Ce travail porte sur l'étude de faisabilité d'une architecture radio, dédiée aux applications WPANs nomades et faible consommation en utilisant la bande autour de 60 GHz. Des débits de l'ordre de Gbps, une compacité élevée et une consommation de puissance faible sont obtenus en réalisant une conception conjointe front-end antenne. Avant de proposer l'architecture adaptée au cahier de charge, une étude préalable du canal de propagation à 60 GHz est faite. Les deux principales normes de canal IEEE, le 802.15.3c et le 802.11.ad, sont étudiées. L'analyse d'une architecture impulsionnelle mono-bande adaptée aux systèmes à faible consommation montre une limitation du débit quand des antennes non directives sont utilisées dans la norme de canal 802.11.ad. Afin de remédier à ce problème, une architecture multi-bande impulsionnelle MBOOK à récepteur non-cohérent est proposée. Cette architecture autorise un haut débit avec l'utilisation de quatre sous bandes. Elle conduit également à une consommation faible grâce à l'utilisation d'un récepteur non-cohérent et d'une topologie différentielle de l'émetteur évitant l'intégration de combineurs. Pour valider le concept d'architecture proposée, des antennes différentielles dédiées à l'architecture différentielle sont conçues. Les premières antennes sont de type patch différentiel excité par des lignes microrubans. Ces dernières présentent des caractéristiques de rayonnement adaptées aux besoins du cahier de charge. Néanmoins elles occupent une surface importante. Afin d'avoir une meilleure compacité, un patch alimenté par couplage à fente est développé. Il exploite deux polarisations linéaires orthogonales excitées par une paire d'entrées différentielles. Afin d'obtenir la directivité élevée nécessaire pour les scénarios LOS à 60 GHz sans utiliser de réseaux d'antennes ou de lentilles diélectriques, des métamatériaux sont utilisés. La mesure des antennes est basée sur la réalisation d'une transition guide d'onde WR-15 ligne microruban pour connecter l'antenne à l'analyseur de réseau. La mesure de l'antenne patch différentielle présente une bonne concordance avec les résultats de simulations. La technologie TQP15 de TriQuint est utilisée pour concevoir les différents éléments de la partie front-end. L'évaluation de la consommation globale d'émetteur valide l'architecture proposée en termes de faible consommation. Ce travail se termine par une évaluation du débit du système en tenant en compte de l'influence de l'antenne et du canal de propagation. Cette évaluation prouve la potentialité de l'architecture en termes de haut débit. On propose finalement une technique basée sur la technologie LTCC pour l'assemblage antenne/front-end / This work deals with the feasibility study of a radio architecture dedicated to mobile WPAN applications at 60 GHz and characterized by a low power consumption. Data rates of the order of Gbps, high compactness and low power consumption are obtained by co-designing the antenna and the front-end. Before proposing the architecture matching the specification needs, a preliminary study of the propagation channel at 60 GHz is made. The two main standards IEEE 802.15.3c and 802.11.ad the channel are studied. The analysis of a single-band architecture suitable for low-power systems shows a data rate limitation when directional antennas are used in the standard channel 802.11.ad. To address this problem, a multi-band impulse architecture MBOOK using a non-coherent receiver is proposed. This architecture allows high throughput with the use of four sub-bands. It also leads to a low power consumption through the use of a non-coherent receiver and a differential transmitter topology avoiding combiners. To validate the concept of the proposed architecture, differential antennas dedicated to the differential architecture are designed. Patch antennas excited by differential microstrip lines fulfil the needs of the specifications but occupy a large area. In order to miniaturize the antenna, slot-fed patch antennas are designed using two orthogonal linear polarizations excited by a pair of differential inputs. To achieve the high directivity required in LOS scenarios without using antenna arrays or dielectric lenses, metamaterials are used. The antenna measurement is based on the realization of a WR-15 waveguide-to-microstrip line transition to connect the antenna to the network analyzer. The differential measurement of the antenna patch exhibits a good agreement with the simulated results. The TriQuint's TQP15 technology is used to design the various circuits of the front-end. The emitter architecture is validated once the overall consumption has been evaluated. This work ends with an evaluation of the throughput of the system taking into account the influence of the antenna and the propagation channel. This evaluation shows the potential of the architecture in terms of high throughput. We finally propose an approach based on the LTCC technology for the antenna / front-end assembly

