Dans le cycle de carbone à l'échelle de la planète, la contribution des forêts tropicales, en tant que stock de carbone, est déterminante. Les études actuelles montrent que la connaissance précise de la biomasse forestière globale est nécessaire pour les modèles de prévision. C'est dans ce contexte que le projet BIOMASS est choisi par l'Agence spatiale européenne (ESA) comme une phase A du programme «Earth Core Mission». L'objectif de cette mission innovatrice est l'utilisation d'un système d'imagerie polarimétrique fonctionnant en bande P (435 MHz) pour la mesure de la biomasse forestière. La définition actuelle de la mission prévoit un mode tomographique rassurant une imagerie tri-dimentionnelle (3-D) de la forêt. Dans le cadre du projet BIOMASS, cette thèse de doctorat vise à développer une nouvelle stratégie pour la télédétection de la biomasse dans les forêts tropicales en utilisant des données multi-baseline acquises par le radar à ouverture synthétique (SAR) en bande P. Une approche originale consite à combiner la tomographie et le modèle RvoG (Random-Volume-over-Ground) établi et vérifié avec la technique PolInSAR (polarimetric SAR Interferometry). L'environnement forestier peut être décrit avec précision par un modèle polarimétrique multicouche (sol et succession de couches végétales). Une généralisation multi-baseline du modèle RVoG implique un certain nombre de paramètres qui peuvent être estimés à partir des données SAR en utilisant des méthodes spectrales haute résolution. Ainsi, une cartographie de la forêt et du sol peut être réalisée à l'aide de données tomographiques. De plus, la capacité des techniques tomographiques permet d'estimer la distribution verticale de la puissance rétrodiffusée. Ainsi, une information précise sur la biomasse peut être extraite de la puissance mesurée dans un domaine adapté à la couche de végétation. Cependant, cette puissance mesurée peut être fortement affectée par l'écho du sol dû à la contribution de double rebond. Et par suite, le principal défi peut être résumé par l'élaboration d'un nouvel estimateur de la biomasse forestière lié à une puissance rétrodiffusée mesurée avec une polarisation et un domaine vertical, tous les deux sont adaptés à la couche de végétation. Les algorithmes développés pour la cartographie de la forêt, l'estimation et la simulation de la biomasse sont appliqués et validés sur des données SAR aéroportées réalisées lors de la campagne TROPISAR en Guyane. / Forested areas cover one third of earth's land surface and their contribution in the storage of carbon is decisive. Current studies show that the accurate knowledge of global forest biomass is necessary for the prediction of climate changes on the planet. In this context, the BIOMASS project is selected by the European Space Agency (ESA) as Phase A of the 'Earth Core Mission' program. This highly innovative mission consists of the use of a polarimetric imaging radar operating at P band (435 MHz) for the measurement of forest biomass. The current definition of the mission provides a three-dimensional imaging (3-D) of the forest with both tomographic and multi-pass interferometric modes. In the framework of this project, this PHD thesis aims to develop a novel strategy for the remote sensing of the biomass within the dense tropical forests by processing on multi-baseline P-band Synthetic Aperture Radar (SAR) data. An original approach combines the possibilities of 3-D exploration tomography and the Random-Volume- over-Ground (RVoG) model established and verified with PolInSAR technique (Polarimetric Interferometry SAR). The forested environment can be accurately described by a polarimetric multi-layer model (soil and a succession of vegetationlayers). A multi-baseline generalization of the RVoG model involves a certain number of parameters which must be estimated from radar observation data by using High- Resolution spectral estimation tomographic methods. Thereby, a cartography of the forest and its underlying ground can be made using tomographic data. Furthermore, the capacity of the tomographic techniques on 3-D imaging allows an estimation of the vertical distribution of the backscattered power. Thus, an accurate biomass information may be extracted from the power measured at a domain adapted to the canopy layer. However, this measured backscattered may be strongly affected by the ground echo due to the double bounce contribution. The main challenge of this thesis is to establish a novel biomass estimator related to a backscattered powermeasured with a polarimetric channel and at a vertical domain, both adapted to the canopy layer. The proposed algorithms of forest cartography and biomass estimation are applied and validated on Airborne P-band SAR data realized on the TROPISAR campaign in French Guyana.

