Les protocoles de dissémination de contenus randomisés sont une alternative bon marché et pouvant monter en charge aux systèmes centralisés. Cependant, il est bien connu que ces protocoles souffrent en présence de comportements individualistes, i.e., de participants qui cherchent à recevoir un contenu sans contribuer en retour à sa propagation. Alors que le problème des participants égoïstes a été bien étudié dans la littérature, les coalitions de participants égoïstes ont été laissés de côté. De plus, les manières actuelles permettant de limiter ou tolérer ces comportements exigent des noeuds qu'ils enregistrent leurs interactions, et rendent public leur contenu, ce qui peut dévoiler des informations gênantes. De nos jours, il y a consensus autour du besoin de renforcer les possibilités de contrôle des usagers de systèmes informatiques sur leurs données personnelles. Cependant, en l'état de nos connaissances, il n'existe pas de protocole qui évite de divulguer des informations personnelles sur les utilisateurs tout en limitant l'impact des comportements individualistes.Cette thèse apporte deux contributions.Tout d'abord, nous présentons AcTinG, un protocole qui empêche les coalitions de noeuds individualistes dans les systèmes pair-à-pair de dissémination de contenus, tout en garantissant une absence de faux-positifs dans le processus de détection de fautes. Les utilisateurs de AcTinG enregistrent leurs interactions dans des enregistrements sécurisés, et se vérifient les uns les autres grâce à une procédure d'audit non prédictible, mais vérifiable a posteriori. Ce protocole est un équilibre de Nash par construction. Une évaluation de performance montre qu'AcTinG est capable de fournir les messages à tous les noeuds malgré la présence de coalitions, et présente des propriétés de passage à l'échelle similaires aux protocoles classiques de dissémination aléatoire.Ensuite, nous décrivons PAG, le premier protocole qui évite de dévoiler des informations sur les usagers tout en les contrôlant afin d'éviter les comportements égoïstes. PAG se base sur une architecture de surveillance formée par les participants, ainsi que sur des procédures de chiffrement homomorphiques. L'évaluation théorique de ce protocole montre qu'obtenir le détail des interactions des noeuds est difficile, même en cas d'attaques collectives. Nous évaluons ce protocole en terme de protection de l'intimité des interactions et en terme de performance en utilisant un déploiement effectué sur un cluster de machines, ainsi que des simulations qui impliquent jusqu'à un million de participants, et enfin en utilisant des preuves théoriques. Ce protocole a un surcoût en bande-passante inférieur aux protocoles de communications anonymes existants, et est raisonnable en terme de coût cryptographique. / Gossip-based content dissemination protocols are a scalable and cheap alternative to centralised content sharing systems. However, it is well known that these protocols suffer from rational nodes, i.e., nodes that aim at downloading the content without contributing their fair share to the system. While the problem of rational nodes that act individually has been well addressed in the literature, textit{colluding} rational nodes is still an open issue. In addition, previous rational-resilient gossip-based solutions require nodes to log their interactions with others, and disclose the content of their logs, which may disclose sensitive information. Nowadays, a consensus exists on the necessity of reinforcing the control of users on their personal information. Nonetheless, to the best of our knowledge no privacy-preserving rational-resilient gossip-based content dissemination system exists.The contributions of this thesis are twofold.First, we present AcTinG, a protocol that prevents rational collusions in gossip-based content dissemination protocols, while guaranteeing zero false positive accusations. AcTing makes nodes maintain secure logs and mutually check each others' correctness thanks to verifiable but non predictable audits. As a consequence of its design, it is shown to be a Nash-equilibrium. A performance evaluation shows that AcTinG is able to deliver all messages despite the presence of colluders, and exhibits similar scalability properties as standard gossip-based dissemination protocols.Second, we describe PAG, the first accountable and privacy-preserving gossip protocol. PAG builds on a monitoring infrastructure, and homomorphic cryptographic procedures to provide privacy to nodes while making sure that nodes forward the content they receive. The theoretical evaluation of PAG shows that breaking the privacy of interactions is difficult, even in presence of a global and active opponent. We assess this protocol both in terms of privacy and performance using a deployment performed on a cluster of machines, simulations involving up to a million of nodes, and theoretical proofs. The bandwidth overhead is much lower than existing anonymous communication protocols, while still being practical in terms of CPU usage.

