Les protéines impliquées dans les voies de signalisation sont souvent activées et inactivées par des interactions de faible affinité. En particulier, les domaines protéiques liant spécifiquement de courts fragments protéiques permettent une régulation intra- et inter-moléculaire efficace des domaines catalytiques auxquels ils sont associés. Citons par exemple les domaines FHA ou des tandems BRCT fréquemment impliqués dans les réponses aux dommages de l'ADN. Etant donnée leur importance dans les réseaux d'interactions et dans la signalisation cellulaire, la prédiction par bioinformatique des propriétés de liaison de ces petits domaines constitue un enjeu majeur. Toutefois, les stratégies bioinformatiques sont jusqu'à présent limitées par des difficultés méthodologiques associées aux caractéristiques intrinsèques de ces domaines. Leurs séquences sont souvent très divergentes et les affinités pour leurs cibles physiologiques sont généralement faibles malgré une excellente spécificité. Le travail présenté dans cette thèse a donc pour objectif de dépasser les limites actuelles des outils de prédictions pour développer de nouvelles méthodologies bioinformatiques performantes. Trois points ont été plus particulièrement abordés : (i) la prédiction de la structure tridimensionnelle de ces domaines ; (ii) la prédiction des sites reconnus par ces domaines lorsque les partenaires sont connus ; (iii) la prédiction des motifs spécifiquement reconnus par ces domaines sur la base de leur structure tridimensionnelle.

L'exploitation excessive des ressources énergétiques fossiles pose aujourd'hui des problèmes liés au changement climatique, à leur épuisement et en conséquence à l'augmentation de leur prix. Ces problèmes nécessitent des solutions innovantes, telles que le recours aux énergies renouvelables, afin d'en restreindre l'impact. Les travaux présentés dans ce manuscrit s'attachent à répondre à cette problématique par l'intermédiaire d'une méthodologie d'optimisation énergétique, appliquée au secteur du bâtiment et notamment au poste de chauffage, l'un des plus gros consommateurs d'énergie en France. Cette méthodologie est basée sur la modélisation du procédé de chauffage considéré et d'un moyen de stockage énergétique, ainsi que sur le développement d'outils de contrôle prédictif exploitant la connaissance de perturbations futures. Cette approche a été utilisée pour l'optimisation énergétique d'une chaufferie collective, gérée par la société Cofely GDF-SUEZ et qui alimente en eau chaude, via un réseau de chaleur, un quartier de La Rochelle. Un modèle modulaire de l'installation actuelle, dont le fonctionnement s'appuie sur un mix énergétique renouvelable et non renouvelable, a été développé à partir de mesures réalisées sur le site et de techniques de modélisation de types boite noire, boite grise ou boite blanche, en fonction de la connaissance disponible. La chaufferie ne disposant pas d'un système de stockage, nous avons proposé une modification hydraulique afin d'en intégrer un. Le modèle de ce système a complété le modèle de la chaufferie. Pour la gestion du stockage, deux contrôleurs différents, dont l'un basé sur la commande prédictive optimale et exploitant des prédictions pour anticiper le comportement de la chaufferie, ont été proposés. Ces prédictions sont fournies par un module intégrant une analyse multi-résolution par décomposition en ondelettes et utilisant les réseaux de neurones artificiels. Les résultats obtenus avec le contrôleur prédictif montrent que l'utilisation optimale d'un système de stockage permet d'améliorer de façon très significative le fonctionnement de la chaufferie. La consommation énergétique fossile, le coût de fonctionnement de l'installation, les émissions de CO2 et le taux de couverture de l'énergie fossile sont fortement réduits, tout en améliorant le respect des contraintes techniques de fonctionnement.

