Le problème de filtrage consiste à estimer l'état d'un système dynamique, appelé signal qui est souvent un processus markovien, à partir d'observation bruitées des états passés du système. Dans ce mémoire, nous considérons un modèle de filtrage en temps continu pour le processus de diffusion. Le but est d'étudier la stabilité du filtre optimal par rapport à sa condition initiale au-delà de l'hypothèse de mélange (fort) pour le noyau de transition en ignorant l'ergodicité du signal / The filtering problem consists of estimating the state of a dynamic, called signal which is often a Markov process, from the noisy observation of the past states. In this thesis, we consider a filtering model in continuous time for the diffusion process. The aim is to study the stability of the optimal filter with respect to its initial condition beyond the mixing (or quasi – mixing) hypothesis for the transition kernel

L'analyse des structures curvilignes en 3 dimensions est un problème difficile en analyse d'images. En effet, ces structures sont fines, facilement corrompues par le bruit et présentent une géométrie complexe. Depuis plusieurs années, de nombreuses méthodes spécialement dédiées au traitement d'images contenant des structures curvilignes ont vu le jour. Ces méthodes concernent diverses applications en science des matériaux, télédétection ou encore en imagerie médicale. Malgré cela, l'analyse des structures curvilignes demeure une tâche complexe.Dans cette présentation nous parlerons de la caractérisation des structures curvilignes pour l'analyse d'images. Nous présenterons en premier lieu une nouvelle méthode appelée RORPO, à partir de laquelle deux caractéristiques peuvent être calculées. La première est une caractéristique d'intensité, qui préserve l'intensité des structures curvilignes tout en réduisant celle des autres structures. La deuxième est une caractéristique de direction, qui fournit en chaque point d'une image, la direction d'une structure curviligne potentielle.RORPO, contrairement à la plupart des méthodes de la littérature, est une méthode non locale, non linéaire et mieux adaptées à l'anisotropie intrinsèque des structures curvilignes. Cette méthode repose sur une notion récente de Morphologie Mathématique: les opérateurs par chemins.RORPO peut directement servir au filtrage d'images contenant des structures curvilignes, afin de spécifiquement les préserver, mais aussi de réduire le bruit. Mais les deux caractéristiques de RORPO peuvent aussi être utilisées comme information a priori sur les structure curvilignes, afin d'être intégrées dans une méthode plus complexe d'analyse d'image.Dans un deuxième temps, nous présenterons ainsi un terme de régularisation destiné à la segmentation variationnelle, utilisant les deux caractéristiques de RORPO.L'information apportée par ces deux caractéristiques permet de régulariser les structures curvilignes seulement dans la direction de leur axe principal. De cette manière, ces structures sont mieux préservées, et certaines structures curvilignes déconnectées par le bruit peuvent aussi être reconnectées.Des résultats en 2D et 3D de ces méthodes seront enfin présentées sur des images de vaisseaux sanguins provenant de diverses modalités / The analysis of curvilinear structures in 3D images is a complex and challenging task. Curvilinear structures are thin, easily corrupted by noise and present a complex geometry. Despite the numerous applications in material sciences, remote sensing and medical imaging and the large number of dedicated methods developed the last few years, the detection of such structures remains a difficult problem.In this thesis, we work on the characterization of curvilinear structures. We first propose a new framework called RORPO, to characterize such structures through two features: an intensity feature which preserves the intensity of curvilinear structures while decreasing the intensity of other structures, and a directional feature providing at each point, the direction of the curvilinear structure.RORPO, unlike classic other state of the art methods, is non-local and non-linear, which are desirable properties adapted to the intrinsic anisotropy of curvilinear structures. RORPO is based on recent advances in mathematical morphology: the path operators.We provide a full description of the structural and algorithmic details of RORPO, and we also conduct a quantitative comparative study of our features with three popular curvilinear structure analysis filters: the Frangi Vesselness, the Optimally Oriented Flux, and the Hybrid Diffusion with Continuous Switch.Besides the straightforward filtering application, both RORPO features are designed to be