Deves, ingénieur – CSTB à Marne-la-Vallée
 M. Denis Damidot, professeur – Ecole des Mines de Douai

Rapporteurs :
 M. François Roure, professeur, docteur – IFP Energies Nouvelles à Rueil-Malmaison
 M. Jean-Luc Potdevin, professeur – Université de Lille I

Examinateurs :
 M. Daniel Garcia, maître de recherche – ENSM-SE
 M. Rudy Swennen, professeur – KU-Leuven en Belgique
 M. Fadi Nader, ingénieur de recherche – IFP Energies Nouvelles à Rueil-Malmaison.

Rapporteurs
 Anne-Laure Helbert, maîtresse de conférence, Université Paris-Sud
 Andrea Tommasi, directrice de Recherche au CNRS, Géosciences Montpellier, Université de Montpellier

Examinateurs
 Jean-Hubert Schmitt, professeur, directeur de la recherche, École Centrale Paris Astrid Perlade, ingénieure de Recherche, ArcelorMittal Maizières Jean-Denis Mithieux, ingénieur de Recherche, APERAM Isbergues Research Center

Directeurs de thèse
 Frank Montheillet, directeur de recherche au CNRS, ENSM-SE

Depuis le début de la Révolution Industrielle, les concentrations de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère n’ont cessé d’augmenter sous l’effet des activités humaines. La filière automobile, principale émettrice de GES, est concernée au premier chef. Les directives de l’Union Européenne, en fixant des règles, conditionnent toute la R&D sur les allègements et l’utilisation de matériaux plus légers ayant comme conséquence une réduction de la consommation de carburant et ainsi une diminution de l’émission de gaz d’échappement. Jusqu’à présent, cet allègement a été réalisé en augmentant le niveau de résistance mécanique des aciers pour compenser la diminution d’épaisseur. Mais cette solution trouve ses limites avec la diminution de la rigidité des pièces et l’apparition de problèmes de vibration et de bruit. Des solutions en rupture doivent donc être proposées aux constructeurs automobiles.

L’objectif global du projet d’ArcelorMittal dans lequel s’insère le présent travail est de mettre au point de nouveaux aciers allégés d’au moins 10% (densité maximale autour de 7g/cm3) tout en gardant ou même améliorant les propriétés de résistance et de ductilité des matériaux existants. Les alliages fer-aluminium possèdent des propriétés physiques et mécaniques prometteuses pour le développement et la conception de nouveaux types d’aciers allégés. Ces alliages présentent cependant des défauts de surface appelés « roping », apparaissant après l’étape d’emboutissage à froid. La formation de ces défauts est principalement attribuée à la distribution hétérogène des orientations des grains. La présente étude a donc consisté à mieux comprendre les conditions de recristallisation au cours du laminage à chaud de cette catégorie spécifique d’acier allié afin de contrôler la microstructure et ainsi limiter ces défauts.

Il est généralement admis, lors d’une déformation à chaud, que les alliages ferritiques, à haute énergie de défaut d’empilement, donnent lieu aux processus de recristallisation dynamique géométrique (RDG) et de recristallisation dynamique continue (RDC). Dans cette étude, l’existence d’une transition entre les mécanismes de recristallisation dynamique continue et de recristallisation dynamique discontinue (RDD) a été mise en évidence pour des températures comprises entre 900 et 1100°C et des vitesses de déformation comprises entre 0,1 et 50s 1. En effet, aux faibles vitesses et aux faibles températures de déformation, le mécanisme de recristallisation est contrôlé par le processus de RDC (pas d’observation de germes). Par contre, lorsque la vitesse de déformation et la température augmentent, on observe la naissance de grains (vierges de sous-structures) montrant l’activation de la RDD. La recristallisation post-dynamique a aussi été étudiée au cours de ce travail. Des maintiens en température après déformation ont été effectués sur l’ensemble des nuances étudiées afin d’observer l’évolution de la microstructure après différentes durées.

