Une surface affine (sur un corps algébriquement clos) est une variété de dimension 2 définie par des équations polynomiales. Lorsqu’on se donne un endomorphisme d’une telle surface, on peut se poser les questions naturelles suivantes : y’a-t-il des orbites Zariski-denses ? Si l’orbite d’un point part à l’infini, peut-on contrôler sa vitesse de fuite ? Y’a-t-il beaucoup d’orbites périodiques ? Peut-on exhiber une mesure de probabilité invariante intéressante par le système dynamique ? Pour répondre à ces questions, j’utilise des techniques valuatives. Plus précisément un endomorphisme f d’une surface affine S induit une transformation de l’espace des valuations centrées à l’infini de S. L’étude de la dynamique de f sur cet espace de valuations permet de comprendre la dynamique de f sur S.

L’étude des procédés durables concernant la catalyse avec des métaux de transition est importante pour le futur de notre société. Dans cette thèse, de nouveaux systèmes catalytiques à base de cobalt pour l’oxydation des oléfines en cétones, une réaction généralement réalisée avec du palladium, ont été développés. Le système fonctionne à pression et température ambiantes avec une activité et une sélectivité remarquables, dépassant même dans certains cas les catalyseurs au fer de pointe. Ce procédé catalysé par le cobalt est compatible avec l’utilisation de polyméthylhydrosiloxane, lequel est un déchet chimique de l’industrie du silicium et il était utilisé comme source d'hydrogène en présence d'oxygène pour la catalyse au cobalt. La réaction s’est déroulée via un cycle catalytique original. Afin de développer des catalyseurs comportant des sites de reconnaissance moléculaire dans la 2ème sphère de coordination, comme le font les enzymes, un catalyseur supramoléculaire au palladium comprenant une porphyrine de zinc pour la reconnaissance des substrats a été étudié en catalyse de type Heck. Des interactions faibles Zn...N entre le site de reconnaissance et les dérivés de la pyridine ont joué un rôle clé même à haute température pour améliorer l’activité du catalyseur au palladium. Des études de diffraction des rayons X ont permis d’évoquer l'éventuelle complexité associée au mode d’action de ces catalyseurs. Enfin, des complexes de ruthénium se sont révélés être d’excellents catalyseurs pour le couplage croisé oxydatif de dérivés vinyliques conduisant à des précurseurs du nylon après hydrogenation in situ.

La stabilité en fréquence des lasers est une propriété recherchée dans de nombreux domaines tels que les communications optiques, la spectroscopie ou encore la métrologie temps-fréquence. Dans ce contexte, l’institut Foton a mis au point un principe permettant d’auto-affiner spectralement un laser à des niveaux extrêmement bas. Pour cela on pompe un résonateur Brillouin non-réciproque ce qui génère une onde Stokes spectralement pure. L’ajout d’une boucle à verrouillage de phase qui contre-réagit sur la pompe permet alors d’éviter les sauts de modes du résonateur Brillouin tout en affinant spectralement le laser de pompe, produisant ainsi un effet d'auto-affinement en cascade. Dans ce manuscrit, nous étudions théoriquement et expérimentalement le système d’auto-affinement spectral laser assisté par effet Brillouin. La modélisation de l’ensemble de ses constituants par le biais du formalisme des fonctions de transfert est confortée par des validations expérimentales. Ces fonctions de transfert rendent compte de la réponse des différents éléments du système vis-à-vis des fluctuations de phase et d’amplitude. L’expression de la fonction de transfert du système complet est ensuite validée expérimentalement en comparant les prévisions théoriques aux mesures de fonction de transfert en boucle ouverte ainsi qu'en réponse indicielle. L’exploitation du modèle et de ses paramètres physiques ajustables permet alors de réduire davantage les fluctuations de fréquence pour un laser de pompe à état solide émettant à 1,54 \uD835\uDF07m. Cela nous permet notamment de mettre en évidence le fait que le résonateur Brillouin dans ces conditions de verrouillage de phase joue le rôle d'une référence optique. Les performances du système sont ensuite évaluées en dupliquant ce dernier et en mesurant dans le domaine micro- onde le battement entre les deux systèmes indépendants. Finalement, le principe du « buffer reservoir » est ajouté au système d’affinement spectral. Ce principe basé sur l’insertion d’un mécanisme d’absorption non-linéaire dans le laser de pompe permet de réduire l'excès de bruit d'amplitude aux oscillations de relaxations de 32 dB. Ainsi on supprime la principale source de bruit d’amplitude converti en bruit de phase dans le système.

