Au cours des dernières décennies, le chien (Canis lupus familiaris) est devenu un modèle de choix pour l'étude des maladies génétiques complexes, grâce à sa diversité phénotypique, fruit d'une domestication ancienne et d'une sélection artificielle intense conduisant à la formation de plus de 400 races modernes, véritables isolats génétiques. Cette thèse porte sur la dysplasie coxo-fémorale (DCF), une affection multifactorielle débilitante du développement articulaire et homologue à la dysplasie développementale de la hanche (DDH) chez l'humain. Plus de 700 chiens ont été séquencés à faible couverture puis imputés afin d'identifier, par analyse d'association pangénomique (GWAS), des loci associés à la DCF. Deux outils bio-informatiques ont été développés : la librairie R Pedixplorer pour le traitement des pedigrees complexes et le pipeline nf-core/phaseimpute consacré à l'imputation de génotypes. La combinaison de GWAS intra- et inter-races avec des annotations fonctionnelles et une comparaison à la littérature sur la DDH humaine nous a permis de mettre en évidence une vingtaine de loci candidats. Ce travail, mené en partenariat avec l'ACGAO et la Fondation VISIO, ouvre la voie à un futur test génétique de risque dont le développement se poursuivra dans une thèse ultérieure.

La stabilité des produits industriels, de la formulation au stockage puis à l’utilisation, est essentielle pour garantir leur performance et leur qualité. Cette thèse explore l’usage de structures photoniques résonantes pour le suivi dynamique des processus de sédimentation et de stabilité de produits opaques ou sombres, difficiles à analyser par des dispositifs commerciaux. L’approche repose sur la fabrication de micro résonateurs en polymère UV210 avec une détection optique quasi-surfacique, intégrée à une plateforme expérimentale simplifiée et économique. Après caractérisation de structures hybrides SOI/UV210/SOI adaptées à l’étude de substances agressives pour l’organique, les capteurs SOI/UV210 ont été testés sur des dispersions colloïdales de silice dans l’eau puis dans un milieu visqueux, permettant de mesurer les vitesses de sédimentation. L’étude a été étendue à des dispersions opaques de noir de carbone, démontrant la capacité à suivre la stabilité colloïdale de substances absorbantes, en lien direct avec des problématiques industrielles (peintures, mélanges latex/silice). Enfin, ces micro résonateurs ont aussi permis de suivre des phénomènes dynamiques de séchage et de stratification dans des produits laitiers.

Le sol est un milieu vivant dynamique qui abrite une diversité de microorganismes responsables du cycle des nutriments, de la promotion de la croissance des plantes, de la suppression des agents pathogènes et de la résilience face aux stress. Parmi les produits du métabolisme des microorganismes du sol figurent les composés organiques volatils (COVs), qui constituent de puissants indicateurs de la qualité et de la santé des sols. Toutefois, une analyse des techniques conventionnelles de détection des VOCs montre que leur potentiel reste sous exploité, en grande partie en raison du faible taux d’identification des composés. Cette recherche explore l’utilisation de la spectroscopie rotationnelle expérimentale afin d’améliorer la détection des COV du sol en fournissant des informations sur la structure moléculaire. À cette fin, un spectromètre à ondes submillimétriques a été développé, spécifiquement conçu pour la détection et l’identification des VOCs du sol. Le spectromètre, basé sur le photomélange, a été assemblé, calibré, et validé. Les points d’améliorations ont été proposé afin de permettre une détection précise des mélanges gazeuses. Par ailleurs, les caractéristiques métabolomiques de trois souches bactériennes environnementales ont été examinés, et leurs cinétiques de croissance ont été mesurées dans un milieu nutritif commun. La production à la demande de mélanges de COV bactériens contribuera à valider l’instrument pour un usage en microbiologie environnementale.

Cette thèse étudie l’approche multimodale basée sur le traitement de signal sur graphe (TSG) pour intégrer la connectivité cérébrale structurelle et les signaux BOLD, mesurés par l’IRM de diffusion et fonctionnelle, respectivement. Dans une première partie, nous utilisons la théorie des graphes pour extraire les régions cérébrales liées à la dépression. Puis, du point de vue du TSG, nous montrons que l’analyse multimodale apporte une plus grande précision dans la classification d'adolescents anxieux et dépressifs, par rapport aux analyses unimodales. Dans une deuxième partie, nous essayons d’améliorer la localisation du signal à la fois dans le domaine spatial et spectral du graphe. Pour ce faire, nous concevons des paquets d’ondelettes sur graphe afin de créer un nouvel ensemble de transformées qui prennent mieux en compte la structure sous-jacente du graphe. Ensuite, nous exploitons et étendons l’approche Slepian de graphe qui vise à se concentrer sur un ensemble spécifique de nœuds sans exclure le sous-graphe. Nous proposons une décomposition spectrale des signaux BOLD dans des structures cérébrales localisées ainsi qu’une méthode de filtrage permettant d’examiner les patterns d’interactions entre les réseaux cérébraux. Dans une troisième partie, nous développons l’apprentissage sur graphe en utilisant les réseaux de neurones convolutionnels pour intégrer la structure et la fonction.

