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.

La mécanique quantique a révolutionné la compréhension du monde microscopique depuis son avènement au XXe siècle. Cependant, les propriétés de la matière condensée restent difficiles à étudier en raison d'une puissance de calcul insuffisante pour simuler numériquement les systèmes à N corps. Une approche alternative consiste à piéger des atomes froids dans des réseaux, dont le comportement est analogue à celui des électrons dans un cristal. Ce système modèle, dont les paramètres peuvent être contrôlés, permet de simuler les phénomènes étudiés.La technique usuellement employée pour confiner les atomes ultrafroids dans un réseau consiste à produire une onde stationnaire résultant de l'intérférence entre deux faisceaux contrapropageants. L'originalité du projet dans lequel s'inscrit cette thèse est de générer un potentiel sublongueur d'onde grâce à la modulation des forces de Casimir au voisinage d'une surface nanostructurée. Le confinement des atomes dans un réseau bidimensionnel avec une faible distance intersite (typiquement 50 nm) permettra ainsi de mieux appréhender les propriétés des matériaux, tels que le graphène.Le travail réalisé au cours de mon doctorat s'est ainsi articulé autour de quatre axes. Tout d'abord, le refroidissement d'atomes de Rubidium 87 a été effectué jusqu'à obtenir un condensat de Bose-Einstein. Puis, des simulations numériques ont été réalisées pour mettre en place une nouvelle méthode d'imagerie sublongueur d'onde, s'appuyant sur le couplage différencié des niveaux atomiques avec un double réseau. Ceci permettra d'activer de façon sélective les sites à détecter pour localiser les atomes avec une précision sublongueur d'onde. Un nouveau système d'imagerie a d'ailleurs été développé pour mieux résoudre les images des distributions atomiques. D'autre part, des simulations numériques ont été réalisées pour anticiper les résultats expérimentaux sur le transport adiabatique au voisinage d'une surface. Enfin, dans le cadre de ma convention CIFRE, une nouvelle architecture laser sera présentée, dans le but d'intéragir avec les atomes de potassium 40 qui seront à refroidir dans la suite du projet dans lequel s'inscrit ma thèse. / Quantum mechanics was a revolution for microscopic systems understanding. However, the study of many-body systems remains a challenge because of computation complexity. Ultracold atoms trapped in lattices offer an alternative way to simulate condensed matter properties. Indeed, their behaviour is similar to the one of electrons in crystals.The common approach for generating optical lattices is to make two laser beams interefere so that we can get a stationary wave that reproduces the potential wells of the crystalline structure. In the new ongoing project, the lattices will be produced by modulation of Casimir-Polder forces nearby a nanostructured surface. Ultracold atoms trapped in a 2D lattice with a short lattice spacing (50 nm) will enable a better understanding of material properties (e.g. graphene).The work I have done during my thesis can be split into in four parts. The first one consisted in cooling Rubidium 87 until Bose-Einstein condensate regime. Then, numerical simulations were performed to set up a new subwavelength imaging technique, based on different couplings between atomic levels with a double lattice. This will make it possible to activate the sites selectively, in order to pinpoint the atoms with subwavelength precision. Moreover, a new imaging system was developped to improve the resolution of the atomic cloud images. I did new calculations in order to predict experimental results on adiabatic atomic transport in the near field of a surface. Finally, a new laser architecture was designed in this thesis, as part of CIFRE convention, in order to cool down potassium 40 atoms, which has to be done in the future.

