Une approche combinant simulation numérique et expérimentation est développée pour modéliser la microfissuration complexe dans des matériaux hétérogènes cimentaires. Le modèle numérique proposé a permis de prévoir précisément en 3D l'initiation et la propagation des microfissures à l'échelle de la microstructure réelle d'un échantillon soumis à un chargement de compression. Ses prévisions ont été validées par une comparaison directe avec le réseau de fissures réel caractérisé par des techniques d'imagerie 3D. Dans une première partie, nous développons et testons les outils de simulation numérique. Plus précisément, la méthode de champ de phase est appliquée pour simuler la microfissuration dans des milieux fortement hétérogènes et ses avantages pour ce type de modélisation sont discutés. Ensuite, une extension de cette méthode est proposée pour tenir compte d'un endommagement interfacial, notamment aux interfaces inclusion/matrice. Dans une deuxième partie, les méthodes expérimentales utilisées et développées au cours de cette thèse sont décrites. Les procédures utilisées pour obtenir l'évolution du réseau de fissures 3D dans les échantillons à l'aide de microtomographie aux rayons X et d'essais mécaniques in-situ sont présentées. Ensuite, les outils de traitement d'image utilisant la corrélation d'images volumiques, pour extraire les fissures des images en niveaux de gris avec une bonne précision, sont détaillés. Dans une troisième partie, les prévisions du modèle numérique sons comparées avec les données expérimentales d'un matériau modèle en billes de polystyrène expansé intégrées dans une matrice de plâtre dans un premier temps, et, dans un second temps, d'un béton léger plus complexe. Plus précisément, nous utilisons les données expérimentales pour identifier les paramètres microscopiques inconnus par une approche inverse, et utilisons les déplacements expérimentaux déterminés par corrélation d'images volumiques pour définir des conditions limites à appliquer sur les bords de sous-domaines dans l'échantillon pour les simulations. Les comparaisons directes de réseaux de microfissures 3D et de leur évolution montrent une très bonne capacité prédictive du modèle numérique / An approach combining numerical simulations and experimental techniques is developed to model complex microcracking in heterogeneous cementitious materials. The proposed numerical model allowed us to predict accurately in 3D the initiation and the propagation of microcracks at the scale of the actual microstructure of a real sample subjected to compression. Its predictions have been validated by a direct comparison with the actual crack network characterized by 3D imaging techniques. In a first part, the numerical simulation tools are developed and tested. More specifically, the phase-field method is applied to microcracking simulations in highly heterogeneous microstructures and its advantages for such simulations are discussed. Then, the technique is extended to account for interfacial cracking, possibly occurring at inclusion/matrix interfaces. In a second part, the experimental methods used and developed in this work are described. The procedures to obtain the evolution of the 3D crack network within the samples by means of X-rays computed microtomography and in-situ mechanical testing are presented. Then, we focus on the developed image processing tools based on digital volume correlation to extract with good accuracy the cracks from the grey level images. In a third part, we compare the predictions of the numerical model with experimental results obtained, first, with a model material made of expanded polystyrene beads embedded in a plaster matrix, and second, to a more complex lightweight concrete. More precisely, we use the experimental data to identify by inverse approaches the local microstructural parameters, and use the experimental displacements measured by digital volume correlation to define boundary conditions to be applied on sub-domains within the sample for the simulations. The obtained direct comparisons of 3D microcrack networks and their evolutions demonstrate the very good predictive capability of the numerical model

