L’objectif des travaux est de développer un isolant biosourcé à base de fibres de chanvre. Différentes matières fibreuses et procédés d’affinage sont étudiés. Le lien entre les paramètres morphologiques, la masse volumique et la conductivité thermique apparente de l’isolant fibreux est mis en évidence. L’étude conduit à l’identification d’un produit dont les propriétés constituent un compromis technique. La réaction au feu et la résistance fongique sont abordées en veillant à limiter les impacts sanitaires et environnementaux des traitements. Une méthode d’évaluation du risque de développement fongique est proposée. Après son développement, l’isolant est appliqué en rénovation dans le comble d'une maison habitée. Ce démonstrateur est suivi pendant 18 mois (6 mois avant et 12 après rénovation). La température, l'humidité relative et le flux de chaleur sont enregistrés afin d’évaluer in situ le comportement hygrothermique de l’isolant. Cette étude expérimentale est complétée par une étude numérique sous WUFI®. Afin d’évaluer le risque de développement fongique les conditions extrêmes mesurées in-situ sont reproduites en laboratoire avec inoculation. Une isoplèthe de la fibre de chanvre non traitée est ainsi construite. L’étude multi échelle montre que l’isolation développée est performante. Le confort d’été et la capacité de régulation de l’hygrométrie sont notables. Les conditions d’exploitation de l’isolant ne conduisent pas à un risque de développement fongique.

Une fistule périanale est une condition médicale complexe pour laquelle les traitements actuels présentent une efficacité limitée. Les travaux de cette thèse proposent une approche innovante reposant sur l’utilisation de Poly(glycérol sébacate) acrylate aminé (PGSAA), un polymère développé par TISSIUM et ouvrant des perspectives prometteuses pour la réparation atraumatique des tissus. Cette thèse explore la formulation et l'évaluation des performances de composites PGSAA/ porogène, conçus pour obstruer durablement le trajet fistuleux malgré les contraintes mécaniques de la zone périanale, tout en favorisant la régénération tissulaire, et sans léser les muscles sphinctériens avoisinants. Après avoir induit une porosité permettant la croissance tissulaire au sein du PGSAA, deux méthodes de polymérisation in situ (par activation lumineuse ou par oxydo-réduction) ont été mises au point. L’activation par oxydo-réduction a été sélectionnée car la méthode permet de réticuler plus efficacement les matériaux dans des fistules qui sont étroites et saignent lors du traitement. Dans un second temps, le raffinement de la composition de ce matériau PGSAA/porogène a amélioré sa force de fixation et permis la rétention dans la fistule dans la période post-opératoire, dans un modèle porcin. Une étude chronique in vivo a mis en évidence la résistance à l'extrusion et l'intégration tissulaire des composites PGSAA/ porogène dans les fistules porcines. Ces travaux démontrent le potentiel de notre pâte injectable, poreuse et auto-fixante comme nouveau traitement pour fistules périanales et établissent les bases pour le transfert vers la pratique clinique qui permettra d’évaluer l’efficacité du produit dans des fistules humaines.

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.

Ce manuscrit présente les méthodes développées pour permettre l’exploration autonome d’un environnement 3D inconnu par un robot mobile. L’exploration est une tâche transverse, regroupant divers sous-problèmes ; ici, nous nous intéressons en particulier à la planification de trajectoires, essentielle pour la navigation autonome du robot. Nous proposons en particulier deux méthodes nouvelles de construction de graphes de navigation, utilisées ensuite comme base pour l’élaboration de stratégies d’exploration plus haut-niveau. Deux approches principales sont présentées, reflétant les deux grands courants de la littérature sur le sujet : l’exploration guidée par les frontières et l’exploration par maximisation de l’information. Les méthodes proposées sont évaluées en simulation et dans divers environnements réels.

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).