Certains polymères synthétiques biodégradables ont montré des propriétés physico-chimiques aussi intéressantes que celles des plastiques issus du pétrole. Cependant, leur coût élevé dû au prix des matières premières ainsi qu’au faible nombre de voies de synthèse efficaces empêchent leur rentabilité. Une des alternatives serait le développement de méthodes de production viables économiquement par l’utilisation de catalyseurs productifs et de voies de synthèses à économie d’atomes. Ce manuscrit rassemble les travaux effectués durant la thèse sur une série de catalyseurs organométalliques hautement actifs pour la synthèse du poly(lactide), de nouvelles stratégies catalytiques pour la production du poly(3-hydroxybutyrate) et la polymérisation à économie d’atomes d’α-aminoacide-N-carboxyanhydrides pour la production de poly(α-peptides). / Many synthetic biodegradable polymers show competitive physical properties compared to petrochemically derived plastics. However, due to the low availability and high cost of renewable feed stocks or lack of efficient synthetic routes, their industrial production and successful commercial execution lacks economical feasibility. One way to improve the current situation is the implementation of cost efficient methods either by using productive catalysts or by atom-efficient synthetic methods. Here we report the discovery of a series of highly active organometallic catalysts for the synthesis of poly(lactide), new catalytic methodologies for the production of poly(3-hydroxybutyrate), and an atom-efficient polymerization of α-aminoacid-N-carboxyanhydrides to poly(α-peptides).

Les radars à synthèse d'ouverture (Synthetic Aperture Radar ou SAR) permettent de fournir des images à très haute résolution de la surface de la Terre. Les algorithmes de classification traditionnels se basent sur une hypothèse de bruit gaussien comme modèle de signal, qui est rapidement mise en défaut lorsque l'environnement devient inhomogène ou impulsionnel, comme c'est particulièrement le cas dans les images SAR polarimétriques haute résolution, notamment au niveau des zones urbaines. L'utilisation d'un modèle de bruit composé, appelé modèle SIRV, permet de mieux prendre en compte ces phénomènes et de représenter la réalité de manière plus adéquate. Cette thèse s'emploie alors à étudier l'application et l'impact de ce modèle pour la classification des images SAR polarimétriques afin d'améliorer l'interprétation des classifications au sens de la polarimétrie et à proposer des outils adaptés à ce nouveau modèle. En effet, il apparaît rapidement que les techniques classiques utilisent en réalité beaucoup plus l'information relative à la puissance de chaque pixel plutôt qu'à la polarimétrie pour la classification. Par ailleurs, les techniques de classification traditionnelles font régulièrement appel à la moyenne de matrices de covariance, calculée comme une moyenne arithmétique. Cependant, étant donnée la nature riemannienne de l'espace des matrices de covariance, cette définition n'est pas applicable et il est nécessaire d'employer une définition plus adaptée à cette structure riemannienne. Nous mettons en évidence l'intérêt d'utiliser un modèle de bruit non gaussien sur des données réelles et nous proposons plusieurs approches pour tirer parti de l'information polarimétrique qu'il apporte. L'apport de la géométrie de l'information pour le calcul de la moyenne est de même étudié, sur des données simulées mais également sur des données réelles acquises par l'ONERA. Enfin, une étude préliminaire d'une extension de ces travaux au cas de l'imagerie hyperspectrale est proposée, de par la proximité de ce type de données avec les données SAR polarimétriques. / Synthetic Aperture Radars (SAR) now provide high resolution images of the Earth surface. Traditional classification algorithms are based on a Gaussian assumption for the distribution of the signal, which is no longer valid when the background is heterogeneous, which is particularly the case for polarimetric SAR images, especially in urban areas. A compound Gaussian model, called the SIRV model, allows to take into account these phenomena. This thesis is then devoted to studying the impact of this model for the classification of polarimetric SAR images in order to improve the interpretation of classification results in a polarimetric sense, and to propose tools better suited to this model. Indeed, classical techniques using the Gaussian assumption actually use the power information of each pixel much more than the polarimetric information. Furthermore, it is often necessary to compute a mean of covariance matrices, usually by taking the standard arithmetical mean. However, the space of covariance matrices has a Riemannian structure, not an Euclidean one, which means this definition of the mean is not correct. We will then present several methods to use the actual polarimetric information thanks to the SIRV model to improve the classification results. The benefit of using a correct, Riemannian definition of the mean will also be demonstrated on simulated and real data. Finally, a preliminary study of an extension of this work to hyperspectral imagery will be presented.

