Dans le monde actuel, le dioxyde de carbone (CO2) est le déchet majoritaire issu de l’utilisation des ressources fossiles mais il est encore peu utilisé dans les applications à grande échelle. Afin de tirer parti de son abondance, le développement de nouvelles transformations chimiques du CO2 pour accéder à des produits de chimie fine connait un intérêt croissant au sein de la communauté scientifique. Tout particulièrement, la formation de liaison(s) C-N à partir du CO2 et d’un substrat azotés permet d’accéder à des produits à hautes valeurs énergétiques et commerciales. Un second type de transformation désirable est la formation de liaison C-C à partir du CO2 afin de synthétiser des dérivés d’acides carboxyliques comme des esters. L’utilisation d’hydrosilanes, réducteurs doux, permet de travailler sous 1 bar de CO2 avec des catalyseurs à base de métaux peu coûteux et abondants tels que le fer et le zinc ou bien avec des organocatalyseurs. Les synthèses de formamides, de méthylamines ou d’aminals à partir du CO2 ont ainsi été développées par hydrosilylation. Enfin, la carboxylation des carbosilanes à partir du CO2 a été développée pour la première fois avec un catalyseur à base de cuivre. Dans le cas des 2-pyridylsilanes, l’utilisation de sels de fluorures pentavalents permet d’activer le substrat efficacement sans catalyseur. / In the current world, carbon dioxide (CO2) is the major waste of the massive utilization of fossil resources but only few applications have been developed using this compound. In order to take advantage of its abundancy, the development of novel chemical transformation of CO2 to produce fine chemicals is of high interest in the scientific community. In particular, the formation of C-N bond(s) from CO2 and amine compounds unlocks a new way to access high energy and value-added. A second type of highly desirable transformation is the formation of C-C bonds with CO2 so as to synthesize carboxylic acid derivatives. The utilization of hydrosilanes as mild reductants allows the reactions to proceed under 1 bar of CO2 with abundant and cheap metal-based catalysts (iron, zinc) or with organocatalysts. The synthesis of formamides, methylamines and aminals from CO2 are described herein. Ultimately, the catalytic carboxylation of carbosilanes has been achieved for the first time using copper-based complexes. In the specific case of 2-pyridylsilanes, the use of pentavalent fluoride salts allowed us to perform the reaction without catalyst.

Les ressources carbonées fossiles (pétrole, charbon, gaz) couvrent 85 % des besoins énergétiques mondiaux et servent de matières premières pour 95 % des consommables chimiques organiques (plastiques, engrais, pesticides…). L’amenuisement des ressources pétrolières et l’accumulation du CO2 résultant de leur utilisation posent donc un problème écologique, énergétique et de disponibilité en matières premières pour l’industrie chimique. Dans ce contexte, il convient de proposer de nouvelles voies de synthèse de consommables chimiques, de manière à construire une industrie durable basée sur l’utilisation de ressources carbonées renouvelables. Contourner la pétrochimie et valoriser au maximum son déchet carboné, le CO2, pour construire des édifices moléculaires sans vocation énergétique (polymères, engrais, textiles synthétiques…) représente donc un enjeu scientifique de premier plan. Dans cet optique, de nouveaux procédés de synthèse de molécules azotées ont été mis au point à partir de CO2 comme source de carbone, d’amines comme source d’azote et de réducteurs doux de type hydrosilanes et hydroboranes comme source d’hydrogène. Ces procédés sont accélérés par l’utilisation de catalyseurs sans métaux et permettent de produire des formamides, des formamidines, des aminals et des méthylamines, qui constituent des molécules de bases de l’industrie chimique. / The fossil carbon resources (oil, coal, gas) cover 85% of world energy portfolio and serve as raw materials for 95% of organic chemicals consumables (plastics, fertilizers, pesticides...). The decrease of oil resources and the accumulation of CO2 arising from their use thus pose environmental, energetic and availability of raw materials problems for the chemical industry. In this context, it is appropriate to propose new methods of chemical synthesis to build a sustainable industry based on the use of renewable carbon resources. Bypassing petrochemicals and valorize its carbon waste, CO2, to build molecular structures without energy purposes (polymers, fertilizers, synthetic textiles ...) represents a leading scientific challenge. From this perspective, new nitrogen molecules synthetic processes have been developed from CO2 as a carbon source, amines as nitrogen source and mild reductant such as hydrosilanes and hydroboranes as a hydrogen source. These processes are accelerated by the use of metal-free catalysts and enable the production of formamides, formamidines, aminals and methylamines, which are basic molecules of the chemical industry.