La miniaturisation de la gravure et l'ajustement dynamique du voltage augmentent le risque de fautes dans les circuits intégrés. Pour pallier cet inconvénient, les ingénieurs utilisent des techniques de tolérance aux fautes pour masquer ou, au moins, détecter les fautes. Ces techniques sont particulièrement utilisées dans les domaines critiques (aérospatial, médical, nucléaire, etc.) où les garanties de bon fonctionnement des circuits et leurs tolérance aux fautes sont cruciales. Cependant, la vérification de propriétés fonctionnelles et de tolérance aux fautes est un problème complexe qui ne peut être résolu par simulation en raison du grand nombre d'exécutions possibles et de scénarios d'occurrence des fautes. De même, l'optimisation des surcoûts matériels ou temporels imposés par ces techniques demande de garantir que le circuit conserve ses propriétés de tolérance aux fautes après optimisation.Dans cette thèse, nous décrivons une optimisation de techniques de tolérance aux fautes classiques basée sur des analyses statiques, ainsi que de nouvelles techniques basées sur la redondance temporelle. Nous présentons comment leur correction peut être vérifiée formellement à l'aide d'un assistant de preuves.Nous étudions d'abord comment certains voteurs majoritaires peuvent être supprimés des circuits basés sur la redondance matérielle triple (TMR) sans violer leurs propriétés de tolérance. La méthodologie développée prend en compte les particularités des circuits (par ex. masquage logique d'erreurs) et des entrées/sorties pour optimiser la technique TMR.Deuxièmement, nous proposons une famille de techniques utilisant la redondance temporelle comme des transformations automatiques de circuits. Elles demandent moins de ressources matérielles que TMR et peuvent être facilement intégrés dans les outils de CAO. Les transformations sont basées sur une nouvelle idée de redondance temporelle dynamique qui permet de modifier le niveau de redondance «à la volée» sans interrompre le calcul. Le niveau de redondance peut être augmenté uniquement dans les situations critiques (par exemple, au-dessus des pôles où le niveau de rayonnement est élevé), lors du traitement de données cruciales (par exemple, le cryptage de données sensibles), ou pendant des processus critiques (par exemple, le redémarrage de l'ordinateur d'un satellite).Troisièmement, en associant la redondance temporelle dynamique avec un mécanisme de micro-points de reprise, nous proposons une transformation avec redondance temporelle double capable de masquer les fautes transitoires. La procédure de recouvrement est transparente et le comportement entrée/sortie du circuit reste identique même lors d'occurrences de fautes. En raison de la complexité de cette méthode, la garantie totale de sa correction a nécessité une certification formelle en utilisant l'assistant de preuves Coq. La méthodologie développée peut être appliquée pour certifier d'autres techniques de tolérance aux fautes exprimées comme des transformations de circuits. / Technology shrinking and voltage scaling increase the risk of fault occurrences in digital circuits. To address this challenge, engineers use fault-tolerance techniques to mask or, at least, to detect faults. These techniques are especially needed in safety critical domains (e.g., aerospace, medical, nuclear, etc.), where ensuring the circuit functionality and fault-tolerance is crucial. However, the verification of functional and fault-tolerance properties is a complex problem that cannot be solved with simulation-based methodologies due to the need to check a huge number of executions and fault occurrence scenarios. The optimization of the overheads imposed by fault-tolerance techniques also requires the proof that the circuit keeps its fault-tolerance properties after the optimization.In this work, we propose a verification-based optimization of existing fault-tolerance techniques as well as the design of new techniques and their formal verification using theorem proving. We first investigate how some majority voters can be removed from Triple-Modular Redundant (TMR) circuits without violating their fault-tolerance properties. The developed methodology clarifies how to take into account circuit native error-masking capabilities that may exist due to the structure of the combinational part or due to the way the circuit is used and communicates with the surrounding device.Second, we propose a family of time-redundant fault-tolerance techniques as automatic circuit transformations. They require less hardware resources than TMR alternatives and could be easily integrated in EDA tools. The transformations are based on the novel idea of dynamic time redundancy that allows the redundancy level to be changed "on-the-fly" without interrupting the computation. Therefore, time-redundancy can be used only in critical situations (e.g., above Earth poles where the radiation level is increased), during the processing of crucial data (e.g., the encryption of selected data), or during critical processes (e.g., a satellite computer reboot).Third, merging dynamic time redundancy with a micro-checkpointing mechanism, we have created a double-time redundancy transformation capable of masking transient faults. Our technique makes the recovery procedure transparent and the circuit input/output behavior remains unchanged even under faults. Due to the complexity of that method and the need to provide full assurance of its fault-tolerance capabilities, we have formally certified the technique using the Coq proof assistant. The developed proof methodology can be applied to certify other fault-tolerance techniques implemented through circuit transformations at the netlist level.

