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.

En permettant de visualiser de manière sélective les dynamiques des particules dans les cellules, la microscopie de fluorescence est un outil de premier plan pour la recherche biomédicale. Il existe par conséquent une forte demande d'outils algorithmiques capables d'analyser automatiquement des données microscopiques brutes. Après une présentation de la théorie et des techniques entourant les dynamiques des particules, la microscopie de fluorescence, les méthodes de suivi et la classification de mouvements, nous présentons dans cette thèse une nouvelle méthode de cartographie basée sur des estimateurs à noyaux spatio-temporels permettant d'estimer de manière robuste la diffusion et la dérive intracellulaires à partir des données de suivi. Nous l'évaluons dans un ensemble étendu d'expériences utilisant des données simulées, réelles, 2D et 3D et montrons que notre méthode fournit des cartes de diffusion et de dérive précises et exactes tout en étant plus performante que les méthodes existantes. En tant que telle, elle permet aux biologistes d'étudier les dynamiques intracellulaires de particules spécifiquement marquées avec une plus large gamme d'acquisitions et de techniques de microscopie de fluorescence. En outre, nous présentons une méthode de détection de domaines de confinement utilisant également le suivi de particules et la classification de mouvements.

Les mécanismes de marché à l’échelle mondiale transforment le modèle social de l’entreprise de sorte que l’entreprise se déleste de son activité de production centrale dont l’organisation et l’exploitation sont prévues à l’extérieur. Dans cette perspective, l’entreprise étendue désigne un ensemble d’entités économiques et une organisation commune englobant des individus et des milieux dans un périmètre non défini. Ce type d’entreprise très puissante est caractéristique des entreprises de l’ère de la globalisation. Aucun droit n’appréhende l’entreprise étendue par sa dimension humaine alors que son existence substantielle est indéniable et connue. Ce contexte ne permet pas de rechercher et d’engager la responsabilité de la ou des sociétés concernées en cas d’atteintes aux droits humains commises dans une chaîne de valeur. La loi française sur le devoir de vigilance de 2017 inspirée des Principes de Ruggie est innovante car elle vise la protection de la cellule humaine et environnementale de l’entreprise étendue. Pour ce faire, cette loi impose un plan de vigilance à des sociétés selon certaines conditions. De plus, les victimes de faits commis dans les chaînes de valeur peuvent mettre en cause la responsabilité de la société mère ou donneuse d’ordre devant le juge français. Définir les caractéristiques et les effets de la mise en œuvre du devoir de vigilance dans l’entreprise étendue paraît essentiel car il y a manifestement une différence entre le texte et l’esprit de la loi, une différence entre la publication d’un plan de vigilance et le fait de satisfaire à son devoir de vigilance.

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.

La constante augmentation du nombre de petits débris spatiaux (≈1 mm) motive l’étude du comportement sous choc de matériaux innovants pour renforcer les blindages des structures spatiales actuellement utilisées. De précédentes études ont mis en lumière le potentiel des verres métalliques base zirconium comme matériaux de blindage lors d’expérience d’impacts hypervéloces sur une configuration de type Whipple. Dans ces travaux sur le comportement dynamique de verres métalliques du système ZrCuAl, nous avons fait le choix d’utiliser des lasers de puissance comme générateur de chocs plutôt que des lanceurs notamment pour atteindre des vitesses de déformation plus élevées (> 2×10⁷ s⁻¹) et, surtout, plus représentatives de celles générées lors d’impacts de débris spatiaux hypervéloces. Des campagnes expérimentales sur les installations du Laboratoire pour l’Utilisation des Lasers Intenses et du CEA ont permis : de compléter les courbes d’Hugoniot de verres métalliques massiques et sous forme de rubans ; de mettre en évidence une évolution de la limite à rupture avec la vitesse de déformation atteignant 13,6 GPa, soit presque 7 fois la valeur en quasi-statique ; d’observer de la cristallisation sous choc de la composition Zr₅₀ Cu₄₀ Al₁₀ avec des mesures de DRX sous choc ; et enfin de construire une équation d’état basée sur le modèle de Mie-Grüneisent référencée à l’isotherme de Birch.

