L'Indonésie, l’une de plus grands archipels, a été menacé avec la pollution provenant de la marée noire. Le gouvernement d’Indonésie en coopération avec le gouvernement Français a développé un système d'observation de l'océan par satellite afin de supporter de développement durable. Ce système est intégré dans les systèmes d'océanographie opérationnelle dans le cadre du projet de développement des infrastructures de l'océanographie spatiale (INDESO). Le contexte de cette thèse est dans le cadre du projet INDESO notamment dans applications d’INDESO pour suivre des déversements de pétrole dans les mers d’Indonésie. Dans ce contexte,cette thèse propose de nouvelles méthodologies et analyses. Cette thèse comportait deux contributions principales. La première contribution est sur la récupération des paramètres de dérive des déversements d'hydrocarbures à partir d'une analyse conjointe des observations SAR (Synthetic Aperture Radar) et des résultats d'un modèle de transport de déversement de pétrole. Dans cette première partie, nous estimons les paramètres de dérive de pétrole. On a exploité un modèle de transport de déversement de pétrole lagrangien,de sorte que la dérive simulée de déversement d'hydrocarbures modèles puisse correspondre à l'observation de satellite. Pour confirmer l'origine du déversement de pétrole détecté à une date donnée par une observation de SAR, nous avons effectué des simulations avec différentes dates de début de fuite, duré de fuite et différentes valeurs de pondération deux facteurs dominants i.e. vent et courant. Nous avons développé une nouvelle méthode pour l'assimilation de ces paramètres de fuite de pétrole à comparer avec d'une détection dérivée d'un déversement d'hydrocarbures. Nous avons appliqué la méthodologie proposée sur le plus grand accident en Indonésie, l'accident de Montara. La deuxième contribution est l'évaluation globale du risque de déversement d'hydrocarbures en Indonésie. Nous sommes concentrés sur la zone de gestion des pêches de l'Indonésie. Dans cette analyse, nous avons proposé une méthodologie qui considère le déversement de pétrole, qui a des sources différentes et leurs impacts à l'environnement, mais aussi sur les perspectives sociales et économiques. Pour l'évaluation de la vulnérabilité des zones marines protégées, nous avons également exploité le modèle de 2D lagrangien. L'accent mis sur les zones de gestion des pêches (FMA) afin de fournir une analyse synoptique sur l'ensemble du territoire maritime d’Indonésie. Chaque FMA présente les caractéristiques spécifiques des paramètres environnementaux etsocio-économiques. Nous avons évalué le risque de déversement d'hydrocarbures dans chaque zone de gestion sur la base de tous ces facteurs. Le résultat de cette étude peut être utilisé dans la planification d'une action pour réduire les impacts négatifs du déversement d'hydrocarbures. / Indonesia as the biggest archipelago has a major threat coming from oil spill. Due to the increasing concerns of environment protection for sustainable development, the government of Indonesia in cooperation with government of France developed an ocean observation system with one of its pilot applications is oil spills monitoring. This system is integrated in the operational oceanography systems within the project of Infrastructure Development of Space Oceanography (INDESO). The context of this thesis is in the frame of INDESO project particularly in the monitoring of oil spill in the Indonesian seas. Within the context above, this thesis propose new methodologies and analyses. This thesis involved two main contributions. The first contribution addressed the retrieval of oil spill drift parameters from a joint analysis of SAR observations of an oil spill and of outputs of a Lagrangian oil spill transport model. In this first part, we estimate oil spill drift parameters. The proposed framework exploited a Lagrangian oil spill transport model such that the simulated oil spill drift could match a SAR-based observation of an oil spill. In the considered 2D Lagrangian model there were two dominant factors, i.e. wind and surface current. To confirm the origin of the oil spill detected on a given date through a SAR observation, we performed simulations with various leakage starting dates, leakage durations, and different values of wind and current weighing coefficients. We developed a novel framework for the assimilation of these oil leakage parameters from a SAR-derived detection of an oil spill. We applied the proposed methodology on the most famous oil spill accident in Indonesia, the Montara case. The second contribution was the global assessment of oil spill risk inIndonesia. We focused on the 11 Indonesia Fisheries Management Area to support the sustainability development of marine and fisheries. In this analysis we proposed methodology that considered the oil spillfrom different source and their impacts not only to the environment, but also from social and economic perspectives. For the assessment of vulnerability of Marine Protected Areas to oil spill pollution, we also exploited the oil spill trajectory model. The focus was given to Fisheries Management Areas as a means to provide synoptic analysis over theentire Indonesian maritime territory. Using different information from many institutional reports, we collected and analyzed the potential source of oil spill in each FMA. Each FMA has specific characteristics in terms environmental and socioeconomic features. We assessed the oil spill risk in each FMA based on all these factors. The result of this study can be used in the mitigation planning to reduce the negative impacts of oil spill.