Grâce à une réduction considérable dans les dimensions des transistors, les systèmes informatiques sont aujourd'hui capables d'intégrer un très grand nombre de cœurs de calcul en une seule puce (System-on-Chip, SoC). Faire communiquer les composants au sein d'une puce est aujourd'hui assuré par un réseau de commutation de paquet intégré, communément appelé Network-on-Chip (NoC). Cependant, le passage à des technologies de plus en plus réduites rend les circuits plus vulnérables aux fautes et aux défauts de fabrication. Le réseau sur puce peut donc se retrouver avec des routeurs ou des liens non-opérationnels, qui ne peuvent plus être utilisés pour le routage de paquets. Par conséquent, le niveau de flexibilité offert par l'algorithme de routage n'a jamais été aussi important. La première partie de cette thèse consiste à proposer une méthodologie généralisée, permettant de concevoir des algorithmes de routage hautement flexibles, combinant tolérance aux fautes et hautes performances, et ce pour n'importe quelle topologie réseau. Cette méthodologie est basée sur une nouvelle condition suffisante pour l'absence d'interblocages (deadlocks) qui, contrairement aux méthodes existantes qui imposent des restrictions importantes sur l'utilisation des buffers, s'évalue de manière dynamique en fonction de chaque paquet et ne requiert pas un partitionnement stricte des canaux virtuels (virtual channels). Il est montré que ce degré élevé de liberté dans l'utilisation des buffers a un impact positif à la fois sur les performances et sur la robustesse du NoC, sans pour autant augmenter la complexité en termes d'implémentation matérielle. La seconde partie de la thèse s'intéresse à une problématique plus spécifique, qui est celle du routage dans des topologies tri-dimensionnelles partiellement connectées, qui vont vraisemblablement être en vigueur à cause du coût important des connexions verticales, réalisées en utilisant la technologie TSV (Through-Silicon Via). Cette thèse introduit un nouvel algorithme de routage pour ce type d'architectures nommé "First-Last". Grâce à un placement original des canaux virtuels, cet algorithme est le seul capable de garantir la connectivité totale du réseau en présence d'un seul pilier de TSVs de coordonnées arbitraires, tout en ne requérant de canaux virtuels que sur deux des ports du routeur. Contrairement à d'autres algorithmes qui utilisent le même nombre total de canaux virtuels, First-Last n'impose aucune règle sur la position des piliers, ni sur les piliers à sélectionner durant l'exécution. De plus, l'algorithme proposé ayant été construit en utilisant la méthode décrite dans la première partie de la thèse, il offre une utilisation optimisée des canaux virtuels ajoutés. L'implémentation d'un nouvel algorithme de routage implique souvent des changements considérables au niveau de la microarchitecture des routeurs. L'évaluation de ces nouvelles solutions requiert donc une plateforme capable de simuler précisément l'architecture matérielle du réseau au cycle près. De plus, il est essentiel de tester les nouvelles architectures sur des tailles de réseau significativement grandes, pour s'assurer de leur scalabilité et leur applicabilité aux technologies émergentes (e.g. intégration 3D). Malheureusement, les simulateurs de réseaux sur puce existants ne sont pas capables d'effectuer des simulations sur de grands réseaux (milliers de cœurs) assez vite, et souvent, la précision des simulations doit être sacrifiée afin d'obtenir des temps de simulation raisonnables. En réponse à ce problème, la troisième et dernière partie de cette thèse est consacrée à la conception et au développement d'un modèle de simulation générique, extensible et parallélisable, exploitant la puissance des processeurs graphiques modernes (GPU). L'outil développé modélise l'architecture d'un routeur de manière très précise et peut simuler de très grands réseaux en des temps record. / Networks-on-Chip (NoCs) have proven to be a fast and scalable replacement for buses in current and emerging many-core systems. They are today an actively researched topic and various solutions are being explored to meet the needs of emerging applications in terms of performance, quality of service, power consumption, and fault-tolerance. This thesis presents contributions in two important areas of Network-on-Chip research:- The design of ultra-flexible high-performance deadlock-free routing algorithms for any topology.- The design and implementation of parallel cycle-accurate Network-on-Chip simulators for a fast evaluation of new NoC architectures.While aggressive technology scaling has its benefits in terms of delay, area and power, it is also known to increase the vulnerability of circuits, suggesting the need for fault-tolerant designs. Fault-tolerance in NoCs is directly tied to the degree of flexibility of the routing algorithm. High routing flexibility is also required in some irregular topologies, as is the case for TSV-based 3D Network-on-Chips, wherein only a subset of the routers are connected using vertical connections. Unfortunately, routing freedom is often limited by the deadlock-avoidance method, which statically restricts the set of virtual channels that can be acquired by each packet.The first part of this thesis tackles this issue at the source and introduces a new topology-agnostic methodology for designing ultra-flexible routing algorithms for Networks-on-Chips. The theory relies on a novel low-restrictive sufficient condition of deadlock-freedom that is expressed using the local information available at each router during runtime, making it possible to verify the condition dynamically in a distributed manner.A significant gain in both performance and fault-tolerance when using our methodology compared to the existing static channel partitioning methods is reported. Moreover, hardware synthesis results show that the newly introduced mechanisms have a negligible impact on the overall router area.In the second part, a novel routing algorithm for vertically-partially-connected 3D Networks-on-Chips called First-Last is constructed using the previously presented methodology.Thanks to a unique distribution of virtual channels, our algorithm is the only one capable of guaranteeing full connectivity in the presence of one TSV pillar in an arbitrary position, while requiring a low number of extra buffers (1 extra VC in the East and North directions). This makes First-Last a highly appealing cost-effective alternative to the state-of-the-art Elevator-First algorithm.Finally, the third and last part of this work presents the first detailed and modular parallel NoC simulator design targeting Graphics Processing Units (GPUs). First, a flexible task decomposition approach, specifically geared towards high parallelization is proposed. Our approach makes it easy to adapt the granularity of parallelism to match the capabilities of the host GPU. Second, all the GPU-specific implementation issues are addressed and several optimizations are proposed. Our design is evaluated through a reference implementation, which is tested on an NVidia GTX980Ti graphics card and shown to speed up 4K-node NoC simulations by almost 280x.