Les couches minces à base de nitrure de silicium (SiNx) ont été reconnus comme des diélectriques essentiels dans l'industrie microélectronique et optoélectronique en raison de leurs propriétés intéressantes. Dans cette thèse, nous décrivons comment contrôler l'indice optique et les propriétés mécaniques des couches de SiNx et d'oxynitrure de silicium (SiOyNx) en ajustant les paramètres du processus de dépôt. Nous utilisons deux types de réacteurs de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma : un réacteur standard à couplage capacitif avec excitation radiofréquence et un réacteur à résonance cyclotron électronique avec excitation micro-onde. Nous discutons de la fabrication et de la caractérisation des structures multicouches comme application optique de nos couches minces. Nous focalisons sur la caractérisation et la compréhension des propriétés optiques de ces couches minces grâce à l’ellipsométrie spectroscopique. Nous étudions également expérimentalement leurs propriétés mécaniques en utilisant la technique de mesure de la courbure des substrats, la fabrication de microstructures et les mesures de nanoindentation. Enfin, nous montrons des mesures précises de la distribution des contraintes induites dans le GaAs lorsque de tels couches minces sont structurés sous forme de rubans allongées de largeur variable, en utilisant la lithographie optique et la gravure au plasma. Pour cela, nous cartographions la déformation anisotrope, en mesurant le degré de polarisation de la photoluminescence (PL) à intégration spectrale générée au sein du GaAs par excitation avec un laser rouge. La PL des semi-conducteurs cubiques massifs tels que le GaAs n'est pas polarisé, tandis que sous une contrainte anisotrope un certain degré de polarisation est produit. Ces cartographies ont été mesurées soit à partir de la surface du semi-conducteur, soit à partir de sections transversales clivées. Ils fournissent une image détaillée et complète de la déformation cristalline au voisinage de la couche contrainte structurée. Ensuite, nous avons effectué des simulations par éléments finis en essayant de reproduire les cartographies expérimentales. Nous pensons que notre schéma de simulation est utile pour la conception des composants photoniques, par exemple pour prédire les changements locaux de l'indice de réfraction dus à l'effet photoélastique.

Les interactions protéine – protéine (IPP) sont essentielles à la régulation des phénomènes cellulaires. Elles impliquent deux partenaires : une protéine adaptatrice et une protéine effectrice, cette dernière étant régulée positivement ou négativement. Bien que l’inhibition des IPPs constitue une approche thérapeutique solide, la stabilisation reste encore peu étudiée, mais pourrait mener à de nouvelles modalités prometteuses. Ce projet se concentre sur la famille de protéines adaptatrices 14-3-3 qui interagit avec plus de 200 partenaires. Parmi eux, la protéine p53 est l’objet de multiples recherches dû à sa fonction régulatrice clé de nombreux processus biologiques (réparation de l’ADN, apoptose). Ces fonctions majeures sont cependant altérées dans la moitié des cancers, favorisant ainsi le développement tumoral. Des études préliminaires ont montré que la stabilisation de l’interaction entre p53 et 14-3-3 à l’aide d’une colle moléculaire permettait de restaurer l’activité antitumorale de p53. Parmi ces colles moléculaires, la fusicoccine-A (FC-A) se localise dans la vallée formée par 14-3-3 et permet d’augmenter la stabilisation du complexe protéique. Dans ce contexte, ce projet se concentre sur l’accès à des analogues simplifiés de la FC-A à travers la synthèse de squelettes tricycliques afin d’élargir la librairie de colles moléculaires. Des analogues [6-8-5] à partir d’un substrat aromatique sont envisagés, ainsi que des analogues [5-8-5] à partir d’un dérivé cyclopentane, plus proches de la structure cible. Différentes stratégies de synthèse ont été explorées afin d’accéder à ces analogues.