Lorsque nous explorons une scène visuelle nous focalisons notre attention et notre regard sur certaines régions de la scène dites saillantes an d'étudier ces régions plus en détail. L'objectif de cette thèse était de mieux comprendre les processus attentionnels qui guident le regard lorsque nous regardons une vidéo et de modéliser ces processus. Deux approches complémentaires ont été adoptées : une approche comportementale, à l'aide d'expériences d'oculométrie, pour mieux comprendre comment les personnes regardent une vidéo et une approche de modélisation afin de proposer un modèle, inspiré du système visuel humain, permettant de mettre en évidence les régions saillantes dans des vidéos. Deux modèles ont été proposés. Le premier modèle de saillance à deux voies, extrait des cartes statiques et dynamiques à partir des informations sur la luminance et le mouvement. Les traitements de ces deux voies, bien que relativement indépendants, sont réalisés par des modules communs (filtre "rétinien" et filtres "corticaux") à l'instar de ce qui est fait dans le système visuel. Un deuxième modèle de saillance, à trois voies, intègre au modèle précédent une voie dédiée à la détection des visages, les visages étant connus pour attirer les regards. Des expériences d'oculométrie ont permis d'étudier et d'évaluer ces modèles de saillance en détail.

Cette thèse se place dans le domaine de la modélisation et de la reconnaissance d'objets par leur apparence. Chaque objet est modélisé par une collection d'images et la reconnaissance est obtenue par l'appariement d'une nouvelle image avec une image modèle. Les images sont modélisées par des mesures sur des caractéristiques locales. Plusieurs bases de descripteurs locaux sont évaluées théoriquement et expérimentalement et la base des dérivées de Gaussiennes est sélectionnée pour ses propriétés de discriminabilité avec une description très concise et son paramétrage en orientation et en échelle. Une invariance à l'orientation de la caméra par rapport à l'objet est obtenue par un calage des dérivées sur la direction du gradient et une invariance à l'échelle est obtenue par une technique novatrice qui consiste à sélectionner en chaque point une échelle caractéristique pour décrire son voisinage. Cette échelle caractéristique correspond au maximum en échelle d'un opérateur Laplacien. Ces invariances sont validées par des expérimentations systématiques. Dans notre système, une image est décomposée en une grille de fenêtres recouvrantes puis représentée par une grille de descripteurs locaux calculés sur ces fenêtres. Cette représentation très redondante nous a permis de définir deux stratégies de reconnaissance robustes~: l'une fondée sur un vote et l'autre fondée sur une stratégie par prédiction--vérification qui consiste à découper la reconnaissance en une phase de génération d'hypothèses d'appariement pour une fenêtre suivi d'une phase de vérification de ces hypothèses sur les fenêtres voisines en incluant des contraintes de cohérence spatiale à cette vérification.

Depuis de nombreuses années, la prise en compte des critères de compatibilité électromagnétique (CEM) constitue une étape capitale dans la conception des systèmes électroniques. Or, l'augmentation de la complexité des circuits intégrés rend indispensable l'étude du comportement électromagnétique directement au niveau du silicium. L'objectif de ces travaux est la définition d'une méthodologie de prédiction, avant fonderie, de l'émission conduite des circuits intégrés. Celle-ci s'appuie sur le langage VHDL-AMS et le modèle ICEM (Integrated Circuit Electromagnetic Model), et peut s'intégrer dans un flot de conception industriel. / For many years, taking into account electromagnetic compatibility (EMC) constraints has been a fundamental requirement in electronic system design. However, the increase in complexity of integrated circuits now demands the study of their electromagnetic behavior at chip level. The objective of this work is the definition of a methodology aimed at predicting conducted emission in integrated circuits. This methodology is based on the VHDL-AMS language and the ICEM (Integrated Circuit Electromagnetic Model) model, and can be integrated into an industrial design flow.

