La connectivité fonctionnelle cérébrale peut être caractérisée par l'évolution temporelle de la corrélation entre les signaux enregistrés dans des régions spatialement distribuées. Ici, nous proposons une comparaison exhaustive et quantitative pour juger des performances de différentes classes de méthodes pour l'estimation de cette connectivité. Basés sur plusieurs modèles de simulation, les résultats montrent que les performances sont fortement dépendantes des caractéristiques des signaux, aucune méthode ne surpassant les autres dans toutes les situations. La nature non stationnaire et oscillatoire des activités des populations neuronales, nous a amené à proposer un estimateur Temps-Fréquence de relation. La comparaison objective de ce nouvel estimateur avec un estimateur plus classique, basé sur la fonction de cohérence, montre qu'il peut conduire à de meilleures performances. Sur des données réelles, les résultats indiquent que cet estimateur peut augmenter la lisibilité de la représentation TF de la relation et peut ainsi améliorer l'interprétation des relations entre signaux EEG.

Le domaine maritime littoral constitue un milieu fragile, placé à l'interface Terre/Mer où s'exercent de nombreuses pressions issues des milieux terrestres, maritimes et atmosphériques. Les approches globales de Gestion Intégrée des Zones Côtières (GIZC) ont pour but de pallier les lacunes des politiques précédentes au niveau des interactions simultanées des différents acteurs du littoral. Cette approche requiert un Modèle Numérique de Terrain (MNT) littoral continu ainsi que des données maritimes et terrestres cohérentes entre elles. En raison d'acquisitions ou de productions différentes pour les MNT terrestres et maritimes, l'ensemble du relief n'est pas traité de manière ni homogène ni continue. De plus les techniques d'intégration des MNT actuelles entraînent des lissages des reliefs, voire la perte des éléments caractéristiques. Des outils et une nouvelle méthodologie d'intégration de MNT ont donc été définis. Les outils utilisent la distance de Fréchet pour calculer une distance maximale d'écartement entre les points homologues de deux lignes. La valeur de cette distance donne une mesure de ressemblance de forme qui sert de base à leur appariement ultérieur. La méthodologie de fusion proposée dans cette thèse se veut générique tout en s'appuyant sur les lignes caractéristiques spécifiques du paysage. Elle effectue un enchaînement de traitements répartis en trois étapes majeures : 1) transformations cartographiques et analyse des zones de recouvrement ; 2) segmentation et extraction de lignes caractéristiques ; 3) appariement et fusion à l'aide de déformations élastiques. Ces outils d'intégration ont été testés sur des données réelles en 2D pour la comparaison du trait de côte, puis validés sur des MNT simulés 3D.

Nous explorons quelques aspects nouveaux des lasers solides impulsionnels ou continus fonctionnant en régimes mono-fréquence ou bi-fréquence. <br /> Tout d'abord, nous avons mis au point quelques techniques pour optimiser les caractéristiques des lasers impulsionnnels. (i) Une faible modulation de la puissance de pompe a permis de rendre stable le taux de répétition avec une stabilité relative de 10-6. (ii) La durée des impulsions a été contrôlée continûment d'une dizaine de ns à quelques centaines de ns par trois méthodes différentes : l'ajustement du diamètre du faisceau laser dans l'absorbant saturable, l'ajustement du diamètre du faisceau de pompe dans le milieu actif, et, en particulier, l'utilisation des états fourchus dans un laser à deux axes. De plus, cette méthode des états fourchus a aussi permis (iii) d'augmenter l'énergie des impulsions par addition cohérente.<br /> Un laser tout compact Nd:YAG-Cr:YAG à deux fréquences dont la différence est continûment accordable jusqu'à 2,7 GHz a été construit. Les impulsions bi-fréquences sont idéales pour répondre aux besoins des applications telles que le lidar-radar Doppler. En outre, nous montrons que les impulsions bi-fréquences à 1,55 μm peuvent être obtenues en utilisant un nouvel absorbant saturable Co:ASL taillé suivant l'axe c dans un laser Er-Yb:verre. Ces impulsions sont parfaitement adaptées aux systèmes de détection en espace libre nécessitant la sécurité oculaire. Le temps de cohérence du battement dans ces lasers a aussi été étudié : il est limité à la durée de l'impulsion. Une nouvelle technique de modulation de la puissance de pompe au voisinage de la fréquence d'oscillation de relaxation du laser a été étudiée et a permis d'obtenir des battements cohérents d'impulsion à impulsion.<br /> La conversion de fréquence utilisant des effets optiques non linéaires a permis d'obtenir des sources bi-fréquences dans le visible. Des impulsions bi-fréquences vertes et rouges ont été obtenues. Une source THz dans le rouge a aussi été réalisée en utilisant un laser à deux axes Er-Yb:verre doublé dans un cristal mixte “en éventail” de PPLN. Les applications à la génération de micro-ondes et d'ondes sub-millimétriques sont discutées.

