La criticité des programmes dépasse constamment de nouvelles frontières car ils sont de plus en plus utilisés dans la prise de décision (voitures autonomes, robots chirurgiens, etc.). Le besoin de développer des programmes sûrs et de vérifier les programmes existants émerge donc naturellement.Pour prouver formellement la correction d'un programme, il faut faire face aux défis de la mise à l'échelle et de la décidabilité. Programmes composés de millions de lignes de code, complexité de l'algorithme, concurrence, et même de simples expressions polynomiales font partis des problèmes que la vérification formelle doit savoir gérer. Pour y arriver, les méthodes formelles travaillent sur des abstractions des états des programmes étudiés afin d'analyser des approximations de leur comportement. L'analyse des boucles est un axe entier de la vérification formelle car elles sont encore aujourd'hui peu comprises. Bien que certaines d'entre elles peuvent facilement être traitées, il existe des exemples apparemment très simples mais dont le comportement n'a encore aujourd'hui pas été résolu (par exemple, on ne sait toujours pas pourquoi la suite de Syracuse, simple boucle linéaire, converge toujours vers 1).L'approche la plus commune pour gérer les boucles est l'utilisation d'invariants de boucle, c'est à dire de relations sur les variables manipulées par une boucle qui sont vraies à chaque fois que la boucle recommence. En général, les invariants utilisent les mêmes expressions que celles utilisées dans la boucle : si elle manipule explicitement la mémoire par exemple, on s'attend à utiliser des invariants portant sur la mémoire. Cependant, il existe des boucles contenant uniquement des affectations linéaires qui n'admettent pas d'invariants linéaires, mais polynomiaux.Les boucles linéaires sont elles plus expressives que ce qu'il paraîtrait ?Cette thèse présente de nouvelles propriétés sur les boucles linéaires et polynomiales. Il est déjà connu que les boucles linéaires sont polynomialement expressives, au sens ou si plusieurs variables évoluent linéairement dans une boucle, alors n'importe quel monôme de ces variables évolue linéairement. La première contribution de cette thèse est la caractérisation d'une sous classe de boucles polynomiales exactement aussi expressives que des boucles linéaires, au sens où il existe une boucle linéaire avec le même comportement. Ensuite, deux nouvelles méthodes de génération d'invariants sont présentées.La première méthode est basée sur l'interprétation abstraite et s'intéresse aux filtres linéaires convergents. Ces filtres jouent un rôle important dans de nombreux systèmes embarqués (dans l'avionique par exemple) et requièrent l'utilisation de flottants, un type de valeurs qui peut mener à des erreurs d'imprécision s'ils sont mal utilisés. Aussi, la présence d'affectations aléatoires dans ces filtres rend leur analyse encore plus complexe.La seconde méthode traite d'une approche différente basée sur la génération d'invariants pour n'importe quel type de boucles linéaires. Elle part d'un nouveau théorème présenté dans cette thèse qui caractérise les invariants comme étant les vecteurs propres de la transformation linéaire traitée. Cette méthode est généralisée pour prendre en compte les conditions, les boucles imbriquées et le non déterminisme dans les affectations.La génération d'invariants n'est pas un but en soi, mais un moyen. Cette thèse s'intéresse au genre de problèmes que peut résoudre les invariants générés par la seconde méthode. Le premier problème traité est problème de l'orbite (Kannan-Lipton Orbit problem), dont il est possible de générer des certificats de non accessibilité en utilisant les vecteurs propres de la transformation considerée. En outre, les vecteurs propres sont mis à l'épreuve en pratique par leur utilisation dans le model-checker CaFE basé sur la verification de propriétés temporelles sur des programmes C. / The criticality of programs constantly reaches new boundaries as they are relied on to take decisions in place of the user (autonomous cars, robot surgeon, etc.). This raised the need to develop safe programs and to verify the already existing ones.Anyone willing to formally prove the soundness of a program faces the two challenges of scalability and undecidability. Million of lines of code, complexity of the algorithm, concurrency, and even simple polynomial expressions are part of the issues formal verification have to deal with. In order to succeed, formal methods rely on state abstraction to analyze approximations of the behavior of the analyzed program.The analysis of loops is a full axis of formal verification, as this construction is still today not well understood. Though some of them can be easily handled when they perform simple operations, there still exist some seemingly basic loops whose behavior has not been solved yet (the Syracuse sequence for example is suspected to be undecidable).The most common approach for the treatment of loops is the use of loop invariants, i.e. relations