Cette thèse démontre la pertinence de l’utilisation du Courant Porteur en Ligne (CPL) pour des applications de réseaux de capteurs. Nous nous focalisons sur la technologie basse consomma- tion et bas débit "WPC" développée par la société Watteco et nous montrons que son utilisation est justifiée pour des applications de réseaux de capteurs. Nous situons la solution WPC dans le paysage du CPL et déterminons les protocoles compatibles. Nous décrivons ensuite l’implé- mentation du module WPC et du média CPL dans le simulateur de réseau COOJA afin de proposer une solution réseau reposant sur l’adaptation du standard 802.15.4 sur la technologie WPC. Nous démontrons ensuite l’intérêt de la convergence des médias au niveau réseau par l’utilisation du standard IPv6, que nous adaptons sur notre solution CPL grâce au protocole 6LoWPAN. Nous justifions l’utilisation des protocoles standards de l’IETF sur notre solution CPL et nous montrons qu’une solution de routage sur CPL doit être développée. Nous montrons par des expérimentations que notre solution CPL correspond aux critères des réseaux basse puis- sance et supportant les pertes de transmissions (LLNs) pour lesquels le protocole standard RPL a été conçu. Nous justifions l’utilisation de ce protocole sur CPL, et validons son implémenta- tion dans le cadre de 2 expérimentations. Formées respectivement de 7 puis 26 noeuds CPL, les résultats montrent que le routage créé par RPL permet de couvrir un étage d’un bâtiment avec une topologie de type arbre et une profondeur de 3 sauts maximum. Nous montrons également que la technologie WPC permet une connectivité importante entre les noeuds du réseau et que la qualité des liens est fortement dynamique, mais que le routage permet de s’adapter à ces variations. Nous pointons également les limites de notre solution CPL qui présente des délais importants et des débits faibles, générant de contraintes fortes sur les applications. Notre solu- tion de réseau de capteur sur CPL repose sur le standard IP, permettant des échanges de paquets avec d’autres technologies. Nous étudions ainsi la possibilité de créer des réseaux hétérogènes mélangeant la technologie WPC et radio 802.15.4. Nous montrons que notre pile protocolaire permet la création de ce type de réseau, afin de profiter du meilleur des 2 mondes. Nous décri- vons ainsi l’architecture d’un noeud hybride Radio Fréquence (RF) / CPL permettant de faire transiter les paquets entre ces 2 médias. Nous montrons ensuite que l’utilisation combinée de ces 2 médias augmente le nombre de chemins disponibles et permet de faciliter le routage, en diminuant le nombre de sauts et le risque que certains noeuds du réseau soient inaccessibles. Nous démontrons ensuite que l’injection de noeuds CPL et RF/CPL dans un réseau formé de noeuds RF sur batterie permet de les délester de leur charge de routage afin de prolonger leur durée de vie. Nous présentons ensuite une optimisation énergétique matérielle et logicielle d’un noeud radio. Nous déterminons les paramètres des protocoles et les optimisations logicielles per- mettant de tirer au mieux partie de cette architecture et nous réalisons l’étude énergétique de la sonde embarquée sur le noeud. Au final, notre architecture présente une consommation totale inférieure à 17 μW. Nous indiquons dans les annexes nos implications dans les organismes de standardisation qui ont permis de valider l’implémentation. / This thesis demonstrate the relevance of Powerline Communication (PLC) usage for sensor networks applications. We focus in particular on the low power and low data rate PLC technol- ogy "Watt Pulse Communication" (WPC) developed by the Watteco company and justify its usage for sensor network applications. We situate the WPC technology in the PLC landscape and define compatible protocols. We then describe the WPC module and the PLC media im- plementation in the COOJA network simulator. This allows us to propose a network solution over this technology, leveraging on the adaptation of the 802.15.4 standard over the WPC tech- nology. We then demonstrate the benefit of media convergence at the network layer level, with the use of the IPv6 standard that we adapted over our PLC solution thanks to the 6LoWPAN protocol. We justify the usage of standards protocols over our PLC solution and show that a routing solutions must be developed over WPC. We show through experiments that our PLC solution match low power and lossy network (LLNs) criterions for which the RPL standard pro- tocol has been designed. We justify the usage of this routing protocol over our PLC solution, and validate its implementation through 2 experiments conducted in tertiary types buildings. Respectively composed of 7 and 26 PLC nodes, results show that the routing topology created by RPL enable the coverage