Une nouvelle espèce de micro-algue photosynthétique, Coccomyxa actinabiotis, a récemment été découverte au sein d'une installation nucléaire. Cette algue présente une forte résistance aux radiations ionisantes et accumule certains radionucléides. Le développement d'une biotechnologie de décontamination des effluents liquides des réacteurs nucléaires basée sur C. actinabiotis est étudié du fait de ces propriétés. Ce travail vise plus particulièrement à caractériser et comprendre les processus d'accumulation par l'algue de l'argent et du cobalt, qui sont les radionucléides émetteurs gamma majoritaires dans les effluents liquides des réacteurs du parc électronucléaire français. Cette étude a été menée par quatre approches complémentaires : (a) Les cinétiques et les équilibres d'accumulation de ces métaux ont été déterminés par analyses ICP-MS (b) La distribution intracellulaire des métaux a été cartographiée à l'échelle nanométrique par fluorescence X de rayonnement synchrotron et par microscopie électronique en transmission (c) La spéciation de l'argent et du cobalt accumulés par la micro-algue a été déterminée par spectroscopie d'absorption X et par diffraction de rayons X (d) L'impact biologique de ces métaux sur l'algue a été examiné, notamment par l'étude des perturbations physiologiques, métaboliques et protéomiques associées à leur présence.L'ensemble de ces résultats dévoile une partie des processus à l'œuvre lors de l'accumulation d'argent ou de cobalt par C. actinabiotis. / A new green micro-alga species, Coccomyxa actinabiotis, was recently discovered in a nuclear environment. This alga is highly resistant to ionizing radiation and accumulates some radionuclides. Thanks to its properties, the development of a biotechnology based on C. actinabiotis for the clean-up of nuclear liquid effluents is under consideration. Our work aims more specifically at describing and understanding the alga's silver and cobalt accumulation processes; these metals being the main gamma emitting radionuclides present in liquid effluents issuing from French nuclear facilities.This study was carried out using four complementary approaches: (a) Kinetics and equilibriums of silver and cobalt uptake were assessed by ICP-MS analysis; (b) The subcellular distribution of the metals was mapped at a nanometric scale using synchrotron X-ray fluorescence and transmission electron microscopy; (c) The speciation of silver and cobalt taken up by the alga was assessed by synchrotron X-ray absorption spectroscopy and X-ray diffraction; (d) The biological impact of these metals on the alga was investigated, in particular the physiological, metabolic and proteomic perturbations they induce.Altogether, these results unveiled some of the processes involved in silver and cobalt accumulation by C. actinabiotis.

Il existe différents groupes de cellules lymphoïdes innées (ILC) qui ont été caractérisées en fonction des facteurs de transcriptions indispensables à leur différenciation et des cytokines qu’elles sécrètent. Les ILC1, dont font partie les cellules Natural Killer (NK), expriment T-bet et produisent de l’IFN-γ. Les ILC2 sont caractérisées par GATA-3 et sécrètent de l’IL-5 et de l’IL-13. Quant aux ILC3, elles ont été identifiées par leur sécrétion d’IL-17 et d’IL-22 ainsi que par l’expression de RORγt.Mon travail de thèse m’a amené à étudier différents aspects de la biologie des cellules NK et ILC3 : leur tolérance, leur homéostasie et leur plasticité.Les cellules NK jouent un rôle dans l’élimination de cellules cancéreuses et des cellules infectées par des bactéries et des virus. J’ai mis en évidence le rôle de la phosphatase SHP-1 (Src homology region 2 domain-containing phosphatase-1) dans les mécanismes de tolérance et d’activation des cellules NK. J’ai également montré que la protéine anti-apoptotique Bcl2 (B-cell lymphoma 2) est importante pour l’homéostasie des cellules NK. Seules les cellules en cycle cellulaire peuvent compenser l’absence de Bcl2, notamment du fait de l’augmentation de l’expression d’une autre protéine anti-apoptotique, Mcl1 (Myeloid Cell Leukemia 1). Les ILC3 sont des cellules principalement localisées dans l’intestin et qui peuvent être classées en différents groupes en fonction des marqueurs qu’elles expriment. J’ai montré qu’il existe une plasticité entre les différentes populations d’ILC3, et que cette plasticité est régulée par des facteurs environnementaux tel que le TGF-β et le ligand de Notch, DL1. / There are three groups of innate lymphoid cells (ILC), defined notably by the transcriptions factors essential to their differentiation and their cytokines secretion. ILC1, including natural killer (NK) cells, express T-bet and secrete IFN-γ. ILC2 are characterized by GATA3 expression and the production of IL-5 and IL-13. ILC3 secrete IL-17 and IL-22 and express RORγt.My PhD work dealt with different aspects of NK cells and ILC3: their tolerance, homeostasis and plasticity.NK cell are involved in killing tumor cells and bacteria- or virus-infected cells. I found that the phosphatase SHP-1 (Src homology region 2 domain-containing phosphatase-1) has a role in NK cell tolerance and activation.I also showed that the anti-apoptotic Bcl2 protein (B-cell lymphoma 2) is important for NK cell homeostasis. Only cycling NK cells could compensate the Bcl2 deficiency, due to the increase expression of another anti-apoptotic protein, Mcl1 (Myeloid Cell Leukemia 1).ILC3 are mainly located in the gut and are classified in different groups, depending on the markers that they expressed. I showed that there is plasticity between ILC3 populations and that this plasticity is regulated by environmental factors, including TGF-β and the Notch ligand, DL1.

