Les enfants infectés par le VIH en Afrique subsaharienne sont exposés à un risque de malnutrition élevé au cours de leur vie. Or, les données sur la nutrition chez ces enfants sont encore limitées en Afrique de l’Ouest. L’objectif global de cette thèse est d’étudier la relation entre nutrition et infection par le VIH, chez les enfants infectés vivant en Afrique de l’Ouest. Plus spécifiquement, il s’agit d’estimer la prévalence de la malnutrition, de décrire l’évolution de la croissance après l’initiation du traitement antirétroviral, et d’évaluer des interventions nutritionnelles à intégrer au sein de la prise en charge pédiatrique du VIH. Les principaux résultats montrent une prévalence élevée de la malnutrition chez ces enfants, proche de 50 % avant la mise sous traitement antirétroviral. L’initiation du traitement a des effets positifs sur la croissance, d’autant plus important que l’initiation se fait de façon précoce. Un déficit pondéral est plus facilement corrigeable qu’un déficit statural, mais une part non négligeable d’enfants continue d’être malnutrie même après deux ans de traitement. En complément du traitement antirétroviral, des interventions de soutien nutritionnel sont donc nécessaires pour lutter contre la malnutrition chez ces enfants. Celles évaluées sont efficaces pour ceux malnutris aigues, mais pas pour ceux avec une malnutrition chronique. De plus, la croissance peut être un marqueur utile de la progression du VIH pédiatrique.L’intégration de la prise en charge nutritionnelle au sein de la prise en charge globale du VIH pédiatrique est possible en Afrique de l’Ouest, mais d’autres études et des actions de plaidoyer sont à développer pour l’adapter au mieux. / HIV-infected children in sub-Saharan Africa are exposed to high risk of malnutrition duringtheir life. However, data on the nutrition of HIV-infected children are still limited in West Africa.Thus, the main objective of this thesis is to better investigate the link between nutrition and HIVinfection among HIV-infected children in West Africa. More specifically, it is aimed to estimate theprevalence of malnutrition, to describe growth evolution after antiretroviral treatment initiation, andto assess proposed nutritional interventions to integrate to pediatric HIV care. The main results showa high prevalence of malnutrition among these children, around 50% before antiretroviral treatmentinitiation. This initiation had positive effects on growth evolution; all the more important whenantiretroviral treatment is early initiated. Weight deficiency is easier to recover than heightdeficiency, but a substantial part of children stay malnourished even after two years of treatment. Inaddition to antiretroviral treatment, nutritional support interventions are needed to fight againstmalnutrition among these children. Those assessed were efficient for acute malnourished children,but not for those with chronic malnutrition. Furthermore, growth could be a useful marker of HIVprogression. Integration of nutritional care into global pediatric HIV care is possible in West Africa,but further studies and advocacy work have to be developed to better adapt it.

