Dans le système nerveux des bilatériens, certains neurones, appelés commissuraux, étendent leurs axones au-delà de la ligne médiane pour se connecter à des neurones controlatéraux. La Nétrine-1, une protéine sécrétée, guide ces axones jusqu'à la ligne médiane ventrale. Son récepteur DCC, exprimé dans les axones commissuraux, est considéré comme le relais de cette signalisation. Cependant, chez la souris, le récepteur Robo3 participe également à cette signalisation et est nécessaire pour que les axones commissuraux franchissent la ligne médiane ventrale. Dans ce travail, nous avons étudié la conservation des récepteurs Robo3 et DCC chez les vertébrés. De façon surprenante, nous avons mis en évidence que le gène Dcc est absent chez deux groupes d'oiseaux. Toutefois, cette perte ne semble pas s'accompagner de défaut de guidage des axones commissuraux chez ces oiseaux. Le gène Robo3 est, quant à lui, présent chez tous les vertébrés, mais présente des particularités structurales et fonctionnelles chez les mammifères, notamment la perte de liaison aux Slits (les ligands canoniques des récepteurs Robo). Chez les amniotes, Robo3 est spécifiquement exprimé dans les axones commissuraux avant le croisement de la ligne médiane. En revanche, chez les autres vertébrés, son expression est plus vaste et sa fonction dans le guidage commissural reste ambigüe. Enfin, la restauration de la signalisation Robo3-Slits chez la souris et sans effet sur la mise en place des commissures, et son rôle chez les autres vertébrés reste inconnu. Dans l'ensemble, ces données apportent un nouvel éclairage sur la diversité des commissures et de leurs systèmes de guidage chez les vertébrés. / In most bilateria, some neurons, called commissural neurons, extend their axons across midline to connect with contralateral targets. Netrin-1, a protein secreted at the ventral midline by the floor plate, atracts commissural axons and guide them towards midline. It is thought that the DCC receptor mediates Netrin-1 attraction towards ventral midline. However, in the mouse, Robo3 receptor also participate to Netrin-1 attractive signaling, and is necessary for commissural axons to reach ventral mdline. In this work, we have been studiing Robo3 and DCC receptors conservation in vertebrates. Strickingly, we found that birds withinh two major groups, the Galliforms and Passeriforms, do not have a Dcc gene. However, our comparative analysis of commissure development in birds revealed no difference between birds having or not DCC. On the other hand, Robo3 gene is present in all vertebrates studied, but is divergent in mammals. Especially Robo3 does not bind its cananical lignads Slits in these group. In amniotes, Robo3 is specifically expressed in commissural axons before they cross the midline. In contrast, Robo3 expression in other vertebrates is broder, and its exact function in commissural axon guidance remains unclear. Finally, restoring Slit binding to Robo3 in mammals does not affect commissural guidance, and the rôle of Robo3-Slit signaling in other vertebrates remains unclear. These data shed a new light on commissures diversity and their guidance mechanism among vertebrates.

Dans cette thèse, on s'est attaché à résoudre un certain nombre de problèmes qui apparaissent lorsqu'on traite des problèmes concrets de contrôle: phénomènes à plusieurs échelles de temps, discontinuités de la commande lors du basculement d'un correcteur à un autre, nécessité de concevoir un nombre limité de correcteurs différents malgré une gamme très importante des produits traités. Pour illustrer concrètement les résultats obtenus, nous nous sommes appuyés sur un exemple industriel concret, le contrôle de guidage de bande durant le processus de laminage dans un laminoir à chaud. D'abord, nous proposons une solution convexe au problème de commande optimale linéaire quadratique pour les systèmes linéaires à deux échelles de temps en temps discret. Ensuite, nous établissons des conditions suffisantes, formulées sous la forme d'inégalités matricielles linéaires, qui permettent de vérifier la stabilité d'un système à commutation à deux échelles de temps et de synthétiser des correcteurs stabilisants. Nous proposons aussi dans ce travail une méthode pour minimiser les discontinuités sur la commande dans le cadre des systèmes à commutation. Dans le contexte du contrôle de guidage de bande pour un laminoir à chaud, nous ne pouvons pas négliger l'influence des paramètres incertains, qui sont dus principalement au fait que ce genre de système traite une gamme de produits très large. Donc, dans la synthèse du correcteur, nous prenons en compte ces variations en divisant l'ensemble des produits en plusieurs familles et en synthétisant un correcteur différent pour chaque famille.