on variables that are true at the beginning of the loop and after every step. In general, invariants are expected to use the same set of expressions used in the loop: if a loop manipulates the memory on a structure for example, invariants will naturally use expressions involving memory operations. However, there exist loops containing only linear instructions that admit only polynomial invariants (for example, the sum on integers $sumlimits_{i=0}^n i$ can be computed by a linear loop and is a degree 2 polynomial in n), hence using expressions that are syntacticallyabsent of the loop. Is the previous remark wrong then ?This thesis presents new insights on loops containing linear and polynomial instructions. It is already known that linear loops are polynomially expressive, in the sense that if a variable evolves linearly, then any monomial of this variable evolves linearly. The first contribution of this thesis is the extraction of a class of polynomial loops that is exactly as expressive as linear loops, in the sense that there exist a linear loop with the exact same behavior. Then, two new methods for generating invariants are presented.The first method is based on abstract interpretation and is focused on a specific kind of linear loops called linear filters. Linear filters play a role in many embedded systems (plane sensors for example) and require the use of floating point operations, that may be imprecise and lead to errors if they are badly handled. Also, the presence of non deterministic assignments makes their analysis even more complex.The second method treats of a more generic subject by finding a complete set of linear invariants of linear loops that is easily computable. This technique is based on the linear algebra concept of eigenspace. It is extended to deal with conditions, nested loops and non determinism in assignments.Generating invariants is an interesting topic, but it is not an end in itself, it must serve a purpose. This thesis investigates the expressivity of invariantsgenerated by the second method by generating counter examples for the Kannan-Lipton Orbit problem.It also presents the tool PILAT implementing this technique and compares its efficiency technique with other state-of-the-art invariant synthesizers. The effective usefulness of the invariants generated by PILAT is demonstrated by using the tool in concert with CaFE, a model-checker for C programs based on temporal logics.

Oenococcus oeni est une espèce de bactérie lactique adaptée à l'environnement hostile de la fermentation du vin. Elle montre un degré de spécialisation remarquable face au stress provoqué par le faible pH et la forte teneur en éthanol, ce qui lui permet de proliférer là où la plupart des bactéries ne survivent pas. Cette bactérie est très importante dans la production de vin, car elle réalise la fermentation malolactique, qui se produit après la fermentation alcoolique, et au cours de laquelle l'acide malique est métabolisé en acide lactique et où le vin est désacidifié. L'espèce accumule des mutations plus vite que les autres espèces de bactéries lactiques, ce qui a probablement accéléré le processus de domestication. Son degré de spécialisation a été démontré par la présence de populations spécifiques adaptées aux vins rouges ou aux vins blancs dans la même région. Dans cette étude, nous avons utilisé des approches de séquençage haut débit et de génomique pour élucider la diversité des souches d’O. oeni, identifier leurs caractéristiques génomiques et mesurer leur dispersion dans différents environnements ainsi que leur dynamique au cours des fermentations. En raison de son importance pour la vinification, plusieurs centaines de souches ont été isolées et séquencées. Dans ce travail, nous avons augmenté la collection de génomes en séquençant des souches de cidre et de kombucha et en effectuant des analyses phylogénétiques afin de clarifier la structure de la population de l'espèce. En calculant un pangénome à l'échelle de l'espèce, nous avons effectué une analyse génomique comparative afin d'explorer des gènes spécifiques à une ou plusieurs sous-populations. Avec le séquençage de nouvelle génération, nous avons produit des génomes entièrement circularisés à partir des principales sous-populations et analysé leurs arrangements génomiques. Ces nouveaux génomes ont été annotés avec de nouveaux pipelines automatiques et une curation manuelle pour la première fois depuis la publication du génome de référence PSU-1. L’évolution des communautés bactériennes au cours de la fermentation, du moût de raisin au vin fini, a été examinée par le séquençage de fragments 16S dans quatre exploitations du bordelais. À l’aide d’amorces universelles et spécifiques, nous avons comparé la biodiversité des espèces dans des vins issus d’agriculture biologique ou conventionnelle. De plus, en se basant sur les groupes phylogénétiques de souches d’O. oeni nouvellement définis, nous avons développé une méthode de qPCR pour analyser la dispersion des groupes de souches