L'évolution des besoins en sécurité des applications grand public a entraîné la multiplication du nombre de systèmes sur puces doués de capacités de chiffrement. En parallèle, l'évolution des techniques de cryptanalyse permet d'attaquer les implantations des méthodes de chiffrement utilisées dans ces applications. Cette thèse porte sur le développement d'une méthodologie permettant l'évaluation de la robustesse apportée par des protections intégrées dans le circuit. Cette évaluation est basée d'une part sur l'utilisation de plates-formes laser pour étudier les types de fautes induits dans un prototype de circuit sécurisé ; et d'autre part, sur l'utilisation d'une méthode basée sur des simulations pendant la phase de conception pour comparer l'influence sur les canaux cachés de protections contre les fautes. Cette méthodologie a été utilisée dans un premier temps sur le cas simple d'un registre protégé par redondance d'information, puis sur des primitives cryptographiques telles qu'une S-Box AES et des co-processeurs AES et RSA. Ces deux études ont montré que l'ajout de capacités de détection ou de correction améliore la robustesse du circuit face aux différentes attaques.

Cette thèse a pour objectif de définir un système de stockage pair à pair, nommé Us. Le but principal de Us est de garantir la pérennité des données. Pour cela, Us associe un mécanisme de redondance des données à un processus dynamique de reconstruction.<br /><br />Dans un premier temps, nous avons créé un prototype Us et conçu une interface utilisateur, nommée UsFS, de type système de fichiers. Un procédé de journalisation des données est inclus dans UsFS.<br /><br />Ensuite, nous nous sommes intéressés aux distributions de données au sein du réseau Us. Le but de ces distributions est de minimiser le dérangement occasionné par le processus de reconstruction pour chaque pair. Enfin, nous avons étendu notre schéma de distribution pour gérer le comportement dynamique des pairs et prendre en compte les corrélations de panne.

Les missions robotiques sont généralement exprimées à travers des buts à atteindre (objectifs) tout en respectant des conditions impératives (contraintes). Ces entrées opérationnelles pouvant être inconnues à l'avance, l'utilisation des méthodes de commandes réactives est courante. Cependant, ces approches se limitent généralement à la résolution du problème de commande, celui-ci étant considéré comme résoluble. Le simple cas d'une articulation soumise simultanément à des contraintes de limites d'accélération et de position montre que les incompatibilités sont fréquentes. Dans ce cadre, une méthodologie est proposée pour analyser et garantir la sécurité au niveau de la commande, et des études de cas sont exposées. S'en dégagent deux résultats principaux: 1/ l'expression intuitive des contraintes de position nécessite une modification pour rester compatible avec les contraintes d'accélérations; 2/ les accélérations opérationnelles dépendant de la configuration, la compatibilité entre évitement d'obstacle et limites d'accélérations articulaires ne peut être établie simplement et le recours à des comportements alternatifs sûrs est nécessaire. Ces résultats sont illustrés à travers des expériences sur un manipulateur à 6 DDL. La résolubilité du problème étant assurée, la qualité de sa résolution obéit à plusieurs critères : sécurité, optimalité, efficacité, etc. La sécurité étant un prérequis, deux compromis sont proposés. Premièrement la Constraints Compliant Control (CCC), basée sur un principe d'évitement passif, donne des résultats performants et robustes. Ensuite, l'utilisation d'une configuration virtuelle déplacée offre un compromis entre efficacité et optimalité.

Le travail présenté contribue au domaine du diagnostic de défauts. Dans ce travail, une méthode structurelle pour la conception des sous-systèmes testables est présentée. Elle permet de générer des relations de redondance analytiques automatiquement. Contrairement aux approches existantes, cette approche ne s'appuie pas sur un schéma de propagations ou d'éliminations séquentiels. Le formalisme proposé ainsi que la méthode envisagée visent d'une part à étendre les possibilités des méthodes existantes et d'autre part à en diminuer la complexité. Une nouvelle approche structurelle pour le placement de capteurs en prenant en compte des spécifications de diagnosticabilité est présentée. Cette nouvelle approche permet de trouver le meilleur placement de capteurs au sens de critères de diagnosticabilité sans nécessiter la conception préalable des relations de redondance analytique. Les différents résultats sont appliqués à la conception d'un système de diagnostic pour une installation photovoltaïque.