an entire floor of a tertiary building with a tree based topology and 3 hops maximum path length. We also show that the WPC technology exhibits a high connectivity between nodes and that the link quality is highly dynamic. Though, we observed that the routing topology was able to handle these variations. We point out the limitations of our PLC solution, which presents high delays and low throughput, creating high constraints on applications. Our sensor network solution over PLC relies on the IP standard, enabling packets exchanges with other technologies using the same protocol. In particular, we study the possi- bility to create heterogeneous networks mixing the WPC technology with 802.15.4 radio. We show that our protocol stack used over PLC enable to create this type of network, in order to benefit from the best of these 2 worlds. We purpose an architecture of a hybrid Radio / PLC node enabling to transfer packets between these 2 media. Then, we show that the combined usage of these 2 media increase the number of available paths and facilitate the routing, while diminishing the number of hops and possible unreachability of nodes. We then demonstrate that the addition of PLC and Radio/PLC nodes in a RF based battery powered sensor network enable to relieve their routing charge in order to expand their lifetime. We then continue the energy study with a power consumption optimization of a wireless sensor network platform from the hardware and software standpoint. We first determine the operating frequency, the wake up frequency and the mode of operation of the micro controller offering the lowest power consump- tion. We then conduct an energy study of 4 different radio transceivers using the 2.4 GHz and 868 MHz frequency band, in order to determine the most efficient architecture. We determine the protocols parameters and the software optimization to reach the lower power consumption of this architecture. Finally, we realize the energy study of several probes than can be embedded on the node, according to their nature and functioning mode. Our final architecture exhibits a total power consumption that is lower than 17 μW, with an applicative reporting each 10 minutes and the maintenance of the reachability with the network. We also mention in annex parts our implication in standards developments organizations such as the IETF a the IPSO alliance, that allow us to validate the implementation of our solution through interoperability events.

L'auteur n'a pas fourni de résumé en français. / In modern online advertising, advertisers tend to track Internet users' activities and use these tracking data to personalize ads. Even though this practice - known as extit{targeted advertising} - brings economic benefits to advertising companies, it raises serious concerns about potential abuses of users' sensitive data. While such privacy violations, if performed by trackers, are subject to be regulated by laws and audited by privacy watchdogs, the consequences of data leakage from these trackers to other entities are much more difficult to detect and control. Protecting user privacy is not easy since preventing tracking undermines the benefits of targeted advertising and consequently impedes the growth of free content and services on the Internet, which are mainly fostered by advertising revenue. While short-term measures, such as detecting and fixing privacy leakages in current systems, are necessary, there needs to be a long-term approach, such as privacy-by-design ad model, to protect user privacy by prevention rather than cure. In the first part of this thesis, we study several vulnerabilities in current advertising systems that leak user data from advertising companies to external entities. First, since targeted ads are personalized to each user, we present an attack exploiting these ads on the fly to infer user private information that have been used to select ads. Second, we investigate common ad exchange protocols, which allow companies to cooperate in serving ads to users, and show that advertising companies are leaking user private information, such as web browsing history, to multiple parties participating in the protocols. These web browsing histories are given to these entities at surprisingly low prices, reflecting the fact that user privacy is extremely underestimated by the advertising industry.In the second part of the thesis, we propose a privacy-by-design targeted advertising model which allows personalizing ads to users without the necessity of tracking. This model is specifically aimed for the two newly emerging ad technologies - retargeting advertising and ad exchange. We show that this model provides strong protection for user privacy while still ensuring ad targeting performance and being practically deployable.