Les batteries Li-ion traditionnelles utilisent des électrolytes liquides organiques, qui sont sensibles aux températures élevées en raison de leur faible point d'éclair et de leur grande volatilité. Par conséquent, le remplacement des électrolytes liquides par des électrolytes solides devient l'un des points chauds de la recherche pour les batteries de stockage d'énergie chimique de la prochaine génération. Dans cette thèse, une méthode en phase liquide utilisant LiEt3BH ou Li-Naph comme matières premières est inventée pour synthétiser des sol précurseurs Li3PS4 et obtenir des nanoparticules Li3PS4 monodispersées. Cette thèse développe également un sol Li3PS4 présentant une excellente compatibilité avec les anodes de Li, de sorte qu'une couche protectrice Li3PS4 peut être déposée sur le Li par spin-coating du sol. En conséquence, les cellules symétriques au lithium avec des électrodes au lithium modifiées par Li3PS4 peuvent être cyclées de manière stable pendant 800 h à 1 mA cm-2. Pour améliorer encore la stabilité du cycle de l'anode Li sous une densité de courant extrêmement élevée, une structure à trois couches Ag/Li-LiF-PEO (alliage, inorganique et organique) est proposée. La structure Ag/Li-LiF-PEO améliore la stabilité de cyclage des anodes Li sous une densité de courant extrêmement élevée, ce qui est démontré dans les batteries symétriques au lithium et les batteries Li//LFP. À une densité de courant ultra-élevée de 20 mA cm-2, la cellule symétrique au lithium survit à un test de 1 450 cycles. Cette étude peut contribuer au développement de batteries Li métal à haute performance.

Cette thèse se concentre sur la génération d'explications locales pour les modèles de machine learning déjà déployés, en recherchant les conditions optimales pour des explications pertinentes, prenant en compte à la fois les données et les besoins de l'utilisateur. L'objectif principal est de développer des méthodes produisant des explications pour n'importe quel modèle de prédiction, tout en veillant à ce que ces explications demeurent à la fois fidèles au modèle sous-jacent et compréhensibles par les utilisateurs qui les reçoivent. La thèse est divisée en deux parties. Dans la première, on améliore une méthode d'explication basée sur des règles. On introduit ensuite une approche pour évaluer l'adéquation des explications linéaires pour approximer un modèle à expliquer. Enfin, cette partie présente une expérimentation comparative entre deux familles de méthodes d'explication contrefactuelles, dans le but d'analyser les avantages de l'une par rapport à l'autre. La deuxième partie se concentre sur des expériences utilisateurs évaluant l'impact de trois méthodes d'explication et de deux représentations différentes. Ces expériences mesurent la perception en termes de compréhension et de confiance des utilisateurs en fonction des explications et de leurs représentations. L'ensemble de ces travaux contribue à une meilleure compréhension de la génération d'explications pour les modèles de machine learning, avec des implications potentielles pour l'amélioration de la transparence, de la confiance et de l'utilisabilité des systèmes d'IA déployés.

Les interfaces terre-eau, fortement vulnérables au changement climatique et à la pression anthropique, requièrent une surveillance accrue. Toutefois, l’observation ininterrompue des zones submergées et émergées demeure un défi en raison de la présence d’eau. La télédétection lidar topobathymétrique constitue une solution adéquate en assurant une représentation continue des zones terre-eau, matérialisée par des nuages de points 3D et des formes d’ondes 1D. Cependant, une pleine exploitation de ces données requiert des outils encore en attente de développement. Cette thèse présente plusieurs méthodes d’extraction de connaissances des données lidar topo-bathymétriques, incluant des approches de classification basées sur des nuages de points bi-spectraux et des formes d’ondes bispectrales. En outre, des réseaux de neurones profonds sont conçus pour la segmentation sémantique, la détection et la classification d’objets, ainsi que l’estimation de paramètres physiques de l’eau à partir des formes d’ondes bathymétriques. L’utilisation de modèles de transfert radiatif guide des approches visant à réduire la nécessité de données labélisées, améliorant ainsi le traitement des formes d’ondes lidar dans les eaux très peu profondes ou turbides.

Les objectifs de cette thèse sont la conception et la synthèse de nouveaux ligands tétra- et hexathiolates, l’élaboration de leurs complexes dithiolène bi- et trimétalliques avec les fragments PtII(bipyridine) et MoIVCp2, et l’étude de la nature et de l’amplitude des interactions entre deux groupements métal[1]dithiolène électroactifs au travers du pont organique conjugué les reliant. Nous présentons dans la première partie la synthèse de différents précurseurs des ligands bis et tris(dithiolène). Nous décrivons ensuite la synthèse et l’analyse de nouveaux complexes dithiolène électroactifs di- et trimétalliques du centre Pt(bipyridine). Les études (spectro)électrochimiques suggèrent, dans certains cas, des interactions entre électrophores au travers de l’espace. Par ailleurs, nous explorons quatre nouveaux complexes bimétalliques de type Cp2Mo(dithiolène) où les deux metallacycles MoS2C2 sont connectés par différents ponts organiques conjugués. Les études (spectro)électrochimiques et théoriques montrent des interactions électroniques significatives entre électrophores au travers des liaisons du pont organique, qui dépendent de la nature et de la longueur du pont. Certains complexes bimétalliques présentent, à l’état dicationique, un caractère diradicaloïde. Cette étude met en évidence l’intérêt de ces nouveaux ligands dithiolène, di et tritopiques pour favoriser les interactions électroniques entre électrophores métalliques le long des liaisons ou à travers l’espace.