Cette thèse explore de nouvelles méthodologies visant à améliorer les performances et l'applicabilité des systèmes de surveillance non intrusive de la consommation électrique (NILM), en répondant aux principaux défis liés à la précision de la désagrégation énergétique et à leur adaptabilité. Un cadre sensible au contexte a été développé en intégrant des données de capteurs environnementaux—telles que la température, l'humidité et l'occupation—dans les processus NILM, améliorant significativement l'identification des appareils ayant des signatures de puissance chevauchantes ou influencées par des conditions environnementales. Une contribution majeure de cette recherche est la création d'un ensemble de données à haute résolution, combinant des mesures de consommation énergétique et des données environnementales, collecté à partir de la plateforme SmartSense. Cet ensemble de données a été intégré dans l'outil NILMTK, offrant une ressource accessible et précieuse pour la communauté de recherche NILM. D'autre part, cette thèse introduit la Spiral Layer, une architecture de réseau neuronal novatrice inspirée par les opérations de rotation, conçue pour une extraction efficace des caractéristiques et une réduction dimensionnelle. Cette architecture a été étendue pour implémenter une Transformée de Karhunen-Loève (KLT) entraînable, offrant une approche basée sur les réseaux neuronaux pour les projections orthogonales et la maximisation de la variance des signaux. La Spiral Layer a démontré des performances similaires sur des tâches de référence, validant son potentiel pour des applications diversifiées.

Les Ressources Éducatives Libres (RELs) sont des matériaux d'enseignement, d'apprentissage et de recherche destinés au public, permettant leur utilisation libre. Elles peuvent être utilisées par les enseignants pour créer de nouveaux cours. Les enseignants peuvent combiner différentes RELs pour atteindre un objectif d'apprentissage spécifique. Le projet CLARA a été lancé pour permettre aux enseignants de créer des cours sous licence basées sur des RELs existantes. Dans cette thèse, financée par le projet CLARA, notre objectif est d'enrichir le corpus éducatif CLARA de RELs contenant des relations utiles entre elles, facilitant ainsi la navigation pour les enseignants. Pour ce faire, plusieurs contributions ont été apportées dans cette thèse. Premièrement, la création d'un outil de construction de dataset qui permet aux utilisateurs de créer leurs propres datasets éducatifs personnalisés à partir de transcriptions de vidéos YouTube. Deuxièmement, le développement d'une représentation vectorielle (embedding) qui prend en compte les spécificités des RELs, à savoir la centralité du contenu et la présence de caractéristiques sémantiques. Troisièmement, la proposition d'une méthode de requête qui récupère les RELs pertinentes pour une liste de mots-clés en se basant sur représentations RELs. Quatrièmement, la conception d'un modèle qui identifie les relations de précédence possibles entre des paires de REL en utilisant un Graphe de Connaissance (Knowledge Graph) et en exploitant un Réseau de Neurones sur Graphes (GNN). Les contributions faites fonctionnent en harmonie afin d'enrichir le corpus CLARA avec des ressources éducatives, de les récupérer et d'identifier les relations possibles entre elles, facilitant ainsi la navigation pour les utilisateurs.

Les Maladies CardioVasculaires (MCVs) constituent la principale cause de mortalité dans le monde. L'Insuffisance Cardiaque (IC) est une MCV dont la prévalence ne cesse d'augmenter. Le suivi à distance et quotidien des principaux biomarqueurs cardiaques apparaît comme une solution adéquate pour les personnes à risque et pour les patients atteints de MCVs chroniques, comme l’IC. Contrairement aux systèmes non invasifs existants, limités pour une surveillance continue à long terme, les dispositifs implantables offrent des solutions prometteuses. Notre équipe de recherche a contribué au développement d’un Dispositif Implantable (DI) au niveau du fundus gastrique capable d’enregistrer les activités électriques et mécaniques du cœur. Cependant, les artefacts et bruits liés au site gastrique réduisent l’efficacité des analyses. L'objective de cette thèse est de débruiter des signaux acquis par ce DI, plus particulièrement les signaux d’ACCélérométrie cardiaque (ACC), pour améliorer la détection des événements S1 et S2, essentiels au diagnostic des maladies cardiaques. Deux approches ont été développées : une basée sur les réseaux de neurones profonds et une autre sur des graphes. Ces méthodes ont été évaluées sur une base de données réelle issue d’une étude préclinique. Comparées aux approches standard de débruitage, les méthodes proposées ont amélioré le rapport signal-bruit de 15%-20% pour l’approche basée réseaux de neurones et 23%-42% pour les approches basées graphe.

