Agrégation de l'enseignement supérieur, Orientation sciences / Thèse d'agrégation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Nous modifions l’algorithme non supervisé de Kohonen sur la base de considérations biologiques, dans le double intérêt d’améliorer ses performances de modélisation et d’enrichir sa valeur de modèle théorique d’auto-organisation neuronale. À chaque étape de nos recherches sur l’auto-adaptativité et la topologie des cartes de Kohonen, nous intégrons nos conclusions à un algorithme opérationnel : version normée, multirythmique et auto-instruite. Deux nouvelles fonctions sont introduites : l’Attractivité locale AintL inspirée du « Growing Neural Gas network »(GNG) et la Connaissance Cint, qui permettent de réduire l’erreur de modélisation jusqu’à 80% de l’erreur standard. L’extension du cadre classique d’étude de la topologie petit-monde, récemment décou- verte dans quantité de réseaux, à la théorie de l’information, nous permet par ailleurs de mettre en lumière le lien temporel entre structure (topologie) et fonction (apprentissage et connaissance) du système de neurones. / Using biological understanding we have modified the unsupervised Kohonen algo- rithm, with two aims : to improve the performance of modelisation and to make this theoretical model of neural self-organisation more realistic. At various stages during our research into the auto-adaptivity and topology of Kohonen maps, we implemented our findings into practical algorithms creating normalised, multirhythmic and self-instructed versions. Two new functions are introduced : local attractivity AintL , inspired from Growing Neural Gas networks (GNG), and knowledge Cint. Using these, modelisation error is reduced by up to 80% of the standard error. Guided by recent work that shows small-world topologies exist in a large number of networks, we have extended this classic approach to information theory. This has highlighted the temporal link between structure (topology) and function (learning and knowledge) in the neural system.

Le travail présenté dans cette thèse s'intéresse à la modélisation de systèmes à base d'agents (situés) pour la résolution de problèmes de partage de ressources critiques. Nous voyons que les systèmes multi-agents manifestent des caractéristiques qui les rendent appropriés à l'implantation industrielle en environnement ouvert et dynamique. Le problème de partage de ressources critiques exhibe les caractéristiques des systèmes complexes (interactions rétroactives entre les sous-parties du problème), et peut s'exprimer d'un point de vue algorithmique comme un problème d'optimisation combinatoire (accroissement exponentiel du nombre de combinaisons à évaluer pour les résoudre lorsque la taille des problèmes augmente). Dans le cadre de la modélisation générique que nous proposons pour ce problème, nous devons donc corréler la complexité des relations héritées du problème avec la complexité des relations liées à la décentralisation des agents en interaction. Nous devons aussi permettre une convergence rapide du système modélisé vers une configuration satisfaisante qui matérialise une solution pour le problème traité, parmi un grand ensemble de configurations disponibles. Les systèmes multi-agents abordent le problème de partage de ressources critiques comme un problème de négociation décentralisée. En décentralisant le processus de résolution, on se confronte à la difficulté de corrélation de comportements locaux par rapport aux propriétés globales du système. Nous contribuons par cette étude à identifier des limitations des approches multi-agents, et proposons deux modèles qui illustrent ces difficultés : une mauvaise coordination de l'ensemble de l'activité des agents entraîne un dysfonctionnement qualifié de `suractivité agent' qui enraille la convergence vers une solution recherchée. Ceci nous amène à envisager le défaut de 'suractivité' comme un problème de perception décentralisée, et à proposer une approche innovante : CESNA (Complex Exchanges between Stigmergic Negotiating Agents). Des agents négocient à travers un réseau la validation de contrats qui leur conviennent. Lorsque tous les agents sont satisfaits, on obtient une solution pour le problème. Certaines mesures montrent la diffusion d'informations de coordination complexes du niveau local (des agents) au niveau global (du système) et vice versa à travers le réseau de négociation. Nous mesurons par ailleurs des performances de résolution comparables à celles que l'on connaît pour les approches spécifiques de coloration de graphe. Ces résultats prometteurs soulignent les capacités de perception émergente et d'auto-organisation résultats d'interactions complexes entre les agents, ils mettent à jour la pertinence de cette nouvelle façon d'envisager les relations complexes entre agents pour le partage de ressources critiques. Il nous semble intéressant d'envisager l'expression des relations complexes que nous proposons pour d'autres domaines applicatifs.

