Enedis est le principal gestionnaire de distribution d’électricité en France. Les distributeurs sont légalement obligé de mesurer et de publier la consommation électrique française. Les mesures contiennent de nombreuses informations personnelles et sensibles. De fait, la publication est anonymisée à l’aide d’agrégats par seuils. Ce travail étudie la vulnérabilité liée à la publication des mesures de consommation électrique. Notre première contribution est une étude statistique à grande échelle des mesures d’électricité française. En particulier, nous réalisons une étude d’unicité montrant que les séries non anonymisées sont très facilement identifiables. Notre deuxième contribution est une attaque par inférence d’appartenance qui permet de trouver toutes les séries formant un agrégat. Cette attaque est basée sur une variante du problème de la somme des sous-ensembles. Notre troisième contribution est une attaque par inférence d’appartenance modélisée comme un problème de classification de séries temporelles. Cette attaque nécessite peu de connaissances préalables et permet de trouver une cible spécifique dans un agrégat. Nous réalisons des expériences approfondies sur les attaques. Les résultats permettent de mieux choisir le seuil de publication. Enfin, nous proposons une méthode pour estimer la vulnérabilité des séries.

La compréhension des systèmes multiferroïques présentant des ordres permanents magnétique et électrique présentent un enjeu majeur dans le domaine du stockage de l’information numérique, afin de diminuer les coûts financiers et environnementaux, tout en continuant d’améliorer leur efficacité. Ce manuscrit expose nos travaux théoriques et expérimentaux sur les propriétés structurales, magnétiques et électriques de cuprates sous pression hydrostatique. Le premier chapitre permet de s’initier à la notion de multiferromagnétisme, jusqu’à arriver à l’exposition de l’état de l’art. Les deux chapitres suivants expliquent les méthodes théoriques/numériques et expérimentales employées pendant la thèse. Le chapitre quatre est l’étude de La2Cu2O5 dont la compréhension de son magnétisme a longtemps était débattue. Ensuite, une contre-étude est montrée dans le chapitre cinq, avec notre étude de BaCuF4. Ce système était prédit multiferroïque à haute température. Nos calculs, présenté dans ce manuscrit, dissent le contraire. Finalement, pour aller au-delà de l’oxyde de cuivre, les études théorique et expérimentales de l’anion mixte Cu2OCl2 sont présentées dans le sixième chapitre. Suite aux sublimes résultats sur CuO, nous avons le droit d’espérer une telle exaltation des propriétés après la substitution chimique d’atomes d’oxygène par du chlore. Pour finir une conclusion générale résume l’ensemble des travaux et ouvre sur de futurs perspectives.

Notre objectif est de concevoir un système de reconnaissance et de segmentation d'écriture manuscrite d'enfants dans le but d'analyser précisément l'écriture afin de faire des retours orthographiques immédiats à l'enfant. Les contributions de cette thèse reposent sur l'hybridation de modèles d'apprentissage profond avec des modèles utilisant des connaissances expertes explicites. La première contribution consiste à intégrer la dynamique de l'écriture contenue dans le signal en ligne dans un réseau de neurones convolutifs pour faire de la reconnaissance de caractères. La seconde contribution porte sur l'amélioration d'un système existant d'analyse de mots. Ce système utilise un mécanisme de guidage par la consigne ainsi que les mots phonétiquement proches de la consigne pour aiguiller son analyse. Le principe est d'intégrer la prédiction d'un modèle de reconnaissance Seq2Seq dans le système de guidage. L'objectif est de palier les manques du mécanisme de guidage quand les mots d'entrée contiennent des erreurs non-phonétiques. La troisième contribution propose un nouveau système de reconnaissance et de segmentation. Il repose sur la combinaison d'un modèle dédié à la reconnaissance et d'un modèle dédié à la segmentation. Le système intègre également les connaissances contenues dans le signal en ligne afin d'améliorer la précision de la segmentation. Enfin, nous avons développé un mécanisme de rejet dans le but d'améliorer la qualité du retour effectué à l'enfant. Les résultats des expérimentations démontrent l'intérêt et l'efficacité de ces contributions.