Les travaux effectués au cours de cette thèse ont pour but d'utiliser la modalité tactile pour permettre au chirurgien de guider une aiguille jusqu'à une cible tout en conservant la modalité visuelle dédiée à l'observation du champ opératoire. Pour ce faire, le paradigme de suppléance perceptive utilisant le dispositif visuo-tactile lingual (Tongue Display Unit -TDU-) de Bach-y-Rita est exploité. Le travail de recherche que nous avons réalisé concerne le guidage d'un geste de ponction par des informations spatiales électrotactiles linguales. L'objectif de notre étude est d'évaluer les performances d'un système de guidage chirurgical électrotactile lingual et les capacités discriminatives tactiles spatiales de la langue. Pour cela, différentes expériences ont été réalisées. Deux séries d'expériences fondamentales psychophysiques ont permis d'analyser les seuils de perception et de confort électrotactiles linguaux sur différentes régions de la surface de la langue, ainsi que sa capacité à discriminer des patterns électrotactiles directionnels. Les résultats sont très hétérogènes en fonction de la position de la stimulation sur la langue et dépendent de la tâche perceptive effectuée. De plus, deux expériences appliquées à la réalisation de trajectoire de ponction en utilisant le guidage TDU ont montré qu'un guidage électrotactile lingual permettait d'orienter une aiguille très précisément jusqu'à une cible percutanée de quelques millimètres avec peu d'entrainement.

Cette thèse porte sur le développement d'une loi de guidage autonome par platitude pour les véhicules de rentrée atmosphérique. La loi de guidage autonome proposée dans ce mémoire s'appuie sur le concept de platitude, afin d'effectuer un traitement des informations à bord, dans le but double d'attribuer un niveau de responsabilité et d'autonomie au véhicule, déchargeant ainsi le segment sol de tâches opérationnelles ``bas niveau'', pour lui permettre de mieux assumer son rôle de coordination globale. La première partie de ce mémoire traite de la caractérisation formelle de sorties plates pour les systèmes non linéaires régis par des équations différentielles ordinaires, ainsi que pour les systèmes linéaires à retards. Un algorithme constructif est proposé afin de calculer des sorties delta-plates candidates sous un environnement de calcul formel standard. Dans la seconde partie, une méthodologie complète et générique de replanification de trajectoires de rentrée atmosphérique est proposée, afin de doter le véhicule d'un certain niveau de tolérance à des défauts d'actionneurs simple/multiples, pouvant survenir lors des phases critiques d'une mission de rentrée atmosphérique. En outre, une méthodologie d'annexation superellipsoidale est proposée afin de convexifier le problème de commande optimale décrit dans l'espace des sorties plates. La loi de guidage autonome proposée est ensuite appliquée étape par étape à une mission de rentrée atmosphérique pour la navette spatiale américaine STS-1.