L'objectif des travaux présentés dans cette thèse est le développement d'un système d'imagerie ultrasonore fonctionnant dans l'air pour la mesure sans contact des mouvements vibratoires en surface du corps humain. L'étude des vibrations en surface de la peau ouvre plusieurs champs d'application. L'observation de la vitesse d'une onde de surface sur la peau à partir du film de propagation permet de caractériser l'élasticité de la couche superficielle ainsi que ses hétérogénéités. A partir de cette analyse, il est possible de détecter des objets cachés sur ou sous la peau, dans un objectif de sécurité. Une seconde application est l'observation des vibrations de surface engendrées par le battement cardiaque, la respiration et l'onde de pouls. La réalisation d'un premier dispositif monovoie a permis la mesure locale de vibrations de l'ordre de la dizaine de microns. A partir de ces premiers travaux, nous avons construit un imageur ultrasonore 2D dans l'air à haute cadence d'imagerie. Il est constitué d'un réseau carré de 256 microphones et de 12 émetteurs. La principale nouveauté de notre approche repose sur l'imagerie d'une surface spéculaire. En effet, la rugosité de la peau est négligeable comparée aux longueurs d'onde de travail, de l'ordre du centimètre pour limiter l'atténuation dans l'air. Pour répondre à cette contrainte, l'imagerie est réalisée à partir de la formation de voies émission/réception par synthèse d'ouverture en utilisant une émission séquentielle d'ondes sphériques. Après caractérisation du système, nous avons imagé la propagation d'une onde de surface sur un fantôme mimant le corps humain et l'interférence de cette onde avec un objet étranger. Une seconde version de l'imageur 2D, constituée de 36 émetteurs, a permis la mesure de la déformation du thorax lors du battement cardiaque ainsi que la propagation de l'onde de pouls au niveau de la carotide. / The aim of the work presented in this dissertation is to develop an airborne ultrasonic system for the contactless measurement of vibrations on the human body surface. The vibration study of the skin surface opens several application fields. The visualization of the surface wave velocity on the skin from the propagation movie allows to characterize the superficial layer elasticity as well as its heterogeneities. From this analysis, objects hidden on or under the skin can be detected for a security purpose. A second application is the observation of the surface vibrations generated by the heartbeat, respiration and pulse wave.The implementation of a first single-channel device allowed the local measurement of vibrations about ten microns order. From this initial work, we developed a 2D airborne ultrasonic imager with high frame rate. It is composed by a 256 microphones square array and by 12 piezoelectric transducers. The main innovation of our approach is the specular surface imaging. Indeed, the skin roughness is negligible compared to the working wavelength, of the centimeter order to limit the air attenuation. To resolve this issue, the imaging process is carried out with an emission/reception beamforming using synthetic aperture and achieved by a sequential emission of spherical waves.After the system characterization, we imaged the surface wave propagation on a phantom mimicking the human body and the interference between this wave and a foreign object. A second version of the 2D imager, composed by 36 emitters, was applied to measure the deformation of the thorax during the heartbeat as well as the pulse wave propagation in the carotid artery.