La cryptographie White-Box est dédiée aux implémentations sûres face à un attaquant ayant le contrôle total des dispositifs sur lesquels elles sont déployées. Un des enjeux majeurs auquel elle doit répondre est la résistance aux attaques side-channel. A cette fin, les concepteurs d’implémentations White-Box ont pour but d’atténuer au maximum toute dépendance entre les variables de l’implémentation et ses données sensibles. Pour cela, l’une des contre-mesures classiques est l’utilisation de schémas de masquage, néanmoins vulnérables aux attaques par fautes. La cryptographie White-Box doit aussi considérer le compromis coûts-performances de ses implémentations : la question de la « white-boxabilité » des primitives légères, adaptées aux dispositifs aux capacités limitées se pose donc. Dans cette thèse, nous discutons tout d’abord de la white-boxabilité des finalistes du processus de standardisation de primitives légères du NIST, et présentons une implémentation White-Box de GIFT. Dans la seconde partie, nous décrivons notre schéma de masquage de l’opération AND résistant à l’introduction de fautes grâce à l’usage de codes correcteurs BCH et pouvant être implémenté avec uniquement des opérations bit-à-bit.

Dans ce manuscrit, nous étudions la stabilité forte des schémas numériques explicites à un pas à coefficients constants, posés sur le demi-espace et possédant un bord à gauche. On suppose que ces schémas sont consistants avec l'équation de transport scalaire en dimension 1 comportant une donnée de bord à gauche. Grâce au théorème de Kreiss et à la théorie développée par Gustafsson, Kreiss et Sundström, la stabilité forte est équivalente à l'absence de zéros du déterminant de Kreiss--Lopatinskii à l'extérieur du disque unité ouvert. On va alors décrire une stratégie numérique permettant de compter les zéros du déterminant de Kreiss--Lopatinskii afin de pouvoir conclure sur la stabilité forte du schéma. La première partie de ce manuscrit décrit plusieurs approches de la stabilité et introduit les objets nécessaires à la compréhension des contributions, notamment la théorie de Gustafsson, Kreiss et Sundström et le déterminant de Kreiss--Lopatinskii. La deuxième partie est dédiée aux résultats théoriques et aux stratégies numériques pour le cas particulier des schémas totalement décentrés et pour le cas général. L'enjeu est de trouver des stratégies efficaces et robustes pour étudier la stabilité de ces schémas, notamment au travers d'outils numériques et de la condition de Kreiss--Lopatinskii uniforme représentée par le déterminant de Kreiss—Lopatinskii.

Les systèmes haptiques sans sol jouent un rôle clé dans l'interaction homme-robot-environnement, les défis résident dans le développement de ces dispositifs, y compris la conception mécatronique, les algorithmes de rendu haptique, et la compréhension de la perception haptique. Dans cette thèse, nous présentons la conception de plusieurs dispositifs haptiques non ancrés dans le sol (portables et de poche) capables de générer diverses sensations tactiles pour l'homme en vue de l'application de la navigation et du rendu de l'environnement. Dans la première contribution, nous explorons le développement d'un dispositif cutané à porter sur plusieurs positions du corps pour appliquer un retour d'information sur la position et l'emplacement dans des scénarios de navigation. Dans la deuxième contribution, nous présentons la conception d'un mécanisme parallèle contraint pour le rendu haptique kinesthésique pour le guidage des mouvements de la main et le rendu tactile de type rencontre. Dans la troisième contribution, nous présentons un ensemble de dispositifs palmaires montés sur la main avec des effecteurs terminaux interchangeables, qui inspirent également l'exploration de matériaux souples et déformables pour le rendu des sensations tactiles. Enfin, dans la dernière contribution, nous étudions l'efficacité du retour haptique (kinesthésique, vibrotactile) pour l'entraînement des capacités motrices en réalité virtuelle.

La thèse étudie les propriétés géométriques et dynamiques des endomorphismes semi-extrémaux du plan projectif complexe : ce sont les applications holomorphes possédant un seul exposant de Lyapunov minimal. Le premier chapitre traite des aspects géométriques de ces applications. Les exemples connus préservent un pinceau de droites, nous observons tout d’abord que cela impose une formule pluri-potentialiste reliant le courant de Green et la mesure d’équilibre près des points périodiques répulsifs du petit ensemble de Julia. Nous montrons ensuite que, réciproquement, lorsque cette formule est vérifiée, et sous des hypothèses portant sur le courant de Green et la mesure d'équilibre, l'application laisse un feuilletage holomorphe invariant au voisinage du petit ensemble de Julia. Il s'agit là d'un phénomène de rigidité, dont la preuve passe par l'étude d'applications de Poincaré associées aux point périodiques répulsifs. Lorsque le feuilletage se prolonge au plan projectif (par exemple lorsque le complémentaire du petit ensemble de Julia est de Stein), l'application laisse un pinceau invariant. Le deuxième chapitre est consacré aux propriétés dynamiques des endomorphismes semi-extrémaux. Ceux préservant un pinceau de droites possèdent une mesure d’équilibre absolument continue par rapport au courant de Green. R. Dujardin a montré que cette condition garantit la minimalité d'un exposant de Lyapunov. Nous montrons que la propriété réciproque est vraie, sous une certaine condition d’uniformité sur les variétés instables, ce qui répond partiellement à une question posée par R. Dujardin. La preuve associe une méthode classique de théorie ergodique (basée sur des partitions mesurables et sur l'entropie) à un théorème de linéarisation des branches inverses le long d’orbites génériques dans le passé.