Après avoir étudié et caractérisé la recristallisation dynamique et post-dynamique se produisant dans ces nuances en fonction des conditions de déformation, le modèle développé par Gourdet et Montheillet [2003] pour la recristallisation dynamique continue de l’aluminium a été utilisé afin de simuler une passe de laminage. Bien que la comparaison des résultats expérimentaux et simulés fasse apparaître un certain nombre de différences, ce modèle permet de reproduire qualitativement les évolutions de la microstructure.

Rapporteurs
 GLEIZES Marie Pierre, Professeur, IRIT, Université Toulouse
 SICHMAN Jaime Simão, Professeur, EPUSP, Université de São Paulo, Brésil

Examinateurs
 GARBAY Catherine, Directeur de la Recherche, CNRS, LIG, Université Joseph Fourier Grenoble
 BALBO Flavien, Maitre de Conférences, LAMSADE, Université Paris Dauphine, Paris

Directeur de thèse :
 BOISSIER Olivier, Professeur, ISCOD - LSTI, Institut Henri Fayol, ENSM Saint-Étienne

Medical bionic devices such as the cochlear ear implant that restores hearing to the deaf and vagus nerve stimulators that provide control over a range of neurological conditions have a profound impact on quality of life. A number of other bionic implants such as the bionic eyes, devices that connect the brain to prosthetics or conduits for nerve/muscle regeneration are under development. The performance of each of these devices is ultimately dependent on the effectiveness of the electrode/cellular interface. In our work we have been concerned with the development of organic conductor systems to create an appropriate interface. Here we describe how the dynamic properties of inherently conducting polymers can be used to facilitate nerve and muscle growth and how nano-dimensional features can be used to control the direction of growth. In addition we are concerned with two parallel streams of activity that are critical to the realisation of clinically relevant devices based on organic conducting polymers. That is the development of Bio Atomic Force Microscopy that enables us to "visualise" events in the nanodomain in biologically relevant media and the development of novel nanofabrication tools to create platforms with spatial control over the distribution of functionality.

Australian Laureate Fellow and Australian Research Council Federation Fellow Professor Gordon Wallace is currently the Executive Research Director at the ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science, and Director of the Intelligent Polymer Research Institute. He completed his undergraduate degree in 1979 and PhD in 1983 at Deakin University, Australia, and was awarded a DSc from this institute in 2000. Professor Wallace’s research interests include organic conductors, nanomaterials and electrochemical probe methods of analysis, and the use of these in the development of Intelligent Polymer Systems. A current focus involves the use of these tools and materials in developing bio-communications from the molecular to skeletal domains in order to improve human performance via medical Bionics. He has supervised 60 PhD students to completion at the Intelligent Polymer Research Institute, and has received numerous recognitions, including being elected Fellow at the Australian Academy of Science, the Australian Academy of Technological Sciences and Engineering, the Institute of Physics (UK) and the Royal Australian Chemical Institute, a Life Time Achievement Award by SPIE, named NSW Scientist of the Year in 2008, appointed to the Korean World Class University System, received the Royal Australian Chemical Institute HG Smith Prize, the Royal Australian Chemical Institute Stokes Medal for research in Electrochemistry, the ETS Walton Fellowship by Science Foundation Ireland and the Inaugural Polymer Science and Technology Award. With more than 600 refereed publications, Professor Wallace has attracted more than 13,000 citations and has an h-index of 51.

"Dans le contexte sociétal actuel, la maîtrise des émissions de gaz à effets de serre ainsi que la diversification des ressources énergétiques constituent une priorité au niveau mondial pour évoluer dans un meilleur respect de l’environnement. Pour répondre à ces problématiques, la production de biocarburants a été envisagée et c’est récemment que la seconde génération de biocarburants prend une grande ampleur. Purement énergétique, elle permet d’être réalisée à partir de biomasse en évitant d’exister au détriment de la production alimentaire. Comment pensons-nous faire cela, me direz-vous ? Eh bien, par exemple, à partir de résidus de bois forestiers ! Tout d’abord gazéifiés, ils sont liquéfiés pour en faire du biodiesel par synthèse Fischer-Tropsch. Afin d’optimiser le transport pneumatique des résidus de bois ainsi que le rendement de leur gazéification, leur prétraitement à la fois thermique et mécanique est alors envisagé.