Le travail présenté dans ce mémoire s'intéresse à la simulation du comportement mécanique de câbles d'ascenseurs. Le but de ce travail est d'élaborer une méthode permettant de simuler le comportement mécanique de tels câbles à moindre coût, et avec une précision suffisante.Dans un premier temps, différentes méthodes permettant de modéliser ou de simuler le comportement de ces câbles ont été comparées, et leurs avantages et inconvénients ont été analysés. Les résultats de modèles analytiques et de simulations éléments finis ont été comparés avec des données expérimentales. Les modèles analytiques considérés dans ce travail présentent un coût de calcul bien moins élevé que les modèles éléments finis, mais n'offrent pas une précision suffisante dans leurs résultats pour simuler le comportement de câbles d'ascenseurs. L'approche éléments finis a été retenue pour cette raison comme la plus adaptée pour simuler ce genre de câbles. Les coûts de calcul liés à cette approche sont cependant très élevés, et demandent la mise en oeuvre de méthodes particulières en vue de les réduire.Afin de réduire les temps de calculs, trois types de méthodes ont été considérées : les méthodes d'homogénéisation, les méta-modèles, et les techniques de réduction de modèle. L'approche de réduction de modèle a été retenue comme la plus appropriée et a été implémentée dans le code de simulation par éléments finis Multifil. Des résultats avec une bonne précision ont été obtenus en utilisant cette méthode, mais les coûts des simulations initiales sur le modèle complet afin d'obtenir un ensemble de solutions permettant de construire une base réduite apparaissent trop élevés dès qu'il s'agit de traiter des câbles de longueurs importantes. Pour remédier à ce problème, une méthode de réduction par tronçon a été formulée et implémentée. Cette méthode tire parti de la structure périodique du câble et permet d'identifier a base de réduction seulement sur un motif périodique élémentaire. Cette base est ensuite utilisée pour représenter la solution sur l'ensemble d'un câble composé de plusieurs tronçons.Le coût des multiplications matricielles nécessaires pour transformer le système linéaire du problème initial, en système linéaire réduit reste cependant trop important pour obtenir un gain significatif, en particulier dans le contexte de la résolution d'un problème non-linéaire. Pour pallier cette difficulté, une technique supplémentaire, appelée ``Discrete Empirical Interpolation Method'' (DEIM), a été mise en oeuvre avec succès, et a permis d'obtenir au final une réduction du coût de calcul d'un facteur 4. / The work presented in this dissertation is focused on the simulation of the mechanical behaviour of lift's wire ropes. The aim of the work is to elaborate a method to simulate the mechanical behaviour of such wire ropes with low computational cost and sufficient accuracy.First of all, several methods to model or simulate wire ropes have been compared and their weak and strong points have been highlighted. Analytical and finite element methods have been compared with experimental tests. It was concluded that analytical methods considered in this work have a lower computational cost than finite element methods, but the results obtained using them are not accurate enough to simulate lift wire ropes. Therefore, finite element methods have been considered as the most appropriate to simulate these wire ropes. However, their computational cost is high so some methods to reduce it must be applied.In order to reduce the computational time, three type of methods have been considered: homogenization, metamodeling and model order reduction. Model order reduction technique was chosen as the most adequate method and it was implemented in the wire rope finite element simulation program Multifil. Accurate results have been obtained, however the computational cost needed by initial simulations to get the snapshots used to define a reduce basis was too high for long wire ropes. To solve this problem, a sectionwise reduction method was proposed and implemented. This formulation takes advantage of the periodic structure of wire ropes: the reduced basis is identified only on a reference elementary section and used for all repetitive sections of a multi-section wire rope. The computational cost induced by the multiplication of matrices in order to transform the linear system of the initial problem into the linear system of the reduced problem was shown to remain too high, particularly in the context of the solving of a non-linear problem, to allow the global computational time to be significantly decreased using the proposed techniques. To overcome this difficulty, an additional technique, namely the so-called Discrete Empirical Interpolation Method (DEIM) was successfully implemented and tested, allowing a time reduction factor of 4 to be obtained.