Le bilan de masse de l'Antarctique dépend de deux contributions principales: le bilan de masse de surface constitué par l'ensemble des processus de perte et de gain de masse agissant en surface (précipitations, fonte, sublimation, tranport par le vent...) et le transfert dynamique de glace de la calotte vers la mer. Ce transfert a lieu au niveau des glaciers émissaires côtiers et représente 90% de la perte du volume total de glace de la calotte. Ces systèmes côtiers constituent ainsi les principaux régulateurs de l'évolution du bilan de masse de la calotte et de la contribution de cette dernière à l'élévation du niveau des mers. Les observations récentes révèlent une diminution accrue du bilan de masse en certaines zones de la calotte polaire telle que la partie Ouest et une contribution à l'élévation du niveau des mers de la part de la calotte qui augmente progressivement par rapport à l'expansion thermique. L'étude de la dynamique des glaciers émissaires par modélisation permet ainsi de mieux comprendre leur fonctionnement, de prédire leur réponse à une quelconque sollicitation, et d'évaluer l'impact potentiel sur l'élévation du niveau des mers. Ce travail de thèse vise à apporter de nouveaux éléments pour mieux contraindre ces modèles d'écoulement de la calotte antarctique. Il se scinde en deux axes principaux. La première partie s'intéresse à l'implémentation des processus physiques dans le modèle numérique, en particulier représenté par la migration de la ligne d'échouage qui sépare la partie posée de la partie flottante. Elle se base sur des cas synthétiques 2D. Nous mettons en évidence dans cette partie la diversité des modèles d'écoulement de calotte impliqués et les différences et similitudes associées. En particulier, la majorité de ces modèles repose sur deux hypothèses fortes que sont la stationnarité et la prédominance du glissement basal sur l'écoulement dont le bien-fondé est remis en question. L'étude d'intercomparaison révèle certaines divergences entre les modèles en terme de contribution à l'élévation du niveau des mers, les résultats nécessitent donc d'être pris avec précaution et les efforts doivent se concentrer sur la validité des hypothèses et l'implémentation du processus de migration de la ligne d'échouage. La deuxième partie consiste à appliquer le modèle Elmer/ice, qualifié de 'full-stokes', au cas réel 3D du Glacier de l'Astrolabe situé en Terre Adélie en Antarctique de l'Est.Cette application nous a permis de tester la sensibilité du modèle full-Stokes aux incertitudes sur les données d'entrées telles que la description du socle rocheux. Cette sensibilité s'avère significative recommandant une bonne connaissance de l'élévation du socle sous jacent à la glace et des méthodes appropriées pour sa détermination sur les noeuds du maillage associé au modèle. / Two main contributions dominate the mass balance of Antarctica: surface mass balance, represented by all processes of gain and loss of mass acting at the upper surface (precipitations, melting, sublimation, wind transport...) and dynamical transport from grounded ice to the sea. This transfer takes place through outlet glaciers and represents 90% of the total loss of the whole ice sheet volume. These coastal systems act as regulators for the evolution of the ice sheet mass balance and for its contribution to sea level rise. Recently, observations emphasize a relevant decrease of mass balance in certain zones of Antarctica such as the West Coast, and an associated contribution to sea level rise from the ice sheet which increases significantly with respect to thermal expansion. Studying dynamics of outlet glaciers by modelisation thus participates at a better understanding of involved processes and enables to predict their response to any external sollicitations and to assess their potential impact on sea level budget. This work aims at providing with new elements for constraining these ice flow models for Antarctica. It is composed of two main parts. The first one concerns the implementation of physical processes into numerical models, in particular represented by grounding line migration, delimitating the grounded part from the floating one. It is based on 2 dimensionnal synthetic cases. The diversity of flow line ice sheet models is emphasized, with the associated differences and similarities. Most of these models lie on two strong assumptions, e.g. steadyness and dominance of basal sliding on ice flow, which are not always fulfilled. Moreover, the intercomparison work reveals discrepancies between models in terms of sea level contribution suggesting particular caution to be taken when considering corresponding results. Efforts have now to converge towards the validity of assumptions and on methods for implementing grounding line migration. The second part consists in applying the so-called 'full-Stokes' Elmer/Ice model to the 3D real case of the Astrolabe Glacier situated in Adélie Land in the east part of Antarctica. This application allows us to conduct sensitivity tests of the model to input incertainties such as the ones of bedrock description. This sensitivity appears to be significant, recommending a good knowledge of bedrock elevations and appropriate methods for its determination on the mesh nodes associated to the model.