Notre objectif, lors de mon post-doctorat en collaboration entre IFPEN et l’équipe SPIN de l’EMSE, a donc été d’étudier l’influence du prétraitement sur les propriétés de poudres de bois. Ainsi, ont été développées et exploitées différentes techniques de caractérisation de ces poudres : rhéologie, morphologie ainsi que fluidisation sur colonne."

 M. Stéphane CANU, Professeur, INSA de Rouen
 M. Laurent CARRARO, Professeur, Télécom Saint-Étienne
 M. Fabrice GAMBOA, Professeur, Université Paul Sabatier, Toulouse (rapporteur)
 M. Bertrand IOOSS, Chercheur Expert HDR, Electricité de France R&D
 M. Joachim KUNERT, Professeur, Technishe Universität Dortmund, Allemagne (rapporteur)
 M. Henry WYNN, Professeur, London School of Economics, Angleterre (rapporteur)

Rapporteurs :
 Beatrice Laurent - INSA Toulouse
 Henry Wynn - London School of Economics

Examinateurs :
 Yves Grandvalet - Université de Technologie de Compiègne
 Alberto Pasanisi - EDF R&D

Directeurs :
 Laurent Carraro - Telecom Saint-Étienne
 Rodolphe Le Riche - École des Mines de St-Étienne

Co-encadrants :
 David Ginsbourger - Universität Bern
 Olivier Roustant - École des Mines de St-Étienne

Le thème général de cette thèse est celui de la construction de modèles permettant d’approximer une fonction f lorsque la valeur de f(x) est connue pour un certain nombre de points x. Les modèles considérés ici, souvent appelés modèles de krigeage, peuvent être abordés suivant deux points de vue : celui de l’approximation dans les espaces de Hilbert à noyaux reproduisants ou celui du conditionnement de processus gaussiens.

Lorsque l’on souhaite modéliser une fonction dépendant d’une dizaine de variables, le nombre de points nécessaires pour la construction du modèle devient très important et les modèles obtenus sont difficilement interprétables. A partir de ce constat, nous avons cherché à construire des modèles simplifié en travaillant sur un objet clef des modèles de krigeage : le noyau. Plus précisément, les approches suivantes sont étudiées : l’utilisation de noyaux additifs pour la construction de modèles additifs et la décomposition des noyaux usuels en sous-noyaux pour la construction de modèles parcimonieux. Pour finir, nous proposons une classe de noyaux qui est naturellement adaptée à la représentation ANOVA des modèles associés et à l’analyse de sensibilité globale.

L’ingénierie biomédicale vise à améliorer l’intégration des dispositifs mécaniques (prothèses) et l’action des traitements thérapeutiques tout en minimisant leurs effets secondaires. D’un point de vue mécanique, cela suppose l’étude de la tenue des dispositifs (domaine de la biomécanique) ainsi que la connaissance de l’évolution temporelle des tissus environnants (domaine de la mécanobiologie). Cela implique l’étude des réponses cellulaires aux contraintes mécaniques et biochimiques et de leurs conséquences sur la microstructure des tissus. Par conséquent, l’état de contrainte macroscopique au niveau de l’organe (au sens médical) fait office de condition initiale et permet de nourrir le modèle mécanobiologique en vue d’obtenir l’évolution temporelle du tissu étudié. Le séminaire a notamment pour objet la présentation d’un exemple de développement et d’application d’un modèle mécanobiologique de l’adaptation osseuse suivant différents scénarios mécaniques et biochimiques. L’idée est de décrire une stratégie d’implémentation dans une analyse par éléments finis (i) du comportement mécanique de l’os, (ii) de certains processus mécanobiologiques du traitement des informations mécaniques et biologiques, (iii) et d’un modèle cellulaire répondant aux différents stimuli. L’application du modèle sur un volume virtuel de fémur selon différents scénarios cliniques donne des résultats conformes aux observations faites en imagerie médicale