used as prior information to characterize curvilinear structures. We propose a regularization term for variational segmentation which embed these features. Classic regularization terms are not adapted to curvilinear structures and usually lead to the loss of most of the low-contrasted ones. We propose to only regularize curvilinear structures along their main axis thanks to both RORPO features. This directional regularization better preserves curvilinear structures but also reconnect parts of these structures which may have been disconnected by noise.We present results of the segmentation of retinal images with the Chan et al. model either with the classic total variation or our directional regularization term. This confirm that our regularization term is better suited for images with curvilinear structures

Ce travail réalisé au LAUM, concerne en premier lieu la caractérisation des distorsions, notamment non linéaires,observables sur des haut-parleurs en vue de les miniaturiser.En outre l’étude se rapporte au mode de contrôle de tels transducteurs au regard des avantages et des inconvénients présentés par l’électronique d’un pilotage en intensité.Après rappel des principales définitions permettant d’appréhender les mesures électroacoustiques, la structure et les propriétés des haut-parleurs font l’objet d’une première analyse, discutée dans le cadre des hypothèses de linéarité.Les exemples et les caractéristiques décrits en termes de fonctions de transfert sont présentés autour d’un transducteur générique de l’état de la technique. Les principes de la commande en courant sont ensuite présentés, compte tenu des caractéristiques globales des amplificateurs opérationnels de puissance disponibles actuellement. En maintenant l’intégrité de l’indice de contrôle en courant (Control Drive Index), la réjection du pic de résonance mécanique et des hautes fréquences sont discutés autour de structures de filtrages, soit incorporées à la boucle de feedback et adaptées au transducteur, soit disposées en feed forward. Au-delà de ces considérations de premier ordre les comportements non linéaires sont examinés. Après une analyse fondamentale se rapportant aux définitions et aux caractéristiques de non-linéarité, une évaluation analytique en régime mono fréquentiel est présentée, pour un transducteur commandé en courant. L’analyse est ensuite généralisée au moyen de modèles numériques originaux réalisés sous Simulink®, PSpice® et SLPS avec des sollicitations bitonales.Considérant divers dispositifs de l’état de la technique, des résultats conformes à ceux de la littérature récente et validés par l’expérience sont obtenus. Ainsi, les prototypes de micro haut-parleurs réalisés au laboratoire seront à court terme caractérisés avec plusieurs modes de conditionnement. / Undertaken with the LAUM, this work aims at first tocharacterize non linear distortions relative to electrodynamicloudspeakers with a view to miniaturizing units designed in thelaboratory. Furthermore, a special point about the advantages and drawbacks resulting from voltage or current driving has been investigated. After a brief review about the prominent definitions used in thefield of electro-acoustics, the main properties and specificitiesof transducers are discussed while considering at first linear devices. Considering a generic transducer of the state of theart, the main parameters are given in terms of transfer functions. Then, a current-driving policy is discussed whiletaking account of the actual power operational amplifier properties. Furthermore, the rejection of the mechanical resonance is investigated without any kind of alteration of theideal infinity of the Control Drive Index value. Specific filtering structures are calculated regarding a given transducer and considered either in feedforward or feedback arrangements within the circuitry. After such a first order analysis non linear behaviours areconsidered. At first a straightforward typology of non linearsystems is presented so as to highlight the most importantdefinitions. Then, a special analytical approach is given,allowing us to analyse the harmonic generation from a currentdriven loudspeaker with a mono frequency regime. Such anapproach is extended and generalized by way of original numerical models designed with Simulink®, PSpice® and SLPSsoftware, considering bi tonal stimuli signals. Then, such anapproach is considered with transducers and amplifiers of thestate of the art, allowing us to validate the whole relevantrationale. Thus, the micro speakers actually developed in thelaboratory should be investigated and optimized in the shortrun, considering their relevant electronic conditioning policy.