Le cadre réglementaire défini par la Directive Cadre sur l’Eau impose le développement de méthodologies fiables d’évaluation et/ou de caractérisation de l’état de santé des écosystèmes aquatiques. L’objectif de ce travail de thèse était d’identifier les rôles relatifs des paramètres des milieux aquatiques (température, cycle saisonnier, minéralisation), des caractéristiques des populations et des pressions anthropiques sur les réponses des biomarqueurs chez un organisme aquatique modèle, la moule zébrée (Dreissena polymorpha). Une espèce sœur, Dreissena rostriformis bugensis, arrivée plus récemment dans nos cours d’eau, a été suivie en parallèle et son potentiel en tant que biomoniteur a également été évalué. Pour cela, une batterie d’une douzaine de biomarqueurs sub-cellulaires a été mesurée dans différentes populations des deux espèces vivant dans des milieux contrastés, à différentes périodes de l’année, mais aussi lors de stress standardisés en laboratoire. Les biomarqueurs choisis correspondaient à différentes fonctions physiologiques et/ou antitoxiques, et des réponses à fortes pertinence écologiques, telles que la consommation d’oxygène ou l’activité de filtration, ont ponctuellement été suivies. Ces différents paramètres ont permis d’interroger les notions de sensibilité et de vulnérabilité des populations et de mieux comprendre les facteurs déterminant les réponses des biomarqueurs. Les différences inter-populationnelles montrent que l’accumulation des contaminants par les organismes et leurs réponses biologiques sont bien dépendantes de la qualité du biotope propre à chaque population, mais aussi de la saison, un facteur confondant qui doit donc être pris en compte lors de campagnes de biosurveillance. De fortes différences de réponse des biomarqueurs entre les deux espèces ont aussi été observées, aussi bien in situ que lors des expositions en laboratoire, soulignant la nécessité de bien différencier ces deux espèces, pourtant très proches. La nouvelle arrivée, D. r. bugensis, présente des réponses plus plastiques in situ, mais semble moins capable de gérer des stress aigus lors d’expositions en laboratoire. A l’inverse, D. polymorpha, arrivée il a 200 ans en France, semble mieux adaptée, avec une variabilité de réponse moins marquée et une meilleure tolérance aux contaminants. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de la convention BIOMICS, réalisée en collaboration avec l’ONEMA. Ils montrent que ces deux espèces sont aptes à nous renseigner sur l’état de contamination du milieu dans lequel elles vivent, même si les grilles d’interprétation peuvent être différentes de l’une à l’autre. Les variations des réponses des biomarqueurs au niveau sub-cellulaire témoignent de façon précoce de modifications de la qualité du milieu. Certains biomarqueurs semblent toutefois plus informatifs que d’autres, la batterie mesurée pourrait donc être réduite. A l’avenir, ces travaux permettront une meilleure lecture et interprétation des biomarqueurs mesurés dans des populations autochtones ou transplantées, et attestent de l’intérêt des biomarqueurs en tant qu’outils d’évaluation de la qualité des milieux aquatiques / The regulatory framework defined by the Water Framework Directive requires the development of reliable methodologies for assessing and / or characterizing the health status of aquatic ecosystems. The objective of this thesis was to identify the relative roles of environmental parameters (temperature, seasonal cycle, mineralization), population characteristics and anthropic pressures on biomarker responses in a model aquatic organism, the zebra mussel (Dreissena polymorpha). A sister species, Dreissena rostriformis bugensis, which invaded more recently our waterways, has been used in parallel and its potential as a biomonitor has also been evaluated. For this purpose, a battery of a dozen sub-cellular biomarkers was measured in different populations of the two species living in contrasting environments, at different times of the year, but also under laboratory stresses. The selected biomarkers corresponded to different physiological and / or antitoxic functions, and responses with high ecological relevance, such as oxygen consumption or filtration activity, were occasionally followed. These various parameters allowed to question the concepts of sensitivity and vulnerability of the populations and to understand the factors determining biomarker responses. Inter-population differences showed that the accumulation of contaminants by organisms and their biomarker responses depend on environmental quality at the originating site of each population, but also on the season, a confounding factor which must therefore be taken into account during biomonitoring programs. Strong differences in biomarker responses between the two species were also observed, both in situ and during laboratory experiments, emphasizing the need to differentiate the two species, so close they are. The recent invader, D. r. bugensis, presents more plastic responses in situ, but appears less able to manage acute stress in laboratory. Conversely, D. polymorpha, which is about 200 years old in France, appears to be better adapted, with less response variability and a better tolerance to contaminants. This thesis work is part of the BIOMICS convention, carried out in collaboration with ONEMA. It shows that these two species are able to inform about the contamination status of their environment. Variations in biomarker responses at the sub-cellular level indicate early changes in environmental quality. Some biomarkers, however, seem more informative than others do, so the measured battery could be reduced. In the future, this work will allow a better reading and interpretation of biomarkers measured in autochthonous or transplanted populations, and attest the value of biomarkers as tools for assessing aquatic environment quality

