Cette thèse présente une nouvelle approche de filtrage d'ensemble formulée dans un cadre d'espaces de Hilbert à noyau reproduisant (RKHS) évoluant dans le temps. En plongeant les observables dans ces RKHS, la méthodologie s'affranchit de l'hypothèse gaussienne classique et permet des reconstructions rigoureuses sous la forme de combinaisons linéaires des membres de l'ensemble, invariantes dans le temps. Une version localisée de cette méthode, fondée sur la définition de noyaux locaux, est proposée. Les performances de ces méthodes sont évaluées au moyen d'expériences de simulation de systèmes d'observation (OSSE) reposant sur un modèle quasi-géostrophique multicouche de l'Atlantique Nord. Les résultats démontrent que le filtre RKHS, en assimilant des données altimétriques (SSH), surpasse le filtre de Kalman d'ensemble transformé localisé (LETKF). L'approche proposée offre une précision accrue et une stabilité renforcée, en particulier dans les régimes à faible bruit où les méthodes standard tendent à diverger. Enfin, la localisation dégradant la cohérence physique des champs reconstruits, deux stratégies de régularisation sont introduites afin de lisser le gradient spatial des poids analysés.

Les interactions spontanées et guidées par la proximité constituent une classe d'applications de plus en plus répandue dans les environnements intelligents : avertissements de collision diffusés aux piétons à proximité, relevés de capteurs annoncés à n'importe quelle passerelle à portée, ou informations de présence échangées entre des appareils n'ayant jamais communiqué auparavant. Ces interactions sont éphémères, locales, et initiées par la proximité physique plutôt que par un accord préalable. Les paradigmes de communication sans fil existants les gèrent de manière complexe. Les protocoles orientés connexion imposent des échanges de découverte, des négociations de session et un état persistant dont le surcoût est structurellement disproportionné par rapport à des interactions qui durent quelques secondes et impliquent des pairs inconnus. Des approches plus légères, telles que Wi-Fi Direct ou le couplage Bluetooth, réduisent mais n'éliminent pas ce surcoût. Plus fondamentalement, chaque système existant qui contourne l'établissement de connexion le fait comme un palliatif applicatif spécifique, sans référence à un paradigme commun, à un cadre d'évaluation partagé, ou à un protocole de niveau applicatif. Il en résulte un paysage d'implémentations isolées et non composables, qui ne peuvent coexister, ne peuvent être comparées, et ne peuvent servir de base sans répéter le même effort d'ingénierie pour chaque nouveau déploiement. Cette thèse soutient que la communication sans association, réalisée par des primitives de diffusion publicitaire sans connexion, couplage ou infrastructure préalables, constitue un paradigme cohérent et pratique plutôt qu'une collection de mécanismes ad hoc. Plus précisément, elle démontre que la combinaison de la communication sans association avec un filtrage basé sur le contenu et un échange de données basé sur des schémas produit un modèle d'interaction applicatif complet, qui peut être abstrait derrière une API orientée développeur, rendant ce paradigme accessible sans expertise au niveau système. Le chapitre 1 formalise le paradigme à travers un cadre d'évaluation structuré appliqué à onze technologies sans fil, identifiant le Wi-Fi Beacon Stuffing et le mode sans connexion BLE comme ses vecteurs pratiques, et fournit la première caractérisation expérimentale comparative des deux sur la même plateforme matérielle. Le chapitre 2 introduit le protocole Shared Ephemeral Dataspace, un format de paquet adressé par contenu permettant l'échange de données au niveau applicatif via des advertisements BLE sans adressage MAC ni connexion, à un coût énergétique inférieur à celui d'un serveur GATT équivalent. Le chapitre 3 étend le protocole à une opération BLE et Wi-Fi concurrente sur du matériel ESP32 contraint, révélant que la consommation électrique combinée est non additive en cas de contention d'ordonnancement, atteignant près de trois fois la consommation de base en BLE seul pour des intervalles d'advertisement identiques, et que l'encodage hexadécimal des SSID réduit de moitié la capacité utile Wi-Fi effective dans les contraintes de déploiement portable. Le chapitre 4 présente Éphémère, un middleware orienté événements qui abstrait la pile protocolaire complète derrière une API à quatre fonctions ; évalué en modes de déploiement embarqué et hôte, il atteint un taux de détection supérieur à 90 \% en configuration hôte, avec une latence médiane de bout en bout de 50 à 90 ms et un surcoût de traitement middleware négligeable de 40 à 50 ms en conditions nominales. Ensemble, ces contributions démontrent que la communication sans association peut être formalisée, caractérisée empiriquement, étendue à plusieurs technologies radio et rendue accessible aux développeurs d'applications via une abstraction minimale, l'établissant comme une fondation viable et complète pour des interactions IoT éphémères et sensibles au contexte.