L'industrie aéronautique, dans le cadre de l'avion plus électrique, met en oeuvre le remplacement d'actionneurs pneumatiques ou hydrauliques par des actionneurs électromécaniques. Cela permet de réduire le nombre de réseaux de distribution présents dans l'avion, de faciliter la maintenance et d'améliorer le rendement. Le but final est de réduire la masse et d'améliorer l'efficacité énergétique globale d'un avion pour réduire sa consommation en carburant. Les travaux de ce mémoire de thèse s'inscrivent donc la logique de réduction de la masse des convertisseurs tout en assurant des critères de perturbations CEM (Compatibilité ElectroMagnétique). En effet, les normes CEM sont de plus en plus contraignantes, en particulier les domaines sensibles tel que l'aéronautique. Les filtres CEM sont donc de plus en plus nombreux. Dans ces filtres, les composants magnétiques occupent plus de 50 % de la place et surtout de la masse. L'objectif de cette thèse est de faire émerger des solutions innovantes, en dotant les filtres CEM passifs d'un composant magnétique unique pour les perturbations de mode conduites afin de réduire sa masse. Afin de comprendre leur fonctionnement, suite à une étude bibliographique, nous avons réalisé une étude comparative de topologies à composant magnétique unique. Nous avons développé un outil de modélisation fréquentielle du composant magnétique unique. A partir d'une modélisation <<système>> nous avons pu prendre en compte l'environnement du composant magnétique (Réseau Stabilisateur d'Impédance de Ligne (RSIL), Source de perturbations, Capacités) et une modélisation plus fine des propriétés magnétiques du composant. Grâce à un modèle gyrateur-capacité, nous avons pu prédire les performances du filtre complet dans son environnement et l'optimiser. Cette étude nous a permis de réaliser une topologie de composant magnétique unique plus compacte et plus performante que la topologie existante. Par ailleurs, nous avons démontré la faisabilité de l'intégration sur PCB (Printed Board Circuit) d'alliage nanocristallin en réalisant une autre topologie de composant unique basée sur les mêmes facteurs que la précédente mais intégrée dans un PCB. Les verrous technologiques auxquels nous avons été confrontés et les solutions que nous avons proposées pour les résoudre sont détaillés dans le mémoire. / In the context of the more electric aircraft, the industry replaces pneumatic or/and hydraulic actuators for electromechanicalactuators. The ultimate goal is to reduce the weight and improve the overall energy efficiency of an aircraft to reduce fuelconsumption. This thesis aims the mass reduction converters while providing criteria EMC interference (electromagneticcompatibility). In fact, EMC standards are becoming more stringent, particularly in sensitive areas such as aeronautics. EMCfilters are more numerous. In these filters, the magnetic components have more than 50% of the space and weigth. Theobjective of this thesis is to design innovative EMC filters solutions, using a single magnetic component, to reduce conducted disturbances (common and differential modes). Following a review of the literature, we conducted a comparative study of single magnetic component topologies. We have developed a modeling tool frequency magnetic single component. From a modeling <<system>> we have to take into account the environment of the magnetic component (Impedance Stabilization Network Line (LISN), Source disturbances and capacities) and a finer modeling of magnetic properties of component. With a gyrator-capacitor model, we could predict the performance of the complete filter in its environment and optimize it. This study has allowed us to achieve a unique magnetic topology component more compact and efficient than the existing topology. In addition, we have demonstrated the feasibility of integrating PCB (Printed Circuit Board) of nanocrystalline alloy by performing another single component topology based on the same factors as above but integrated into a PCB. The technological obstacles which we faced and solutions we have proposed to solve them are detailed in the report.