Afin d’améliorer la capacité de rétention du dioxyde de carbone par les systèmes de captage à base de CaO, il est important de préciser les mécanismes de formation, en surface de l’oxyde, du carbonate CaCO3. Les simulations atomiques constituent un outil adapté à cette fin, et nous présenterons les résultats d’investigations réalisées au moyen de calculs ab initio (DFT). Après une brève description des aspects cristallographiques de la carbonatation, nous aborderons l’étude énergétique proprement dite, en considérant d’abord l’oxyde CaO du point de vue des défauts ponctuels et de la thermodynamique associée, puis de ses propriétés de surface. Les premiers stades de la germination hétérogène de CaCO3 seront ensuite explorés, l’objectif étant de déterminer la courbe de germination utile dans la théorie « classique » du même nom. Cette exploration mettra en évidence des instabilités de surface, nous conduisant à aborder de manière détaillée les propriétés de l’adsorption de CO2. Ceci inclura notamment une description de la phase gazeuse par la thermodynamique statistique, ainsi que la prise en compte des interactions latérales entre molécules adsorbées. Après un approfondissement des diverses possibilités d’insertion de CO2 dans l’oxyde « en volume », nous conclurons sur le mécanisme possible de germination hétérogène CaO  CaCO3 et proposerons diverses perspectives de travaux complémentaires.

The value of many promising drug candidates is diminished by the presence of barriers between blood and brain, which possess both structural and enzymatic components at the level of the cerebral capillaries commonly referred to as the blood–brain barrier (BBB). The BBB has been known for more than a century and is now recognized as a dynamic interface that, by regulating the exchange of substances between blood and brain, maintains optimal conditions for neuronal and glial function. Cerebral capillaries comprise approximately 95% of the total area of the barriers between blood and brain and, therefore, are the main entry route for molecules into the central nervous system (CNS) as well as the major hurdle that impedes most neuropharmaceuticals from eliciting a desired pharmacological effect at an attainable dose. The BBB is also implicated in pathologies such as neurodegenerative disorders, stroke and traumatic brain injury, infectious processes and inflammatory pain. The BBB dysfunction in these pathologies may result in compromised transport and permeability, and lead to alterations in cerebrovascular regulatory mechanisms of blood flow, with ensuing perturbed signalling between the brain endothelium and associated cells, such as glia and neurons. By modelling the BBB it is possible to make predictions about brain uptake of potential drug candidates and to study the effect of therapeutic interventions at the level of the cerebral capillaries.

Dr. Maxime Culot is presently an associate professor of Neuroscience at the Faculty of Sciences, University of Artois, Lens, France, where he received his Ph.D. in 2007. During his thesis he participated in a research program aimed at both identifying molecular mechanisms underlying BBB dysfunction in ischemia and investigating neurovascular protective actions of various compounds through the use of different in vitro BBB models, proteomics and cells from knock-out animals. He was also involved in the development of a new in vitro model of the BBB adapted to the screening of large number of compounds. In 2008 he studied the impact of calcium dynamics between brain endothelial cells in the Department of Basic Medical Sciences, directed by Pr. Luc Leybaert at Ghent University, Belgium. From 2009 – 2011 he worked as a post-doc for AstraZeneca in a project aiming at studying macromolecule transport at the BBB before being recruited as associate professor at the University of Artois. In his actual position he is responsible for pharmaceutical and toxicological applications of BBB cell model and his current research focuses on drug transport processes across the BBB in the normal and disease state.

Rapporteurs :
 M. Christian Germain, professeur – ENITA de Bordeaux
 M. Ernest Hirsch, professeur – Université de Strasbourg

Examinateurs :
 M. Jean-Charles Pinoli, professeur – ENSM-SE
 Mlle Ana Cameirao, maître-assistant – ENSM-SE
 M. Johan Debayle, chargé de recherche – ENSM-SE
 M. Gilles Fevotte, professeur – Université Lyon 1
 M. Yvan Maillot, maître de conférence – Université de Haute-Alsace
 Mme Françoise Preteux, directrice de recherche – Mines ParisTech