Ce travail de thèse est motivée par la possibilité de surveiller l'état des composants de systèmes d'énergie pour leur utilisation prolongée et sécuritaire, conformément à la pratique correcte de fonctionnement et des politiques adéquates de maintenance. La motivation est de développer des méthodes basées sur la régression à vecteurs de support pour la prédiction de données de séries chronologiques dans des conditions environnementales et opérationnelles stationnaire/ non-stationnaire. Les simples modèles et les ensembles de modèles à base de SVR sont développés pour attaquer la prédiction basée sur des petits et des grands ensembles de données. Des stratégies sont proposées pour la mise à jour de façon adaptative les simples modèles et les ensembles de modèles à base de SVR au cas du changement de la distribution générant les données. Les comparaisons avec d'autres méthodes d'apprentissage en ligne sont fournies en référence à des données de séries chronologiques d'un composant critique dans les centrales nucléaires fournis par Electricité de France (EDF). Les résultats montrent que les approches proposées permettent d'atteindre des résultats de prédiction comparables compte tenu de l'erreur quadratique moyenne et erreur relative, en beaucoup moins de temps de calcul. Par ailleurs, en analysant le sens géométrique de la méthode de la sélection de vecteurs caractéristiques(FVS) proposé dans la littérature, une nouvelle méthode géométriquement interprétable, nommé Reduced RankKernel Ridge Regression-II (RRKRR-II), est proposée pour décrire les relations linéaires entre un valeur prédite et les valeurs prédites des vecteurs caractéristiques sélectionné par FVS. Les comparaisons avec plusieurs méthodes sur un certain nombre de données publics prouvent la bonne précision de la prédiction et le réglage facile des hyperparamètres de RRKRR-II. / This Ph. D. work is motivated by the possibility of monitoring the conditions of components of energy systems for their extended and safe use, under proper practice of operation and adequate policies of maintenance. The aim is to develop a Support Vector Regression (SVR)-based framework for predicting time series data under stationary/nonstationary environmental and operational conditions. Single SVR and SVR-based ensemble approaches are developed to tackle the prediction problem based on both small and large datasets. Strategies are proposed for adaptively updating the single SVR and SVR-based ensemble models in the existence of pattern drifts. Comparisons with other online learning approaches for kernel-based modelling are provided with reference to time series data from a critical component in Nuclear Power Plants (NPPs) provided by Electricité de France (EDF). The results show that the proposed approaches achieve comparable prediction results, considering the Mean Squared Error (MSE) and Mean Relative Error (MRE), in much less computation time. Furthermore, by analyzing the geometrical meaning of the Feature Vector Selection (FVS) method proposed in the literature, a novel geometrically interpretable kernel method, named Reduced Rank Kernel Ridge Regression-II (RRKRR-II), is proposed to describe the linear relations between a predicted value and the predicted values of the Feature Vectors (FVs) selected by FVS. Comparisons with several kernel methods on a number of public datasets prove the good prediction accuracy and the easy-of-tuning of the hyperparameters of RRKRR-II.

Notre objet est une communauté de 300 à 400 passionnés-collectionneurs de vieux ordinateurs et de vieux jeux vidéo des années 1970-90, autrement appelés « vieilles machines », dispersés dans toute la France ainsi qu’en Belgique et en Suisse. Cette communauté est organisée en premier lieu par des forums sur internet bien qu’émanant d’associations locales. Ces forums servent à l’échange d’informations et de matériel de collection entre passionnés. Un système de valeur riche et complexe organise les relations sociales autours de l’amour et de l’utilisation des vieilles machines, d’une volonté de partage du savoir et du rejet de la spéculation. Le partage est au cœur de l’imaginaire et des pratiques de cette communauté. Il n’est pourtant pas la règle dans les économies qui l’entourent (eBay, brocantes, sites d’enchères divers). Or à l’époque des fondateurs de la communauté vers 1998, les passionnés pouvaient alors s’approvisionner gratuitement ou presque. Ils ont donc ressenti la mise en place d’un marché extérieur comme une forme d’expropriation. Ils ont donc réorganisé les règles de vie et d’échange au sein de la communauté pour contrecarrer la hausse des prix interne que générait la hausse sur le marché extérieur. Ils ont à la fois promu la notion d’échange mutuellement profitable contre l’idée de profit, organisé un système de tabou sur les prix réel des objets, tirant parti du statut de prescripteurs. Ils ont ainsi réussi à créer une niche économique, un marché à bas prix, à l’accès fermement contrôlé mais au sein duquel, une fois intégré, après avoir construit une situation par une « carrière » chacun peut profiter d’un système d’entraide généralisée. / This work is about a community of 300 to 400 hobbyist-collectors of micro-computers and video-games from the 70’s to the 90’s which they call “vieilles machines”. They are scattered all over France, Belgium and Switzerland. This community communicates through online forums although they belong to local offline associations. These forums are mainly used to exchange objects and information among collectors. A rich and complex system of value and representations organizes the social relationships. The main points are: the love of the “vieilles machines”, the will to use them, sharing knowledge and rejection of speculation. Sharing is the very basis of the social imaginary of the community. Sharing isn’t however the rule in neighboring economic systems (eBay, garage sales other online auction websites). Yet, during the first time of the community around 1998, when these objects were only obsolescent technical rubbishes, the community members could collect for free or very few money. Thus they felt as if they have been stolen when an outside market developed and prices increased. As a reaction, they changed social norms and exchange rules inside the community in order to temper the internal increase of the prices caused by outside market’s increase. They both promoted the idea of mutually satisfactory exchange and organized a taboo on the object’s real price using the position of major online opinion leaders on their subjects. They managed to create a niche economy, a low price market in which one cannot integrate easily but in which when fully integrated, after building one’s position through a “career” one can beneficiate from an extend system of generosity and mutual aid.

