Decomposition methods of NMR signal of complex mixtures : models ans applications

• Auteur / Autrice : Ichrak Toumi
• Direction : Stefano Caldarelli, Bruno Torrésani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques
• Date : Soutenance le 28/10/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences chimiques (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Guido Pintacuda
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Caroline Chaux, Laurent Duval, Laetitia Shintu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christian Jutten, Jean-Marc Nuzillard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matrices nonnégatives

Spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire

Mots clés libres

Spectroscopie RMN

DOSY

Séparation aveugle des sources (SAS)

Factorisation en matrices non négatives (NMF)

Parcimonie

NMR spectroscopy

DOSY

Blind source separation (BSS)

Non negative matrix factorization (NMF)

Sparsity

Résumé

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 composés purs. Dans une première partie, les méthodes à savoir JADE et NNSC ont été appliqué es dans le cadre de la DOSY , une application aux données CPMG était démontrée. Dans une deuxième partie, on s'est concentré sur le développement d'un algorithme efficace ''beta-SNMF'' . Ceci s'est montré plus performant que NNSC pour beta inférieure ou égale à 2. Etant donné que dans la littérature, 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.

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 effective 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.