Ce travail de thèse présente la conception et la réalisation de dispositifs microfluidiques en PDMS (Polydiméthylsiloxane) pour l'intégration d'analyses biologiques. Dans un premier temps, des outils microfluidiques sont construits et améliorés dans ce but: une méthode de pompage passif et de mise en oeuvre du PDMS a fait l'objet d'un dépôt de brevet. Les micro-pompes, éléments clés d'une intégration poussée, sont étudiées expérimentalement et théoriquement, menant à un modèle prédictif basé sur une équivalence électrique. Ce travail a été publié dans \textit{Journal of Applied Physics}. La dispersion hydrodynamique, diluant les échantillons lors de leur transport est caractérisée. De cette analyse, une nouvelle méthode de génération de gradients de concentration est conçue et testée expérimentalement. Fort de ces développements, une plate-forme microfluidique originale intégrant des puces à ADN est fabriquée en une version de laboratoire et une version portable. Grâce à ce dispositif, les connaissances de la réaction d'hybridation sur une surface, base des puces à ADN, sont complétées par des mesures comparées de courbes de fusion et un modèle de couplage réaction-diffusion-advection est étendu expérimentalement au cas des puces à ADN. Finalement dans le cadre d'une collaboration avec l'IGH (Institut de Génétique Humaine) de Montpellier, deux méthodes originales de dosage d'allèles pour la trisomie 21 sont testées et des expériences sur des échantillons biologiques sont en cours de préparation. En conclusion, cette thèse a donné lieu au dépôt d'un brevet et à la publication deux articles. Elle aura abouti à la mise en oeuvre de méthodes et approches originales basées sur la technologie microfluidique, appliquées à différents domaines (dispersion, pompage, puce à ADN).

Les forts taux d'espèces dioïques sur les îles ont longtemps fasciné les biologistes. Or le fonctionnement de la dioécie en milieu insulaire a été peu abordé. Les variations dans l'expression de la dioécie et du dimorphisme sexuel de la taille des fleurs sont aujourd'hui examinés dans l'archipel des Mascareignes. A la réunion, les espèces unisexuées du genre "Dombeya" (sterculiacées) sont dioïques cryptiques mais présentent une variabilité dans l'expression de la dioécie. Certaines espèces strictement dioïques constituent de grandes populations en altitude alors que les espèces partiellement dioïques forment de petites populations à basse altitude. Par ailleurs, l'hybridation entre espèces strictement dioïques et partiellement dioïques semble engendrer des taxons hermaphrodites autocompatibles. Ces résultats demandent confirmation par une étude moléculaire plus poussée, mais l'hybridation en milieu insulaire semble être un processus évolutif important dans ce genre. Nos résultats montrent que le dimorphisme sexuel de la taille des fleurs de la flore unisexuée indigène de la Réunion est un phénomène largement répandu. Le biais observé est souvent en faveur des individus mâles, ce qui peut être corrélé à la zoogamie, fréquente sur cette île. Le dimorphisme est plus abondant chez les espèces endémiques que chez les taxons indigènes et est variable entre les espèces apparentées. Un modèle allométrique est proposé pour illustrer ces variations au sein du genre "Dombeya". Cette thèse apporte les connaissances de base sur la biologie du genre "Dombeya" à la Réunion dont certaines espèces constituent les éléments clés des forêts primaires et d'autres sont des espèces rares des milieux fragmentés.

Les modalités de flux de gènes à différentes échelles taxonomiques et spatiales représentent une des questions-clé en biologie évolutive. En effet, l'analyse des flux géniques entre espèces ou entre populations permet de mieux comprendre la mise en place des barrières intrinsèques mais également environnementales responsables de la divergence ou de la différenciation entre groupes. Nous avons étudié les barrières au flux de gènes à l'échelle macro- et microévolutive chez deux espèces d'amphibiens : le triton palmé Lissotriton helveticus et le triton ponctué L. vulgaris. Les amphibiens sont en effet un objet de choix à la fois pour l'étude des mécanismes de spéciation et de différenciation neutre ou adaptative. Premièrement, nous avons étudié ici l'introgression et le maintien de l'intégrité de ces deux espèces largement sympatriques. Malgré un taux d'hybridation faible, la majorité des populations témoignent d'événements d'introgression. Nous avons mis en évidence un déplacement de caractère reproducteur et démontré que la reconnaissance des partenaires sexuels est sans doute la barrière qui participe le plus à l'isolement reproducteur. Des facteurs exogènes influençant le sex-ratio, le ratio de taille ou la transmission du signal de reconnaissance spécifique pourraient cependant affecter la probabilité de choisir un partenaire hétérospécifique et donc la probabilité d'hybridation. Toutefois, la fréquence des événements d'hybridation ne permet sans doute pas de compenser la perte de gènes hétérospécifiques par dérive génétique d'une population à l'autre. Deuxièmement, à l'échelle intraspécifique, l'étude de la structure des populations du triton palmé a permis de mettre en évidence une différenciation globale faible aux locus microsatellites mais significative sur une région fortement drainée : la vallée de la Loire. Cette structure en métapopulation est façonnée par certains éléments paysagers jouant le rôle de barrière (cours d'eau) ou de corridor de dispersion (vallée alluviale). La structure et la variabilité des populations influencent directement les potentialités d'adaptation locale. Pour étudier les potentialités d'adaptation chez le triton palmé, nous avons étudié le polymorphisme à l'exon 2 d'un gène du CMH classe II. L'analyse du flux de gènes à l'échelle régionale n'a pas permis la détection d'un signal de sélection à ce locus. Cependant, à l'échelle européenne, une sélection positive à ce locus indique fortement que des communautés de pathogènes différentes structurent les populations méridionales, d'une part, et septentrionales, d'autre part, de l'aire de répartition.