La ligne de Petite Ceinture de Paris est un ancien chemin de fer à double voie de 32 kilomètres de longueur (hors raccordements) qui faisait le tour de Paris à l’intérieur des boulevards des Maréchaux. Ouverte par tronçons de 1852 à 1869, elle est d’abord exclusivement consacrée au trafic de marchandises avant d’être ouverte au trafic de voyageurs, à l’exception de la ligne d’Auteuil, à l’inverse directement ouverte aux voyageurs en 1854 et seulement en 1867 pour les marchandises. Désertée par les Parisiens en raison de la concurrence croissante du métropolitain à partir de 1900, la ligne est, pour l’essentiel de son parcours, fermée au trafic de voyageurs le dimanche 22 juillet 1934, hormis la ligne d’Auteuil, restée ouverte jusqu’en 1985. Le trafic de marchandises a également disparu depuis le début des années 1990, et la ligne est aujourd’hui en grande partie abandonnée et amputée d’une partie de sa longueur. Une portion de la ligne d’Auteuil a toutefois été intégrée en 1988 à la ligne C du RER. De nombreuses gares ont été détruites dont Montsouris. La gare de Passy a été conservée en étant transformée en restaurant. Des gares ont été converties comme la gare de Charonne. Restée à l’abandon depuis 1993, la Petite Ceinture a fait l’objet d’une première phase de concertation en 2013 afin d’en esquisser l’avenir. Notre travail de recherche s’inscrit au coeur de ce débat du devenir de la Petite Ceinture de Paris. Il vise à démontrer l’importance de cette emprise ferroviaire depuis sa création en 1852 jusqu’à sa fermeture en 1934 pour le service de voyageurs. Nous proposons une analyse comparative de la situation de la gestion comptable et financière depuis 1854 à 1934 pour déterminer les différents résultats d’exploitation réalisés afin d’évaluer la performance financière de la ligne. Notre démarche consiste à comprendre pourquoi des hommes intelligents, en possession de tous leurs moyens, ont-ils pu prendre la décision d’interrompre volontairement l’activité de la ligne Petite Ceinture. Quels sont les conséquences de la mise en jachère de très long terme de cette plate-forme ferroviaire ? Quels sont les manques à gagner de cette mise en sommeil ? Peu de recherches se sont basées sur cette démarche, et notre travail de recherche était d’étudier les différentes approches de la décision fondées sur les théories de la décision rationnelle de Simon, de Cyert et de March et sur les théories de la décision absurde de Christian Morel. Après confrontation de ces différentes approches, nous avons tiré comme résultat pour échapper à la non décision, l’application de la théorie de la métarègle de la fiabilité. / The Line Little Belt is a former Paris railway line double track 32 kilometers in length (excluding connections) who went around Paris within the boulevards of the Marshals. Opened by sections 1852 to 1869, it is first devoted exclusively to freight traffic before being opened for passenger traffic, with the exception of the Auteuil line, unlike directly open to travelers in 1854 and only in 1867 for goods. Deserted by Parisians because of growing competition from the Metropolitan in 1900, the line is, for most of his career, closed to passenger traffic Sunday, July 22, 1934, except the Auteuil line remained open until in 1985. Freight traffic has disappeared since the early 1990s, and the line is now largely abandoned and missing a portion of its length. A portion of the Auteuil line, however, was built in 1988 to the RER C line. Many stations were destroyed including Montsouris. Passy Station has been preserved by being converted into a restaurant. Stations were converted as station Charonne. Remained abandoned since 1993, the Little Belt has been the subject of a first phase of consultation in 2013 in order to sketch the future. Our research is at the heart of the debate about the future of the Little Belt Paris. It aims to demonstrate the importance of the railway line since its inception in 1852 until it closed in 1934 for passenger service. We provide a comparative analysis of the situation of the accounting and financial management from 1854 to 1934 to determine the different results of operations conducted to evaluate the financial performance of the line. Our approach is to understand why intelligent men, in possession of all their resources, they have taken the decision to voluntarily stop the activity of theLittle Belt line. What are the consequences of setting aside of the very long term of this railway platform? What are theshortfalls of this Sleep? Little research has been based on this approach, and our research was to study the differentapproaches to the decision based on the theories of rational decision of Simon of Cyert and March and the absurd theories of decision Christian More l . After comparison of these different approaches, we have learned as a result to escape the non-decision, applying the theory of meta-rule of the reliability.