La prise en charge des urgences est l'une des missions principales des établissements de santé. Ces derniers, au travers de la structure d'urgence, ont du depuis les années 90, répondre à une demande exponentielle de soins non programmés, ce qui a posé le problème du dimensionnement de la structure et de ses moyens. Cette situation a provoqué des problèmes organisationels énormes. Face à cette situation, les décideurs hospitaliers manquent d'outils qui sont indispensables pour redimensionner les ressources humaines et matérielles et pour planifier la prise en charge des urgences. En réponse à ces besoins, cette thèse propose une démarche d'aide à la gestion des systèmes de prise en charge des urgences. Cette démarche aborde trois principaux problèmes. Dans un premier temps, nous nous focalisons sur la modélisation des processus de prise en charge des urgences et ses principales filières. Cette modélisation, couplée à la simulation de flux, nous permettra d'analyser le fonctionnement de la structure et de déterminer les paramètres influents la prise en charge des urgences. Nous nous intéressons, dans un second temps, à l'affectation des personnels infirmiers en tenant compte de leur profil de compétence à l'aide de la programmation linéaire. Enfin, nous étudierons le problème de prise en charge des urgences vitales intrahospitalières. A l'aide d'une modélisation réunie avec une simulation, nous procédons à une démarche de conception et d'évaluation de la chaine de survie intrahospitalière. Nous abordons, dans cette dernière étape, la question de d'affectation de l'équipe mobile de réanimation d'urgence ainsi que le positionnement des défibrillateurs semi automatiques.

HSP22 et HSP70 sont des protéines d'origine humaine appartenant à la famille des Heat Shock<br />Proteins. Cette thèse décrit des travaux visant à déterminer l'implication de ces deux protéines humaines de<br />choc thermique HSP70 et HSP22, dans les voies de réparation de l'ADN après stress. Ces protéines<br />possèdent, comme leur nom le sous-entend, la capacité d'être surexprimées par la cellule après choc<br />thermique mais aussi après une grande variété d'autres stress et dans de nombreuses maladies (Tavaria M et<br />al, 1996). Pour mieux connaître ces protéines, une étude structurale a été initiée. Les structures<br />tridimensionnelles de ces protéines ne sont pas connues ou seulement partiellement (Osipiuk J et al, 1999).<br />Les essais de cristallisation des protéines furent arrêtés après l'obtention de clones. Des prédictions de<br />structures secondaires et tertiaires (obtenues à l'aide de la bioinformatique) concernant HSP70-1 (partie Cterminale)<br />et HSP22 furent alors réalisées, montrant une organisation en feuillets β pour le domaine de liaison<br />au substrat de HSP70-1 et pour le domaine α-cristallin de HSP22. Les résultats obtenus dans le cadre de<br />l'étude des HSP dans les voies de la réparation de l'ADN ont montré que les HSP70 inductibles par le stress<br />(HSP72 et HSP70-1) sont impliquées dans ces voies cellulaires après différents stress (rayonnement X et UV,<br />champ magnétique, péroxyde d'hydrogène, cis-platine). HSP72 et HSP70-1 sont phosphorylées par les<br />kinases apparentées à la famille des Phosphatydil-Inositol-3-kinases ATM, ATR et DNA-PK (Sarkaria JN et<br />al, 1998) après radiations ionisantes et réalisent à ce moment un déplacement en deux phases entre le<br />cytoplasme et le noyau ; elles sont impliquées dans les stades précoces de la réparation. La même démarche<br />de recherche a été adoptée pour HSP22. HSP22 apparaît comme étant impliquée dans les voies de la<br />réparation de l'ADN aussi et plus particulièrement dans les voies de la réparation des cassures double brin<br />après irradiation par rayonnement X (Paull TT et Gellert M, 1998 ; Lobrich M et Jeggo PA, 2005). HSP22<br />forme des foci dans les cellules âgées suggérant un rôle pour HSP22 dans le vieillissement cellulaire chez<br />l'humain comme chez la mouche drosophile (Morrow G et al 2004). Une nouvelle méthode d'imagerie<br />Diffraction Enhanced Imaging (DEI ; Chapman D et al, 1997), visant à l'acquisition d'une information<br />histologique, développée au synchrotron ESRF, a été testée d'un point de vue radiobiologique sur des cultures<br />primaires de fibroblastes et de chondrocytes. L'irradiation par cette méthode n'a pas présenté de différence en<br />comparaison avec une irradiation par une source conventionnelle de cellules humaines issues de culture<br />primaire, avec la même dose de rayonnement X (Rothkamm K et Lobrich M, 2003). Dans les cellules<br />glioblastomales de rat, la réponse HSP70 est augmentée dans les conditions de la thérapie « synchrotron PATPlat<br />» (c'est-à-dire en cas de photoactivation du platine à l'aide du rayonnement synchrotron (Corde S et al,<br />2003 ; Biston MC et al, 2004)).

