Ingénierie cognitive pour l'aide à la conduite automobile de la personne âgée : analyse et modélisation de l'activité de conduite en situation naturelle pour la conception de fonctions de monitorage

This thesis in Cognitics presents a Human Centered Design approach for thedevelopment of future driving assistance systems dedicated to elderly drivers orElderly Adapted Driver Assistance Systems (E-ADAS).To do so, this work relies on a multi-disciplinary approach for data collection andanalysis. Regarding Ergonomics, the aim is to better understand the specificrequirements of this population in order to identify their actual difficulties and actualneeds of assistance. In this frame, 76 drivers (aged from 70 to 87 years old) took partto an on-the-road experiment, driving an instrumented car. The dataset includes2100 km of ecological driving data and 1400 auto-evaluated driving situations,completed by 6 Focus Groups (involving 30 elderly drivers).The second part of this research, relying on Cognitive Engineering, explores thedesign and implementation of monitoring functions based on the aforementioneddataset. The objective is to have real-time models and analytical functions, able to:(1) supervise the driving activity as realized by an elderly driver, (2) taking in toconsideration the driving context or situational risks (3) in order to detect difficulties ordriving errors. Beyond this thesis, these diagnostics will have to be integrated inassistive systems to better adapt their support to the specific needs of elderly drivers.Specific monitoring functions related to basic vehicle control (speed management,lane positioning and headway regulation) are presented. Based on these results,integrated monitoring functions for intersection crossings in Left-Turn manoeuver,highway merging assistance, and, more broadly, lane change assistance areintroduced.Cette thèse en Cognitique se focalise sur la « Conception Centrée sur l'Humain » (Human Centred Design) de futures assistances à la conduite automobile, adaptées aux conducteurs âgés (ou Elderly Adapted Driver Assistance Systems).Pour ce faire, la démarche proposée repose sur une approche et une méthodologie pluridisciplinaire. Sur le plan ergonomique, il s'agit de mieux connaître les spécificitésde la population des conducteurs âgés, dans le but d'identifier des difficultés et des besoins en assistance. A cette fin, 76 conducteurs âgés (de 70 à 87 ans) ont conduitun véhicule instrumenté, immergé dans le trafic. Le corpus de données comporte2100 kilomètres de conduite et 1400 situations de conduite autoévaluées par lesconducteurs, complétés par 6 Focus Group (30 conducteurs âgés).Le second volet, relevant d'une démarche d'Ingénierie Cognitive, vise à concevoir et développer des fonctions de « monitorage » à partir du corpus de données. L'objectif est de disposer de modèles et de fonctions d'analyse temps-réel capables (1) de superviser l'activité de conduite des conducteurs âgés (2) en regard du contexte ou des risques situationnels, afin de (3) diagnostiquer des difficultés ou erreurs de conduite, à des fins d’adaptativité des assistances. Des fonctions de monitorage en lien avec les contrôles de base du véhicule (gestion de la vitesse, positionnement dans la voie et la gestion de l'espace inter-véhiculaire avant) sont développées. Sur cette base, des fonctions de monitorage plus intégrées pour l'aide aux franchissements d'intersections (Tourne-à-Gauche) et l'assistance à l'insertion sur voies rapides (et au changement de voie) sont également proposées

Primal-dual splitting algorithm for solving inclusions with mixtures of composite, Lipschitzian, and parallel-sum monotone operators

We propose a primal-dual splitting algorithm for solving monotone inclusions involving a mixture of sums, linear compositions, and parallel sums of set-valued and Lipschitzian operators. An important feature of the algorithm is that the Lipschitzian operators present in the formulation can be processed individually via explicit steps, while the set-valued operators are processed individually via their resolvents. In addition, the algorithm is highly parallel in that most of its steps can be executed simultaneously. This work brings together and notably extends various types of structured monotone inclusion problems and their solution methods. The application to convex minimization problems is given special attention

Wear mechanisms of WC-Co drill bit inserts against alumina counterface under dry friction: Part 2 — Graded WC-Co inserts

