Les interfaces cerveau–ordinateur (BCI) rendent possible des interactions en décodant l’activité cérébrale. Bien que les méthodes et le traitement du signal aient progressés, les BCI font encore face à des défis tels que le manque de généralisabilité dans les systèmes passifs et la forte variabilité dans les systèmes actifs. Les stimulations sensorielles offrent une voie prometteuse mais encore peu explorée pour répondre à ces enjeux. Cette thèse étudie comment les processus sensoriels peuvent être intégrés dans les BCI passives et actives, et comment la réalité virtuelle peut être utilisée pour cela. Nous examinons d’abord comment des stimulations auditives et tactiles en réalité virtuelle peuvent servir de marqueurs fiables de la présence, de l’attention et de la charge cognitive, améliorant ainsi le suivi des états mentaux. Nous étendons ensuite l’étude aux BCI actives, en explorant comment les sensations peuvent être mobilisées pour améliorer l’imagerie motrice, à travers les consignes, les tâches et les rétroactions. Dans les types de BCI, la réalité virtuelle a fourni des environnements permettant de manipuler les états mentaux, de délivrer des stimulations contrôlées et de concevoir des retours incarnés. Ensemble, nos résultats mettent en lumière le rôle central des sensations pour rendre les BCI plus robustes, adaptatives et centrées sur l’utilisateur.

La déshydrocouplage (DHC) entre un hydrosilane et un alcyne terminal est une réaction au cours de laquelle la liaison Si–H de l’hydrosilane réagit avec la liaison C(sp)–H de l’alcyne terminal pour former une liaison Si–C(sp). Au cours de ce processus, du dihydrogène (H₂ ) est libéré comme sous-produit. Cette thèse décrit nos travaux sur l’optimisation des substrats et des catalyseurs ainsi que sur les études mécanistiques visant à obtenir de manière sélective des alkynylsilanes moléculaires et des poly(alkynylsilane)s macromoléculaires en utilisant des catalyseurs à base de métaux des groupes 2 et 12. Nous avons constaté que, parmi différents catalyseurs alcalino-terreux, Ba{N(SiMe₃)₂}₂(thf) ₂ est le plus actif; la pyridine, utilisée comme solvant, joue un rôle déterminant. Cependant, le système Zn(OTf)₂–pyridine s’est révélé plus stable et plus sélectif, en particulier pour les substrats difonctionnels. Ce système catalytique nous a permis de préparer des oligo(alkynylsilane)s bien définis, et nous avons montré comment le choix du monomère difonctionnel influence la sélectivité de la réaction. Des premières études photophysiques ont montré que les oligomères produits possèdent une absorption UV–Vis modulable. Dans l’ensemble, ce travail fournit des méthodes pratiques pour réaliser ces réactions DHC et apporte des pistes pour la conception de matériaux fonctionnels à base de silanes.

Contexte : La reconstruction du ligament collatéral médial (LCM) et du ligament postérieur oblique (LPO) est nécessaire pour restaurer la stabilité du genou. La technique de Lind utilise un seul stendon de semi-tendineux pédiculé pour reconstruire LCM et LPO, tandis que LaPrade emploie deux greffons libres, semi-tendineux et gracile. Objectif : Comparer ces techniques dans le contrôle de la translation et de la rotation tibiales après section LCM+LPO (lésion médiale grade 3). Méthodes : Dix-huit genoux frais (âge moyen : 75 ans) ont été testés à 30° de flexion avec le laximètre Dyneelax® après genou intact, section, puis reconstruction (9 Lind, 9 LaPrade). Résultats : La technique de Lind montrait moins de laxité résiduelle en translation (0,70 vs 1,21 mm, p<0,05) et en rotation externe (0,48 vs 1,4°, p<0,05). Aucune différence significative n’a été retrouvée en rotation interne. Conclusion : Les deux techniques améliorent la stabilité, mais la technique de Lind semble mieux contrôler la translation et la rotation externe du genou.