Nous présentons dans ce rapport de thèse plusieurs études relatives à l'amélioration des signaux optiques d'information numérique dans les systèmes de télécommunications à très haut débit. L'amélioration du taux d'extinction des sources impulsionnelles permet une meilleure stabilité des signaux multiplexés temporellement (OTDM), en réduisant l'interférence entre les symboles. L'utilisation de portes optiques non-linéaires permet de régénérer le signal dans les liaisons dites “ point à point ” ainsi qu'aux nœuds de commutation des futurs réseaux tout-optiques. Les principales réalisations de cette thèse portent sur : <br />- La remise en forme d'impulsions optiques améliorant le taux d'extinction, par mélange à quatre ondes dans les amplificateurs à semi-conducteurs (SOA) <br />- La réalisation et la caractérisation de deux fonctions optiques non-linéaires à base de semi-conducteurs pour la régénération des signaux supérieurs à 10 Gbit/s : le Double-Etage de SOA et le miroir optique non-linéaire à base de SOA (NOLM-SOA). Les résultats présentés dans la thèse sont obtenus à partir des simulations et de mesures expérimentales en environnement système.

Les halopéroxydases à vanadate (vHPO) seraient des enzymes clés du métabolisme iodé des algues brunes en assurant la captation de l'iode et en participant à la biosynthèse de composés volatils iodés. Pour vérifier ces hypothèses, nous avons mis en place une stratégie de génétique chimique inverse dans le but d'étudier in vivo les effets de l'invalidation des vHPOs. A cette fin, nous avons réalisé un test de criblage à haut-débit sur la bromopéroxydase à vanadate d'Ascophyllum nodosum pour identifier des inhibiteurs de cette enzyme. Les tests secondaires ont montré que les molécules sélectionnées ne sont pas des inhibiteurs mais qu'elles sont très réactives envers les espèces oxydées de l'iode générées par l'enzyme. Un test in vivo a permis de montrer que ces molécules inhibent l'influx des iodures par Laminaria digitata, ce qui corrobore l'implication d'une vHPO dans ce mécanisme. Nous avons étudié la distribution tissulaire et subcellulaire de l'iode chez L. digitata par microsonde nucléaire et par microsonde SIMS. Cette étude a mis en évidence que l'iode est principalement stocké au niveau du tissu périphérique dans le compartiment apoplastique et non au sein de structures intra-cellulaires. Cette découverte remet en cause le modèle de captation des iodures proposé dans la littérature et ouvre de nouvelles perspectives de recherche. Parallèlement à ces études, nous avons poursuivi les travaux concernant les inhibiteurs de la captation des iodures chez des modèles cellulaires exprimant le symporteur Na+/I- en mettant au point leur synthèse, en validant leur activité et en initiant la recherche de leur protéines cibles par photomarquage d'affinité.

Hier encore confinés au monde professionnel, les réseaux locaux sans fil, propulsés par les avancées de l'électronique et du traitement du signal, se démocratisent à grands pas. Plus flexibles, moins chers que les solutions filaires, leurs perspectives de développement restent cependant lourdement conditionnées par leur aptitude à supporter des débits suffisants pour les applications multimédia. Dans cette course vers les hauts débits, des chercheurs des laboratoires Bell ont donné une impulsion décisive lorsque, en 1996, ils ont mis en évidence la possibilité d'accroître substantiellement les débits de transmission par l'emploi simultané de réseaux d'antennes en émission et en réception. Le paradigme des systèmes de communication à entrées multiples et à sorties multiples MIMO (Multiple Input-Multiple Output) était né. <br /><br />Rares sont les standards existants compatibles avec le transport de services multimédia hauts d´ebits. La norme HIPERLAN2, affichant des taux de transferts bruts jusqu'à 54 Mbit/s dans la gamme de fréquences de 5 GHz, en fait partie. Se pose alors naturellement la question d'évaluer dans quelle mesure une extension MIMO permettrait d'augmenter ces débits. L'objectif de cette thèse, menée dans le cadre d'une contrat CIFRE entre THOMSON multimédia et le Laboratoire Composants et Systèmes pour Télécommunications LCST) de l'INSA de Rennes, est d'apporter quelques éléments de réponse à ce problème.

L'évolution des réseaux actuels vise principalement l'amélioration des performances à travers une augmentation importante des débits disponibles. Cependant, les besoins des applications multimédia se situent également dans l'accès à de nouvelles fonctionnalités telles que le multipoint et la garantie de qualité de service (QoS). Pour satisfaire ces besoins, nous proposons d'associer une architecture pour le multipoint avec QoS aux technologies de commutation. Une première instanciation de cette approche nous a amenés à étudier l'intégration de RSVP sur les réseaux ATM, et à proposer une solution palliant l'absence de service multipoint avec QoS capable de soutenir efficacement RSVP. Nous nous intéressons ainsi à CLIP, l'une des techniques d'intégration d'IP sur ATM, pour réaliser l'intégration du modèle RSVP. La contribution repose sur l'utilisation de plusieurs arbres multipoints pour éviter les limitations intrinsèques aux réseaux ATM. Cette approche a été expérimentée sur la plate-forme MIRIHADE à l'aide d'une application vidéo à codage hiérarchique. La commutation associée à une signalisation orientée connexion se prêtant mal à l'intégration des nouvelles fonctionnalités, nous nous sommes orientés vers l'utilisation d'une signalisation en mode non connecté à travers une solution de type ``Commutation par label''. Appliquée à RSVP, nous avons intégré directement la signalisation de la commutation dans celle assurant les nouvelles fonctionnalités pour permettre la commutation directe du trafic de données tout en conservant les fonctionnalités de la couche réseau. Notre solution, appelée ``RSVP Switching'', est en cours d'expérimentation sur la plate-forme SAFIR, pour un projet de simulation interactive distribuée ayant des besoins importants en terme de multipoint avec QoS.

