Ce manuscrit décrit une étude de chimie médicinale visant à développer un inhibiteur ciblant la protéine kinase GSK-3α, en vue de son évaluation sur des lignées cellulaires de cancers agressifs qui surexpriment cet isoforme. Ce travail s'inscrit ainsi dans la continuité des travaux initiés par notre équipe, visant à améliorer une nouvelle classe d'inhibiteurs basée sur un squelette oxazolo[5,4-f]quinoxaline. Nous avons ici synthétisé une bibliothèque de 88 composés parmi lesquels le composé le plus puissant (MH-124) s’avère 14 fois plus actif sur GSK-3α (IC₅₀ = 17 nM) que sur GSK-3β. De plus, nous avons développé une stratégie de synthèse permettant d’accéder à de nouveaux analogues comportant un système tricyclique phosphoré. En parallèle des efforts déployés pour identifier des inhibiteurs plus puissants et sélectifs de GSK-3α, nous avons entrepris de tester l’efficacité de MH-124 in vitro sur des cellules de cancers qui surexpriment GSK-3α, notamment en combinaison avec un traitement utilisé en clinique. Nous avons ainsi montré, sur deux lignées de glioblastome, l’intérêt de combiner notre inhibiteur avec un traitement au témozolomide, MH-124 resensibilisant les cellules de ce cancer au traitement.

Aujourd'hui, de nombreux domaines évoluent pour inclure des algorithmes de vision par ordinateur. Or, ceux-ci n'ont pas été conçus pour fonctionner sur des scènes nocturnes. Leurs performances s'en trouvent fortement dégradées ce qui limite leurs applications. Cela est dû aux fortes dégradations lors de la capture d'images de nuit. Elles prennent la forme d'un faible rapport signal à bruit ainsi que de déviations de couleur. Dans cette thèse, nous répondons à cette problématique en cherchant à les restaurer à l'aide de méthodes d'apprentissage profond. Notre contexte nous force à nous concentrer sur des méthodes non supervisées qui n'hallucinent pas. Dans un premier temps, nous identifions une solution triviale au niveau de l'illumination ignorée jusqu'à maintenant. Nous proposons un a priori pour corriger ce problème ainsi qu'une méthode de restauration qui ne nécessite pas de jeu de données d'apprentissage. Nous obtenons des résultats proches des méthodes de l'état de l'art supervisées. Dans un deuxième temps, nous revenons sur les définitions des composantes du modèle Retinex et proposons plusieurs améliorations afin de suivre la physique de la lumière. Une architecture basée GAN est ensuite définie. Notre méthode garantit qu'aucune hallucination n'est ajoutée en sortie. Enfin, dans un dernier temps, nous dévoilons le lien entre notre objectif et le problème du pont de Schrödinger. Nous intégrons des a priori à un algorithme de transport optimal à base de modèles de diffusion afin d'inverser les dégradations.

Cette thèse porte sur l’étude des transitions de phases photo-induites dans des cristaux moléculaires, à travers de techniques ultrarapides infrarouges que j’ai développées et appliquées à l’étude de cas scientifiques. D’une part, j’ai étudié à l’aide de spectroscopie infrarouge femtoseconde une transition de phase photo-induite et ultrarapide au sein de l’hystérésis thermique du complexe à transfert de charge RbMnFe. Ces mesures ont permis de mettre en évidence un processus photo-induit multi-échelle allant de la formation locale et ultrarapide de polarons de transfert de charge à une transition de phase macroscopique. Ces expériences utilisant une méthode de « sample streaming », complétées par des mesures sur synchrotron et XFEL, ont permis de comprendre les mécanismes à l’origine de la transformation macroscopique et non réversible dans l’hystérésis et sous haut régime de fluence. D’autre part, j’ai étudié les mécanismes de phononique non-linéaire dans un composé moléculaire. Je me suis intéressé au matériau [Fe(phen)₂(NCS)₂] dont j’ai analysé en détail les modes de vibration dans le réseau cristallin. J’ai ensuite mis en évidence à l’aide de spectroscopie optique femtoseconde des dynamiques ultrarapides, induites par l’excitation résonante de modes de vibrations intramoléculaire infrarouges. Les résultats expérimentaux et théoriques démontrent qu’il est possible d’activer des modes de vibrations basses fréquences par excitation résonnante de modes infrarouge haute fréquence au travers du couplage de ces modes. Ces études mettent en évidence l’apport des techniques infrarouges pour l’observation et le contrôle de transitions de phase photo-induites par impulsions femtosecondes infrarouge.

