Cette thèse est composée de quatre articles. L'objet principal de la thèse est d'énoncer des conditions suffisantes de non vacuité pour le coeur dans les jeux sans paiements latéraux. Rappelons que, dans un système social où des comportements coopératifs entrent en jeu, le coeur est l'ensemble qui vérifie des propriétés naturelles de stabilité et de rationalité. Pour assurer la non vacuité, les principaux résultats de la littérature supposent qu'une condition de balancement sur le jeu est satisfaite. La première partie de la thèse concerne les résultats théoriques de non vacuité, ces résultats reposent sur une nouvelle condition de balancement, dite de balancement dépendant. Le deuxième partie de la thèse propose des applications de ces différents résultats pour le problème des tarifications stables dans les marchés contestables.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'adaptation de l'algorithmique aux architectures parallèles. Les plateformes hautes performances actuelles disposent de plusieurs niveaux de parallélisme et requièrent un travail considérable pour en tirer parti. Les superordinateurs possèdent de plus en plus d'unités de calcul et sont de plus en plus hétérogènes et hiérarchiques, ce qui complexifie d'autant plus leur utilisation.Nous nous sommes intéressés ici à plusieurs aspects permettant de tirer parti des architectures parallèles modernes. Tout au long de cette thèse, plusieurs problèmes de natures différentes sont abordés, de manière plus théorique ou plus pratique selon le cadre et l'échelle des plateformes parallèles envisagées.Nous avons travaillé sur la modélisation de problèmes dans le but d'adapter leur formulation à des solveurs existants ou des méthodes de résolution existantes, en particulier dans le cadre du problème de la factorisation en nombres premiers modélisé et résolu à l'aide d'outils de programmation linéaire en nombres entiers.La contribution la plus importante de cette thèse correspond à la conception d'algorithmes pensés dès le départ pour être performants sur les architectures modernes (processeurs multi-coeurs, Cell, GPU). Deux algorithmes pour résoudre le problème du compressive sensing ont été conçus dans ce cadre : le premier repose sur la programmation linéaire et permet d'obtenir une solution exacte, alors que le second utilise des méthodes de programmation convexe et permet d'obtenir une solution approchée.Nous avons aussi utilisé une bibliothèque de parallélisation de haut niveau utilisant le modèle BSP dans le cadre de la vérification de modèles pour implémenter de manière parallèle un algorithme existant. A partir d'une unique implémentation, cet outil rend possible l'utilisation de l'algorithme sur des plateformes disposant de différents niveaux de parallélisme, tout en ayant des performances de premier ordre sur chacune d'entre elles. En l'occurrence, la plateforme de plus grande échelle considérée ici est le cluster de machines multiprocesseurs multi-coeurs. De plus, dans le cadre très particulier du processeur Cell, une implémentation a été réécrite à partir de zéro pour tirer parti de celle-ci.

La tendance actuelle des constructeurs pour le calcul scientifique est à l'utilisation de grappes de machines dont les noeuds comportent un nombre de coeurs toujours plus grand. Le modèle basé uniquement sur MPI laisse peu à peu la place à des modèles mélangeant l'utilisation de threads et de MPI. Ce changement de modèle entraîne de nombreuses problématiques car les implémentations MPI n'ont pas été conçues pour supporter les applications multi-threadées. Dans cette thèse, afin de garantir le bon fonctionnement des communications, nous proposons un module logiciel faisant interagir l'ordonnanceur de threads et la bibliothèque de communication. Ce module, en collaborant avec l'ordonnanceur de threads, permet de faire progresser les communications en arrière-plan et d'assurer un haut niveau de réactivité, même lorsque la machine est surchargée.

Restauration Echographique Multi-vues appliquée à l'Imagerie 3D du Sein et du Cœur Nous présentons dans cette thèse de nouvelles techniques pour l'amélioration de la qualité d'images ultrasonores tridimensionnelles. L'échographie est l'une des technologies les plus utilisées en imagerie médicale, car elle est non-invasive, temps réel et relativement peu coûteuse. Cependant, elle a des inconvénients, comme la présence de speckle, une faible résolution spatiale et la dépendance de l'angle d'acquisition. La technique de combinaison spatiale (en anglais spatial compounding), qui consiste à combiner des images selon différents points de vue, a démontré qu'elle permettait de réduire le niveau de speckle. Nous proposons d'étendre cette technique afin améliorer également la résolution spatiale et la dépendance de l'angle d'acquisition. Nous proposons deux nouvelles approches : (i) une déconvolution multi-vues, consistant à résoudre le problème inverse où l'on suppose que chaque acquisition est une version dégradée du tissu original, et on recherche l'image la plus vraisemblable, et (ii) une fusion multi-vues, où l'on construit un volume à partir des caractéristiques présentes dans chaque acquisition. Nous appliquons ces méthodes sur l'imagerie 3D du sein et du cœur. L'obtention des volumes 3D du sein reste un défi, entre autres parce que la résolution est limitée dans le plan d'élévation. Les méthodes proposées permettent de résoudre ces problèmes. De nouvelles sondes en temps-réel et 3D pour l'imagerie du cœur ont été récemment introduites sur le marché. La combinaison par nos méthodes des acquisitions à travers différentes fenêtres acoustiques permet d'augmenter le champ de vue, le contraste des parois et le rapport signal sur bruit.