Le drainage minier acide de Carnoulès est caractérisé par un pH très acide et une forte concentration en métaux et en arsenic. Par différentes approches moléculaires, des études précédentes ont montré une faible biodiversité et ont permis d'établir un modèle de fonctionnement de la communauté bactérienne. Le but de ce travail de thèse a été de préciser la composition et le fonctionnement de cette communauté bactérienne, en utilisant pour cela des approches culturales et fonctionnelles, en se focalisant particulièrement sur le recyclage de la matière organique. L'élaboration de différents milieux a permis l'isolement de 49 souches bactériennes appartenant à 19 genres, augmentant ainsi de 10 % la diversité bactérienne détectée à Carnoulès par rapport aux approches métagénomiques précédentes. Parmi les 19 genres, 3 sont nouveaux dont un, inféodé aux écosystèmes acides, a été caractérisé taxonomiquement et dénommé Acidiminas carnoulesii. La capacité de l'isolat Q8 appartenant au genre Paenibacillus à dégrader I'amidon et la xylane, dans de larges gammes de pH et de concentrations en arsenic, a permis d'attribuer à Paenibacillus un rôle dans la résilience de la communauté pour ces fonctions. Un criblage fonctionnel de I'ADN de Q8 dans Escherichia coli apermis d'isoler les gènes codant les protéines de dégradation de ces polymères. Par ailleurs, un criblage de 80000 clones de la banque d'ADN métagénomique de Carnoulès a permis la détection de 28 clones positifs pour l'activité amylolytique. Deux protéines ne présentant aucune similarité de séquence avec des amylases connues ont été caractérisées in vitro, confirmant leurs activités amylolyiques et démontrant que la bioprospection dans des sites a priori incongrus, autorise des découvertes insoupçonnées. Ces travaux ont ainsi permis de montrer que les approches culturales et fonctionnelles apportent des informations nouvelles par rapport à celles obtenues par les approches moléculaires. La complémentarité de ces approches est vérifiée, et elle apparaît indispensable dans l'analyse de la complexité des écosystèmes. Cependant, la compréhension de leur fonctionnement exigera des efforts redoublés. / The Carnoulès acid mine drainage is characterized by an acidic pH and high metal and arsenic concentrations. Based on the low bacterial biodiversity, molecular approaches allowed the determination of a bacterial community functioning model. The aim of the PhD work was to clariff both the composition andthe functioning of this community, using cultural and functional approaches, focusing on the organic matter recycling. Different media were designed that allowed the isolation of 49 bacterial strains belonging to 19 genera,leading to a 70 o  increase in the bacterial diversity compared with previous metagenomic approaches. Among the 19 genera,3 are new, one of which, a previously uncultured genus frequently detected in acidic environments, has been taxonomically characterized and named Acidiminos cornoulesii.The ability of strain Q8, belonging to the genus Paenibacillus, to degrade starch and xylan over a wide rangeof pH values as well as 4rsenic concentrations allows to assign to Paenibacillus a role in the resilience of the community for these functions. A function-based screening of the Q8-DNA in Escherichia coli led to isolatethe genes encoding the polymer-degrading proteins.Moreover, a function-based screening of 80,000 clones from a Carnoulès metagenomic DNA library led to the detection of 28 positive clones for the amylolyic activity. Two proteins sharing no sequence similarity with known amylases were characterized in vitro, demonstrating that bioprospecting in a priori incongruous sites can lead to unsuspected discoveries.These works show that new informations using cultural and functional approaches can be obtained compared to those gained with molecular approaches. Results confirmed the complementarity between both approachesis crucial to analyze complex ecosystems. Nevertheless, more research efforts still have to be undertaken tounderstand their functioning.