La cristallisation en solution est un procédé largement utilisé dans l’industrie et notamment dans l’industrie pharmaceutique comme opération de séparation et de purification qui a pour but de produire des solides avec des propriétés spécifiques. Les propriétés concernant plus particulièrement la taille et la forme des cristaux sont connues pour avoir un impact considérable sur la qualité finale des produits. C’est pourquoi, il est primordial d’être capable de déterminer en temps réel la distribution granulométrique des cristaux en formation, pour pouvoir, si besoin est, modifier les paramètres opératoires permettant d’obtenir la géométrie cristalline désirée (forme, taille des particules, etc.). En utilisant une caméra in situ, il est possible de visualiser en temps réel les particules présentes dans la suspension. Plus précisément, la caméra permet l’acquisition de séquences vidéos en deux dimensions (2-D) de projections de particules en trois dimensions (3-D). La projection d’un objet 3-D sur un plan 2-D entraine nécessairement une perte d’informations. De plus, plusieurs objets 3-D distincts peuvent avoir la même projection 2-D. Déterminer la taille et la forme d’un objet 3-D à partir d’une ou plusieurs de ses projections 2-D n’est donc pas aisé. C’est tout l’enjeu de ce travail de thèse : mettre en place des méthodes génériques et efficaces permettant de caractériser géométriquement et morphométriquement des objets 3-D à partir de leurs projections 2-D. Tout d’abord, une méthode basée sur le maximum de vraisemblance des fonctions de densité de probabilité de mesures géométriques projetées (aire, périmètre) a été développée afin de déterminer la « taille » d’objets 3-D convexes. Ensuite, un descripteur de forme stéréologique basé sur les diagrammes de forme a été proposé et ses propriétés ont été étudiées. Il permet de caractériser la « forme » d’un objet 3-D convexe indépendamment de sa « taille » et a notamment été utilisé afin de déterminer les facteurs d’anisotropie des objets 3-D convexes considérés. Enfin, une combinaison des deux études réalisées précédemment a permis d’estimer a la fois la « taille » et la « forme » des objets 3-D convexes. Cette méthode, baptisée « Stereological Size and Shape Estimator (3SE) », a été validée grâce à des simulations et a de plus été comparée à une méthode de stéréologie projective classique. La méthode 3SE proposée a permis d’apporter une réponse à la problématique pharmaceutique initiale, i.e. déterminer la distribution granulométrique (taille et forme) au cours du temps de particules se formant lors d’un processus de cristallisation. Plus particulièrement, elle a été utilisée pour estimer des distributions de taille de particules d’oxalate d’ammonium. Ces distributions ont été comparées à celles calculées par une méthode d’analyse d’image dite 2-D et à celles mesurées grâce au compteur Coulter.

Directeur de thèse
 M. Didier Bernache-Assollant, professeur – ENSM-SE

Rapporteurs :
 M. Olivier Tillement, professeur – Univ. Claude Bernard - Lyon
 Mme Sophie Lanone, docteur – Fac. de Médecine - Créteil

Examinateurs :

 Mme Michèle Cottier, professeur – Fac. De Médecine - St Etienne
 M. Philippe Grosseau, maître de recherche – ENSM-SE
 M. Peter Barlow, assistant professor – Edinburgh Napier University - UK

Travail co-encadré par Didier Bernache-Assollant (ENSM-SE), Philippe Grosseau (ENSM-SE) et Michèle Cottier (Fac. de médecine)

La compression élastique (CE) est un traitement médical qui est prescrit en cas d’insuffisance veineuse. Récemment, la CE rencontre aussi un certain succès auprès des sportifs pour la récupération. Cependant, malgré l’utilisation de plus en plus massive de la CE, son action biomécanique sur le membre inférieur n’est pas encore bien caractérisée.

Pour contribuer à cette caractérisation, un modèle biomécanique 3D des tissus mous de la jambe sous CE a été développé et appliqué à un panel de sujets. Chaque modèle est personnalisé : la géométrie est reconstruite à partir des images tomographiques 3D de la jambe de chaque sujet et les conditions aux limites reproduisent fidèlement la pression localement appliquée par la CE sur la peau. De plus, les propriétés hyper-élastiques des tissus mous sont identifiées pour chaque sujet par recalage du modèle. Une méthode de recalage originale a été spécifiquement développée et mise en oeuvre pour cette application : elle consiste à utiliser les images tomographiques 3D de la jambe déformée comme données expérimentales pour le recalage.