La biologie synthétique est une discipline en pleine expansion visant à concevoir et construire des systèmes biologiques possédant des fonctions qui n'existent pas dans la nature. Elle se fonde sur des principes d'ingénierie pour rationnaliser la conception de tels systèmes. Le projet CompuBioTic a pour objectif le développement d'un nouveau type de diagnostic du cancer colorectal, se fondant sur une approche de biologie synthétique. Un choix stratégique a été fait et consiste à vouloir développer un système non vivant, ne nécessitant pas de cellule hôte et fondé sur l'utilisation de réseaux protéiques plutôt que génétiques. Très peu de méthodologies et d'outils ont été développés pour faciliter la conception de ce type de système. Cette thèse propose une méthodologie en trois points : conception, simulation et validation expérimentale ainsi que deux outils bioinformatiques, développés pour aider à la conception de réseaux biochimiques synthétiques. Tout d'abord, CompuBioTicDB est une base de données qui regroupe et annote des dispositifs fonctionnels et des molécules réalisant des processus (protéines et petites molécules) pouvant être exploités dans un contexte de biologie synthétique. Deuxièmement, BioNetCAD est un outil permettant de concevoir un réseau biochimique composé de molécules réelles à partir d'un réseau abstrait. BioNetCAD facilite également la simulation spatio-temporelle du système conçu grâce à un lien vers le logiciel HSim. Des portes logiques moléculaires et un dispositif de détection du glucose ont ainsi été conçus, modélisés et validés expérimentalement. Les principes d'un système pour le diagnostic du cancer colorectal sont également proposés. / Synthetic biology is a growing discipline which aims to design and construct biological systems with functions that do not exist in nature. It is based on engineering principles to rationalize the design such systems. The CompuBioTic project aims at the development of a new system for the diagnosis of the colorectal cancer, based on a synthetic biology approach. A strategic choice has been done and consists in wanting to develop a non-living system, which does not require a host cell and which is based on the use of protein rather than genetic networks. Very few methodologies and tools have been developed to facilitate the design of such systems. This thesis proposes a methodology in three steps: design, simulation and experimental validation, as well as two bioinformatics tools, developed to assist the design of synthetic biochemical networks. Firstly, CompuBioTicDB is a database that registers and annotates functional devices and molecules carrying processes (proteins and small molecules) that can be exploited in a context of synthetic biology. Secondly, BioNetCAD is a tool for designing a biochemical network composed of real molecules from an abstract network. BioNetCAD also facilitates spatiotemporal simulation of the designed system with a link to the HSim software. Molecular logic gates and a device for detecting glucose have been designed, modeled and then validated experimentally. The principles of a system for the diagnosis of colorectal cancer are also proposed.

