Cette thèse a étudié les associations de l’exposition à la pollution atmosphérique et les espaces verts pendant la grossesse avec la prévalence de l'asthme, de la rhinite, de l'eczéma et leur multimorbidité chez les enfants. Des données des suivis à 6 (n=1325) et à 12 ans (n=1119) de la cohorte bretonne mère-enfant Pélagie, ont été analysées. L'asthme, la rhinite, l'eczéma et un phénotype de multimorbidité ont été définis à l'aide de questionnaires validés. Les expositions pendant la grossesse ont été estimées à l'adresse résidentielle de chaque participant : les concentrations de PM2,5 et de NO2 à l'aide de modèles land use regression, et les espaces verts à l'aide de l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI) dans un rayon de 300m. Des régressions logistiques ajustées, avec une stratification supplémentaire selon les zones urbaines et rurales, ont été réalisées. À 6 et 12 ans, la prévalence de l'asthme, de la rhinite, de l'eczéma et de la multimorbidité était respectivement d'environ 12 %, 23 %, 22 % et 11 %, et 60 % des mères vivaient en zones rurales pendant leur grossesse. Globalement, dans les analyses non stratifiées, nous n’avons pas observé des associations significatives entre le PM2,5 et de NO2 et les maladies d’intérêt. Cependant, des tendances pour l'asthme, l'eczéma et le phénotype de multimorbidité ont été observées. De même, le NDVI n'a pas montré d'associations significatives lors des deux suivis, à l'exception de l'eczéma et de la catégorie des enfants atteints d’une seule maladie à 6 ans, pour lesquels des associations protectrices ont été observées. Ces résultats soulignent la nécessité de recherches supplémentaires, en particulier au sein des populations rurales, afin de clarifier la relation de la pollution atmosphérique et les espaces verts pendant la grossesse, avec la santé respiratoire et les allergies chez l'enfant.

La conception de circuits complexes, tels que les processeurs, nécessite un prototypage itératif afin d’explorer diverses caractéristiques micro architecturales et d’obtenir des performances optimales. Ce processus repose usuellement sur l’utilisation des langages de description matérielle comme Verilog qui nécessitent beaucoup de travail et sont sujets aux erreurs. Modifier un design impose souvent une réécriture significative du code HDL, rendant la conception itérative et l’exploration de l’espace de conception fastidieuses et inefficaces, en particulier avec l’augmentation de la complexité matérielle. La synthèse de haut niveau (HLS) offre une alternative en permettant aux concepteurs de décrire le comportement des processeurs dans des langages de haut niveau comme le C/C++. Cependant, comme la HLS repose sur un ordonnancement statique, elle gère de manière conservatrice les dépendances dans le processeur, dégradant ainsi les performances en augmentant l’intervalle d’initiation (II). Ce manuscrit propose une méthodologie pour concevoir des processeurs entièrement pipelinés en HLS sans exposer les détails du pipeline dans la spécification de haut niveau. Les contributions principales incluent des techniques de multi-threading statique et dynamique, un mécanisme d’ordonnancement dynamique et une architecture multi-coeur. Ces innovations permettent un pipelining efficace, une exploration rapide de l’espace de conception ainsi qu’une exécution performante. Les designs proposés sont validées sur FPGA, démontrant leur praticité et leur performances.

La cryptanalyse traditionnelle repose souvent sur des méthodes heuristiques et statistiques, mais les outils automatisés ont récemment suscité une attention particulière. Cette thèse explore leur application pour améliorer la cryptanalyse de chiffrements spécifiques. Nous revisitons d’abord les attaques boomerang à clés liées sur AES, en introduisant un modèle MILP avancé pour gérer les générations de sous-clés non linéaires, ce qui permet de réduire considérablement la complexité temporelle par rapport aux approches précédentes. Ensuite, nous améliorons l’attaque par rebond sur la fonction de hachage Grøstl avec un modèle MILP unifié qui automatise la recherche de chemins différentiels dans les phases entrantes et sortantes. Enfin, nous étendons le cadre MITM différentiel des chiffrements AndRX orientés mots aux chiffrements orientés bits, en proposant le premier modèle bit par bit automatisé pour identifier les attaques MITM différentielles complètes pour ces chiffrements. Les résultats présentés dans cette thèse mettent en évidence le potentiel des outils automatisés pour améliorer la cryptanalyse des chiffrements par blocs modernes et des fonctions de hachage, ouvrant la porte à de nouvelles avancées possibles dans la lutte contre des conceptions cryptographiques de plus en plus complexes.