L'interferometrie astronomique est une technique instrumentale en plein essor actuellement, developpee dans le but d'accroitre significativement la resolution angulaire pour les observations astrophysiques. Cependant, la mise en place de cette technique presente encore quelques points durs, notamment la recombinaison d'un grand nombre de telescopes dans le cas des grands reseaux developpes actuellement. Le travail presente dans cette these concerne une nouvelle methode instrumentale de recombinaison des faisceaux, basee sur l'optique integree. Je montre que cette technologie, developpee a l'origine dans le domaine des telecommunications, est egalement adaptee aux besoins instrumentaux astronomiques, notamment en matiere de fonctionnement sur de large bandes de longueurs d'onde. En particulier, l'optique integree donne acces facilement au filtrage spatial et a la calibration photometrique dont l'usage pour ameliorer la qualite des mesures est maintenant reconnu. Apres une presentation de la technique d'interferometrie astronomique et de ses besoins instrumentaux specifiques, je decris les principes generaux de l'optique integree planaire et les possibilites qu'elle offre. Les resultats des etudes en laboratoire de differents composants de recombinaison ont permis de comprendre les points cles sur lesquels l'attention doit etre portee lors de la realisation d'un instrument base sur cette technologie. Les premiers resultats obtenus sur le ciel avec deux telescopes sur l'interferometre IOTA (Arizona, USA) sont egalement presentes, donnant des mesures astrophysiques tout a fait en accords avec des resultats publies. Grace a l'experience acquise, un second instrument permettant cette fois la recombinaison simultanee de trois faisceaux a ete developpe, et est en cours de tests. Il permettra ainsi d'avoir acces a la phase de l'objet et non plus uniquement au contraste des franges, ouvrant de ce fait la voie a l'imagerie sur les objets observes. La maturite acquise pour l'utilisation de cette technologie en astronomie a permis de demarrer des projets instrumentaux complexes. Ainsi, l'optique integree est utilisee dans des etudes de validation technologique pour le futur interferometre spatial IRSI-DARWIN.

Les EIAH sont souvent spécialisés à un domaine bien précis. Cela leur permet d'offrir des modélisations fines du domaine et de l'apprenant. L'analyse alors pro- duite à partir des traces est didactiquement très fine et spécifique au domaine en question. Elle permet de guider l'apprenant en cas de difficulté et de lui proposer des activités de soutien. Cependant cette analyse est étroitement liée aux domaines didactiques, et différente d'un domaine à un autre. Dans la diversité des domaines enseignés, comment proposer un modèle tenant compte de cette multitude et per- mettant une analyse de l'activité de l'élève et son guidage ? Nous proposons une analyse de l'activité de l'élève hors du champ didactique pour un guidage que nous nommons macroscopique, par opposition à une analyse didactique fine. Le guidage proposé est paramétré selon le domaine afin d'être transposable. Notre approche s'appuie sur les réseaux notionnels, les étayages pédagogiques, les traces d'objets et l'inférence sur celles-ci. Leur utilisation conjointe permet la description du domaine, la modélisation de l'apprenant et son pilotage par l'EIAH. Nous présentons cette approche implantée dan ıSTOA

L'interaction d'une impulsion laser intense et de courte durée avec un plasma permet de produire une onde de plasma de grande amplitude dans son sillage, auquel est associé un champ électrique longitudinal. Celui-ci peut être utilisé pour accélérer des électrons relativistes injectés dans l'onde jusqu'à de grandes énergies - de l'ordre du GeV - sur de courtes distances - quelques centimètres - au regard des distances dans les accélérateurs conventionnels. Le contrôle des caractéristiques du faisceau d'électrons lors du processus d'accélération est fondamental pour réaliser un étage d'accélération laser-plasma utilisable. Le travail de thèse a porté sur la création et la caractérisation d'une onde de plasma en régime faiblement non linéaire sur une longueur de plusieurs centimètres. Des tubes capillaires sont utilisés pour guider le faisceau laser sur ces distances tout en maintenant une intensité susante (~ 1E17 W/cm²). Le faisceau laser guidé ionise le gaz contenu dans le tube et crée l'onde de plasma. Un diagnostic optique reposant sur la modification du spectre de l'impulsion laser a été utilisé pour déterminer l'amplitude de l'onde de plasma le long du tube. Sa dépendance en fonction de la pression de remplissage du gaz, de la longueur du capillaire et de l'énergie laser, a été étudiée. Les résultats expérimentaux comparés aux résultats analytiques et de modélisation sont en excellent accord, et montrent que le champ électrique associé à l'onde de plasma est compris entre 1 et 10 GV/m sur une longueur allant jusqu'à 8 cm. Ce travail a permis de montrer la possibilité de créer de façon contrôlée une onde de plasma en régime faiblement non linéaire.