Ce travail vise à présenter les caractéristiques des discours en interaction produits par la presse en ligne. Nous pensons à titre d’hypothèse que, d’une part, une analyse sémiolinguistique de la presse en ligne peut redéfinir, à partir d’une perspective actualisée, le contrat de la communication médiatique, et, d’autre part, que cette analyse sémiolinguistique de la presse en ligne peut nous conduire à introduire des éléments pour une théorie de la coproduction journalistique. En conclusion générale, après analyse du corpus sélectionné, composé d’informations publiées par quatre titres de référence (TheNewYorkTimes.com, DerSpiegel.de, ElPaís.com et LeMonde.fr), nous affirmons que la presse en ligne cherche à susciter des débats (polémiques) chez ses lecteurs afin de renforcer les bases de sa logique économique de machine productrice de sens. Le journalisme dit citoyen ou participatif relève, pour l’instant, d’une stratégie publicitaire et commerciale qui séduit les lecteurs en vantant les nouvelles possibilités offertes par le web. Même s’il est vrai qu’aujourd’hui grâce à ces dernières tout le monde peut être journaliste, tout le monde en revanche ne dispose pas des ressources techniques et des dispositifs de communication dont jouit la presse en ligne. Et surtout, il est impossible à l’internaute-journaliste d’avoir une portée équivalente dans le vaste et invisible auditoire des réseaux télématiques. / The aim of this paper is to present the characteristics of the discourses in interaction generated by the online press. Our hypothetical matrix justifies, in one hand, that a semiolinguistic analysis of the online press can redefine, from a current perspective, the contract of the mass media communication, and, in other hand, that the semiolinguistic analysis of the online press can lead the introduction of the theoretical components of the journalistic coproduction. As a general conclusion, after conducting an analysis of the selected corpus, consisting of digital information published by four reference headers (TheNewYorkTimes.com, DerSpiegel.de, ElPaís.com and LeMonde.fr), we argue that online press intends to promote (controversial) discussions among its readers in order to strengthen the foundations of its economic logic as a sense-making machine. The so-called citizen or participatory journalism is, for now, an advertising and marketing strategy that appeals to readers, and plunges them into a wave of changing situations in which, it is true, everyone can now be a journalist, but never with the same technical resources, communication devices, and, above all, the same range in the vast and invisible audience of such networks.