L'Homme est continuellement exposé à de nombreuses molécules chimiques, notamment les polluants environnementaux, qui peuvent cibler le foie et moduler par la suite les pathologies hépatiques. Le chlordécone appartient à la famille des polluants organiques persistants. Interdit définitivement depuis 1993, il est toujours présent dans l'environnement des régions où il a été utilisé. Ce pesticide, présente une grande affinité vis-à-vis du foie, où il s'accumule et interagit avec d'autres substances toxiques pour amplifier leur hépatotoxicité. Nous avons évalué l'impact du chlordécone sur l'évolution des hépatites aigues et chroniques chez la souris. Dans une première étude, nous avons développé des modèles murins de co-exposition au chlordécone et à des hépatites aiguës de différentes étiologies. Trois types d'hépatite ont été étudiés, une hépatite alcoolique induite par une consommation importante d'alcool, une hépatite auto-immune, induite par la Concanavaline A (Con A), et une hépatite virale fulminante induite par le virus de l'hépatite murine (MHV3). Nous avons montré, pour la première fois, que le chlordécone sensibilise les foies de souris soumises à la toxicité de l'alcool et amplifie l'hépatite auto-immune induite par la Con A. Dans notre modèle, le chlordécone n'a pas eu d'effet sur l'hépatite induite par le virus MHV3, en revanche, il a favorisé l'entrée de ce virus dans les cerveaux des souris entrainant ainsi une mort plus précoce. Dans une deuxième étude, nous avons développé un modèle murin de co-exposition chronique au chlordécone et à un agent hépatotoxique, le tétrachlorure de carbone (CCl4). Nous avons montré, dans ce modèle, que le chlordécone potentialise la fibrose hépatique dans les hépatites chroniques murines. En conclusion, nos études sur le modèle murin, montrent bien un effet potentialisateur du chlordécone sur certains types d'hépatites aigues ainsi que sur l'évolution de la fibrose hépatique au cours d'hépatites chroniques. Enfin, la localisation du chlordécone dans le foie a pour la première fois était étudiée par l'imagerie MALDI ce qui permettra une meilleure compréhension de sa distribution au sein du tissu ainsi qu'une identification de ses cellules cibles. / Humans are constantly exposed, in their daily life, to many chemical molecules, particularly environmental pollutants that can target the liver and subsequently modulate liver diseases. Chlordecone is a persistent organic pollutant that has been prohibited permanently since 1993, but still contaminating area where it was used. This pesticide has a high affinity to the liver where it can accumulate and amplify the noxious action of hepatotoxic agents. We investigated the impact of chlordecone on acute and chronic hepatitis. In the first study, we developed three different models of mouse acute hepatitis; an alcoholic hepatitis induced by a high intake of alcohol, an auto-immune hepatitis induced by Concanavalin A (Con A) and a fulminant viral hepatitis induced by the murine virus (MHV3). We have shown that chlordecone enhances the susceptibility of mice liver to alcohol toxicity and potentiates the auto-immune hepatitis induced by Con A. In our experimental model, chlordecone has not shown any effect on MHV3 induced hepatitis but it has promoted the MHV3 invasion of mice brain leading to an early death. In our second study, we developed a mouse model of chronic co-exposure to chlordecone and to a hepatotoxic agent, the carbon tetrachloride (CCl4). We have shown that chlordecone potentiates liver fibrosis in mouse chronic hepatitis. To conclude, our studies have shown that chlordecone enhances hepatotoxicity in some mouse models of acute hepatitis and potentiates liver fibrosis in mouse models of chronic hepatitis. Finally, the localization of chlordecone in the liver, by MALDI imaging, will enable a better understanding of its distribution within the tissue and will be a way to identify its target cells.