Comment rendre plus attractives, efficaces, efficientes et pertinentes les institutions d'enseignement supérieur ? Cette question constitue une préoccupation majeure en ce début de millénaire qui voit grandir l'intérêt pour les questions relatives à l'Education en général et celles portant sur l'Université en particulier, même au sein d'institutions fortement marquées par leurs conceptions économico-financières du développement (Banque Mondiale, FMI, et autres bailleurs de fonds). Cette situation découle de la crise que connaît l'Université aussi bien dans les pays riches que dans les autres, bien qu'elle reste plus marquée dans ces derniers. En fait, elle est la résultante de mutations des missions de l'Université, de la raréfaction de ses ressources, de l'augmentation de ses charges, du fait notamment de la massification (quantitative et qualitative) de ses effectifs, de la faiblesse de son efficacité aux plans interne comme externe. Entre autres mesures correctives, la sélection à l'entrée a été retenue dans beaucoup d'Université dont l'U.C.A.D. Le présent travail est une contribution à la maîtrise des facteurs prédictifs de la performance des étudiants en première année. Il tente de dégager les pistes d'action pour arriver à une modélisation des déterminants de la réussite à l'université. Spécifique tant au plan contextuel (espace, discipline et période), méthodologique (empirisme et théorie, évaluation et prospective avec des données de types transversal et diachronique portant sur des étudiants satisfaisants ou non aux critères de sélection) qu'épistémologique (enjeux ontogénique, politique et pragmatique, articulation du quantitatif et du qualitatif et prise en compte du singulier et du commun), la recherche procède d'un raisonnement en trois étapes qui constituent trois études emboîtées. La préférence a été donnée à l'analyse des variances expliquées par les différentes variables prédictives et des coefficients de régression plutôt qu'à l'étude des coefficients de corrélation. Cette analyse est précédée d'une étude des évolutions des indicateurs macroscopiques (effectifs, taux de réussite, budgets, temps de transit) et des erreurs commises dans la sélection. La Faculté des Sciences et Techniques de l'U.C.A.D. a été retenue comme terrain de la recherche. Nous avons pu y étudier un échantillon comprenant à la fois des étudiants satisfaisant aux critères de sélection et des étudiants ne satisfaisant pas à ces critères. En général, quand il s'agit d'évaluer une procédure de sélection à l'entrée d'un programme de formation, ce dernier groupe, parce que les personnes qui la constituent ne sont pas autorisées à suivre les programmes de formation visés, n'est pas pris en compte. En fait, il est impossible d'avoir les données les concernant. Dans notre cas, il nous a donc été possible de faire des comparaisons. / How to make more attractive, effective, efficient and relevant the institutions of higher education? This question constitutes a major concern at this beginning of millennium which sees growing the interest for the questions relating to Education in general and those bearing about the University in particular, even within institutions strongly marked by their economic-financial designs of the development (the World Bank, the IMF, and other backers). This situation rises from the crisis as the University in the rich countries as in the others undergoes as well, although it remains more marked in the latter. In fact, it is the resultant of changes of the missions of the University, of the rarefaction of its resources, the increase in its loads, and the fact in particular of the massification (quantitative and qualitative) of its numbers, of the weakness of its effectiveness in the domestic fronts like external. Inter alias corrective measurements, the selection at the entry was retained in much University of which the U.C.A.D. This work is a contribution to the mastery of the predictive factors of the performance of the first-year students. It tries to release the tracks of action to arrive at a formalization of the determinants of the success at the university. Specific so much to the contextual plan (space, discipline and period), methodological (empiricism and theory, evaluation and futurology with data of the types transverse and diachronic bearing on satisfactory students or not with the criteria of selection) that epistemological (stakes ontogenetic, policy and pragmatic, articulation of quantitative and qualitative and taken into account of the singular and the common run), research proceeds of a reasoning in three stages which constitute three encased studies. The preference was given to the analysis variances explained by the various predictive variables and of the coefficients of regression rather than being studied of the coefficients of correlation. This analysis is preceded by a study of the evolutions of the macroscopic indicators (effective, rate of rate of success, budgets, time of transit) and the errors made in the selection. Faculty of Sciences and Techniques of U.C.A.D. was retained like field of research. There we could study a sample including/understanding at the same time students satisfying the criteria of selection and the students not satisfying these criteria. In general, when it is a question of evaluating a procedure of selection to the entry of a training scheme, this last group, because the people which constitute it are not authorized to follow the training schemes concerned, is not taken into account. In fact, it is impossible to have the data with regard to them. In our case, it was thus possible to us to make comparisons.