L’industrie éolienne et l’aéronautique ont des besoins importants en matière de mesure de vent dans les premières centaines de mètres de l’atmosphère. Les lidars sont des instruments répandus et éprouvés pour ce type de mesure. Cependant, leurs qualités d’acquisition sont atténuées par un bruit de mesure systématique. En utilisant des techniques sur le filtrage nonlinéaire nous avons participé au développement d'un algorithme qui améliore l’estimation du vent et de la turbulence. Cet algorithme est basé sur une représentation de l’atmosphère par des particules fluides. Il utilise un modèle lagrangien stochastique de turbulence et un filtrage par sélection génétique. Son efficacité dépend du réglage de certains paramètres, fixés à une valeur acceptable à l’issue de la phase de développement. Mais l’influence de ces paramètres n’a jamais été étudiée. Ce travail de thèse répond à cette question par une analyse de sensibilité basée sur la décomposition de variance. De nouveaux estimateurs pour les indices de Sobol, utilisant des régression pénalisées, ont été testés. Ces estimateurs mettent les indices de Sobol les plus petits automatiquement à zéro pour faciliter l’interprétation globale. L’analyse de sensibilité permet de réduire le système à 9 entrées et 5 sorties à un système de 3 entrées (le nombre de particules, le bruit d’observation réel et le bruit d’observation donné au filtre) et 2 sorties (la pente du spectre de vent et l’erreur sur le vent). Grâce à ce système réduit, nous mettons en évidence une méthode de réglage des paramètres d’entrée les plus importants. Le bruit d’observation donné au filtre est bien réglé lorsque la pente du spectre est à la valeur cible de -5/3. Une fois ce bruit réglé, l’erreur sur le vent est minimale avec une expression connue. / Wind energy industry and airport safety are in need of atmospheric observations. Remote sensors, such as lidars, are well proven and common technology to provide wind measurements in the first hundreds of meters of altitude. However, acquisition abilities of lidars are polluted by measurement noise. Using non-linear filtering techniques, we took part at the development of an algorithm improving wind and turbulence estimations. The process is based on a representation of the atmosphere with fluid particles. It uses a stochastic Lagrangian model of turbulence and a genetic selection filtering technique. Its efficiency depends of the setting of various parameters. Their values were fixed experimentally during the development phase. But their influence has never been assessed. This work addresses this question with a variance-based sensitivity analysis. New estimators of Sobol indices, using penalized regression have been tested. These estimators ensure the lowest Sobol indices automatically go to zero so the overall interpretation is simplified. The sensitivity analysis allows to reduce the system from 5 outputs and 9 inputs to 3 inputs (number of particles, real observation noise, observation noise given to the filter) and 2 outputs (wind spectrum slope, root-mean-squared error on wind). With this reduced system we determined a procedure to correctly set the most important parameters. The observation noise given to the filter is well set when the wind spectrum slope has the expected value of -5/3. Once it is set correctly, the error on wind is minimum and its expression is known.

L'objectif de cette thèse est de développer des algorithmes d'apprentissage adaptés aux grandes masses de données. Dans un premier temps, nous considérons le problème de la classification avec un grand nombre de classes. Afin d'obtenir un algorithme adapté à la grande dimension, nous proposons un algorithme qui transforme le problème multi-classes en un problème de classification binaire que nous sous-échantillonnons de manière drastique. Afin de valider cette méthode, nous fournissons une analyse théorique et expérimentale détaillée.Dans la seconde partie, nous approchons le problème de l'apprentissage sur données distribuées en introduisant un cadre asynchrone pour le traitement des données. Nous appliquons ce cadre à deux applications phares : la factorisation de matrice pour les systèmes de recommandation en grande dimension et la classification binaire. / This thesis focuses on developing scalable algorithms for large scale machine learning. In this work, we present two perspectives to handle large data. First, we consider the problem of large-scale multiclass classification. We introduce the task of multiclass classification and the challenge of classifying with a large number of classes. To alleviate these challenges, we propose an algorithm which reduces the original multiclass problem to an equivalent binary one. Based on this reduction technique, we introduce a scalable method to tackle the multiclass classification problem for very large number of classes and perform detailed theoretical and empirical analyses.In the second part, we discuss the problem of distributed machine learning. In this domain, we introduce an asynchronous framework for performing distributed optimization. We present application of the proposed asynchronous framework on two popular domains: matrix factorization for large-scale recommender systems and large-scale binary classification. In the case of matrix factorization, we perform Stochastic Gradient Descent (SGD) in an asynchronous distributed manner. Whereas, in the case of large-scale binary classification we use a variant of SGD which uses variance reduction technique, SVRG as our optimization algorithm.