d’O. oeni et leur dynamique au cours des fermentations. Cette nouvelle méthode a également été utilisée pour analyser la diversité des souches d’O. oeni dans les vins de base de Cognac et au cours de la production de cidre, deux produits qui se distinguent des productions de vins traditionnels par la non-utilisation de sulfites. Les deux autres espèces du genre Oenococcus, O. kitaharae et O. alcoholitolerans, se retrouvent également dans les environnements de boissons fermentées. O. kitaharae ne possède pas de gène malolactique fonctionnel, mais O. alcoholitolerans, découvert plus récemment, serait capable de réaliser la réaction malolactique. Nous l’avons caractérisée, ainsi que sa tolérance aux facteurs de stress de l'environnement vin. Constatant qu'elle était incapable de survivre dans le vin, nous avons produit un génome entièrement circularisé d'O. alcoholitolerans et effectué une analyse de génomique comparative afin d'identifier les gènes d'O. oeni lui permettant de tolérer le pH et l'éthanol, ce qui manque à O. alcoholitolerans et à O. kitaharae. En conclusion, nous avons utilisé les nouvelles technologies de séquençage de nouvelle génération pour produire des génomes de haute qualité et effectuer des analyses comparatives approfondies à l’échelle de l’espèce qui nous ont permis d’identifier des gènes susceptibles d’expliquer l’adaptation d’O. oeni à l’environnement. / Oenococcus oeni is a lactic acid bacteria species adapted to the inhospitable environment of fermenting wine, where it shows a remarkable degree of specialization to the stress of low pH and high ethanol that allows it to proliferate where most bacteria fail to survive. The bacteria is supremely important in wine production, because it carries out malolactic fermentation, a process that occurs after alcoholic fermentation, where malic acid is metabolised into lactic acid and the pH of the wine is raised. The species has only a small genome and accumulates mutations several orders of magnitude faster than other lactic acid bacteria due to a loss of DNA mismatch repair genes. This has likely sped up the process of domestication to wine. The degree of specialization has been demonstrated by finding specific populations adapted to red or white wines in the same region. In this study, we used high throughput sequencing and genomics approaches to elucidate the diversity of O. oeni strains, to identify their genomic characteristics and measure their dispersion in different environments as well as their dynamics during fermentation. Because of its importance to wine-making, several hundred strains have been isolated and sequenced. In this work, we have expanded upon the collection of genomes by sequencing strains from cider and kombucha and performing phylogenetic analyses to clarify the population structure of the species. By calculating a species-wide pangenome, we performed comparative genomics to explore gene clusters that were specific to one or more sub-populations. With next generation sequencing, we produced fully circularized genomes from the major sub-populations and analysed their genomic arrangements. These new genomes were annotated with new, automatic pipelines and manual curation for the first time since the publication of the reference genome PSU-1. The evolution of bacterial communities over the course of fermentation, from grape must to finished wine, was examined with 16S amplicon sequencing in four Bordeaux wineries. Using a universal and a specific primer-set, we compared the biodiversity in wines resulting from organic or conventional farming practices. In addition, with the newly defined phylogenetic groups, we developed a qPCR experiment to detail the composition of O. oeni in the fermentations and cemented the dispersal of even rarely isolated strain sub-populations in grape must. This new method was also used to analyse the diversity of O. oeni strains in the base wines of Cognac and during the production of cider, two products that are distinguished from traditional wine production by not using sulfite. The two other species in the Oenococcus genus, kitaharae and alcoholitolerans, are also found in the environments of fermenting beverages. O. kitaharae does not have a functional malolactic gene, but the more recently discovered O. alcoholitolerans was thought capable of performing the malolactic reaction. We characterized this, as well as the species tolerance for the stressors of the wine environment. Finding it unable to survive in wine, we produced a fully circularized genome of O. alcoholitolerans and performed a comparative genomics analysis to identify the O. oeni genes that enable it to tolerate the pH and ethanol, which O. alcoholitolerans and O. kitaharae lacks. In conclusion, we have used the new technologies of next generation sequencing to produce high-quality genomes and performed extensive, species-wide comparative analyses that allowed us to identify patterns in gene presence that provide likely explanations for environmental adaptation.