Les septines sont des GTPases conservées dérégulées dans le cancer et les maladies neurodégénératives. Elles servent de protéines d’échafaudage et forment une barrière de diffusion à la membrane plasmique et au corps central lors de la cytokinèse. Elles interagissent avec l’actine et s’organisent en complexes qui polymérisent et forment des structures hautement organisées (anneaux et filaments). Leur dynamique d’assemblage et leur rôle dans la cellule restent à être élucidés. La Drosophile est un modèle simple pour l’étude des septines puisqu’on n’y retrouve que 5 gènes (sep1, sep2, sep4, sep5, peanut) comparativement aux 13 gènes chez l’humain. À l’aide d’un anticorps contre Pnut, nous avons identifié des structures tubulaires dans 30% des cellules S2 de Drosophile. Mon projet a comme but de caractériser ces tubes en élucidant leurs constituants, leur comportement et leurs propriétés pour mieux clarifier le mécanisme par lequel les septines forment des structures hautement organisées et interagissent avec le cytosquelette d’actine. Par immunofluorescence, j’ai pu démontrer que ces tubes sont cytoplasmiques, en mitose ou interphase, ce qui suggère qu’ils ne sont pas régulés par le cycle cellulaire. Pour investiguer la composition et les propriétés dynamiques de ces tubes, j’ai généré une lignée cellulaire exprimant Sep2-GFP qui se localise aux tubes et des ARNi contre les cinq septines. Trois septines sont importantes pour la formation de ces tubes et anneaux notamment Sep1, Sep2 et Pnut. La déplétion de Sep1 cause la dispersion du signal GFP en flocons, tandis que la déplétion de Sep2 ou de Pnut mène à la dispersion du signal GFP uniformément dans la cellule. Des expériences de FRAP sur la lignée Sep2-GFP révèlent un signal de retour très lent, ce qui indique que ces structures sont très stables. J’ai aussi démontré une relation entre l’actine et les septines. Le traitement avec la Latrunculin A (un inhibiteur de la polymérisation de l’actine) ou la Jasplakinolide (un stabilisateur des filaments d’actine) mène à la dépolymérisation rapide (< 30 min) des tubes en anneaux flottants dans le cytoplasme, même si ces tubes ne sont pas reconnus suite à un marquage de la F-actine. L’Actin05C-mCherry se localise aux tubes, tandis que le mutant déficient de la polymérisation, Actin05C-R62D-mCherry perd cette localisation. On observe aussi que la déplétion de la Cofiline et de l’AIP1 (ce qui déstabilise l’actine) mène au même phénotype que le traitement avec la Latrunculine A ou la Jasplakinolide. Alors on peut conclure qu’un cytosquelette d’actine dynamique est nécessaire pour la formation et le maintien des tubes de septines. Les futures études auront comme but de mieux comprendre l’organisation des septines en structures hautement organisées et leur relation avec l’actine. Ceci sera utile pour l’élaboration du réseau d’interactions des septines qui pourra servir à expliquer leur dérégulation dans le cancer et les maladies neurodégénératives. / Septins are highly conserved GTP-binding proteins deregulated in diseases such as cancer and neurodegenerative diseases. Septins scaffold other proteins and act as diffusion barriers at the plasma membrane and midbody during cytokinesis. They interact with the actin cytoskeleton and have been observed to form ordered complexes that can polymerize into higher-order structures such as filaments and rings. The principles of assembly and disassembly of such filaments and rings and their cellular roles are yet to be elucidated. Drosophila offers a simple system, as there are only 5 septin genes: peanut, sep1, sep2, sep4, and sep5 in contrast to 13 found in humans. We have previously found that Drosophila S2 cells contain unusual tubular structures that label with Peanut antibody. The goal of my Master’s project has been to characterise these structures, by defining their constituents, behaviours and properties, in the hope that this will shed light on the mechanisms by which