Les métamatériaux sont des composites artificiels présentant des propriétés électromagnétiques qu'on ne trouve pas dans la nature. Malgré des développements spectaculaires durant la dernière décennie, le potentiel de ces structures aux longueurs d'ondes optique n'est pas encore clairement défini en raison de problèmes technologiques et de contraintes physiques telles que les pertes dans les métaux entrant dans la composition des métamatériaux. Dans notre thèse, nous montrons que les métamatériaux ont des propriétés très favorables dans le contexte de l'optique intégrée dans le proche infrarouge. Nous avons développé une stratégie pour incorporer des métamatériaux dans des circuits photoniques qui n'absorbent que très peu d'énergie. Pour cela, nous ne faisons pas directement agir l'ensemble du mode guidé avec les métamatériaux, mais seulement une composante évanescente à l'extérieur du guide. Pour réaliser un tel adaptateur ou d'autres fonctionnalités, il importe de déterminer quelle géométrie de métamatériaux est la plus favorable aux applications infrarouges. Nous proposons d'utiliser des structures à base de fils d'or empilés couche sur couche. A l'aide de simulations numériques et d'expériences en espace libre, nous montrons qu'il est possible d'obtenir toute une gamme de réponses optiques en contrôlant le couplage entre les différents niveaux de fils, c'est-à-dire en ajustant la distance entre les fils ainsi que leur alignement. En particulier, nous avons réussi à contrôler séparément la réponse électrique et magnétique de nos structures, ce qui offre une flexibilité de conception qui ne se rencontre pas dans les métamatériaux proposés jusqu'à présent.

L'objectif de la thèse a été l'étude de l'hybridation d'un groupe électrogène à pile à combustible (GE à PAC) dans le cas d'une application embarquée. Une partie importante du travail a consisté à tester en simulation diverses architectures de sources hybrides GE à PAC / supercondensateurs. Plusieurs modèles ont été mis au point et utilisés suivant l'objectif envisagé. Le modèle du GE à PAC quasi-statique permet de prédire de manière rapide et qualitative les grandeurs électriques mises en jeu dans la chaîne sur des profils de mission temps - vitesse avec des stratégies de gestion de l'énergie plus ou moins complexes ; un modèle dynamique plus élaboré a été introduit pour étudier certains phénomènes transitoires. Une étude expérimentale met en œuvre le concept d'hybridation du GE à PAC. Le démonstrateur réalisé doit permettre la validation des modèles et des stratégies de gestion de l'énergie élaborés dans la première partie du travail. Il constitue aussi un dispositif médiatique.