La conception d’un produit industriel requiert parfois des simulations afin de prédire le comportement du produit en question. En pratique ce type de simulations peut être réalisé en utilisant la méthode des éléments finis, cependant la précision et le niveau de détail souhaité génèrent des modèles difficiles à évaluer. En outre, le caractère itératif présent dans de nombreuses conceptions accentue le ralentissement induit par ces simulations couteuses en temps de calculs. Afin de pallier ce problème, une démarche de réduction de modèle est souhaitée par le partenaire industriel. Les grands axes de travail sur cette méthode sont : la recherche d’une haute compacité, la prise en compte de non-linéarités de grands déplacements et l’évaluation de l’amortissement dans les liaisons du système due au phénomène de contact-friction. / The mechanical design of a system involves many investigations, notably the validation of its structural behaviour over its operating frequency range. This kind of analysis can be numerically performed using the finite element method, however in such a context, the required accuracy and detail level imply models whose significant sizes lead to time consuming simulations. Moreover, the optimization process of such a system may request numerous validation computations that turn out extremely slow the design process. In the framework of this PhD we target a reduction methodology whose main features are: being compact, dealing with non-linear displacement and recovering the damping effects of the model joint due to the contact-friction phenomenon.

La production d’hydrogène et de dioxygène par électrolyse PEM (PEM « Proton Exchange Membrane ») de l’eau s’effectue grâce à la présence de métaux nobles dans les couches catalytiques: à la cathode, le platine supporté sur du carbone est généralement utilisé (les chargements en métaux nobles sont faibles de l’ordre de 0,5 mg/cm²) ; à l’anode, la production d’oxygène s’effectue à des potentiels élevés (> 1,6 V vs. ESH). Les oxydes de métaux nobles sont utilisés seuls dans la couche active anodique et servent à la fois de catalyseurs et de conducteurs électroniques. Comme ils sont parmi les métaux les plus denses, pour obtenir une continuité électrique de la couche anodique, les chargements doivent être très élevés, de l’ordre de 2-3 mg/cm².Cette thèse propose ainsi de développer de nouveaux matériaux supports stables électrochimiquement et bons conducteurs électroniques pour séparer les fonctions de catalyse et de conduction électronique. Pour cela, des assemblages membrane électrodes intégrant des particules de titane comme support de catalyseur anodique ont été préparés dans notre laboratoire. Testés en mono-cellule de 25 cm², leurs principales caractéristiques ont été déterminées par voltampérométrie cyclique, spectroscopie d’impédance et grâce à des courbes de polarisations à différentes températures. La comparaison des résultats obtenus entre ces anodes « innovantes » et celles à base de catalyseur seul a permis de mettre en évidence la présence d’un chargement anodique seuil de 0,5 mg/cm² en dessous duquel la présence d’un support de catalyseur est nécessaire pour assurer la percolation électrique. Grâce à l’utilisation de ce support de catalyseur bon marché, les chargements anodiques ont pu être réduits jusqu’à des valeurs aussi faibles que 0,1 mg/cm² IrO2, soit une réduction de dix fois au minimum par rapport aux taux généralement employés dans la littérature, tout en maintenant des performances identiques. / It is expected that PEM water electrolysis will play a significant role in the hydrogen society as a key process for producing hydrogen from renewable energy sources but before this, substantial cost reductions are still required. Because of the high acidity of membrane materials used in PEM water electrolysers, expensive noble-metals or their oxides are required as electrocatalysts (platinum for hydrogen evolution and iridium for oxygen evolution). As the oxygen evolution reaction takes place with a large overpotential (anodic potential > 1.6 V) only few materials can be used to avoid corrosion. In state-of-the-art, noble metal oxides are generally used alone in the active layer with typical loadings of 2-3 mg/cm² and act as both catalyst and electronic conductor.In order to reduce the noble metal loadings and keep a good electronic conductivity of the catalytic layer, iridium can be supported onto a conductive and electrochemical stable material support. To gain more insights, several MEAs with anodes made of pure iridium oxide or 50 wt % IrO2/Ti anodes have been prepared and characterized using cyclic voltammetry and impedance spectroscopy, and by measuring polarization curves at different operating temperatures. Without the catalyst support, anodic loadings can be reduced down to 0,5 mg/cm² without any degradation in the electrochemical performances. By using anodes made of iridium oxide and titanium particles, further reductions of anodic loading can be made down to 0.1 mg/cm² with performances similar to those obtained with conventional loadings of several mg cm-2.