Ce travail s’intéresse à l’étude de l’adsorption sélective du phénol dans des solutions d’hydrocarbures pour la purification des biocarburants issus de la biomasse de la 2ème génération. L’objectif de ce travail est de proposer, à l’aide d’une approche expérimentale et théorique, un adsorbant présentant à la fois une grande capacité d’adsorption du phénol, une sélectivité envers le phénol même en présence d’autres composés aromatiques ainsi qu’un bon pouvoir régénératif dans des conditions douces.Plusieurs familles d’adsorbants sont étudiées : des zéolithes Y et USY avec différents cations de compensation de charge (H+ et Na+) et différentes proportions de la surface micro et de mésoporeuse, des solides siliciques ayant des variables teneurs en groupement silanols et du charbon actif comme solide de référence. Les résultats d’adsorption montrent que dans les micropores des zéolithes, le phénol « interne » peut s’adsorber au nombre de 2 à 4 molécules par supercage, sans pouvoir entrer dans les cages sodalites. Dans la surface mésoporeuse des zéolithes USY et des solides siliciques, la quantité de phénol « externe » adsorbée dépend de la densité des silanols. En présence de toluène dans le mélange, les sites acides montrent une sélectivité importante envers l’adsorption du phénol, cette sélectivité est justifiée par une énergie d’interaction du phénol supérieure à celle du toluène sur ces sites. En revanche, l’adsorption du phénol sur le Na+ et les groupements silanols est affectée respectivement par la présence de faibles et de hautes teneurs en toluène. L’étude de la capacité de régénération des adsorbants met en évidence que les espèces phénoliques fortement liées sont formées sur les sites acides des zéolithes Y (H+Y, Na+Y et USY).Le meilleur compromis en termes de capacité d’adsorption de phénol, de sélectivité et de pouvoir régénératif est obtenu sur la zéolithe H+Y présentant un rapport Si/Al de 2,9. / This work focuses on the study of the selective adsorption of phenol from hydrocarbon solutions for the purification of 2nd generation biofuels. The objective of this work is to propose, using experimental and theoretical approaches, an adsorbent that can gather a good adsorption capacity of phenol, a selectivity towards phenol even in the presence of other aromatic compounds as well as good regeneration capacity under mild conditions.Several adsorbents were studied: Y and USY zeolites with different cations (H+ and Na+) and different proportions of micro and mesoporous surfaces, silica based solids presenting variable amount of silanol group and charcoal as a reference. The adsorption results show that, in the microporous of zeolites, the "internal" phenol can be adsorb to the number of 2 to 4 molecules per supercage, without being able to enter in the sodalite cages. In the mesoporous surface of the USY zeolites and the silica based solids, the amount of adsorbed "external" phenol depends on the density of the silanol groups. In the presence of toluene in the mixture, the acidic sites show a high selectivity towards phenol adsorption, this selectivity is justified by a higher interaction energy of phenol than toluene over these sites. Whereas, the adsorption of phenol over Na+ cation and over the silanol groups was respectively affected at low and high toluene levels. The study of the regeneration capacity of the adsorbents shows that the strongly bounded phenolic species are formed on the acidic sites of Y zeolites (H+Y, Na+Y and USY).The best compromise in terms of phenol adsorption capacity, selectivity and regeneration ability was obtained over the H+Y zeolite presenting a Si/Al ratio of 2.9.