Cardiac transplantation is governed by complex immunological mechanisms contributing to different types of allograft rejection. Early non-specific graft failure and chronic rejection (cardiac allograft vasculopathy) represent the main limitations for the recipients’ short- and long-term survival respectively. To date, the pathogenesis of both rejection types remains ill-defined. However, it is believed that they are related to an immunologically mediated potent inflammatory process, occurring whether early after transplantation (acute), or lasting for the lifetime of the graft (chronic). The initiating mechanisms of chronic rejection in solid organ transplantation remain ill-defined. Emerging evidence sustains that graft vasculopathy is primarily driven by alloreactive CD4+ T lymphocytes sensitized by the indirect pathway of allorecognition. To date, whereas the nature of APCs involved in this particular pathway has yet to be identified, it appears challenging to speculate that recipient-derived endothelial cells (ECs) repopulating the graft may represent the main cell targets recognized by indirectly primed alloreactive CD4+ T cells to mediate the rejection of cardiac transplants. In the first part of this thesis, we specifically studied the indirect pathway of allorecognition with a transgenic mice (Marilyn mice) model that expresses a T cell receptor (TCR) transgene which recognizes the male antigen H-Y in an I-Ab-restricted fashion. Our results provide evidence that graft endothelium replacement by recipient-type cells expressing MHC Class II molecules is required for the chronic rejection of vascularized cardiac transplants mediated by indirect pathway alloreactive CD4+ T cells. The purpose of the second part of the thesis was to investigate the potential implication of interleukin-22 (IL-22), an early phase secreted proinflammatory cytokine of the IL-10 family, in the acute rejection of cardiac allografts. IL-22 was recently described as an effector key modulator of the inflammatory process produced mainly by differentiated CD4+ T cells of the Th17 lineage. As being closely related to IL-10 and IL-17, both involved in the rejection process of vascularized heart allografts, we attempted to determine the precise role of IL-22 in this process. Experiments were conducted with a recently developed murine model deficient for the IL-22 gene (IL-22KO). The results of the second part of the thesis show that IL-22 is not an effector cytokine in cardiac allograft rejection. In contrast, as being early expressed into the allograft, likely IL-22 plays a protective role in the inflammation leading to acute cardiac rejection, probably depending on a neutrophil-related mechanism. In conjunction with current understanding of inflammatory and antigen-specific events in allografts, overall, our results provide new insights into the mechanisms of chronic and acute cardiac rejection, thus prompting to further interrogations and appealing novel therapeutic strategies. Pharmacologic manipulation of endothelium is challenging. Given their capacity to sense and rapidly respond to the local environment, ECs are the ideal targets for rapid systemic delivery of therapeutic agents. Combination therapy is required to reduce inflammatory reaction and endothelial activation, to modulate endothelial dysfunction and promote endothelial survival. Also, given that IL-22 may alleviate tissue destruction during inflammatory responses, therapies that enhance its production and protective action in the transplanted organs seem attractive to specifically affect tissue responses, without exerting direct effects on the immune response.

L'état de choc septique est une des principales causes de mortalité hospitalière. Il est caractérisé par une vasoplègie, une tachycardie et s'y associe une défaillance myocardique chez de nombreux patients. Physiologiquement, la tachycardie est non seulement à l'origine d'une augmentation du débit par la multiplication des cycles cardiaques mais elle a de plus des effets propres qui augmentent la contractilité et la relaxation ventriculaire. Ces phénomènes sont appelés relation force-fréquence (FFR) et accélération de la relaxation par la fréquence (FDAR). La défaillance myocardique septique est caractérisée par une altération de la contractilité myocardique mais également par des modifications de la relaxation ventriculaire. Dans un premier temps notre travail a consisté à mettre en évidence la défaillance contractile cardiaque dans un modèle de choc septique par injection d'endotoxine. Il met également en avant l'implication de l'activation des caspases (protéases participant à la voie de l'apoptose) comme étant un des mécanismes de cette défaillance. Ensuite nous avons mis en avant le rôle de médiateurs circulants dans l'apparition de cette dysfonction. L'identité de ces médiateurs est probablement cytokinique. TNF-α et IL-1β ont déjà montré leur capacité à induire cette dysfonction mais dans notre modèle ils n'ont pas été nécessaires à son apparition, d'autres cytokines pourraient être impliquées. Enfin nous avons mis en évidence que cette dysfonction myocardique septique était associée à une altération de FFR et de FDAR et que cette particularité pourrait être liée à une augmentation de l'activité de phosphatases cardiomyocytaires. L'apport de ces connaissances supplémentaires sur les mécanismes impliqués dans le choc septique ne permet pas de modification directe du traitement à proposer aux patients septiques, mais il ouvre de nouvelles voies d'investigation qui pourraient permettre une amélioration des stratégies thérapeutiques du choc septique.