Ce manuscrit porte sur la dynamique de gouttes pancake en microfluidique et sur l’effet de la solubilité des tensioactifs, dont l’influence est critique sur la mobilité des gouttes. Suite à l’observation expérimentale d’une mobilité décroissante avec le rayon pour certains tensioactifs, à l’inverse des modèles classiques, nous avons conduit une étude systématique sur des tensioactifs dont la solubilité varie avec la longueur de la chaîne carbonée. Grâce à un dispositif expérimental combinant mesures de vitesse et d’épaisseur de film par interférométrie, nous avons observé deux régimes : pour des chaînes < 12 carbones (solubles), la mobilité croît avec le rayon, en accord avec la littérature. Pour ≥ 12 carbones (peu solubles), elle décroît. Nous avons proposé un modèle considérant un écoulement interfacial de type chenille de tank, basé sur la conservation du flux de tensioactifs à l’interface, expliquant les résultats et bornant la mobilité entre deux limites sans paramètre d’ajustement : interface incompressible et stress−free. Une seconde étude sur le profil d’épaisseur du film de lubrification confirme ce modèle pour les tensioactifs peu solubles. Pour les tensioactifs solubles, un épaississement local à l’arrière, dû à une accumulation de tensioactifs, est observé. Un modèle de transport interfacial 2D a alors été développé, en accord avec les observations. Ces travaux ouvrent des perspectives sur le rôle de la phase dispersée (viscosité, solubilisation du tensioactif). Des études complémentaires avec des huiles de viscosités variées et différents tensioactifs permettraient d’isoler ces effets.

Cette thèse porte sur l'amélioration de la segmentation et de la détection des lésions de sclérose en plaques (SEP) dans l'IRM de la moelle épinière, une tâche important et complexe en pratique clinique. Une étude de la segmentation manuelle des lésions a mis en évidence une variabilité importante entre les experts, soulignant la nécessité de méthodes automatisées robustes et sensibles. Pour y répondre, nous avons étudié des stratégies de fusion pour combiner l'information de plusieurs images acquises avec des séquences IRM différentes. La fusion tardive s’est révélée particulièrement efficace, surpassant nettement les modèles basés sur une seule séquence. Enfin, la thèse introduit LesionSCynth, un cadre simple et efficace pour la synthèse de lésions réalistes de la moelle épinière, ce qui permet d'améliorer les performances dans des contextes de données limitées et de réduire la dépendance aux annotations manuelles. Globalement, les contributions de cette thèse font progresser le développement d’outils de segmentation fiables, généralisables et économes en données pour l’analyse des lésions de la moelle épinière dans la SEP.

Le testicule humain, en tant que site immuno-privilégié, est susceptible d’abriter certains virus bien au-delà de leur élimination systémique. Cette capacité à constituer un réservoir viral, en particulier pour des virus émergents tels que Zika (ZIKV), soulève d’importantes questions en santé publique, notamment en lien avec la transmission sexuelle. Si certains virus, comme le virus des oreillons, déclenchent une réponse inflammatoire aiguë associée à une clairance virale, d’autres comme le ZIKV persistent silencieusement dans les cellules germinales, contribuant à une excrétion prolongée dans le sperme. Dans ce contexte, mon projet de thèse a eu pour objectif d’étudier les interactions entre virus émergents et testicule humain à travers trois axes principaux :(i) l’infection testiculaire par CHIKV dont l’excrétion séminale prolongée a été récemment observée ; (ii) l’exploration des populations immunitaires gonadiques au cours de la vie; (iii) la caractérisation des réponses immunitaires innées des cellules myoïdes péritubulaires (PMCs). J’ai démontré pour la première fois la capacité du CHIKV à infecter le testicule humain ex vivo ainsi que le testicule simien in vivo, avec un tropisme marqué pour les PMCs. En culture, ces cellules se sont révélées fortement permissives à l’infection, contrairement aux cellules germinales non permissives. L’impact de l’infection sur les PMCs suggère un possible effet délétère de l’infection par le CHIKV sur l’homéostasie testiculaire et la fertilité. J’ai également établi un atlas des populations immunitaires gonadiques humaines à partir de données de transcriptomique unicellulaire, identifiant des populations hétérogènes de macrophages dans les gonades. Ces résultats forment un socle indispensable à la caractérisation de leurs fonctions lors d’une infection virale. Enfin, j’ai mis en évidence le rôle de sentinelles des PMCs dans le testicule. Leurs réponses immunes innées différentielles selon les virus et les voies de PRR activées (RIG-I/MDA5/TLR3, TLR2/6, STING) pourraient contribuer à orienter l’issue des infections virales du testicule vers la clairance ou la persistance. Dans l’ensemble, mes travaux apportent un éclairage nouveau sur le tropisme de virus émergents pour le testicule et sur la réponse des cellules testiculaires face à ces infections. Ils ouvrent notamment la voie à des investigations dans des cohortes de patients afin de déterminer l’impact de l’infection CHIKV sur la fertilité masculine. Ils soulignent également la spécificité fonctionnelle des PMCs, et offrent des pistes pour mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent la persistance ou l’élimination virale dans le testicule humain. Ces données sont importantes pour mieux comprendre, anticiper et prévenir les risques liés aux infections virales testiculaires.

