La mondialisation économique a imposé durant les deux dernières décennies aux entreprises d’évoluer et d’adopter des nouvelles stratégies de transformation pour la gestion des activités de production en adoptant des logiques d’enrichissement et de personnalisation des schémas logistiques traditionnels. Ceci a pour but ultime de faire face à la demande et aux exigences croissantes des clients y compris le secteur minier. Ce dernier, vu son impact fort sur le PIB des pays exploitants, s’est redirigé vers l’adoption de nouvelles approches de gestion à tous les niveaux décisionnels, permettant aussi de pallier l’épuisement des gisements contenant les minerais riches et de caractéristiques chimiques spéciales. Les investissements des entreprises pour l’augmentation de la capacité de production et l’amélioration des techniques d’extraction et de traitement des minerais pour faire face aux différents défis, doivent être accompagnés d’une adaptation du mode de gestion adopté. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une Recherche-Intervention appliquée au cas de la chaîne logistique du site d’extraction et de traitement de la roche de phosphate de l’Axe Nord du Groupe marocain OCP. L’objectif principal est d’améliorer l’efficacité et l’efficience de la chaîne logistique étudiée à un niveau décisionnel tactique, en proposant de nouvelles méthodes organisationnelles pour une meilleure satisfaction des exigences des clients à moindre coût, en intégrant les contraintes du terrain et en répondant à des problématiques réelles. Le site industriel partenaire fabrique des produits finis par mélange de minerais ayant subi (ou non) un enrichissement via un traitement de lavage. Les produits finis sont à destination de deux types de clients (export et local) et expédiés via trains et/ou pipeline. Le travail a été réalisé en plusieurs étapes. Tout d’abord, une analyse fine du terrain a permis de mettre en exergue les points d’amélioration. Ensuite, un premier modèle d’optimisation a été développé pour la planification de la production des commandes à expédier par trains pour les clients à l’export, en adoptant un nouveau mode de pilotage des flux et en intégrant l’impact des gammes de production et des mélanges sur la satisfaction de ces commandes. Une extension de ce modèle a permis la considération de tous les types de commandes et des deux modes de transport, en organisant les activités de production au niveau des entités de la chaîne pour proposer les gammes de production et les mélanges à adopter pour chaque commande. En parallèle, une étude a été menée surl’impact des méthodes d’extraction minière sur la satisfaction des commandes. Les modèles développés ont été testés avec des données réelles et montré leurs pertinences vis-à vis des attentes de notre partenaire industriel.

L'un des défis majeurs des systèmes automatisés réside dans la nécessité de fonctionner dans des conditions réelles, donc incertaines. L'incertitude paramétrique est un problème courant, et se présente lors de l'exécution de tâches robotiques diverses. Dans cette thèse, nous explorons les possibilités apportées par la planification de trajectoires, dont le suivi est intrinsèquement robuste aux incertitudes. Dans la première contribution, nous étendons les algorithmes de planification de trajectoires à sensibilité minimale en introduisant la sensibilité de l'entrée, qui, une fois réduite, conduit à une prédiction accrue de l'entrée du système. Ce problème, bien que traité pour de la robotique aérienne, est généralisé pour tout système. Le problème de sensibilité reposant sur l'hypothèse de connaissance parfaite de l'état, dans la seconde contribution nous combinons les algorithmes 'control-aware' et 'observability-aware' grâce à la méthode de Chebyshev, afin de générer des trajectoires robustes aux incertitudes, et assurant une meilleure estimation des variables/paramètres du système. Enfin, dans la dernière contribution, nous développons une théorie qui exploite les données d'incertitude paramétrique, afin de construire les 'tubes de déviations du pire cas' autour des variables nominales du système. Cette nouvelle expression du problème permet d'augmenter la fiabilité des systèmes, car nous assurons la faisabilité, même pour les plus fortes déviations paramétriques.

