Au quotidien, nous sommes exposés à une multitude de xénobiotiques, des molécules exogènes à un organisme vivant et qui sont considérées toxiques pour ce dernier. Parmi tous ces xénobiotiques, le Bisphénol-A (BPA), un xénoestrogène, est l'un de ceux attirants le plus l'attention de la communauté scientifique. Des travaux effectués antérieurement par notre laboratoire ont mis en évidence des effets cytotoxiques sur les cellules placentaires (Benachour et Aris, 2009). À de très faibles concentrations, le BPA induit une augmentation significative de l'apoptose et de la nécrose des cytotrophoblastes. De plus, à ces mêmes concentrations, le BPA provoque une augmentation de l'expression et de la sécrétion de facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-alpha), une cytokine clef dans les phénomènes d'inflammation. À un niveau cellulaire, la nécrose, l'apoptose ainsi que l'augmentation de la sécrétion de TNF-alpha sont des observations décrites dans les cas de prééclampsie (PE), de diabète gestationnel (DG) et de retard de croissance intra-utérin (RCIU). Ces travaux laissent croire à une plus grande accumulation du BPA chez les femmes ayant développé l'une de ces complications, ainsi qu'un rôle du BPA dans le développement physiopathologique de ces complications. Pour vérifier cette hypothèse, quatre groupes ont été formés, un groupe témoin où aucune pathologie n'est connue, un groupe de femmes ayant développé la prééclampsie, un groupe de femmes ayant développé un diabète gestationnel et finalement un groupe de femmes ayant eu une grossesse compliquée par un retard de croissance intra-utérin. Chacun de ces groupes était formé de 23 candidates sélectionnées dans une cohorte préexistante, la cohorte PÉRICARD. Pour chaque candidate, le Bisphénol A a été quantifié dans le sérum maternel, dans l'homogénat placentaire ainsi que dans le sérum foetal. Les dosages ont été effectués par chromatographie gazeuse couplée à un spectromètre de masse, l'une des méthodes les plus sensibles existantes pour la quantification du Bisphénol A. Nos résultats ont permis de mettre en évidence une accumulation différentielle du BPA dans le placenta de femmes ayant une grossesse avec prééclampsie et ayant mené à un retard de croissance intra-utérin. Le placenta de ces femmes a accumulé une plus forte quantité BPA que les femmes du groupe témoins. Ces résultats entérinent donc l'hypothèse d'une implication du BPA dans la prééclampsie et dans le retard de croissance intra-utérin.

Cette thèse investigue l'apprentissage implicite d'une grammaire artificielle chez l'enfant avec et sans retard mental à travers le rôle des propriétés de surface du matériel (répétitions adjacentes ou non-adjacentes) et l'influence des instructions en phase test (tests de génération implicite ou explicite). Un des objectifs est de départager quatre des principaux modèles de l'apprentissage implicite en examinant la sensibilité aux propriétés de surface saillantes du matériel présenté à des enfants d'âges différents. La robustesse des capacités d'apprentissage implicite face au développement et au niveau intellectuel est également testée en rapport avec la perméabilité des instructions en phase test aux influences explicites. Enfin, ces travaux étudient l'appréhension des stimuli d'entraînement et l'adaptation comportementale progressive en fonction de l'âge des sujets et des caractéristiques perceptives et statistiques du matériel. Les résultats révèlent une sensibilité aux propriétés de surface spécifiques aux séquences d'entraînement plutôt qu'à la structure grammaticale à partir de laquelle elles ont été construites. Les Expériences 1 et 3 montrent que l'apprentissage est invariant face à l'âge et au niveau intellectuel lorsque les consignes limitent les contaminations explicites. En revanche, malgré une phase d'apprentissage identique aux Expériences 1 et 3, les Expériences 2 et 4 indiquent l'émergence d'effets d'âge et une altération des performances chez les enfants présentant un retard mental, lorsque les instructions délivrées en test sollicitent des processus intentionnels de récupération de l'information. L'Expérience 5 montre que différents types de saillances (perceptive, positionnelle et statistique) guident l'appréhension du matériel lors de la phase d'étude et ce, de manière concurrentielle, avant de conduire à la formation progressive d'unités plus complexes. Cette thèse apporte des éléments en faveur d'un apprentissage spécifique des stimuli, basé sur le traitement attentionnel de leurs propriétés de surface et la mise en œuvre de mécanismes associatifs de base. Elle confirme également les postulats de robustesse propres aux processus implicites et précise les précautions méthodologiques nécessaires à l'étude des capacités d'apprentissage implicite, telles que la neutralité des procédures aux influences explicites ou l'emploi d'un groupe contrôle.