Les DRAMs sont des mémoires fréquemment utilisées dans les systèmes aéronautiques et spatiaux. Leur tenue aux radiations doit être connue pour satisfaire les exigences de fiabilité des applications critiques. Ces évaluations sont traditionnellement faites en accélérateur de particules. Cependant, les composants se complexifient avec l'intégration technologique. De nouveaux effets apparaissent, impliquant l'augmentation des temps et des coûts de test. Il existe une solution complémentaire, le laser impulsionnel, qui déclenche des effets similaires aux particules. Grâce à ces deux moyens de test, il s'est agi d'étudier les principaux modes de défaillance des DRAMs liés aux radiations : les SEUs (Single Event Upset) dans les plans mémoire, et les SEFIs (Single Event Functional Interrupt) dans les circuits périphériques. L'influence des motifs de test sur les sensibilités SEUs et SEFIs selon la technologie utilisée a ainsi été démontrée. L'étude a de plus identifié l'origine des SEFIs les plus fréquents. En outre, des techniques de test laser ont été développées pour quantifier les surfaces sensibles des différents effets. De ces travaux a pu être dégagée une nouvelle méthodologie de test destinée à l'industrie. Son objectif est d'optimiser l'efficacité et le coût des caractérisations, grâce à l'utilisation de l'outil laser de façon complémentaire aux accélérateurs de particules. Enfin, une nouvelle solution de tolérance aux fautes est proposée : basée sur la propriété des cellules DRAMs d'être immune aux radiations lorsqu'elles sont déchargées, cette technique permet la correction de tous les bits d'un mot logique. / DRAMs are frequently used in space and aeronautic systems. Their sensitivity to cosmic radiations have to be known in order to satisfy reliability requirements for critical applications. These evaluations are traditionally done with particle accelerators. However, devices become more complex with technology integration. Therefore new effects appear, inducing longer and more expensive tests. There is a complementary solution: the pulsed laser, which trigger similar effects as particles. Thanks to these two test tools, main DRAM radiation failure modes were studied: SEUs (Single Event Upset) in memory blocks, and SEFIs (Single Event Functional Interrupt) in peripheral circuits. This work demonstrates the influence of test patterns on SEU and SEFI sensitivities depending on technology used. In addition, this study identifies the origin of the most frequent type of SEFIs. Moreover, laser techniques were developed to quantify sensitive surfaces of the different effects. This work led to a new test methodology for industry, in order to optimize test cost and efficiency using both pulsed laser beams and particle accelerators. Finally, a new fault tolerant technique is proposed: based on DRAM cell radiation immunity when discharged, this technique allows to correct all bits of a logic word.

L’identification des réponses écophysiologiques des plantes est un préalable pour améliorer les défenses naturelles des plantes et réduire l’usage d’intrants chimiques dans les cultures. Les réponses des plantes vis-à-vis d’une agression herbivore fait intervenir des mécanismes de résistance et de tolérance. Les réponses à une agression d’une larve mineuse sont peu documentées contrairement aux insectes piqueurs ou broyeurs. L’objectif de ma thèse a été de caractériser les traits de réponse de la tomate vis-à-vis de Tuta absoluta afin de déterminer les réponses locales et systémiques en termes de composés solubles et volatils. Nous avons regardé les réponses de la tomate soumise à deux niveaux contrastés de la disponibilité en azote, sachant que l’azote est un levier sur lequel il est possible de s’appuyer pour modifier le niveau de défense des plantes. Nous avons travaillé sur la tomate, une solanacée cultivée en hydroponie et sujette à un ravageur Tuta absoluta. Notre stratégie de recherche s’est portée sur l’identification et la quantification des composés de défense solubles et volatils, et sur la détermination du pouvoir nutritionnel des tissus foliaires. Nous avons montré que la plante de tomate met en place une résistance induite par l’herbivore se traduisant par une augmentation de la concentration en acide chlorogénique, caffeoyl putrescine et tomatine localement au niveau de la zone parasitée et / ou de manière systémique dans les autres compartiments foliaires non infestés. Le rôle de ces molécules dans la défense de la tomate vis-à-vis de Tuta absoluta doit encore être confirmé. Nous avons montré aussi que la tomate met en place une défense indirecte contre Tuta absoluta, basée sur l’émission de composés volatils au voisinage des plantes. Nous avons identifié plusieurs nouveaux COVs synthétisés lors de l’herbivorie par Tuta absoluta (m-cymène, menthatriène, ß-cis-ocimène, ß-phellandrène, terpinolène, ß−caryophyllène, humulène). Parmi tous les COVs que nous avons identifiés, certains sont connus pour être émis en plus grande quantité lors d’une attaque herbivore et jouer un