Les éléments traces métalliques (ETM) sont préjudiciables pour l’homme et son environnement, notamment le cadmium, le plomb et le mercure qui sont des métaux lourds présentant de très fortes toxicités. Leurs détections sont aujourd'hui d'une grande importance, et les techniques communément utilisées, bien que très sensibles, sont chronophages, coûteuses et nécessitent un traitement en laboratoire de l’échantillon prélevé. Cette thèse présente le projet d’élaboration d’un capteur électrochimique innovant pour la détection des analytes cibles. Basé sur une technique de courant échantillonné appliquée à un réseau d’électrodes, un capteur à base de carbone photolithographié et pyrolysé a été mis en forme. Le contrôle de la taille des électrodes de travail par le biais de la gravure de l’isolant a permis l’obtention de réseaux de microélectrodes sur chacune des électrodes de travail. Des ligands ont été étudiés afin d’accroître la sensibilité et d’apporter une sélectivité vis-à-vis de chacun des ETM étudiés. Deux méthodes de fonctionnalisation permettant l’obtention de mono et de multicouches organiques ont été étudiées et comparées. Les résultats obtenus sont encourageants, notamment avec une limite de détection pour le cadmium inférieure à celle de la norme imposée à l’eau potable par l’union européenne.

Les preuves scientifiques sur les effets positifs de l'alimentation végétale (environnement, santé et bien-être animal) s'accumulent. Malgré ces avancées, la consommation individuelle de viande reste à des niveaux très élevés. La première partie de la thèse utilise les méthodes d'économie expérimentale pour identifier et lever les freins à la végétalisation de l'alimentation. Le chapitre 1 vise à mesurer expérimentalement le stigma social associé à l'alimentation végétale. Les résultats ne permettent pas de conclure à la présence de végéphobie dans un cadre économique, mais soulignent les limites des méthodes économiques utilisées. Le chapitre 2 rapporte les résultats d'une expérience portant sur l'impact d'une brochure d'information relative à l'alimentation végétale auprès d'un échantillon représentatif de médecins généralistes français. L'exposition à la brochure améliore l'avis général des médecins et dans une moindre mesure leurs pratiques. La deuxième partie de la thèse vise à répondre au biais de publication et aux pratiques scientifiques inadéquates en économie qui menacent la réplicabilité des résultats. Le chapitre 3 propose un guide à la rédaction des Registered Reports pour les économistes. Le guide développe les apports des Registered Reports et explicite les principaux concepts nécessaires à leur rédaction (plan d'analyse, analyse de pouvoir statistique, taille d’effet minimal d’intérêt, etc.). Des exemples spécifiques adaptés à l'économie expérimentale ainsi que des codes R et Stata sont détaillés pour faciliter la mise en œuvre des Registered Reports.

L’ampleur des bouleversements planétaires en cours (« changements globaux ») nous impose de modifier rapidement et drastiquement nos modes de vie, de gestion et d’organisation. A travers cette thèse, nous avons choisi d’aborder une partie des impacts des changements globaux sous le prisme de l’eau ‒ cette ressource se retrouvant à l’interface entre climat, écosystèmes et activités humaines, et dont la diminution multiplie les tensions dans l’espace public. L’objectif de cette thèse a ainsi été de développer une démarche ‒ intégrant modélisation et dimension participative ‒ afin de rendre visible la complexité des systèmes socio-environnementaux et l’impact des changements globaux (actuels et à venir), dans le but d’aider les prises de décision en concertation à l’échelle territoriale. Réalisé en Bretagne, sur le territoire de Lorient Agglomération et des bassins versants du Scorff et du Blavet, ce travail a conduit à l’élaboration d’une démarche en trois temps baptisée « Eau et Territoire » : (1) construction d’une base commune de connaissance sur les enjeux de l’eau et des changements globaux ; (2) co-construction de scénarios prospectifs afin d’identifier des évolutions possibles pour le territoire ; et (3) projection collective dans les futurs possibles du territoire afin d’identifier des trajectoires souhaitables. S’il n’est pas possible d’évaluer dès aujourd’hui l’impact de cette démarche sur les futures prises de décisions, elle aura au moins permis d’offrir un espace d’échange et de participation pour concevoir la complexité du système et d’envisager collectivement des leviers d’adaptation.

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.

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.

Dans ce manuscrit, nous étudions la stabilité forte des schémas numériques explicites à un pas à coefficients constants, posés sur le demi-espace et possédant un bord à gauche. On suppose que ces schémas sont consistants avec l'équation de transport scalaire en dimension 1 comportant une donnée de bord à gauche. Grâce au théorème de Kreiss et à la théorie développée par Gustafsson, Kreiss et Sundström, la stabilité forte est équivalente à l'absence de zéros du déterminant de Kreiss--Lopatinskii à l'extérieur du disque unité ouvert. On va alors décrire une stratégie numérique permettant de compter les zéros du déterminant de Kreiss--Lopatinskii afin de pouvoir conclure sur la stabilité forte du schéma. La première partie de ce manuscrit décrit plusieurs approches de la stabilité et introduit les objets nécessaires à la compréhension des contributions, notamment la théorie de Gustafsson, Kreiss et Sundström et le déterminant de Kreiss--Lopatinskii. La deuxième partie est dédiée aux résultats théoriques et aux stratégies numériques pour le cas particulier des schémas totalement décentrés et pour le cas général. L'enjeu est de trouver des stratégies efficaces et robustes pour étudier la stabilité de ces schémas, notamment au travers d'outils numériques et de la condition de Kreiss--Lopatinskii uniforme représentée par le déterminant de Kreiss—Lopatinskii.

