Le besoin de concevoir des systèmes de détection efficaces de diverses substances afin d'améliorer le contrôle de qualité et la sécurité environnementale, nous amène à chercher de nouvelles approches pour contourner les problèmes reliés aux systèmes de détection actuels, tels leur taille, coût, sélectivité et consommation d'énergie. Il est aussi souhaitable de définir un modèle de développement qui ne soit pas contraint par le besoin d'une connaissance précise des processus physiques sous-jacents, souvent inconnus. Ce mémoire décrit la mise en oeuvre partielle d'un dispositif permettant d'identifier et de mesurer la concentration de substances fluorophoriques dans un milieu optique typique (Solution liquide ou suspension dans un fluide). La méthode est basée sur des mesures de fluorescence multispectrales, réalisées en excitant une substance inconnue avec une ou plusieurs diodes électroluminescentes qui couvrent un intervalle de longueurs d'ondes donné. La conception du détecteur photoélectrique repose sur la propriété inhérente des diodes électroluminescentes d'agir comme détecteurs photoélectriques quand elles sont polarisées à l'envers, et cela en offrant une réponse spectrale qui dépend de leur couleur. Dans ce mémoire, on propose un système dont l'entrée est composée d'une diode excitatrice et d'un ensemble de diodes électroluminescentes de différentes couleurs qui détectent la lumière à différentes longueurs d'ondes. Les données acquises par les photodiodes sont transmises à un système d'amplification puis à un convertisseur analogique numérique avant d'être acheminées vers un microcontrôleur implémenté sur une puce FPGA. Ce dernier permet de commander le processus de saisie des données et l'affichage des résultats obtenus quant au type et à la concentration des données obtenues. Un réseau de neurones artificiel (RNA) codé en logiciel réalise le traitement des données requis. Ce mémoire couvre tous les aspects du design sauf celui du RNA. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Mesure de fluorescence, Photodiode, FPGA, MicroBlaze.

Certaines études suggèrent que la forme chimique et la taille des particules de béryllium aient un rôle important à jouer sur sa toxicité. Le but principal du projet est de développer et valider des méthodes fiables, ayant des limites de détection au niveau d'ultra-trace, pour permettre d'analyser de faibles teneurs en béryllium dans différentes matrices biologiques. Cette étude s'inscrit dans un projet plus large où des souris ont été exposées par inhalation au Be (métal), BeO et BeAI (250 µg/m³, 6 h par jour, 14 jours). Les tissus et liquides biologiques suivants ont été prélevés sur les souris: sang, foie, poumon, rate et rein. Ils ont été digérés par une méthode, dans le cas des particules de Be (métal) et de BeAI, ou par une autre méthode, dans le cas de BeO. La méthode pour Be (métal) et BeAI consiste en une digestion humide avec un mélange (3:1) d'acide nitrique et perchlorique, tandis que la méthode pour BeO requiert l'ajout supplémentaire d'acide sulfurique. Les échantillons ont été analysés par ICP-MS avec le 6Li comme étalon interne. Les limites de détection méthodologiques ont été évaluées individuellement pour chaque matrice et chaque méthode. La limite de détection analytique moyenne est de 2 pg/mL en solution, ce qui correspond à l'équivalent de 0,02 ng/g de tissus biologiques. Dans le sang, elle est équivalente à 0,03 ng/mL. L'exactitude des méthodes a été confirmée à l'aide de matériel de référence certifié. Des méthodes fiables ont donc été développées, validées et ont des limites de détection parmi les meilleures de la littérature. Ces méthodes ont été utilisées pour évaluer la distribution du béryllium dans les différentes matrices biologiques en fonction de l'espèce chimique et de la taille des particules. Tel qu'attendu, les résultats toxicologiques ont démontré que la taille et la nature des particules de béryllium a une influence sur sa distribution dans l'organisme. Les méthodes développées ont démontré une sensibilité adéquate pour la grande majorité des échantillons analysés, démontrant ainsi leur efficacité face aux objectifs désirés du projet. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Béryllium, Digestion acide, Matrice biologique, ICP-MS, Ultra-trace.