L’utilisation de personnages virtuels dans le cadre de simulations basées sur les lois de la physique trouve maintenant des applications allant de la biomécanique à l’animation. L’un des éléments incontournables de cette performance est le contrôleur de mouvement, capable de transformer les actions souhaitées en mouvements synthétisés. La conceptualisation de ces contrôleurs a profondément évolué grâce à l'apport des connaissances en biomécanique qui a conduit à l'utilisation de modèles de personnages encore plus détaillés car s'inspirant de l’appareil squelettique et surtout musculaire de l’être humain (ou personnages à modèle musculaire). Contrôler les personnages virtuels implique un défi de taille : contrôler la redondance, ou le fait même qu’un nombre important de muscles ou d’actionneurs aient besoin d’être contrôlés simultanément pour exécuter la tâche de motricité demandée.L’objectif de cette thèse est d’y répondre en s’inspirant du système de contrôle moteur humain permettant de gérer cette redondance. Une solution de contrôle, pour les personnages virtuels, est proposée d’après la théorie des synergies musculaires et appliquée à des mouvements de contrôle du lancer. Les synergies musculaires sont des représentations de contrôle à faible dimension et qui permettent aux muscles d’être contrôlés en groupe, réduisant ainsi de manière significative le nombre de variables. Grâce à cette stratégie, cette thèse permet les contributions suivantes : en premier lieu, la validation de la théorie des synergies musculaires, utilisée ici pour étudier un nouveau mouvement et pour tenter de contrôler un personnage virtuel. Et elle contribue également à l'ensemble des domaines impliquant des simulations corporelles, ayant recours aux personnages à modèle musculaire (comme par exemple, la biomécanique ou l'animation) en leur proposant une solution de contrôle permettant de réduire la redondance. / The use of virtual characters in physics-based simulations has applications that range from biomechanics to animation. An essential component behind such applications is the character’s motion controller, which transforms desired tasks into synthesized motions. The way these controllers are designed is being profoundly transformed through the integration of knowledge from biomechanics, which motivates the idea of using more detailed character models, inspired by the human musculoskeletal system (or muscle-based characters). Controlling these characters implies solving an important challenge: control redundancy, or the fact that numerous muscles or actuators need to be coordinated simultaneously to achieve the desired motion task.The goal of this thesis is to address this challenge by taking inspiration from how the human motor control system manages this redundancy. A control solution for virtual characters is proposed based on the theory of muscle synergies, and applied on the control of throwing motions. Muscle synergies are low-dimensional control representations that allow muscles to be controlled in groups, thus reducing significantly the number of control variables.Through this solution this thesis has the following contributions: 1) A contribution to the validation of the muscle synergy theory by using it to study a new motion, and challenging it with the control of a virtual character, and 2) a contribution to the variety of domains involving physical simulation with muscle-based characters (e.g, biomechanics, animation) by proposing a control solution that reduces redundancy.

Arabidopsis thaliana, s’est adaptée à la variété des niveaux de Pi dans le sol en développant 9transporteurs de phosphates, membres de la famille PHT1, intervenant dans l’acquisition de cet ionpar les racines et sa translocation. Ces protéines révèlent une très forte homologie de séquence entre elles (plus que 61%). La présence de certains transporteurs de type PHT1 dans différents types d’organes ainsi que le chevauchement fréquent entre les divers membres de la famille PHT1 témoigne de la complexité de leurs rôles. De plus, leur redondance génétique et fonctionnelle empêche l’analyse de leur rôle spécifique. En vue de s’affranchir de ces obstacles, notre approche combine plusieurs stratégies génétiques avec l’insertion d’une construction RNAi inactivant plusieurs membres de la famille PHT1 et en particulier le cluster localisé sur le chromosome 5 (PHT1;1/1;2/1;3). Ces outils génétiques ont révélé aussi le fonctionnement des protéines PHT1 à la fois en tant que transporteurs à basse et à haute affinité, ce qui suggère que leur activité est contrôlée au niveau post-traductionnel. En cas de carence en Pi, ces lignées affichent des modifications physiologiques (biomasse, rendement,…) dues à une forte réduction affectant l’activité de l’influx en phosphate (80 à 96%). Ce travail suggère que la redondance génétique et les mécanismes de compensations pourraient protéger la plante de l’inactivation de PHT1. Il a aussi révélé que la perception systémique du Pi est déclenchée par des mécanismes en aval de l’activité des PHT1. / Arabidopsis thaliana absorb inorganic phosphate (Pi) from the soil through an active transport process mediated by the 9 members of the PHT1 family. These proteins share a high level of similarity (greater than 61%), with overlapping expression patterns. The resulting genetic and functional redundancy prevents the analysis of their specific roles. To overcome this difficulty, our approach combined several mutations with gene silencing to inactivate multiple members of the PHT1 family, including a cluster of genes localized on chromosome 5 (PHT1;1, PHT1;2 and PHT1;3). Physiological analyses of these lines established that these three genes, along with PHT1;4, are the main contributors to Pi uptake. Furthermore, PHT1;1 plays an important role in translocation from roots to leaves in high phosphate conditions. These genetic tools also revealed that some PHT1 transporters likely exhibit a dual affinity for phosphate, suggesting that their activity is posttranslationally controlled. These lines display significant phosphate deficiency-related phenotypes (e.g. biomass and yield) due to a massive (80 to 96%) reduction in phosphate uptake activities. These defects limited the amount of internal Pi pool, inducing compensatory mechanisms triggered by the systemic Pi starvation response. Such reactions have been uncoupled from PHT1 activity suggesting that systemic Pi sensing is most probably acting downstream of PHT1.

