Les hexaphyrines sont des macrocylces pyrroliques dynamiques pouvant prendre une conformation en anneau de Möbius. Cette structure torsadée particulière possède une chiralité topologique intrinsèque hélicoïdale et dynamique. Les travaux de cette thèse sont centrés sur l’induction de chiralité et de sa modulation. Pour y parvenir, plusieurs stratégies novatrices ont été employées. D’abord avec l’utilisation d’hexaphyrines à bras coordinants chiraux avec une fonction amine ou acide carboxylique. La formation de complexes de zinc(II) avec des ligands exogènes de type azo a permis d’obtenir d’impressionantes inductions de chiralités avec des e.d. pouvant être >95%. L’activité chiriptique de ces systèmes a pu être modulée par photo-isomérisation trans->cis du ligand azo donnant lieu au tout premier photocommutateur chiroptique en anneau de Möbius. De nouvelles hexaphyrines possédant un second site de reconnaissance chiral à motif squaramide, surplombant l’anneau, ont été développées. Des inductions de chiralité par contrôle à distance de ce second site ont été obtenues grâce à différents processus de reconnaissance ou de protonation. La modulation de la disposition des deux sites par changement conformationnel induit par complexation a également été observée. Les résultats prometteurs des deux stratéges jètent les bases pour la formation de récepteurs allostériques à chiralité photocommutable.

En réponse aux enjeux de la transition environnementale, les matériaux géosourcés et biosourcés, tels que la terre crue et les composites terre-chaux-chanvre, constituent des alternatives aux matériaux conventionnels. Le laboratoire CBTP du Groupe Pigeon développe des matériaux valorisant des co-produits de carrières. Cette thèse porte sur la caractérisation hygrothermique de certains de ces matériaux. L’étude est réalisée à différentes échelles, du matériau à la paroi, via une approche expérimentale et numérique. L’étude à l’échelle du matériau montre l’effet de la formulation (masse volumique, minéralogie et ajout de chanvre) et de la teneur en eau sur les propriétés thermiques et hygriques. La méthode de séchage innovante par convection forcée développée permet de réduire de moitié le temps de séchage par rapport à la convection naturelle. L’étude à l’échelle de la paroi réalisée en enceinte bi-climatique compare le comportement hygrothermique de quatre solutions constructives se distinguant par leur matériau et le positionnement de l’isolant. Les résultats montrent des caractéristiques favorables pour les parois à base de terre pour limiter les surchauffes estivales, réduire les besoins énergétiques de chauffage et contribuer à une meilleure stabilité hygrothermique globale.

Au travers d'une conception innovante, le piston hydro-CO₂ propose une nouvelle approche thermodynamique des cycles de pompe à chaleur (PAC). Elle a pour but de minimiser les irréversibilités dans les transformations thermodynamiques et d'élargir le champs d'application des PAC dans l'industrie. Le travail échangé avec le fluide frigorigène est réalisé au travers d'un piston liquide dans des ballons sous pression (BSP). Lorsque les transformations s'enchaînent le cycle créé est appelé PAC hydro-CO₂. L'étude numérique de la PAC hydro-CO₂ décrit son principe de fonctionnement, sa conception et ses performances attendues afin d'évaluer la viabilité du projet d'un point de vue environemental, économique et technique. Le premier prototype de ce système est réalisé à une échelle 1/1000e de la version industrielle, sur une puissance d'environ 250 W. Les essais expérimentaux permettent d'identifier certains aspects de la conception à revoir pour les versions suivantes du prototype. Ils soulignent aussi le poids prépondérant des déperditions thermiques sur sa performance. Si les simulations numériques illustrent le bénéfice induit par le passage de l'échelle prototype à l'échelle industrielle, ce point reste crucial à étudier dans les futures versions du développement de la technologie. Cette étude confirme le potentiel de la technologie dans ses objectifs initiaux en rapport avec la transition énergétique industrielle.

Les systèmes multi-agents offrent des avantages en termes de flexibilité et de redondance, permettant la répartition efficace des tâches complexes entre plusieurs robots. Cependant, leur déploiement exige des stratégies avancées de contrôle afin d’assurer une coopération optimale entre agents autonomes et opérateurs humains. Cette thèse explore le contrôle partagé avec assistance haptique appliqué aux systèmes multi-robots, combinant l’autonomie des robots à la prise de décision humaine pour améliorer la coordination et la robustesse des interactions. Dans un premier temps, nous introduisons une stratégie de contrôle reposant sur le maintien de contraintes globales au sein du groupe de robots. En particulier, nous nous intéressons à la préservation de la connectivité globale, en nous appuyant sur la théorie des graphes pour concevoir un algorithme de contrôle garantissant le respect des contraintes physiques dans les relations inter-agents. Nous proposons une modification de cet algorithme afin d’intégrer des mesures réalisées dans le repère propre de chaque agent, avec un capteur à champ de vision limité. Dans un second temps, cet algorithme assurant la partie autonome du système multi-robots est combiné à différentes stratégies de supervision adaptative, offrant à l’utilisateur un contrôle à échelle variable sur l’ensemble du groupe. Trois modes de contrôle sont étudiés en simulation : Contrôle d’agent unique (S) : l’opérateur pilote un robot spécifique. Contrôle par ancrage (P) : l’opérateur impose des contraintes à plusieurs robots pour influencer le groupe. Contrôle par barycentre (C) : l’opérateur agit sur le centre de masse du système multi-robots pour guider la flotte. Associées à l’algorithme de maintenance de connectivité, ces méthodes garantissent le respect des contraintes inter-agents tout en fournissant un retour haptique à l’utilisateur sur l’état de connectivité du groupe. L’efficacité de ces approches a été évaluée dans une étude utilisateur comparant les performances avec et sans retour haptique à travers plusieurs scénarios adaptés aux différents modes de contrôle.