Dans les aquifères de socle cristallin, les ressources en eau souterraines sont principalement de proche subsurface, marquées par de larges variations horizontales et verticales des propriétés hydrodynamiques. Les chroniques hydrologiques contiennent de l’information sur les propriétés des milieux souterrains dans la partie récession de la série temporelle des débits. Les objectifs de la thèse étaient d’extraire des chroniques hydrologiques les facteurs de vulnérabilité des bassins versants aux étiages (les propriétés hydrodynamiques et leur hétérogénéité), de corréler les propriétés et la lithologie et d’évaluer la réponse des aquifères face aux changements climatiques. Le modèle hs1D décrit les écoulements à l’échelle du versant et a été utilisé pour estimer les propriétés hydrodynamiques de 79 bassins versants en Bretagne. Ce modèle a été adapté pour tenir compte de l’hétérogénéité des processus à partir d’une approche à deux versants. Les propriétés calibrées sont alors mises en relation avec la lithologie des bassins versants dans une optique de régionalisation. Cette approche met en avant la présence à la fois d’écoulements lents et rapides sur l’ensemble des bassins versants, contraints par la perméabilité et la diffusivité des versants. Les cartes d’exploration fournissent des informations sur les capacités de stockage des bassins versants. La corrélation des propriétés hydrodynamiques avec la lithologie suggère que les modèles régionaux peuvent être contraints par une quantité de données restreinte malgré la complexité des écoulements des aquifères de socle.

Campylobacter est la bactérie responsable de la majorité des zoonoses en Europe. La viande de volaille est considérée comme une source majeure de contaminations humaines. Pour réduire l'exposition des consommateurs, des mesures de contrôle au niveau de l'abattoir et de l'élevage doivent être développées. L’étude des interactions possibles de Campylobacter avec d'autres microorganismes chez les volailles pourrait conduire au développement de nouvelles stratégies de contrôle. Les objectifs de la thèse étaient de développer une méthode moléculaire rapide et spécifique utilisant la PCR quantitative en temps réel (qPCR) pour détecter Salmonella et quantifier Campylobacter en une seule étape d'analyse et d'étudier l'interaction in vitro et in vivo entre ces deux bactéries et avec d'autres microorganismes. La méthode de la qPCR a été développée et validée sur des échantillons provenant de la production primaire et de la chaine de transformation alimentaire. Un effet positif de Salmonella sur la survie de Campylobacter in vitro lors d’une co-culture en conditions aérobies et une interaction positive entre ces deux bactéries in vivo après co-infection chez les poulets de chair ont été demontrés. Une interaction positive de Blastocystis avec Campylobacter et négative avec Salmonella ont été démontrées dans des fientes des volailles. Cette thèse a permis le développement d’une nouvelle méthode pour la détection de Salmonella et la quantification de Campylobacter en une seule étape. Elle a permis aussi d’identifier des interactions entre Campylobacter, Salmonella et Blastocystis pouvant amener à développer des moyens de lutte.

Ce travail est consacré à la synthèse, à la caractérisation et aux études photophysique de nouveaux dithienylethenes (DTE) a base de chromophores organometalliques et organiques vers le contrôle tout optique d’interactions supramoléculaires. Grâce à un design original du DTE, les interactions supramoléculaires sont contrôlées optiquement par un mouvement moléculaire. Après une étude bibliographique présentant les propriétés vastes des DTE et leur efficacité à photo-contrôler les propriétés de luminescence de chromophores variés, la première stratégie vers la photo-modulation de la luminescence exciplexe proche infra-rouge de complexes de platine(II) est présentée. Les monocomplexes de Pt(II) à bases de DTE ont étés obtenus et sont entièrement caractérisés et leur propriétés photochromes et photophysiques sont démontrées. Les DTE présentent une stabilité optique et montrent une photo-modulation efficace de la luminescence des mono-complexes de platine(II). La troisième partie de ce travail vise à obtenir des DTE à bases de pyrene pour le contrôle tout-optique d’excimer statique. Deux nouveaux DTE bispyrene ont étés obtenus et leur caractérisation complète est également présentée. Ces DTE présentent une efficacité de la réaction de photochromisme, ainsi qu’une bonne extinction de la luminescence excimère du pyrène dû à un mouvement moléculaire. Les études photophysiques révèlent la possibilité d’utiliser l’absorption à un- et deux-photons afin d’atteindre un système de lecture non destructif, présentant un intérêt pour les applications de stockage d’informations. La quatrième partie de ce travail est complémentaire à la précédente et présente la stratégie et la synthèse vers l’obtention de DTE atropoisomères pour le contrôle optique de propriétés chiroptiques, en introduisant de l’encombrement stérique sur le DTE.