Les réseaux de neurones convolutifs et les réseaux neurones récurrents (RNN) ont été largement utilisés dans de nombreux domaines tels que la vision par ordinateur, le traitement naturel du langage et le traitement du signal. Néanmoins, la charge de calcul et le besoin en bande passante mémoire impliqués dans l'inférence des réseaux de neurones profonds empêchent souvent leur déploiement sur des cibles embarquées à faible ressources. De plus, la vulnérabilité des réseaux de neurones profonds à de petites perturbations sur les entrées remet en question leur déploiement pour des applications impliquant des décisions de haute criticité. Pour relever ces défis, cette thèse propose deux principales contributions. D'une part, nous proposons des méthodes de compression pour rendre les réseaux de neurones profonds plus adaptés aux systèmes embarqués ayant de faibles ressources. D'autre part, nous proposons une nouvelle stratégie pour rendre les réseaux de neurones profonds plus robustes aux attaques adverses en tenant compte des ressources limitées des systèmes embarqués. Dans un premier temps, nous présentons une revue de la littérature sur des principes et des outils de bases de l'apprentissage profond, des types de réseaux de neurones reconnus et un état de l'art sur des méthodes de compression de réseaux de neurones. Ensuite, nous présentons deux contributions autour de la compression des réseaux de neurones profonds : une étude de transférabilité du Lottery Ticket sur les RNN et une méthode de quantification à l’apprentissage. L’étude de transférabilité du Lottery Ticket sur les RNN analyse la convergence des RNN et étudie son impact sur l'élagage des paramètres pour des taches de classification d'images et de modélisation du langage. Nous proposons aussi une méthode de prétraitement basée sur le sous-échantillonnage des données qui permet une convergence plus rapide des LSTM tout en préservant les performances applicatives. Avec la méthode Disentangled Loss Quantization Aware Training (DL-QAT), nous proposons d'améliorer une méthode de quantification avancée avec des fonctions de coût favorables à la quantification afin d'atteindre des paramètres binaires. Les expériences sur ImageNet-1k avec DL-QAT montrent une amélioration de près de 1 % sur la précision du score de ResNet-18 avec des poids binaires et des activations de 2 bits. Il apparaît clairement que DL-QAT fournit le meilleur profil du compromis entre l'empreinte mémoire et la performance applicative. Ce travail étudie ensuite la robustesse des réseaux de neurones face aux attaques adverses. Après avoir présenté l'état de l'art sur les attaques adverses et les mécanismes de défense, nous proposons le mécanisme de défense Ensemble Hash Defense (EHD). EHD permet une meilleure résistance aux attaques adverses basées sur l'approximation du gradient tout en préservant les performances de l'application et en ne nécessitant qu'une surcharge de mémoire au moment de l'inférence. Dans la meilleure configuration, notre système réalise des gains de robustesse significatifs par rapport aux modèles de base et à une approche de robustesse basée sur la fonction de coût. De plus, le principe de l'EHD la rend complémentaire à d'autres méthodes d'optimisation robuste qui permettraient d'améliorer encore la robustesse du système final. Dans la perspective de l'inférence sur cible embarquée, la surcharge mémoire introduite par l'EHD peut être réduite par la quantification ou le partage de poids. En conclusion, les travaux de cette thèse ont proposé des méthodes de compression de réseaux de neurones et un système de défense pour résoudre des défis importants, à savoir comment rendre les réseaux de neurones profonds plus robustes face aux attaques adverses et plus faciles à déployer sur les plateformes à ressources limitées. Ces travaux réduisent davantage l'écart entre l'état de l'art des réseaux neurones profonds et leur exécution sur des cibles embarquées à faible ressources.

L'estimation du temps d'exécution des programmes est une tâche clé mais difficile, rendue encore plus complexe par la croissance de la complexité et l'insuffisance de la documentation des architectures de processeurs modernes. Bien que les méthodes traditionnelles comme les simulateurs précis au cycle soient exactes, elles sont également longues et nécessitent une compréhension approfondie de l'architecture du processeur. Pour aborder ces limitations, une nouvelle approche basée sur les données et utilisant des techniques d'apprentissage automatique a été développée. Cependant, bien que les modèles d'apprentissage automatique existants offrent des estimations rapides, ils sont principalement adaptés à des architectures simples avec des temps d'instruction constants. Ce document vise à développer de nouvelles méthodes d'apprentissage automatique pour des processeurs complexes et non documentés en introduisant la prise en compte du contexte dans les modèles de timing basés sur l'apprentissage automatique. Une approche novatrice traitant les séquences d'instructions comme un langage naturel et emploie des algorithmes d'apprentissage automatique avancés tels que les réseaux Long Short-Term Memory et les Transformers. Ceci permet au modèle de prendre en compte des caractéristiques complexes telles que les effets de cache et de pipeline, améliorant la précision pour les temps d'exécution moyens et pires cas.