La datte Deglet-Nour est traditionnellement récoltée et consommée au stade de maturité complet Tamar caractérisée par une faible activité en eau (aw< 0,76). Cette datte est stable dans des conditions ambiantes. En revanche, à un stade de maturité précoce (Routab), la Deglet-Nour est intéressante sur le plan organoleptique, mais susceptible de développement microbien en raison de son activité en eau intermédiaire (aw = 0,80−0,85). Ce travail s'est intéressé à d'une part, réduire la charge microbienne initiale des dattes par une opération de traitement thermique de surface post-récolte, puis d'autre part, à prolonger la durée de vie des dattes en inhibant le développement fongique par l'effet (seul ou combiné) de trois facteurs environnementaux que sont la température, l'aw et l'atmosphère enrichie en CO2 (emballage sous atmosphère modifiée). Les souches fongiques présentent à la surface des dattes ont été isolées et identifiées sur des dattes collectées dans trois régions du sud algérien ; il s'agit d'Aspergillus niger, d'Alternaria alternata et de Candida apicola. La charge fongique varie entre 2,4 et 5,8 10^2 UFC/g et est localisée uniquement à la surface des dattes. Un modèle d'inactivation thermique des souches a été développé. La thermosensibilité des souches a été évaluée avec un D_50 de 2,3 ± 0,4 min et 22,1 ± 2,1 min, pour C. apicola et Asp. niger respectivement. Les valeurs de sont 9,4 ± 2,6°C et 9,6 ± 0,1°C, pour C. apicola et Asp. niger, respectivement. Ce modèle cinétique a été validé en condition de traitement thermique instationnaire. Un modèle numérique de transfert d'énergie en 2D axisymétrique a été conçu et résolu par la méthode des éléments finis. Il prend notamment en compte, les diverses parties d'une datte (pulpe, lame d'air, noyau) et permet d'estimer la réduction de charge des levures et l'impact sur la qualité. Ces informations ont permis de rationaliser les barèmes de pasteurisation en surface des dattes tout en limitant le brunissement non-enzymatique. Les effets de la température (10−40°C), de l'aw (0,993−0,818) et de la concentration en CO2 (9,4−55,1%, v/v) sur les vitesses de croissance des deux souches ont été quantifiées et modélisées par un modèle primaire linéaire à deux phases et le modèle secondaire du γ-concept. Il inclue les interactions entre l'aw et le CO2. Les limites de croissance/non-croissance ont été prédites par une approche déterministe, et l'évaluation de la performance du modèle a été menée sur une pâte de datte. Asp. niger manifeste une plus grande vitesse de croissance et tolérance aux faible aw que Alt. alternata, tandis que Alt. alternata est plus tolérantes aux fortes concentrations en CO2 et aux basses températures (respectivement pour Asp. niger et Alt. alternata : µ_opt = 28,6 et 12,1 mm jour^–1 ; aw_min= 0,786 et 0,808 ; CO2_max= 79,8 et 95,1% ; T_min = 4,4°C et 1,6°C). Le modèle γ-concept surestime les vitesses de croissance sur la pâte de datte, en revanche le modèle reste optimiste avec des prédictions conservatrices. Cette étude a mis en évidence l'intérêt d'un traitement thermique pour pasteuriser la surface des dattes tout en limitant le brunissement non-enzymatique ; de plus l'effet inhibiteur CO2 sur la croissance des deux moisissures est très efficace et un conditionnement enrichi en CO2 semble pertinent pour la conservation de ces dattes immatures. / The Deglet-Nour date is traditionally harvested and consumed at full ripeness stage (Tamar) characterized by a reduced water activity (aw<0.76). This date is stable under ambient storage conditions. In contrast, unripe Deglet-Nour (Routab stage) has interesting organoleptic properties, but is prone to microbial contamination due to its intermediate water activity levels (aw = 0.80−0.85). On the one hand, this work focused on the reduction of the initial microbial load by post-harvest surface heat treatment operation and, on the other hand, extending the shelf life of the dates by the inhibition of fungal growth using three environmental factors: temperature, aw and CO2-enriched atmosphere (modified atmosphere packaging). The fungal strains initially present on the Deglet-Nour dates surface were isolated from three districts in Algeria (Biskra, Tolga and Doucen). These strains were identified at the molecular level as Aspergillus niger, Alternaria alternata and Candida apicola. The fungal load ranged from 2.4 to 5.8 10^2 CFU/g. A thermal inactivation model for these strains was developed. Decimal reduction times at 50°C (D_50) were 22,1 ± 2,1 min and 2.3 ± 0.4 min for A. niger and C. apicola, respectively. The z-values were 9.6 ± 0.1°C and 9.4 ± 2.6°C for A. niger and C. apicola, respectively. This kinetic model was validated in unsteady heat treatment conditions. In parallel, a 2D axial-symmetric model of heat transfer was designed and solved by the finite element method. It takes into account the various sub-domains of date (pulp, air layer and pit) and assesses the yeast inactivation rate and the impact on quality. These data allowed for streamlining pasteurization schedules on dates surface. The effect of temperature (10−40°C), aw (0.993−0.818) and CO2 concentrations (9.4-55.1%, V/V) on the growth rates of Asp. niger and Alt. alternata have been quantified and modeled using the two-phase linear model and the γ-concept. The boundary between growth/no-growth was predicted using a deterministic approach and the model performance evaluation was conducted on pasteurized date past. A significant effect of the environmental factors on the growth of both strains has been found. Asp. niger displayed a faster growth rate and higher tolerance to low aw than Alt. alternata, which in turn proved more resistant to CO2 concentration and low temperature (respectively for Asp. niger and Alt. alternata: µ_opt = 28.6 and 12.1 mm day^–1; aw_min= 0.786 and 0.808; CO2_max= 79.8 and 95.1% ; T_min = 4.4°C and 1.6°C). The γ-concept model overestimated growth rates on date past; however, it is optimistic and provides somewhat conservative predictions. This study highlights the benefit of heat treatment to pasteurize dates surface while minimizing the color date degradation. In addition, the inhibitory effect of CO2 on the growth of both molds is very efficient, and CO2-enriched atmosphere seems relevant for the preservation of unripe dates.