rôle dans l’attraction des insectes prédateurs ou la répulsion des femelles pondeuses. Ainsi, leur élicitation semble générique de l’herbivorie et pas spécifique de Tuta absoluta. La spécificité des interactions tomate - Tuta absoluta pourrait être renforcée par des analyses plus poussées en métabolomique, transcriptomique (expression de gènes RNAseq) et en s’intéressant aux voies de signalisation induite. Contrairement à ce qui était attendu, nos résultats montrent peu d’effets de la limitation en azote sur les réponses observées. Néanmoins, comme ce qui a été démontré précédemment, la limitation azotée impacte le développement larvaire. Mes travaux ont permis de renforcer l’hypothèse "trophique" du ralentissement du développement larvaire par la limitation en azote. Ainsi, la stœchiométrie du bol alimentaire est fortement modifiée et les larves doivent consommer plus de matières pour acquérir l’azote nécessaire à leur développement. Néanmoins nous ne pouvons pas écarter l’hypothèse "composés de défense". En effet, nous avons montré que les concentrations en composés phénoliques et tomatine et des émissions de COVs supposés être impliqués dans la défense constitutive, sont plus fortes en cas d’une limitation en azote. La diversité et la complémentarité des expérimentations permettront aux données acquises d’alimenter un modèle de fonctionnement de la plante agressée qui pourrait comporter une fonction de défense réactive à la nutrition azotée / The identification of ecophysiological responses of plants is a prerequisite for improving the natural defences of plants and reducing the use of chemical inputs in crops. Plant responses to herbivorous attack involve defence and tolerance mechanisms. Plant responses to a leafminer larva are pourly documented, in contrast to chewing and piercing insects. The objective of my Ph.D. was to characterize the tomato trait responses to Tuta absoluta herbivory in order to determine the local and systemic responses in terms of soluble and volatile compounds. We looked at the responses of tomatoes subjected to two contrasting levels of nitrogen availability, knowing that nitrogen is a lever to promote the basal plant defence level. We worked on tomato, a Solanaceae, grown in hydroponics and subjected to Tuta absoluta. Our research strategy has focused on identifying and quantifying soluble and volatile defence compounds and determining the nutritional value of foliar tissues. We have shown that tomatoes establish an induced- resistance against the herbivore, which results in a concentration increase of chlorogenic acid, caffeoyl putrescine and tomatine locally at the level of the parasite zone and / or systemically in the others non-infested foliar compartments. The defence role of these molecules on Tuta absoluta has yet to be confirmed. We have also shown that tomatoes set up an indirect defence against Tuta absoluta, based on the emission of volatile compounds in the vicinity of plants. We have identified several new herbivore-induced VOCs (m-cymene, menthatriene, ß-cis-ocimene, ß-phellandrene, terpinolene, ß−caryophyllene, humulene). Some of the identified VOCs are known to be emitted in greater quantities during a herbivorous attack and to play a role in attracting predatory insects or repelling egg-laying females. Thus, their elicitation seems generic to herbivory and not specific to Tuta absoluta. The specificity of tomato - Tuta absoluta interactions could be enhanced by further analysis in metabolomics, transcriptomics (expression of RNAseq genes) and by investigating the induced signaling pathways. Contrary to what was expected, our results show little effect of the nitrogen limitation on the observed responses. Nevertheless, as demonstrated previously, nitrogen restriction affects larval development. My work has reinforced the “trophic“ hypothesis of slowing larval development by a limited nitrogen availability. Thus, the stoichiometry of the food bowl is highly modified and the larvae have to consume more material to acquire the nitrogen necessary for their development. Nevertheless, we can not exclude the hypothesis “compounds of defence“. Indeed, we have shown that the concentrations of phenolic compounds and tomatine and of the VOC emission supposed to be involved in the constitutive defence are increased in the case of nitrogen limitation. The diversity and complementarity of the experiments will allow the acquired data to feed a functional model of the attacked plant. This model might include plant nitrogen regimes as a reactive plant defence factor

Notre étude a consisté d'abord, en un travail de caractérisation moléculaire du gène SBNRT1.1 codant pour un transporteur de nitrate et présent en 3 copies chez le sorgho. Nous avons donc analysé leur structure et leur expression dans différents organes de la plante. Une analyse de leurs séquences nucléotidiques et protéiques a été également conduite. Notre étude a montré que les 3 co-orthologues (SBNRT1.1A, B et C) sont exprimés aussi bien dans les feuilles que dans les tiges et les racines du sorgho. Par ailleurs, nous avons révélé, pour la première fois, l'existence de 5 transcrits, de taille variable pour le gène SBNRT1.1B. Dans un autre volet, l'analyse des paramètres de croissance et d'activités enzymatiques clés dans les métabolismes azoté et carboné chez deux écotypes de sorgho connus pour leur différence de croissance dans des conditions de cultures différentes en apport azote, a montré