Le cancer représente la second cause de décès au monde. Le développement de traitements innovants contre le cancer repose aujourd’hui sur l’identification de biomarqueurs des tumeurs et le développement de produits thérapeutiques capables de reconnaitre ces marqueurs de façon spécifique. Ces produits thérapeutiques de nouvelles générations ont le potentiel d’éliminer spécifiquement les cellules tumorales et donc de réduire les effets secondaires des traitements ainsi que les risques de rechute. Malheureusement, un certain nombre de patients ne peuvent bénéficier de ces traitements, du fait de l’absence de biomarqueurs connus à la surface de leur tumeur. Ce projet a ainsi pour ambition de développer de nouvelles thérapies ciblées en exploitant une nouvelle classe de biomarqueurs et ainsi de venir enrichir l’arsenal thérapeutique disponible pour le traitement des cancers. / Cancer is the second cause of death worldwide. Recent advance in cancer treatments involved the identification of cancer biomarkers and the development of efficient therapeutic products able to specifically recognize them. This new class of products has the ability to specifically target tumor cells, with the major advantages to decrease or abolish treatments side effects and relapses of the disease. Unfortunately, a certain number of patients do not respond to those treatments lacking the expression of those biomarkers on their tumor. This project aims at developing new targeted therapies by exploiting a new class of cancer biomarkers, which would potentially extend the therapeutics options against cancer.

Depuis plus de 80 ans, le métabolisme spécialisé nous fournit de nombreuses molécules utilisées en médecine, en particulier comme anti-infectieux. Aujourd’hui, avec l’augmentation mondiale de la résistance aux antimicrobiens, de nouveaux antibiotiques sont indispensables. Une des réponses à cette pénurie grave pourrait provenir de la biologie synthétique. Dans le domaine du métabolisme spécialisé, la biologie synthétique est utilisée en particulier pour la biosynthèse de métabolites non naturels. Parmi les métabolites spécialisés, les peptides non ribosomiques constituent une cible attrayante, car ils nous ont déjà fourni des molécules à haute valeur clinique (ex. les antibiotiques vancomycine et daptomycine). De plus, la plupart sont synthétisés par des enzymes multimodulaires appelées synthétases de peptides non ribosomiques (NRPS), et sont diversifiés davantage par des enzymes de décoration. Ainsi, ces voies de biosynthèse se prêtent particulièrement à la biosynthèse combinatoire, consistant à combiner des gènes de biosynthèse provenant de divers groupes de gènes ou, dans le cas des NRPS, à combiner des modules ou domaines pour créer de nouvelles enzymes. Cependant, si plusieurs études ont établi la faisabilité de telles approches, de nombreux obstacles subsistent avant que les approches combinatoires de biosynthèse soient totalement efficaces pour la synthèse de nouveaux métabolites. Les travaux présentés ici s’inscrivent dans le cadre d’un projet visant à comprendre les facteurs limitant les approches de biosynthèse combinatoire basées sur les NRPS, en utilisant une approche de biologie synthétique. Nous avons choisi de travailler avec les NRPS responsables de la biosynthèse des pyrrolamides. En effet, ces NRPS sont constitués uniquement de modules et de domaines autonomes, et donc particulièrement adaptés aux manipulations génétiques et biochimiques. La caractérisation du groupe de gènes de biosynthèse du pyrrolamide anthelvencine constitue la première partie de cette thèse et nous a fourni de nouveaux gènes pour notre étude. La deuxième partie a consisté à construire de vecteurs intégratifs modulaires, outils essentiels pour la construction et l’assemblage de cassettes génétiques. La dernière partie présente la reconstruction du groupe de gènes du pyrrolamide congocidine, basée sur la construction et l’assemblage de cassettes de gènes synthétiques. Dans l’ensemble, ces travaux ouvrent la voie à de futures expériences de biosynthèse combinatoire, expériences qui devraient contribuer à une meilleure compréhension du fonctionnement précis des NRPS. / For more than 80 years, specialized metabolism has provided us with many molecules used in medicine, especially as anti-infectives. Yet today, with the rise of antimicrobial resistance worldwide, new antibiotics are crucially needed. One of the answers to this serious shortage could arise from synthetic biology. In the field of specialized