Le débit sanguin et sa régulation sont des indicateurs importants de la santé des tissus. Leur mesure a de nombreuses applications en recherche fondamentale et clinique. Certaines techniques optiques constituent un moyen intéressant pour la mesure du débit sanguin, car en général elles sont peu invasives et relativement abordables car elles utilisent des systèmes d'illumination continus. Pendant ma thèse, j'ai contribué au développement de techniques de suivi de la circulation sanguine dans des modèles animaux avec la construction d'un dispositif multimodal basé sur la fluxmétrie laser et sur l'imagerie des signaux optiques intrinsèques, capable de mesurer les paramètre hémodynamiques microvasculaire au niveau superficiel du cerveau. Ce dispositif, testé sur des modèles animaux d'accident vasculaire cérébral, est adaptable et peut être utilisé à d'autres fins. En parallèle, j'ai mis au point des nouvelles méthodes expérimentales et des protocoles de traitement d'images qui ont permis de réaliser des études longitudinales. En outre, ce dispositif a été utilisé dans une étude multidisciplinaire pour comprendre le rôle d'une protéine impliquée dans le cas de lésions de reperfusion après un accident vasculaire cérébral ischémique dans des modèles animaux. Ma contribution majeure réside dans le développement de l'imagerie de contraste de speckle spectroscopique et tomographique, nouvelle technique d'imagerie 3D non invasive pour la mesure du débit sanguin en profondeur. Dans l'ensemble, ces contributions permettront le développement de méthodes tomographiques non invasives rentables pour la mesure du débit sanguin chez l'homme. / Blood flow and its regulation are important for the health of tissues and its measurement has many applications in research and clinical environments. Optical techniques are often attractive for the non- or minimally-invasive, continuous and relatively inexpensive measurement of blood flow. This work contributes to the monitoring of blood flow in translational research with the construction of a multimodal device, based on laser speckle flowmetry and optical intrinsic signals, capable of measuring superficial microvascular cerebral blood flow, blood oxygenation and blood volume. This device was applied in animal models of ischemic stroke and is flexible to be modified and used for other purposes. In doing so, I have developed new experimental methods and image processing protocols that allowed us to perform longitudinal studies where the animal can be removed from the device several times. This device has also been used to elucidate the role of the Mannose-binding lectin protein in reperfusion injury after an ischemic stroke in animal models. This led to the main contribution of this work: the development of the speckle contrast optical spectroscopy and tomography, a new non-invasive, optical technique for deep blood flow measurement that paves the way for deeper and three dimensional imaging of blood flow. This new method was first developed from a theoretical perspective. Then it was validated in tissue simulating phantoms and demonstrated to be feasible in measurements on the human arm muscle. Overall, these contributions will allow the development of cost-effective, non-invasive tomographic methods for the measurement of blood flow even in humans.

Le but de cette thèse est d'étudier, du point de vue théorique, la contrôlabilité exacte de certaines équations aux dérivées partielles qui modélisent les vibrations élastiques, et d'appliquer les résultats ainsi obtenus à la résolution des problèmes inverses provenant de l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette thèse comporte deux parties. La première partie discute la problématique de la contrôlabilité exacte, respectivement de l'observabilité exacte, de l'équation des plaques perturbées avec des termes linéaires ou non linéaires. Ainsi, dans le Chapitre 2 de cette thèse nous avons démontré l'observabilité interne exacte de l'équation des plaques perturbées par des termes linéaires d'ordre un et dans le Chapitre 3 la contrôlabilité exacte locale d'une équation des plaques non linéaire attribuée à Berger. Le Chapitre 4 introduit une méthode numérique pour l'approximation des contrôles exactes dans des systèmes d'ordre deux en temps. La deuxième partie de la thèse est dédiée à l'imagerie par résonance magnétique. Plus précisément, on s'intéresse aux méthodes de reconstruction des images pour des objets en mouvement. Dans le Chapitre 6, nous avons formulé la reconstruction d'images cardiaques acquises en respiration libre comme un problème des moments dans un espace de Hilbert à noyau reproductif. L'existence d'une solution pour un tel problème des moments est prouvée par des outils bien connus dans la théorie du contrôle. La connexion entre les deux parties de la thèse est réalisée par le Chapitre 7 où l'on présente le problème inverse d'identification d'un terme source dans l'équation des ondes à partir d'une observation correspondante à un enregistrement IRM. / The aim of this thesis is to study the exact controllability and exact observability of some partial differential equations, modeling elastic vibrations of structures and to apply the results obtained in this way to solve some inverse problems provided by magnetic resonance imaging (MRI). This thesis has two parts. In the first part we study the exact controllability and exact observability of Euler-Bernoulli equation perturbed with linear or non-linear terms. Therefore, in Chapter 2 of this work we prove the internal exact observability of the Euler-Bernoulli equation perturbed by a linear term and in Chapter 3 we prove the local exact controllability of a non-linear plate equation due to Berger. Chapter 4 provide a numerical method to approximate the exact controls of vibrating systems. The second part of the thesis is centered to magnetic resonance imaging. More precisely, we are interested on the image reconstruction methods in magnetic resonance imaging of moving objects. Chapter 6 describe a method to reconstruct cardiac images from MR data acquired in free-breathing, reducing the image reconstruction to a problem of moments in a Hilbert space. The solution of this problem of moments is obtained using the same tools as in control theory. A more direct connexion between the two parts of the thesis is provided by Chapter 7 where we describe the inverse problem of the identification of a source term in the wave equation from a measure corresponding to a magnetic resonance signal.

