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.

L'évaluation précise de la dose est essentielle après une exposition aux rayonnements ionisants, en particulier pour la prise en charge des victimes asymptomatiques. Parmi les méthodes disponibles, la dosimétrie biologique s'appuie sur l'imagerie cytogénétique pour identifier les aberrations chromosomiques dans les lymphocytes. Les aberrations stables, détectables par imagerie par Fluorescence In Situ Hybridization (FISH), sont particulièrement utiles pour la dosimétrie rétrospective. Cette étude vise à automatiser la détection des aberrations stables à l'aide de techniques d'apprentissage profond. Nous avons développé une méthode basé sur des modèles de pointe pour la détection d'objets au niveau de la métaphase, ainsi que des modèles de convolution pour la classification au niveau des chromosomes après segmentation. Un défi majeur était la disponibilité limitée des données annotées et la rareté des translocations, que nous avons abordées par la génération de données synthétiques à l'aide de modèles de diffusion générative. Notre approche génère des chromosomes transloqués synthétiques à partir d'images non annotées, ce qui donne des résultats prometteurs pour la détection automatisée des aberrations et améliore l'efficacité de l'imagerie cytogénétique dans les applications de dosimétrie.

Cette thèse vise à développer un système intégré et autonome en utilisant la technologie piézoélectrique soit pour l’actionnement ou pour la récupération d’énergie. Nous avons testé cette configuration sur un Lab on Chip (LOC) destiné à des applications médicales et environnementales. Ce LOC est utilisé pour la surveillance des polluants et des toxines dans des échantillons d'eau ou d'air. Pour assurer son bon fonctionnement, le LOC doit intégrer trois éléments essentiels : un système de fluidique, un système de détection et un système d'alimentation. La combinaison de ces trois composantes primordiales permet d'obtenir un dispositif autonome et totalement intégré. Dans le cadre de ce travail de recherche, deux systèmes sont mis en place : le système fluidique et le système d'alimentation. Au sein du premier système, une micro pompe à une membrane piézoélectrique a été étudiée à travers des analyses théoriques et des simulations sur COMSOL Multiphysics, confirmant la capacité du design choisi à pomper des débits importants de deux types de fluides, notamment les gaz et les liquides. Les résultats obtenus de cette étude ont montré que la micro pompe capable de fonctionner à des tensions faibles tout en manipulant des débits importants, pouvant aller jusqu'à plusieurs dizaines de microlitres. Cette capacité permet de répondre aux exigences en matière de quantité de fluide nécessaire à la circulation dans la zone de détection du système de laboratoire sur puce. Une puissance énergétique de l’ordre milliwatt a été calculé pour le bon fonctionnement de la micro pompe et ses modules électroniques. Pour répondre aux exigences énergétiques du système, un micro générateur piézoélectrique a également été développé. Ce dispositif convertit l'énergie biomécanique générée par la flexion du genou en énergie électrique, à travers une poutre piézoélectrique fixée à la face arrière du genou. Pendant la marche, la flexion du genou se transforme en énergie électrique, laquelle est ensuite mise en forme par un circuit redresseur de type AC-DC, rendant cette puissance exploitable par les composants électroniques du système. Les résultats obtenus de cette conversion indiquent que les niveaux de puissance générés augmentent avec l'intensité de la flexion du genou, atteignant des valeurs de dizaines de milliwatts qui se situent dans la plage nécessaire pour garantir un fonctionnement continu et en temps réel de système fluidique. Cette approche contribue à la réalisation d'un système intégré et autonome, optimisé tant sur le plan énergétique que fonctionnel.

Ce travail de thèse se consacre à la synthèse et à l’étude de composés organiques et organométalliques capable de former des polymères supramoléculaires par l’emploie d’interactions faibles. Après une étude bibliographique non exhaustive introduisant à la chimie supramoléculaire, à l’application des matériaux supramoléculaires dans l’électronique organique et plus particulièrement le transport de charge ; les méthodes de caractérisations de ces autoassemblages en solution et à l’état solide ont été introduites. La stratégie d’approche dans un premier temps a été de développer des structures dérivées de TBA et TUA capables de s’auto-assembler et qui fournissent une possibilité à la fonctionnalisation. En y apportant des modifications structurales nous pouvons contrôler les propriétés de l’auto-assemblage. Elles ont montré la capacité de former des gels supramoléculaires à travers un réseaux en 3D de polymères supramoléculaires et de former des auto-assemblages aussi à l’état solide. Ces capacités d’auto-assemblage ont été exploité par dans la seconde partie, en réalisant des acétylures de ruthénium en employant les dérivés de TBA et TUA comme ligands acétylures. Cela a permis à la formation de métallopolymères supramoléculaire et métallomésogènes dans certain cas. La troisième partie de ce travail se consacre au développement d’une famille de composé auto-assemblabe ayant comme centre un groupement accepteur d’électrons : la s-tétrazine. Grâce à ce groupement, il a été possible d’exploiter une interaction faible supplémentaire : les interactions donneur-accepteur dans la formation d’auto-assemblage en solution.

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.