metabolism, synthetic biology is used in particular to biosynthesize unnatural metabolites. Among specialized metabolites, non-ribosomal peptides constitute an attractive target as they have already provided us with clinically valuable molecules (e.g. the vancomycin and daptomycin antibiotics). In addition, most are synthesized by multimodular enzymes called non-ribosomal peptide synthetases (NRPS) and further diversified by tailoring enzymes. Thus, such biosynthetic pathways are particularly amenable to combinatorial biosynthesis, which consists in combining biosynthetic genes coming from various gene clusters or, in the case of NRPSs, combining modules or domains to create a new enzyme. Yet, if several studies have established the feasibility of such approaches, many obstacles remain before combinatorial biosynthesis approaches are fully effective for the synthesis of new metabolites. The work presented here is part of a project aiming at understanding the limiting factors impeding NRPS-based combinatorial biosynthesis approaches, using a synthetic biology approach. We chose to work with the NRPSs involved in the biosynthesis of pyrrolamides. Indeed, these NRPS are solely constituted of stand-alone modules and domains, and thus, particularly amenable to genetic and biochemical manipulations. The characterization of the biosynthetic gene cluster of the pyrrolamide anthelvencin constitutes the first part of this thesis, and provided us with new genes for our study. The second part involved the construction of modular integrative vectors, essential tools for the construction and assembly of gene cassettes. The final part presents the successful refactoring of the congocidine pyrrolamide gene cluster, based on the construction and assembly of synthetic gene cassettes. Altogether, this work paves the way for future combinatorial biosynthesis experiments that should help deciphering the detailed functioning of NRPSs.

Les buts de cette thèse sont doubles, et concernent les circuits métaboliques synthétiques, qui permettent de détecter des composants chimiques par transmission de signal et de faire du calcul en utilisant des enzymes. La première partie a consisté à développer des outils d’apprentissage actif et par renforcement pour améliorer la conception de circuits métaboliques et optimiser la biodétection et la bioproduction. Pour atteindre cet objectif, un nouvel algorithme (RetroPath3.0) fondé sur une recherche arborescente de Monte Carlo guidée par similarité est présenté. Cet algorithme, combiné à des règles de réaction apprises sur des données et des niveaux différents de promiscuité enzymatique, permet de focaliser l’exploration sur les composés et les chemins les plus prometteurs en bio-rétrosynthèse. Les chemins obtenus par rétrosynthèse peuvent être implémentés dans des cellules ou des systèmes acellulaires. Afin de concevoir le meilleur milieu pour optimiser la productivité du système, une méthode d’apprentissage actif qui explore efficacement l’espace combinatoire des composants du milieu a été développée.La deuxième partie a consisté à développer des méthodes d’analyse, pour générer des connaissances à partir de données biologiques, et modéliser les réponses de biocapteurs. Dans un premier temps, l’effet du nombre de copies de plasmides sur la sensibilité d’un biocapteur utilisant un facteur de transcription a été modélisé. Ensuite, en utilisant des systèmes acellulaires qui permettent un meilleur contrôle des variables expérimentales comme la concentration d’ADN, l’utilisation des ressources a été modélisée pour assurer que notre compréhension actuelle des phénomènes sous-jacents est suffisante pour rendre compte du comportement du circuit, en utilisant des modèles empiriques ou mécanistiques. Couplés aux outils de conception de circuits métaboliques, ces modèles ont ensuite permis de développer une nouvelle approche de calcul biologique, appelée perceptrons métaboliques.Dans l’ensemble, cette thèse présente des outils de conception et d’analyse pour les circuits métaboliques synthétiques. Ces outils ont été utilisés pour développer une nouvelle méthode permettant d’effectuer des calculs en biologie synthétique. / The aims of this thesis are two-fold, and centered on synthetic metabolic circuits, which perform sensing and computation using enzymes.The first part consisted in developing reinforcement and active learning tools to improve the design of metabolic circuits and optimize biosensing and bioproduction. In order to do this, a novel