Cette thèse porte sur l'intégration de ressources lexicales et syntaxiques du français dans deux tâches fondamentales du Traitement Automatique des Langues [TAL] que sont l'étiquetage morpho-syntaxique probabiliste et l'analyse syntaxique probabiliste. Dans ce mémoire, nous utilisons des données lexicales et syntaxiques créées par des processus automatiques ou par des linguistes afin de donner une réponse à deux problématiques que nous décrivons succinctement ci-dessous : la dispersion des données et la segmentation automatique des textes. Grâce à des algorithmes d'analyse syntaxique de plus en plus évolués, les performances actuelles des analyseurs sont de plus en plus élevées, et ce pour de nombreuses langues dont le français. Cependant, il existe plusieurs problèmes inhérents aux formalismes mathématiques permettant de modéliser statistiquement cette tâche (grammaire, modèles discriminants,...). La dispersion des données est l'un de ces problèmes, et est causée principalement par la faible taille des corpus annotés disponibles pour la langue. La dispersion représente la difficulté d'estimer la probabilité de phénomènes syntaxiques apparaissant dans les textes à analyser mais qui sont rares ou absents du corpus ayant servi à l'apprentissage des analyseurs. De plus, il est prouvé que la dispersion est en partie un problème lexical, car plus la flexion d'une langue est importante, moins les phénomènes lexicaux sont représentés dans les corpus annotés. Notre première problématique repose donc sur l'atténuation de l'effet négatif de la dispersion lexicale des données sur les performances des analyseurs. Dans cette optique, nous nous sommes intéressé à une méthode appelée regroupement lexical, et qui consiste à regrouper les mots du corpus et des textes en classes. Ces classes réduisent le nombre de mots inconnus et donc le nombre de phénomènes syntaxiques rares ou inconnus, liés au lexique, des textes à analyser. Notre objectif est donc de proposer des regroupements lexicaux à partir d'informations tirées des lexiques syntaxiques du français, et d'observer leur impact sur les performances d'analyseurs syntaxiques. Par ailleurs, la plupart des évaluations concernant l'étiquetage morpho-syntaxique probabiliste et l'analyse syntaxique probabiliste ont été réalisées avec une segmentation parfaite du texte, car identique à celle du corpus évalué. Or, dans les cas réels d'application, la segmentation d'un texte est très rarement disponible et les segmenteurs automatiques actuels sont loin de proposer une segmentation de bonne qualité, et ce, à cause de la présence de nombreuses unités multi-mots (mots composés, entités nommées,...). Dans ce mémoire, nous nous focalisons sur les unités multi-mots dites continues qui forment des unités lexicales auxquelles on peut associer une étiquette morpho-syntaxique, et que nous appelons mots composés. Par exemple, cordon bleu est un nom composé, et tout à fait un adverbe composé. Nous pouvons assimiler la tâche de repérage des mots composés à celle de la segmentation du texte. Notre deuxième problématique portera donc sur la segmentation automatique des textes français et son impact sur les performances des processus automatiques. Pour ce faire, nous nous sommes penché sur une approche consistant à coupler, dans un même modèle probabiliste, la reconnaissance des mots composés et une autre tâche automatique. Dans notre cas, il peut s'agir de l'analyse syntaxique ou de l'étiquetage morpho-syntaxique. La reconnaissance des mots composés est donc réalisée au sein du processus probabiliste et non plus dans une phase préalable. Notre objectif est donc de proposer des stratégies innovantes permettant d'intégrer des ressources de mots composés dans deux processus probabilistes combinant l'étiquetage ou l'analyse à la segmentation du texte

Deux espèces sauvages de tournesols Helianthus annuus et H. petiolaris ont donné naissance il y a plusieurs milliers d'années à une espèce hybride H. paradoxus inféodée à des marais salins. Ma thèse a consisté à caractériser les bases génétiques de l'adaptation de H. paradoxus à ce milieu extrême.<br />J'ai recherché des signatures de sélection à deux échelles : à l'échelle du génome et à une échelle plus fine comprise entre 20 et 90 cM. Pour cela j'ai analysé les patrons de diversité génétique pour des marqueurs microsatellites dans trois populations naturelles de H. paradoxus et des deux espèces parentales, autour de trois QTL de survie et ailleurs dans le génome. A l'échelle du génome, une baisse de diversité autour de ces QTL a été mise en évidence chez l'espèce hybride et non chez ses parents indiquant qu'il est possible de détecter une signature de la sélection à cette échelle chez cette espèce. A l'échelle plus fine, le patron de diversité est en mosaïque. L'ordre des marqueurs n'étant pas connu avec certitude chez l'espèce hybride, une méthode basée sur le déséquilibre de liaison entre des marqueurs génotypés dans des populations naturelles a été développée. Cette méthode permet de regrouper sur une carte des marqueurs en fort déséquilibre de liaison. La correspondance entre carte de déséquilibre de liaison et carte génétique varie selon les populations et l'échelle génétique.<br />Parallèlement une étude physiologique et d'expression génique visant à comprendre le mécanisme d'adaptation à la salinité de H. paradoxus a été conduite. L'espèce hybride est très plastique, mais se porte mieux en milieu salin, ses feuilles sont plus succulentes, avec une concentration en sodium et sulfate très élevée dans ses tissus. Plusieurs gènes candidats, impliqués dans différentes voies de réponse à la salinité, et dont certains sont cartographiés dans les régions des QTL, sont différentiellement exprimés chez l'espèce hybride et chez ses parents. Ces résultats confirment qu'ils sont des candidats potentiels importants dans l'adaptation de H. paradoxus aux marais salins et donc impliqués dans le processus de spéciation.