Finalement, le modèle donne accès au champ de pression transmis par la CE aux tissus mous internes. Les principales conclusions sont que le champ de pression à l’intérieur de la jambe n’est pas transmis uniformément et qu’il y a de fortes variabilités inter-sujets. En outre, le modèle permet d’obtenir des indications sur le confort et l’efficacité de la CE. Il a ainsi été possible de montrer que l’intensité des pressions maximales subies par les tissus mous de la jambe est inversement proportionnelle à l’épaisseur du tissu adipeux. Les principales perspectives du travail concernent la validation clinique de ces conclusions sur un nombre significatif de sujets, puis leur exploitation en vue d’améliorer les traitements.

Rapporteurs :
 M. Mathias Brieu, professeur – Ecole Centrale de Lille
 M. David Mitton, directeur de recherche – IFSTTAR de Bron

Examinateurs :
 M. Stéphane Avril, professeur – ENSM-SE
 M. Pierre Badel, maître-assistant – ENSM-SE
 M. Alain Belli, professeur – UJM
 M. Johan Debayle, chargé de recherche – ENSM-SE
 Mme Marie-Christine Ho Ba Tho, professeur – Université de Technologie de Campiègne
 M. Jean-François Pouget, radiologue – Clinique Mutualiste de Saint-Étienne

Les nanotechnologies sont en pleine expansion et leurs propriétés remarquables ouvrent la voie à des applications très variées intéressant la science des matériaux comme la nanomédecine. Cependant cet essor fulgurant doit s’accompagner d’interrogations justifiées sur les risques sanitaires pour l’homme et l’environnement compte tenu de leur potentielle toxicité biologique. Dans ce contexte le travail de cette thèse porte sur l’amélioration de la compréhension des mécanismes d’internalisation de particules au niveau cellulaire. Pour cela plusieurs types de micro- et nanoparticules fluorescentes de physico-chimie contrôlée (taille et groupements de surface) ont été synthétisés. Des contacts ont ensuite été établis avec une lignée cellulaire in vitro de macrophages (RAW 264.7) qui représente une cible préférentielle de l’organisme au niveau des moyens de défense.

Différentes méthodologies de quantification en cytométrie en flux et fluorimétrie ont été développées dans le but de distinguer précisément les nanoparticules internalisées de celles adhérées au niveau des membranes. Des techniques complémentaires de microscopie confocale et MEB/MET ont été mises au point afin de mieux visualiser leur localisation intracellulaire. Enfin, pour nos diverses conditions expérimentales, une étude de l’activité biologique des particules a été évaluée sur la base des paramètres de réaction inflammatoire, d’altération membranaire et de stress oxydant.

Ainsi, la première partie de ces travaux a concerné la mise au point d’une méthodologie de quantification de l’internalisation de particules fluorescentes microscopiques. Ensuite nous avons développé un modèle de nanoparticules doublement fluorescentes sensibles aux variations de pH permettant une quantification plus ciblée du processus de phagocytose. Enfin la dernière partie s’est attachée à étudier spécifiquement l’impact de la taille des nanoparticules sur leur internalisation.

 M. Jean-Charles Billaut, professeur – Univ. François Rabelais - Tours
 Mme Mireille Jacomino, professeur – Institut Polytechnique de Grenoble

Examinateurs :
 Mme Olga Battaïa, chargée de recherche – ENSM-SE
 M. Alexandre Dolgui, professeur – ENSM-SE
 M. Mhand Hifi, professeur – Univ. De Picardie
 Mme Sylvie Norre, professeur – Univ. Blaise Pascal - Grenoble
 Mme Nathalie Sauer, professeur – Univ. Paul-Verlaine - Metz
 M. André Rossi, maître de conférence – Univ. De Bretagne-Sud