Le rétinoblastome est une tumeur rare qui touche la rétine du jeune enfant. L'inactivation bi-allélique du gène RB1 est à l'origine du développement tumoral. RB1 est le premier gène suppresseur de tumeur qui ait été identifié et la prédisposition au rétinoblastome constitue un véritable paradigme de la prédisposition aux cancers. Dans les formes non prédisposées génétiquement, les deux mutations apparaissent dans une cellule rétinienne unique ; le rétinoblastome est alors unilatéral. Dans les formes à prédisposition génétique, la première mutation est constitutionnelle et la deuxième est somatique. La mutation constitutionnelle est une néo-mutation pré- ou post- zygotique dans les formes sporadiques, alors qu'elle est héritée dans les formes familiales. Dans les formes avec prédisposition génétique, le diagnostic est plus précoce que dans les formes sans prédisposition et la bilatérisation du rétinoblastome est généralement la règle. Néanmoins, de rares familles présentent une pénétrance réduite et une variabilité phénotypique se traduisant par la coexistence de patients atteints de rétinoblastome bilatéral ou unilatéral, d'apparentés porteurs sains et d'apparentés présentant des rétinomes. Les mécanismes responsables de la variabilité phénotypique intrafamiliale sont inconnus et l'existence de facteurs génétiques modulant le phénotype tumoral est probable.L'origine de la variabilité de l'expression phénotypique du rétinoblastome peut être la résultante (i) de l'existence de mutations en mosaïque, (ii) de mutations de RB1 et (iii) de facteurs modificateurs génétiques indépendants du locus de RB1. Trois axes distincts et originaux basés sur ces origines possibles de variabilité phénotypique ont été développés pour caractériser les relations génotype/phénotype dans le rétinoblastome. Premièrement, les conséquences d'une mosaïque somatique ont été illustrées grâce à l'étude d'une famille ayant bénéficié de cinq diagnostics prénatals. Dans ces familles, certains fœtus porteurs de l'allèle à risque identifié par une approche indirecte basée sur l'étude de microsatellites au locus de RB1, n'étaient pas porteurs de la mutation du parent atteint, lui-même atteint d'un rétinoblastome bilatéral. Ainsi, nous avons démontré la présence d'une mosaïque somatique et gonadique chez ce parent lourdement atteint. La conséquence de l'existence de patients présentant une mosaïque dans le cadre du conseil génétique a été discutée. La suite de nos travaux a pris en compte ces résultats afin de limiter les biais que pourrait induire la présence de mutations en mosaïque dans des études de corrélation génotype/phénotype dans le rétinoblastome. Deuxièmement, l'association de grandes délétions emportant RB1 avec des retards psychomoteurs chez des patients atteints de rétinoblastome a été étudiée. Une approche de CGH hautement résolutive, ciblée sur le locus de RB1, a été mise en place afin de caractériser le rôle des gènes contigus de RB1 dans ce syndrome. Ainsi, cette approche a permis de définir une zone à risque de retard psychomoteur que nous proposons comme seuil d'alerte pour le généticien. Cette zone définit un gène, PCDH8 d'expression cérébrale exclusive, comme un excellent candidat au retard psychomoteur. Enfin, troisièmement, une approche " gène candidat " reposant sur l'étude du SNP309 du promoteur de MDM2, a été mise en œuvre.