Le travail mené dans cette thèse est une contribution au développement mécatronique d'interfaces haptiques pour un système de télé-opération dédié aux applications médicales du type chirurgie mini-invasive. Dans un premier temps, nous avons mené une évaluation d'une interface « maître » existante, ayant une architecture parallèle sphérique et développée au sein de l'équipe robotique de l'Institut PPRIME. Cette évaluation a montré la présence de singularités, en particulier des singularités parallèles, à l'intérieur de l'espace du travail de l'interface. La présence de singularités altère le comportement cinématique en amplifiant les erreurs de résolution du modèle géométrique direct d'une part et les couples actionneurs lors du retour d'effort d'autre part. Dans un deuxième temps, différentes approches ont été proposées pour résoudre les problèmes liés à la présence des singularités. La première approche a consisté à utiliser la redondance de capteurs et la redondance d'actionneurs pour palier à ces effets dans la structure existante. Dans la seconde approche, nous avons proposé une nouvelle architecture mécanique optimale qui élimine les singularités présentent dans l'espace de travail. Les résultats obtenus, avec cette nouvelle structure à travers les essais expérimentaux réalisés sur le prototype, sont conformes aux objectifs fixés. Les deux interfaces haptiques ont été utilisées pour contrôler avec succès un robot dédié à la chirurgie mini-invasive. Le comportement du système global « robot esclave interface haptique » ouvre des perspectives prometteuses aussi bien pour de futures études scientifiques que pour un transfert industriel. / A contribution for a development of haptic devices for tele-operation system is presented in this thesis. This device is dedicated for medical applications such as minimally invasive surgery tasks. In one first step, an evaluation of the existing master device is carried out. This device has a spherical parallel architecture and has been developed within the robotics team of PPRIME Institute. The evaluation of this device has shown the presence of parallel singularities located in its workspace. This singularity alters the kinematic behavior of the structure by amplifying the errors in solving the forward kinematics and amplifying the actuator torques for the haptic feedback. In a second step, different approaches have been proposed to solve the problems related to the presence of the singularities. The first approach consists in using redundancy of sensors and actuators for the existing structure in order to overcome the effects of singularities. In the second approach, we have proposed a new optimal mechanical architecture that eliminates the singularity. The results obtained with this new structure through the experimental testing of the prototype, are in accordance with the expected ones. The two haptic devices have been used to successfully control a robot dedicated to minimally invasive surgery. The behavior of the overall system "robot and haptic device" opens up promising prospects for future studies as well as for industrial transfer.

Dans cette thèse, nous étudions plusieurs modèles de routage efficaces en énergie. Pour chaque modèle, nous présentons une formulation en programmation linéaire mixte permettant de trouver une solution exacte. En outre, comme il s’agit de problèmes NP-Difficiles, nous proposons des heuristiques efficaces pour des réseaux de grande taille. Dans la première partie de cette thèse, nous étudions une solution de routage efficace en énergie dans laquelle nous ajoutons la possibilité d’éliminer des redondances dans les paquets transmis sur le réseau. Nous montrons premièrement que l’ajout de l’élimination des redondances permet d’améliorer l’efficacité énergétique des réseaux en éteignant plus de liens. Ensuite, nous étendons le modèle afin qu’il prenne en compte un certain niveau d’incertitudes dans le volume de trafic et le taux de redondances. La deuxième partie de cette thèse est consacrée aux problèmes qui se posent lors du déploiement de tels protocoles dans les réseaux. Plus particulièrement, nous proposons de minimiser les changements entre deux configurations réseaux consécutives lorsque plusieurs matrices de trafic sont considérées. Le routage des demandes étant alors assuré avec le protocole de routage OSPF (Open Shortest Path First). Ensuite, nous abordons le problème de la limitation du nombre de règles de routage dans les routeurs en utilisant une technologie de type SDN (Software Defined Networks). Enfin, nous présentons en annexe des travaux complémentaires réalisés au cours de cette thèse concernant le routage multicast et le contrôle de congestion TCP. / In this thesis, we study several models of energy-Aware routing. For each model, we present a linear programming formulation to find the exact solution. Moreover, since energy-Aware routing is NP-Hard problem, we also propose efficient heuristic algorithms for large scale networks. In the first part of this thesis, we deal with GreenRE - a new energy-Aware routing model with the support of redundancy elimination. We first present a deterministic model in which we show how to combine energy-Aware routing and redundancy elimination to improve energy efficiency for backbone networks. Then, we extend the model in order to take into account uncertainties in traffic volumes and redundancy rates. The second part of this thesis is devoted to the deployment issues of energy- aware routing in practice. In detail, to avoid service deterioration for end-Users, we limit changes of network configurations in multi-Period traffic matrices in Open Shortest Path First (OSPF) protocol. Next, we address the problem of limited rule space in OpenFlow switches when installing energy-Aware routing configurations. Finally, we present in the appendix other works developed during this thesis: multicast network protocol and TCP congestion control algorithm.