La conception d’une ligne de production peut être vue comme un problème d’optimisation qui consiste à trouver une configuration qui permet d’optimiser certains objectifs tout en respectant des contraintes technologiques et économiques connues. Dans la pratique, ce problème doit tenir compte des variations des données initiales. Au cours de ces dernières années, la prise en compte des variations en optimisation est devenue un vrai enjeu et de nombreuses publications en témoignent. Dans cette thèse nous avons proposé d’appliquer l’analyse de sensibilité et les outils de l’optimisation robuste à la configuration de deux types de lignes de production soumis aux variations des temps d’exécution des opérations. La première est une ligne d’assemblage sériée simple : une chaîne de postes de travail, où dans chaque poste, les opérations d’assemblage s’exécutent de manière séquentielle. La deuxième, quant à elle, est une ligne d’usinage particulière qui se compose de machines de transfert comportant plusieurs boîtiers multibroches où les opérations s’exécutent simultanément.
Pour ces deux lignes, nous avons proposé des outils mathématiques permettant de rechercher le compromis entre la mesure de sensibilité exprimée par le rayon de stabilité à maximiser et l’efficacité de la configuration de la ligne représentée par une fonction spécifique non-linéaire (pour la ligne d’assemblage) et le coût de la ligne (pour la ligne d’usinage) à minimiser. Par exemple, une approche ε-contrainte se basant sur une méthode heuristique a été proposée afin de trouver les configurations réalisables non-dominées au sens de Pareto. Cette approche a été testée sur des échantillons proches des problèmes industriels. De plus, un modèle robuste flexible a été développé pour un problème d’équilibrage de lignes d’assemblage dans le cas où les temps opératoires sont connus sous la forme des intervalles des valeurs admissibles.
Ce problème consiste à minimiser le nombre de postes de la ligne tout en respectant le taux de production requis et l’attitude de risque du décideur.
Une méthode de type séparation et évaluation a été suggérée.

Depuis plus de cent ans, la société humaine s’électrifie progressivement. A la fin du 20ème siècle, même si plus d’un milliard d’êtres humains n’avaient pas encore accès à l’electricité, celle-ci était devenue le support de nombre d’activités humaines et de nouveaux usages apparaissent tels les véhicules hybrides et électriques. Même si les efforts d’efficacité énergétique s’intensifient, les besoins en électricité vont continuer de croître. Si l’on parvient à réduire le contenu en carbone de l’électricité grâce à l’hydraulique, au nucléaire et aux renouvelables, on parviendra ainsi à réduire la dépendance de l’humanité aux combustibles fossiles et l’impact de ses activités sur l’environnement et notamment les évolutions climatiques.

L’ingénierie des connaissances est définie comme une démarche systémique et holistique en vue d’améliorer la gestion des connaissances (identification, extraction, annotation, mise à jour, évaluation, réutilisation, etc.) à tous les niveaux organisationnels (groupes d’individu, équipe projet, etc.) en vue de soutenir les objectifs de l’entreprise en terme de rentabilité, innovation, qualité, etc. Bien souvent les recherches en ingénierie des connaissances se concentrent sur la compréhension de la création, du partage et de l’utilisation des connaissances dans une organisation. Ces recherches s’intéressent particulièrement à quatre grands axes :
 La gestion des connaissances hétérogènes et distribuées utilisées dans les organisations humaines ;
 La gestion des objectifs et des connaissances individuels et des organisations pour atteindre une réalisation commune (développement d’un produit, d’un service, etc.) ;
 La coordination de l’ensemble des taches pour supporter le processus de gestion des connaissances ;
 La gestion du changement dans l’environnement humain (structures organisationnelles humaines, processus industriels, évolution des systèmes d’information, etc.) L’ensemble de ces problèmes complexes relatifs à l’ingénierie des connaissances sont similaires aux problèmes traités dans le domaine des systèmes multi-agents. De part leurs caractéristiques (autonomie, agilité sociale et organisationnelle, comportement réactif et pro actif) les agents sont adapté pour supporter le processus de gestion des connaissances. Dans cet exposé deux exemples seront abordés :
 le système KATRAS (Knowledge Acquisition Traceability Reuse by Agent System), un système de gestion de mémoires partagés basé sur les aspects sociaux et organisationnels des acteurs métier,
 La plate forme SemKnow (Semantic Knowledge), une plate forme de gestion des connaissances distribuées et hétérogènes.