Avec l’objectif de mettre en œuvre une technique d’analyse en ligne rapide pour le contrôle de matériaux nucléaires solides, la spectrométrie de plasma créé par laser (LIBS) est développée pour la quantification d’impuretés dans l’uranium et le plutonium. Etant donné que ces matrices ont un spectre d’émission très dense dans l’UV-Visible, le domaine Vacuum Ultra-Violet (VUV), moins riche en raies, est exploré. Le but de cette thèse est de réaliser le développement analytique de la LIBS-VUV pour l’analyse quantitative entre 500 et 5000 ppm avec une incertitude de 3%. Pour cela, quatre étapes ont été définies. Premièrement, pour des raisons pratiques et de sécurité, il est généralement préférable de faire des expériences sur des substituts non radioactifs. La LIBS reposant sur l’interaction laser-matière, il est pertinent de rechercher un substitut des matériaux d’intérêt du point de vue de l’ablation laser. Une étude complète de l’ablation laser de plusieurs métaux a permis de construire un modèle opérationnel prédictif de l’efficacité d’ablation. L’acier inoxydable et le titane ont été définis comme les matériaux de substitution du plutonium et de l’uranium. En second lieu, les performances analytiques de la LIBS-VUV ont été optimisées pour plusieurs éléments dans quatre métaux. Puis, deux méthodes d’étalonnage sont utilisées pour déterminer les performances analytiques. Les limites de quantification sont de l’ordre de quelques centaines de ppm, ce qui valide l’objectif d’une quantification des impuretés entre 500 et 5000 ppm. L’incertitude est inférieure à 3% dans les meilleurs cas. Enfin, un transfert d’étalonnage entre les différentes matrices a été étudié. / With the objective to implement a fast, online analysis technique for control of solid metal nuclear materials, laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) technique is developed for quantitative analysis in uranium and plutonium. Since these matrices have a very dense emission spectrum in the UV-Visible range, the Vacuum Ultra-Violet (VUV) spectral range, less rich in lines, is explored. The aim of this thesis is to perform the analytical development of VUV-LIBS for quantitative analysis between 500 and 5000 ppm with an uncertainty of 3%. For that purpose, four steps were defined. First, for practical and safety reasons, it is generally better to perform experiments on surrogate materials. LIBS based on laser-material interaction, it is relevant to seek a surrogate of material of interest from the viewpoint of the ablated mass. Thus, a complete study of laser ablation of several metals was enabled to build a predictive model of the ablation efficiency. Titanium and stainless steel were defined as surrogate materials of plutonium and uranium for laser ablation. Secondly, the VUV-LIBS setup analytical performances were optimized for several elements of interest in four metals. Then, two calibration methods are used to determine the analytical performances. The limits of quantification are of the order of a few hundreds of ppm for all studied matrices, which validates the objective of impurities quantitation in the 500-5000 ppm range. Uncertainty is lower than 3% in the best cases. Finally, the calibration transfer between the four matrices was studied. A normalization of the nickel net signal measured in three matrices was presented.

La présente étude s’inscrit dans le contexte post-Fukushima et avait pour objectif la mise en place d’une méthode d’analyse pour identifier et quantifier, rapidement, des radionucléides émetteurs alpha et bêta, en situation post-accidentelle, dans les échantillons de l’environnement. La première étape de l’étude a permis de dresser la liste des radio-isotopes émetteurs alpha et bêta susceptibles d’être rejetés dans l’environnement suite à un accident nucléaire. Dans une deuxième étape, un protocole d’analyse rapide a été développé pour 17 radio-isotopes de U, Th, Pu, Am, Np et Sr. L’objectif était d’automatiser l’étape de séparation radiochimique et de la coupler à la mesure. La séparation est réalisée en employant des colonnes contenant les résines d’extraction, TEVA®, TRU et Sr. La mesure est effectuée par ICP-MS (spectrométrie de masse à plasma induit) et dans certains cas par compteur proportionnel à gaz pour quantifier le radiostrontium (89Sr et 90Sr). D’excellentes performances analytiques ont été obtenues, lors de la mesure hors-ligne, pour des échantillons d’eaux (robinet, rivière et mer) et solides (sols et filtres d’aérosols), après une minéralisation par four à micro-ondes ou par fusion alcaline suivie d’une co-précipitation avec Ca3(PO4)2. Ces performances sont caractérisées par des rendements de récupération compris entre 70 % et 100 % et des écarts types entre 5 % et 10 %. Le protocole de séparation a été ensuite automatisé et transposé en mode couplage en ligne avec l’ICP-MS. Les paramètres opératoires ont été optimisés avec un plan d’expériences, défini et exploité avec le logiciel Minitab®. Après optimisation du protocole, l’automatisation et le couplage de la séparation permettent de quantifier rapidement, en 1,5 h par échantillon, U, Th, Pu, Am, Np et Sr et de gagner un facteur 20 sur les limites de détection des radio-isotopes artificiels. / The present study follows the Fukushima power plant accident and aimed to develop an analytical method to achieve, during an emergency situation, a rapid identification and quantification of alpha and beta emitters in environmental samples. The first step of this study allowed us to list the alpha and beta emitters which can be released in the environment in case of a nuclear accident. The second step aimed towards the development of a rapid analysis method to quantify 17 radionuclides of U, Th, Pu, Am, Np and Sr. The main objective was the automation of the radiochemical separation step and its coupling for the measurement. The separation is performed using columns containing extraction resins, namely TEVA®, TRU and Sr. The measurement is performed using an ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) and in some cases a gas proportional counter to quantify radiostrontium (89Sr and 90Sr). Excellent figures of merit were obtained, off line, with water (tap, river and sea water) and solid matrices (soil and aerosol filters), after a micro-wave digestion or an alkaline fusion dissolution followed by a Ca3(PO4)2 coprecipitation. The proposed analytical strategy showed yields between 70 % and 100 % and standard deviations between 5 % and 10 %. The newly developed separation method was then automated and coupled on-line to ICP-MS. The operating parameters were optimized using a design of experiments and the results were processed with Minitab®. The optimized automated separation coupled on-line to the ICP-MS allows the rapid quantification, in 1.5 h per sample, of U, Th, Pu, Am, Np and Sr with detection limits gain as high as 20 times for artificial radionuclides.