septins can form higher-ordered structures and how they interact with other cytoskeletal elements such as actin. Using fluorescence microscopy, I show that these tubes are cytoplasmic and present in 30% of cells, both during mitosis and interphase, suggesting they are not cell cycle regulated. To investigate their composition and dynamic properties, I generated S2 cell lines stably expressing Sep2-GFP, which localizes to septin tubes and double stranded RNAs against all septins. The products of three septin genes were found to be essential for the assembly of septin tubes: Sep1, Sep2, and Pnut. The depletion of Sep1 led to the dispersal of the GFP signal into cytoplasmic clumps, whereas the depletion of Sep2 and Pnut led to its uniform distribution through the cell. FRAP analysis of Sep2-GFP revealed only slow recovery after many hours, indicating that the structures are very stable. I also discovered an unusual relationship between septin tubes and the actin cytoskeleton. Although the tubes did not label with conventional F-actin probes (Phalloidin, LifeAct), treatment with inhibitors of F-actin assembly (Latrunculin A) or disassembly (Jasplakinolide) led to their rapid (<30 min) dispersal into scattered rings. Furthermore, overexpressed Actin05C-mCherry localised to the septin tubes, while a polymerization-deficient mutant Actin05C-R62D-mCherry did not. Depletion of the actin severing protein Cofilin and the actin capping protein AIP1 also disrupted septin tubes dispersing them into cytoplasmic rings. A dynamic actin cytoskeleton is thus required for the formation and/or maintenance of higher ordered structures such as rings and tubes. Conclusion and Relevance: Ongoing studies aim to further elucidate how septins organize into such ordered structures and how actin regulates the process. This will clarify the septin network of interactions and facilitate the comprehension of their implication in cancer and neurodegenerative diseases. Key words: actin, septin, tube, ring, higher-order, hexamer, cofilin, AIP1

Dans ce rapport de thèse, nous présentons les résultats obtenus avec la croissance d'assemblages supramoléculaires hautement cristallins et stables à température ambiante sur des surfaces isolantes d'halogénures d'alcalins. L'objectif de cette étude est de caractériser structurellement ces réseaux auto-assemblés et de mettre en évidence l'ensemble des forces d'interaction mises en œuvre dans les processus de croissance et de diffusion, en combinant la microscopie à force atomique en mode non contact (nc-AFM) sous ultravide et des calculs théoriques basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et la dynamique moléculaire. Nous montrons comment des paramètres bien définis concernant le choix de la molécule d'une part tels que sa taille, sa forme, sa symétrie, sa flexibilité et sa fonctionnalité, et le choix du substrat d'autre part, influent sur la morphologie de croissance et permettent de contrôler les propriétés de diffusion des molécules en surface et donc la structure supramoléculaire résultante. / In this thesis, we report the results obtained with the growth of highly crystalline and stable supramolecular assemblies at room temperature on insulating surfaces of bulk alkali halides single crystals. The objective of this study is to structurally characterize these self-assembled networks and understand all the interaction forces involved in the growth and diffusion processes. This is performed by joint non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) experiments in ultrahigh vacuum and theoretical calculations based on density functional theory (DFT) and molecular dynamics. We show how well-defined parameters for the choice of the molecule on the one hand such as size, shape, symmetry, flexibility and functionality, and the choice of the substrate on the other hand, influence the morphology growth and serve to steer the structure and diffusion properties of such systems.