L’hétérogénéité tumorale est une conséquence directe de la dynamique évolutive non observable de la croissance des tumeurs. Elle fait partie des challenges actuels en oncologie car elle est à l’origine de la résistance aux thérapies anti-cancer actuelles, soit par l’expansion d’une population clonale présente résistante, soit par une résistance acquise à la suite de l’exposition aux traitements. Pouvoir caractériser ces clones permettrait de mieux comprendre l’évolution des cancers, et ainsi identifier de nouveaux marqueurs pour les futures thérapies ciblées. C’est dans cet esprit que SomaSnake a été développé : permettre des analyses reproductibles et capables d’apporter une aide pour la compréhension des réponses des cancers aux traitements actuels. SomaSnake est un outil bioinformatique qui a pour but d’harmoniser et de faciliter les analyses de données de caractérisation des génomes tumoraux, particulièrement dans le cas où ces analyses sont étagées dans le temps. En effet, cette tâche peut s’avérer complexe lorsqu’il s’agit d’être en mesure de retrouver avec exactitude les mêmes résultats à partir d’une réanalyse à distance des mêmes données brutes, mais également lorsqu’il s’agit d’en intégrer de nouvelles. SomaSnake est un package conda facile d’installation et d’utilisation permettant de réaliser des analyses classiques telles que le traitement des reads, l’appel des variants somatiques et leur annotation, mais aussi des analyses plus complexes visant à reconstruire les populations clonales et sous clonales des tumeurs.

Ce travail porte sur l’élaboration de verres et vitrocéramique bioactifs à surface traitée ou pas, purs et/ou dopés par des éléments chimiques. Ces matériaux ont aussi fait l’objet d’association une molécule organique à usage thérapeutique telle la quercétine. Les différents matériaux, synthétisés par voie sol-gel, ont subis des études physico-chimiques et biologique in vitro et in vivo. Le traitement de surface des matériaux a été réalisé par silanisation et nitruration. Deux éléments dopants (Mg et Fe) ont été introduits dans une composition dans le système ternaire SiO2-CaO-P2O5. La bioactivité des matériaux a été évaluée in vitro par immersion dans un liquide physiologique (SBF), et leur cytotoxicité a été validée par des tests in vitro en présence de cellules. Les éléments dopants et les molécules organiques influent sur certains paramètres physico-chimiques tels que la porosité et la taille des pores. Pour la réactivité dans le SBF, seuls certains éléments chimiques et molécules organiques impactent le comportement des matériaux, tels que le Mg, la quercétine et l’azote fixé par nitruration. La vitrocéramique dopées au Mg et Fe seule et associée à la quercétine ont fait l’objet d’implantation au niveau du condyle fémoral de rats Wistar mâles. Cette étude a pour objet d’évaluer in vivo l’effet ajouté de la quercétine. La caractérisation physico-chimique a mis en évidence une réactivité chimique entre les implants et l’environnement osseux entraînant la formation de la calcite dès le premier mois et l’hydroxyapatite à partir du 2e mois avec prédominance de la calcite. Les coupes histologiques des implants montrent une ossification endochondrale qui est accélérée en présence de la quercétine.

Le développement d'un système de surveillance des vibrations cardiaques offrant une gestion intégrée des paramètres multimodaux avec un dispositif peu invasif est actuellement nécessaire dans le domaine des maladies cardiovasculaires chroniques, afin de déclencher une attention médicale précoce et adéquate contre les événements de décompensation et de réduire les hospitalisations. L'objectif principal de cette thèse est de proposer des méthodes d'acquisition et de traitement du signal afin d'utiliser au mieux les unités inertielles dans le suivi des patients atteints d'insuffisance cardiaque (HF), en exploitant efficacement les informations multimodales des signaux de vibration cardiaque (CVS). Deux nouvelles approches sont proposées dans ce contexte : 1) l'évaluation de la faisabilité de l'acquisition des CVS longitudinaux en utilisant un implant intra-gastrique dans une configuration d'expérimentation animale préclinique, et 2) le développement d'un système d'acquisition de signaux cardiaques afin d'évaluer de manière préliminaire la faisabilité de la détection automatique d'événements cardiorespiratoires on-the-edge à l'aide d'un capteur MEMS avec un noyau d'apprentissage automatique intégré (MLC). Les résultats obtenus montrent les premières preuves précliniques de la faisabilité d'une surveillance cardiovasculaire chronique à partir d'un dispositif cardiaque implantable peu invasif placé dans le fond de l'estomac, ainsi que la faisabilité préliminaire de l'utilisation d'un MLC intégré dans un capteur MEMS pour la détection on-the-edge de plusieurs événements cardiorespiratoires liés à des variations hémodynamiques, comme l'apnée et la manœuvre de Valsalva. La nature transversale de l'ensemble du contenu de cette thèse ouvre de nouvelles perspectives dans l'utilisation des CVS pour le développement de méthodes et d'outils pouvant être utilisés dans la surveillance cardiovasculaire à long terme de patients diagnostiqués avec une maladie cardiaque chronique telle que l'HF.