The tribological behaviour of innovative graded cemented carbide inserts were studied by using a rotary tribometer and abrasive alumina counterfaces. This work completes the study made on commercial inserts with homogeneous cobalt content. Inserts with three types of graduation processes were considered: inserts with borides WCoB phases, imbibed inserts and inserts combining both processes (i.e. inserts with reactive imbibition). Physicochemical and mechanical measurements show that the WCoB phases increase the hardness towards the active surface and the imbibition increases the insert core fracture toughness. The wear tests indicate that the boride phases lower the friction coefficient. In addition, as for the commercial inserts, cemented carbide volumes with higher cobalt content also reduce the friction coefficient. Concerning the wear results, the boride phases improve the abrasion resistance. By applying a third body approach, the WCoB phases limit the introduction of cobalt binder in the source flow, the cohesion of alumina particles in the internal flow and the formation of an abrasive paste in the contact. The imbibition process, where the cobalt migration is controlled, does not affect the wear resistance by avoiding a cobalt enrichment of the cemented carbide near the active surface

Elaboration de carbures cémentés à gradient de propriétés par imbibition réactive : Application aux inserts d’outils tricône pour le forage pétrolier et minier

Les carbures cémentés sont très utilisés dans l’industrie du forage pétrolier et minier, et dans l’usinage en tant que pièces résistantes à l’abrasion et à l’impact. En effet, ces matériaux possèdent un excellent compromis entre dureté et ténacité. Cependant, des conditions de plus en plus sévères, comme le forage profond pour l’industrie pétrolière et haute température pour la géothermie, rendent nécessaire le développement de tels matériaux encore plus performants. Ils doivent être à la fois plus tenaces mais également résister à des usures abrasives toujours plus sévères. Afin d’améliorer ces deux propriétés antagonistes, l’idée la plus simple est de conserver les mêmes constituants dont les propriétés intrinsèques restent intéressantes puis d’introduire dans ce matériau un gradient de composition, i.e. un gradient de phase liante. Dans le domaine des carbures cémentés, l’intérêt de ce concept a été démontré dès les années 70, avant même le foisonnement d’études dix ans après pour les matériaux FGMs (Functionally Graded Materials) impulsé par le Japon. Depuis, de nombreux travaux ont concerné l’élaboration et la caractérisation de tels matériaux FGMs qui dépassent largement le cadre des carbures cémentés mais sont le plus souvent issus de la famille des cermets et des alliages lourds (Heavy alloys). Toutefois, peu de matériaux à gradient de composition ont été industrialisés. Les principales limitations des premiers procédés de gradation des carbures cémentés étaient la formation de structures graduelles sur de trop faibles distances (inférieures au mm), leur mise en œuvre délicate par certaines techniques issues du frittage conventionnel ou encore la formation de défauts métallurgiques (présence de phases η-M6C) compromettant le bénéfice apporté par la gradation. Les travaux présentés ici concernent le procédé d’imbibition réactive actuellement développé par Armines/Centre des Matériaux Mines-ParisTech et la société Varel Europe qui est l’un des derniers outilleurs français installé près de Tarbes. Ce procédé peut être décomposé en deux procédés de gradation, à savoir : l’imbibition et le revêtement réactif. Le rôle de l’imbibition est d’enrichir graduellement en phase liante et en volume le cœur d’une pièce en carbure cémenté dense. Quant au revêtement réactif, son rôle est de venir durcir graduellement la surface de ce même matériau à l’aide d’une fine précipitation de borures ternaires, aux dépens de la phase liante et des carbures WC, sur également des profondeurs millimétriques. Le procédé d’imbibition réactive décrit ci-dessus est le seul procédé de gradation connu à ce jour permettant de générer des gradients continus de plusieurs centaines de HV sur des dizaines de millimètres. Dans le cas de pièces industrielles (inserts tricône et taillants PDC (Polycrystalline Diamond Compact)), les gradients de dureté obtenus sont de l’ordre de 450 HV sur 25 mm. Ces différentes parties actives des deux principaux outils de forage (tricône et PDC) ont montré une hausse très significative de leurs performances en laboratoire après traitement par imbibition réactive. Leurs résistances à l’abrasion présentent une augmentation de l’ordre de 30 à 100% par rapport à des outils non gradués. De même, leurs résistances à l’impact s’avèrent supérieures en moyenne à 20% mais peuvent être au maximum de 40% pour certaines configurations. Des essais chantiers sont en cours et les premiers résultats sont encourageants

Quality and wear behavior of graded polycrystalline diamond compact cutters.