Staphylococcus aureus est une bactérie pathogène redoutable, dotée d'une remarquable capacité d'adaptation. Grâce à une régulation génique complexe, cette bactérie déploie de nombreux mécanismes pour survivre aux conditions stressantes. Les ARN régulateurs (ARNrég) figurent parmi les acteurs de cette réponse adaptative, modulant l'expression de leurs cibles au niveau post-transcriptionnel et contribuant ainsi à une réponse rapide et ciblée. Parmi les ARNrég identifiés chez S. aureus, certains se distinguent par leur sensibilité environnementale, étant exprimés en réponse à des conditions spécifiques. Ce travail s’est focalisé sur la caractérisation de RsaOI, un ARNrég issu d’un environnement génétique fortement sollicité lors de stress environnementaux variés. RsaOI est induit dans des conditions de stress affectant la paroi, dont l’acidification et l’exposition aux glycopeptides. Son accumulation est dépendante du système à deux composants VraSR, connu pour son rôle majeur dans la réponse aux antibiotiques ciblant la paroi. L’étude des cibles de RsaOI, réalisée grâce à des approches omiques et la méthode MAPS, a révélé son implication dans des processus essentiels : la réparation de l'ADN, la dynamique de la paroi, ainsi que le métabolisme. Parmi ces cibles figure l’opéron lac, impliqué dans la métabolisation du galactose et dont l'activité influence la structure du peptidoglycane. Dans ce travail, RsaOI apparait comme un médiateur agissant à l'interface entre la réponse au stress de la paroi et la régulation métabolique.

Les dispositifs haptiques portables procurent des sensations tactiles tout en restant compacts. Ils ont été peu utilisés en réalité augmentée (RA), où le contenu virtuel est intégré à la perception du monde réel. Dans cette thèse, nous étudions leur utilisation pour améliorer les interactions de la main avec des objets virtuels et augmentés en RA. Nous commençons par étudier l'impact du rendu visuel sur la perception des textures vibrotactiles virtuelles qui augmentent des surfaces réelles touchées directement par le doigt. Nous proposons un système d’augmentation de textures visuo-haptiques à l'aide d'un casque de RA et d'un dispositif vibrotactile portable. Nous évaluons ensuite comment la rugosité perçue des textures augmentées diffère lorsqu'elles sont touchées via une main virtuelle, en réalité virtuelle (RV) et en RA, ou par sa propre main. Nous étudions alors le réalisme et la cohérence de la combinaison des textures augmentées visuelles et haptiques en RA. Nous étudions ensuite comment des retours sensoriels visuo-haptiques augmentant la main améliorent les performances et l’expérience utilisateur lors de la manipulation d'objets virtuels en RA. Nous commençons par étudier l'effet de six retours visuels de la main virtuelle comme augmentation de la main réelle. Nous évaluons ensuite deux techniques de contact vibrotactile à quatre endroits différents sur la main et nous les comparons à deux augmentations visuelles de la main.

Cette thèse explore l’utilisation des métasurfaces programmables (MP) dans le cadre de deux applications de communications sans fil. Dans la première partie, nous concevons et fabriquons un prototype de métasurface programmable massive, utilisé pour ajuster le facteur K des canaux de Rice dans une chambre réverbérante afin d’émuler des environnements de test réalistes. Nous mettons en évidence les limites des MP pour réduire la quantité d’énergie non brassée, essentielle à l’émulation des évanouissements de type Rayleigh, un aspect clé des tests de compatibilité électromagnétique (CEM). La seconde partie de la thèse se concentre sur l’analyse des origines de cette énergie non brassée et propose des solutions pour l’éliminer. Enfin, la dernière partie porte sur une application de communication par rétrodiffusion assistée par MP, où, cette dernière sert à encoder l’information numérique. Nous démontrons l’importance de la diffusion dans l’environnement pour améliorer la focalisation à une échelle sub-longueur d’onde et réduire le taux d’erreur binaire (BER).

Le déploiement de l’Internet des objets (IoT) est souvent limité par la capacité des batteries. Afin d’augmenter leur durée de vie, cette thèse explore l’utilisation de l’énergie radiofréquence (RF) comme source alternative pour alimenter une wake-up radio (WuRx) à ultra faible consommation. L’utilisation de ces WuRx permet de maintenir des dispositifs IoT, tels que des capteurs sans fil, en veille profonde à faible consommation et de les réveiller lorsque cela est nécessaire. Le premier défi consiste à concevoir un circuit de récupération d’énergie RF capable de fournir une tension régulée à partir de faibles niveaux de puissance RF. Une solution innovante est proposée sur la base de redresseurs RF à diode Schottky utilisant la technique inductive. Avec de faibles niveaux de puissance à son entrée, ce circuit permet de maintenir le fonctionnement d’un circuit de gestion d’énergie, qui alimente ensuite une WuRx semi-active et stocke de l’énergie lorsque des niveaux de puissance élevés sont disponibles. En raison de la nature intermittente de l’énergie RF, le second défi consiste à adapter la consommation d’énergie de la WuRx. Aspect abordé en modulant sa qualité de service, définie comme le nombre de signaux traités parmi tous les signaux reçus, en fonction du niveau d’énergie RF récoltée dans une batterie.

