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La qualité de l’air des environnements intérieurs est essentielle pour la santé. Le manque de renouvellement d’air et l’humidité dans les habitats favorise la prolifération microbienne. Les effets sur la santé sont multiples et souvent associés à des maladies chroniques respiratoires, tel que l’asthme. Ces effets sont plus ou moins graves selon le niveau d’exposition et la vulnérabilité des occupants et le rôle des moisissures est pointé. Cependant, le manque d’outils valides permettant d’évaluer quantitativement l’exposition aux bactéries environnementales constitue une des principales difficultés pour mieux appréhender leur impact sur la santé humaine. Un protocole expérimental basé sur les techniques culturales a été développé et testé au laboratoire pour mesurer la survie des bactéries dans des poussières domestiques collectées au sol. L’analyse de ces poussières a permis de déterminer le temps de survie des bactéries testées. Cependant, les méthodes culturales actuelles sont limitées et n’apportent pas assez d’informations sur la composition de la flore bactérienne dans l’habitat. L’utilisation des méthodes moléculaires, tel que le séquençage haut débit, est nécessaire pour y remédier. Par ailleurs, les poussières domestiques pourraient constituer un substrat intégrateur de l’exposition chronique des occupants. Outre le développement, la standardisation, et la validation d’outils de mesure, une approche globale de sensibilisation et de prévention du risque d’exposition aux contaminants des environnements intérieurs est recommandée, en particulier chez les populations vulnérables. / Indoor air quality is essential for health. Lack of ventilation and presence of humidity in habitats promotes microbial growth. The health effects are multiple and often associated with chronic respiratory diseases, such as asthma. These effects are more or less serious depending on the level of exposure and the vulnerability of occupants and the role of mold is pointed out. However, the lack of valid tools for quantitatively assessing exposure to environmental bacteria is one of the main difficulties in better understanding their impact on human health. An experimental protocol based on cultural techniques was developed and tested in the laboratory to measure the survival of bacteria in domestic dust collected on the ground. The analysis of these dusts made it possible to determine the survival time of the bacteria tested. However, current culture methods are limited and do not provide enough information on the composition of the bacterial flora in the habitat. The use of molecular methods, such as high throughput sequencing, is needed to address this. In addition, domestic dust could be an integrating substrate for chronic occupant exposure. In addition to the development, standardization, and validation of measurement tools, a comprehensive approach to raising awareness and preventing the risk of indoor exposure to contaminants is recommended, particularly for vulnerable populations.

L'Ultra Wide Band (UWB) est une technique de communication radio à haut débit et courte portée qui utilise des bandes de fréquence de 500 MHz à plusieurs GHz. Cette thèse présente une caractérisation expérimentale du canal de propagation UWB afin de proposer des modèles pour le développement de ces systèmes.<br />Les deux techniques de sondage proposées permettent la mesure du canal statique dans la bande 3,1 – 11,1 GHz et le sondage en temps réel dans la bande 4 – 5 GHz. Plusieurs campagnes de mesure réalisées en environnement intérieur de bureau sont détaillées. Leur analyse permet de dégager les paramètres grande échelle et les évanouissements rapides du canal statique, avec une étude particulière de l'influence de la fréquence. Des études spécifiques sont dédiées aux variations du canal UWB dues au mouvement des antennes et au passage de personnes. Un modèle statistique est proposé, permettant de reproduire les effets du canal de propagation UWB, en configurations statique et dynamique.

L'objectif de la thèse était d'étudier la composition microbiologique d'environnements intérieurs afind'évaluer les microorganismes, ou profils de microorganismes, liés aux développements de pathologiesrespiratoires, par catégorie de patients (immunodéprimés ou allergiques)Pour cela, des études locales, FIQCS et TIARE, ont respectivement été réalisées aux domiciles de patientsimmunodéprimés (à risque d'infection fongique invasive) et de patients atteints de mucoviscidose (à risqued'aspergillose broncho-pulmonaire allergique). D'autre part, dans le cadre de l'étude ELFE (EtudeLongitudinale Française depuis l'Enfance), des prélèvements provenant de logements de 3200 enfants ontété analysés.Les travaux de ces différentes études ont montré la diversité des logements quant à leur caractéristiquemicrobiologique (diversité des espèces et niveau des concentrations) et ont démontré ainsi l'importance desmesures environnementales aux domiciles pour prévenir les risques infectieux et allergiques / The aim of this work was to study the microbiological composition of indoor environments to assessmicroorganisms, or profiles of microorganisms, related to the development of respiratory diseases, bycategory of patients (immunocompromised or allergie)Local studies, local study, FIQCS and TIARE, were conducted in immunocompromised patients dwellings (atrisk for invasive fungal infection) and in cystic fibrosis patients dwellings (at risk for bronchopulmonaryaspergillosis allergie). A national study (ELFE : Etude Longitudinale Française depuis l'Enfance ) wasconducted too and analyzed 3,200 children' dwellings.The différent studies showed différent contamination levels in dwellings and demonstrated the importanceof environmental measures in the homes to prevent infectious and allergie risks.