Il existe actuellement plusieurs tests globaux permettant l’évaluation de l’hémostase. Ces outils ont l’avantage, contrairement aux dosages individuels de facteurs ou aux tests classiques de coagulation (temps de prothrombine, temps de thromboplastine partielle activée), d’explorer le potentiel de coagulation global d’un individu, résultant de l’action combinée des facteurs pro et anti coagulants. Parmi ces tests, le test de génération de thrombine et les tests viscoélastiques ont retenu notre attention. Ils ont été utilisés pour explorer trois pathologies.La première partie de ce travail s’est focalisée sur l’évaluation du potentiel hémostatique chez les enfants atteints de leucémie aiguë lymphoblastique pendant le traitement par asparaginase native ou pégylée. L’asparaginase et les corticoïdes sont des molécules importantes du traitement, mais comportent différents effets indésirables, entre autre sur le système hémostatique avec l’apparition de thromboses. Le test de génération de thrombine a été exploré chez 56 enfants atteints de leucémie et a permis de mettre en évidence un potentiel de coagulation augmenté au diagnostic et pendant le traitement d’induction. Cet effet était moins marqué pour les patients sous asparaginase pégylée que sous asparaginase native.La deuxième étude a exploré l’hémostase chez les patients drépanocytaires greffés. Ces derniers ayant un profil hypercoagulable, l’étude a évalué l’influence de la greffe sur la balance hémostatique. Dix-sept patients ont été inclus. Les résultats confirment un profil hypercoagulant en situation pré-greffe et une correction, certes incomplète, de ce profil vers un profil normal en situation post-greffe.La troisième partie a étudié l’efficacité in vitro de l’acide tranexamique sur la fibrinolyse, particulièrement dans la chirurgie cardiaque pédiatrique. Pendant ce type d’intervention, le système vasculaire du patient est exposé à toute une série d’agressions qui conduisent à un risque non négligeable de saignement. Afin d’accroitre la stabilité du caillot, l’acide tranexamique, agent antifibrinolytique, est largement utilisé. La concentration plasmatique minimale à cibler, permettant une inhibition complète de la fibrinolyse est peu renseignée surtout dans la population pédiatrique. Afin de répondre à cette interrogation, la dose minimale d’acide tranexamique nécessaire pour inhiber la fibrinolyse a été déterminée, après sensibilisation d’un test viscoélastique à la fibrinolyse. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

De nos jours, l'avènement de la dérégulation et l'ouverture à la concurrence stimulent les fournisseurs de services à être de plus en plus compétitifs et à attirer de plus en plus d'abonnés afin de faire face aux fortes pressions du marché. Pour ce faire, les fournisseurs d'aujourd'hui favorisent une approche user-centric qui consiste à fournir le plus rapidement possible des services orientés utilisateurs. Cette approche user-centric gagne de plus en plus d'ampleur suite à l'émergence du contexte de nouvelle génération de réseaux et de services (NGN/NGS). Dans ce contexte où les convergences de réseaux et de services sont omniprésentes, l'utilisateur devient de plus en plus nomade et il réclame l'accès à n'importe quel service, n'importe où, n'importe quand et par n'importe quel moyen. Son but est de composer dynamiquement une session personnalisée de services, dans laquelle converge un ensemble de services multi-domaines (Telco, Web et IT). Ensuite, il désire maintenir la continuité de cette session de services tout au long de sa mobilité spatiale et temporelle. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons une nouvelle architecture de services, dénommée NGN/NGS Middleware qui suit une approche horizontale distribuée évènementielle et orientée service, et qui s'appuie sur un nouveau modèle de services. De plus, nous proposons deux solutions de gestion de la continuité de services, basées sur des communautés virtuelles et sur un handover sémantique. Ces solutions tiennent compte des préférences de l'utilisateur ainsi que de son contexte ambiant. Enfin, nous pensons apporter une réponse au monde du cloud en intégrant nos solutions pour gérer les utilisateurs du cloud. / Nowadays, with the advent of deregulation, service providers aim to be more competitive and to attract more subscribers in order to cope with the high market pressure. For this purpose, today's providers support a user-centric approach that consists on quickly providing user oriented services. This user-centric approach becomes more and more significant with the emergence of the next generation networks and services (NGN/NGS) context. Within this context, where network convergence and service convergence are omnipresent, the end-user becomes more nomadic and claims the access to any service, anywhere, anytime and by any means. His goal is to dynamically compose a personalized service session while converging a set of multi-domain services (Telco, Web and IT). Then, he wants to maintain the continuity of this service session throughout his spatial and temporal mobility. Within the scope of this thesis, we propose a novel service architecture, namely the NGN/NGS Middleware, that adopts an horizontal distributed event-driven and service oriented approachn and that is based on a novel service model. In addition, we propose two solutions for service continuity management, that are based on virtual communities and on a semantic handover. These solutions take into consideration the user's preferences and ambiant context. At the end, we think we could answer some cloud computing challenges by integrating our solutions to manage cloud users.

