Les modèles d'apprentissage profond basés sur les CNNs offrent des performances de pointe dans les tâches de traitement d'images et de vidéos, en particulier pour l'amélioration ou la classification d'images. Cependant, ces modèles sont lourds en calcul et en empreinte mémoire, ce qui les rend inadaptés aux contraintes de temps réel sur des FPGA embarqués. Il est donc essentiel de compresser ces CNNs et de concevoir des architectures d'accélérateurs pour l'inférence qui intègrent la compression dans une approche de co-conception matérielle et logicielle. Bien que des optimisations logicielles telles que l'élagage aient été proposées, elles manquent souvent de structure nécessaire à une intégration efficace de l'accélérateur. Pour répondre à ces limitations, cette thèse se concentre sur l'accélération des CNNs sur FPGA tout en respectant les contraintes de temps réel sur les systèmes embarqués. Cet objectif est atteint grâce à plusieurs contributions clés. Tout d'abord, elle introduit l'élagage des motifs, qui impose une structure à la sparsité du réseau, permettant une accélération matérielle efficace avec une perte de précision minimale due à la compression. Deuxièmement, un accélérateur pour l'inférence de CNN est présenté, qui adapte son architecture en fonction des critères de performance d'entrée, des spécifications FPGA et de l'architecture du modèle CNN cible. Une méthode efficace d'intégration de l'élagage des motifs dans l'accélérateur et un flux complet pour l'accélération de CNN sont proposés. Enfin, des améliorations de la compression du réseau sont explorées grâce à la quantification de Shift\&Add, qui modifie les méthodes de multiplication sur FPGA tout en maintenant la précision du réseau de base.

Anterior Gradient 2 (AGR2) est une protéine de la famille des isomérases de disulfures (PDI) qui joue un rôle clé dans la réponse au stress du réticulum endoplasmique (RE) et le contrôle de la qualité des protéines. AGR2 est surexprimé dans plusieurs cancers, notamment ceux du poumon, du sein et du côlon, et sa présence est généralement associée à une augmentation de l'agressivité tumorale et du potentiel métastatique, en particulier à travers la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT). Cependant, les mécanismes par lesquels AGR2 déclenche ces processus restent mal compris. Dans cette étude, nous avons examiné le rôle d'AGR2 dans le cholangiocarcinome intra-hépatique (iCCA), un cancer hautement agressif qui prend naissance dans les voies biliaires. En raison de diagnostics tardifs et de métastases précoces, la résection chirurgicale, qui est le principal traitement, est rarement réalisable. L'iCCA peut être classé en sous-types prolifératif et inflammatoire selon les profils d'expression génique. Nos analyses révèlent que la surexpression d'AGR2 est significativement associée au sous-type prolifératif et corrélée à une diminution de la survie globale des patients atteints d'iCCA. Pour mieux comprendre le rôle d'AGR2 dans le CCA, nous avons exploré ses mécanismes de régulation ainsi que son impact sur les phénotypes cellulaires, notamment la prolifération et la migration. Nous avons généré une lignée cellulaire stable d'iCCA avec suppression d'AGR2 et mené des études in vivo, démontrant que l'inhibition d'AGR2 réduit drastiquement le potentiel métastatique. Ces résultats suggèrent qu'AGR2 est un acteur clé de l'agressivité de l'iCCA en modulant les propriétés invasives des tumeurs.

L’augmentation des températures peut exacerber l’impact qu’ont les ectothermes invasifs dans les régions froides, où les envahisseurs, souvent importés de régions plus tempérées, sont susceptibles de bénéficier de températures plus chaudes. L’hypothèse selon laquelle les espèces indigènes sont lésées et les espèces invasives bénéficient des températures plus chaudes, a été explorée en utilisant comme étude de cas une mouche indigène et invasive des îles subantarctiques Crozet et Kerguelen, respectivement. Calliphora vicina (Robineau-Desvoidy 1830) est une mouche à viande invasive à Kerguelen dont la progéniture partage les ressources en charogne avec la mouche aptère indigène Anatalanta aptera (Eaton 1875). En utilisant un suivi de population à long terme, des relevés de température et des expériences, nous avons montré que l’augmentation des températures pourrait expliquer l'établissement et l'expansion plus large de C. vicina, invasive localement. En revanche, A. aptera souffre d'une reproduction réduite lorsqu'elle est exposée à des stress thermiques plus élevés et plus fréquents. Nous avons également étudié les habitudes alimentaires d'une autre espèce invasive, Merizodus soledadinus (Guerin-Meneville, 1930), un prédateur connu d'A. aptera et un prédateur potentiel de C. vicina. Des essais expérimentaux d'alimentation ont montré que cette espèce préfère les larves aux autres stades de développement des insectes et que son régime alimentaire est très varié, ce qui signifie que de nombreuses espèces sont potentiellement exposées à un risque de déprédation dans les zones où les populations de sa proie préférée (A. aptera) sont réduites.