Le thème principal de notre travail consistait en la mise en exergue de l'efficience de la mise en œuvre de techniques hybrides associant l’électrochimie à l’élément biologique (biocapteur) ou l’électrochimie aux performances de la spectrométrie de masse (couplage EC-MS). Les informations fournies, jointes aux résultats des mesures en voltampérométrie sur électrodes solides, permettent une bonne compréhension mécanistique quant au devenir oxydatif de substances médicamenteuses. Notre champ d'investigation s'est plus spécifiquement focalisé sur deux familles de molécules psychotropes (les phénothiazines, et une dibenzoazépine). Celles-ci connaissent un usage thérapeutique intensif et un regain d’intérêt pour des applications nouvelles, mais leur utilisation optimale souffre de l’existence d'effets secondaires physiopathologiques importants et dont l’étiologie est encore mal connue. En premier lieu, les résultats de la voltampérométrie cyclique et les différentes modulations en ligne d'une cellule électrochimique couplée à la détection par spectrométrie de masse, nous ont permis de mettre en évidence des différences essentielles dans le devenir des phénothiazines quant aux produits d'oxydations générés. Plus précisément, un comportement clairement distinct entre les phénothiazines garnies de deux (2C) ou trois carbones (3C) entre les deux azotes au niveau de leur chaîne latérale a pu être mis en évidence. Les phénothiazines 3C s'oxydent de manière classique en leur sulfoxyde correspondant. Par contre, les phenothiazines 2C, conjointement à la formation de leur sulfoxyde, souffrent dans des conditions énergiques d’oxydation (persulfate, potentiel élevé) d'une rupture de la chaîne latérale et libèrent la phénothiazine base aisément oxydable et donc subissant elle-même une oxydation. Au vu des structures moléculaires en trois dimensions, nous émettons l’hypothèse que volume trop important de la chaîne latérale des phénothiazines 2C empêcherait le déploiement aisé des structures aromatiques en un radical cation coplanaire lors du phénomène d'oxydation. Les tensions intrastructurelles apparues conduiraient au bris de la chaîne latérale. Différents modes d'oxydation (chimique, électrochimique, enzymatique) ont été utilisés et laissent chacun apparaître la dépendance directe entre la puissance de l'agent oxydant appliqué et les produits d'oxydation obtenus. Chaque technique de détection, de manière individuelle, a bien confirmé la dualité entre les deux groupes de molécules. La mise en commun des divers résultats nous a permis l'identification irrévocable des espèces intermédiaires instables et des composés finaux. Par corollaire, nous avons pu postuler un schéma général d'oxydation pour les dérivés phénothiaziniques. Il nous paraît intéressant de transposer nos résultats aux biotransformations des phénothiazines car les produits identifiés ne possèdent pas l'activité pharmacologique du composé parent mais présentent un profil toxicologique bien répertorié dans la littérature. Nos résultats suggèrent d’approfondir les études de biotransformation afin de déterminer si ‘l’éclatement’ oxydatif des phénothiazines 2C est également observé in vivo. Une relation cause/effet de ces métabolites pourrait ainsi être établie. En deuxième point, au travers de l'association CE/SM ou CE/CL/SM, nous avons étudié l’électroxydation de la clozapine. La génération et l'identification des principaux métabolites de phases I et II, illustre un mimétisme certain avec le CYP450, et nous a permis de confirmer de nombreuses données de la littérature quant à l'oxydation in vivo et in vitro de la clozapine. L'oxydation électrochimique ne génère cependant pas l'ensemble des réactions de métabolisation prises en charge par le système