Les systèmes haptiques sans sol jouent un rôle clé dans l'interaction homme-robot-environnement, les défis résident dans le développement de ces dispositifs, y compris la conception mécatronique, les algorithmes de rendu haptique, et la compréhension de la perception haptique. Dans cette thèse, nous présentons la conception de plusieurs dispositifs haptiques non ancrés dans le sol (portables et de poche) capables de générer diverses sensations tactiles pour l'homme en vue de l'application de la navigation et du rendu de l'environnement. Dans la première contribution, nous explorons le développement d'un dispositif cutané à porter sur plusieurs positions du corps pour appliquer un retour d'information sur la position et l'emplacement dans des scénarios de navigation. Dans la deuxième contribution, nous présentons la conception d'un mécanisme parallèle contraint pour le rendu haptique kinesthésique pour le guidage des mouvements de la main et le rendu tactile de type rencontre. Dans la troisième contribution, nous présentons un ensemble de dispositifs palmaires montés sur la main avec des effecteurs terminaux interchangeables, qui inspirent également l'exploration de matériaux souples et déformables pour le rendu des sensations tactiles. Enfin, dans la dernière contribution, nous étudions l'efficacité du retour haptique (kinesthésique, vibrotactile) pour l'entraînement des capacités motrices en réalité virtuelle.

La thèse étudie les propriétés géométriques et dynamiques des endomorphismes semi-extrémaux du plan projectif complexe : ce sont les applications holomorphes possédant un seul exposant de Lyapunov minimal. Le premier chapitre traite des aspects géométriques de ces applications. Les exemples connus préservent un pinceau de droites, nous observons tout d’abord que cela impose une formule pluri-potentialiste reliant le courant de Green et la mesure d’équilibre près des points périodiques répulsifs du petit ensemble de Julia. Nous montrons ensuite que, réciproquement, lorsque cette formule est vérifiée, et sous des hypothèses portant sur le courant de Green et la mesure d'équilibre, l'application laisse un feuilletage holomorphe invariant au voisinage du petit ensemble de Julia. Il s'agit là d'un phénomène de rigidité, dont la preuve passe par l'étude d'applications de Poincaré associées aux point périodiques répulsifs. Lorsque le feuilletage se prolonge au plan projectif (par exemple lorsque le complémentaire du petit ensemble de Julia est de Stein), l'application laisse un pinceau invariant. Le deuxième chapitre est consacré aux propriétés dynamiques des endomorphismes semi-extrémaux. Ceux préservant un pinceau de droites possèdent une mesure d’équilibre absolument continue par rapport au courant de Green. R. Dujardin a montré que cette condition garantit la minimalité d'un exposant de Lyapunov. Nous montrons que la propriété réciproque est vraie, sous une certaine condition d’uniformité sur les variétés instables, ce qui répond partiellement à une question posée par R. Dujardin. La preuve associe une méthode classique de théorie ergodique (basée sur des partitions mesurables et sur l'entropie) à un théorème de linéarisation des branches inverses le long d’orbites génériques dans le passé.

Cette thèse porte en grande partie sur l’étude des Équations Différentielles Stochastiques (EDS) non-linéaires au sens de McKean-Vlasov. Les bruits directeurs que nous considérons sont des processus de Lévy, en grande majorité des processus stables. On s’intéresse à quantifier la propagation du chaos au sens faible pour le système de particules en interaction de type champ moyen associé, sous des hypothèses höldériennes sur les coefficients. Cela se fait à travers l’étude du semigroupe, agissant sur les fonctions définies sur l’espace des mesures de probabilité, associé à l’EDS de McKean-Vlasov. En particulier, on exhibe des propriétés régularisantes du semigroupe, et on décrit sa dynamique grâce à la formule d’Itô le long d’un flot de mesures de probabilités. Cette formule est l’un des outils importants de cette thèse. Premièrement, on la prouve pour une grande classe de processus à sauts admettant un moment fini entre 0 et 2. Deuxièmement, on prouve, grâce à l’inégalité de Krylov, la formule d’Itô le long d’un flot de mesures pour des fonctions appartenant à un espace de type Sobolev. Dans la dernière partie de cette thèse, on s’intéresse à un système cinétique inhomogène en temps spécifique, qui est dirigé par un processus stable. On étudie son comportement asymptotique après changement d’échelle.

Les objets principaux de cette thèse sont les schémas en groupes définis sur un schéma de base de caractéristique p > 0. Le point de vue adopté ici est l’étude de ces objets en famille. Plus précisément, nous commençons par étudier l’espace de modules des schémas en groupes finis sur un schéma de caractéristique p > 0, localement libres de hauteur 1. Ce cadre est plaisant car ces groupes sont caractérisés par leur algèbre de Lie, qui est naturellement munie d’une structure supplémentaire, appelée p-application. Nous explorons alors en détail l’espace de modules des p-algèbres de Lie localement libres de rang fini. Nous allons voir que les espaces de module qui apparaissent sont des champs non séparés, et nous proposons alors d’étudier leur défaut de séparation en étudiant leurs modèles. Ainsi en deuxième partie nous développons les bases de l'étude des modèles d'un schéma en groupe fini en famille, et nous illustrons les résultats obtenus. Nous faisons notamment le lien avec la première partie en étudiant également les modèles de schémas en groupes de hauteur 1 et ceux de leur p-algèbre de Lie.