Du fait de son étiologie complexe et de sa symptomatologie variée, les traitements contre la schizophrénie ne permettent pas de répondre aux besoins des patients en termes d’efficacité et de tolérance. Cette thèse décrit premièrement la schizophrénie afin de mieux comprendre les dysfonctions anatomiques, morphologiques et génétiques associées aux symptômes qu’elle engendre. Ce travail évoque ensuite les caractéristiques des antipsychotiques et des molécules expérimentales en cours d’étude. La recherche de molécules expérimentales en psychiatrie nécessite des modèles animaux pertinents, qui présentent une forte valeur translationnelle avec l’homme. Inspirée de la théorie glutamatergique, ce manuscrit présente une étude qui porte sur le développement d’un modèle de schizophrénie induit par MK-801 chez le rat. Les données obtenues permettent d’améliorer la caractérisation du modèle, ce qui pourrait contribuer au développement de nouveaux traitements antipsychotiques dans le futur.

Le cancer est l'une des principales causes de mortalité dans le monde, nécessitant des innovations thérapeutiques constantes comme les conjugués anticorps-médicaments (ADC). Ces molécules utilisent un anticorps monoclonal pour cibler les cellules cancéreuses et y libérer un agent cytotoxique. La pharmacocinétique de population, à l’aide de modèles mathématiques, étudie leur absorption, distribution et élimination, dans le but d’optimiser l’efficacité et la tolérance. Une étape clé dans cette démarche est la sélection des covariables qui permettent d’expliquer la variabilité inter-individuelle observée. La recherche de covariables peut devenir un processus complexe et chronophage, dans le cas de modèle pharmacocinétiques complexes. Cette thèse s’intéresse à l’intégration de méthodes automatiques, telles que COSSAC et SAMBA, ainsi que certains algorithmes issus du Machine Learning, afin de comparer leur performance aux méthodes traditionnelles pour la sélection des covariables en pharmacocinétique de population. En s’appuyant sur des données cliniques d’ADC, cette étude analyse l’efficacité, la rapidité et les défis de ces approches, mettant en lumière leur rôle potentiel dans l’évolution de la modélisation pharmacocinétique et la personnalisation des traitements.

Les travaux de cette thèse portent sur la mise en forme par fabrication additive d’optiques en verres de chalcogénures transmettant dans l’infrarouge moyen. La complexité de mise en forme de ces verres génère des contraintes inévitables sur la forme, le coût, la quantité ou encore le temps de conception. Dans ce contexte, l’entreprise Umicore IR Glass (Acigné, France) attend de l’impression 3D, la possibilité de réaliser des géométries complexes tout en conservant des transmissions proches de celles des verres de chalcogénures obtenus à partir des méthodes classiques de fusion-trempe. Dans un premier temps, les différents paramètres disponibles en impression FFF (Fused Filament Fabrication) de verres sont étudiés. Un plan d’expériences a permis d’optimiser la géométrie et la qualité optique de pièces en GASIR ® 5 imprimées à partir de baguettes préalablement fibrées . Dans un second temps, les travaux se sont tournés vers la mise en forme de diverses pièces optiques (disques, fenêtres, billes, lentilles...) . Une méthode alternative, s’affranchissant des baguettes, a par la suite été développée. Cette adaptation a permis d’atteindre une transmission relative de l’ordre de 99% de la transmission théorique du GASIR® 5 de référence sur 2mm d’épaisseur. Dans un troisième temps, en parallèle de la FFF, une approche par frittage laser de poudres de verres de chalcogénures est explorée sur des compositions aux températures de transition vitreuse croissantes (de 137 à 292°C). Les résultats du point de vue de la forme des pièces sont encore à améliorer mais des résultats de transmission très encourageant ont pu être obtenus. L’ensemble de ces travaux a permis d’exprimer le potentiel très encourageant de la fabrication additive pour le développement de pièces optiques en verres de chalcogénures.

Dans une première partie, à partir d’une équation d’évolution, on construit une famille de noyaux indexée par le temps qui permet de définir une famille d’espaces de fonctions (RKHS). On construit une famille d’opérateurs de Koopman qui permettent de passer d’un noyau initial (temps 0) au noyau au temps t. Pour décrire cet opérateur simplement, on cherche à diagonaliser un opérateur qui est relié. Dans une seconde partie, on montre que les équations stochastiques de Navier- Stokes LU qui dépendent d’un paramètre sur un ouvert borné en dimension 2 et 3 admettent des solutions faibles (solutions martingales), avec unicité en dimension 2. Puis on montre qu’une famille de solutions indexée par ce paramètre converge, lorsque ce paramètre tend vers 0, vers une solution de l’équation de Navier- Stokes déterministe. Dans une troisième partie, on fixe le paramètre précédent égal à 1, on souhaite voir une solution des équations de Navier-Stokes LU comme limite de solutions d’une nouvelle équation appelée Navier-Stokes avec advection aléatoire dépendant d’un paramètre.Pour cela on utilise la méthode de la fonction perturbée.

