Timothée Justel soutiendra sa thèse intitulée "Apprentissage à l’aide de techniques issues de la théorie de l’information pour la spectroscopie Raman comprimée" le mardi 31 octobre 2023 à 10h00 en amphithéâtre Ponte, Faculté des Sciences St Jérôme à Marseille.
Le jury sera composé de :
François GOUDAIL, Professeur des Universités, Institut d’Optique Graduate School, Université Paris-Saclay - Rapporteur
Olivier HAEBERLÉ, Professeur des Universités, Université de Haute Alsace - Rapporteur
Mehdi ALOUINI, Professeur des Université, Université de Rennes 1 - Examinateur
Daniel DOLFI, Directeur du laboratoire de physique, Thales Research & Technology - Examinateur
Corinne FOURNIER, Maîtresse de conférences, Laboratoire Hubert Curien, Université Jean Monnet - Examinatrice
Antoine ROUEFF, Professeur des Universités, IM2NP, Université de Toulon, Directeur de thèse
Frédéric GALLAND, Chargé de recherche, Institut Fresnel, CNRS - Co-Directeur de thèse
Résumé : La spectroscopie par diffusion Raman spontanée est une technique très répandue qui permet de remonter à la nature des liaisons chimiques présentes dans un échantillon sans nécessiter de marquage. Elle souffre de la faiblesse du rayonnement Raman, qui impose de longs temps d’acquisition lorsque les mesures sont effectuées avec un spectromètre conventionnel. Pour s’affranchir de cette limitation, des techniques dites comprimées ont été développées. Ces techniques consistent à n’effectuer que quelques mesures avec un petit nombre de détecteurs très sensibles et très rapides. Cette méthodologie est particulièrement efficace si l’on dispose de connaissances a priori sur la composition chimique de l’échantillon analysé. On peut en effet les utiliser pour déterminer les fréquences utiles à la réalisation de la tâche ciblée et filtrer le rayonnement pour ne mesurer que ces fréquences.
L’objectif de cette thèse est d’adapter ces techniques afin de pouvoir questionner la validité des a priori. Pour ce faire, nous proposons de répartir une diversité de jeux de filtres sur les pixels de la zone à imager. Dans le cas de pixels purs, cela permet non seulement de classer chaque pixel parmi des espèces chimiques de spectres connus mais aussi de reconstruire les spectres rencontrés en combinant des mesures réalisées sur plusieurs pixels. Dans le cas de pixels où apparaissent des mélanges, cela permet à la fois d’estimer en chaque pixel les concentrations d’espèces chimiques de spectres connus et de réduire la part d’anomalies indétectables. La méthodologie proposée est fondée sur l’emploi de bornes statistiques pour caractériser les performances des jeux de filtres en chacune des tâches considérées. Une approche fondée sur des compromis optimaux nous permet de construire la diversité de jeux de filtres nécessaire et d’obtenir un aperçu global des performances atteignables pour une configuration donnée du système d’acquisition, ce qui permet de l’optimiser.
Mots clés : Traitement statistique des données, Théorie de l’information, Microscopie non conventionnelle, Spectroscopie Raman comprimée, Borne de Cramér-Rao, Borne de Bhattacharyya, Compromis optimaux
ResearchGate
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