Issus de l'effondrement gravitationnel des fluctuations de matière primordiales, les amas de galaxies sont constitués d'un halo de matière noire, d'un plasma de baryon ou « gaz chaud » et de galaxies. Le comptage des amas apporte des contraintes fortes sur la cosmologie.Mon travail consiste à améliorer la détection de la composante de gaz chaud des amas, à la fois pour des structures proches et lointaines. Ce gaz chaud est détectable dans les cartes du satellite Planck par effet Sunyaev-Zel'dovich et dans les cartes du satellite ROSAT par rayonnement de freinage.La première partie de cette thèse consiste à détecter du gaz chaud dans les cartes de Planck à la position des quasars de l'expérience BOSS, donc dans des structures lointaines.Le signal est dominé par une émission de type poussière. J'ai donc élaboré un filtre capable d'extraire un signal de gaz chaud sous-dominant et de le séparer de l'émission de poussière. Le signal de gaz chaud obtenu par cette approche est significatif pour les structures à redshift z >2.5.La seconde partie de cette thèse, la détection simultanée, est dédiée à la construction d'un filtre capable d'extraire des amas (à z<1.5) individuellement dans les données ROSAT et adapté à la statistique du bruit. Ce filtre est en outre conçu dans la perspective d'être combiné avec le filtre utilisé pour détecter les amas dans les données Planck. L'objectif final étant d'obtenir plus d'amas moins massifs. / Originating from the gravitational collapse of the primordial fluctuations of matter, galaxy clusters are the mixture of a dark matter halo, a baryonic plasma also called « hot gas » and several galaxies. Cluster counts provide stringent constraints on cosmology.Improving the detection of the hot gas component in nearby or distant structures is the main goal of my work. We can detect this hot gas in the Planck satellite maps thanks to the Sunyaev-Zel'dovich effect and in the ROSAT satellite maps by bremsstrahlung.The first part of my thesis is dedicated to the detection of hot gas in Planck maps at the positions of BOSS quasars, so in distant structures.Dust-like emission dominates our signal. I developped a new filter in order to separate the possible sub-dominant hot gas emision from the dust one. I get a significnt hot gas signal for structures with redshift z >2.5.In the second part of the thesis, the simultaneous detection, I build a filter suited for extracting clusters (z<1.5) individually in the ROSAT data respecting the noise statitistics. This filter is also designed to be combined with the filter used for detecting clusters in Planck maps. Increasing the number of less massive clusters will be the final goal.

Cette thèse s'intéresse au problème du positionnement (position et orientation) dans un contexte de réalité augmentée et aborde spécifiquement les solutions à base de capteurs embarqués. Aujourd'hui, les systèmes de navigation vision-inertiel commencent à combler les besoins spécifiques de cette application. Néanmoins, ces systèmes se basent tous sur des corrections de trajectoire issues des informations visuelles à haute fréquence afin de pallier la rapide dérive des capteurs inertiels bas-coûts. Pour cette raison, ces méthodes sont mises en défaut lorsque l'environnement visuel est défavorable.Parallèlement, des travaux récents menés par la société Sysnav ont démontré qu'il était possible de réduire la dérive de l'intégration inertielle en exploitant le champ magnétique, grâce à un nouveau type d'UMI bas-coût composée – en plus des accéléromètres et gyromètres traditionnels – d'un réseau de magnétomètres. Néanmoins, cette méthode est également mise en défaut si des hypothèses de non-uniformité et de stationnarité du champ magnétique ne sont pas vérifiées localement autour du capteur.Nos travaux portent sur le développement d'une solution de navigation à l'estime robuste combinant toutes ces sources d'information: magnétiques, visuelles et inertielles.Nous présentons plusieurs approches pour la fusion de ces données, basées sur des méthodes de filtrage ou d’optimisation et nous développons un modèle de prédiction du champ magnétique inspiré d'approximation proposées en inertiel et permettant d’intégrer efficacement des termes magnétiques dans les méthodes d’ajustement de faisceaux. Les performances