– soutenance de thèse d’I. Toumi : Decomposition methods of NMR signal of complex mixtures : Models and applications

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Date(s) - 28 octobre 2013 30 octobre 2013

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Titre: “Decomposition methods of NMR signal of complex mixtures: Models and applications” Directeurs de thèse : S. Caldarelli et B. Torrésani

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Titre: “Decomposition methods of NMR signal of complex mixtures: Models and applications” Le comité de jury sera composé de: Rapporteurs: Jean Marc Nuzillard, Professeur, Université de Reims Champagne-Ardenne Christian Jutten, Professeur, Gipsa-lab Université Joseph Fourier Examinateurs: Laurent Duval, Research engineer & project manager, Institut Français du Pétrole (IFP) Guido Pentacuda, Directeur de Recherche, Centre de RMN à Très Hauts Champs – ENS Lyon Caroline Chaux, Chargée de recherche CNRS, LATP – Université Aix Marseille Laetitia Shintu, Maître de conférence, iSm2 – Université Aix Marseille Résumé de la Thèse: L’objectif de ce travail était de tester des méthodes de SAS pour la séparation des spectres complexes RMN de mélanges dans les plus simples des compos es purs. Dans une première partie, les méthodes à savoir JADE et NNSC ont été appliquées dans le cadre de la DOSY , une application aux donn ées CPMG était d émontr ée. Dans une deuxième partie, on s’est concentré sur le développement d’un algorithme e fficace “beta-SNMF” . Ceci s’est montré plus performant que NNSC pour beta inférieure ou égale à 2. Etant donné que dans la litt érature, le choix de beta a été adapté aux hypothèses statistiques sur le bruit additif, une étude statistique du bruit RMN de la DOSY a été faite pour obtenir une image plus complète de nos données RMN étudiées. Mots clés: spectroscopie RMN, DOSY, Séparation aveugle des sources (SAS), Factorisation en matrices non négatives (NMF), parcimonie. Abstract of thesis: The objective of the work was to test BSS methods for the separation of the complex NMR spectra of mixtures into the simpler ones of the pure compounds. In a first part, known methods namely JADE and NNSC were applied in conjunction for DOSY , performing applications for CPMG were demonstrated. In a second part, we focused on developing an eff ective algorithm “beta- SNMF “. This was demonstrated to outperform NNSC for beta less or equal to 2. Since in the literature, the choice of beta has been adapted to the statistical assumptions on the additive noise, a statistical study of NMR DOSY noise was done to get a more complete picture about our studied NMR data. Keywords: NMR spectroscopy, DOSY, Blind source separation (BSS), Non negative matrix factorization (NMF), sparsity.

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Titre : “Decomposition methods of NMR signal of complex mixtures : Models\nand applications”\n\nLe comité de jury sera composé de :\n\nRapporteurs : \nJean Marc Nuzillard, Professeur, Université de Reims Champagne-Ardenne\nChristian Jutten, Professeur, Gipsa-lab Université Joseph Fourier \n\nExaminateurs : \nLaurent Duval, Research engineer & project manager, Institut Français du Pétrole (IFP)\n \nGuido Pentacuda, Directeur de Recherche, Centre de RMN à Très Hauts Champs – ENS Lyon\n \nCaroline Chaux, Chargée de recherche CNRS, LATP – Université Aix Marseille\n \nLaetitia Shintu, Maître de conférence, iSm2 – Université Aix Marseille\n\n\n\nRésumé de la Thèse :\n\nL’objectif de ce travail était de tester des méthodes de SAS pour la séparation des spectres complexes RMN de mélanges dans les plus simples des compos es purs.\nDans une première partie, les méthodes à savoir JADE et NNSC ont été appliquées dans le cadre de la DOSY , une application aux donn ées CPMG était d émontr ée. Dans une deuxième partie, on s’est concentré sur le développement d’un algorithme e fficace “beta-SNMF” . Ceci s’est montré plus performant que NNSC pour beta inférieure ou égale à 2. Etant donné que dans la litt érature, le choix de beta a été adapté aux hypothèses statistiques sur le bruit additif, une étude statistique du bruit RMN de la DOSY a été faite pour obtenir une image plus complète de nos données RMN étudiées.\n\nMots clés : spectroscopie RMN, DOSY, Séparation aveugle des sources (SAS), Factorisation en matrices non négatives (NMF), parcimonie.\n\nAbstract of thesis :\n\nThe objective of the work was to test BSS methods for the separation of the complex NMR spectra of mixtures into the simpler ones of the pure compounds. In a first part, known methods namely JADE and NNSC were applied in conjunction for DOSY , performing applications for CPMG were demonstrated. In a second part, we focused on developing an eff ective algorithm “beta- SNMF “. This was demonstrated to outperform NNSC for beta less or equal to 2. Since in the literature, the choice of beta has been adapted to the statistical assumptions on the additive noise, a statistical study of NMR DOSY noise was done to get a more complete picture about our studied NMR data.\n\nKeywords : NMR spectroscopy, DOSY, Blind source separation (BSS), Non negative matrix factorization (NMF), sparsity.[