Cette thèse concerne la production et le contrôle d'hologrammes de haute qualité par un modulateur de phase à cristaux liquides (SLM) et l'utilisation de ces hologrammes pour la manipulation d'atomes froids. Ces hologrammes utilisés pour mettre en forme des faisceaux lasers et créer des potentiels dipolaires doivent être de bonne qualité. Or le SLM a des défauts qui peuvent les dégrader. Pour mesurer ces défauts nous avons développé une méthode reposant sur la mesure par polarimétrie de la biréfringence du SLM. La cartographie de biréfringence permet de mesurer l'hologramme en temps réel sans perturber l'expérience en cours. C'est donc une mesure in-situ. Une fois mesurés les défauts sont corrigés par une rétroaction sur la consigne donnée au SLM. Pour le démontrer nous avons créé un défaut artificiel avec un pointeur laser et nous l'avons réduit à λ/7 soit une amélioration de 42 %. Ensuite avec l'objectif d'appliquer des potentiels produit par un SLM aux atomes froids, j'ai dessiné, conçu puis réalisé en partie une expérience basée sur un jet d'atomes froids de rubidium issu d'un MOT-2D. Dans le chapitre correspondant je présente une étude de la faisabilité d'une expérience de guidage du jet d'atomes froids par un mode de Laguerre Gauss désaccordé vers le bleu de la transition. Nous avons montré que dans un tel guide le chauffage par émission spontanée est plus faible que dans un guide gaussien usuel désaccordé vers le rouge de la transition. De plus en réduisant la divergence naturelle du jet issu du MOT-2D nous devrions augmenter le flux d'atomes et améliorer l'efficacité de chargement d'un MOT-3D par un MOT-2D.

Des recherches menées chez les invertébrés ont conduit à la découverte de plusieurs molécules contrôlant le comportement des axones vis-à-vis de la ligne médiane, dont les molécules sécrétées Slits et leurs récepteurs membranaires Roundabouts (Robos). Nos travaux contribuent à confirmer in vivo la conservation de la fonction de ce système de guidage chez les vertébrés. Ce travail de thèse porte essentiellement sur l'analyse du développement de plusieurs systèmes neuronaux chez les souris déficientes pour un ou plusieurs des gènes slits ou robos. Il confirme que Robo1 et Robo2 sont essentiels au contrôle exercé par les Slits sur le croisement de la ligne médiane par plusieurs faisceaux d'axones du télencéphale. Nous avons également analysé le développement de plusieurs populations de neurones précérebelleux (NPC) du tronc cérébral. Nos résultats démontrent, pour la première fois, que le système Slit/Robo contrôle la capacité des neurones à migration tangentielle de croiser ou non la ligne médiane

L'objectif principal du travail de recherche présenté dans ce mémoire est l'amélioration de la sécurité et les performances du vol des mini drones soumis à des perturbations atmosphériques. Pour ce faire, un couplage entre un estimateur ensembliste à erreurs bornées et une stratégie de guidage pilotage est mise en œuvre. L'estimateur ensembliste a été utilisé pour restituer l'état du modèle dynamique du drone en présence de perturbations et de bruits de mesure supposés bornés. L'utilisation de ces techniques avait pour objet tout d'abord de détecter l'occurrence d'une perturbation atmosphérique par estimation de l'état du drone puis d'estimer l'amplitude et la direction du vent agissant sur le véhicule. Des expérimentations dans le générateur de rafale B20 à Lille ont été ainsi présentées afin de valider ces approches et d'évaluer leurs performances. La stratégie de guidage pilotage développée favorise le déplacement du véhicule dans une direction qui tient compte de l'évolution de la perturbation atmosphérique et du prochain point de passage désigné au véhicule. Cette loi de guidage est basée sue la loi de guidage par navigation proportionnelle et a été adaptée pour tenir compte des perturbations dans le déplacement du véhicule. Les résultats obtenus montrent qu'il est possible d'améliorer la sécurité du vol des mini-drones en présence de perturbations atmosphériques transversales, en modifiant en ligne la trajectoire.