Les contextes mondiaux énergétiques, climatiques et économiques actuels évoluent de manières telles que le dihydrogène H2 prend une place de plus en plus importante en tant que combustible et vecteur énergétique. Le dihydrogène est un gaz incolore, inodore et non-toxique donc indécelable par les sens humains, mais il est extrêmement inflammable et explosif. De plus, H2 est caractérisé par un domaine d'explosivité très large, de 4 % à 75 % de H2 dans l'air. L'objet de ce travail de thèse a donc été de préparer des capteurs de sécurité ou de quantification originaux et ayant des performances accrues pour la détection de H2. Les capteurs préparés sont de types résistifs et les métaux sensibles utilisés sont le palladium et le platine. Afin d'améliorer les performances de détection de ces capteurs à dihydrogène, plusieurs morphologies de couches sensibles ont été conçues : des monocouches organisées à 2 dimensions de nanoparticules cœurs-coquilles Pd@Au et Pt@Au formées par la méthode de Langmuir-Blodgett ou immobilisés sur les substrats par un agent de couplage de type silane (mercaptopropyltrimethoxysilane), des dépôts physiques à 2 dimensions et des films de nanoparticules à 3 dimensions. Selon la morphologie de la couche préparée et le type de métal sensible utilisé, divers mécanismes de détection ont été mis en évidence et diverses performances de détection ont été observées (type et amplitude de réponse, gamme de détection, temps de réponse et de retour,...). Les modèles de Fuchs-Sondheimer et Mayadas-Shatzkes d'une part, et un modèle de percolation par la création de chemins de conduction d'autre part, ont permis d'expliquer les variations de résistivité électrique des couches sensibles à base respectivement de platine et de palladium lors de l'exposition à l'hydrogène. / Hydrogen takes is foreseen as a generalized fuel and energy carrier. It is a colorless, odorless and non-toxic gas, and therefore it is undetectable by the human senses. Hydrogen has a severe drawback as it is an extremely flammable and explosive gas. Moreover, H2 has a wide explosive range, from 4 to 75 % H2 in air. Therefore, the aim of this PhD work was to develop safety and concentration sensors with enhanced performances. Resistive sensing layers were designed on several morphologies and sensing materials : 2D Langmuir-Blodgett organized monolayers of core-shell Pd@Au or Pt@Au nanoparticles, immobilized Pd@Au monolayer grafted through a self assembled monolayer, evaporated 2D metal films of Pt or Pd, and 3D platinum nanoparticles arrays. According to the sensing layer morphology and sensing metal, numerous sensing mechanisms and performances were demonstrated (response type and amplitude, sensing range, response and recovery times,…). Fuchs-Sondheimer and Mayadas-Shatzkes models on the one hand, and a percolation model on the other, allowed the origin of electrical resistance changes to be pointed out, respectively for platinum and palladium sensing layers.

La centralisation des données patients au sein de répertoires numériques soulève des problématiques d’interopérabilité avec les différents systèmes d’information médicaux tels que ceux utilisés en clinique, à la pharmacie ou dans les laboratoires d’analyse. Les instances de santé publique, en charge de développer et de déployer ces dossiers, recommandent l’utilisation de standards pour structurer (syntaxe) et coder l’information (sémantique). Pour les données du diagnostic in vitro (DIV) deux standards sémantiques sont largement préconisés : - la terminologie LOINC® (Logical Observation Identifier Names and Codes) pour représenter les tests de laboratoire ;- l’ontologie SNOMED CT® (Systematized Nomenclature Of MEDicine Clinical Terms) pour exprimer les résultats observés.Ce travail de thèse s’articule autour des problématiques d’interopérabilité sémantique en microbiologie clinique avec deux axes principaux : Comment aligner un Système Organisé de Connaissances du DIV en microbiologie avec l’ontologie SNOMED CT® ? Pour répondre à cet objectif j’ai pris le parti dans mon travail de thèse de développer des méthodologies d’alignement adaptées aux données du diagnostic in vitro plutôt que de proposer une méthode spécifique à l’ontologie SNOMED CT®. Les méthodes usuelles pour l’alignement d’ontologies ont été évaluées sur un alignement de référence entreLOINC® et SNOMED CT®. Les plus pertinentes sont implémentées dans une librairie R, qui sert de point de départ pour créer de nouveaux alignements au sein de bioMérieux. Quels sont les bénéfices et limites d’une représentation formelle des connaissances du DIV ? Pour répondre à cet objectif je me suis intéressée à la formalisation du couple <Test—Résultat>(Observation) au sein d’un compte-rendu de laboratoire. J’ai proposé un formalisme logique pour représenter les tests de la terminologie LOINC® qui a permis de montrer les bénéfices d’une représentation ontologique pour classer et requêter les tests. Dans un second temps, j’ai formalisé un patron d’observations compatible avec l’ontologie SNOMED CT® et aligné sur lesconcepts de la top-ontologie BioTopLite2. Enfin, le patron d’observation a été évaluée afin d’être utilisé au sein des systèmes d’aide à la décision en microbiologie clinique. Pour résumer, ma thèse s’inscrit dans une dynamique