Les thérapeutiques endovasculaires ont connu un essor très important ces dernières années. Le préalable à tout acte interventionnel est de pouvoir accéder à la zone cible rapidement et efficacement. Cependant la navigation endovasculaire réalisée lors du cathétérisme est un geste technique qui s’avère difficile dans nombre de cas pathologiques, voire parfois impossible. C'est le cas de la thrombectomie mécanique pour le traitement endovasculaire de l'AVC ischémique. Afin de surmonter ces difficultés, nous apportons dans cette thèse plusieurs contributions dans le contexte de l'aide à la navigation endovasculaire : (i) une méthode deep-learning de segmentation automatique des structures vasculaires 3D d'intérêt à partir de l'angio-IRM pré-opératoire, (ii) une nouvelle méthode de recalage 3D/2D par recherche exhaustive multi-résolution permettant d'augmenter l'imagerie per-opératoire sans produit de contraste avec les données de l'imagerie préopératoire, et (iii) une nouvelle mesure de similarité entre patients exprimée en terme de navigabilité endovasculaire afin d'aider au choix de matériels dans un contexte de raisonnement à partir de cas.

Pour traiter la grande quantité de données visuelles disponible, il est important de concevoir des algorithmes qui peuvent trier, améliorer, compresser ou stocker des images et des vidéos. Dans cette thèse, nous proposons deux approches différentes pour améliorer la qualité d'images. Tout d'abord, nous proposons une étude des méthodes d'évaluation automatique de l'esthétique. Ces algorithmes sont basés sur des réseaux de neurones supervisés. Nous avons récolté des images de différents types, puis nous avons utilisé ces images pour tester des modèles. Notre étude montre que les caractéristiques nécessaires pour évaluer précisément les esthétiques de photographies professionnelles ou compétitives sont différentes, mais qu'elles peuvent être apprises par un seul et unique réseau. Enfin, nous proposons de travailler sur les images à grande gamme dynamique (High Dynamic Range, HDR en anglais). Nous présentons ici un nouvel opérateur pour augmenter la gamme dynamique d'images standards, appelé HDR-LFNet. Cet opérateur fusionne la sortie de plusieurs algorithmes pré-existants, ce qui permet d'avoir un réseau plus léger et plus rapide. Nous évaluons les performances de la méthode proposée grâce à des métriques objectives, ainsi qu'une évaluation subjective. Nous prouvons que notre méthode atteint des résultats similaires à l'état de l'art en utilisant moins de ressources.

Les mécanismes physiologiques à l’origine des épisodes d’apnée chez le nouveau-né, ne sont pas encore entièrement élucidés. Cette thèse vise à utiliser des modèles computationnels pour améliorer notre compréhension de la réponse cardio-respiratoire aux événements d'apnée chez les nouveau-nés prématurés. Pour cela, un modèle des interactions cardio-respiratoires a été amélioré et adapté à la physiologie des nouveau-nés et des prématurés. Des analyses de sensibilité ont été réalisées pour étudier l'adaptation cardio-respiratoire due à la présence ou à la fermeture d'un canal artériel persistant, une malformation cardiaque courante chez les prématurés. Sur le même principe, des analyses ont souligné l'importance de certaines grandeurs physiologiques sur la réponse à l'apnée-bradycardie, telles que la fraction d'oxygène inspiré, les taux métaboliques et le volume pulmonaire. À partir de ces résultats, un sous-ensemble de paramètres a été identifié pour étudier la dynamique de la fréquence cardiaque pendant une apnée-bradycardie mixte à partir d'une base de données clinique de 37 apnées-bradycardies détectées sur 18 patients. Les résultats obtenus apportent de nouvelles connaissances sur les interactions cardio-respiratoires et sur les mécanismes sous-jacents de l’apnée de la prématurité. Ils permettent notamment de mettre en avant que la présence du canal artériel ne semble pas avoir d'impact sur la réaction cardio-respiratoire à l'apnée et sur la régulation après celle-ci. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la prise en charge et l'optimisation des thérapies en unités de soins intensifs néonatals.