algorithm (RetroPath3.0) based on similarity-guided Monte Carlo Tree Search to improve the exploration of the search space is presented. This algorithm, combined with data-derived reaction rules and varying levels of enzyme promiscuity, allows to focus exploration on the most promising compounds and pathways for bio-retrosynthesis. As retrosynthesis-based pathways can be implemented in whole cell or cell-free systems, an active learning method to efficiently explore the combinatorial space of components for rational media optimization was also developed, to design the best media maximizing cell-free productivity.The second part consisted in developing analysis tools, to generate knowledge from biological data and model biosensor response. First, the effect of plasmid copy number on sensitivity of a transcription-factor based biosensor was modeled. Then, using cell-free systems allowing for broader control over the experimental factors such as DNA concentration, resource usage was modeled to ensure our current knowledge of underlying phenomenons is sufficient to account for circuit behavior, using either empirical models or mechanistic models. Coupled with metabolic circuit design, those models allowed us to develop a new biocomputation approach, called metabolic perceptrons.Overall, this thesis presents tools to design and analyse synthetic metabolic circuits, which are a novel way to perform computation in synthetic biology.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017-2018 / La biologie de synthèse est souvent dépeinte comme étant l’irruption de principes d’ingénierie dans les sciences de la vie. À partir de pratiques telles que la standardisation et la modélisation, les promoteurs de cette discipline relativement jeune espèrent en arriver à réduire suffisamment les difficultés liées à la complexité du monde vivant afin de rendre la conception de réseaux génétiques analogue à celle de circuits électroniques. Ce genre d’aspiration a récemment remis à jour, dans la littérature philosophique, des questionnements relatifs aux relations entre machine et organisme ainsi qu’à la portée de notre maîtrise technique du vivant. Pour alimenter ces réflexions, il nous semble pertinent de recourir à la pensée du philosophe français Georges Canguilhem (1904-1995). Selon Canguilhem, les mécanismes construits par l’être humain ont pour condition préalable la propriété du vivant à produire des mécanismes, nous obligeant ainsi à envisager la technique dans son origine et sa finalité biologique. Sans poser de principes métaphysiques tels qu’une âme ou une force vitale, la reconnaissance des origines vitales de la technique conduit néanmoins à reconnaitre que la capacité de l’organisme à instituer des normes demeure irréductible à la division et à l’analyse scientifique du vivant. À partir d’une exploration de la philosophie biologique de Canguilhem, nous montrerons qu’il est possible, au-delà des ambitions premières de la biologie de synthèse, de retrouver dans plusieurs de ses pratiques les plus récentes une attitude qui, en instrumentalisant les propriétés de la vie, actualise certaines des positions canguilhemiennes concernant la technique et le vivant. / Synthetic biology is often depicted as the application of engineering principles in the life sciences. Through practices such as standardisation and modeling, promoters of this relatively young discipline hope to overcome difficulties related to the complexity of living organisms, in order to make the design of genetic network similar to that of electronic circuits. This kind of aspiration recently brought up philosophical questions concerning the relations between organism and machine, as well as the scope of our technical mastery of life. The thought of French philosopher Georges Canguilhem (1904-1995) seems especially relevant to these issues. According to Canguilhem, man-made devices presuppose the ability of living organisms to produce mechanisms, and requires us to consider the vital purpose and origin of technology. Without assuming the existence of a soul or a vital force, the origin of technology nevertheless forces us to acknowledge that the capacity of organisms to create norms is irreducible to the scientific analysis of living beings. After exploring the biological philosophy of Canguilhem, I will argue that synthetic biology, despite its main discourses and ambitions, frequently exploit the properties of life in a way that actualizes some of Canguilhem’s perspectives regarding life and technology.