L'engagement des cellules vers un destin donné, ou détermination cellulaire, est un processus clé du développement. Quels sont les mécanismes qui sous-tendent la détermination cellulaire ? Pour aborder cette question, nous utilisons le lignage des soies mécanosensorielles de la drosophile. Dans ce lignage, la diversité des cellules résulte de l'activation différentielle de la voie Notch ainsi que la ségrégation asymétrique de déterminants cellulaire à chaque division. Cependant, comment la répétition d’un même mécanisme peut-elle être à l’origine des destins cellulaires différents ? D'autres facteurs doivent être impliqués dans ce processus. Afin des les identifier, mon intérêt s’est porté sur les facteurs de transcription de la superfamille Snail, connus pour être impliqués dans la détermination cellulaire au cours du développement de la drosophile.Deux membres de cette superfamille, Escargot (Esg) et Scratch (Scrt) sont exprimés dans le lignage des soies, en particulier dans les cellules neurales et leurs précurseurs. Des analyses de perte et de gain de fonction indiquent qu’Esg et Scrt, agissant de manière redondante, sont nécessaires pour le maintien de l'identité du précurseur secondaire neural. Des tests d’interaction génétique ont montré que ces facteurs agissent en interaction avec la voie Notch, probablement via la répression de l’expression des gènes cibles de la voie. De plus, Esg, mais pas Scrt, a un rôle supplémentaire lors de la formation du lignage des soies. La perte de fonction de ce facteur provoque un défaut de l’arborisation et de la croissance axonales. En outre, l'expression des gènes impliqués dans la différenciation neuronale, tels que Elav et Prospero, est altérée dans ce contexte, suggérant qu’Esg contrôle la différenciation neuronale en régulant l'expression de gènes clés de l’identité neuronale.Ensemble, mes résultats ont montré qu’Esg et Scrt participent à la mise en place de la diversité cellulaire dans le lignage des soies de la drosophile. / The commitment of cells to a given fate, or cell fate determination, is a key process in development. Cell type diversity arises from variations in this process. What are the mechanisms underlying cell determination and how is cell diversity achieved? In order to approach these questions, we use the Drosophila mechanosensory bristle lineage. In this lineage, cell diversity arises from the differential activation of the Notch pathway as well as the asymmetric segregation of cell fate determinants at each division. However, how does the repetition of the same mechanism trigger different cell fates? Other factors might be involved in cell fate commitment. In order to identify such factors, I focused my interest on the transcription factor of the Snail superfamily, known to be involved in cell determination during Drosophila development.Two members of this superfamily, escargot (esg) and scratch (scrt) are expressed in the bristle lineage, specifically in the inner neural cells and their precursor cells. Loss and gain of function analysis indicate that Esg and Scrt, acting redundantly, are necessary for the maintenance of the neural secondary precursor cell identity. A genetics interaction test showed that this role is achieved in interaction with the Notch pathway, probably through the repression of Notch target genes expression. Moreover, Esg, but not Scrt, has an additional role during the inner bristle cell formation. Loss of function of this factor induces a defect in neuronal differentiation, specifically axon growth and patterning. Moreover, the expression of genes involved in neuronal differentiation, such as elav and prospero, is impaired in this context. Altogether, these data suggests that Esg is involved in neuronal differentiation by regulating the expression of key neuronal genes.Together, my results showed that Esg and Scrt participate to the establishment of cell diversity in Drosophila bristle cell lineage.