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre général de l'étude des régimes instables et turbulents dans le plasma magnétisé de la machine de laboratoire Mirabelle. L'existence de gradients de pression et de potentiel transverses au champ magnétique entraîne l'apparition d'instabilités d'ondes de dérives et de types modes flûtes à l'origine d'un transport de particule non-diffusif à travers les lignes de champ magnétique. L'étude expérimentale de ces mécanismes de turbulence repose sur la maîtrise de méthodes de diagnostics adaptées dont la physique s'avère également complexe. Une première partie du travail est consacrée à la mesure des profils d'équilibre par sondes électrostatiques. En complément des sondes de Langmuir classiques, nous avons validé l'utilisation des sondes émissives pour la mesure directe du potentiel plasma dans Mirabelle. Nous nous sommes aussi intéressés au développement de la sonde ball-pen comme une méthode de diagnostic alternative aux deux sondes précédentes permettant également de mesurer directement le potentiel plasma. Une étude paramétrique complète de son fonctionnement nous a permis d'isoler plusieurs critères sur la géométrie de la sonde et son électronique qu'il est indispensable de satisfaire pour obtenir une mesure fiable dans un plasma basse température faiblement magnétisé. La seconde partie du travail est dédiée à la mesure des fluctuations du plasma et du transport turbulent qu'elles induisent. L'utilisation de l'imagerie rapide en tant que diagnostic permettant d'obtenir une mesure bi-dimensionelle non perturbative des fluctuations de densité du plasma a été validée dans le plasma d'hélium de la machine Mirabelle. La combinaison de mesures spectroscopiques et de mesures avec filtres interférentiels, ainsi que l'étude détaillée des différentes transitions radiatives mises en jeu, nous ont permis d'établir le lien explicite entre la densité électronique et la lumière émise naturellement par le plasma. La question délicate de la mesure du transport turbulent par triple sondes électrostatiques est discutée en détails. Différents types de sondes, émissives et sondes de Langmuir conventionnelles, ont été utilisées pour mesurer le transport turbulent dans un régime instable d'ondes de dérive. La contradiction entre les résultats obtenus à partir des différentes méthodes de diagnostics nous a amené à reconsidérer la fiabilité des mesures de transport par triple sonde / The general framework of this thesis is the study of unstable and turbulent regimes in the magnetized plasma device Mirabelle. The existence of pressure and potentiel gradients accross the magnetic field leads to drift-wave and flute mode instabilities which are responsible for non-diffusive cross-field particle transport. The experimental investigation of these turbulence mechanisms needs specific diagnostic methods that turn out to be complex. The first part of the work is devoted to equilibrium profile measurements by electrostatic probes. In addition to conventional Langmuir probes, we have validated the use of emissive probes for direct measurements of the plasma potential in the Mirabelle device. We have also developed the ball-pen probe as an alternative diagnostic method to directly measure the plasma potential. A full parametric study allowed us to find several criteria on the probe geometry and electronics wich are essential to be fulfilled to obtain reliable measurements in a low-temperature and low-magnetized plasma. The second part of the work is dedicated to plasma fluctuations and fluctuations induced transport measurements. The use of fast imaging as a diagnostic tool to obtain a nonperturbative and bi-dimensional plasma density fluctuation measurement has been validated in the helium plasma of the Mirabelle device. The combination of spectroscopic and interference filters measurements, as well as the detailed study of various radiative transitions, allowed to establish an explicit link between the electron density and light naturally emitted by the plasma. The delicate question of the extent of turbulent transport by triple electrostatic probes is discussed in detail. Different types of probes, emissive probes and conventional Langmuir probes, were used to measure the turbulent transport in an unstable drift-wave regime. The contradiction between the results obtained from the different diagnostic methods has led us to reconsider the reliability of transport measurements by triple probe

