Le modèle de programmation à base d'acteurs a été intensivement utilisé pour le développement de grandes applications et systèmes. On citera par exemple la fonction chat de Facebook ou bien encore WhatsApp. Ces systèmes peuvent avoir plusieurs milliers d'utilisateurs connectés simultanément avec des contraintes fortes de performance et d'interactivité. Ces systèmes s"appuient sur des infrastructures informatiques basées sur des processeurs multi-cœurs. Ces infrastructures disposent en général d'un espace mémoire partagé et hiérarchique NUMA (Non-Uniform Memory Access). Notre analyse de l'état de l'art montre que peu d'études ont été menées sur l'adéquation des environnements d'exécution à base d'acteurs avec des plates-formes à mémoire hiérarchique. Ces environnements d'exécution font en général l'hypothèse que l'espace de mémoire est complètement plat, ce qui pose ensuite de sérieux problèmes de performance. Dans cette thèse, nous étudions les défis posés par les plates-formes multi-cœurs à mémoire hiérarchiques pour des environnements à base d'acteurs. Nous étudions plus particulièrement les problèmes de gestion mémoire, d'ordonnancement et d'équilibrage de charge.Dans la première partie de la thèse, nous avons analysé et caractérisé les applications basées sur le modèle d'acteurs. Cela a permis de mettre en évidence le fait que les exécutions des applications et benchmarks faisaient ressortir des structures de communication particulières que les environnements d'exécution se doivent de prendre en compte pour optimiser les performances. La prise en compte du graphe de communication et la mise en œuvre ont été effectuées dans un environnement d'exécution réel, la machine virtuelle (VM) du langage de programmation Erlang. Le langage de programmation Erlang s'appuie sur le modèle d'acteurs avec une syntaxe claire et cohérente pour la gestion des acteurs. Les modifications que nous avons intégrées à la machine virtuelle Erlang permettent d'améliorer significativement les performances grâce à une meilleure prise en compte de l'affinité entre des acteurs qui interagissent beaucoup. L'ordonnancement et la régulation de charge de l'application sont également améliorées grâce à une meilleure connaissance de l'application et de la topologie de la plate-forme. Une des perspectives serait d'intégrer ces contributions à d'autres environnements d'exécution à base d'acteurs, comme par exemple ceux des Kilim et Akka. / The actor model is present in several mission-critical systems, such as those supporting WhatsApp and Facebook Chat. These systems serve thousands of clients simultaneously, therefore demanding substantial computing resources usually provided by multi-processor and multi-core platforms. Non-Uniform Memory Access (NUMA) architectures account for an important share of these platforms. Yet, research on the the suitability of the current actor runtime environments for these machines is very limited. Current runtime environments, in general, assume a flat memory space, thus not performing as well as they could. In this thesis we study the challenges hierarchical shared memory multi-core platforms present to actor runtime environments. In particular, we investigate aspects related to memory management, scheduling, and load-balancing.In this document, we analyze and characterize actor based applications to, in light of the above, propose improvements to actor runtime environments. This analysis highlighted the existence of peculiar communication structures. We argue that the comprehension of these structures and the knowledge about the underlying hardware architecture can be used in tandem to improve application performance. As a proof of concept, we implemented our proposal using a real actor runtime environment, the Erlang Virtual Machine (VM). Concurrency in Erlang is based on the actor model and the language has a consistent syntax for actor handling. Our modifications to the Erlang VM significantly improved the performance of some applications thanks to better informed decisions on scheduling and on load-balancing. As future work we envision the integration of our approach into other actor runtime environments such as Kilim and Akka.