Être chirurgien requiert de nombreuses compétences communément distinguées en compétences techniques et non techniques intra- et inter-personnelles. Ces dernières comprennent, entre autres, l’ergonomie chirurgicale qui constitue le cœur de cette thèse. Malheureusement, cette notion est très peu enseignée durant le cursus universitaire chirurgical entraînant de nombreux troubles musculosquelettiques (TMS). Ces derniers ont un fort impact sur la vie personnelle et professionnelle des chirurgiens. Les objectifs de ces travaux de thèse sont d’établir l’importance de l’ergonomie en chirurgie, de l’évaluer quantitativement et de l’analyser. Une méthodologie de calcul de posture, sans marqueurs physiques, des chirurgiens a été mise en place. Des métriques de postures sont proposées pour estimer l’ergonomie des chirurgiens et prédire leur expérience chirurgicale et leur niveau d’ergonomie. Pour finir, un outil d’apprentissage pédagogique adapté aux besoins individuels est proposé. Il regroupe toutes les étapes, de la détection de pose au calcul de métriques, dans le but d’apporter des visualisations des résultats ainsi qu’un rapport adapté. Ce dernier est généré automatiquement grâce aux résultats et renseigne l’apprenant de son ergonomie chirurgicale associée aux risques encourus et à des conseils adaptés.

Les matériaux organiques, inorganiques et hybrides luminescents font l'objet d'études actives de la part d'un grand nombre de groupes de la communauté scientifique mondiale. Les complexes octaédriques de molybdène et de rhénium, dont la formule générale peut être exprimée comme [{M₆X₈}L₆]ⁿ, où M est le métal, X et L sont les ligands des sphères intérieure et extérieure du complexe, constituent l'une des classes de composés prometteuses pour la création de tels matériaux. Les complexes de cette composition possèdent une absorption dans le domaine spectral de l'ultraviolet et du visible, jusqu'à 550 nm. Leur combinaison avec des composés luminescents dans cette gamme peut entraîner une modification significative des propriétés spectroscopiques et photophysiques du matériau résultant, non seulement en raison de la combinaison des spectres d'émission, mais aussi en raison du transfert d'énergie entre les deux centres de luminescence. Les luminophores organiques bleus peuvent être l'un des candidats appropriés pour une telle combinaison. Dans le présent travail, nous avons combiné plusieurs complexes octaédriques de molybdène et de rhénium avec des dérivés d'anthracène et de tétraphényléthylène en utilisant des approches ioniques et supramoléculaires. Dans les composés hybrides obtenus, un transfert d'énergie efficace est observé. L'incorporation de ces hybrides dans une matrice de PMMA entraîne la formation de nanocomposites luminescents qui conviennent aux applications d'écriture optique.

La thèse porte sur l’analyse spectrale des opérateurs pseudo-différentiels unidimensionnels et sur certains aspects de l’analyse microlocale analytique. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la méthode de Helffer et Sjöstrand basée sur les estimées d’Agmon, donnant un équivalent optimal de la séparation des plus petites valeurs propres des opérateurs de Schrödinger symétriques. Nous étendons leur stratégie à une certaine classe d’opérateurs pseudo-différentiels, apparaissant par exemple après une réduction de dimension micro- locale du laplacien magnétique. La pierre angulaire de la preuve est que, grâce à la phase stationnaire et à l’inégalité de Fefferman-Phong, nous sommes en mesure de montrer que le comportement de ces opérateurs pseudo-différentiels est, en fait, proche de celui des opérateurs de Schrödinger. Dans la deuxième partie, nous plongeons dans la théorie des opérateurs intégraux de Fourier complexes, pour étudier le spectre de Bohr-Sommerfeld d’opérateurs pseudo-différentiels (dans le cas où les courbes d’énergie sont difféomorphes au cercle). Nous montrons qu’il est possible de trouver des quasimodes microlocaux exponentiellement précis (mais sous- optimaux) pour approximer les fonctions propres. Le fait que le développement semi-classique de la condition de quantification de Bohr-Sommerfeld soit donné par un symbole analytique classique avec une précision exponentielle était connu “en principe” par les experts du domaine comme une conséquence d'un travail de Gérard et Sjöstrand sur les résonances. Cependant, en utilisant des quasimodes exponentiellement précis, nous fournissons une preuve assez élémentaire. Dans les chapitres restants, nous mettons en œuvre une forme normale de Darboux-Carathéodory et élargissons les résultats à un cadre non auto-adjoint.