Nous traitons des figures religieuses dans l’œuvre de Gustave Flaubert et des questions qu’elles posent, en particulier celles associant La Tentation de Saint Antoine à Bouvard et Pécuchet. Ce qui nous a conduit à traiter du dialogue entre la religion et la science à travers des personnages démoniaques et des figures de sages. Le drame de la croyance et la pensée anti-religieuse qu’ils incarnent, chacun à sa manière, seront repris dans les débats théologiques du roman encyclopédique. La science du Diable, en remontant aux origines du christianisme, dévoile à l’ermite la variété des formes religieuses et ébranle sa foi. De même, les deux héros du dernier roman mettront en doute le dogme chrétien et l’autorité cléricale par la lecture d’un manuel d’exégèse moderne, composé de savoirs ayant servi à la critique du Diable. La figure du prêtre, quant à elle, constitue une mosaïque d’idées reçues religieuses que Flaubert a glanées dans les ouvrages d’apologistes modernes. L’ambiguïté de la sainteté caractérise les figures religieuses partagées entre le besoin de croire et le désir de savoir, l’aspiration mystique et l’amour sensuel. Le thème du désir et de la sainteté rapproche La Tentation, Salammbô et les Trois contes. Nous y examinons la manière dont les savoirs du XIXe siècle, religieux et scientifiques entre autres, ont alimenté les figures religieuses dont les attitudes à l’égard des symboles tendent à en évacuer le contenu dogmatique. La critique du dogme n’est pas une négation des enthousiasmes religieux, mais un moyen d’inventer une poétique de la pluralité et de retrouver le sentiment religieux qui est à l’origine de toutes les croyances / Pas de résumé en anglais

Pour approcher les altérations de la temporalité dans la maladie d'Alzheimer, nous étudions une population de référence et 22 patients en phase légère à modérément sévère, avec une échelle sémantique de temporalité et une tâche d'estimation de durée d'actions de la vie quotidienne clinique et pour concevoir un paradigme d'exploration en IRMf. Une analyse des questions- réponses d'entretiens à propos du récit d'une journée, a été effectuée chez 6 de ces patients avec un suivi évolutif. Les résultats en sémantique de la temporalité sont influencés par âge et niveau culturel, indépendants du genre et significativement altérés chez les patients. Les connaissances sur la segmentation temporelle, indépendantes du niveau culturel, sont les moins atteintes. Nous conjecturons que l'estimation de durée de tâches de la vie quotidienne préservée ferait appel à la mémoire procédurale. L?analyse de contenu des entretiens montre l'atteinte des repères chronologiques et de manière plus marquée celle de l'estimation des durées. Elle éclaire les conduites interlocutoires de fuite mises en oeuvre pour "masquer" le handicap mnémonique et les représentations défaillantes. L'analyse de contenu des entretiens se révèle constituer une méthode adaptée pour comprendre en profondeur la représentation vécue du temps par le patient et analyser son rapport dans l'interaction avec ses difficultés. Il en découle des perspectives pour le diagnostic et le suivi des altérations de la temporalité. Une démarche raisonnée de réhabilitation cognitive, l'élaboration de stratégies d'aide aux patients spécifiques, le tutoring des interventions des proches et des professionnels, peuvent s'appuyer sur ce travail. / To approach the representation of time and perturbations in time perception for daily activities in mild and moderate Alzheimer's disease patients, we study a temporal semantic knowledge scale and a time duration estimation about daily activities test, in a control group and in a group of 22 patients. The patients also had a general neuropsychological assessment. We conducted with 6 of these patients a semi structured interview. These 6 patients were followed-up with an other similar evaluation. We create a paradigm with the same material to explore brain areas involved in time duration estimation of daily activities. Age and cultural level, but not gender, influence the semantic knowledge scale, which is significatively impaired in patients. Temporal segmentation, independant from cultural level, appears to be the best preserved acquisitions. There is no difference in time duration estimation test about daily activities between controls and patients who seems to use their preserved procedural memory process connected to the scripts of the actions knowledge. The analysis of the interviews using interlocutory logic, gave us a deep understanding of how the patients experience time. Their perception of time is impaired. The estimation duration is significatively more impaired than chronology. The alterations of temporality in Alzheimer's disease have serious impact in daily life of patients and their caregivers. Results will be helpful to develop their diagnosis, elaborate strategies to help the patients and for tutoring interventions for caregivers and professionnals.