Les recherches sur les nanocristaux semiconducteur (NCs) ont conduit à des résultats scientifiques fascinants, spécialement pour l'application en dispositifs optoelectroniques. Afin de répondre à certaines exigences comme des coûts mineurs, des gains d'efficacité, des composants respectueux de l'environnement, etc., des nouvelles méthodes sont explorées: dans les procédés en solution, dans l'ingénierie de bande et des niveaux d'énergie. En particulier, la méthode de synthèse peut influencer les propriétés optoélectroniques. Par conséquent, une meilleure compréhension des facteurs complexes pendant la synthèse entraînera une amélioration des performances.La microscopie électronique avancée fournit un moyen précis de recueillir des informations sur la morphologie, la structure cristalline et la composition chimique des matériaux avec une résolution spatiale au niveau atomique. La première partie de cette thèse traite de la synthèse et de la préparation des échantillons pour la microscopie électronique à transmission en haute résolution (HRTEM).La deuxième partie traite du mécanisme de croissance des NCs Cu2ZnSnS4 synthétisés par une méthode colloïdale. La morphologie et la stoechiométrie des intermédiaires de réaction extraits après différents intervalles de temps sont déterminés par HRTEM et analyse dispersive en énergie (EDS).Deux méthodes complémentaires, la diffraction par nanofaisceau d’électrons en précession (NPED) et la microscope électronique en transmission par balayage à haute résolution avec imagerie en champ sombre avec détecteur annulaire à grand angle (HRSTEM-HAADF) permettent une profonde caractérisation de la structure cristalline.En outre, la structure cristalline de NCs CsPbBr3 est résolue avec simulations de STEM-HAADF. Cet approche peut différencier entre structures cristallines cubiques et orthorhombiques, impossible avec techniques de diffraction traditionnelles. Enfin, l'influence des méthodes de synthèse sur la morphologie et sur la structure cristalline de NCs CuFeS2 pour applications dans le domaine de la thermoélectricité est analysée par HRTEM. / The investigations of semiconductor nanocrystals (NCs) led to fascinating scientific results in optoelectronic devices. In order to fulfill certain requirements, i.e. cheaper costs, higher efficiencies, environmental friendly components etc., new methods are explored in solution-processing, band gap and energy level engineering. Particularly, the method of synthesis can alter the optoelectronic properties. Therefore, a better understanding of the intricate factors during synthesis will lead to improved performances. Advanced electron microscopy provides a precise way to gather information about morphology, crystal structure and chemical composition of materials with a spatial resolution down to the atomic level. The first part of this thesis deals with the optimization of the synthesis and sample preparation for high resolution transmission electron microscopy (HRTEM).The second part deals with the growth mechanism of Cu2ZnSnS4 NCs synthesized by a colloidal method. The morphology and stoichiometry of the samples extracted after different time intervals are characterized by HRTEM and electron dispersion spectroscopy (EDS). Two complementary methods, Nanobeam Precession Electron Diffraction (NPED) and High Resolution Scanning Transmission Electron Microscopy by High Angle Annular Dark-Field Imaging (HRSTEM-HAADF), provide an in-depth crystal structure characterization.Moreover, the crystal structure of CsPbBr3 NCs is solved by probing STEM-HAADF simulations. This approach is able to differentiate cubic and orthorhombic crystal structures, which is otherwise impossible by diffraction techniques. Finally, the influence of synthesis methods on the morphology and crystal structure of CuFeS2 NCs is investigated by HRTEM for thermoelectric applications.