de partage et réutilisation des données patients. Les problématiques d’interopérabilité sémantique et de formalisation des connaissances dans le domaine du diagnostic in vitro freinent aujourd’hui encore le développement de systèmes experts. Mes travaux de recherche ont permis de lever certains de ces verrous et pourront être réutilisés dans de nouveaux systèmes intelligents en microbiologie clinique afin de surveiller par exemple l’émergence de bactéries multi-résistantes, et adapter en conséquence des thérapies antibiotiques. / The centralization of patient data in different digital repositories raises issues of interoperability with the different medical information systems, such as those used in clinics, pharmacies or in medical laboratories. The public health authorities, charged with developing and implementing these repositories, recommend the use of standards to structure (syntax) and encode (semantic) health information. For data from in vitro diagnostics (IVD) two standards are recommended: - the LOINC® terminology (Logical Observation Identifier Names and Codes) to represent laboratory tests;- the SNOMED CT® ontology (Systematized Nomenclature Of MEDicine Clinical Terms) to express the observed results.This thesis focuses on the semantic interoperability problems in clinical microbiology with two major axes: How can an IVD Knowledge Organization System be aligned with SNOMED CT®? To answer this, I opted for the development of alignment methodologies adapted to the in vitro diagnostic data rather than proposing a specific method for the SNOMED CT®. The common alignment methods are evaluated on a gold standard alignment between LOINC® and SNOMED CT®. Themost appropriate are implemented in an R library which serves as a starting point to create new alignments at bioMérieux.What are the advantages and limits of a formal representation of DIV knowledge? To answer this, I looked into the formalization of the couple ‘test-result’ (observation) in a laboratory report. I proposed a logical formalization to represent the LOINC® terminology and I demonstrated the advantages of an ontological representation to sort and query laboratory tests. As a second step, I formalized an observation pattern compatible with the SNOMED CT® ontology and aligned onthe concept of the top-ontology BioTopLite2. Finally, the observation pattern was evaluated in order to be used within clinical microbiology expert systems. To resume, my thesis addresses some issues on IVD patient data share and reuse. At present, the problems of semantic interoperability and knowledge formalization in the field of in vitro diagnostics hampers the development of expert systems. My research has enabled some of the obstacles to be raised and could be used in new intelligent clinical microbiology systems, for example in order to be able to monitor the emergence of multi resistant bacteria and consequently adapt antibiotic therapies.

Ce travail de thèse de doctorat propose et évalue différentes solutions pour caractériser, avec des outils optiques et électromagnétiques non intrusifs, les nanoparticules et agrégats observés dans différents systèmes physiques : suspensions colloïdales, aérosols et plasma poussiéreux. Deux types de modèles sont utilisés pour décrire la morphologie d'agrégats fractals (p. ex. : suies issues de la combustion) et agrégats compacts (qualifiés de « Buckyballs » et observés dans des aérosols produits par séchage de nano suspensions). Nous utilisons différentes théories et modèles électromagnétiques (T-Matrice et approximations du type dipôles discrets) pour calculer les diagrammes de diffusion (ou facteur de structure optique) de ces agrégats, de même que leurs spectres d'extinction sur une large gamme spectrale. Ceci, dans le but d'inverser différentes données expérimentales. Différents outils numériques originaux ont également été mis au point pour parvenir à une analyse morphologique quantitative de clichés obtenus par microscopie électronique. La validation expérimentale des outils théoriques et numériques développés au cours de ce travail est focalisée sur la spectrométrie d'extinction appliquée à des nano agrégats de silice, tungstène et silicium. / This Ph.D. work provides and evaluates various solutions to characterize, with optical/electromagnetic methods nanoparticles and aggregates of nanoparticles found in suspensions, aerosols and dusty plasmas. Two main models are introduced to describe the morphology of particle aggregates with fractal-like (for particles in plasmas and combustion systems) and Buckyballs-like (aerosols, suspensions) shapes. In addition, the author proposes various solutions and methods (T-Matrix, Rayleigh type approximations) to calculate the scattering diagrams (optical structure factors) of fractal aggregates as well as algorithms to inverse extinction spectra. As a reference case for the performed analysis, several tools to describe the morphology of fractal aggregates from electron microscopy images have been also developed. The experimental validation carried out with the Light Extinction Spectrometry (LES) technique (for nano silica beads, tungsten, dusty plasma and silicon aggregates) clearly proves the validity of the algorithms developed as well as the potential of the LES technique.