La pathologie numérique est devenue un outil puissant pour analyser la richesse des informations biologiques contenues dans les lames d'histologie numérisées. Au-delà d'être la référence en matière de diagnostic du cancer de la prostate, l'histologie peut fournir des informations utiles à la prédiction pour améliorer les soins et les traitements personnalisés. La numérisation des lames d'histologie en images entières (WSI, pour Whole-Slide Images) permet l'application de techniques avancées de vision par ordinateur et d'intelligence artificielle. Cette thèse applique des algorithmes d'intelligence artificielle aux WSI dans deux domaines cliniques distincts liés au cancer de la prostate. La première application se concentre sur la prédiction de mutations dans les gènes impliqués dans la réparation de recombinaison homologue (HRR) de l'ADN en utilisant des WSI. La seconde aborde la prédiction de la récidive biochimique (BCR) après radiothérapie en intégrant les WSI avec les images obtenues par Résonance Magnétique et les données cliniques. Les résultats de ce travail démontrent l'utilité potentielle de la pathologie numérique pour intégrer des informations utiles issues des images d'histologie en clinique, permettant ainsi des traitements plus ciblés et mieux personnalisés.

Des tuyères planaires supersoniques innovantes sont conçues, développées et caractérisées pour générer des conditions thermodynamiques adaptées à l'analyse spectroscopique d'espèces moléculaires présentes dans divers environnements astrophysiques. 1) Une tuyère en fente de largeur réglable permet de modifier le nombre de Mach à volonté afin d'atteindre une température de rotation très basse (5-60 K). Les jets supersoniques ont été caractérisés par sonde Pitot et par une nouvelle approche de cartographie spectroscopique basée sur la technique ultrasensible CRDS. Le jet supersonique fortement sous-détendu révèle en particulier une transition entre un choc de Mach et une intersection régulière. Des spectres à haute résolution de l'éthylène ont été enregistrés à 6/8 K dans la gamme spectrale 1,6 µm, révélant de nouvelles bandes vibrationnelles qui viennent améliorer le modèle ab initio TheoReTS et enrichir les bases de données spectroscopiques. 2) Une tuyère de Laval hypersonique planaire est conçue et intégrée à un dispositif de chauffage (1000 K) pour sublimer des molécules complexes (C60), en phase solide dans les conditions standard. La géométrie de la tuyère est calculée pour produire un jet hypersonique haute densité pour une relaxation vibrationnelle efficace des molécules par le biais de collisions à deux corps. 3) un jet plasma RF est caractérisé finement par CRDS. Un spectre d'absorption à haute résolution de N2 a été enregistré dans le proche IR : le jet plasma est associé à une température vibrationnelle élevée (>> 1000 K) et à une température rotationnelle basse (< 150 K), ce qui est idéal pour l'étude spectroscopique des niveaux d'énergie vibrationnels excités.

Dans cette thèse, nous présentons nos travaux sur la compression d’images sémantique. Notre objectif est de réduire drastiquement les débits de compression au-delà de ceux proposés par les approches classiques. Nous introduisons un nouveau cadre fondé sur des représentations sémantiques des images, déplaçant l’accent de la fidélité pixel vers la préservation du contenu de l’image. L’objectif devient alors de conserver la sémantique du contenu tout en reconstruisant des images réalistes. Nous abordons deux questions de recherche centrales : Comment construire une représentation sémantique compacte mais expressive d’une image ? et Comment concevoir un décodeur capable de reconstruire, à partir d’une telle représentation, des images réalistes et fidèles sémantiquement, même à des débits extrêmement faibles ? Au fil des chapitres de cette thèse, nous montrons que les modèles fondamentaux possèdent des espaces sémantiques riches, exploitables pour la compression. Nous adaptons ensuite le décodeur à ces représentations en tirant parti de la puissance des modèles de diffusion, proposant des techniques permettant de les guider efficacement sans nécessiter de réentraînement. Enfin, nous introduisons un schéma de compression à l’état de l’art qui atteint des taux extrêmement bas tout en préservant la fidélité sémantique, appuyé par une évaluation subjective.