L'océan et l'atmosphère sont des milieux stratifiés, supports d'ondes internes de gravité. Ces ondes peuvent se propager sur de très grandes distances, transportant de l'énergie loin de leurs sources et jouant ainsi un rôle clé dans le bilan énergétique global des écoulements géophysiques. Notre approche expérimentale modélise de façon idéalisée les topographies océaniques et la stratification du milieu afin de comprendre les mécanismes fondamentaux mis en jeu en présence d'ondes internes. Cette démarche a été couplée au développement de techniques d'analyse des données telles que la démodulation complexe. Différents types d'ondes internes ont été utilisées. Pour cela, un point clé a été la caractérisation et le contrôle d'une nouvelle source d'ondes. Notre étude combinant expériences, simulations numériques et prédictions analytiques permet la génération contrôlée de structures spatiales variées (faisceaux localisés, modes verticaux occupant toute la hauteur du uide, ondes planes). L'étude du problème classique de la réflexion d'une onde plane sur un plan incliné a permis de vérifier l'absence d'onde retour pour des pentes proches de la criticalité, tout en mettant en évidence que ce cas d'école est encore un sujet ouvert. Nous avons également étudié la conversion d'un mode vertical modélisant la marée interne lors de l'interaction avec une topographie de grande échelle. Cette conversion est régie par des mécanismes linéaires et non-linéaires. La présence de pentes sous-critiques inuence la conversion du mode incident en de plus petites échelles spatiales, tandis que la hauteur de la topographie joue un rôle notable dans l'amplitude des modes transmis ainsi que l'intensité de processus non-linéaires générant des ondes harmoniques et un courant moyen. Nous avons réalisé la première mise en évidence expérimentale de la génération locale de trains d'ondes non-linéaires (solitons) lors de la réflexion d'un faisceau d'ondes internes intense et localisé au niveau d'une pycnocline. Ce phénomène dépend de la stratification considérée, qui caractérise la nature de la pycnocline. Enfin, une étude de la dynamique couplée entre un bateau évoluant à force constante et le fluide stratifié environnant a été menée. Le régime particulier des dépend d'un unique nombre sans dimension, le nombre de Froude associé à l'onde la plus rapide de la stratification sur laquelle le bateau évolue. Nous avons généralisé le cas classique à deux couches à tout type de stratification constituée d'une couche homogène en surface.

Cette thèse est consacrée au domaine interdisciplinaire des Systèmes de Transport Intelligents et des technologies de Réalité Virtuelle. Elle se concentre sur l'amélioration des stratégies de commande des véhicules intelligents en tenant compte des impacts de l'environnement naturel ainsi que sur l'analyse de performance, la visualisation et la vérification de la validité des algorithmes de commande sur la plateforme de véhicules intelligents réalité virtuelle (IVVR).La plateforme IVVR comprend trois sous-systèmes : un sous-système de commande de véhicules intelligents, un sous-système de visualisation et un sous-système virtuel sans fil. Le synthétique environnement naturel a été modélisé et simulé pour la simulation et l'analyse de performance des stratégies de commande sous conditions environnementales complexes. Ensuite, les expérimentations concernant le trafic équipé du régulateur de vitesses adaptatives (ou coopérative) sont exécutés et ils montrent que les systèmes existants ont échoué à maintenir une espace inter-véhiculaire de sécurité lorsque les conditions d'environnement naturel sont défavorables. Dans ce cas, nous proposons un nouvel algorithme de commande appelé NECACC pour le contrôle longitudinal du véhicule en maintenant une espace inter-véhiculaire de sécurité et garantissant une capacité de circulation optimisée même dans des conditions environnementales complexes. Cet algorithme est ensuite simulé, vérifié et validé sur la plateforme IVVR. Enfin, les démonstrations de trafic virtuel effectuant des manœuvres communes de circulation contrôlés par les systèmes de commande intégrés proposées sont présentées sous diverse conditions environnementales