Ce travail de thèse interroge la structure fondamentale du langage. Il s’inscrit dans la tradition greimassienne en ce sens qu’elle assume son affiliation avec les théories de Hjelmslev, Jakobson, Lévi-Strauss et Propp. Mais au-delà, il cherche ce que ces théories ont en commun et qu’elles n’avaient peut-être pas encore suffisamment abordé, notamment certaines relations avec la théorie thomienne/petitotienne. Nous postulons dans cette étude que le discours subit la contrainte d’un ordre sémantico-syntaxique sous-jacent et structurant. Plus précisément, nous postulons que le discours tend à s’organiser à partir, et/ou autour, d’une même chaîne sous-jacente, hiérarchique, contraignante, non aléatoire, transphrastique et restreinte de catégories sémantiques fondamentales. Nous nous inscrivons de fait dans le champ morphodynamique. A partir d’une double approche sémasiologique et distributionnelle, puis par des méthodes statistiques et mathématiques, nous montrons que certains sèmes, assimilables à des universaux et aux propriétés topologiques sous-jacentes, s’incrémentent naturellement dans le corps des énoncés. Ainsi, ce ne sont plus principalement des sèmes isolés que nous étudions mais des séries, des chaînes, des agencements syntagmatiques qui débouchent sur une forme de « proto-raisonnement » associant des sèmes. Enfin, nous montrons par l’expérimentation qu’il existe vraisemblablement aussi d’autres régularités à l’intérieur de cette structure continue ; régularités qui permettent de conforter l’hypothèse d’un principe autosimilaire entre structure profonde et structure superficielle. Notre thèse s’attache en principal à décrire, et à justifier l’existence d’un tel phénomène structural. / This thesis questions the fundamental structure of language. It belongs to the Greimas tradition in the sense that it assumes its affiliation with the theories of Hjelmslev, Jakobson , Levi-Strauss, and Propp. This work tries to go beyond by defining connections with Thom and Petitot theory. In this study, we postulate that discourse is constrained by an underlying semantic and syntactic structural order. More specifically, our assumption is that the discourse tends to be organized from and/or around a same underlying chain, involving non-random hierarchy, going beyond the sentences and being constrained to semantic fundamental categories. Our analysis is also included in a morphodynamic framework.From a double semasiologic and distributional approach, and from statistical and mathematical methods, we show that various semes, linked to universals and topological underlying properties, are naturally incremented in the discourse.As a consequence, what we are studying is not a collection of isolated semes but series, chains, syntagmatic arrangements that yield to a form of "proto-reasoning" associating semes. Finally, we show by experimentation, as there are likely other regularity patterns within the continuous structure. These regularities allow us to support the hypothesis of a self-similar principle between deep structure and surface structure. This thesis work is mainly focused on the description and the justification of the existence of such a structural phenomenon.

Les microsystèmes, qui sont réalisés à partir de technologies micro-électroniques, connaissent un essor scientifique et technologique important grâce à leurs applications qui sont de plus en plus présentes dans la vie courante. Un des microsystèmes très en vogue est le transducteur ultrasonore capacitif micro-usiné, couramment appelé CMUT. Il est utilisé pour transmettre ou réceptionner des ondes ultrasonores et son domaine d’application est très vaste puisqu’on le trouve dans des sondes d’imagerie médicale, dans des hauts parleurs ultra directifs, pour le contrôle non destructif de matériaux… Dans la plupart des applications la puissance acoustique émise par le CMUT doit être très élevée ce qui implique que le CMUT va être utilisé en régime non-linéaire. En outre, même en utilisant des procédés de fabrication avancés, la microplaque mobile constituant le CMUT possède une déformation géométrique dans son état de repos. Il faudra par conséquent tenir compte des non-linéarités et des imperfections géométriques lors de l’analyse statique et dynamique du CMUT.Dans ce travail le modèle multiphysique d’un CMUT est développé en tenant compte des non-linéarités géométriques et électrostatiques ainsi que de la déflexion initiale de la microplaque. Les équations différentielles du mouvement de la microplaque, issues de la théorie des plaques de von Kármán, sont discrétisées spatialement en utilisant la méthode différentielle quadratique. La réponse statique d’un CMUT a été analysée à partir de simulations numériques et d’essais expérimentaux, en considérant des plaques planes et des plaques courbes et on montre qu’une déflexion initiale de la plaque conduit à une augmentation de la tension de pull-in. Le comportement dynamique non-linéaire du CMUT est analysé en