The wear behavior of conventional and graded polycrystalline diamond compact cutters was studied using a vertical lathe with mortar counterfaces. Different cutters were considered regarding to their diamond grain size and the high pressure and the high temperature conditions of the manufacturing process (HPHT). On the base of these cutters, a cobalt graduation process was performed on the WC–Co substrates by reactive imbibition. A quality factor developed in previous studies was calculated to evaluate cutters wear performances. The results showed that a controlled HPHT process can act on the wear resistance certainly by improving the diamond grain boundary cohesion. Unexpectedly, the diamond granulometry appeared to be a secondary factor influencing the wear resistance. The reactive imbibition clearly increased the wear resistance, even for cutters with coarse diamond grains (i.e. potentially impact resistant). Finally, a third body approach describes that the quartz particles detached from the mortar rock realizes abrasive scratches on the cutters wear flat. When the wear flat reaches the substrate, the formation of voids in the contact, associated with the trapping of abrasive particles, rises the wear kinetic. As a secondary mechanism, Raman spectroscopy measurements highlighted tribological transformed structures by the formation of graphite and amorphous carbon on the diamond worn surfaces

A hybrid CMV-H1 construct improves efficiency of PEI-delivered shRNA in the mouse brain

RNA-interference-driven loss of function in specific tissues in vivo should permit analysis of gene function in temporally and spatially defined contexts. However, delivery of efficient short hairpin RNA (shRNA) to target tissues in vivo remains problematic. Here, we demonstrate that efficiency of polyethylenimine (PEI)-delivered shRNA depends on the regulatory sequences used, both in vivo and in vitro. When tested in vivo, silencing of a luciferase target gene by shRNA produced from a hybrid construct composed of the CMV enhancer/promoter placed immediately upstream of an H1 promoter (50%) exceeds that obtained with the H1 promoter alone (20%). In contrast, in NIH 3T3 cells, the H1 promoter was more efficient than the hybrid construct (75 versus 60% inhibition of target gene expression, respectively). To test CMV-H1 shRNA efficiency against an endogenous gene in vivo, we used shRNA against thyroid hormone receptor α1 (TRα1). When vectorized in the mouse brain, the hybrid construct strongly derepressed CyclinD1-luciferase reporter gene expression, CyclinD1 being a negatively regulated thyroid hormone target gene. We conclude that promoter choice affects shRNA efficiency distinctly in different in vitro and in vivo situations and that a hybrid CMV-H1 construct is optimal for shRNA delivery in the mouse brain

Early markers of airways inflammation and occupational asthma: Rationale, study design and follow-up rates among bakery, pastry and hairdressing apprentices

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Occupational asthma is a common type of asthma caused by a specific agent in the workplace. The basic alteration of occupational asthma is airways inflammation. Although most patients with occupational asthma are mature adults, there is evidence that airways inflammation starts soon after inception of exposure, including during apprenticeship. Airways hyper responsiveness to methacholine is a valid surrogate marker of airways inflammation, which has proved useful in occupational epidemiology. But it is time-consuming, requires active subject's cooperation and is not readily feasible. Other non-invasive and potentially more useful tests include the forced oscillation technique, measurement of fraction exhaled nitric oxide, and eosinophils count in nasal lavage fluid.</p> <p>Methods and design</p> <p>This study aims to investigate early development of airways inflammation and asthma-like symptoms in apprentice bakers, pastry-makers and hairdressers, three populations at risk of occupational asthma whose work-related exposures involve agents of different nature. The objectives are to (i) examine the performance of the non-invasive tests cited above in detecting early airways inflammation that might eventually develop into occupational asthma; and (ii) evaluate whether, and how, constitutional (e.g. atopy) and behavioural (e.g. smoking) risk factors for occupational asthma modulate the effects of allergenic and/or irritative substances involved in these occupations. This paper presents the study rationale and detailed protocol.</p> <p>Discussion</p> <p>Among 441 volunteers included at the first visit, 354 attended the fourth one. Drop outs were investigated and showed unrelated to the study outcome. Sample size and follow-up participation rates suggest that the data collected in this study will allow it to meet its objectives.</p

Elaboration de carbures cémentés à gradient de propriétés par imbibition réactive : application au forage pétrolier