Introduction : Les maladies hépatiques sont un fléau à échelle mondiale avec plus de 844 millions de personnes atteintes. Les étiologies aigües, bien que rares, peuvent prendre une forme gravissime menant à la mort. Les hépatites chroniques représentent la très grande majorité des atteintes à l’échelle mondiale. Bien qu’elles soient un enjeu comparable à d’autres affections chroniques comme le diabète ou les maladies cardiovasculaires, elles demeurent insuffisamment diagnostiquées principalement car ce sont des maladies asymptomatiques. Le processus diagnostic repose actuellement sur l’établissement d’un bilan sanguin puis, en cas d’anormalité et de facteurs de risques associés, d’évaluation de l’étendue de la fibrose et de l’activité nécro-inflammatoire intrahépatique par biopsie hépatique. Pour se substituer à cette pratique invasive, de nombreuses méthodes alternatives émergent dont le Fibroscan. Le nouveau paradigme consiste à associer plusieurs marqueurs non invasifs afin d’accumuler suffisamment de preuves pour augmenter la précision diagnostique et notamment des marqueurs d’inflammation. Dans ce contexte, les chimiokines CXCL10, CXCL11 et CXCL12 qui interviennent dans des évènements chimiotactiques sont des candidats intéressants comme marqueurs d’inflammation ou de fibrose intrahépatique dans le cadre d’affections aigües ou chroniques. Objectif : D’une part, l’objectif de cette thèse a consisté à caractériser ces candidats biomarqueurs sur des cohortes humaines d’affections aigües ou chroniques. D’autre part, l’objectif a été de proposer un nouvel outil pour le dépistage simplifié et délocalisé des maladies hépatiques au travers de la technologie d’immunochromatographie par flux latéral. Patients et Méthode : La caractérisation des biomarqueurs candidats a consisté à mesurer le niveau sérique de ces chimiokines et de les corréler à des étiologies particulières dans le contexte d’affections aiguës ou de données clinico-biologiques de fibrose ou d’inflammations intrahépatiques dans le cadre d’affections chroniques. L'étude sur les atteintes aiguës a concerné 163 patients classés en fonction de l'étiologie. Pour les affections chroniques, l’étude a été menée sur deux étiologies : l’hépatite chronique causée par le virus de l’hépatite C (VHC) (n = 87) et l’alcoolisme chronique (n = 166). Concernant le développement d'un test rapide, une preuve de conception sur la forme cytosolique de l'enzyme AST a été réalisée pour démontrer l'équivalence du dosage entre la méthode de référence (mesure enzymatique) et la méthode développée (mesure immunologique). Pour cela, le dispositif développé a été évalué sur des patients (n = 23) ainsi que sur des sujets en bonne santé (n = 11) afin d'évaluer la spécificité du dispositif. Résultats : Les résultats obtenus sur les patients avec hépatites aigües ont permis d’aboutir à une signature chimiokinique en fonction de l’étiologie. Concernant le VHC, les résultats montrent que CXCL11/CXCL12 sont des biomarqueurs de cirrhose et CXCL10/11 des biomarqueurs d’inflammation intrahépatique. Pour les patients avec alcoolisme chronique, CXCL11 et CXCL12 sont associés également avec la fibrose avancée. De plus, elles sont corrélées à d’autres marqueurs non-invasifs de fibrose hépatique et sont également associés à la présence d’une stéatohépatite. Enfin, le test rapide développé démontre une bonne spécificité et sensibilité sur les échantillons évalués. De plus, une linéarité de mesure est obtenue permettant d’envisager un usage quantitatif avec un lecteur de test adapté. Conclusion : Ces travaux ont permis de caractériser de nouveaux biomarqueurs et de proposer de nouveaux outils pour l’amélioration du diagnostic des maladies hépatiques. De plus, les résultats obtenus soulèvent des questions sur les implications de ces chimiokines dans le processus pathogène des différentes étiologies étudiées et pourraient constituer, le cas échéant, de nouvelles cibles thérapeutiques.Patients et Méthode : La caractérisation des candidats biomarqueurs a consisté à mesurer le relargage sérique de ces chimiokines et de les corréler à des étiologies particulières dans le cadre d’affections aigües ou de données clinico-biologiques de fibrose ou d’inflammation intrahépatique dans le cadre d’affections chroniques. L’étude sur les affections aigües a porté sur 163 patients regroupés selon le type d’affection (virale, médicamenteuse, toxique…). Concernant les affections chroniques, l’étude a été réalisé sur deux étiologies : l’hépatite chronique causée par le virus de l’hépatite C (n=87 patients) et l’alcoolisme chronique (n=166 patients). Concernant le développement d’un test rapide, nous avons choisi de réaliser une preuve de conception sur l’enzyme AST de forme cytosolique afin de démontrer l’équivalence de dosage entre la méthode de référence qui consiste à mesurer l’activité enzymatique et la méthode développé qui repose sur une détection immunologique Pour cela, le dispositif développé a été évalué sur des patients (n=23) dont les concentrations en AST couvrent une large gamme de concentration ainsi que sur des sujets sains (n=11) pour évaluer la spécificité du dispositif. Résultats : Les résultats obtenus sur les patients avec hépatites aigües montrent que les chimiokines étudiées sont retrouvées dans la grande majorité des étiologies avec des différences d’expression selon les étiologies. Concernant l’hépatite C chronique, les résultats montrent que CXCL11/CXCL12 sont des biomarqueurs de cirrhose et CXCL10/11 des biomarqueurs d’inflammation intrahépatique. Ensuite, pour les patients avec alcoolisme chronique, CXCL11 et CXCL12 sont associés également avec la fibrose avancée. De plus, elles sont corrélées à d’autres marqueurs non-invasifs de fibrose hépatique et sont également associés à la présence d’une stéatohépatite. Enfin, le test rapide développé démontre une bonne spécificité et sensibilité sur les échantillons évalués. De plus, une linéarité de mesure est obtenue permettant d’envisager un usage quantitatif avec un lecteur de test adapté. Conclusion : Ces travaux ont permis de caractériser de nouveaux biomarqueurs et de proposer de nouveaux outils pour l’amélioration du diagnostic et du dépistage des maladies hépatiques. De plus, les résultats obtenus soulèvent des questions sur le potentiel rôle et sur les implications de ces chimiokines dans le processus pathogène des différentes étiologies étudiées et pourraient constituer, le cas échéant, de nouvelles cibles thérapeutiques.