Le caoutchouc naturel chargé de noir de carbone (CB-NR) est largement utilisé dans les applications antivibratoires pour ses propriétés mécaniques. En fatigue, le CB-NR présente un renforcement de la durée de vie sous chargement non-relaxant, généralement attribué à la cristallisation sous tension (CST). Le renforcement de la durée de vie est principalement étudié en traction uni-axiale, bien que les applications industrielles impliquent différents types de chargement non-relaxants et à température élevée. L'étude se focalise sur l'effet des chargements non-relaxants en torsion sur le renforcement de la durée de vie en fatigue du CB-NR à 23 et 90°C. Des essais en torsion ont été réalisés avec des éprouvettes axisymétriques entaillées. La méthode des éléments finis est utilisée pour prédire la réponse mécanique en tout point des éprouvettes, en prenant en compte l’hétérogénéité de l’accommodation. Les résultats ont été analysés en utilisant le diagramme de Haigh en torsion construit par une approche par plans critiques. Il a tout d’abord été montré que la torsion non-relaxante induit un fort renforcement de la durée de vie. Par ailleurs, le renforcement est de même intensité que celui obtenu sous traction uni-axiale avec le même matériau. À 90°C, le renforcement persiste, à un niveau inférieur à celui observé à 23°C, mais restant similaire au cas de la traction uni-axiale à cette température. L'analyse post-mortem réalisée à l'échelle macroscopique et microscopique nous a permis d'identifier les mécanismes d'endommagement en torsion, et de les lier aux conditions de chargement via un pseudo-diagramme de Haigh. Les résultats ont permis de déterminer le rôle de la CST dans les mécanismes d’endommagement en torsion.

Les complexes de clusters octaédriques de métaux des groupes 5 à 7 (Nb, Ta, Mo, W, Re, Tc) présentent des propriétés d’intérêt telles que : la luminescence brillante dans les régions rouge et proche IR, la radio-opacité et des transitions électrochimiques réversibles dans une étroite fenêtre de potentiels accompagnées d'un changement significatif de leur absorption. Ce travail se focalise sur l'étude de clusters hétérométalliques de rhénium et de molybdène. Les orbitales moléculaires et les propriétés physicochimiques des complexes [{Re6Qi8}Xa6]n peuvent être modulées par le choix des ligands internes (Qi) et externes (Xa) mais aussi par la nature du métal du cœur {Re6Xi8}. Une manière prometteuse de contrôler les propriétés des clusters est la substitution non isovalente des atomes métalliques au sein des clusters. Une fois les clusters Re6 formés par chimie du solide, la substitution Re par Mo est impossible. Mais, l'utilisation d'un mélange Re/Mo lors des synthèses à l'état solide conduit à la formation de produits contenant des clusters mixtes avec des ratios Re/Mo différents. Nous avons développé ici une technique de séparation de complexes à cœurs {Re4Mo2S8} et {Re3Mo3S8}. Cela nous a permis d'étudier les propriétés électrochimiques et la réactivité des complexes [{Re4Mo2S8}(CN)6]4- et [{Re3Mo3S8}(CN)6]5-. Enfin, nous avons étudié l'impact de la substitution non isovalente des atomes Re par Mo dans le cluster sur les propriétés des composés et des photoélectrodes basés sur des complexes de clusters hétérométalliques ({Re4Mo2Q8}, Q = S, Se) et homométalliques ({Re6Q8}, Q = S, Se).

Cette thèse est consacré à étudier l’impact de la pré-ozonation sur l’élimination des micropolluants d’intérêt et la réduction du colmatage dans deux filières membranaires pour le traitement de l’eau potable de VEOLIA. Nos résultats ont montré tout d’abord que les micropolluants d’intérêt choisis sont relativement récalcitrants à l’ozone, et que la pré-ozonation n’exerce pas d’impact significatif sur l’amélioration de l’élimination de ces micropolluants par la membrane de NF assez ouverte (1000 Da), ni par la membrane d’OIBP. Cependant l’impact de la matière organique présente dans la matrice étudiée a été remarquée qui pourrait jouer un rôle important sur le passage des micropolluants à travers la membrane.Ensuite, une influence importante a été observée dans l’expérience de l’OIBP, où la pré-ozonation a considérablement modifié le colmatage organique de la membrane. Cela s’est manifesté par une diminution de l’augmentation de la pression transmembranaire à flux constant au cours de l’augmentation du FRV, ainsi que par une réduction de la résistance irréversible observée. D’autre part, le modèle SEDE a montré des performances relativement satisfaisantes sur la prédiction des concentrations des ions et des micropolluants dans le perméat sur un essai de NF de l’eau naturelle. La surestimation de la concentration du perméat de certains micropolluants a suggéré aussi l’impact de la matière organique, ce qui n’est pas pris en compte dans le modèle.

La thérapie photothermique (PTT) est une thérapie émergente consistant à détruire des cellules cancéreuses par hyperthermie localisée, grâce à l'irradiation d'un agent photothermique (PTA) exogène par un laser proche infrarouge. Depuis plusieurs années, les complexes de coordination moléculaires s'imposent comme des incontournables parmi les PTAs pour la PTT. Cette thèse, qui s'inscrit dans cette dynamique, décrit les travaux menés autour de complexes métal-bis(dithiolène) M(dt)2 réputés pour leur effet photothermique remarquable dans le proche infrarouge (NIR).Ce travail a commencé par la synthèse d'une chimiothèque de M(dt)2 à centre métallique et ligands variés (M= Ni, Pd, Pt, Au). Leurs propriétés optiques et photothermiques ont ensuite été quantifiées, pour démontrer qu'ils sont particulièrement performants en termes d'absorption NIR, d'élévation de température et de stabilité chimique et thermique. Un classement de ces complexes, grâce à une grandeur récemment définie, l'indice photothermique IPT, a permis de sélectionner les M(dt)2 les plus performants de la chimiothèque. Ces candidats-PTAs ont été encapsulés avec des polymères biocompatibles et biodégradables pour former des nanoparticules (NPs) dispersables dans l'eau, non toxiques et photothermiques sous irradiation NIR. Ces NPs ont été utilisées pour effectuer des tests de photothermie in vitro sur cellules cancéreuses et in vivo sur des embryons de poisson-zèbre. L'ensemble de ces travaux démontre que les complexes M(dt)2 sont des composés moléculaires très prometteurs pour la PTT du cancer.