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse concerne l'étude et la mise en oeuvre de méthodes de fusion d'informations pour la localisation 3D d'un véhicule terrestre en environnement urbain dense. L'approche étudiée est la fusion des mesures fournies par le système de navigation absolue GPS multi-porteuses et les capteurs de navigation estimes odomètre et gyromètre. Ces mesures sont hybridées à l'aide de filtres récursifs pour l'estimation de la position. On réalise l'étude de l'estimateur de position en deux étapes. La première étape concerne l'étude et la mise en oeuvre d'un estimateur pour la fusion des observables de code et de phase du GPS multi-porteuses. L'expérimentation sur données synthétiques et réelles montre que le système proposé permet d'augmenter la précision des mesures lorsque la puissance du bruit sur chaque porteuse est du même ordre de grandeur. La deuxième étape concerne le système d'hybridation serrée qui fournit une estimation de la direction du véhicule et des pseudo-distances satellite-récepteur, même en absence de mesures GPS. Dans ce cadre, nous proposons un filtre circulaire récursif qui permet d'estimer la direction du véhicule. Le filtre d'hybridation réalise la fusion centralisée des mesures de pseudo-distances corrigées et la fusion distribuée des observables de phase avec les mesures gyrométriques et odométriques. L'expérimentation réalisée dans un contexte synthétique et réel montre que le système proposé est au moins aussi précis que le système d'hybridation lâche habituellement utilisé en pratique.

Malgré son importance économique, culturelle et historique, l'histoire évolutive du pommier cultivé (Malus domestica) ainsi que celle de ses apparentés sauvages supposés, restaient encore très peu connues. En s'appuyant sur les nouvelles approches de génétique des populations (approximate Bayesian computation) avec l'utilisation de marqueurs microsatellites et de séquences nucléaires, cette thèse a eu pour objectif d'étudier, à différentes échelles évolutives (phylogéographie, spéciation, domestication), les mécanismes de diversification naturelle et artificielle dans le genre Malus. Mes travaux ont porté sur quatre espèces de pommiers sauvages distribuées à travers l'Eurasie (Malus orientalis (Caucase), Malus sieversii (Asie Centrale), Malus sylvestris (Europe), et Malus baccata (Sibérie)) et sur la seule espèce domestiquée du genre, Malus domestica. Cette thèse s'est articulée en quatre parties visant respectivement à inférer : (i) l'histoire de la domestication du pommier cultivé depuis son centre d'origine en Asie Centrale, (ii) l'histoire de la recolonisation post-glaciaire du pommier sauvage Européen (M. sylvestris), (iii) les histoires de spéciation entre les cinq espèces de Malus, (iv) les hybridations interspécifiques et les capacités de dispersion des trois principaux contributeurs (M. sylvestris, M. sieversii et M. orientalis) au génome du pommier cultivé. L'étude des mécanismes de diversification artificielle montre que les processus de domestication sont originaux chez cet arbre fruitier, de par l'absence de goulet d'étranglement et l'existence d'introgressions post-domestication fréquentes par une autre espèce sauvage (M. sylvestris) que l'espèce ancestrale (M. sieversii). L'étude des processus de diversification naturelle (phylogéographie, spéciation et structure des populations) révèlent de grandes tailles de populations, de forts flux de gènes et de faibles structures génétiques spatiales chez chacune des espèces. Cette thèse a aussi révélé de forts taux d'hybridations interspécifiques, en particulier de fortes introgressions des espèces de pommiers sauvages par le pommier cultivé en Europe et en Asie Centrale. Cette étude a permis l'amélioration des connaissances de la structuration des populations de pommiers sauvages ayant contribué au génome du pommier cultivé ainsi que de l'étendue des hybridations du pommier cultivé avec les espèces sauvages. Ces travaux revêtent une grande importance autant pour la conservation des pommiers sauvages, pour le maintien de leur intégrité dans des habitats fragmentés que pour l'amélioration variétale du pommier domestiqué.

Cette thèse vise à étudier le couplage entre méthodes de Galerkine discontinue (DG) et méthodes de différences finies (DF) en maillages hybrides non structuré / cartésien, en vue d'applications en aéroacoustique numérique. L'idée d'une telle approche consiste à pouvoir tirer profit localement des avantages respectifs de ces méthodes, soit, en d'autres termes, à pouvoir prendre en compte la présence de géométries complexes par une méthode DG en maillage non structuré, et les zones qui en sont suffisamment éloignées par une méthode DF en maillage cartésien, moins coûteuse. Plus précisément, il s'agit de concevoir un algorithme d'hybridation de ces deux types de schémas pour l'approximation des équations d'Euler linéarisées, puis d'évaluer avec attention le comportement numérique des solutions qui en sont issues. De par le fait qu'aucun résultat théorique ne semble actuellement atteignable dans un cas général, cette étude est principalement fondée sur une démarche d'expérimentation numérique. Par ailleurs, l'intérêt d'une telle hybridation est illustré par son application à un calcul de propagation acoustique dans un cas réaliste