Cette thèse est consacrée à la conception et au développement d’une plateforme multi-agent, en réalité virtuelle, de pilotage de véhicules intelligents pour la simulation du comportement microscopique du trafic. D’abord, un système de simulation intelligent des véhicules en réalité virtuelle (VR-ISSV), basé sur les multi-agents, est proposé : c’est un système modulaire hiérarchique de modélisation et de simulation, comprenant une couche matérielle, réseau et système d’exploitation ; une couche de gestion de la visualisation ; une couche de multi-agents et une couche d’interface homme-machine. Ensuite, pour le modèle d’agent du véhicule intelligent, un paradigme de conception décentralisée est utilisé basé sur l’approche multi-contrôleurs, où le comportement du suivi des véhicules et le comportement du dépassement des véhicules sont réalisées par coordination entre multi-contrôleurs. L’agent d’environnement est construit en tenant compte de l’interaction entre les véhicules et l’environnement naturel synthétique. Un système d’information géographique (GIS) est par ailleurs utilisé afin de définir l’agent d’environnement. Enfin, pour assurer la sécurité dans les manœuvres microscopiques du trafic, plusieurs contrôleurs du véhicule intelligent, adaptés à l’environnement complexe, sont considérés. Les contrôleurs, basés sur la logique floue, sont proposés pour envoyer les commandes appropriées aux actionneurs du véhicule - volant de direction, accélérateur, frein... Les modèles de comportement microscopique du trafic basé sur l’agent de véhicule intelligent sont étudiés considérant différents scénarios et l’environnement / This PhD thesis is dedicated to the modeling and simulation of microscopic traffic behavior in virtual reality system, with the intent of providing a new approach to effectively ensure traffic safety. At first, Virtual Reality Intelligent Simulation System of Vehicles (VR-ISSV), based on multi-agent, is proposed to simulate the intelligent microscopic traffic, which is a hierarchical modular modeling and simulation system consisting of hardware, network and operating system layers, visualization management layer, multi-agent layer, human-machine interface layer. The multi-agent layer includes entity agents (intelligent vehicle agents and around vehicle agents), service agent and environment agent. Second, for the intelligent vehicle agent model, a decentralized design paradigm is used for developing the multi-controller based intelligent vehicle, whereby the car following behavior and the overtaking behavior could be realized by the coordination of the multi-controller. The environment agent is constructed based on the conception of Synthetic Natural Environment (SNE), taking into account the interaction between the vehicles and the natural environment. Geographic Information System (GIS) is used to establish environment agent. Finally, to ensure the safety in microscopic traffic maneuver, the intelligent vehicle controllers adapting to complex environment are considered. Fuzzy logic based controllers are designed for sending the appropriate outputs to the vehicle’s actuators – the steering wheel and the throttle/brake pedals. Microscopic traffic behavior models based on the intelligent vehicle agent involving environment are studied

Ce travail de doctorat s’inscrit dans le cadre de la recherche fondamentale inhérente à la réaction catalytique d’hydrogénation du CO, qui permet de produire du pétrole de synthèse à partir des autres ressources fossiles disponibles à l’état naturel (gaz naturel et charbon).<p>Les objectifs de ce travail s’articulent autour de deux méthodes originales, respectivement de préparation et de caractérisation des catalyseurs. La première permet la formation in situ de catalyseurs par voie oxalique, alors que la seconde est une méthode de cinétique transitoire chimique appliquée à la réaction CO + H2.<p><p>Dans un premier temps, la préparation de catalyseurs « modèles » de cobalt et de nickel a été réalisée en faisant intervenir un oxalate comme précurseur à la formation in situ du catalyseur. L’étude de cette méthode de préparation par « voie oxalique » nous a tout d’abord permis de discuter du mécanisme de formation de l’oxalate, que nous envisageons comme une polymérisation faisant intervenir des ligands oxalate tétradentates établissant des ponts entre les atomes métalliques.<p>La décomposition thermique de l’oxalate de cobalt a été étudiée dans un second temps. Nous nous somme penchés en particulier sur l’influence de l’atmosphère de la décomposition sur la nature du catalyseur obtenu in fine. Utiliser l’hydrogène comme gaz réducteur permet d’obtenir des catalyseurs purement métalliques développant une surface spécifique intéressante.<p><p>Ces catalyseurs ont été utilisés pour les études cinétiques transitoires chimiques de la réaction CO + H2. Les phénomènes transitoires observés ont permis de corréler les hypothèses formulées pour l’élaboration d’un mécanisme original initialement proposé par A. Frennet. En particulier, la dépendance des vitesses réactionnelles aux pressions partielles de CO et d’hydrogène permet d’envisager un mécanisme d’allongement de chaîne basé sur la réactivité d’un intermédiaire réactionnel avec les réactifs en phase gazeuse. Au vu des recouvrements de surface sous conditions réactionnelles ainsi que des phénomènes transitoires observés, cet intermédiaire est constitué de plusieurs atomes (carbone, oxygène et hydrogène), et est à l’origine de la formation des produits de la réaction (CH4 et alcanes à plus longues chaînes), dont la désorption en phase gazeuse suit un processus en deux étapes lors duquel l’influence de l’hydrogène est primordiale.