Le collagène est un élément majeur de l'architecture des organes chez les mammifères. Cette protéine s'organise en structures tridimensionnelles (3D) spécifiques à chaque tissu et responsables de leurs propriétés biophysiques et biomécaniques. La microscopie multiphoton permet de visualiser le collagène fibrillaire dans les tissus biologiques, sans aucun marquage, grâce aux signaux de génération de second harmonique (SHG). Cette thèse présente des mesures SHG résolues en polarisation (P-SHG), dans le but de caractériser la structure 3D du collagène dans divers tissus, de l'échelle moléculaire à l'échelle macroscopique.Nous avons d'abord étudié la sensibilité et la fiabilité des mesures P-SHG, afin de valider cette technique comme un outil quantitatif d'observation de la structure 3D du collagène dans des tissus intacts.En collaboration avec le Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris, cette technique a ensuite été appliquée à l'étude de systèmes modèles de collagène présentant une organisation de type cristal liquide, afin de caractériser les conditions physico-chimiques menant à des phases proches de celles observées à l’état stabilisé dans la cornée.Enfin, nous présentons une imagerie SHG en différence circulaire (CD-SHG), permettant de déterminer la polarité des fibrilles de collagène par rapport au plan de l'image. Ces mesures sont complémentaires de l'information obtenue en P-SHG. Une première mise en place expérimentale de cette technique est présentée dans des coupes histologiques de cornée humaine. Nous présentons de plus les résultats préliminaires d'une imagerie corrélative CD-SHG/I-SHG, en collaboration avec l'INRS, donnant une information complète sur la polarité des fibrilles de collagène. / Collagen is a key element of organs architecture in mammals. This protein is organized in tridimensional (3D) structures specific to each tissue and responsible for its biophysical and biomechanical properties. Multiphoton microscopy allows the visualization of unstained fibrillar collagens in biological tissues, by use of their endogenous second harmonic generation (SHG) signals. This work focuses on polarization-resolved SHG measurements (P-SHG), in order to characterize the collagen 3D structure in tissues, from the molecular scale to the macroscopic scale.We first studied the sensitivity and the reliability of those P-SHG measurements, and validated this technique as a quantitative tool to probe collagen structure in intact tissues.In collaboration with the Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris, this technique was then applied to the study of collagen model systems with a liquid crystal like organization, in order to find the physico-chemical conditions leading to organizations close to the one observed in cornea.Finally, we introduced SHG circular difference measurements (CD-SHG). This technique allowed us to probe the polarity of collagen fibrils with respect to the image plane. Those measurements complement P-SHG measurements. An experimental implementation of this technique is introduced, as well as preliminary measurements in cornea. We present also preliminary results from CD-SHG/I-SHG correlative imaging, in collaboration with INRS, giving full information about collagen polarity.