De façon générale, cette thèse porte sur l'estimation de l'état et des entrées inconnues pour une classe de systèmes non linéaires. De façon plus particulière, le problème est abordé sous l'angle de la conception d'un système de transmission sécurisée d'informations exploitant les propriétés des systèmes chaotiques et leur capacité de synchronisation. Les travaux présentés traitent trois points principaux, à savoir le choix de l'émetteur, le développement du récepteur, et la mise au point du processus de transmission de l'information ou du message. <br />L'émetteur retenu est un système non linéaire chaotique dont la dynamique comporte un retard, ce qui lui confère un comportement particulièrement complexe. La conception du récepteur repose sur la synthèse d'un observateur non linéaire, dont la stabilité et la convergence garantissent la synchronisation avec l'émetteur. L'insertion du message est réalisée par modulation de la phase d'un signal porteur chaotique. Le décryptage de l'information s'apparente à une restauration d'entrée inconnue au niveau du récepteur.<br />Une étude de la sécurité du processus de cryptage/décryptage a été menée, reposant sur des techniques standard de cryptanalyse. Des multimodèles chaotiques ont été proposés pour renforcer la sécurité du processus de synchronisation.

Le rôle du EG-VEGF a été exploré dans le placenta humain et murin. Des hypothèses ont été émises quand à sa contribution dans les pathologies de la grossesse dont la toxémie gravidique et le retard de croissance intra-utérin.

Les interfaces haptiques à retour d'effort sont des dispositifs robotiques capables deproduire des forces à destination de l'utilisateur en téléopération et en réalité virtuelle. L'utilisation d'interface à retour d'effort en Conception Assistée par Ordinateur (CAO) offre de nouvelles perspectives pour la création et la conception de formes 3D grâce à une interactivité à la fois visuelle et kinesthésique. Elles permettent à la fois de visualiser, de manipuler en temps réel des objets virtuels et d'en ressentir les efforts (liés aux contacts, à la déformation, etc.).Les travaux présentés dans cette thèse contribuent au développement d'interfaces àretour d'effort pour répondre au mieux aux besoins de la CAO. Dans ce mémoire, l'accent est placé sur la problématique de la stabilité et son exploitation pour la commande de l'interface mais aussi pour la conception électromécanique. L'ensemble des travaux porte sur une interface à un degré de liberté.Dans un premier temps, différents facteurs liés au système mécanique (amortissement, modes vibratoires) et à l'environnement virtuel (échantillonnage, retard. . .) agissant sur la stabilité d'une interface sont mis en évidence à l'aide de critères fréquentiels. Ensuite, la conception d'une interface (choix et dimensionnement des composants) est ramenée sous forme d'un problème d'optimisation incluant une contrainte liée à la stabilité (en termes de domaine d'utilisation) et un critère de maximisation de la transparence (en termesd'inertie du dispositif).Dans un second temps, l'architecture de commande des dispositifs haptiques est étudiée. À l'aide d'une nouvelle condition de stabilité asymptotique pour les systèmes en temps discret à retard variable et en utilisant un observateur d'état augmenté comme alternative à l'utilisation standard de la méthode des différences finies arrières, la synthèse d'une nouvelle architecture de commande est proposée.La dernière partie du mémoire aborde la description du banc d'essai expérimental développé pendant le travail de thèse ainsi que les résultats des tests réalisés.

L'objectif de cette thèse est d'étudier et de donner des outils pour la compréhension des problèmes de perturbations singulières pour des modèles épidémiques et des problèmes de dynamiques de populations. Les modèles considérés sont des équations structurées en âge qui peuvent dans certains cas se réécrire comme des équations à retard. L'étude de ces classes d'exemples s'est faite avec succès et a permis de comprendre et de mettre en évidence toute la complexité et l'étendue de ces problèmes. Comme on peut le remarquer dans la littérature, l'une des clés fondamentales à la compréhension de ces problèmes est l'étude des variétés normalement hyperboliques en dimension infinie que nous avons largement étudiées dans cette thèse. L'approche utilisée est la méthode de Lyapunov-Perron. Ce qui nous a amené à étudier les problèmes de persistance et d'existence de trichotomie (dichotomie) exponentielle qui sont des éléments fondamentaux dans l'utilisation de cette méthode.