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les promesses de la médecine de précision dépendent de nouvelles solutions technologiques pour le diagnostic. Dans l’aire post-génomique, les approches de biologie synthétique pour la médecine apportent de nouvelles façon de sonder, monitorer et interfacer la physiopathologie humaine. Émergeant en tant que champ scientifique mature dont la transition clinique s’accélère, la biologie synthétique peut être utilisée pour appliquer des principes d’ingénierie afin de concevoir et construire des systèmes biologiques comprenant des spécifications cliniques. Une application particulièrement intéressante est de développer des outils diagnostiques polyvalents, programmables et intelligents étroitement interconnectés avec la thérapie. Cette thèse présente de nouveaux concepts et approches d’ingénierie pour concevoir des dispositifs biosynthétiques capable d’interfacer les maladies humaines dans des échantillons cliniques en exploitant du traitement de signal au niveau biomoléculaire, à la lumière d’un besoin croissant en termes de capacités et de robustesse. Cette thèse s’intéresse en premier lieu à l’ingénierie de circuits synthétiques de gènes, reposant sur les portes logiques à integrases, pour intégrer des opérations modulaires et programmables de biodétéction de biomarqueur associées à des algorithmes de décisions au sein de population de bactéries. Elle s’intéresse ensuite à des méthodologies systématiques dites bottom-up, pour programmer des protocellules synthétiques microscopiques, capables d’exécuter des opérations de biodétéction médicale et de biocomputation. Nous décrivons le développement de méthodes simples de fabrications microfluidique associées à des solutions pour implémenter des opérations Booléenne complexes en utilisant de circuits biochimiques synthétiques. Cette contribution s’élargit aussi à la caractérisation de l’espace de conception de protocellules à l’aide d’approches de design assisté par ordinateur, ainsi que à l’analyse de preuves mathématiques et biologiques pour l’utilisation de protocellules comme des dispositifs universels de calcul. L’articulation des principes biologiques fondamentaux avec les implications médicales concernant les dispositifs biosynthétiques développés dans ce travail, a été jusqu’à la validation clinique, et initie de nouveaux modèles pour le développement de diagnostics de nouvelle génération. Ce travail prévoit que la biologie synthétique est en train de préparer le future de la médecine, en supportant et accélérant le développement de diagnostics avec de nouvelles capacités, apportant un progrès biotechnologique direct depuis le laboratoire de biologie clinique jusqu’au patient. / The promise for real precision medicine is contingent on novel technological solutions to diagnosis. In the post-genomic era, synthetic biology approaches to medicine provide new ways to probe, monitor and interface human pathophysiology. Emerging as a mature field increasingly transitioning to the clinics, synthetic biology can be used to apply engineering principles to design and build biological systems with clinical specifications. A particularly tantalizing application is to develop versatile, programmable and intelligent diagnostic devices closely interconnected with therapy. This thesis presents novel engineering concepts and approaches to design synthetic biological devices interfacing human diseases in clinical samples through biomolecular digital signal processing, in light of a need for dramatic improvements in capabilities and robustness. It addresses primarily the engineering of synthetic gene circuits through integrase based digital genetic amplifiers and logic gates, to integrate modular and programmable biosensing of biomarkers and diagnostic decision algorithms into bacteria. It then investigates systematic bottom-up methodologies to program microscale synthetic protocells performing medical biosensing and biocomputing operations. We demonstrate streamlined microfluidic fabrication methods and solutions to implement complex Boolean operation using integrated synthetic biochemical circuits. This contribution also extends to the characterization of protocell design space through novel computer assisted design frameworks, as well as the analysis of mathematical and biological evidence for universal protocellular biocomputing devices. The articulation of biological governing principles and medical implications for the synthetic devices developed in this work was further validated in the clinic, and initiates new models towards next-generation diagnostics. This work envisions that synthetic biology is preparing the future of medicine, supporting and speeding up the development of diagnostics with novel capabilities to bring direct improvement in biotechnologies from the clinical lab to the patient.