L’optique non linéaire est un outil très puissant pour l’étude des propriétés photoniques de molécules, de matériaux et de nanostructures. La taille et la forme des nanoparticules de métaux nobles (NMNPs) influencent fortement leurs propriétés optiques non linéaires du second ordre. Dans cette thèse, nous proposons une étude systématique de l'influence de la surface de nanoparticules sur leurs valeurs de première hyperpolarisabilité bêta. Des nanoparticules en poudre d’argent (de diamètres 7 nm) ainsi que des solutions colloïdales sur NMNPs -avec différentes compositions, tailles et formes -ont été synthétisés : des nanosphères d'argent (de diamètres 10 nm), des nanosphères d’or (de diamètres 3,0; 11,6; 15,8; 17,4; 20,0 et 43,0 nm), des nanobâtonnets d’or (de rapports d'aspect 1,47; 1,63 et 2,30), des nanobâtonnets d’argent (de rapports d'aspect 5,0; 6,3; 7,5; 8,2 et 9,7), des nanofleurs de platine (de diamètres 7,0; 8,0; 10,0; 14,0; 20,0 et 31,0 nm) ainsi que des nanoprismes d'or (d’une longueur de côtés de 47,5 à 112,3 nm). La diffusion harmonique de la lumière (HLS) à 1064 nm est utilisée pour étudier la génération du second harmonique des NMNPs colloïdaux, et d'en déduire leurs valeurs de première hyperpolarisabilité bêta. Pour les nanosphères et les nanorods étudiés dans ce travail, nous démontrons que leurs valeurs de bêta présentent une forte dépendance avec leur surface, qui est le paramètre dominant dans l'évolution des valeurs de bêta. Par ailleurs, la rugosité de la surface des particules ainsi que la forme des irrégularités des nanofleurs sont responsables de valeurs exceptionnellement élevées de bêta. En outre, nous démontrons expérimentalement, pour la première fois dans la littérature, que les valeurs de bêta des nanoprismes présentent non seulement une dépendance linéaire par rapport à la surface, mais sont également sensibles aux courbures des sommets du triangle. / Nonlinear optics is well known to be a highly powerful tool to investigate the photonic properties of molecules, materials and nanostructures. Size and shape of noble metal nanoparticles (NMNPs) strongly influence their second-order nonlinear optical properties. In this PhD thesis, we propose a systematic investigation of the influence of the nanoparticle surface area on their first hyperpolarizability beta values. Powdery-silver nanoparticles (diameters 7 nm) and colloidal solutions on NMNPs with different composition, sizes and shapes have been synthesized, i.e. silver nanospheres (diameters 10 nm), gold nanospheres (diameters 3.0; 11.6; 15.8; 17.4; 20.0 and 43 nm), gold nanorods (aspect ratios 1.47; 1.63 and 2.30), silver nanorods (aspect ratios 5.0; 6.3; 7.5; 8.2 and 9.7), platinum nanoflowers (diameters 7.0; 8.0; 10.0; 14.0; 20.0 and 31.0 nm) and gold nanoprisms (edge length tuned from 47.5 to 112.3 nm). Harmonic light scattering (HLS) at 1064 nm is used to investigate the second harmonic generation from colloidal NMNPs, and to infer their first hyperpolarizability tensor beta. For the nanospheres and nanorods investigated in this work, we demonstrate that their beta values display a strong dependence with their surface area, which is the dominant parameter in the evolution of beta values. Otherwise, particle surface corrugation and shape irregularities of nanoflowers are responsible for exceptionally high beta values. Moreover, we report for the first time in the literature that the beta values of nanoprisms display not only a linear dependence with respect to the surface area, but are also sensitive to the sharpness of the triangle vertices.