Ce manuscrit présente l'utilisation de l'analyse de polarisation sphérique dans le cadre de la diffusion inélastique<br />des neutrons polarisés. Cette méthode d'analyse permet d'accéder à de fonctions de corrélation<br />de paire dynamiques non-triviales mettant en jeu des degrés de liberté structuraux et des degrés de liberté<br />magnétiques. Pour appliquer cette méthode d'analyse en inélastique, nous avons utilisé une version optimisée du<br />dispositif CRYOPAD (Cryogenic Polarisation Analysis Device) dont nous présentons une méthode de calibration<br />améliorée.<br />Pour illustrer l'intérêt de ce type d'analyse, nous avons étudié deux systèmes modèles présentant un magnétisme<br />de basse dimension : un système de spins planaires BaCo2(AsO4)2 et un système présentant des chaînes<br />et des échelles de spins Sr14Cu24O41. L'analyse de polarisation sphérique élastique et inélastique sur le composé<br />BaCo2(AsO4)2 nous a permis de déterminer sa structure magnétique à basse température et de comprendre la<br />nature de ses excitations magnétiques. Dans Sr14Cu24O41, nous avons mis en évidence une anisotropie entre les<br />fonctions de corrélation de paire dynamiques pour les composantes magnétiques dans et hors du plan, à la fois pour<br />les systèmes de chaînes et d'échelles. De plus, l'étude du spectre inélastique du système de chaînes sous champ<br />magnétique nous a permis de mieux comprendre la chiralité dynamique associée aux deux types de précession<br />"clockwise" et "anti-clockwise" d'un sytème triplet sous champ magnétique.

Ce travail examine comment l'assimilation de données de SSH et de SST par un filtre de Kalman de rang réduit dans un modèle couplé physique-biogéochimie de l'Atlantique Nord peut améliorer la représentation des processus physiques des couches superficielles importants pour la biogéochimie. On montre tout d'abord que le schéma d'assimilation original est inadapté, car l'estimation d'état ne respecte pas les contraintes de stabilité hydrostatique, stabilité dynamique et de continuité temporelle. Deux nouveaux schémas imposant la stabilité hydrostatique, et un schéma de correction continue sont proposés, et évalués par des simulations annuelles en 1998. L'apport en nutriment dans la zone euphotique permet de quantifier la qualité du couplage. Les apports diffusifs sont améliorés, tandis que les apports advectifs sont surestimés. La production primaire annuelle est plus réaliste, mais son cycle annuel reste mal représenté. Les écarts aux observations dans les hautes latitudes et le centre du gyre subtropical sont liés aux défauts du modèle biogéochimique.

Ce travail porte sur l'étude de systèmes mononucléaires produits dans des collisions d'ions lourds à grands (périphériques : Au+Au) et faibles (centrales : Xe+Sn et Gd+U) paramètres d'impact. Ces deux types de collisions nécessitent des sélections spécifiques pour isoler des sources en équilibre thermique. Sur les ensembles statistiques d'événements obtenus après ces sélections, on réalise des analyses mettant en évidence des signaux de transition de phases du premier ordre. Le premier concerne le comportement bimodal de la distribution du plus gros fragment (Z1), dans les collisions périphériques, que l'on relie à celui d'un paramètre d'ordre en appliquant une renormalisation sous la contrainte d'une distribution équiprobable de l'énergie d'excitation (E*). Après une comparaison avec l'ensemble canonique, nous en déduisons des informations sur la localisation de la zone de coexistence. Nous comparons ensuite les propriétés statiques et dynamiques des fragments produits par ces sources, en collisions centrales et périphériques. Les différences observées sur le nombre de fragments et l'asymétrie en charge des partitions trouvent une explication dans la présence ou non, lors de la formation des fragments, d'un champ de vitesse principalement lié à une expansion collective radiale. Nous effectuons une analyse du signal de fluctuations anormales d'énergies configurationelles et une recherche d'un signal fossile de décomposition spinodale sur les quasi-projectiles d'Au, pour ensuite établir une cohérence avec les signaux déjà observés pour le système Xe+Sn. Nous relions finalement le peuplement du diagramme E*- Z1 par les deux systèmes, à celui d'un diagramme de phases avec une délimitation de la zone de coexistence.