Au cours de ce projet de thèse, l'imagerie optique a été utilisé pour étudier la biodistribution de différents types de nanoparticules pour un ciblage passif de tumeur et plusieurs aptamères sélectionnées par SELEX in vivo pour un ciblage actif, dans des modèles murins de cancer. Pour la partie ciblage passif, l'effet de l’enrobage zwitterionique sur la biodistribution de micelles a été étudié. L'imagerie planaire a montré qu’il y avait un ciblage tumoral passif à partir de 24 h post-injection. Apres 24h, les micelles ne sont pas retenues, par opposition aux micelles PEGylés. Concernant la biodistribution des nanogels, l’imagerie planaire a montré un ciblage tumoral passif à 24 h. Un ciblage passif de la tumeur a été également observé pour l'un des polymères, tandis que l'autre n'a pas été retenu. Pour la partie ciblage actif, seulement quelques séquences ont montrés un potentiel un ciblage des tumeurs. Cependant, des investigations plus approfondies sur les séquences prometteuses sont nécessaires afin de valider leur captation par le tissue tumoral.En outre, une corrélation linéaire a été observée entre l’imagerie planaire in vivo et ex vivo, illustrant l'utilité de l'imagerie optique pour fournir des informations de base sur la biodistribution et d'élimination des nanoparticules et les aptamères.En conclusion, le travail effectué au cours de cette thèse devrait permettre d'ouvrir de nouvelles perspectives pour le développement de nano-objets multimodales qui peuvent être utilisés pour des applications dans le diagnostic et même pour l'administration spécifique de médicaments à des sites de la maladie. / During this PhD project, optical imaging was used to study the biodistribution of different types of nanoparticles for passive tumor targeting and several candidate aptamers selected by in vivo SELEX for active tumor targeting, in animal models of cancer. For the part of passive tumor targeting, the effect of zwitterionic coating on the biodistribution of polydiacetylenic micelles was investigated. Planar fluorescence imaging demonstrated passive tumor targeting during 24 h but the micelles were not retained over time as opposed to PEGylated micelles. The biodistribution of two new types of nanogels and their constituent polymers was also evaluated. Planar imaging showed passive tumor targeting 24 h for the two nanogels. Surprisingly, tumor targeting was also observed for one of the polymers, while the other was not retained.For the part of active tumor targeting, only few sequences displayed potentials for active tumor targeting. However, further investigation of these promising sequences is needed in order to validate their favorable tumor uptake.Moreover, linear correlation was observed between in vivo and ex vivo planar imaging, demonstrating the utility of optical imaging to provide basic preclinical information regarding biodistribution of nanoparticles and aptamers.In conclusion, the work done during this thesis should help open new perspectives to the development of multimodal nano-objects that can be used for applications for tumor diagnosis and even drug delivery to sites of disease.

Les alphavirus arthritogènes de la rivière Ross (RRV) et du chikungunya (CHIKV) sont des arbovirus à l’origine de maladies inflammatoires musculosquelettiques chez l'homme. Ils sont largement distribués dans le monde et provoquent périodiquement des épidémies explosives. Les principaux signes cliniques lors d’une infection par un alphavirus arthritogène sont les myalgies, polyarthrites et arthralgies intenses pouvant persister plusieurs mois après l'infection. Les mécanismes de développement de l’infection et des manifestations persistantes sont peu connus. Pour étudier la pathogenèse de l'infection par RRV, nous avons généré un virus recombinant exprimant une nouvelle luciférase brillante et brillante. Nous avons montré que les monocytes humains, malgré une faible susceptibilité à l'infection in vitro par RRV, étaient capables de maintenir une réplication virale jusqu'à 45 jours post infection indiquant leur rôle potentiel dans les formes chroniques. Grâce un modèle expérimental de l’infection par RRV, nous avons suivi les phases aiguë et chronique de la maladie in vivo. Nous avons montré que les cinétiques de réplication du virus recombinant étaient proches de celles du virus parental. Nous avons également observé un tropisme musculaire et articulaire et une corrélation entre le signal bioluminescent et la charge virale confirmant ainsi la relevance de ce modèle. En étudiant la dissémination virale, nous avons montré que le Bindarit, une molécule anti-inflammatoire diminuant le développement de la maladie dans le modèle