Au travers de nos sens, nous pouvons appréhender la complexité des stimuli du milieu environnant. Dans le règne animal, il existe deux systèmes de lecture de l’information: l’un analytique et l’autre synthétique. Quels facteurs favorisent chacun de ces modes de perception? Perdurent-ils au cours de la vie? Varient-ils d'une espèce à l'autre? Ces questions ont été adressées en partie conjointement chez l’Homme adulte et le lapin nouveau-né, dans le cadre général de la perception d’odeurs issues de mélanges d'odorants plus ou moins complexes (2-6 odorants), et notamment de mélanges accords.Premièrement, nos résultats soulignent, chez l’Homme, que la sensibilité individuelle (seuils de détection) module la perception d'un mélange accord binaire. Deuxièmement, l’expérience répétée des constituants de ce mélange favorise sa perception analytique, chez l’Homme comme le lapereau, alors que l’expérience du même mélange favorise sa perception synthétique seulement chez le lapereau. Troisièmement, chez les deux espèces, un même mélange complexe de six odorants semble engendrer la perception d'une configuration (propre à la notion d'accord), ce qui n'est pas le cas de tout mélange de complexité comparable. Les lapereaux présentent, par ailleurs, des capacités d’analyse de ce mélange plus prononcées. Enfin, une étude prospective, par IRMf, des corrélats neurophysiologiques liés à chacune de ces perceptions a été réalisée chez l’Homme. / Through our senses, we can grasp the complexity of the stimuli that arise from our surroundings. Within the animal kingdom, two systems of information processing exist: one elemental and the other configural. Which factors promote each of these types of perception? Do they persist across lifespan? Do they vary from one species to another? In part, these issues were addressed simultaneously in human adults and newborn rabbits, within the general framework of odour mixture perception (more or less complex: 2-6 odorants), including the perception of blending mixtures.Firstly, our results highlight that in humans individual sensitivity (detection thresholds) modulates the perception of a binary blending mixture. Secondly, repeated experience with the components of a mixture promotes the elemental perception of the mixture both in humans and rabbits, while experience of the mixture promotes its configural perception only in rabbits. Thirdly, in both species, a same complex mixture of six odorants seems to trigger the perception of a configuration (specific to the blending effect); this is however not the case of any mixture of similar complexity. Besides, newborn rabbits display more pronounced elemental skills for this mixture. Finally, a prospective fMRI study was conducted in humans to investigate the neurophysiological correlates of these two modes of perception.The present findings confirm that the olfactory system can work both configurally and elementally, sometimes in the same way for similar mixtures in individuals from different species, and at different stages of development. This dual activity of the olfactory system is modulated by factors inherent to individuals and to mixtures themselves.