Le syndrome d'apnée du sommeil (SAS) est un trouble caractérisé par des arrêts et des diminutions du flux respiratoire pendant le sommeil. L'observabilité des fonctions cardio-respiratoires dans le SAS reste un véritable défi, et de nouvelles méthodes interprétables doivent être proposées en se basant sur l'acquisition de signaux non invasifs. L’objectif principal de cette thèse est de proposer une approche basée sur des modèles computationnels et des méthodes de traitement du signal afin de mieux comprendre la réponse cardio-respiratoire aiguë aux épisodes d’apnées, en se basant sur des signaux de temps de transit du pouls (PTT) et de ballistocardiographie (BCG). Une chaine de traitement du signal de PTT a été développée, et a permis de classifier les apnées centrales et obstructives sur une base de données cliniques de patients du SAS. Un nouveau modèle des interactions cardio-respiratoires a été proposé et analysé pour la simulation des signaux de PTT et de BCG, afin d'extraire les facteurs physiologiques les plus influents sur ces signaux autour des apnées. Ce travail permet d'améliorer la compréhension des mécanismes cardio-respiratoires modulant ces signaux, et d'ouvrir la voie vers des approches à base de jumeaux numériques pour l'optimisation de la prise en charge des patients.

Cette thèse adresse les problématiques posées par les interactions non-linéaires entre les ondes internes et un écoulement turbulent. Nous proposons en particulier des méthodes pour l’estimation de ces ondes et des courants à partir de données altimétriques. Ces méthodes sont principalement déduites de la Proper Orthogonal Decomposition, permettant un couplage statistique de ces deux dynamiques.

Grâce à diverses techniques, notamment la microscopie et la biologie moléculaire, la chromatine a été décrite comme une structure hiérarchique à plusieurs échelles. Toutefois, ce modèle bien défini a été remis en question par des découvertes récentes suggérant que les fibres de chromatine soient plutôt disposées de manière irrégulière dans le noyau. De plus, la structure de la chromatine, au lieu d'être rigide et régulière, semble comme une structure plastique qui peut être réorganisée à différentes échelles pour remplir diverses fonctions nucléaires. En particulier, dans le contexte des lésions à l'ADN, l'activation de la réponse aux dommages de l'ADN (DDR) modifie l'organisation de la chromatine afin de faciliter l'accès aux lésions et de restaurer l'intégrité génomique avec précision. Ce processus de remodelage de la chromatine implique de nombreux acteurs de la réparation de l'ADN.Parmi ceux-ci, l'ADP-ribosylation, une modification post-traductionnelle, favorise le remodelage de la chromatine aux premiers stades de la DDR, soit en modifiant les histones, soit en recrutant plusieurs remodeleurs de la chromatine. Au cours de ma thèse, par le biais de la microscopie de super-resolution, j'ai obtenu une description préliminaire à l’échelle du nucleosome de la structure de la chromatin et de son remodelage à proximité des sites de lésions de l'ADN. Par ailleurs, grâce à l’utilisation de méthodes d’imagerie de cellules vivantes, j'ai pu déterminer le rôle de l'ADP-ribosylation dans le recrutement du complexe de remodelage de la chromatine ACF aux dommages à l’ADN. Enfin, j'ai examiné les fonctions potentielles des complexes de remodelage ACF et CHRAC au cours la réparation de l'ADN.

La modification et la structuration de surfaces sont des domaines clés pour le développement de nouvelles applications dans des secteurs variés comme l'électronique ou la (bio)détection. Les travaux présentés dans cette thèse s'articulent autour de deux approches de structuration de films organiques. Tout d'abord, la structuration de couches organiques fonctionnelles greffées par l'électroréduction de sels d'aryle diazonium porteurs de groupements labiles qui permettent la structuration locale du film. Puis, un travail exploratoire s'appuyant sur la structuration de films organiques constitués de molécules π-conjuguées est présenté dans le domaine émergent de la plasmonique organique.