L’objectif de cette thèse était d’étudier les mécanismes responsables de la luminescence des ions lanthanides dans des polymères de coordination. Pour cela, des séries d’alliages moléculaires à base d’acide 4 carboxyphénylboronique ont été synthétisées, en faisant varier les proportions relatives des ions lanthanides. Les produits synthétisés ont été étudiés dans la perspective de leur application dans les domaines de la lutte anti-contrefaçon et des thermomètres moléculaires. D’autre part, de nouveaux systèmes utilisant d’autres dérivés d’acide boronique ont été synthétisés. Une nouvelle structure cristalline a été obtenue à base de l’acide 2-carboxyphénylboronique. La seconde partie de cette thèse a porté sur la synthèse et la caractérisation de poudres microcristallines de type coeur-coquille. Il s’agit de la première micro-structuration de polymères de coordination réalisée à l’échelle micrométrique. Les poudres synthétisées ont été caractérisées par microscopies électroniques à balayage, à transmission et par analyses EDS. Leurs propriétés optiques ont été comparées avec celles des alliages moléculaires. Les résultats obtenus ont mis en évidence l'intérêt de la micro-structuration de ces poudres concernant les transferts d'énergie intermétalliques. Cette technique de synthèse basée sur la croissance épitaxiale, est rendue possible par les propriétés chimiques similaires des terres rares. Nos travaux ont montré que lorsque les constantes thermodynamiques et\ou cinétiques le permettent, la phase cristalline de la coquille présente la structure cristalline du cœur même lorsque le composé constituant la coquille cristallise dans une autre phase lorsqu'il est synthétisé seul. / The aim of this thesis was to study the luminescence mechanisms of lanthanide ions in coordination polymers. Series of molecular alloys (hetero-lanthanide compounds in which lanthanide ions are randomly distributed) based on 4-carboxyphenylboronic acid were synthesized, by varying the relative contents of the lanthanide ions. The synthesized products have been studied from the perspective of their application in the fields of anti-counterfeiting and molecular thermometers. On the other hand, new systems using other boronic acid derivatives have been synthesized. A new crystal structure was obtained based on 2-carboxyphenylboronic acid. The second part of this thesis focused on the synthesis and characterization of core-shell microcrystalline powders. This is the first time that micro-structuration of a coordination polymer is achieved at the micrometric scale. The synthesized powders were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and EDS analyses. Their optical properties have been compared with those of the corresponding molecular alloys. The obtained results highlighted the interest of the micro-structuration concerning intermetallic energy transfers. This strategy of synthesis based on epitaxial growth, is possible because of lanthanide similar chemical properties. This work demonstrates that in the case where the thermodynamic and\or kinetic constants allow it, the shell crystallizes according to the same crystal structure than the core even if its crystal structure is different when it is synthesized alone.

The Coeur d'Alene district in northern Idaho is a world class Pb-Ag mesothermal vein system that has produced about 360 million ounces of silver, lead, and zinc since the 1880s. Despite the long history of exploration and production, the district does not have a predictive model for exploration based on a sound understanding of structural controls on the silver ore deposits; this is certainly the case for the Sunshine Mine and surrounding area. Fault kinematic history in the district shows a regional scale fault system reactivated over time with dextral, sinistral, and dip-slip displacement. The fault system is superimposed on regional deformation fabrics that were examined for this study in the Sunshine Mine area. Cleavage sets observed in the Sunshine mine area, distinguished by orientation and superposition relationships, are consistent with the findings of Smith (2004) which defined cleavage sets referred to as S1, S2, and S3. Two additional deformation fabrics that appear spatially tied to fault zones formed between development of cleavages S2 and S3. The multiple cleavages, fault zones, and their intersections are interpreted to act as pathways for hydrothermal fluids associated with vein formation and silver ore deposition. Thin section kinematic analysis of vein and shear zone samples defined a dip-slip sense of shear associated with the Sterling vein. Electron Backscatter Diffraction (EBSD) analysis of vein and shear zone samples failed to define a lattice preferred crystallographic orientation that defined shear sense. Similarly, cathodoluminescence (CL) analysis of thin section textures failed to define a dominant shear sense and fault kinematics. Nevertheless, additional study using these techniques is warranted. Both field observation and thin section analysis demonstrate a direct relationship between shear zones, veins, and mineralization potential, clarifying the need for detailed fault maps for the Sunshine Mine area and Coeur d'Alene district.

Une fonction d'effectivité représente la distribution de pouvoir aux coalitions dans une organisation. Cette thèse aborde différentes questions en rapport avec la théorie de la gouvernance, et propose des études formelles des problèmes posés. Étant répartie en six chapitres, elle s'intéresse plus particulièrement au mécanisme d'interaction des joueurs pour aboutir à un "accord social", et aux propriétés mathématiques de ces mécanismes : la vulnérabilité face aux conflits, la possibilité de la négociation ainsi que la stabilité.