Ces travaux portent sur l’élaboration par pulvérisation cathodique RF de couches minces ferroélectriques destinées à des dispositifs hyperfréquences reconfigurables et optiquement transparents. L’étude a d’abord porté sur BaTiO3, dont les performances diélectriques limitées ont conduit à se focaliser sur Ba0,7Sr0,3TiO3 (BSTO). L’optimisation des paramètres de dépôt et l’utilisation de recuits ex-situ ont permis l'élaboration de films accordables agiles en fréquence (A = 8,8%). L’intégration de couches tampon (CeO2, MgO, MgAl2O4) entre le substrat de saphir et la couche ferroélectrique BSTO a permis d'améliorer encore la qualité cristalline et les caractéristiques diélectriques, MgO apparaissant comme la meilleure solution (A = 15,6%). Le dopage au cérium (0,6% molaire) de la couche de BSTO a ensuite permis d’atteindre des performances record, avec une accordabilité A = 20,6% à 10 GHz. Ces hétérostructures diélectriques-ferroélectriques optimisées ont été intégrées dans une antenne boucle à fente micro-maillées (66% de transparence optique), validant la reconfigurabilité en fréquence (ΔF = 250 MHz) à 20 GHz. Ces travaux confirment ainsi le potentiel des couches minces ferroélectriques pour concevoir des dispositifs optiquement transparents et reconfigurables en hyperfréquences.

La maladie d’Alzheimer est l’une des maladies neurodégénératives les plus courantes. En France, environ 1 million de personnes sont touchées par cette maladie. Cette maladie se caractérise par l’apparition dans le cerveau de plaques séniles et de dégénérescences neurofibrillaires dues à l’auto-association des protéines Tau. De nos jours, il n’existe aucun traitement efficace pour ralentir ou stopper la maladie, ni de diagnostic fiable. L’objectif de cette étude est de développer une molécule capable d’inhiber la formation des neurodégénérescences en ciblant la fibrillation de Tau et de localiser les lésions grâce à un radionucléide. À partir de la séquence PHF6/β1 jouant un rôle crucial dans la formation des filaments, une cinquantaine d’hexapeptides ont été synthétisés. Ces hexapeptides ont été classées en fonction de leurs propriétés amyloïdes et agrégatives puis testées sur un modèle mono-peptidique in vitro PHF6-PHF6. Six hexapeptides ont montré une inhibition de plus de 50% de la fibrillation de PHF6, sans augmenter la formation des structures sédimentables après 24h. Par ailleurs, aucun des hexapeptides n’induit de mortalité cellulaire à 24h et 48h. Deux d’entre eux ont été couplés au chélateur de métal, le DOTA puis radiomarqués au Scandium-44 ou au Cuivre-64 pour créer des sondes moléculaires. Les expériences ont permis d’identifier les conditions optimales de radiomarquage et de confirmer la stabilité des sondes dans des solutions biologiques in vitro, sans induire de toxicité sur la viabilité cellulaire. Des études complémentaires sont prévues pour évaluer l’effet préventif des hexapeptides sur le développement des lésions cérébrales pathologiques et pour localiser ces lésions dans un modèle murin transgénique.

Cette thèse analyse les Cycles Législatifs Politiques (PLC), définis comme la manipulation stratégique du calendrier et du contenu de la production législative à l’approche des élections, révélateurs des problèmes d’agence entre électeurs et élus. Alors que les Cycles Budgétaires Politiques ont fait l’objet de nombreuses recherches, les PLC ont surtout été étudiés par le biais de cas isolés. L’approche empirique repose sur trois volets : (1) une étude en panel de vingt pays, (2) une analyse des régions italiennes et (3) une étude de contenu des lois adoptées dans huit pays, distinguant biens publics et biens privés. Les résultats soulignent le rôle central des institutions. La production législative diminue en début de mandat puis augmente fortement dans les six mois précédant les élections. L’ampleur varie selon les contextes : les systèmes proportionnels produisent des cycles supérieurs de 67 points de pourcentage aux systèmes majoritaires; les systèmes présidentiels, surtout en cas de gouvernement divisé, affichent des cycles plus marqués que les systèmes parlementaires; la décentralisation budgétaire accroît aussi l’intensité des cycles (+64 points). La relation avec le niveau de démocratie apparaît non linéaire. Les PLC sont également plus prononcés dans les régions italiennes à faible autonomie budgétaire ou alignées sur le gouvernement central. Enfin, l’analyse du contenu législatif montre que les lois sur les biens publics connaissent un pic préélectoral, contrairement aux lois ciblant des intérêts privés. Dans l’ensemble, cette thèse démontre que les PLC sont façonnés par les structures institutionnelles et budgétaires, et propose de nouveaux outils pour mesurer la redevabilité politique, ouvrant des pistes concrètes pour renforcer la gouvernance démocratique.