discrétisant la variable temporelle et en utilisant la méthode des différences finies. En utilisant la technique de continuation arclength, nous déterminons la réponse en fréquence non-linéaire du CMUT. Suivant la valeur de la tension DC, le CMUT aura un comportement raidissant ou assouplissant. Une validation expérimentale du modèle numérique est réalisée en utilisant des microplaques planes et des microplaques courbes. En particulier nous montrons que l’utilisation de microplaques courbes, dues aux imperfections géométriques, change la réponse en fréquence du CMUT, passant d’un comportement raidissant à un comportement assouplissant, augmente le domaine de bi-stabilité et modifie la topologie de bifurcation.Le modèle numérique est par la suite étendu afin d’analyser les effets du film d’air sur le comportement dynamique de la microplaque en couplant les équations mécaniques du CMUT avec les équations de Reynolds du fluide. Les fréquences de résonance du problème multiphysique sont obtenues par résolution d'un système linéaire amorti. La validation expérimentale et numérique du modèle est effectuée en déterminant les fréquences de résonance du CMUT à des pressions différentes. Nous montrons que l’air comprimé change la réponse dynamique du CMUT par l’ajout d’une raideur et d’un amortissement. La diminution de la pression conduit à une diminution de la fréquence de résonance du système couplé et tend vers la fréquence de résonance de la microplaque. D'autre part la réponse en fréquence du système devient non-linéaire due à la diminution du coefficient d'amortissement. A la pression atmosphérique, on montre que le CMUT a un comportement non-linéaire de type assouplissant lorsque les excitations sont élevées. Le modèle numérique développé est un outil efficace pour analyser les CMUTs et augmenter leurs performanaces. / Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) have attracted the interest of scientists and engineers thanks to the variety of their applications and their significant roles in our real life. One of the most important microsystems is the capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT), which is used for transmitting ultrasonic waves, for instance in medical imaging and therapy. In such applications, a high-transmitted acoustic power is needed which implies driving the CMUT in the nonlinear regime. Moreover, from a manufacturing point of view, the fabrication of a CMUT with a flat surface is extremely difficult even with the recent advances in the fabrication process. Modeling this type of microsystem while including the main sources of nonlinearities and geometric imperfections is a challenging step in understanding its static and dynamic behavior.In this thesis, a multiphysics model of imperfect CMUTs is developed taking into account the geometric and electrostatic nonlinearities. The governing equations of motions are derived from the von Kármán plate theory and spatially discretized using the Differential Quadrature Method (DQM). For the static response, numerical simulations and experimental characterizations have been conducted on flat and curved CMUTs, showing that a positive initial deflection leads to an increase in the pull-in voltage. The nonlinear dynamic behavior of a CMUT is studied by discretizing the time variable using the Finite Difference Method (FDM). The nonlinear frequency and force responses have been determined by combining FDM with the arclength continuation technique. It is shown that the CMUT can exhibit a hardening or softening behavior depending on the DC voltage. An experimental validation of the numerical model is performed for the case of flat and curved microplates. We demonstrate that the geometric imperfection modifies the nonlinear frequency response of a CMUT from hardening to softening, increases its bistability domain and permits the tuning of its bifurcation topology.The numerical model is extended to investigate the effect of an air film on the dynamic behavior of the microplate by coupling the nonlinear mechanical equations with the Reynolds equation. The complex resonance frequencies of the multi-physical problem are determined by solving the damped linear system. An experimental and numerical validation of the model is performed by determining the resonance frequencies at several static pressures. We demonstrate that the air film is able to modify the dynamic response of the CMUT by adding stiffness and damping. By decreasing the static pressure, the resonance frequency of the coupled problem decreases and becomes closer to the natural resonance frequency of the microplate. Moreover, the frequency response of the system becomes nonlinear due the decrease in the damping coefficient. At atmospheric pressure, the softening type behavior of the CMUT is obtained by applying high excitation levels. The presented numerical model is a very efficient tool to understand the nonlinear dynamic behavior CMUTs and to enhance their performances.