de ces différentes approches sont évaluées sur des données réelles et nous démontrons le bénéfice de la fusion de données comparées aux solutions vision-inertielles ou magnéto-inertielles. Des propriétés théoriques de ces méthodes liées à la théorie de l’invariance des estimateurs sont également étudiées. / This thesis addresses the issue of positioning in 6-DOF that arises from augmented reality applications and focuses on embedded sensors based solutions.Nowadays, the performance reached by visual-inertial navigation systems is starting to be adequate for AR applications. Nonetheless, those systems are based on position correction from visual sensors involved at a relatively high frequency to mitigate the quick drift of low-cost inertial sensors. This is a problem when the visual environment is unfavorable.In parallel, recent works have shown it was feasible to leverage magnetic field to reduce inertial integration drift thanks to a new type of low-cost sensor, which includes – in addition to the accelerometers and gyrometers – a network of magnetometers. Yet, this magnetic approach for dead-reckoning fails if stationarity and non-uniformity hypothesis on the magnetic field are unfulfilled in the vicinity of the sensor.We develop a robust dead-reckoning solution combining simultaneously information from all these sources: magnetic, visual, and inertial sensor. We present several approaches to solve for the fusion problem, using either filtering or non-linear optimization paradigm and we develop an efficient way to use magnetic error term in a classical bundle adjustment that was inspired from already used idea for inertial terms. We evaluate the performance of these estimators on data from real sensors. We demonstrate the benefits of the fusion compared to visual-inertial and magneto-inertial solutions. Finally, we study theoretical properties of the estimators that are linked to invariance theory.

Cette thèse a pour objet l'étude des surfaces sélectives en fréquence comme filtres pour l'imagerie multispectrale infrarouge. Les surfaces sélectives en fréquence en transmission sont composées d'une couche métallique percée d'ouvertures périodiques résonantes. La longueur d'onde de résonance et le gabarit du filtre (transmission, largeur à mi-hauteur) dépendent de paramètres géométriques latéraux, ce qui permet d'envisager la conception de matrices multispectrales de pixels. Un modèle théorique utilisant la théorie temporelle des modes couplés sera utilisé pour mettre en évidence les mécanismes du fonctionnement de ces structures dans le domaine de l'infrarouge (λ=1-12 µm), où les métaux sont absorbants. Dans le cadre de cette théorie, des taux de pertes radiatifs et par absorption métallique seront calculés et commentés. Des simulations en FDTD (Finite Difference Time Domain) seront effectuées pour comparaison avec le modèle. De plus, des empilements prenant en compte les contraintes technologiques seront simulés et analysés et permettront de définir les composantes d'un empilement optimal en terme de géométrie et de paramètres matériau (choix des indices optiques). La tolérance à l'angle d'incidence de ces filtres sera également étudiée. / This thesis investigates frequency selective surfaces as filters for infrared multispectral imaging. Frequency selective surfaces for the transmission of light are made of a metallic layer etched with periodic resonant apertures. The resonance wavelength and the filter's parameters (transmission, full width at half maximum) depend on lateral geometrical parameters, facilitating the design and integration of filters on the focal plane array of the detector. A theoretical model using the temporal coupled mode theory will be used to highlight key parameters of the physics of these structures at infrared wavelengths (λ=1-12 µm), where metals are absorbing. Radiative and absorptive loss rates will be calculated and commented. FDTD (Finite Difference Time Domain) simulations will be made and compared with the model. Furthermore, optical stacks taking into account technological constraints will be simulated and analyzed and will allow us to define an optimal optical stack, considering geometrical and material parameters (choice of optical indexes). The filters' angular tolerance will be considered.