Les Penicillin-Binding Proteins (PBP) sont des enzymes intervenant dans les étapes finales de la synthèse de la paroi bactérienne et sont les cibles des antibiotiques de la famille des β-lactamines. Dans les souches cliniques de Streptococcus pneumoniae résistantes aux β-lactamines, les PBPs ont de nombreuses mutations qui ont pour effet une diminution d'affinité de ces enzymes pour les antibiotiques. Il y a en moyenne 40 substitutions dans le domaine transpeptidase des deux acteurs majeurs de la résistance PBP2x et PBP1a.<br />Des études précédentes ont décrit le rôle de quatre mutations de PBP2x et de trois de PBP1a, mais celles-ci ne sont responsables que d'une partie de la résistance. Il n'y a très probablement qu'un nombre restreint de mutations responsables de la perte d'affinité des PBPs pour les β-lactamines ayant pour conséquence une augmentation du niveau de résistance.<br />Pour identifier toutes les mutations impliquées, une série de protocoles automatisés permettant de faire de la mutagénèse dirigée, de l'expression, de la purification et de la caractérisation fonctionnelle d'enzymes en utilisant des robots de types manipulateurs de liquides ont été développés. L'application de cette méthode nous a permis de réaliser une caractérisation exhaustive de plus de 40 mutations de PBP2x de la souche clinique<br />résistante 5204. Cette étude a abouti à l'identification de toutes les substitutions clés ainsi qu'à l'élucidation d'un nouveau mécanisme moléculaire de baisse d'affinité de PBP2x pour les β-lactamines. De plus, une étude fonctionnelle et phénotypique de la résistance impliquant PBP1a a été réalisée.<br />Ce travail apporte une vue globale des mécanismes moléculaires de la résistance de S. pneumoniae aux β-<br />lactamines impliquant les PBPs en utilisant une méthode exhaustive originale.

Contexte. Les phénotypes ABO et Rh(D) des donneurs de sang ainsi que des patients transfusés sont analysés de façon routinière pour assurer une complète compatibilité. Ces analyses sont accomplies par agglutination suite à une réaction anticorps-antigènes. Cependant, pour des questions de coûts et de temps d’analyses faramineux, les dons de sang ne sont pas testés sur une base routinière pour les antigènes mineurs du sang. Cette lacune peut résulter à une allo-immunisation des patients receveurs contre un ou plusieurs antigènes mineurs et ainsi amener des sévères complications pour de futures transfusions. Plan d’étude et Méthodes. Pour ainsi aborder le problème, nous avons produit un panel génétique basé sur la technologie « GenomeLab _SNPstream» de Beckman Coulter, dans l’optique d’analyser simultanément 22 antigènes mineurs du sang. La source d’ADN provient des globules blancs des patients préalablement isolés sur papiers FTA. Résultats. Les résultats démontrent que le taux de discordance des génotypes, mesuré par la corrélation des résultats de génotypage venant des deux directions de l’ADN, ainsi que le taux d’échec de génotypage sont très bas (0,1%). Également, la corrélation entre les résultats de phénotypes prédit par génotypage et les phénotypes réels obtenus par sérologie des globules rouges et plaquettes sanguines, varient entre 97% et 100%. Les erreurs expérimentales ou encore de traitement des bases de données ainsi que de rares polymorphismes influençant la conformation des antigènes, pourraient expliquer les différences de résultats. Cependant, compte tenu du fait que les résultats de phénotypages obtenus par génotypes seront toujours co-vérifiés avant toute transfusion sanguine par les technologies standards approuvés par les instances gouvernementales, les taux de corrélation obtenus sont de loin supérieurs aux critères de succès attendus pour le projet. Conclusion. Le profilage génétique des antigènes mineurs du sang permettra de créer une banque informatique centralisée des phénotypes des donneurs, permettant ainsi aux banques de sang de rapidement retrouver les profiles compatibles entre les donneurs et les receveurs. / Background. ABO and Rh(D) phenotyping of both blood donors and transfused patients is routinely performed by blood banks to ensure compatibility. These analyses are done by antibody-based agglutination assays. However, blood is not routinely tested for minor blood group antigens on a regular basis because of cost and time constraints. This can result in alloimmunization of the patient against one or more minor antigens and may complicate future transfusions. Study design and Methods. To address this problem, we have generated an assay on the GenomeLab SNPstream genotyping system (Beckman Coulter, Fullerton, CA) to simultaneously test polymorphisms linked to 22 different blood antigens using donor’s DNA isolated from minute amounts of white blood cells. Results. The results showed that both the error rate of the assay, as measured by the strand concordance rate, and the no-call rate were very low (0.1%). The concordance rate with the actual red blood cell and platelet serology data varied from 97 to 100%. Experimental or database errors as well as rare polymorphisms contributing to antigen conformation could explain the observed differences. However, these rates are well above requirements since phenotyping and cross-matching will always be performed prior to transfusion. Conclusion. Molecular profiling of blood donors for minor red blood cell and platelet antigens will give blood banks instant access to many different compatible donors through the set-up of a centralized data storage system.