Les travaux de cette thèse portent sur l'étude et le développement d'antennes à fort gain à base de systèmes quasi-optiques reconfigurables en bande sub-millimétrique pour des communications sans-fil à haut débit. Ces recherches répondent aux besoins croissants des liaisons backhaul liés à l’augmentation continue du trafic mobile. Une large partie de cette thèse est consacrée à la conception et à la fabrication de lentilles par procédé de mousse pressée, une technologie simple et peu coûteuse. Des lentilles de Fresnel, de Mikaelian et de Luneburg ont ainsi été réalisées et caractérisées, démontrant de bonnes performances en gain et en reconfigurabilité du diagramme de rayonnement. Cette thèse explore également un second procédé permettant de modifier localement l’indice de réfraction dans un guide d’ondes à plaques parallèles grâce à l’introduction de plots métalliques. Des lentilles de Luneburg plates, adaptées à ce procédé, ont été conçues, en utilisant deux approches pour modifier l'indice de réfraction. Pour chacune des lentilles développées, des solutions intéressantes sont introduites pour dépointer le faisceau.

Cette thèse traite d’interprétations stochastiques des modèles d’océan et de vague et de leur étude mathématique. Ces interprétations sont déduites du principe d’incertitude de position (LU, location uncertainty), qui est fondé sur la décomposition du mouvement Lagrangien en deux contributions, l’une cohérente et de grande échelle, l’autre décorrélée et de petite échelle. Cette approche fournit une version stochastique de la dérivée lagrangienne (ou matérielle), qui est ensuite utilisée pour établir des modèles stochastique à partir de lois de conservations. Après quelques rappels concernant le calcul stochastique et le formalisme LU, deux interprétations des équations primitives sont présentées. Elles sont établies à partir des équations de Navier-Stokes LU tridimensionnelles, par relâchement de l’hypothèse d’équilibre hydrostatique via le bruit. Une régularisation par filtration passe-bas de l’un des deux modèles est ensuite étudiée en détails, bien que d’autres régularisations soient mentionnées. Enfin, nous montrons que ce système régularisé constitue une approximation des équations de Navier-Stokes LU à l’ordre supérieur, comparé à l’hypothèse hydrostatique classique. Dans thématique assez différente, diverses interprétations LU des modèles vagues classiques sont proposées. Les modèles traités sont Saint-Venant, Boussinesq, Serre-Green-Naghdi et Water Waves. Les trois premiers sont élaborés “directement” à partir du formalisme LU, puis à partir des équations Water Waves dans les limites adéquates. Des simulations numériques sont ensuite réalisées pour évaluer qualitativement les propriétés de ces modèles.

La modélisation, la numérisation et la transmission du mouvement humain constituent des problèmes majeurs de notre époque. En particulier, une représentation du mouvement adaptée doit être facile à manipuler, permettre l'interopérabilité entre systèmes, passer à l'échelle, et présenter une certaine robustesse face à diverses distributions de bruit. Dans cette optique, nous proposons trois contributions. La première s'appuie sur une représentation du mouvement par parties du corps. Plus précisément, et à la différence de la majorité des travaux existants, nous choisissons de sacrifier la modélisation explicite de certaines dépendances entre parties du corps. Ce cadre nous permet d'étudier le comportement de différentes décompositions du corps à travers une ablation progressive de certaines dépendances et interconnexions. Nous présentons ensuite une contribution visant à compléter un mouvement humain bruité, voire partiellement occulté sur des durées variables. Enfin, nous améliorons l'approche de la première contribution en compensant l'une de ses principales limites, à savoir sa latence à l'inférence, puis nous l'appliquons à un cas pratique de compensation de latence dans une application immersive.

Le but de cette thèse est de compactifier le feuilletage isomonodromique induit par l'équation Painlevé V. En particulier, nous analysons le comportement asymptotique des solutions de cette équation lorsque le paramètre de temps tend vers 0 ou l'infini. Pour ce faire, nous devons d’abord compactifier l’espace ambiant du feuilletage. Cet espace correspond à l’espace de modules d’une certaine classe de connexions méromorphes de rang deux sur la sphère de Riemann, présentant deux singularités régulières, ainsi qu’une singularité irrégulière d’ordre deux. La compactification que nous proposons étend et affine la compactification d’Okamoto en intégrant des composantes de bord liées au paramètre temporel égal à 0 ou l'infini. Nous interprétons les connexions limites comme des connexions sur des courbes nodales rationnelles irrégulières stables. De telles connexions se décomposent en connexions méromorphes plus simples, une pour chaque composante lisse de la courbe. Les données spectrales résiduelles de ces connexions en chaque noeud fournissent un intégrale première pour le champ Hamiltonien associé à l’équation de Painlevé V. Grâce à ces données, nous pouvons déterminer le comportement du feuilletage sur les composantes de bord.