Cette thèse est composée de quatre articles. L'objet principal de la thèse est d'énoncer des conditions suffisantes de non vacuité pour le coeur dans les jeux sans paiements latéraux. Rappelons que, dans un système social où des comportements coopératifs entrent en jeu, le coeur est l'ensemble qui vérifie des propriétés naturelles de stabilité et de rationalité. Pour assurer la non vacuité, les principaux résultats de la littérature supposent qu'une condition de balancement sur le jeu est satisfaite. La première partie de la thèse concerne les résultats théoriques de non vacuité, ces résultats reposent sur une nouvelle condition de balancement, dite de balancement dépendant. Le deuxième partie de la thèse propose des applications de ces différents résultats pour le problème des tarifications stables dans les marchés contestables.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'adaptation de l'algorithmique aux architectures parallèles. Les plateformes hautes performances actuelles disposent de plusieurs niveaux de parallélisme et requièrent un travail considérable pour en tirer parti. Les superordinateurs possèdent de plus en plus d'unités de calcul et sont de plus en plus hétérogènes et hiérarchiques, ce qui complexifie d'autant plus leur utilisation.Nous nous sommes intéressés ici à plusieurs aspects permettant de tirer parti des architectures parallèles modernes. Tout au long de cette thèse, plusieurs problèmes de natures différentes sont abordés, de manière plus théorique ou plus pratique selon le cadre et l'échelle des plateformes parallèles envisagées.Nous avons travaillé sur la modélisation de problèmes dans le but d'adapter leur formulation à des solveurs existants ou des méthodes de résolution existantes, en particulier dans le cadre du problème de la factorisation en nombres premiers modélisé et résolu à l'aide d'outils de programmation linéaire en nombres entiers.La contribution la plus importante de cette thèse correspond à la conception d'algorithmes pensés dès le départ pour être performants sur les architectures modernes (processeurs multi-coeurs, Cell, GPU). Deux algorithmes pour résoudre le problème du compressive sensing ont été conçus dans ce cadre : le premier repose sur la programmation linéaire et permet d'obtenir une solution exacte, alors que le second utilise des méthodes de programmation convexe et permet d'obtenir une solution approchée.Nous avons aussi utilisé une bibliothèque de parallélisation de haut niveau utilisant le modèle BSP dans le cadre de la vérification de modèles pour implémenter de manière parallèle un algorithme existant. A partir d'une unique implémentation, cet outil rend possible l'utilisation de l'algorithme sur des plateformes disposant de différents niveaux de parallélisme, tout en ayant des performances de premier ordre sur chacune d'entre elles. En l'occurrence, la plateforme de plus grande échelle considérée ici est le cluster de machines multiprocesseurs multi-coeurs. De plus, dans le cadre très particulier du processeur Cell, une implémentation a été réécrite à partir de zéro pour tirer parti de celle-ci.

La tendance actuelle des constructeurs pour le calcul scientifique est à l'utilisation de grappes de machines dont les noeuds comportent un nombre de coeurs toujours plus grand. Le modèle basé uniquement sur MPI laisse peu à peu la place à des modèles mélangeant l'utilisation de threads et de MPI. Ce changement de modèle entraîne de nombreuses problématiques car les implémentations MPI n'ont pas été conçues pour supporter les applications multi-threadées. Dans cette thèse, afin de garantir le bon fonctionnement des communications, nous proposons un module logiciel faisant interagir l'ordonnanceur de threads et la bibliothèque de communication. Ce module, en collaborant avec l'ordonnanceur de threads, permet de faire progresser les communications en arrière-plan et d'assurer un haut niveau de réactivité, même lorsque la machine est surchargée.