Les normes d'émission de polluants concernant les véhicules poussent les constructeurs automobiles à s'intéresser à l'injection Diesel haute pression et au phénomène de cavitation qui y tient un rôle prépondérant. En ce domaine, la simulation numérique est un moyen d'investigation puissant et économique. Un modèle polyphasique homogène a été développé : il considère un mélange de carburant (constitué de liquide et/ou de vapeur) et de gaz. Il est basé sur une équation d'état construite par tabulation entre une loi barotrope pour le carburant et la loi des gaz parfaits pour le gaz. La validité de l'approche est testée sur un cas d'implosion de bulle et sur des cas 2D classiques d'injection. Des calculs 3D d'injecteurs réalistes mettent en évidence l'influence de la cavitation et des écoulements secondaires, à l'intérieur de l'orifice de l'injecteur, sur la déstabilisation du jet et l'atomisation primaire du coeur liquide.

Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre de l'assistance robotisée pour la chirurgie cardiaque à coeur battant. Une première contribution est la synthèse d'une nouvelle architecture d'asservissement visuel dans l'image en utilisant une commande prédictive non linéaire. Cette structure permet de respecter les contraintes du système en gérant simultanément la planification de trajectoire et le contrôle. La loi de commande a été validée sur une plate-forme robotique en vision standard. La structure a également été adaptée pour la vision échographique. Elle permet ainsi de contrôler les déplacements d'un outil en imposant que celui-ci respecte la contrainte d'intersection avec le plan échographique. Des expérimentations ont également permis de montrer l'efficacité de cette loi de commande. Cette seconde contribution s'intègre dans le cadre de l'assistance à la chirurgie cardiaque endovasculaire, et plus particulièrement la réparation de valve mitrale. Dans ce contexte, la localisation de la valve mitrale en temps réel est obtenue en utilisant une méthode qui repose sur la détection de la jonction entre la paroi et la valve et également d'un modèle à 2 ddl de la valve. L'algorithme proposé a été validé sur une séquence in vivo. Enfin, une estimation in vivo des déplacements 3D du coeur à partir des images endoscopiques a été proposée et représente une première étape d'un projet de compensation automatique des mouvements du coeur pour la chirurgie coronarienne.

Des relations quantitatives ont été étudiées, chez le Hêtre, entre les singularités externes de l'arbre, des caractéristiques dendrométriques et l'occurrence et la forme géométrique du cœur rouge (CR) : I. Des singularités (branches mortes, cicatrices de branche, blessures, fentes, fourche) et la forme du CR ont été décrites de façon tridimensionnelle détaillée pour 4 arbres. Ainsi, des hypothèses ont été développées d'une part sur l'initiation du CR basées sur des dimensions des cicatrices de branche/noeuds et d'autre part sur des stades de développement de la forme du CR. II. Un modèle de type logistique a été développé qui permettait de quantifier l'effet individuel des cicatrices de branche sur la probabilité d'occurrence du CR; il incluait également un effet dendrométrique. 27 parmi 31 hêtres ont été classés correctement. III. La forme globale du CR (rayon moyen du CR le long de l'axe du tronc) a été modélisée en utilisant des paramètres pour les largeur, longueur et hauteur du CR dans l'arbre. Ces derniers ont pu être estimés à partir des cicatrices de branche et des variables dendrométriques. Le modèle a été paramétré sur 16 hêtres et a été appliqué à l'échantillon indépendant constitué des 4 arbres de l'analyse I. IV. Des déviations locales de la forme globale du CR ont été analysées en dessous et au dessus des nœuds sur 58 planches provenant des 16 arbres de l'analyse III. Les déviations étaient limitées à la zone du nœud et à l'extrémité du CR côté apical. En perspectives, l'importance de la validation des modèles de CR est soulignée. Un couplage de ces modèles à des modèles de croissance ou de transformation des bois ronds pourrait aussi être envisagé.

Texte remanié de: Th. doct.--Sci. éduc.--Lyon 2, 2001. Titre de soutenance : Le plan éducatif fondateur de la Société du Sacré-Coeur de Jésus et ses formes actuelles. / Bibliogr. p. 217-220.