L'urgence écologique actuelle exige la réduction des émissions de gaz à effet de serre provenant de l'utilisation des ressources fossiles. La biomasse lignocellulosique a été identifiée comme une source de carbone alternative importante, particulièrement pour la production de produits chimiques de haute valeur. La conscience écologique pour un environnement plus propre se développant rapidement incite fortement au développement de technologies plus éco-compatibles et suscite un intérêt croissant pour l’obtention de colorants d’origine naturelle non (moins) toxiques. Ce projet de recherche vise à proposer des alternatives durables de préparations (potentiellement industrialisables) de colorants en utilisant des ressources renouvelables. Dans une première partie de ce travail, l’utilisation des dérivés d’anhydride phtalique bio-sourcés, en mimant les synthèses pétro-sourcées a permis la préparation de plusieurs classes de colorants telles que la tétramethylphtalocyanine de cuivre de couleurs bleue, les triarylméthanes de couleur de rose à bleue, et l’anthraquinone marron. De plus des essais d’obtention d’iminiums conjugués ont été également réalisés. Dans une seconde partie de ce travail de thèse, l’utilisation de classes additionnelles de réactifs de départ bio-sourcés tels que l’huile issue de la dépolymérisation de la lignine, la vanilline et les acides férulique & sinapique, ont permis l’accès éco-durable à deux familles de benzoquinones ainsi qu’à leurs produits de post-fonctionnalisation : les 2,5-diaminobenzoquinones et les méthoxybenzoquinones. Notamment, l'approche DFT a permis un design assisté de molécules oximes colorées en calculant les spectres UV-visible d'absorption des composés post-fonctionnalisés. De façon très originale, des composés de type 2 phenylhydrazino-5-pyrrolidinobenzoqui-none ont été préparés.

Les antennes modernes des stations de base pour les réseaux 5G doivent fonctionner sur les bandes K et Ka et couvrir de grands angles de balayage, jusqu’à 70 degrés, et ceci à faible coût. Les réseaux phasés répondant à ces exigences avec un minimum d’éléments actifs constituent une solution attractive. Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie complète pour concevoir de nouveaux réseaux de fentes connectées lacunaires, ainsi que des architectures permettent de supprimer les lobes de réseau, tout en répondant aux besoins précités. Notre approche de synthèse consiste en la combinaison d’une procédure itérative convexe avec un solveur efficace basé sur la méthode des moments, tous deux développés en interne. Ainsi, la structure du réseau et le couplage mutuel sont pris en compte lors du processus de synthèse, aboutissant à des conceptions réalistes et optimales. De plus, nous avons développé un outil numérique pour la conception efficace des cellules unitaires des réseaux de fentes connectées. Enfin, les limites de performance inexplorées jusqu’à présent de la cellule unitaire à fentes connectées sont systématiquement étudiées, tandis qu’un cadre de conception pour les réseaux connectés lacunaires est formulé pour la première fois.

Les produits portables sont devenus de plus en plus omniprésents dans notre vie quotidienne. Ils sont des outils utiles pour les soins de santé et la sécurité, comme les aides à la navigation pour les personnes malvoyantes, et offrent de la sécurité aux professionnels comme les pompiers en fournissant respectivement la détection et le suivi. Plusieurs dispositifs portables peuvent être utilisés pour former un réseau et transmettre des paramètres utiles de surveillance de la santé aux professionnels médicaux. Pour accroître l'adoption des produits portables, ils doivent être confortables, légers et ne pas entraver le mouvement de l'utilisateur. Les applications sur le corps sont soumises à des conditions variables en raison des changements de l'environnement, des mouvements du corps et de différentes courbures dues au placement sur les différentes positions sur l'utilisateur. Les structures à ondes progressives, telles que les antennes à ondes de fuite, peuvent être utilisées comme une solution viable pour réaliser la reconfigurabilité aux fréquences millimétriques tout en respectant les exigences des antennes portables sur le corps. Dans la thèse, il est montré que les antennes à ondes de fuite basées sur des microbandes peuvent être efficacement sinueuses pour afficher une polarisation diversifiée et des caractéristiques double bande dans la bande millimétrique.