L'Internet des objets est constitué de périphériques dont le nombre et la complexité augmentent de manière exponentielle. Ils utilisent une variété de logiciels et de micrologiciels personnalisés sans tenir compte des problèmes de sécurité, ce qui en fait une cible attrayante pour les cybercriminels. La détection des malware reposant sur des caractéristiques statiques et dynamiques se heurte encore à diverses difficultés, telles que les techniques d'empaquetage ou d'obfuscation, ou la possibilité d'échapper à la surveillance sandbox. Contrairement aux systèmes informatiques et aux serveurs, les systèmes cyber-physiques embarqués peuvent manquer de ressources ou d'accessibilité pour les outils anti-malware. Nous présenterons des méthodes qui ne nécessitent pas d'altération du dispositif et qui peuvent être déployées de manière indépendante sans aucune surcharge en exploitant l'émanation électromagnétique par radio. Les contributions de cette thèse de doctorat sont séparées en deux parties différentes. Premièrement, nous présentons une nouvelle approche qu'un analyste malware peut utiliser pour recueillir des informations exactes sur le type et l'identité des malwares, même en présence de techniques d'obfuscation qui peuvent entraver l'analyse. De plus, nous présentons le système ULTRA à faible coût, qui est la première solution de type "wave-and-play", où il suffit d'agiter une sonde sur le dispositif pour voir instantanément quel rootkit est infecté. ULTRA a une spécification qui facilite la découverte des rootkits dans un système en temps réel sans qu'il soit nécessaire de modifier le dispositif ou d'exiger des logiciels en surveillant deux types distincts d'appâts qui sont capables d'exposer le comportement des rootkits furtifs.

Le 21ème siècle subit un tsunami de données dans de nombreux domaines, notamment en bio-informatique. Ce changement de paradigme nécessite le développement de nouvelles méthodes de traitement capables de passer à l'échelle sur de telles données. Ce travail consiste principalement à considérer des jeux de données massifs provenant du séquençage génomique. Une façon courante de traiter ces données est de les représenter comme un ensemble de mots de taille fixe, appelés k-mers. Les k-mers sont très largement utilisés comme éléments de bases par de nombreuses méthodes d'analyses de données de séquençages. L'enjeu est de pouvoir représenter les k-mers et leurs abondances dans un grand nombre de jeux de données. Une possibilité est la matrice de k-mers, où chaque ligne est un k-mer associé à un vecteur d'abondances. Ces k-mers sont erronées en raison des erreurs de séquençage et doivent être filtrés. La technique habituelle consiste à écarter les k-mers peu abondants. Sur des ensembles de données complexes comme les métagénomes, un tel filtre n'est pas efficace et élimine un trop grand nombre de k-mers. La vision des abondances à travers les échantillons permise par la représentation matricielle permet également une nouvelle procédure de détection des erreurs dans les jeux de données complexes. En résumé, nous explorons le concept de matrice de k-mer et montrons ses capacités en termes de passage à l'échelle au travers de diverses applications, de l'indexation à l'analyse, et proposons différents outils à cette fin. Sur le plan de l'indexation, nos outils ont permis d'indexer un grand ensemble métagénomique du projet Tara Ocean tout en conservant des k-mers rares, habituellement écartés par les techniques de filtrage classiques. En matière d'analyse, notre technique de construction de matrices permet d'accélérer d'un ordre de grandeur l'analyse différentielle de k-mers.