Avec l’essor de l'Industrie 4.0, de nombreuses infrastructures ont été contraintes d’ouvrir leurs réseaux à Internet, principalement pour répondre au besoin croissant de supervision et de contrôle à distance. Mais là où ces infrastructures étaient auparavant isolées, épargnées par les menaces extérieures, leur ouverture a provoqué l’émergence de nouveaux risques, en particulier à travers le réseau, potentiellement sérieux et qui ne sont pas couverts.Les solutions de cybersécurité, comme les pare-feux, les systèmes de détection d’intrusion ou les systèmes de protection contre les intrusions, sont couramment utilisés pour répondre aux préoccupations liées à la cybersécurité des infrastructures industrielles. Cependant, la tendance à se fier aux systèmes logiciels pour assurer la protection du réseau a mis en lumière les vulnérabilités de ces systèmes, en raison de leurs implémentations logicielles inhérentes. En outre, l’industrie est liée à ses propres spécificités (faible latence, support de protocoles réseaux spécifiques), qui sont rarement couvertes par les solutions informatiques communes.L’objectif principal de cette thèse est d’étudier l’utilisation de dispositifs FPGA appliqués à la cybersécurité pour les réseaux industriels, soit comme support pour des applications de sécurité logicielle, soit pour effectuer des opérations critiques d’analyse réseau. Ce travail présente d’abord le contexte industriel, avec les systèmes de contrôle, leurs architectures, leurs besoins, les règles de mise en œuvre, les protocoles spécifiques et donne également deux exemples de systèmes de contrôle comme on peut en trouver dans l’industrie. Il met ensuite en lumière les problèmes de sécurité, avec une description des menaces les plus courantes, des études de cas sur leurs applications et leurs impacts dans un système de contrôle, et des discussions sur les contre-mesures de pointe disponibles sur le marché. Suite à l'établissement d'une cible de sécurité, nous mettrons en évidence la vulnérabilité des éléments logiciels et des systèmes d’exploitation. Nous verrons aussi comment l’absence d’analyse de sécurité tenant compte de l’état des processus peut mener à certaines vulnérabilités.Pour pallier à ces problèmes, nous proposons, par une première contribution, de renforcer la sécurité des systèmes logiciels en tirant parti des mécanismes de protection existants du FPGA. Enfin, pour répondre à des menaces applicatives spécifiques, nous proposons la mise en œuvre d’une architecture de reconnaissance de motifs, sur FPGA, prenant en considération le cadre temporel et l'état du procédé industriel. Cette thèse a été réalisée en collaboration avec le Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM) et la société SECLAB. / With the rise of Industry 4.0, many infrastructures were forced to open their networks to the Internet, mainly to meet the growing need for supervision and remote control. But where these infrastructures were previously isolated, spared from external threats, their opening has caused the emergence of new threats, particularly network ones, which were not addressed and present serious risks.Network cybersecurity solutions, like Firewalls, Intrusion Detection Systems or Intrusion Protection Systems are commonly used to address the concern of industrial infrastructures cybersecurity. However the trend of relying on software-based systems to ensure network protection brought to light the vulnerabilities of these systems, due to their inherent software implementation. Furthermore, the industry is tied to its own specificities (low-latency, support of specific network protocols), which are rarely covered by common IT solutions.The main goal of this thesis is to study the use of FPGA-based devices applied to cybersecurity for industrial networks. Either as support for software-based security applications, or to perform critical network analysis operations. First it presents the industrial context, with control systems, their architectures, needs, implementation rules, specific protocols and also gives two examples of control systems as they can be found in the industry. Then it highlights the security problematic, with a description of the most common threats, cases study about their applications and impact in a control system, and discussions on the state of the art counter-measures available on the market. Through the establishment of a security target, it points the vulnerability of software elements and operating systems as well as the lack of process state aware security analysis.To address these issues, we propose, through a first contribution, to enforce the security of the software system by taking advantage of existing FPGA's protection mechanisms. Finally, to answer specific application threats, we introduce an implementation of a brute force matching architecture with time and operational-process awareness, on FPGA.This thesis was conducted in collaboration between the Montpellier computer science, robotic and microelectronic laboratory (LIRMM) and the SECLAB company.