Ces dernières années, la cryptographie symétrique a connu d’importants développements, notamment dans l’évaluation et l’amélioration de la sécurité des primitives cryptographiques qui repose sur une large variété de techniques, parmi lesquelles la cryptanalyse différentielle et ses variantes jouent un rôle central. Afin d’accélérer et de fiabiliser l’évaluation de la résistance de ces primitives face à certaines attaques, des outils et modèles génériques basés sur des techniques d’optimisation ont été proposés. Premièrement nous montrons, comment améliorer la conception des primitives cryptographiques en exploitant ces outils et modèles génériques. En automatisant le processus, de nombreuses variantes d’une même famille algorithmique peuvent être explorées afin de trouver un compromis satisfaisant entre performances de la primitives et résistance à diverses classes d’attaques. Dans un second temps, nous décrivons de nouveaux outils capables de générer automatiquement des attaques optimales contre des primitives existantes, facilitant ainsi leur analyse et leur évaluation. Au-delà de ces objectifs techniques, cette thèse contribue également à la compréhension des limites et des possibilités offertes par les outils d’automatisation en cryptanalyse. Elle s’inscrit ainsi dans une dynamique de recherche visant à rendre l’analyse cryptographique plus systématique, reproductible et accessible aux concepteurs de primitives.

La détection de changement constitue un domaine essentiel en télédétection, notamment pour le suivi environnemental, la gestion des risques et la surveillance du territoire. Dans cette thèse, l’objectif est de développer une méthode non supervisée de détection de changement appliquée aux données SAR polarimétriques. Nous commençons par une étude approfondie des méthodes existantes, qu’elles soient supervisées ou non supervisées. Ensuite, nous proposons une nouvelle approche non supervisée qui ne nécessite ni information a priori sur la vérité terrain ni connaissance préalable du nombre de classes. Notre méthode intègre le processus de Dirichlet afin d’estimer automatiquement le nombre de classes. Nous construisons ainsi une approche complète basée sur le modèle EM-DPMM-MRF. L’algorithme EM permet d’estimer les paramètres du modèle et de mettre à jour les classes de manière itérative, tandis que les champs de Markov (MRF) sont utilisés pour intégrer l’information spatiale dans le processus de segmentation. Enfin, la détection de changement est réalisée à partir de la comparaison de deux images classifiées de la même zone d’étude, conduisant à la génération d’une carte binaire de changement.

Cette thèse explore l’intersection de la cybersécurité, de la manipulation de l’information et de l’intelligence artificielle générative pour développer des plateformes d’entraînement permettant d’atténuer les opérations de Manipulation de l’Information. Alors que les réseaux sociaux permettent la mise en œuvre d’opérations informationnelles à grande échelle ayant des impacts sur les démocraties, il existe un besoin critique de méthodologies d’entraînement efficaces permettant de lutter contre ces opérations. Notre recherche aborde trois questions clés : (1) Comment produire du contenu diversifié, conforme au scénario et crédible pour peupler des réseaux sociaux simulés ; (2) Comment modéliser l’activité de ces réseaux, incluant des comportements malveillants ; et (3) Comment concevoir une solution qui soit utilisable et contrôlable par les formateurs. Le système proposé, SocialForge, utilise des graphes de connaissances et l’IA générative pour produire un contenu conforme au scénario, diversifié et réaliste. Ce système permet aussi de simuler des comportements de réseaux sociaux dynamiques, ce qui inclue des activités malveillantes. Les évaluations démontrent la capacité du système à générer des simulations crédibles, permettant de maximiser l’immersion de l’entraînement. Ce faisant, ces travaux comblent ainsi le fossé entre la formation en cybersécurité et la défense contre la manipulation de l’information.

Les nouvelles technologies en science de la vie et la diminution de leur coût a eu pour effet de générer une très grande quantité de données hétérogènes, et lors d’analyses combinées il convient de mettre en œuvre une analyse multi-omique adaptée en terme d'intégration de données mais aussi de requêtage. Nous avons choisi d'utiliser les technologies du Web Sémantique pour proposer de nouvelles méthodes pour aborder ces deux défis. Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet ENDOVIRE qui vise à comprendre les régulations entre le génome d'une guêpe parasitoïde et les élévents viraux intégrés à celui-ci. La première méthode présentée dans cette thèse vise à proposer un schéma d'intégration de données multi-omiques qui soit assez générique pour être réutilisé par différentes études, et facilement requêtable. Cette méthode a été appliquée au dataset du projet ENDOVIRE. Notre deuxième contribution est de proposer une approche modulaire pour la créationde requêtes SPARQL complexes, permettant de s'affranchir de la technicité du langage et de se concentrer sur la question à poser. Nous avons appliqué cette méthode au projet ENDOVIRE ainsi qu'à une base plus importante et plus complexe : la base de connaissances UniProt.