Les structures projectives complexes considérées dans cette thèse sont des courbes compactes localement modelées sur CP¹. À un tel objet géométrique, modulo isomorphisme, l’application de monodromie associe un objet algébrique : une représentation de son groupe fondamental dans PGL(2;C), modulo conjugaison. Cette correspondance n’est ni surjective, ni injective. Néanmoins, c’est un difféomorphisme local (Hejhal, 1975). Nous généralisons ce théorème aux structures projectives admettant des pôles – sans singularité apparente et à résidus fixés – et déduisons que l’application de monodromie correspondante est un biholomorphisme local. Une telle structure projective détermine un unique PGL(2;C)-oper méromorphe à diviseur des pôles minimal sur la courbe complexe sous-jacente. Les PGL(2;C)-opers peuvent être définis comme classes d’équivalence de GL(2;C)-opers, et nous montrons que ces derniers peuvent être plongés dans un espace de modules lisse de connexions linéaires de rang 2 paraboliques. La correspondance de Riemann-Hilbert irrégulière devient alors un ingrédient essentiel de notre travail. Nous construisons une famille analytique de PGL(2;C)-opers et utilisons les déformations isomonodromiques (et iso-Stokes) ainsi qu’un argument de transversalité à la Ehresmann pour conclure à l’injectivité locale de l’application de monodromie.

L’échinococcose alvéolaire (EA) est une maladie sévère due à l’infection par la forme larvaire d’Echinococcus multilocularis, appelée métacestode. Au cours de l’EA, le métacestode se développe dans le foie où une réponse initiale Th1/Th17 peut conduire à son élimination chez les individus résistants. Chez les individus sensibles, une réponse Th2 se met en place plus tardivement, conduisant à la tolérance au parasite. Le rôle de l’IL-33, une alarmine libérée durant la nécrose et connue pour orienter l’immunité vers une réponse Th2, n’a pas encore été décrite dans l’EA. Dans un modèle murin d’EA péritonéale, l’IL-33 était associée à une accélération de la croissance parasitaire possiblement due à la polarisation des macrophages en M2 tolérogènes et à la libération de cytokines anti-inflammatoires comme IL-10 et TGF-β1. L’IL-33 est une alarmine clé dans la physiopathologie de l’EA qui médie l’effet tolérogène de la réponse systémique Th2. Il existe un besoin urgent de nouvelles stratégies thérapeutiques pour la prise en charge de l’EA, pour laquelle il n’y a pas de chimiothérapie curative. Nous avons formulé des nanoparticules de PLGA-PEG-COOH chargée de méfloquine (NP-méf), un composé hautement actif in vitro contre E. multilocularis mais insuffisamment in vivo. Les NP-méf étaient stables au moins 7 jours, et capables de traverser la couche externe acellulaire du métacestode en moins de 5 min, et ainsi d’atteindre la couche germinale qui contient les cellules vivantes. Les NP-méf sont de bons candidats pour le traitement de l’EA, car elles peuvent délivrer ce composé hautement actif directement dans le parasite.