Ce mémoire retrace mes activités de recherche aussi bien universitaire qu'industrielle. Il constitue un aperçu des différents sujets de recherche sur lesquels je me suis penché. Mais avant d'aborder la description du manuscrit, je souhaite faire un petit écart sur une question qui me semble importante. Je me souviens que lorsque j'étais en thèse Jean-François Berret me demandait souvent : "Mais quel est la problématique ?". Cette question est le quotidien du chercheur. Elle lui permet de se pencher sur un problème qu'il n'a pas choisi mais qui est venu à lui par la concomitance d'évènements professionnel et personnel. Il l'aborde dans un premier temps en s'appuyant sur ses expériences passées, ses connaissances et son sens de l'imagination. Ensuite, c'est le travail sur le sujet de recherche qui petit à petit modifie, transforme et fait évoluer les idées initiales. En piochant largement dans la littérature, le chercheur tente d'expliquer le problème, il se construit une image et se persuade de sa validité. Il se remet en cause et doit savoir écouter avant d'imposer ses idées. Il définit le domaine de validité de son problème et souhaite apporter une interprétation juste, juste dans le sens de la conformité à la norme. Cette étape franchie, il pourra alors transmettre son savoir et ainsi faire naître un sentiment de recognition indispensable à son bien être. D'une certaine façon l'habilitation à diriger des recherches est une étape permettant d'atteindre cette reconnaissance puisqu'elle marque une réflexion sur soi et ses travaux de recherche. Le mémoire que vous allez lire, parcourir ou feuilleter est découpé en quatre parties. La première n'est autre que mon curriculum vitae. Les trois autres portent sur mes travaux de recherche présentés par thématiques. La première thématique est celle que j'ai rencontrée après mon doctorat au sein du Pôle Européen de Plasturgie à Oyonnax. Cette expérience riche en évènements et en rencontres m'a fait toucher du doigt le monde industriel de la plasturgie. A Oyonnax, la vallée s'est transformée avec le temps; elle est passée successivement d'une économie d'agriculture à une économie artisanale pour ensuite se tourner à la fin du XIXième siècle vers la transformation des plastiques lors de l'apparition du celluloïd. C'est donc au sein d'un environnement marqué par le dynamisme que j'ai abordé la plasturgie. Parmi les différents sujets que j'ai eu l'occasion de traiter, j'ai volontairement restreint la présentation à l'injection des thermoplastiques en phase de remplissage d'un moule. J'ai abordé la seconde thématique de l'impact de gouttes lors de ma délégation au "particulate fluids processing centre" de l'Université de Melbourne en Australie. Ce fut encore l'occasion d'échanger et d'apprendre avec une organisation totalement différente de la France. L'objectif de la problématique était de comprendre les mécanismes intervenants lors de l'impact aux premiers instants. Pour cela, une caméra rapide pouvant filmer jusqu'à 64 000 images par seconde a été utilisée pour observer et quantifier l'impact de gouttes d'eau sur une surface solide. Mon travail à tout d'abord consisté à réaliser le banc optique de mesure. Ce dernier étant mis au point, je me suis alors transformé en un nuage d'un type un peu particulier car je ne devais faire tomber qu'une seule goutte de diamètre et de vitesse contrôlée sur une surface solide ou liquide. Enfin, la dernière thématique est celle que j'ai traitée en thèse mais aussi très récemment avec la thèse de Yann Auffret en co-tutelle avec l'Université de Melbourne. Cette partie traite de la dynamique sous écoulement des fluides visqueux et élastiques constitués par des mélanges de : tensioactifs, solvants et d'eau avec ou sans écrantage des charges. La rhéologie de ces systèmes auto-assemblés est décrite pour trois phases : une isotrope et deux de cristal liquide. Pour chaque système étudié, le comportement macroscopique a été mis en parallèle avec les