L’aérosolthérapie est une modalité thérapeutique complexe souvent prescrite dans les services de réanimation et de surveillance continue, les services d’urgences et les unités de soins intensifs, notamment chez les patients obstructifs, ce qui fait des bronchodilatateurs la classe médicamenteuse la plus prescrite par voie aérosolisée. Les patients de ces unités de soins aiguë nécessitent aussi fréquemment un support ventilatoire parmi lesquels le haut débit nasal humidifié se montre être une modalité prometteuse en raison de ses effets physiologiques, y compris chez les patients obstructifs. La question de l’administration d’aérosols de médicaments et notamment de bronchodilatateurs chez des patients soumis au haut débit nasal est donc posée. L’administration d’aérosols médicamenteux au cours du haut débit nasal directement dans le circuit de ce support ventilatoire pourrait être une méthode simple, efficace, voire même bénéfique. / Aerosol therapy is a complex method of drug delivery frequently used in intensive care units, step down units and emergency departments, especially in obstructive patients which makes bronchodilators the most prescribed drug class in critical care. Critically ill patients often require ventilatory support, including nasal high flow therapy which showed promising clinical benefits. Given the physiologic effects of nasal high flow therapy, its implementation may be beneficial for obstructive patients. Consequently, the question of aerosol administration, especially bronchodilators, in patients undergoing nasal high flow arises. Aerosol administration during nasal high flow therapy directly in the high flow circuit could be a simple, efficient and possibly beneficial method. However, technical and physiological issues may jeopardize efficacy of this combined administration.

Les maladies neuromusculaires sont des maladies souvent très sévères et très handicapantes, et un fardeau pour les patients, leurs familles, ainsi que pour le système de santé. Le but de ce projet était de mettre au point et de valider une approche de capture de séquence et de séquençage haut débit pour identifier les mutations en cause chez les patients atteints de maladies neuromusculaires et également trouver les nouveaux gènes qui sont impliqués dans une sous-classe de myopathies, les myopathies centronucléaires. Nous avons montré que l’approche de capture de séquence et de séquençage haut débit peux être utile dans le domaine des maladies neuromusculaires car elle est moins coûteuse que les approches conventionnelles « gène par gène » mise en oeuvre dans les laboratoires de diagnostics génétiques.Cette stratégie devrait élargir les spectres cliniques connus et identifier de nouvelles maladies alléliques (des mutations dans un gène causant différentes maladies). De plus, cela sera utile pour l’élargissement des connaissances sur les corrélations génotypes-phénotypes qui sont nécessaires à une prise en charge plus adaptée et au développement de stratégies thérapeutiques. / Neuromuscular disorders (NMD) are genetic diseases affecting muscles, nerves and neuromuscular junctions. They are rare and often severe with different age of onset from childhood to adulthood with significant burden to the patients, their families and public health system. For testing the possibility of using massively parallel sequencing as a routine technique in molecular diagnosis of neuromuscular disorders, the first aim of my PhD project was to use massively parallel sequencing technique in patients with different NMDs for disease-causing mutation detection. The second aim of my PhD project was to find novel gene(s) implicated in centronuclear myopathies (CNM). CNM are inherited neuromuscular disorders and a type of congenital myopathies, characterized mainly by presence of central and one or more internalized nuclei in muscle fibers with different severities and age of onset, using massively parallel sequencing. About 20% of CNM patients don’t have any mutations in four implicated genes. Disease- causing mutation(s)/ gene(s) in these patients need to be identified. We could show that next generation sequencing is a robust technique for gene identification if a homogenous cohort of patients is available and also is useful to use as a routine technique in molecular diagnosis as it istime and cost effective technique.

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