Le vol est un mode de locomotion qui présente de nombreux avantages et a permis la radiation évolutive des oiseaux. Cette adaptation influence profondément leur anatomie, leur physiologie et leur comportement. Ce manuscrit présente tout d’abord les principes physiques et biologiques permettant une compréhension basique du vol. Nous effectuons ensuite une synthèse de la littérature scientifique sur le développement du vol, et décrivons les différentes méthodes utilisées pour étudier le vol chez les oiseaux. Pour approfondir la compréhension actuelle des comportements de vol, nous nous focalisons sur deux espèces d’insectivores aériens : le martinet noir (Apus apus) et l’hirondelle de fenêtre (Delichon urbicum) qui réalisent presque tous leurs comportements en vol. Nous utilisons une méthode de trajectométrie 3D à l’échelle locale afin de décrire des comportements vitaux chez ces deux espèces et de comprendre comment des économies d’énergie peuvent s’opérer et être modulées par différents trade-offs. Dans un premier temps, nous étudions la prise de boisson chez le martinet noir, et nous montrons que les martinets dissipent activement leur énergie mécanique durant l’approche d’un plan d’eau afin de réduire leur vitesse d’impact, en partie via des virages serrés et l’utilisation du vent de face. Ce comportement étonnamment coûteux pourrait être le résultat d’un trade-off entre la dépense d’énergie et la sécurité, car approcher la surface de l’eau à une vitesse élevée représente un risque. Dans un second temps, nous décrivons différentes stratégies utilisées par les hirondelles de fenêtre pour économiser de l’énergie durant leur recherche alimentaire, comme l’extraction d’énergie dans l’environnement (vol thermique) et l’optimisation de la vitesse de vol en fonction de la vitesse et de la direction du vent. Enfin, nous comparons la distribution des vitesses entre des individus juvéniles et adultes, et montrons ainsi que les juvéniles ont une vitesse de vol plus variable que celle des adultes, possiblement car leurs comportements de vol ne sont pas immédiatement optimaux après la sortie du nid. Ces résultats apportent à la compréhension globale des comportements de vol chez ces espèces très adaptées au milieu aérien. Des études comparatives se focalisant sur le même comportement chez des espèces présentant un gradient de variation dans leurs traits d’histoire de vie pourraient apporter une compréhension supplémentaire des adaptions au vol.

Les oscillations hautes fréquences et les pointes épileptiques interictales sont des biomarqueurs fiables et précis pour localiser la zone épileptogène en cas d’exploration électroencéphalographique intracrânienne. Elles ont aussi un impact profond pour comprendre le mécanisme de l’épilepsie. Ainsi, la détermination des attributs discriminants permettant de caractériser et de catégoriser ces biomarqueurs est une étape déterminante dans le processus de la localisation de ladite zone. Dans un tel contexte, deux contributions sont proposées dans ce travail de thèse. La première est basée sur un apprentissage automatique et plus particulièrement sur la combinaison de caractéristiques extraites de la représentation temps-fréquence et de celles extraites de l’image temps-fréquence binarisée associée. La deuxième approche consiste à exploiter des réseaux de neurones convolutifs pour l’extraction automatique des caractéristiques discriminantes à partir des images temps-fréquence. Dans ce contexte, pour enrichir notre base de données, nous avons considéré la technique d'augmentation de données. Les résultats de classification obtenus sur des données réelles et bruitées montrent l’efficacité et la robustesse de nos approches vis-à-vis des approches issues de la littérature.

Le lymphome diffus à grandes cellules B (DLBCL), agressif, et le lymphome folliculaire (FL), indolent, sont les deux lymphomes les plus fréquents. Le microenvironnement tumoral (TME) immun et non immun joue un rôle de soutien essentiel dans ces maladies. Bien que leur implication dans le pronostic et la pathogénie des lymphomes B soit reconnu depuis plusieurs années, les macrophages associés aux tumeurs (TAM) n'ont pas encore été caractérisés à l’échelle de la cellule unique dans le DLBCL et le FL. Nous explorons ici l'hétérogénéité des phagocytes mononucléés (MNP) et leur corégulation potentielle avec le compartiment stromal et endothélial dans les ganglions lymphatiques des lymphomes B, en comparaison à des organes lymphoïdes secondaires réactionnels, par cytométrie de masse, scRNASeq et des approches in silico. Nous mettons en évidence une co-régulation entre les TAM et les cellules endothéliales sanguines (BEC) dans les lymphomes. Nous identifions une interaction spécifique entre les BEC exprimant ANXA1 et les monocytes/macrophages exprimant FPR1/2 dans le DLBCL, confirmée in situ par immunofluorescence multiplex et imagerie par cytométrie de masse. Ce dialogue est associé à un pronostic défavorable et à un TME immunosuppressif dans le DLBCL, et pourrait constituer une cible thérapeutique.