échelles micro- et nano-scopiques. C'est ce que l'on appelle maintenant une étude trans-échelles. Le point commun entre les différents thèmes est de façon indéniable la rhéologie. L'écoulement est le cœur de chacun des problèmes et l'influence de l'écoulement sur les structures aux différentes échelles est dans la mesure du possible traité dans chacune des thématiques. Parfois les fluides utilisés sont Newtoniens mais le plus souvent ils sont visco-élastiques ou visco-plastiques et subissent de profondes transformations lors des écoulements. Pour finir ce mémoire, une projection des perspectives est donnée. Certaines sont à court terme d'autres à long terme et enfin d'autres sont des intentions sur mes recherches futures.

Grace à leurs propriétés d’auto-réparation et d’auto-organisation, les matériaux pi-conjugués liquide-cristallins (LCs) présentent un grand intérêt pour l’élaboration de matériaux semi-conducteurs à hautes performances. Ils peuvent être utilisés pour différents types d’applications en électronique organique telles que les cellules solaires (OPV), les diodes électroluminescentes (OLED) et les transistors à effet de champs (OFET). Dans ce travail, nous avons conçu et préparé une nouvelle famille de LCs combinant des entités pi-conjuguées de type calamitique et discotique au sein d’une architecture moléculaire unique. Plus particulièrement, nous avons imaginé trois différentes architectures telles que des dyades et triades linéaires et des triades ramifiées, incluant des dérivés discotiques de pérylène ou de triphénylène et des dérivés calamitiques de terthiophène, de benzothienobenzothiophène ou encore de pyromellitique. L’objectif était d’étudier leurs comportements liquide-cristallins et leurs propriétés d’auto-organisation et de transport de charges.Les résultats obtenus ont montré que ces matériaux donnent des auto-assemblages complexes formant des arrangements multi-lamellaires de bicouches, dans lesquelles les entités calamitiques et discotiques présentent une organisation dans le plan. De plus, en choisissant judicieusement les entités pi-conjuguées calamitiques et discotiques (type-p ou type-n), nous avons démontré que ce type de matériaux auto-organisés peut présenter des propriétés de transport de charge ambipolaire en formant des chemins distincts pour chaque type de charge (trou et électron) par nano-ségrégation de ces entités de type p et de type n. / Due to their self-healing ability and their self-organization property, pi-conjugated liquid crystals (LCs) are materials of great interest to prepare high performance semiconducting materials. They can be used in different types of organic electronic applications such as solar cells (OPV), Organic Light-Emitting Diodes (OLED) and Organic Field-Effect Transistors (OFET). In this work, we were interested in designing and preparing a novel family of LCs combining π-conjugated discotic and calamitic moieties in a unique molecular architecture. More particularly, we designed three different molecular architectures based on a linear dyad, triad and a branched triad, which include discotic triphenylene or perylene and calamitic terthiophene, benzothienobenzothiophene or pyromellitic moieties. The objective was to study their liquid crystalline behaviors and their self-organization and charge transport properties.Based on our results, we demonstrated that these materials can form complex self-assemblies in the bulk such as multi-lamellar arrangements presenting bilayered lamellar phases with in-layer organization of both calamitic and discotic species. In addition, based on the appropriate choice of the disk- and rod-like π-conjugated cores (p-type or n-type), we showed that this kind of self-organized materials could exhibit ambipolar charge transport properties, presenting a spontaneous nanosegregation of p-type and n-type entities in bulk, and leading to well-defined distinct conductive channels for each type of charge carriers (hole and electron).