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des recherches visant à caractériser les structures turbulentes dans les plasmas et le transport que celles-ci peuvent engendrer. En complément des mesures par sondes de Langmuir, utilisées pour étudier localement le transport généré par les instabilités, une caractérisation spatiale des structures turbulentes est réalisée dans une section droite de la colonne de plasma grâce à l'utilisation de l'imagerie rapide. L'intensité lumineuse a été reliée à la densité électronique du plasma par la comparaison avec des mesures de sondes et l'utilisation conjointe de filtres interférentiels. Des outils de traitement de données ont été adaptés aux spécificités de l'imagerie (filtrage, extraction de séries temporelles, vélocimétrie). Il a été montré qu'une détection des couplages non-linéaires entre modes est possible à partir des données de caméra. Des couplages simultanés à différents rayons ont ainsi pu être étudiés et leur intensité a pu être reliée à l'évolution temporelle des spectres grâce au calcul de bicohérence en ondelettes / This work is devoted to the caracterization of turbulent structures and the induced transport in a magnetized plasma column. Complementary to Langmuir probe measurements, used for local investigation of instability induced turbulent transport, an accurate spatial caracterization of structures is achieved using fast imaging of the plasma column's cross-section. The fluctuating light intensity has been linked to density fluctuations of plasma electrons by comparisons with probe measurements and the combined use of interference filters. Processing techniques have been adapted to image data (filtering, extraction of time series, velocimetry). It could be shown that detection of non-linear mode couplings is possible via fast imaging. Simultaneous couplings could be studied at different radii and using wavelet bicoherence, the temporal evolution of power spectra could be linked with the coupling intensities

Dans la dernière décennie, la robotique souple a connu un gain de popularité considérable. Elle est, de façon inhérente, sécuritaire pour les humains et l’environnement qui l’entourent. Grâce à sa faible rigidité, la robotique souple est idéale pour manipuler des objets fragiles et elle est en mesure de s’adapter à son environnement. Les caractéristiques uniques de la robotique souple font de cette technologie un tremplin vers la conception d’appareils médicaux novateurs, plus particulièrement pour des outils permettant le positionnement d’aiguilles dans le but de faire des interventions percutanées, notamment au niveau du foie. Toutefois, la souplesse de cette technologie induit, du même coup, quelques désagréments. Elle procure un comportement sécuritaire, mais entraîne aussi un manque de rigidité limitant les applications de la robotique souple. Sans une rigidité minimale, il est impossible d’accomplir des opérations repérables et précises. La robotique souple a en fait un compromis majeur entre la capacité de chargement et la plage d’utilisation. Pour utiliser cette technologie dans le domaine médical, il est primordial d’ajouter un système permettant de moduler la rigidité du système pour inhiber ce compromis. Couplée avec un système de freinage granulaire, la robotique souple semble comporter l’ensemble des caractéristiques permettant d’accomplir des interventions au foie. Cette étude tend à démontrer que couplée à un système modulant la rigidité, la robotique souple peut être utilisée pour accomplir des opérations d’une façon précise et repérable, tout en demeurant sécuritaire. Le positionneur d’aiguilles développé est 100 % compatible avec l’Imagerie à Résonance Magnétique (IRM). La plage d’insertion du système permet de rejoindre l’entièreté du foie (1500 cm³), tout en maintenant une rigidité suffisante (3 N/mm) et en étant aussi précis que l’outil d’imagerie utilisée (1 mm). L’approche hybride consistant à développer un système activé de façon souple couplée à un module régulant sa rigidité permet d’obtenir à la fois les avantages d’une robotique compliante (souple) et conventionnelle (dure).