Au regard de la croissance constante de la demande énergétique mondiale et de l'épuisement des ressources fossiles et des problèmes environnementaux, le recours à des sources d'énergie renouvelables est incontournable. La filière biomasse parait une voie prometteuse pour la production d’énergie propre et durable. La production du Gaz Naturel Synthétique (SNG) à partir de biomasse lignocellulosique est en plein essor. L’objectif de ce travail est la comparaison, par le biais d’indicateurs de développement durable, de systèmes de production de SNG à partir des résidus forestiers et des déchets des palmiers dattiers. L’Analyse de Cycle de Vie Emergétique a été choisie comme l’outil le plus judicieux pour cette étude. Elle permet de comparer les deux systèmes afin de déterminer lequel est le plus efficace et le plus durable, et de localiser leurs possibilités d’améliorations environnementales. Les résultats montrent que l'augmentation de la teneur en eau dans le gaz de synthèse peut éviter le dépôt de carbone au cours de la méthanation. Le rendement « Cold Gaz Efficiency » du procédé SNG est de 52%. Les résultats de l'évaluation environnementale montrent de fortes réductions des gaz à effet de serre pour chaque système. La transformité de SNG français est inférieure à celle du SNG tunisien. Par ailleurs, le système tunisien a la plus grande valeur du pourcentage de renouvelabilité et d'indice de durabilité. Le profil environnemental et la durabilité des deux systèmes étudiés peuvent être encore plus intéressants en installant l'unité de SNG à proximité d’oasis ou de forêts. Dans l'ensemble, le SNG devrait contribuer favorablement à l'avenir du mix d'énergie renouvelable / Actually biomass-based energy supply is a promising route for renewable energy system and sustainable development strategy. Methane rich gas from biomass can be obtained from gasification (Synthetic Natural Gas, SNG). SNG is very suitable, as it could be an important energy carrier. It could replace natural gas for electricity generation and heating systems and use the existing gas infrastructure. The main objective of this work is to investigate the syngas methanation, and to compare the environmental performance and sustainability for different SNG production systems. The French system (valorization of forest residue) and the Tunisian system (valorization of date palm waste) are analyzed and compared by using the Emergetic Life Cycle Assessment method. The inventory data are obtained mainly through process simulation by Aspen PlusTM software. The results show that increasing the steam ratio in syngas can avoid the carbon deposit during methanation process. The cold gas efficiency of the SNG process is 52%.The environmental analysis results show that high greenhouse gas savings can be obtained for each system. The transformity of the French SNG is lower than the one of the Tunisian SNG. On the other hand, the Tunisian system has the highest percentage of renewability and index of sustainability. The environmental performance and the sustainability of the two systems can be made even more attractive by installing the SNG production units near forests or oasis. Overall, the SNG is expected to contribute favorably to the future renewable energy system

L’interdisciplinarité est désormais inhérente à la recherche scientifique. L’essor des recherches dans le domaine médical a notamment favorisé cette interdisciplinarité. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les travaux présentés dans ce manuscrit. En effet, ce dernier vise à la production de nouveaux outils adaptés à des problématiques des sciences de la vie. Ce manuscrit traite de spectroscopie de la fluorescence et de chimie des acides nucléiques. Il est divisé en deux sections : Dans la partie I, nous présentons de nouveaux fluorophores push-pull très brillants, non toxiques et pouvant être utilisé en cultures cellulaires. Ces composés, basés sur des motifs benzothiazoles, peuvent être modulés structurellement afin d'obtenir les propriétés photophysiques souhaitées. D'ailleurs, pour ces composés, une relation structure-propriétés photophysiques a été établie. Ensuite, en utilisant ces fluorophores, nous avons conçu de nouvelles sondes fluorescentes pour suivre l’activité enzymatique de la β-galactosidase. Cette dernière étant un marqueur de la sénéscence cellulaire, nous avons utilisé nos sondes pour détecter la sénescence, in vitro, par des méthodes de microscopie de fluorescence et de cytométrie en flux. La partie II de ce manuscrit est consacrée à la chimie des acides nucléiques. Tout d'abord nous y décrivons la préparation et l'évaluation de nouveaux ligands d’ARN ciblant le domaine IIId de l'IRES du VHC. Ces ligands présentent d'une part, un motif permettant de faire un triplet de base avec la séquence IIId afin d'apporter de la spécificité, et d'autre part, des fonctions aminées afin de stabiliser le triplet par interactions électrostatiques