CYP450. Lors de la combinaison CE/SM, par l'absence de séparation chromatographique dans cette configuration, le spectre de masse présente un pic correspondant à un intermédiaire à demi-vie courte, difficilement et rarement mis en évidence: l'ion nitrénium. Cette espèce hautement réactive envers les fonctions thiols des petites molécules et des protéines, se trouve très régulièrement tenue pour responsable majeur de la toxicité avérée de la clozapine. L'apparition plus abondante de dérivés déméthylés démontre l'influence du potentiel appliqué à l'électrode de travail lors de l'oxydation électrochimique. En effet, les processus de déméthylation nécessitent des potentiels élevés pour être observés. En présence de glutathion, aux différents pics antérieurement identifiés, des pics supplémentaires relatifs à la formation d'adduits de GSH sur la CLZ apparaissent. Les courbes voltampérométriques réalisées sur la clozapine suggèrent la distinctement la formation de l'ion nitrénium et d'une nouvelle espèce aisément électroréduite, probablement une structure quinone imine. L'addition de GSH provoque la disparition des pics de réduction de la CLZ. Ces comportements en VC corroborent les interprétations issues des mesures par couplage EC/CL/SM. La dernière partie de notre travail a consisté en la construction d'un biocapteur à pâte de carbone solide avec inclusion au sein de cette matrice de peroxydase de raifort. Basé sur la capacité reconnue de l'HRP à reproduire in vitro des produits d'oxydation similaires à la métabolisation in vivo, nous avons exploité un tel biocapteur pour l'analyse de la clozapine et de composés thiols. Une compréhension fine du mécanisme opérationnel intrinsèque du biocapteur a pu être suggérée. La génération à la surface de l'électrode de l'ion nitrénium par oxydation enzymatique de la clozapine par l'HRP, suivie de sa réduction immédiate fournit un courant ampérométrique substantiel. Sous des conditions de pH optimales, ce courant de réduction autorise la détermination quantitative de la clozapine dans un domaine de linéarité compris entre 1 x 10-5 M et 1 x 10-6 M. L'addition de composés thiols dans le milieu occasionne une chute de courant par action de ceux-ci sur la structure radical cation ou nitrénium par addition nucléophile. La disparition de l'ion nitrénium et la formation d'un adduit GSH-CLZ inhibent tout processus de réduction à l'électrode du biocapteur. Cette diminution de courant proportionnelle aux concentrations en thiols introduits, permet la détermination quantitative de dérivés thiols. Les courbes de calibration exprimées en pourcentage d'inhibition conduisent facilement à l'évaluation de la constante d'inhibition (Ki) et de CI50. L'étude de la réponse ampérométrique de la clozapine à l'EPC/HRP en l'absence ou présence d'un dérivé thiol envisagé permet la détermination de Km et de caractériser le type d'inhibition qui entre en jeu. De tels paramètres cinétiques nous ont habilités à classer les thiols considérés en fonction de leur puissance réactionnelle envers les substances oxydées de la clozapine. Au terme de ce travail, nous espérons avoir illustré, par l’étude de quelques molécules modèles, l’intérêt de la mise en œuvre des techniques électrochimiques couplées à l’élément biologique ou à la spectrométrie de masse. Des améliorations au niveau de la cellule électrochimique sont envisageables par l’emploi d’électrodes modifiées, elles laissent entrevoir la possibilité de mimer totalement le système CYP450. Les résultats fournis par ces techniques hybrides et par voltampérométrie cyclique sont complémentaires, ils procurent un éventail d'informations d'une utilité estimable pour une application dans des études prédictives précoces de candidats médicament.