Les carbures cémentés sont très utilisés dans l’industrie du forage pétrolier et minier, et dans l’usinage en tant que pièces résistantes à l’abrasion et à l’impact. En effet, ces matériaux possèdent un excellent compromis entre dureté et ténacité. Cependant, des conditions de plus en plus sévères, comme le forage profond pour l’industrie pétrolière et haute température pour la géothermie, rendent nécessaire le développement de tels matériaux encore plus performants. Ils doivent être à la fois plus tenaces mais également résister à des usures abrasives toujours plus sévères. Afin d’améliorer ces deux propriétés antagonistes, l’idée la plus simple est de conserver les mêmes constituants dont les propriétés intrinsèques restent intéressantes puis d’introduire dans ce matériau un gradient de composition, i.e. un gradient de phase liante. Dans le domaine des carbures cémentés, l’intérêt de ce concept a été démontré dès les années 70, avant même le foisonnement d’études dix ans après pour les matériaux FGMs (Functionally Graded Materials) impulsé par le Japon. Depuis, de nombreux travaux ont concerné l’élaboration et la caractérisation de tels matériaux FGMs qui dépassent largement le cadre des carbures cémentés mais sont le plus souvent issus de la famille des cermets et des alliages lourds (Heavy alloys). Toutefois, peu de matériaux à gradient de composition ont été industrialisés. Les principales limitations des premiers procédés de gradation des carbures cémentés étaient la formation de structures graduelles sur de trop faibles distances (inférieures au mm), leur mise en oeuvre délicate par certaines techniques issues du frittage conventionnel ou encore la formation de défauts métallurgiques (présence de phases η-M6C) compromettant le bénéfice apporté par la gradation. Les travaux présentés ici concernent le procédé d’imbibition réactive actuellement développé par Armines/Centre des Matériaux Mines-ParisTech et la société Varel Europe qui est l’un des derniers outilleurs français installé près de Tarbes. Ce procédé peut être décomposé en deux procédés de gradation, à savoir : l’imbibition et le revêtement réactif. Le rôle de l’imbibition est d’enrichir graduellement en phase liante et en volume le coeur d’une pièce en carbure cémenté dense. Quant au revêtement réactif, son rôle est de venir durcir graduellement la surface de ce même matériau à l’aide d’une fine précipitation de borures ternaires, aux dépens de la phase liante et des carbures WC, sur également des profondeurs millimétriques. Le procédé d’imbibition réactive décrit ci-dessus est le seul procédé de gradation connu à ce jour permettant de générer des gradients continus de plusieurs centaines de HV sur des dizaines de millimètres. Dans le cas de pièces industrielles (inserts tricône et taillants PDC (Polycrystalline Diamond Compact)), les gradients de dureté obtenus sont de l’ordre de 450 HV sur 25 mm. Ces différentes parties actives des deux principaux outils de forage (tricône et PDC) ont montré une hausse très significative de leurs performances en laboratoire après traitement par imbibition réactive. Leurs résistances à l’abrasion présentent une augmentation de l’ordre de 30 à 100% par rapport à des outils non gradués. De même, leurs résistances à l’impact s’avèrent supérieures en moyenne à 20% mais peuvent être au maximum de 40% pour certaines configurations. Des essais chantiers sont en cours et les premiers résultats sont encourageants

Quantification of short and long asbestos fibers to assess asbestos exposure: a review of fiber size toxicity.

International audienceThe fibrogenicity and carcinogenicity of asbestos fibers are dependent on several fiber parameters including fiber dimensions. Based on the WHO (World Health Organization) definition, the current regulations focalise on long asbestos fibers (LAF) (Length: L ≥ 5 μm, Diameter: D  3). However air samples contain short asbestos fibers (SAF) (L < 5 μm). In a recent study we found that several air samples collected in buildings with asbestos containing materials (ACM) were composed only of SAF, sometimes in a concentration of ≥10 fibers.L-1. This exhaustive review focuses on available information from peer-review publications on the size-dependent pathogenetic effects of asbestos fibers reported in experimental in vivo and in vitro studies. In the literature, the findings that SAF are less pathogenic than LAF are based on experiments where a cut-off of 5 μm was generally made to differentiate short from long asbestos fibers. Nevertheless, the value of 5 μm as the limit for length is not based on scientific evidence, but is a limit for comparative analyses. From this review, it is clear that the pathogenicity of SAF cannot be completely ruled out, especially in high exposure situations. Therefore, the presence of SAF in air samples appears as an indicator of the degradation of ACM and inclusion of their systematic search should be considered in the regulation. Measurement of these fibers in air samples will then make it possible to identify pollution and anticipate health risk