murin, induit une plus grande réplication dans le tissu cardiaque. Enfin, nous avons pu observer une réplication virale dans les tissus musculaires durant la phase chronique de la maladie et avons montré le rôle de la dose inoculée dans le développement de la persistance virale. Suite à un traitement immunosuppresseur, nous avons observé une légère augmentation du signal bioluminescent indiquant un contrôle de la réplication virale persistante par la réponse immunitaire adaptative. Ce nouveau modèle d’imagerie in vivo permet un suivi en temps réel de la dissémination virale permettant des études de pathogenèse et l'évaluation de stratégies thérapeutiques. / Ross River virus (RRV) and chikungunya virus (CHIKV) are mosquito-transmitted viruses that cause musculoskeletal inflammatory diseases in humans. They are widely distributed and periodically cause explosive epidemics. After infection with RRV, patients experience fever, maculopapular rash, myalgia and intense pain in the peripheral joints. Approximately 30% of patients develop a chronic form of the disease with myalgia and poly-arthralgia persisting for months to years after infection. The mechanisms underlying these persistent symptoms remain unclear. To study the dynamics and pathogenesis of RRV infection in vitro and in living animals, we generated a recombinant virus expressing a novel small and bright luciferase. First we showed that human monocytes, despite a low susceptibility to RRV infection, were able to maintain viral replication in vitro up to 45 days post infection. Then, using a murine model of RRV infection, we monitored the acute and chronic phases of the disease. We observed near native replication kinetics and a muscular/articular tropism after infection with our recombinant virus. Moreover, the bioluminescent signal correlated with the viral load further confirming the relevance of this new imaging model. After monitoring of the viral dissemination in live mice, we showed that Bindarit, an anti-inflammatory molecule known to prevent the development of the alphaviral disease in a mouse model, induces a higher replication in the cardiac tissue; thereby indicating that caution must be used before treatment of patients. We were also able to observe viral replication in the muscles during the chronic stage of the disease when using a low inoculation dose. Finally, following an immunosuppressive treatment, we observed a slight increase in the bioluminescent signal indicating a control of remnant viral replication by the adaptive immune response. This new model provides a non-invasive real-time assessment of viral replication and dissemination allowing pathogenesis studies and therapeutic strategies evaluation.

The aim of this thesis was to develop and validate prognostic and predictive biomarkers in order to better identify among patients with metastatic colorectal cancer those at high-risk of early death or progression. The interest in developing such biomarkers is that their subsequent use in clinical practice would avoid exposing a patient for months to the toxic side effects of ineffective and expensive treatments, and thus to limit the financial impact of these treatments on our healthcare systems.The projects carried out in the framework of this thesis have shown that:The biomarker WB-MATV (metabolically active tumor volume of the whole body) measured before the start of the last line treatment has a high prognostic value, higher than the general clinical parameters commonly used. This biomarker was then validated in first line treatment and was shown to have a high prognostic value, also higher than the general clinical parameters.The biomarker cfDNA (circulating DNA) also representing the tumor load was then investigated to assess its value added to the previously validated WB-MATV. We showed that the presence of high levels of cfDNA before starting the last-line treatment is significantly associated with poor prognosis and that these two biomarkers are prognostically complementary, each providing an added value.The biomarker of early metabolic response to last line treatment has a high negative predictive value (95%). This biomarker was then validated as a predictive biomarker independent of WB-MATV and clinical factors in first-line treatment setting.In conclusion, the results of this thesis strongly support the clinical use of these prognostic and predictive biomarkers in patients with metastatic colorectal cancer. Allowing a more accurate stratification of patients, the use of the combination of these biomarkers should become an essential tool to help oncologists in tailoring therapeutic strategies according to the patients’ individual risk. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Toutes les interfaces solide-liquide sont potentiellement propices à l’adhésion bactérienne et à la formation de biofilms. Comprendre les mécanismes d’organisation de cette vie sur les surfaces (bioadhésion) constitue un défi scientifique passionnant ; c’est aussi un impératif pour apporter des réponses pertinentes aux questionnements de la société et des industries sur la manière de minimiser les effets délétères des biofilms mais aussi exploiter leurs nombreuses potentialités pour différentes applications. Etudier la bioadhésion, c’est disséquer à l’échelle moléculaire l’ensemble des paramètres physico-chimiques et biologiques qui vont contrôler l’adhésion des cellules aux surfaces, leur prolifération, les interactions entre elles jusqu’à former une structure 3D. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail de thèse où nous avons combiné des outils de la physique (imagerie de fluorescence, imageries électroniques) et de la chimie (nanoparticules fluorescentes de polystyrène fonctionnalisées avec des ammoniums quaternaires ou des groupements carboxylates leur conférant respectivement un caractère cationique ou anionique) pour visualiser et quantifier l’adhésion de deux souches bactériennes d’intérêt dans l’industrie alimentaire, Lactococcus lactis et Listeria innocua, un modèle non pathogène de Listeria monocytogenes. Nous avons pu mettre en évidence une microhétérogénéité de charge positive à la surface des bactéries qui joue un rôle significatif aussi bien dans l’adhésion des cellules au substrat que dans la formation des biofilms. / All solid-liquid interfaces are potentially conducive to bacterial adhesion and biofilm formation. Understanding the mechanisms of this life organization on surfaces (bioadhesion) is an exciting scientific challenge; it is also imperative to provide relevant answers to questions of society and industry on how to minimize the deleterious effects of biofilms but also exploit their potential for different applications. Studying bioadhesion requires to dissect all the physico-chemical and biological parameters, at the molecular level, that control cell adhesion to surfaces, their proliferation, the interactions between them to form a 3D structure. It is the purpose of this thesis: physical (fluorescence imaging, electronic imaging) and chemical tools (polystyrene fluorescent nanoparticles functionalized with quaternary ammonium or carboxylate groups, conferring a cationic or anionic character respectively) were combined to visualize and quantify the adhesion of two bacterial strains of interest in the food industry, Lactococcus lactis and Listeria innocua, a non-pathogenic model of Listeria monocytogenes. The results highlight a positive charge microheterogeneity on the bacteria surface that plays a significant role both in cell adhesion to the substrate as in the biofilm formation.les in order to modulate them. Besides the impact on adhesion to glass, the effect on the resulting biofilm growth were also controlled, showing the importance of surface properties of bacteria in the process of bio-contamination of substrates.

Les bactéries sont des microorganismes capables de se développer et de proliférer indépendamment les uns des autres en milieu liquide. Mais dès qu’une surface se présente, biotique ou abiotique, les bactéries privilégient un « mode de vie en communauté » pour se protéger des agressions externes et survivre aux environnements hostiles. Ces biostructures, appelées biofilms, sont présentes dans tous les environnements naturels, y compris chez l’Homme où elles peuvent être à l’origine d’infections chroniques lorsqu’elles hébergent des germes pathogènes. Il est aujourd’hui admis que de tels édifices biologiques perdurent sous l’action des antibiotiques. Outre le très médiatique phénomène de résistance qui trouve son origine dans des mutations génétiques bactériennes, la tolérance, quant à elle, provient des spécificités de la structure et de la physiologie des bactéries organisées en biofilms. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail de thèse qui vise à mieux comprendre les mécanismes sous-jacents au manque d’efficacité d’antibiotiques (vancomycine,daptomycine, rifampicine) vis-à-vis des biofilms de S. aureus, en s’appuyant notamment sur des techniques innovantes d’imagerie à résolution micro-nanométrique. Nous avons mis au point un modèle d’infections sur prothèse vasculaire implantable chez la souris qui a permis une toute première visualisation par imagerie de fluorescence de biofilms formés in vivo et soumis à l’action des antibiotiques mais aussi de montrer leur activité limitée. Nous nous sommes ensuite attachés à une meilleure compréhension de la tolérance aux antibiotiques de biofilms bactériens de S. aureus. Pour ce faire, nos études ont porté, d’une part, sur le rôle de la matrice extracellulaire et, d’autre part, sur le rôle de la physiologie des bactéries incluses en biofilm. Il a ainsi été mis en évidence le rôle crucial de la fluidité membranaire. Ces travaux nous ont alors permis de dégager des pistes pour améliorer l’antibiothérapie disponible mais aussi développer des alternatives à ce type de traitement. / Bacteria are microorganisms capable of growing independently in liquid media. However, as soon as they encounter a surface, either biotic or abiotic, bacteria favour a "community living" to protect themselves from external aggressions and survive in hostile environments. These bacterial communities, named biofilms, are present in all natural environments, including humans where they can cause severe infections when hosting pathogenic germs. It is now accepted that such biological edifices persist under antibiotics action. In addition to antibiotic 'resistance', which is associated with genetic mutations of bacteria, 'tolerance' is related with the specific structure and physiology of bacteria organized in biofilms. In this context, we took benefit from innovative high-resolution imaging techniques to better understand the mechanisms underlying antibiotics (vancomycin, daptomycin, rifampicin) (in)efficacy within S. aureus biofilms. In addition, we developed a model for prosthetic vascular graft infections in mice that allowed the visualization by fluorescence imaging of biofilms formed in vivo and subjected to the action of antibiotics. Considering the very limited antibiotics efficacy observed, we then focused on a better understanding of S. aureus bacterial biofilms tolerance towards antibiotics. To this purpose, our work was focused on the role of both the extracellular matrix and the physiology of bacteria included in biofilms. The crucial role of membrane fluidity was then demonstrated. This work allowed us to identify paths for the improvement of antibiotic therapy and to develop alternatives to this type of treatment.

Cette thèse développe les statistiques géométriques pour l'analyse de lavariabilité normale et pathologique des formes d'organe en anatomienumérique. Les statistiques géométriques s’intéressent aux données issues devariétés avec structures géométriques additionnelles. En anatomie numérique,les formes d'un organe peuvent être vues comme des déformations d'un organede référence - i.e. comme éléments d'un groupe de Lie, une variété avec unestructure de groupe - ou comme les classes d'équivalence de leur configuration3D sous l'action de transformations - i.e. comme éléments d'un quotient, unevariété avec une stratification. Les images médicales peuvent êtrereprésentées par des variétés avec une distribution horizontale. Lacontribution de cette thèse est d'étendre les statistiques géométriques au delàdes géométries riemanniennes ou métriques maintenant classiques pourprendre en compte des structures additionnelles. Premièrement, nousdéfinissons les statistiques géométriques sur les groupes de Lie. Nousproposons une construction algorithmique de (pseudo-)métriqueRiemannienne, compatible avec la structure de groupe, lorsqu'elle existe. Noustrouvons que certains groupes n'admettent pas de telle (pseudo-)métrique etdéfendons l'idée de statistiques non-métriques sur les groupes de Lie. Ensuite,nous utilisons les statistiques géométriques pour analyser l'algorithme decalcul d'organe de référence, reformulé avec des espaces quotient. Nousmontrons son biais et suggérons un algorithme amélioré. Enfin, nousappliquons les statistiques géométriques au traitement d'images, engénéralisant les structures sous-Riemanniennes, utilisées en 2D, au 3D / This thesis develops Geometric Statistics to analyze the normal andpathological variability of organ shapes in Computational Anatomy. Geometricstatistics consider data that belong to manifolds with additional geometricstructures. In Computational Anatomy, organ shapes may be modeled asdeformations of a template - i.e. as elements of a Lie group, a manifold with agroup structure - or as the equivalence classes of their 3D configurations underthe action of transformations - i.e. as elements of a quotient space, a manifoldwith a stratification. Medical images can be modeled as manifolds with ahorizontal distribution. The contribution of this thesis is to extend GeometricStatistics beyond the now classical Riemannian and metric geometries in orderto account for these additional structures. First, we tackle the definition ofGeometric Statistics on Lie groups. We