La synthèse magnésiothermique s’est révélée être une méthode efficace pour élaborer des skuttérudites thermoélectriques, permettant de réduire les températures et les durées de réaction tout en favorisant la formation de grains submicroniques. Dans ce travail, la méthode a été transposée de l’échelle du gramme à une dizaine de grammes pour la synthèse du composé de type n In0.2Co4Sb12. L’influence des paramètres de réaction ainsi que les mécanismes associés ont été étudiés en détail afin d’optimiser la pureté et l’homogénéité. Des lots de 10 g optimisés ont montré une bonne reproductibilité et des performances thermoélectriques compétitives, atteignant un facteur de mérite ZT ≈ 1,1, comparable aux meilleures valeurs rapportées dans la littérature. En parallèle, l’adaptation au composé de type-p Ce0.75Fe3CoSb12 a montré la faisabilité de la synthèse, bien que la reproductibilité reste limitée. Au-delà de la synthèse, la sensibilité intrinsèque de ces matériaux à l’oxydation aux températures de fonctionnement a été abordée. En l’absence d’études détaillées sur les skuttérudites In0.2Co4Sb12, le comportement à l’oxydation a été systématiquement étudié. Les échantillons issus de la magnesioréduction ont montré une meilleure stabilité par rapport aux échantillons synthétisés de manière conventionnelle. Ce comportement est attribué à leur microstructure composée de grains submicroniques, de joints de grains bien définis et de l’absence de phases secondaires mis en évidence par les analyses MEB, EBSD et MET. Enfin, plusieurs revêtements protecteurs ont été étudiés et testés en conditions isothermes et cycliques. Leur efficacité vis-à-vis de l’oxydation a été évaluée.

Le Cuivre-Zinc-Étain-Sulfure (CZTS) de structure kestérite s’impose comme un matériau prometteur, abondant et respectueux de l’environnement pour les cellules solaires à couches minces. Cependant, son développement reste limité par un important déficit de tension en circuit ouvert (VOC), résultant de l’interaction complexe entre les défauts de volume, la recombinaison interfaciale et les contraintes architecturales de l’appareil. Cette thèse propose une stratégie d’ingénierie pour surmonter ces défis. Plus précisément, le dopage au germanium (Ge) est utilisé pour passiver les défauts cationiques du volume ; un traitement thermique en atmosphère riche en oxygène est appliqué afin de réduire les pièges liés aux anions à l’interface ; et une couche tampon sans cadmium en nitrure de zinc-étain (ZnSnN₂) est développée pour optimiser l’alignement des bandes et assurer une architecture plus écologique. Ces approches ont conduit à des avancées notables, atteignant des rendements de conversion de puissance de 12,25 %, 11,51 % (certifié) et 10,0 % pour les cellules CZTS pur sulfure. Dans l’ensemble, ce travail démontre qu’une approche intégrée combinant l’ingénierie du volume, de l’interface et de l’appareil est essentielle pour surmonter les verrous intrinsèques de la technologie CZTS et favoriser son développement vers des applications solaires efficaces, durables et commercialement viables.