Ce travail de recherche est centré sur l'exploration de la réactivité d'analogues siliciés hautement contraints des cyclopropènes, les silacyclopropènes (ou silirènes). L'étude est réalisée selon trois axes: (1) Les réactions d'annulation des alcynes terminaux avec les silirènes; (2) Les réactions de méthylalumination des silirènes et (3) La génération d'ions silirenium. Dans le premier chapitre, la réaction d'annulation d’alcynes terminaux fonctionnalisés en présence d’un silirène catalysé par le Pd a été étudiée. Grâce à cette stratégie, des phosphines et boranes photochromes dont la basicité et l'acidité, respectivement, peuvent être modulées par la lumière, ont été obtenus. Le chapitre met en évidence la synthèse, la caractérisation et l'évaluation du comportement photochrome des phosphines et des boranes. De plus, l'impact du photochromisme sur les capacités de donation des phosphines et de détection d'anions des boranes est également discuté. Dans le deuxième chapitre, une méthodologie d'accès au cis-2-silyl-vinylaluminium basée sur la réactivité d'ouverture de cycle des silirènes en présence de triméthylaluminium est présentée. La proximité d’un fragment [Si−CH3] riche en électrons et d’un groupe aluminyl déficient en électrons au sein de ces espèces entraîne le développement d’une interaction agostique qui a été étudiée à l'aide de descripteurs expérimentaux. Dans le troisième chapitre, la synthèse d’ions siliréniums, analogues siliciés des ions cyclopropéniums, est explorée. Dans ce contexte, une stratégie synthétique d’accès à un ion silirenium masqué à partir d’un silirène neutre par protonolyse d’une liaison Si-C exocyclique est présentée.

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.

Le colza d’hiver est une culture oléagineuse caractérisée par une faible remobilisation de l’azote au cours de son cycle. Son potentiel de rendement est aujourd’hui menacé par le changement climatique qui va induire des épisodes de sécheresse plus intenses et susceptibles d’impacter l’efficacité de cette remobilisation. La sénescence et la remobilisation source-puit associée sont soutenues au niveau cellulaire par la réorganisation du métabolisme central carboné, dont l’alimentation du cycle des acides tricarboxyliques (TCA). Ce cycle contribue au recyclage des composants du chloroplastes tout en maintenant la production d’énergie nécessaire au transport de métabolites. Ces travaux de thèse ont cherché à mieux comprendre le fonctionnement métabolique des feuilles sources et puits du colza au cours de la sénescence développementale et induite par la sécheresse, en se concentrant sur le métabolisme des sucres, le cycle TCA et le catabolisme des acides aminés branchés (BCAA). Pour répondre à ces objectifs, des approches de physiologie, de profilage métabolique, de dosages d’activités enzymatiques, de mesure d’expression de gènes et de fluxomique du 13C ont été mobilisées.Les résultats montrent que les feuilles puits conservent les teneurs en eau au cours de l’acclimatation à la sécheresse et accumulent de fortes quantités de proline mais aussi de façon transitoire de l’amidon. La diminution des teneurs en protéines et la régulation du métabolisme des sucres et du transport d’acides aminés suggèrent conjointement une participation active des feuilles sources à ces accumulations dans les feuilles puits via de la remobilisation. Au cours de la sénescence développementale et induite par l’obscurité, le catabolisme des BCAA était peu régulé transcriptionnellement et ne montrait pas de grandes variations en termes de contribution au cycle TCA. L’incorporation de sondes U-13C-BCAA et l’analyse isotopique associée ont montré que le catabolisme des BCAA contribuait faiblement à l’activité du cycle TCA, tant par la synthèse d’acetyl-CoA que par le recyclage du CO2 produit. En conclusion, ces travaux de thèse ont permis d’améliorer notre compréhension du fonctionnement métabolique des feuilles de colza au cours de la sénescence développementale et induite par la sécheresse.

L’épilepsie est un trouble neurologique qui affecte 0.6% à 0.7% de la population mondiale et se caractérise par des crises récurrentes dues à une activité cérébrale anormale. Pour certains patients épileptiques ne répondant pas de façon satisfaisante aux traitements médicamenteux, il convient parfois de recourir à la chirurgie, nécessitant au préalable une bonne connaissance de la zone épileptogène responsable du déclenchement des crises. Ainsi, nos travaux portent sur l’inférence de la connectivité cérébrale effective à partir de signaux EEG de profondeur et de surface afin d’identifier au mieux les réseaux épileptiques. Dans un premier temps, nous avons exploré des approches basées dictionnaires et proposé une nouvelle approche qui, appliquée sur des signaux intracérébraux, a permis d’identifier correctement les graphes de propagation lors de la phase ictale. Nous avons ensuite développé une approche innovante "tout-en-un" combinant simultanément localisation des sources et estimation de connectivité à partir de signaux de surface. Celle-ci s’est avérée performante et robuste sur des schémas simulés par l’expert.

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.