Les atomes neutres piégés sont des candidats potentiels pour<br />l'implémentation de portes logiques quantiques. Dans ce contexte, cette étude<br />porte sur la réalisation d'un piège dipolaire optique de si petite taille qu'il<br />ne puisse contenir qu'un atome unique. Pour cela, il est nécessaire de<br />focaliser très fortement un laser à l'endroit où l'on désire capturer les<br />atomes. L'expérience s'articule donc autour d'un objectif de microscope de<br />grande ouverture numérique, entièrement conçu et réalisé au laboratoire. Cette<br />optique est utilisée pour faire focaliser un laser au centre d'un piège<br />magnéto-optique, réservoir d'atomes froids alimentant le piège dipolaire ainsi<br />créé.<br /><br />Le dispositif d'observation des atomes piégés est basé sur le même objectif,<br />qui collecte, avec une grande efficacité, la fluorescence des atomes piégés et<br />en fait l'image sur une caméra CCD ou une photodiode à avalanche. La résolution<br />spatiale du dispositif utilisant la caméra permet d'obtenir une image des<br />atomes capturés, alors que l'on utilise la rapidité de la photodiode à<br />avalanche pour les études de la dynamique du piège avec une bonne résolution<br />temporelle.<br /><br />Après une description détaillée de ce dispositif expérimental, nous montrons<br />qu'il est possible de réaliser des micro-pièges dipolaires optiques, de<br />quelques microns cube et contenant une dizaine d'atomes. L'étude de la<br />dynamique de chargement et de la durée de vie de ces pièges révèle également la<br />présence de processus de collisions à deux corps. Nous montrons ensuite qu'en<br />diminuant le taux de chargement il est possible d'observer, en temps réel, un<br />atome unique piégé pendant quelques secondes. Dans ce régime, un processus de<br />"blocage collisionnel" limite ce nombre d'atome à un. Pour finir, nous<br />décrirons la mise en place d'un double piège dipolaire, dans lequel on peut<br />piéger un atome unique dans chaque site. Ce dispositif ouvre la voie vers<br />l'étude de l'interaction entre atomes piégés individuellement.

Ce mémoire présente mes travaux de recherche effectués après ma thèse, entre 2002 et 2008. Les thèmes principaux sont les équations aux dérivées partielles non-linéaires et des problèmes d'évolutions de fronts ou d'interfaces. Il est organisé en trois chapitres.<br /><br />Le premier chapitre concerne l'évolution de fronts avec une vitesse normale prescrite. Pour étudier ce genre de problème, une première approche, dite par lignes de niveaux, consiste àreprésenter le front comme une ligne de niveau d'une fonction auxiliaire u. Cette approche ramène l'étude du problème d'évolution géométrique à un problème d'EDP puisque u vérifie une équation de Hamilton-Jacobi. Quelques résultats dans le cas de vitesses locales comme la courbure moyenne sont présentés mais la majorité des résultats concerne le cas de vitesses non-locales décrivant la dynamique des dislocations dans un cristal ou modélisant l'asymptotique d'un système de FitzHugh-Nagumo apparaissant en biologie. Une approche différente, basée sur des solutions de viscosité géométriques, est utilisée pour étudier des problèmes de propagation de fronts apparaissant en optimisation de formes. Le but est de trouver un ensemble optimal minimisant une énergie du type capacité à volume ou périmètre constant. L'idée est de déformer le bord d'un ensemble donné avec une vitesse normale adéquate de manière à diminuer au plus son énergie. La mise en oeuvre de cette idée nécessite la construction rigoureuse d'une telle évolution pour tout temps et la preuve de la convergence vers une solution du problème initial. De plus, la décroissance de l'énergie est obtenue le long du flot.<br /><br />Le deuxième chapitre décrit des résultats d'unicité, d'existence et d'homogénéisation pour des équations de Hamilton-Jacobi-Bellman. La majeure partie du travail effectué concerne des équations provenant de problèmes de contrôle stochastique avec des contrôles non-bornés. Les équations comportent alors des termes quadratiques par rapport au gradient et les solutions étudiées sont elles-mêmes à croissance quadratique. Des liens entre ces solutions et les fonctions valeurs des problèmes de contrôle correspondants sont établis. La seconde partie est consacrée à un théorème d'homogénéisation pour un système d'équations de Hamilton-Jacobi du premier ordre.<br /><br />Le troisième et dernier chapitre traite d'un sujet un peu à part, à savoir le lien entre les flots de gradient et l'inégalité de Lojasiewicz. La principale originalité de ce travail est de placer l'étude dans un cadre hilbertien pour des fonctions semiconvexes, ce qui sort du cadre de l'inégalité de Lojasiewicz classique. Le principal théorème produit des caractérisations de cette inégalité. Les résultats peuvent être précisés dans le cas des fonctions convexes ; en particulier, un contre-exemple de fonction convexe ne vérifiant pas l'inégalité de Lojasiewicz est construit. Cette dernière inégalité est reliée à la longueur des trajectoires de gradient. Une borne de cette longueur est obtenue pour les fonctions convexes coercives en dimension deux même lorsque cette inégalité n'est pas vérifiée.