Le thème de recherche abordé dans cette HDR porte sur la conception d'architectures matérielles spécialisées, et sur leur utilisation dans le domaine des systèmes embarqués (par exemple les réseaux de capteurs) et du calcul haute performance (bioinformatique, recherche dans les flux multimédias). Ce thème de recherche est développé sur trois axes interdépendants, brièvement décrits ci-dessous. Tout d'abord la conception de plateformes matérielles de type " systèmes de stockage intelligents " basées sur des technologies de logique programmable. L'objectif est de proposer des systèmes capables de traiter les données à la volée directement en sortie du support de stockage (disque magnétique, mémoire Flash), en utilisant des filtres mis en œuvre sous la forme de coprocesseurs spécialisés. Ce travail à donné lieu à la réalisation de deux prototypes de machines (RDISK et REMIX) ainsi qu'à leur validation sur plusieurs cas d'études. Ensuite, la conception d'accélérateurs matériels spécialisés et massivement parallèles, pour des applications de calcul intensif issues de la bioinformatique et du traitement de données multimédia. Nous nous sommes en particulier intéressés à des algorithmes de recherche de similarités entre séquences, basés sur la notion de profil de Markov (logiciel HMMER), ainsi qu'à des algorithmes de recherche d'images par le contenu. Enfin, les outils d'aide à la conception d'architectures spécialisées à partir de spécifications de haut niveau. Dans ce contexte, nous avons proposé un flot de conception complet pour la conception de nœuds de réseau de capteurs ultra faible consommation. Nous nous sommes également intéressés aux problèmes de génération automatique d'accélérateurs pour nids de boucles, notamment au travers d'un flot de transformation source à source de boucles ciblant en sortie des outils de synthèse de haut niveau " C to hardware ".