Des joints toriques en élastomère butadiène-acrylonitrile (NBR) ou « nitriles » sont couramment utilisés dans les applications d'étanchéité, comme ceux trouvés à l'intérieur du système de freinage pneumatique du TGV. Dans cette application, un fort durcissement des NBR altère la fonction d'étanchéité du système et est une conséquence du vieillissement que subissent les élastomères pendant plusieurs années. Ce vieillissement engendre une dégradation des propriétés des matériaux, limitant leur durée de vie. Afin de reproduire ex-situ le vieillissement en conditions d’usage, des essais de vieillissement accélérés sont réalisés sur les différents NBR de l’étude, permettant d’étudier les cinétiques de dégradations à l’échelle du laboratoire. A travers de nombreuses analyses physico-chimiques et mécaniques, le mécanisme de dégradation principal à l’origine des changements au niveau du réseau macromoléculaire de l’élastomère est la thermo-oxydation. Cette dégradation chimique conduit au durcissement de l’élastomère et affecte ses propriétés viscoélastiques, réduisant alors sa capacité à se déformer lors d’une sollicitation mécanique (par exemple l’application d’une pression). Le couplage de la thermo-oxydation avec la pression est également étudié avec le développement d’un banc d’essais dédié et permet in fine d’affiner la prédiction de durée de vie des NBR utilisés par SNCF, dans l’optique d’une diminution de la fréquence des opérations de maintenance.

Les dispositifs médicaux implantables transforment la façon dont nous prenons soin de notre santé. Ils peuvent surveiller les signaux de notre corps et fournir des traitements personnalisés. Toutefois, ces dispositifs sont limités parce qu'ils dépendent de grosses batteries qui doivent être remplacées par chirurgie. Ainsi, il est essentiel de trouver des moyens de les alimenter sans utiliser de piles, ce qui les rendrait encore plus petits et plus performants. Cette thèse relève ce défi en développant de nouveaux moyens d'alimenter sans fil ces dispositifs profondément implantés. Tout d'abord, elle explore la façon dont l'énergie voyage entre l'émetteur à l'extérieur du corps et le récepteur implanté afin de trouver la meilleure façon de l'alimenter. Ensuite, il introduit des techniques uniques qui utilisent des algorithmes innovants pour s'assurer que ces dispositifs peuvent être alimentés efficacement et en toute sécurité. À cette fin, cette thèse utilise des modèles numériques et des exemples pratiques pour montrer le fonctionnement et les performances de ces nouvelles techniques. Ces modèles sont également utilisés pour comparer cette nouvelle technique aux méthodes courantes. Enfin, elle donne des conseils pratiques sur la manière de la mettre en œuvre concrètement. Finalement, cette recherche aide à développer des dispositifs médicaux sans pile qui sont efficaces et peuvent être adaptés à différentes applications. Elle garantit également la sécurité des patients et donne des indications sur la manière d'alimenter la prochaine génération de dispositifs bioélectroniques. Enfin, elle offre une perspective sur l'avenir des technologies d'alimentation sans fil appliquées aux implants médicaux.

La demande croissante de systèmes à large bande et à large scan pour les liaisons de communication par satellite (SatCom) requiert des technologies plus efficaces et complexes. Les antennes à réseau phasé actif, comme le "Connected Slot", sont la conception la plus intrigante de ces dernières années. Par conséquent, les exigences sont extrêmement élevées: large bande passante, proche d'une décennie, faible un rapport d'onde stationnaires actif ROS < 3 et une bonne pureté de polarisation. Une grand angle en élévation (jusqu'à 60°) sur un secteur angulaire couvrant tout le plan azimutal est également exigée. Cette thèse vise à analyser, concevoir et fabriquer un prototype de réseau de 10x10 éléments. Les réseaux consistent en une ouverture de slot avec un réflecteur de support et des sections d'adaptation de superstrat caractérisées par des couches diélectriques artificielles (ADLs). Des couches métalliques imprimées sont introduites dans un hôte diélectrique pour réduire la permittivité et supprimer les ondes de surface. L'objectif de la thèse est d'élargir la bande passante avec de nouvelles innovations sur le plan de rayonnement pour obtenir une meilleure adaptation d'impédance. Un empilement final concernant les problèmes possibles a été présenté et est en cours de fabrication. Une configuration finale et des résultats de simulation ont été discutés.