Le travail présenté dans ce document correspond à huit années de recherche sur la problématique de l'interaction entre protéines. J'ai abordé le problème de la prédiction des interactions entre protéines sous l'angle de l'apprentissage supervisé. Je me suis donc intéressé à l'apprentissage de modèles prédictifs aux interactions entre protéines. J'ai étudié deux types d'interactions différentes : - l'interaction protéine-protéine au sens réseau d'interactions ; - l'interaction physique entre protéines consistant à prédire quels résidus se trouvent effectivement en interaction (amarrage protéine-protéine). Le document est structuré de la manière suivante : après avoir présenté la problématique de l'apprentissage supervisé et non-supervisé dans le premier chapitre, un second chapitre est consacré à la prédiction d'interaction protéine-protéine. Les résultats obtenus sur l'amarrage protéine-protéine est présenté dans le troisième chapitre et enfin, un dernier chapitre est consacré aux perspectives associées à ces travaux.

Ionisable pesticides can be partially ionised within the range of natural soil pH and this strongly influences their reactivity in soils. This group includes important, worldwide contaminants of groundwater and surface waters. It is essential that their specific behaviour is recognised within risk assessment procedures. Experiments were carried out with ten pesticides (six acids and four bases) and nine arable soils (range in pH, texture and organic matter content) to advance the understanding and prediction of the behaviour of ionisable pesticides in soils. The main conclusions can be summarised as follows:<br />• Adsorption of ionisable pesticides tends to be stronger in soils with lower pH and containing more organic carbon. A regression equation including Log D (lipophilicity corrected for pH), the soil organic carbon content and a pesticide descriptor was selected to predict the adsorption of acids. The behaviour of bases was more complex and approaches specific to each compound seem to be required.<br />• There were some marked differences between the soils in their ability to degrade the different ionisable pesticides. The lack of consistent behaviour renders a global approach to prediction of degradation unrealistic. Distinct types of behaviour could however be distinguished according to the main route of degradation.<br />• Significant correlations between sorption and degradation were only observed for three pesticides out of ten, with faster degradation in soils with stronger sorption.<br />• A centrifugation technique was used to measure adsorption at realistic soil moisture contents and provides a robust characterisation of the fraction of pesticide available for leaching. Time-dependent adsorption was also assessed.<br />The increase in adsorption between one and seven days was not directly related to the level of adsorption although it was more important in soils containing more organic carbon.<br />Although specific interactions between pesticides and soils are still not fully understood, these results provide the basis for a more robust analysis of the behaviour of ionisable pesticides in the environment.

Déterminer la structure 3D des protéines expérimentalement est une tâche très lourde et coûteuse, qui peut s'avérer parfois impossible à réaliser. L'arrivée massive de données provenant des programmes de séquençage à grande échelle impose de passer d'une approche biochimique à une approche bioinformatique, et nécessite en particulier de développer des méthodes de prédiction sur des séquences.<br />Cette thèse propose l'exploration de deux nouvelles pistes pour progresser dans la résolution de prédiction de ponts disulfures dans les protéines. Cette liaison covalente stabilise et contraint fortement la conformation spatiale de la protéine et la connaissance des positions où elle intervient peut réduire considérablement la complexité du problème de la prédiction de la structure 3D. Pour cela, nous utilisons dans un premier temps, l'inférence grammaticale et plus particulièrement les langages de contrôle introduit par Y. Takada, puis dans un deuxième temps, la programmation logique inductive.<br />Diverses expériences visent à confronter un cadre théorique d'apprentissage et des algorithmes généraux d'inférence grammaticale régulière à une application pratique de prédiction d'appariements spécifiques au sein d'une séquence protéique. D'autres expérimentations montrent que la programmation logique inductive donne de bons résultats sur la prédiction de l'état oxydé des cystéines en inférant des règles interprétables par les biologistes. Nous proposons un algorithme d'induction heuristique dont l'idée est d'effectuer plusieurs phases d'apprentissage en tenant compte des résultats obtenus aux phases précédentes permettant ainsi de diminuer considérablement la combinatoire dans les espaces d'hypothèses logiques en construisant des règles de plus en plus discriminantes.