Ce travail de thèse est consacré à une architecture photonique originale, la boucle a décalage de fréquence, et à ses applications. Dans un premier temps, nous avons réalisé et caractérise une boucle à décalage de fréquence, dans laquelle le décalage est produit par un modulateur électro-optique. Nous avons démontré des taux de répétitions jusqu’à 20 GHz, et modélise les propriétés de bruit de phase des signaux ainsi produits. Dans un deuxième temps, nous avons démontré la pertinence de cette architecture pour le lidar cohérent. Nous avons réalisé une double boucle à décalage de fréquence permettant de générer deux peignes de fréquences mutuellement cohérents. Nous avons démontré une résolution millimétrique pour un temps d’acquisition de 50 μs, et une électronique de détection relativement lente (10 Mech/s). Dans un troisième temps, nous avons cherché à utiliser cette architecture pour réaliser un capteur acoustique distribue en utilisant la rétro-diffusion Rayleigh dans une fibre optique. Nous avons donc modifie l’architecture précédente en utilisant des décaleurs acousto-optiques. Nous avons pu ainsi mesurer la phase intégrée le long de la fibre ainsi que l’indice distribue, avec une précision de l’ordre de quelques 10−5, une résolution spatiale de l’ordre du cm.

Plusieurs espèces appartenant au genre bactérien Mycoplasma sont responsables d'infections chez les ruminants, les porcs et les volailles, entraînant des pertes économiques majeures dans ces secteurs de production. Chez les bactéries pathogènes, dont les mycoplasmes, certains éléments sécrétés sont impliqués dans l’interaction hôte-pathogène. Ces travaux de thèse visent à examiner au sein de différentes espèces la présence de deux éléments du sécrétome mycoplasmique : (i) la capsule polysaccharidique (CPSs) et (ii) les nucléases à activité DNasique. Parmi les espèces étudiées, un β-(1->6)-glucane à variation de phase a été mis en évidence chez le pathogène aviaire M. iowae avec, comme chez les mycoplasmes des ruminants, une diversité intra-espèce. L’étude de la sécrétion des CPSs par des approches biochimiques a également contribué à la mise en évidence de la production d’une capsule de β-(1->6)-glucofuranose sécrété par M. fermentans. Il s’agit de la première description de ce CPS sous forme d’homopolymère chez les bactéries. La reconstruction in silico des voies métaboliques des CPSs élargie à d’autres espèces de mycoplasmes a permis d’introduire des éléments de classification des synthases, enzymes permettant la polymérisation des polysaccharides, et leur export à la capsule. Concernant la présence de nucléases à activité DNasique, trois méthodes ont été testées, basées sur l’observation de la dégradation in vitro de trois sources d’ADN. Les résultats des trois tests sont concordants. Ils ont mis en évidence la capacité de M. gallisepticum et M. iowae infectant les volailles, et de M. hyopneumoniae, M. hyorhinis et M. flocculare infectant les porcs à dégrader les ADNs. En revanche, nous n’avons pas détecté de DNases sécrétées par M. synoviae et certains mycoplasmes appartenant au cluster mycoides. Ces résultats pourraient aider à mettre en lien la diversité intra et inter-espèce des éléments sécrétés et les pouvoirs pathogènes variables des bactéries du genre Mycoplasma.

L’optimisation de nos stratégies de prise en charge des arythmies ventriculaires constitue un enjeu clinique majeur en cardiologie. Une meilleure compréhension des différents profils de sévérité chez les patients présentant des arythmies récidivantes, ainsi qu'une identification plus précise des profils répondant aux diverses options thérapeutiques, représentent des défis importants d’un point de vue clinique. Ces avancées potentielles sont représentées notamment par les approches permettant une meilleure compréhension des mécanismes soutenant certaines arythmies ventriculaires, couplées au développement de nouveaux outils de cartographie de ces anomalies. L’introduction récente d’une nouvelle source d’énergie ablative, l’électroporation, offre également des perspectives prometteuses, avec pour objectif la création de lésions plus profondes permettant d’éliminer certains substrats jusque-là difficilement accessibles avec la radiofréquence. Enfin, la radioablation stéréotaxique cardiaque, technique d’ablation non-invasive récente, offre déjà une nouvelle ligne thérapeutique efficace pour les patients en impasse thérapeutique, même si des défis précliniques, cliniques et technologiques importants attendent cette thérapie dans les années à venir.