La radio impulsionnelle UWB (IR-UWB) est une technologie de communication relativement récente, qui apporte une solution intéressante au problème de l’encombrement du spectre RF, et qui répond aux exigences de haut débit et localisation précise d’un nombre croissant d’applications, telles que les communications indoor, les réseaux de capteurs personnels et corporels, l’IoT, etc. Ses caractéristiques uniques sont obtenues par la transmission d’impulsions de très courte durée (inférieure à 1 ns), occupant une largeur de bande allant jusqu’à 7,5 GHz, et ayant une densité spectrale de puissance extrêmement faible (inférieure à -43 dBm/MHz). Les meilleures performances d’un système IR-UWB sont obtenues avec des récepteurs cohérents de type Rake, au prix d’une complexité accrue, due notamment à l’étape d’estimation du canal UWB, caractérisé par de nombreux trajets multiples. Cette étape de traitement nécessite l’estimation d’un ensemble de composantes spectrales du signal reçu, sans pouvoir faire appel aux techniques d’échantillonnage usuelles, en raison d’une limite de Nyquist particulièrement élevée (plusieurs GHz).Dans le cadre de cette thèse, nous proposons de nouvelles approches, à faible complexité, pour l’estimation du canal UWB, basées sur la représentation parcimonieuse du signal reçu, la théorie de l’acquisition compressée, et les méthodes de reconstruction des signaux à taux d’innovation fini. La réduction de complexité ainsi obtenue permet de diminuer de manière significative le coût d’implémentation du récepteur IR-UWB et sa consommation. D’abord, deux schémas d’échantillonnage compressé, monovoie (filtre SoS) et multivoie (MCMW) identifiés dans la littérature sont étendus au cas des signaux UWB ayant un spectre de type passe-bande, en tenant compte de leur implémentation réelle dans le circuit. Ces schémas permettent l’acquisition des coefficients spectraux du signal reçu et l’échantillonnage à des fréquences très réduites ne dépendant pas de la bande passante des signaux, mais seulement du nombre des trajets multiples du canal UWB. L’efficacité des approches proposées est démontrée au travers de deux applications : l’estimation du canal UWB pour un récepteur Rake cohérent à faible complexité, et la localisation précise en environnement intérieur dans un contexte d’aide à la dépendance.En outre, afin de réduire la complexité de l’approche multivoie en termes de nombre de voies nécessaires pour l’estimation du canal UWB, nous proposons une architecture à nombre de voies réduit, en augmentant le nombre d’impulsions pilotes émises.Cette même approche permet aussi la réduction de la fréquence d’échantillonnage associée au schéma MCMW. Un autre objectif important de la thèse est constitué par l’optimisation des performances des approches proposées. Ainsi, bien que l’acquisition des coefficients spectraux consécutifs permette une mise en oeuvre simple des schémas multivoie, nous montrons que les coefficients ainsi choisis, ne donnent pas les performances optimales des algorithmes de reconstruction. Ainsi, nous proposons une méthode basée sur la cohérence des matrices de mesure qui permet de trouver l’ensemble optimal des coefficients spectraux, ainsi qu’un ensemble sous-optimal contraint où les positions des coefficients spectraux sont structurées de façon à faciliter la conception du schéma MCMW. Enfin, les approches proposées dans le cadre de cette thèse sont validées expérimentalement à l’aide d’une plateforme expérimentale UWB du laboratoire Lab-STICC CNRS UMR 6285. / Ultra-wideband impulse radio (IR-UWB) is a relatively new communication technology that provides an interesting solution to the problem of RF spectrum scarcity and meets the high data rate and precise localization requirements of an increasing number of applications, such as indoor communications, personal and body sensor networks, IoT, etc. Its unique characteristics are obtained by transmitting pulses of very short duration (less than 1 ns), occupying a bandwidth up to 7.5 GHz, and having an extremely low power spectral density (less than -43 dBm / MHz). The best performances of an IR-UWB system are obtained with Rake coherent receivers, at the expense of increased complexity, mainly due to the estimation of UWB channel, which is characterized by a large number of multipath components. This processing step requires the estimation of a set of spectral components for the received signal, without being able to adopt usual sampling techniques, because of the extremely high Nyquist limit (several GHz).In this thesis, we propose new low-complexity approaches for the UWB channel estimation, relying on the sparse representation of the received signal, the compressed sampling theory, and the reconstruction of the signals with finite rate of innovation. The complexity reduction thus obtained makes it possible to significantly reduce the IR-UWB receiver cost and consumption. First, two existent compressed sampling schemes, single-channel (SoS) and multi-channel (MCMW), are extended to the case of UWB signals having a bandpass spectrum, by taking into account realistic implementation constraints. These schemes allow the acquisition of the spectral coefficients of the received signal at very low sampling frequencies, which are not related anymore to the signal bandwidth, but only to the number of UWB channel multipath components. The efficiency of the proposed approaches is demonstrated through two applications: UWB channel estimation for low complexity coherent Rake receivers, and precise indoor localization for personal assistance and home care.Furthermore, in order to reduce the complexity of the MCMW approach in terms of the number of channels required for UWB channel estimation, we propose a reduced number of channel architecture by increasing the number of transmitted pilot pulses. The same approach is proven to be also useful for reducing the sampling frequency associated to the MCMW scheme.Another important objective of this thesis is the performance optimization for the proposed approaches. Although the acquisition of consecutive spectral coefficients allows a simple implementation of the MCMW scheme, we demonstrate that it not results in the best performance of the reconstruction algorithms. We then propose to rely on the coherence of the measurement matrix to find the optimal set of spectral coefficients maximizing the signal reconstruction performance, as well as a constrained suboptimal set, where the positions of the spectral coefficients are structured so as to facilitate the design of the MCMW scheme. Finally, the approaches proposed in this thesis are experimentally validated using the UWB equipment of Lab-STICC CNRS UMR 6285.