Restauration Echographique Multi-vues appliquée à l'Imagerie 3D du Sein et du Cœur Nous présentons dans cette thèse de nouvelles techniques pour l'amélioration de la qualité d'images ultrasonores tridimensionnelles. L'échographie est l'une des technologies les plus utilisées en imagerie médicale, car elle est non-invasive, temps réel et relativement peu coûteuse. Cependant, elle a des inconvénients, comme la présence de speckle, une faible résolution spatiale et la dépendance de l'angle d'acquisition. La technique de combinaison spatiale (en anglais spatial compounding), qui consiste à combiner des images selon différents points de vue, a démontré qu'elle permettait de réduire le niveau de speckle. Nous proposons d'étendre cette technique afin améliorer également la résolution spatiale et la dépendance de l'angle d'acquisition. Nous proposons deux nouvelles approches : (i) une déconvolution multi-vues, consistant à résoudre le problème inverse où l'on suppose que chaque acquisition est une version dégradée du tissu original, et on recherche l'image la plus vraisemblable, et (ii) une fusion multi-vues, où l'on construit un volume à partir des caractéristiques présentes dans chaque acquisition. Nous appliquons ces méthodes sur l'imagerie 3D du sein et du cœur. L'obtention des volumes 3D du sein reste un défi, entre autres parce que la résolution est limitée dans le plan d'élévation. Les méthodes proposées permettent de résoudre ces problèmes. De nouvelles sondes en temps-réel et 3D pour l'imagerie du cœur ont été récemment introduites sur le marché. La combinaison par nos méthodes des acquisitions à travers différentes fenêtres acoustiques permet d'augmenter le champ de vue, le contraste des parois et le rapport signal sur bruit.

Cardiac transplantation is governed by complex immunological mechanisms contributing to different types of allograft rejection. Early non-specific graft failure and chronic rejection (cardiac allograft vasculopathy) represent the main limitations for the recipients’ short- and long-term survival respectively. To date, the pathogenesis of both rejection types remains ill-defined. However, it is believed that they are related to an immunologically mediated potent inflammatory process, occurring whether early after transplantation (acute), or lasting for the lifetime of the graft (chronic). The initiating mechanisms of chronic rejection in solid organ transplantation remain ill-defined. Emerging evidence sustains that graft vasculopathy is primarily driven by alloreactive CD4+ T lymphocytes sensitized by the indirect pathway of allorecognition. To date, whereas the nature of APCs involved in this particular pathway has yet to be identified, it appears challenging to speculate that recipient-derived endothelial cells (ECs) repopulating the graft may represent the main cell targets recognized by indirectly primed alloreactive CD4+ T cells to mediate the rejection of cardiac transplants. In the first part of this thesis, we specifically studied the indirect pathway of allorecognition with a transgenic mice (Marilyn mice) model that expresses a T cell receptor (TCR) transgene which recognizes the male antigen H-Y in an I-Ab-restricted fashion. Our results provide evidence that graft endothelium replacement by recipient-type cells expressing MHC Class II molecules is required for the chronic rejection of vascularized cardiac transplants mediated by indirect pathway alloreactive CD4+ T cells. The purpose of the second part of the thesis was to investigate the potential implication of interleukin-22 (IL-22), an early phase secreted proinflammatory cytokine of the IL-10 family, in the acute rejection of cardiac allografts. IL-22 was recently described as an effector key modulator of the inflammatory process produced mainly by differentiated CD4+ T cells of the Th17 lineage. As being closely related to IL-10 and IL-17, both involved in the rejection process of vascularized heart allografts, we attempted to determine the precise role of IL-22 in this process. Experiments were conducted with a recently developed murine model deficient for the IL-22 gene (IL-22KO). The results of the second part of the thesis show that IL-22 is not an effector cytokine in cardiac allograft rejection. In contrast, as being early expressed into the allograft, likely IL-22 plays a protective role in the inflammation leading to acute cardiac rejection, probably depending on a neutrophil-related mechanism. In conjunction with current understanding of inflammatory and antigen-specific events in allografts, overall, our results provide new insights into the mechanisms of chronic and acute cardiac rejection, thus prompting to further interrogations and appealing novel therapeutic strategies. Pharmacologic manipulation of endothelium is challenging. Given their capacity to sense and rapidly respond to the local environment, ECs are the ideal targets for rapid systemic delivery of therapeutic agents. Combination therapy is required to reduce inflammatory reaction and endothelial activation, to modulate endothelial dysfunction and promote endothelial survival. Also, given that IL-22 may alleviate tissue destruction during inflammatory responses, therapies that enhance its production and protective action in the transplanted organs seem attractive to specifically affect tissue responses, without exerting direct effects on the immune response.