De récents travaux ont amorcé l’exploration des formes sociales de l’expérience optimale (i.e. group flow et team flow). Toutefois, la connaissance que l’on a de ces processus et des manières de les identifier reste très limitée. Ce travail de thèse visait d’une part à définir le team flow et à en isoler les dimensions conceptuelles, et d’autre part, à élaborer une nouvelle méthode d’observation visant à détecter les différentes formes de flow grâce aux comportements des joueurs et à l’enregistrement des parties de jeu. Dans cette perspective, trois études ont été menés sur différents jeux coopératifs (League of Legends, Resident Evil 5…) et ont révélé : 1) que le team flow est un phénomène qualitativement différent de la forme individuelle du flow et présente donc des dimensions conceptuelles qui lui sont spécifiques ; 2) que l’interdépendance positive et les modèles mentaux partagés semblent jouer un rôle majeur dans l’émergence du team flow. L’interdépendance permet de lier les joueurs dans l’action et de les orienter dans une direction commune. Les modèles mentaux semblent permettre aux joueurs de construire un cadre d’organisation partagé qui favorise l’émergence d’une coopération efficace et fluide ; 3) que le flow, le team flow et le group flow sont des états mentaux qu’il semble possible de détecter en observant le comportement des joueurs et leurs actions dans le jeu. Considérées dans leur ensemble, ces études ont permis de mieux cerner le fonctionnement de l’expérience optimale de coopération, sa singularité face à la version individuelle du flow, ainsi que des pistes pour identifier ces états mentaux en temps réel. Après avoir discuté les principaux résultats de cette thèse, nous suggérons des perspectives de recherches et d’applications dépassant le cadre du jeu vidéo / Recent studies have explored social forms of the optimal experience (i.e. group flow and team flow). However, knowledge about these processes and ways to identify them, is very limited. Therefore, the present thesis aims, first, to define the team flow and its conceptual dimensions, and second, to create a new method to detect the different forms of flow through observation of players’ behavior and game replays. In this vein, three studies were carried out on different cooperative games (League of Legends, Resident Evil 5…) and revealed that: 1) team flow is a phenomenon qualitatively different from individual flow and therefore posseses unique conceptual dimensions; 2) positive interdependence and shared mental models seem to play a major role in the emergence of team flow. Positive interdependence links players in action and points them in a common direction. Mental models appear to allow players to build a shared organizational framework that promotes the emergence of an effective and smooth cooperation; 3) flow, team flow and group flow are mental states that seem to be possibly detectable by observing players’ behavior and their actions in the game. The joint outcomes of these studies help to define the optimum cooperative experience, its functioning, its specific characteristics compared to the individual version of flow, as well as ways to identify these mental states in real time. After discussing the main results of this thesis, we suggest research perspectives and applications beyond the scope of gaming.

La validité des contrôles microbiologiques, réalisés dans l'objectif d'assurer la sécurité sanitaire des aliments, nécessite notamment l'obtention de résultats d'analyse fiables. La fiabilité des résultats implique l'utilisation de méthodes validées, mises en œuvre par un laboratoire compétent. Les essais inter-laboratoires permettent de s'assurer, du moins en partie, du respect de ces deux conditions. Cependant, en raison de limites expérimentales, ces essais ne sont pas aussi largement pratiqués dans le domaine de la microbiologie des aliments qu'ils ne le sont dans d'autres domaines analytiques. Dans un premier temps, une revue des documents de référence permet d'établir un état des lieux. Cette revue concerne les trois objectifs que l'on peut assigner à des essais interlaboratoires, à savoir l'évaluation de méthodes d'analyse, celle des laboratoires, et la caractérisation de matériaux de référence. Les documents de portée générale, puis ceux spécifiques de l'analyse des aliments, sont pris en compte, et leur degré d'applicabilité à l'analyse microbiologique des aliments est envisagé. Les référentiels et pratiques propres au domaine d'intérêt traité sont finalement présentés, et les déviations par rapport aux documents généraux analysées. Sur cette base, sont présentées les conditions de mise en œuvre de deux types d'essais interlaboratoires, soit la validation de méthodes dans le cadre d'un projet européen du 4ème Programme Cadre de Recherche & Développement d'une part, et l'évaluation de laboratoires par le biais d'essais d'aptitude pour les Laboratoires Nationaux de Référence sur le lait d'autre part. Les difficultés relatives au protocole expérimental, et liées aux spécificités de la microbiologie, sont mises en exergue. Les modes d'exploitation des résultats, en fonction des objectifs et de la nature, qualitative ou quantitative, de la détermination, sont expliqués. En ce qui concerne la caractérisation de la performance des méthodes d'analyse, l'utilisation de statistiques robustes pour estimer la fidélité des méthodes quantitatives est discutée, ainsi que la façon de caractériser la fidélité comme la justesse des méthodes qualitatives. Sur ces aspects, des perspectives d'amélioration sont envisagées. L'intérêt de l'organisation des essais inter-laboratoires en microbiologie des aliments est ensuite abordé. Celui-ci réside dans l'utilisation que l'on peut faire de ces essais comme éléments incontournables de validation d'une méthode d'analyse et d'évaluation d'un laboratoire afin, d'une part, de crédibiliser ou d'améliorer les méthodes d'analyse normalisées au niveau international, et d'autre part d'estimer l'incertitude de mesure attachée aux résultats d'analyse. Quant aux limites de ces essais, essentiellement d'ordre expérimental, elles tiennent surtout à la nature vivante de l'analyte, et concernent des questions de représentativité.