Le scanner a révolutionné la médecine permettant une accélération et une meilleure prise en charge du patient. La tomodensitométrie (TDM) s’accompagne d’un désavantage qui est l’augmentation du risque de cancer radio-induit des patients qui en bénéficient. La question se pose notamment aux urgences où l’emploi du scanner est de plus en plus prédominant, souvent après la réalisation d’une radiographie. Cette attitude, malgré tout justifiée dans la plupart des cas, peut s'avérer délétère. De ce fait les principes de radioprotection obligent à l’optimisation de la dose délivrée aux patients. L’inquiétude principale réside dans l’irradiation du thorax qui est la région la plus radiosensible du corps humain. Cela se traduit par une recherche continue d’un compromis entre l’obtention de la dose la plus basse possible tout en gardant une qualité d’image satisfaisante pour le diagnostic. Les dernières années des innovations technologiques ont été développées pour optimiser la dose au scanner ; la plus importante et la plus récente étant la reconstruction itérative (RI). La RI permet d’améliorer les index de qualité image avec une dose abaissée ou à dose équivalente reconstruite avec la classique rétroprojection filtrée, mais restituant enfin une qualité d’image modifiée. L’objectif de cette thèse était d’établir un protocole TDM du thorax délivrant une dose similaire à celle d’une radiographie du thorax de face et une de profil (ULD-CT_Ultra-low-dose-Computed Tomography) pour des indications de douleurs thoraciques en urgence sans injection de produit de contraste. La réaction des radiologues non habitués a été investiguée pour considérer la modification de l’image liée à la réduction de la dose et de l’emploi de la RI. Pour atteindre cet objectif les travaux de cette thèse se sont déroulés selon trois phases. La première phase représente une approche globale à la RI, testée sur fantômes pour optimiser les protocoles TDM de notre département. À partir des résultats obtenus, la deuxième phase a débuté. Des protocoles TDM thorax standard, à basse dose (LD-CT_Low-dose) et à très basse dose (ULD-CT) ont été testés sur des cadavres humains. La troisième phase a été caractérisée par l’application du protocole ULD-CT en pratique clinique aux urgences. Quatre articles scientifiques ont été rédigés pour représenter les trois phases de cette thèse. En conclusion, le protocole ULD-CT reconstruit avec des hauts niveaux de RI a délivré une dose inférieure à celle du niveau de référence diagnostique national pour une radiographie du thorax de face et une de profil. Ce type de protocole à très faible dose reconstruit avec RI est une alternative valable à la radiographie pour certaines indications sélectionnées pour l’exploration du thorax en urgence. En outre les radiologues malgré des remarques critiques sur la qualité d’image de l’ULD-CT ont toujours déclaré un niveau de confiance diagnostique élevé. / Computed Tomography (CT) improved patients' health care. However CT has a major drawback, which is the ionizing irradiation of the patient with an ensuing radiation-induced cancer risk. This issue is particularly observed in emergency settings, where the CT is increasingly becoming a dominant tool for the care decision-making, often after a radiographic study. Although this attitude is justified in the majority of the cases, it could be deleterious. Thus the principles of radiation safety obligate to the optimization of radiation dose delivered to the patients. The main problem is that the chest is the most radiation sensitive region of the human body. Hence the research of the better trade-off between the dose reduction and a diagnostic image quality is mandatory. Recently, several technological improvements have been developed to optimize the radiation dose at CT. The newest and most important innovation is the iterative reconstruction (IR). IR improves the quality image indexes of a CT image generated with a lowered dose or equivalent to that reconstructed with filtered back projection. Finally this reconstruction method renders a modified CT image. The goals of this PhD thesis were: i) to establish an unenhanced CT protocol, delivering a dose in the range of a radiographic study (ULD_ultra-low-dose-CT), for chest pain indications with no need of contrast media administration and ii) to investigate the reaction of unaccustomed radiologists to ULD-CT imaging. To accomplish these tasks the work of this thesis has been split in three phases. In the first phase a study approaching globally the IR was carried out testing several CT protocols on phantoms, in order to optimize the CT protocols of our institution. The outcomes of this study opened the second phase. A standard dose CT, a low-dose-CT and an ULD-CT protocols were acquired on the chest of human cadavers. The third phase was characterized by the application of ULD-CT in clinical practice in emergency settings. Four scientific articles were produced to communicate the results of this doctorate work. In conclusion, the ULD-CT protocol, reconstructed with high strengths of IR, conveyed a dose lower than the one of the national diagnostic reference level for a double projections chest X-ray. This ULD-CT protocol with IR is a valid alternative to the radiography for the study of the chest, for selected indications in emergency settings. Moreover, despite the radiologists were censorious about the ULD-CT image quality, they demonstrated always a high diagnostic confidence level.