provide an algorithm that constructs a(pseudo-)Riemannian metric compatible with the group structure when itexists. We find that some groups do not admit such a (pseudo-)metric andadvocate for non-metric statistics on Lie groups. Second, we use GeometricStatistics to analyze the algorithm of organ template computation. We show itsasymptotic bias by considering the geometry of quotient spaces. We illustratethe bias on brain templates and suggest an improved algorithm. We then showthat registering organ shapes induces a bias in their statistical analysis, whichwe offer to correct. Third, we apply Geometric Statistics to medical imageprocessing, providing the mathematics to extend sub-Riemannian structures,already used in 2D, to our 3D images

L'utilisation des rayons X est indispensable pour obtenir la résolution spatiale de la dizaine de nanomètres. La durée de ces flashs va de la dizaine de femtosecondes (1 fs =10-15 s) à la centaine d'attosecondes (1as=10-18 s). Durant ce laps de temps, les nano-objets n'ont pas le temps d'évoluer, assurant l'obtention d'une image précise. En excitant les nano-objets entre deux flashs de rayons X, il est alors possible de suivre sont évolution temporelle et ainsi de réaliser un « film » de son évolution suite à une excitation. Cette information est extrêmement importante car elle permettra d'identifier les états structuraux intermédiaires des nano-objets qui sont connus comme étant les plus importants pour comprendre leur pouvoir réactionnel.Ce genre d'études vient uniquement de débuter dans le monde en raison de l'apparition très récente des sources de rayons X suffisamment brèves et intenses pour réaliser ce genre d'images. La source de référence est un laser dit à « électrons libres » (LEL) dont il existe trois exemplaires au monde, en Allemagne, aux USA et au Japon. Le faible nombre d'exemplaires provient du coût extrêmement élevé de cette machine. Depuis plusieurs années, nous avons montré au LOA que les lasers pouvaient produire un rayonnement X femtoseconde et suffisamment intense pour réaliser des images de nano-objets avec des résolutions spatiales et temporelles équivalentes à celles obtenues sur LEL.La présente thèse a etait construite autour de trois phases : réalisation d'une source de rayons X polarisés circulairement, réalisation d'un nouveau système plus performant d'imagerie, et test sur des échantillons possédants des nano-structures dont la vitesse d'évolution après excitation est prévue aux environs de 100 fs. Ces études ont eu lieu ao LOA, LCLS, Laboratoire de Chimie-Physique, Matière et Rayonnement (LCPMR) et le CEA de Saclay et BESSY-II en Alemagne. Ils ont permis de acquérir une forte expertise en imagerie nanométrique basée sur la nouvelle technique que nous avons développé. / The use of X-rays is fundamental to obtain a spatial resolution in the order of the dozen of nanometers. The duration of the flashes of radiation is placed between the dozen of femtoseconds (1 fs =10-15 s) to the hundreds of attoseconds (1as=10-18 s). During this time frame nano-objects are static in time, image wise it translates as a precise image. Exciting these nano-objects with flashes of X-ray beams it is possible to follow its temporal evolution and record a "movie" of the evolution due to excitation. This type of information is extremely important since it can allow the identification of intermediary structural states and therefore attaining a better understanding of their reactional power.This type of studies it is making its debut in the scientific community due to the recent development of ultra-fast and intense X-ray sources needed to perform this type of imaging. The referenced source is a free electron laser (FEL) and there are only tree of them in the world nowadays. One in Germany, one in the USA and one in Japan. The small amount of FELs is mainly due to its elevated costs. From some years the LOA has shown that lasers can also provide an X-ray beam in the femtosecond region and intense enough to produce images of nano-objects with equivalent temporal and spatial resolutions.This present thesis was built in tree phases: realization of an X-ray laser source, circularly polarized; realization of a new improved imaging system and testing of the nano-samples possessing nano-structures. These nano-structures have a velocity of evolution after excitation in the range of 100 fs. These studies have had place at LOA, LCLS, Laboratoire de Chimie-Physique, Matière et Rayonnement (LCPMR), the CEA de Saclay, BESSY-II in Germany. These cooperations have insured a specific training and expertise in the world of nanometric imaging based on the new technique developed during this work.