De nombreuses craintes sont aujourd'hui formulées quant à la nocivité des champs de radiofréquences émis par les téléphones portables sur la santé. Etant donné que la tête et la peau sont les organes les plus exposés, la circulation sanguine cérébrale, la microcirculation cutanée au niveau du visage et l'activité électrique du cerveau sont spécifiquement concernées. A cet effet, nous avons mené deux études chez des volontaires adultes sains pour évaluer la vitesse du débit sanguin cérébral dans les artères cérébrales moyennes par Doppler transcrânien et le micro-débit sanguin cutané du visage par laser Doppler fluxmétrique dans la première étude ; et pour détecter d'éventuelles modifications dans l'activité électrique du cerveau par électroencéphalographie dans la deuxième. L'exposition aux radiofréquences était réalisée par deux téléphones issus du commerce, un 'réel' qui émettait des radiofréquences et chauffait en même temps et l'autre 'sham' qui chauffait seulement sans émission. La première étude n'a pas montré d'effet des radiofréquences sur la vitesse du débit sanguin cérébral au niveau des artères cérébrales moyennes, pourtant une augmentation significative du micro-débit sanguin cutané pendant l'exposition 'réelle' par rapport à l'exposition 'sham' a été observée alors que l'augmentation de la température de la peau était identique dans les deux sessions d'exposition 'sham' et 'réelle'. L'activité électrique du cerveau a présenté une diminution dans la puissance spectrale de la bande de fréquence alpha (8-12 Hz) pendant et après l'exposition 'réelle' par rapport à l'exposition 'sham'.

Le suivi de l'état de santé et de la réactivité émotionnelle chez l'individu est au cœur de la médecine de demain ; il participe notamment au développement de nouveaux services de soins en santé tels que la médecine à domicile, la médecine mobile ou encore la médecine personnalisée. Cependant il nécessite d'une part la définition d'indicateurs adaptés à la mesure en environnement complexe, et d'autre part la conception d'exocapteurs et d'instrumentations intégrés dans l'environnement de l'individu. Les travaux de cette thèse présentent la démarche nécessaire au passage de mesures physiologiques en laboratoire à celles des conditions de la vie de tous les jours, en s'articulant autour de deux axes d'étude : Le premier axe concerne la conception et le développement d'une instrumentation ambulatoire pour la mesure de paramètres physiologiques en conditions écologiques. Le système portable EmoSense conçu pour la mesure de la fréquence cardiaque, de la résistance cutanée et de la température cutanée permet l'identification de nouveaux indicateurs de la réactivité émotionnelle à partir de mesures réalisées en situations réelles. L'expérimentation présentée sur l'objectivation du stress chez les personnes aveugles pendant leur déplacement en milieu urbain a permis la construction d'un nouvel indicateur pour l'analyse de l'activité électrodermale. Par ailleurs, cette démarche met en avant l'importance de la mise en place de plateformes ayant pour objectif de fournir un support pour l'expérimentation en conditions écologiques, telles que les Living Lab. La seconde partie des travaux est consacrée à la mesure de l'activité électrodermale (résistance électrique cutanée) pendant la conduite de véhicule. Cette mesure est basée sur la conception et le développement d'un volant instrumenté. Ce travail illustre les difficultés technologiques liées à la mesure de signaux bioélectriques par exocapteurs pour leur intégration dans l'environnement de l'individu. Nous proposons ainsi une topologie innovante de placement des électrodes dans le but d'optimiser les facteurs de disponibilité et de robustesse du signal liés à la mesure de signaux bioélectriques par exocapteurs.

Le suivi de l'état de santé et de la réactivité émotionnelle chez l'individu est au cœur de la médecine de demain ; il participe notamment au développement de nouveaux services de soins en santé tels que la médecine à domicile, la médecine mobile ou encore la médecine personnalisée. Cependant il nécessite d'une part la définition d'indicateurs adaptés à la mesure en environnement complexe, et d'autre part la conception d'exocapteurs et d'instrumentations intégrés dans l'environnement de l'individu. Les travaux de cette thèse présentent la démarche nécessaire au passage de mesures physiologiques en laboratoire à celles des conditions de la vie de tous les jours, en s'articulant autour de deux axes d'étude : Le premier axe concerne la conception et le développement d'une instrumentation ambulatoire pour la mesure de paramètres physiologiques en conditions écologiques. Le système portable EmoSense conçu pour la mesure de la fréquence cardiaque, de la résistance cutanée et de la température cutanée permet l'identification de nouveaux indicateurs de la réactivité émotionnelle à partir de mesures réalisées en situations réelles. L'expérimentation présentée sur l'objectivation du stress chez les personnes aveugles pendant leur déplacement en milieu urbain a permis la construction d'un nouvel indicateur pour l'analyse de l'activité électrodermale. Par ailleurs, cette démarche met en avant l'importance de la mise en place de plateformes ayant pour objectif de fournir un support pour l'expérimentation en conditions écologiques, telles que les Living Lab. La seconde partie des travaux est consacrée à la mesure de l'activité électrodermale (résistance électrique cutanée) pendant la conduite de véhicule. Cette mesure est basée sur la conception et le développement d'un volant instrumenté. Ce travail illustre les difficultés technologiques liées à la mesure de signaux bioélectriques par exocapteurs pour leur intégration dans l'environnement de l'individu. Nous proposons ainsi une topologie innovante de placement des électrodes dans le but d'optimiser les facteurs de disponibilité et de robustesse du signal liés à la mesure de signaux bioélectriques par exocapteurs. / Improvement in quality and efficiency of health and medicine, at home and in hospital, has become of paramount importance. The solution to this problem would require the continuous monitoring of several key patient parameters, including emotional reactivity analysis, in order to assist the development of mobile Health or personalized Health. But it often requires a new definition of commonly used indicators to adapt them for an in situ monitoring, and also the design of exo-sensors and instrumentations integrated in the environment. This PhD work contributes to the definition of the steps leading experiments from laboratory to real-life conditions: First a new ambulatory device was developed to enable the measurement of heart rate, electrodermal activity and skin temperature during in situ experiments, for the definition of new indicators of emotional reactivity. Experimenting in real-life settings has led to the definition of a novel, more pertinent parameter for the evaluation of stress in the blind when walking in urban space.These results were very encouraging for the use of such ambulatory devices for experiments under real-life conditions, such as Living Labs. The second part deals with the assessment of electrodermal activity while driving. This work is based on the design and the development of a steering wheel enabling the measurement of galvanic skin resistance. This has shown the challenges and issues of the assessment of bioelectric signals with exo-sensors for their integration in the human environment. Therefore we propose a new and innovative topology of electrodes on the steering wheel, for the optimization of the amount of available data and the quality of biolectric signals.