En septembre 2020, le président Xi Jinping a annoncé l'engagement de la Chine à atteindre un pic des émissions de carbone d'ici 2030 et la neutralité carbone d'ici 2060, faisant du développement d’une économie bas-carbone une priorité nationale. Avec l’expansion rapide de l’économie numérique chinoise, les technologies numériques sont devenues un moteur essentiel de la transformation économique, redéfinissant les paradigmes de croissance et offrant des voies prometteuses pour le développement bas-carbone. Cette étude explore la relation entre les technologies numériques et l'économie bas-carbone en évaluant l'état actuel du développement technologique, son impact sur l'efficacité des émissions de carbone et son influence potentielle sur les émissions totales. S'appuyant sur une analyse des données massives issues des brevets, cette étude identifie les brevets liés aux technologies numériques et construit un système d’évaluation multi-indicateurs pour mesurer le niveau technologique numérique dans 283 villes chinoises entre 2000 et 2021. À l'aide de méthodes telles que l'estimation de densité par noyau, l'analyse des chaînes de Markov et l’économétrie spatiale, elle examine les disparités régionales et les tendances spatio-temporelles. Empiriquement, l’étude applique l’indice EBM-Malmquist-Luenberger pour évaluer la performance des émissions de carbone et mobilise des modèles économétriques afin de quantifier l'effet des technologies numériques sur les émissions. Elle approfondit également les mécanismes sous-jacents via l’amélioration structurelle de l’industrie, l’adoption des technologies vertes et l'évolution des politiques environnementales. Les résultats indiquent que les technologies numériques améliorent significativement la performance des émissions de carbone en accroissant l'efficacité énergétique, en optimisant la structure industrielle et en renforçant les mécanismes de régulation environnementale basés sur le marché. Toutefois, leur impact varie selon les régions et suit un effet à double seuil, avec des bénéfices maximaux atteints à des niveaux technologiques spécifiques. Bien que les technologies numériques influencent l'effet rebond carbone, celui-ci ne suit pas une progression linéaire. Globalement, la Chine présente une tendance à la diminution de l'effet rebond, avec des disparités régionales marquées : l’est du pays enregistre les niveaux les plus bas, tandis que les fluctuations sont plus prononcées dans le nord-est. Afin d’examiner les trajectoires du développement bas-carbone, cette étude mobilise le cadre TOE (Technologie-Organisation-Environnement) et l’analyse comparative qualitative par ensembles flous (fsQCA), identifiant six configurations où interagissent les facteurs technologiques, organisationnels et environnementaux. Ces trajectoires soulignent l’importance des initiatives gouvernementales, de la restructuration industrielle et de l’adoption des technologies vertes dans la transition bas-carbone. Cette recherche contribue à enrichir la compréhension théorique du rôle des technologies numériques dans la réduction des émissions de carbone et propose des avancées méthodologiques pour leur évaluation. Elle offre également des implications pratiques pour les décideurs en fournissant des stratégies fondées sur des données empiriques pour intégrer la numérisation dans les politiques de réduction des émissions. En établissant un lien entre l’innovation technologique et la durabilité environnementale, cette étude participe aux efforts de la Chine pour atteindre un développement économique bas-carbone et de haute qualité.

L’activité électrique cérébrale, enregistrée notamment par électroencéphalographie, se compose d’oscillations et d’une composante apériodique. Longtemps négligée et considérée comme du bruit, cette dernière suit une distribution en 1/f, où la puissance décroît avec la fréquence. Aujourd’hui réévaluée, l’activité apériodique joue un rôle clé dans l’estimation fiable des oscillations, ainsi que dans le développement, la perception, la cognition et diverses pathologies. Elle pourrait refléter des mécanismes neuronaux fondamentaux, notamment l’équilibre excitation/inhibition. Ce projet de thèse examine cette activité sous trois angles : clinique, méthodologique et neurophysiologique. Le premier axe l’explore dans la maladie de Parkinson lors d’une tâche cognitive. Le second interroge son impact sur l’estimation de la connectivité fonctionnelle. Enfin, la dernière étude évalue la possibilité de la moduler via stimulation transcrânienne. Ce travail souligne l’intérêt de prendre en compte l’activité apériodique pour affiner l’analyse des dynamiques cérébrales, mieux comprendre ses implications fonctionnelles et identifier les mécanismes sous-jacents. Il ouvre des perspectives pour les biomarqueurs, l’étude des réseaux cérébraux et les effets des techniques de neuromodulation.