avec les phosphodiesters de IIId. Enfin, la dernière partie concerne le développement d'une nouvelle stratégie permettant la fonctionnalisation post-synthèse d'acides nucléiques en position anomère. Pour ce faire, nous avons conçu des plateformes phosphoramidites qui, une fois incorporées dans des brins oligonucléotidiques, peuvent être impliquées dans diverses réaction de glycosidation. / Interdisciplinary is an obvious feature of scientific research. Notably, the continuously expanding researches in the medical field fostered this interdisciplinarity. Within this context, the work presented here deals with fluorescence spectroscopy and nucleic acid chemistry and aims at providing new tools suited for applications in life sciences. This manuscript presents two sections. In Part I, we developed novel series of highly bright and non-toxic push-pull fluorophores, compatible with cellular applications. In fact, we describe new benzothiazole-based fluorophores that can be structurally modulated to provide dyes with tunable photophysical properties. Their structure-photophysics relationship is also reported. Next, using these fluorophores, we produced new fluorescent probes to monitor the enzymatic activity of the β-galactosidase. Of note, since β-galactosidase is a marker of cellular senescence, we also used our probes for the detection of early stages of cellular senescence using fluorescence microscopy and flow cytometry analysis. Part II of this manuscript is devoted to the chemistry of nucleic acids. First, we describe the preparation and evaluation of novel RNA ligands targeting the IIId domain of the HCV IRES. These ligands can make a base triplet with the IIId sequence to provide specificity, and harbour amino functions to stabilize the triplet by electrostatic interaction with the phosphodiesters of IIId. Finally, the last part concerns the development of a new strategy allowing the post-synthetic functionalization of nucleic acids at the anomeric position. To do this, we designed new phosphoramidite platforms that, once incorporated into oligonucleotide strands, can be involved in various glycosidation reactions.

Cette thèse regroupe trois travaux d'économétrie liés par l'application du machine learning et de la statistique en grande dimension à l'évaluation de politiques publiques. La première partie propose une alternative paramétrique au contrôle synthétique (Abadie and Gardeazabal, 2003; Abadie et al., 2010) sous la forme d'un estimateur reposant sur une première étape de type Lasso, dont on montre qu'il est doublement robuste, asymptotiquement Normal et ``immunisé'' contre les erreurs de première étape. La seconde partie étudie une version pénalisée du contrôle synthétique en présence de données de nature micro-économique. La pénalisation permet d'obtenir une unité synthétique qui réalise un arbitrage entre reproduire fidèlement l'unité traitée durant la période pré-traitement et n'utiliser que des unités non-traitées suffisamment semblables à l'unité traitée. Nous étudions les propriétés de cet estimateur, proposons deux procédures de type ``validation croisée'' afin de choisir la pénalisation et discutons des procédures d'inférence par permutation. La dernière partie porte sur l'application du Generic Machine Learning (Chernozhukov et al., 2018) afin d'étudier l'hétérogénéité des effets d'une expérience aléatoire visant à comparer la fourniture publique et privée d'aide à la recherche d'emploi. D'un point de vue méthodologique, ce projet discute l'extension du Generic Machine Learning à des expériences avec compliance imparfaite. / This dissertation is comprised of three essays that apply machine learning and high-dimensional statistics to causal inference. The first essay proposes a parametric alternative to the synthetic control method (Abadie and Gardeazabal, 2003; Abadie et al., 2010) that relies on a Lasso-type first-step. We show that the resulting estimator is doubly robust, asymptotically Gaussian and ``immunized'' against first-step selection mistakes. The second essay studies a penalized version of the synthetic control method especially useful in the presence of micro-economic data. The penalization parameter trades off pairwise matching discrepancies with respect to the characteristics of each unit in the synthetic control against matching discrepancies with respect to the characteristics of the synthetic control unit as a whole. We study the properties of the resulting estimator, propose data-driven choices of the penalization parameter and discuss randomization-based inference procedures. The last essay applies the Generic Machine Learning framework (Chernozhukov et al., 2018) to study heterogeneity of the treatment in a randomized experiment designed to compare public and private provision of job counselling. From a methodological perspective, we discuss the extension of the Generic Machine Learning framework to experiments with imperfect compliance.