Cette thèse est dédiée à l'analyse de stabilité des systèmes à pas d'échantillonnage variable et à la commande dynamique de l'échantillonnage. L'objectif est de concevoir des lois d'échantillonnage permettant de réduire la fréquence d'actualisation de la commande par retour d'état, tout en garantissant la stabilité du système.Tout d'abord, un aperçu des récents défis et axes de recherche sur les systèmes échantillonnés est présenté. Ensuite, une nouvelle approche de contrôle dynamique de l'échantillonnage, "échantillonnage dépendant de l'état", est proposée. Elle permet de concevoir hors-ligne un échantillonnage maximal dépendant de l'état défini sur des régions coniques de l'espace d'état, grâce à des LMIs.Plusieurs types de systèmes sont étudiés. Tout d'abord, le cas de système LTI idéal est considéré. La fonction d'échantillonnage est construite au moyen de polytopes convexes et de conditions de stabilité exponentielle de type Lyapunov-Razumikhin. Ensuite, la robustesse vis-à-vis des perturbations est incluse. Plusieurs applications sont proposées: analyse de stabilité robuste vis-à-vis des variations du pas d'échantillonnage, contrôles event-triggered et self-triggered, et échantillonnage dépendant de l'état. Enfin, le cas de système LTI perturbé à retard est traité. La construction de la fonction d'échantillonnage est basée sur des conditions de stabilité L2 et sur un nouveau type de fonctionnelles de Lyapunov-Krasovskii avec des matrices dépendant de l'état. Pour finir, le problème de stabilisation est traité, avec un nouveau contrôleur dont les gains commutent en fonction de l'état du système. Un co-design contrôleur/fonction d'échantillonnage est alors proposé

Cette thèse développe une nouvelle approche pour la conception d'un reservoir computer, l'un des défis de la science et de la technologie modernes. La thèse se compose de deux parties, toutes deux s'appuyant sur l'analogie entre les systèmes optoelectroniques à retard et les dynamiques spatio-temporelles non linéaires. Dans la première partie (Chapitres 1 et 2) cette analogie est utilisée dans une perspective fondamentale afin d'étudier les formes auto-organisées connues sous le nom d'états Chimère, mis en évidence une première fois comme une conséquence de ces travaux. Dans la deuxième partie (Chapitres 3 et 4) la même analogie est exploitée dans une perspective appliquée afin de concevoir et mettre en oeuvre un concept de traitement de l'information inspiré par le cerveau: un réservoir computer fonctionnant en temps réel est construit dans une puce FPGA, grâce à la mise en oeuvre d'une dynamique à retard et de ses couches d'entrée et de sortie, pour obtenir un système traitement d'information autonome intelligent. / The thesis develops a novel approach to design of a reservoir computer, one of the challenges of modern Science and Technology. It consists of two parts, both connected by the correspondence between optoelectronic delayed-feedback systems and spatio-temporal nonlinear dynamics. In the first part (Chapters 1 and 2), this correspondence is used in a fundamental perspective, studying self-organized patterns known as chimera states, discovered for the first time in purely temporal systems. Study of chimera states may shed light on mechanisms occurring in many structurally similar high-dimensional systems such as neural systems or power grids. In the second part (Chapters 3 and 4), the same spatio-temporal analogy is exploited from an applied perspective, designing and implementing a brain-inspired information processing device: a real-time digital reservoir computer is constructed in FPGA hardware. The implementation utilizes delay dynamics and realizes input as well as output layers for an autonomous cognitive computing system.

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