Les coûts élevés de collecte de données ne rendent souvent possible que l’échantillonnage d’un sous-ensemble de la population d’intérêt. Il arrive également que les données collectées renferment des renseignements personnels et sensibles au sujet des individus qui y figurent de sorte qu’elles sont protégées par des lois ou des pratiques strictes de sécurité et gouvernance de données. Dans les deux cas, l’accès aux données est restreint. Nos travaux considèrent deux angles de recheche sous lesquels on peut se servir de la génération de données fictives pour concevoir des modèles d’analyse où les données véritables sont inaccessibles. Sous le premier angle, la génératon de données fictives se substitue aux données du recensement. Elle prend la forme d’une synthèse de population constituée d’individus décrits par leurs attributs aux niveaux individuel et du ménage. Nous proposons les copules comme nouvelle approche pour modéliser une population d’intérêt dont seules les distributions marginales sont connues lorsque nous possédons un échantillon d’une autre population qui partage des caractéristiques de dépendances interdimensionnelles similaires. Nous comparons les copules à l’ajustement proportionnel itératif, technologie répandue dans le domaine de la synthèse de population, mais aussi aux approches d’apprentissage automatique modernes comme les réseaux bayésiens, les auto-encodeurs variationnels et les réseaux antagonistes génératifs lorsque la tâche consiste à générer des populations du Maryland dont les données sont issues du recensement américain. Nos expériences montrent que les copules surpassent l’ajustement proportionnel itératif à modéliser les relations interdimensionnelles et que les distributions marginales des données qu’elles génèrent correspondent mieux à celles de la population d’intèrêt que celles des données générées par les méthodes d’apprentissage automatique. Le second angle considère la génération de données qui préservent la confidentialité. Comme la désensibilisation des données est en relation inverse avec son utilité, nous étudions en quelles mesures le k-anonymat et la modélisation générative fournissent des données utiles relativement aux données sensibles qu’elles remplacent. Nous constatons qu’il est effectivement possible d’employer ces définitions de confidentialité pour publier des données utiles, mais la question de comparer leurs garanties de confidentialité demeure ouverte. / The high costs of data collection can restrict sampling so that only a subset of the data is available. The data collected may also contain personal and sensitive information such that it is protected by laws or strict data security and governance practices. In both cases, access to the data is restricted. Our work considers two research angles under which one can use the generation of synthetic data to design analysis models where the real data is inaccessible. In the first project, a synthetically generated population made up of individuals described by their attributes at the individual and household levels replaces census data. We propose copulas as a new approach to model a population of interest whose only marginal distributions are known when we have a sample from another population that shares similar interdimensional dependencies. We compare copulas to iterative proportional fitting, a technology developed in the field of population synthesis, but also to modern machine learning approaches such as Bayesian networks, variational autoencoders, and generative adversarial networks when the task is to generate populations of Maryland. Our experiments demonstrated that the copulas outperform iterative proportional fitting in modeling interdimensional relationships and that the marginal distributions of the data they generated match those of the population of interest better than those of the data generated by the machine learning methods. The second project consists of generating data that preserves privacy. As data privacy is inversely related to its usefulness, we study to what extent k-anonymity and generative modeling provide useful data relative to the sensitive data they replace. We find that it is indeed possible to use these privacy definitions to publish useful data, but the question of comparing their privacy guarantees remains open.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Il est constaté une augmentation du nombre d'étudiants inscrits à l'ensemble des universités québécoises. Cependant, la scolarisation au Québec présente un retard par rapport aux autres provinces canadiennes. Selon le Conseil Supérieur de l'Éducation (CSE, 2008), le niveau de scolarisation en enseignement supérieur de la population doit être rehaussé afin de satisfaire aux besoins de main-œuvre au Québec. Parmi les nouveaux étudiants universitaires, ceux de première génération (EPG) sont en sous-effectif. Ils présenteraient des différences sur le plan de la motivation versus les non-EPG (Kamanzi, Doray, Bonin, Groleau et Murdoch, 2010). La présente recherche basée sur l'approche motivationnelle de la théorie de l'autodétermination (Deci et Ryan, 1985, 1991, 2000) consiste à obtenir une meilleure compréhension des différences selon les formes de motivation entre les EPG (n = 120) et les non-EPG (n = 387) à s'inscrire à un programme universitaire de deuxième (avec ou sans mémoire) ou troisième cycle. Les formes de motivation ne présentent pas de différence entre les EPG et les non-EPG. Une différence significative existe sur le plan des différentes formes de motivation dont le niveau augmenterait selon le cycle d'études. Les résultats sont discutés en fonction de la théorie de l'autodétermination et des caractéristiques des EPG. Les pistes de futures recherches sont proposées par la suite.