Cette thèse a été effectuée sous le couvert d’une convention CIFRE issue d’une collaboration entre la Société Cryantal (Lognes, France) et les laboratoires universitaires C3S (EA 4660) et MOVE (EA 6314) de Franche-Comté et de Poitiers. Elle a été articulée autour du développement d’une nouvelle technologie de chambre de Cryothérapie Corps Entier (CCE). Le travail mené au cours de ces quatre années a eu pour objectifs : 1) L’identification des besoins technologiques et méthodologiques à partir d’études conduites sur le terrain et de l’analyse de la littérature scientifique ; 2) Le développement d’un prototype de chambre CCE à partir des besoins identifiés ; 3) La validation technologique du prototype en vue de son industrialisation ; 4) D’apporter des perspectives d’évolutions futures pour le développement du prototype afin qu’il devienne une chambre CEE commercialisable. Afin de répondre à ces objectifs, la thèse a été divisée en deux parties distinctes.La première partie met en évidence les applications pratiques et les besoins technologiques afin d’identifier les limites et avantages des différentes méthodes et techniques utilisées en vue du développement d’un nouveau prototype de chambre CCE. Les études conduites sur le terrain dans les conditions réelles de compétition ont montré que la CCE n’était pas vécue comme une contrainte importante par les athlètes et qu’elle leur permettait d’améliorer la qualité de leur sommeil perçu. Nous avons également montré que des individus avec un indice de masse corporel moins élevé supportaient moins bien les expositions au froid extrême en cabine comparé à ceux possédant un indice de masse corporel plus important. La revue de littérature scientifique a mis en évidence le manque crucial de données valides concernant les températures d’exposition dans les chambres et cabines. Elle pointe également pour la première fois, l’ensemble des protocoles d’expositions utilisés à ce jour dans les domaines d’applications relatifs aux pathologies traumatiques et de récupération physique. Elle crée le lien indispensable entre les différents domaines d’utilisation de la CCE et les différentes technologies utilisées.La seconde partie expose l’ensemble du développement technologique du prototype de la nouvelle chambre CCE, sa validation et son optimisation pour pouvoir prétendre à sa commercialisation. Elle comporte une étude scientifique de validation technologique du prototype de chambre de CCE basé sur la variation de la température cutanée des individus exposés. Les résultats ont montré que les variations de température cutanée engendrées par l’exposition avec la nouvelle technologie étaient similaires aux variations rapportées avec les autres technologies existantes. Les mesures préliminaires réalisées sur le prototype ont permis d’apporter des perspectives d’évolutions futures en vue de la commercialisation de la chambre. / This thesis has been completed as part of a CIFRE agreement between the research and development department of the Cryantal Company (Lognes, France) and the C3S (EA4660) and MOVE (EA6314) laboratories from the Universities of Franche-Comté and Poitiers. The aim of the thesis was the development of a new technology of whole-body Cryotherapy (WBC) chamber. The various studies that we conducted centred on : – the identification of technological and methodological requirements from field studies and the analysis of scientific literature; – the development of a WBC chamber prototype according to the identified requirements; – the technological validation of the prototype to its industrialization; and – the evolution of the prototype toward a marketable version. The thesis was divided into two parts. The first part highlights the practical applications and the technological requirements to identify the limits and the advantages of the existing methodologies and technologies in order to develop a new WBC chamber device. Studies performed in the field during competitions showed that WBC is well tolerated by athletes and can be used during heavy competition periods and/or during training periods. We also demonstrated that female athletes with lower body-mass indexes seem to be much more sensitive to cold than female athletes with higher body-mass indexes. The literature review reported a lack of data concerning the actual temperature inside the WBC chamber and cabin. The lack of methodological information for the exposure protocol was also pointed out. It creates the link between the field of application of the WBC and the different technology used. The second part presents the technological development of the new WBC chamber prototype, its validation, and its optimisation in order to be commercialized. This part includes a validation study of the prototype based on the effects of a 3-minute exposure on the skin temperature decrease of exposed individuals. The results showed a similar decrease to those observed with other WBC existing technologies. This is certainly due to the homogeneity of the temperature of exposure and the new technology developed. Preliminary measurements of the prototype allowed for the prospect of the commercialization of this new WBC chamber.