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.

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.

Cette thèse contribue à la littérature en fournissant un aperçu de la manière dont la qualité du patrimoine culturel peut être évaluée. En effet, nous considérons comme indicateur de qualité le nombre de critères de Valeur Universelle Exceptionnelle (VUE) qu’un site inscrit à la Liste du Patrimoine Mondial (LPM) de l’UNESCO remplit au moment de son inscription à la LPM. Grâce à cet indicateur, nous examinons de manière critique certains points de vue établis dans la littérature concernant la LPM de l’UNESCO. Par exemple, nous montrons que l’augmentation du nombre de sites inscrits sur la LPM réduit la qualité marginale des sites nouvellement inscrits (chapitre 1). En exploitant un ensemble de données original, nous testons la robustesse de cet indicateur et nous montrons qu’il est corrélé avec d’autres mesures possibles de la qualité (chapitre 2). Ainsi, l’indicateur que nous proposons s’avère être proche de la qualité des sites, telle qu’exprimée dans les guides de voyage Baedeker, source faisant autorité au début du XXème siècle. En outre, cette thèse clarifie le rôle des experts dans l’établissement de ces normes et suggère comment ces mesures pourraient être utilisées pour l’évaluation des politiques (chapitre 3). Ainsi, cet indicateur nous permet d’évaluer le rôle des experts de l’UNESCO dans la définition et l’application des critères d’inscription. En contrôlant la qualité de cette manière, on constate que les experts de l’UNESCO sont impartiaux et qu’ils attribuent le même nombre de critères au patrimoine indigène et colonial, ce qui exclut les craintes d’un parti pris culturel pro-européen dans la sélection des sites du patrimoine mondial.

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.

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.

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.

Ce travail de thèse porte sur l'étude et le développement d'un procédé d'intégration de jauges de contrainte sur et dans les matériaux complexes, basé sur l'impression par transfert, aussi appelé "Transfer Printing". La première partie de ce travail a consisté à définir l'environnement dans lequel le sujet s'inscrit afin de comprendre les enjeux qui poussent à développer de nouveaux procédés de fabrication non-conventionnels d'électronique. Dans un deuxième temps, des jauges de contrainte piézorésistives en silicium microcristallin dopé ont été réalisées sur un premier substrat adapté à leur fabrication, pour être ensuite transférées sur de la fibre de verre dans le but d'être utilisée en tant que renfort d'une future pièce composite. Afin de présenter le procédé dans une démarche applicative, nous nous sommes intéressés à la surveillance de l'intégrité des structures ; le SHM (Structural Health Monitoring), notamment pour la mesure de déformation dans les matériaux composites. La pièce composite instrumentée et ses capteurs ont été caractérisés sous des tests en flexion, en traction et en température. Dans une dernière partie nous présentons une étude prospective sur l'impression hydrographique d'électronique ; aussi appelé "Water Transfer Printing", où des questions plus générales sur le domaine de l'électronique transférées ont pu être soulevées.