Un certain nombre de domaines tels que les études de criticité requièrent le calcul de certaines grandeurs neutroniques d'intérêt. Il existe deux types de code : les codes déterministes et les codes stochastiques. Ces derniers sont réputés simuler la physique de la configuration traitée de manière exacte. Toutefois, le temps de calcul nécessaire peut s'avérer très élevé.Le travail réalisé dans cette thèse a pour but de bâtir une stratégie d'accélération de la convergence de la criticité dans le code de calcul TRIPOLI-4®. Nous souhaitons mettre en œuvre le jeu à variance nulle. Pour ce faire, il est nécessaire de calculer le flux adjoint. L'originalité de cette thèse est de calculer directement le flux adjoint par une simulation directe Monte-Carlo sans passer par un code externe, grâce à la méthode de la matrice de fission. Ce flux adjoint est ensuite utilisé comme carte d'importance afin d'accélérer la convergence de la simulation. / Fields such as criticality studies need to compute some values of interest in neutron physics. Two kind of codes may be used : deterministic ones and stochastic ones. The stochastic codes do not require approximation and are thus more exact. However, they may require a lot of time to converge with a sufficient precision.The work carried out during this thesis aims to build an efficient acceleration strategy in the TRIPOLI-4®. We wish to implement the zero variance game. To do so, the method requires to compute the adjoint flux. The originality of this work is to directly compute the adjoint flux directly from a Monte-Carlo simulation without using external codes thanks to the fission matrix method. This adjoint flux is then used as an importance map to bias the simulation.

La sélection d'un modèle approprié est l'une des tâches essentielles de l'apprentissage statistique. En général, pour une tâche d'apprentissage donnée, on considère plusieurs classes de modèles ordonnées selon un certain ordre de "complexité". Dans ce cadre, le processus de sélection de modèle revient à trouver la "complexité" optimale, permettant d'estimer un modèle assurant une bonne généralisation. Ce problème de sélection de modèle se résume à l'estimation d'un ou plusieurs hyperparamètres définissant la complexité du modèle, par opposition aux paramètres qui permettent de spécifier le modèle dans la classe de complexité choisie.<br>L'approche habituelle pour déterminer ces hyperparamètres consiste à utiliser une "grille". On se donne un ensemble de valeurs possibles et on estime, pour chacune de ces valeurs, l'erreur de généralisation du meilleur modèle. On s'intéresse, dans cette thèse, à une approche alternative consistant à calculer l'ensemble des solutions possibles pour toutes les valeurs des hyperparamètres. C'est ce qu'on appelle le chemin de régularisation. Il se trouve que pour les problèmes d'apprentissage qui nous intéressent, des programmes quadratiques paramétriques, on montre que le chemin de régularisation associé à certains hyperparamètres est linéaire par morceaux et que son calcul a une complexité numérique de l'ordre d'un multiple entier de la complexité de calcul d'un modèle avec un seul jeu hyper-paramètres.<br>La thèse est organisée en trois parties. La première donne le cadre général des problèmes d'apprentissage de type SVM (Séparateurs à Vaste Marge ou Support Vector Machines) ainsi que les outils théoriques et algorithmiques permettant d'appréhender ce problème. La deuxième partie traite du problème d'apprentissage supervisé pour la classification et l'ordonnancement dans le cadre des SVM. On montre que le chemin de régularisation de ces problèmes est linéaire par morceaux. Ce résultat nous permet de développer des algorithmes originaux de discrimination et d'ordonnancement. La troisième partie aborde successivement les problèmes d'apprentissage semi supervisé et non supervisé. Pour l'apprentissage semi supervisé, nous introduisons un critère de parcimonie et proposons l'algorithme de chemin de régularisation associé. En ce qui concerne l'apprentissage non supervisé nous utilisons une approche de type "réduction de dimension". Contrairement aux méthodes à base de graphes de similarité qui utilisent un nombre fixe de voisins, nous introduisons une nouvelle méthode permettant un choix adaptatif et approprié du nombre de voisins.