La larve de poisson-zèbre est un animal modèle pour l'étude du système nerveux des vertébrés, dont certains mutants expriment des rapporteurs calciques (GCaMP) à l'intérieur de leurs neurones. Ces mutants sont utilisés pour des expériences d'imagerie fonctionnelle dans lesquelles l'activité de la quasi-totalité de leur système nerveux est enregistrée simultanément. La première partie de cette thèse est consacrée à la conception d'une expérience comportementale permettant de suivre et d'analyser les mouvements de nage de larves de poisson-zèbre plongées dans un écoulement d'aspiration. Les contributions de la ligne latérale, organe spécifique aux poissons et amphibiens responsable de la perception des stimulations hydrodynamiques, et des yeux ont été découplées afin de pouvoir décrire les interactions entre ces deux modalités sensorielles et leurs effets respectifs sur les réactions des larves à une aspiration, analysés par le biais de leur mouvements de nage. Cette expérience devait être préliminaire à une étude des réponses neuronales à une aspiration grâce au montage expérimental de microscopie par nappe laser développé au laboratoire depuis quatre ans, afin de réaliser des expériences de cross-modal en imagerie fonctionnelle, c'est-à-dire l'observation dynamique des réseaux neuronaux consacrés au deux modalités sensorielles lorsque celles-ci sont stimulées soit simultanément, soit séparément. Devant les difficultés rencontrées pour observer les réponses de la ligne latérale des larves en imagerie calcique, ce qui n'a à ce jour jamais été réalisé, nos expériences d'imagerie fonctionnelle se sont reportées sur l'audition de la larve de poisson-zèbre, qui a remplacé la perception des écoulements. La deuxième partie de cette thèse décrit donc les protocoles, les méthodes d'analyse et les résultats issus de cette série d'expériences dont les résultats, encore exploratoires, donnent une idée des réseaux de neurones impliqués dans la perception des vibrations par la larve de poisson-zèbre. Ces premières analyses encourageantes, en plus de présenter pour la première fois des enregistrements d'une grande partie du système neuronal sous stimulation auditive, ouvrent la porte à de nouvelles méthodes d'analyse de données pour des populations de neurones à la fois nombreuses et spatialement étendues. / The Zebrafish larva is a model for the study of vertebrate central nervous system. Mutants have been developped which express calcium reporter (GCaMP) in their neurons. These mutants are used in functional imaging experiments in which the activity of almost all the neurons is simultaneously recorded. The first chapter of this thesis is devoted to the conception of a behavioral experiment designed to record and analyse the swim movements of zebrafish larvae submitted to a succion flow. The contributions of lateral line (specific fish organ responsible for the perception of hydrodynamic stimulations) and visual system have been separated in order to describe the interactions between those two modalities and their respective effects on larvae reactions to aspiration, analysed through their swim patterns. This experiment was thought to prepare a study of neuronal responses to aspiration, thanks to the laser sheet microscopy setup developped in the laboratory since four years. The aim was to use calcium imaging to work on cross-modal experiment, by the dynamic observation of neural networks dedicated to the two sensory modalities when stimulated simultaneously or separatly. Facing difficulties to record lateral line response using calcium imaging, which are not been recorded yet, functional imaging experiments have adressed zebrafish larvae auditory system instead of hydrodynamic perception. The second part of this thesis describes protocols, analysis and results from these experiments. The results are still at an exploratoty stage but draw a scheme of neural networks involved in vibrations perception in zebrafish larvae : they present recordings of a huge part of central nervous system and the activity evoked by auditory stimulations.