La tomodensitométrie à faisceau conique (CBCT) est répandue à travers les centres de cancérologie pour le positionnement du patient avant chaque traitement de radiothérapie. Ces images pourraient potentiellement être utilisées pour des tâches plus complexes. En radio-oncologie, les techniques de planification adaptative sont en développement et nécessitent l'utilisation des images de tomodensitométrie synthétiques (sCT). Alors, plusieurs groupes de recherche ont proposé différentes techniques pour générer des images sCT à partir des données CBCT. L'objectif principale de ce projet est d'évaluer une nouvelle méthode d'apprentissage profond pour générer des images sCT de pelvis à partir des images CBCT. Onze patients ont été rétrospectivement étudiés. Chaque patient a été imagé en séquence par deux techniques d'imagerie volumétrique dans la même position, soit un scan au CBCT et un autre au CT sur rails (CTr). Afin de pouvoir utiliser les images synthétiques dans un contexte clinique, la qualité de l'image et l'impact dosimétrique entre les sCT et les CTr doivent être évalués. Les nombres CT des images sCT sont comparés à ceux des images CTr. Finalement, pour évaluer l'impact dosimétrique, les plans de traitement optimaux sont recalculés sur les images sCT et CTr. Les différences de dose sont évaluées à l'aide d'une analyse gamma et des histogrammes dose-volume. L'évaluation quantitative montre qu'il y a des différences statistiquement significatives dans les os et les cavités d'air. Tandis que, les différences des tissus adipeux et mous ne sont pas statistiquement significatives. Les doses estimées dans les organes à risque et les PTV à partir des données des sCT sont surestimées comparativement à celles calculées à partir des données des CTr. Cependant, les erreurs de doses sont inférieures à 2% pour la plupart des cas étudiés. Ces erreurs de doses sont probablement causées par le manque de tissus dans la périphérie du patient et les erreurs des nombres CT. Bien que les différences de doses soient cliniquement acceptable, la méthode proposée devrait temporairement être limitée aux validations quotidiennes de plans de traitement pour des cas pelviens. / The cone-beam computed tomography (CBCT) is widely spread in cancer centers for positioning the patient before their radiotherapy treatment. These images could potentially be used for more complex tasks. In radio-oncology, adaptive planning technics are in development and require the use of synthetic CT (sCT) images. So, multiple research groups proposed different methods to generate sCT images from CBCT data. The main purpose of this project is to assess a new deep-learning method to generate sCT images from CBCT images. Eleven patients were retrospectively studied. Each patient was subsequently imaged by two volumetric imaging methods in the same position, one CBCT scan and the other from CT on rails (CTr). In order to clinically use the synthetic images, image quality and dosimetric impact between sCT and CTr must be evaluated. sCT images' CT values are compared to those in CTr images. Finally, to evaluate the dosimetric impact, optimal treatment plans are recalculated with sCT and CTr images. Dose differences are assessed by gamma analysis and dose-volume histograms. The quantitative evaluation shows that differences are statistically different in bones and air cavities. As for adipose and soft tissues, differences were not statistically different. The estimated doses in organs-at-risk and PTVs from sCT data are overestimated compared to those from CTr data. However, dose errors are inferior to 2% in the majority of studied cases. These dose errors are most likely due to missing tissues on the outskirt of the patient and the errors of CT numbers. Although dose differences are clinically acceptable, the proposed method should temporarily be limited to daily validations of pelvic treatment plans.