que ces plantes de sorgho se caractérisent par une capacité à croitre à des niveaux élevés d'apports en azote, avec une réponse différentielle des deux écotypes. Cette tolérance s'est manifestée par une accumulation de chlorophylle, d'acides aminés et de protéines. D'autre part, les activités enzymatiques d'enzymes clés des métabolismes azoté et carboné, semblent être liées a la capacité des plantes de sorgho à faire face au stress azoté. Nos résultats pourraient ainsi fournir un cadre initial pour l'identification de marqueurs biochimiques qui pourraient contribuer utilement à la sélection des génotypes utilisant l'azote plus efficacement et donnant un rendement en biomasse et /ou grain, plus élevé, même dans des conditions de stress azoté. / Our study consisted firstly, in the molecular characterization of SbNRT1.1 gene, coding for a nitrate transporter and present in three copies in sorghum plants. We report here their structure and expression patterns in different organs of sorghum. We have also conducted a comparison of their nucleotide and polypeptide sequences with orthologous sequences from other species. Our study showed that the 3 co-orthologous (SbNRT1.1A, B and C) are expressed in leaves, stems and roots of sorghum. Moreover, we have for the first time revealed the existence of 5 alternative transcripts for the SbNRT1.1B gene. In another component of our research program, biochemical and physiological traits of two sorghum ecotypes differing in sensitivity to nitrogen were investigated and have shown that these sorghum plants are able to grow at high levels of nitrogen inputs, with differential response to nitrogen sources and rates. This tolerance was manifested by accumulation of high accumulation of chlorophyll, amino acids and protein. On the other hand, the enzymatic activities of certain key enzymes of nitrogen and carbon metabolisms, seem to be related to the capacity of sorghum plants to deal with nitrogen stress. Hence, our findings could provide an initial framework for the identification of biochemical markers for the selection of genotypes using nitrogen more efficiently and giving high yield of biomass and/or grain even under nitrogen stress conditions.

De nos jours, le travail collaboratif a pris une place très importante dans plusieurs domaines, et notamment dans le domaine du télédiagnostic médical. Et la cohérence des données partagées est un enjeu primordial dans ce type d'application. De plus, pour garantir la cohérence des données, l'utilisation d'un algorithme de consensus est un élément indispensable dans les plateformes collaboratives. Nous présentons ici un nouvel algorithme de consensus, nommé FLC, permettant de garantir la cohérence des données partagées dans les systèmes distribués collaboratifs complètement asynchrones. Notre algorithme est tolérant aux pannes et a pour objectif d'améliorer la performance de consensus et notamment lorsque les processus participants tombent en panne. Ce nouvel algorithme utilise l'oracle leader Omega pour contourner le résultat d'impossibilité du théorème FLP. L'algorithme est décentralisé et adopte le modèle de pannes crash-stop. L'algorithme FLC s'appuie sur deux idées principales. La première propose de réaliser, au début de chaque cycle d'exécution, une phase simple d'élection de processus leader garantissant l'existence d'un seul leader par cycle. La deuxième bénéficie de la stabilité du système et plus particulièrement du fait que le processus leader ne tombe pas en panne d'un consensus à l'autre. Les performances de notre algorithme ont été analysées et comparées à celles des algorithmes les plus connus dans le domaine. Les résultats obtenus par simulation en utilisant la plateforme Neko ont montré que notre algorithme donne les meilleures performances lorsque le réseau utilisé est un réseau multicast et qu'aucun processus ne tombent en panne ainsi que pour les situations dans lesquelles l'algorithme de consensus subit une ou plusieurs pannes de processus coordinateurs/leaders. / Nowadays, collaborative work took a very important place in many fields and particularly in the medicaltelediagnosis field. The consistency of shared data is a key issue in this type of applications. Moreover, itis essential to use a consensus algorithm to ensure data consistency in collaborative platforms. We presenthere our new consensus algorithm FLC that helps to ensure data consistency in asynchronous collaborativedistributed systems. Our algorithm is fault tolerant and aims to improve the performance of consensus ingeneral and particularly in the case of process crashes. The new algorithm uses the leader oracle tocircumvent the impossibility result of the FLP theorem. It is decentralized and considers the crash-stop failuremodel. The FLC algorithm is based on two main ideas. The first is to perform, at the beginning of eachround, a simple election phase guaranteeing the existence of only one leader per round. The second is totake advantage of system stability and more particularly of the fact that the leader does not crash betweentwo consecutive consensus runs. The performance of our algorithm was analyzed and compared to the mostknown algorithms in the domain. The results obtained by simulation, using the Neko platform, demonstratedthat our algorithm gave the best performance when using a multicast network in the best case scenario and insituations where the algorithm undergoes one or more crashes of coordinators/leaders processes.