 9h30 Accueil

 9h45-10h45 Frédéric Gruy
École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne
Physique statistique et ….. physique

 10h50-12h20 Serge Galam
http://www.crea.polytechnique.fr/Le...
École Polytechnique, Centre de Recherche en Épistémologie Appliquée
Physique statistique et sciences humaines et sociales : la socio-physique

 14h30-16h Raphaël Voituriez
http://www.lptl.jussieu.fr/
UPMC, Laboratoire de physique théorique de la matière condensée
Physique statistique et biologie

 16h15-17h30 Patrick Burlat
École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne
Théorie des jeux et économie

 17h30 Conclusion
 18h Apéritif

Le secteur des transports est confronté à un défi sans précédent. Le pétrole représente aujourd’hui plus de 95 % de l’énergie utilisée dans les transports et la demande mondiale en carburant continue de croître de façon inéluctable. Les ressources pétrolières, par nature épuisables, ne pourront répondre indéfiniment à ces besoins. Enfin, la maîtrise des émissions de CO2 est une problématique de plus en plus présente. Comment répondre à la demande croissante de mobilité dans un contexte de plafonnement de la production pétrolière et de changement climatique ? Une partie de la solution peut consister à faire appel à un bouquet d’énergies, et notamment à des énergies renouvelables qui viendront progressivement prendre le relais du pétrole. Nous entrons dans une période de transition énergétique entre la situation actuelle où les hydrocarbures tiennent une place prépondérante et un système énergétique durable, décarboné, fondé sur une meilleure efficacité énergétique et une diversification des approvisionnements.

Bien qu’ils n’aient pas vocation à remplacer entièrement les produits pétroliers, les biocarburants constituent l’une des contributions possibles pour diversifier les sources d’énergie et réduire les émissions de CO2 dans les transports.

A ce jour nous pouvons discerner 3 générations de biocarburants :
 Les biocarburants de première génération sont déjà disponibles sur le marché et les technologies de production présentent un degré de maturité élevé. Les matières premières utilisées ne mobilisent qu’une faible fraction de la plante et sont en concurrence directe avec la filière alimentaire.
 Les biocarburants de seconde génération s’inscrivent dans un contexte de complémentarité à l’offre des biocarburants de première génération. En effet la première génération ne peut permettre, à elle seule, d’atteindre les objectifs européens (10 % PCI du carburant doit être d’origine renouvelable en 2020). La particularité des biocarburants de deuxième génération est d’utiliser comme matière première la biomasse ligno-cellulosique, principal constituant de la partie aérienne des plantes, (rémanents forestier, paille de blé, taillis à courte rotation, etc...). Elle n’entre pas en compétition directe avec l’usage alimentaire. Les procédés de la seconde génération ne sont pas disponibles et les technologies associées sont en phase de développement au niveau laboratoire ou pilote industriel.
 Une troisième génération de biocarburant est à l’étude et consiste en la production de composés issus du traitement de micro algues. Ces organismes, pour se développer, fixent le CO2 par photosynthèse. Cette voie encore très prospective laisse espérer la possibilité de coupler la production d’une base biocarburant à une utilisation du CO2 émis par des centrales électriques ou encore par des industries grandes consommatrices d’énergies fossiles.

 M. Jean-Jacques Quisquater, Professeur, UC Louvain, Louvain-la-Neuve (Rapporteur)
 M. Philippe Maurine, Maître de conférences, LIRMM, Montpellier (Rapporteur)
 M. Régis Leveugle, Professeur, TIMA, Grenoble (Examinateur)
 Mme Assia Tria, Directrice du laboratoire SAS, CEA-LETI, Gardanne (Directrice de thèse)
 M. David Naccache, Professeur, ENS, Paris (Directeur de thèse)
 M. Jean-Max Dutertre, Maître-assistant, ENSMSE, Gardanne (Encadrant)

Rapporteurs :
 M. Gérard Coquerel, professeur – Université de Rouen
 M. Édouard Plasari, professeur – Institut Nat. Polytech. de Lorraine-Nancy

Examinateurs :
 M. Gilles Fevotte, professeur – ENSM-SE
 M. Michel Cournil, professeur – ENSM-SE
 M. Stéphane Vessler, directeur de recherche CNRS – Université de Luminy
 M. René David, professeur – Ecole des Mines d’Albi