Comprendre l'organisation de la connectivité structurelle du cerveau ainsi que comment celle-ci contraint sa fonctionnalité est une question fondamentale en neuroscience. L'avènement de l'Imagerie par Résonance Magnétique de diffusion (IRMd) a permis l'estimation de la connectivité des neurones in vivo. Dans cette thèse, nous profitons de ces avancées pour : étudier l'organisation structurelle du cerveau ; étudier la relation entre la connectivité, l'anatomie et la fonction cérébrale ; identifier les régions corticales correspondantes d'un sujet à un autre ; et inférer la connectivité en présence de pathologie. Cette thèse contient trois contributions majeures. La première est un modèle pour la connectivité axonale et une technique efficace pour diviser le cerveau en régions de connectivité homogène. Cette technique de parcellisation permet de diviser le cerveau tant pour un seul sujet que pour une population. Les parcelles résultantes sont en accord avec les parcellations anatomiques, structurelles et fonctionnelles existant dans la littérature. La seconde contribution de cette thèse est une technique qui permet d'identifier les régions correspondantes d'un sujet à un autre. Cette technique, basée sur le transport optimal, offre une meilleure performance que les techniques courantes. La troisième contribution est une technique de segmentation, dite multi-atlas, pour identifier les faisceaux d'axones de la matière blanche de patients atteints d'une pathologie cérébrale. Comme les techniques existantes, notre approche utilise l'information spatiale provenant d'atlas de sujets sains, mais pondère celle-ci avec l'information d'IRMd du patient. Nous montrons que notre technique obtient de meilleurs résultats que les méthodes non pondérées. / Understanding how brain connectivity is organized, and how this constrains brain functionality is a key question of neuroscience. The advent of Diffusion Magnetic Resonance Imaging (dMRI) permitted the in vivo estimation of brain axonal connectivity. In this thesis, we leverage these advances in order to: study how the brain connectivity is organized; study the relationship between brain connectivity, anatomy, and function; find correspondences between structurally-defined regions of different subjects, and infer connectivity in the presence of a brain’s pathology. We present three major contributions. Our first contribution is a model for the long-range axonal connectivity, and an efficient technique to divide the brain in regions with homogeneous connectivity. Our parceling technique can create both single-subject and groupwise structural parcellations of the brain. The resulting parcels are in agreement with anatomical, structural and functional parcellations extant in the literature. Our second contribution is a method to find correspondence between structural parcellations of different subjects. Based on Optimal Transport, it performs significantly better than the state-of-the-art ones. Our third contribution is a multi-atlas technique to infer the location of white-matter bundles in patients with a brain pathology. As existent techniques, our approach aggregates spatial information from healthy subjects, our novelty is to weight such information with the diffusion image of the patient. We show that our technique achieves better results than the non-weighted methods.