La stérilisation déstabilisant les protéines laitières acidifiées, des stabilisants sont généralement ajoutés. L’objectif de cette thèse était de comprendre les mécanismes physico-chimiques induits par l’acidification de formules laitières puis de rechercher des voies de stabilisation clean label pour les caséines acidifiées et traitées UHT. Des analyses décrivant la minéralisation, la charge de surface, l’hydratation et les modifications chimiques des caséines ont été mises en œuvre pour étudier leur stabilité.À l’échelle pilote, les caséines étaient plus stables à pH > 5,8 (entre pH 6,7 et 3,7), à basse température (8 versus 42°C), dans une formule riche en protéines (7 versus 3,2 %) et acidifiées par acide citrique (versus lactique). La meilleure stabilité dans ces conditions (parmi 140 combinaisons) s’expliquerait par des diminutions de répulsions électrostatiques, hydrophobes et de diffusion ainsi que par des augmentations de pouvoir tampon et de calcium chélaté par le citrate.Cependant, un traitement de 120°C / 15 s déstabilisait les micelles de caséines dès pH 6,2. L’ajout de matière grasse n’apportait pas d’amélioration. La lactosylation a ensuite été étudiée pour diminuer le pHi des caséines et donc les stabiliser à pH acide. Un prétraitement thermique (90°C / 60 min) à pH 7,5 avec du lactose leur a été appliqué dans différents environnements physico-chimiques. Les niveaux de lactosylation des caséines en milieu dilué étaient faibles mais augmentés avec une forte concentration en lactose (150 g/L) ou en milieu sec. Ce prétraitement appliqué en présence d’une concentration élevée en caséines (50 g/L) ou en minéraux -teneur en perméat triplée) améliorait davantage la stabilisation thermique des protéines acidifiées que la lactosylation seule. Cela s'exliquerait par un pouvoir tampon supérieur lié à cet environnement plus riche. / As sterilization destabilizes acidified dairy proteins, stabilizers are usually added. The objective of this thesis was to understand the physicochemical mechanisms induced by the acidification of dairy formulas and to look for clean label solutions to stabilize for acidified and heat treated caseins. To study their stability, the mineralization, surface charge, hydration and chemical modifications of caseins were characterized.At the pilot scale, caseins were more stable at pH > 5.8 (between pH 6.7 and 3.7), low temperature (8 versus 42°C), in formulas which were enriched in proteins (7 versus 3.2 %) and acidified with citric acid (versus lactic). This set of conditions (amid 140 combinations) would be the best to preserve the stability of proteins because it would correspond to a decrease of electrostatic and hydrophobic repulsions and of diffusion and to an increase of buffer strength and of citrate-chelated calcium content.However, a heat treatment at 120°C during 15 s destabilized casein micelles from pH 6.2 whatever the set of conditions. Adding fat did not bring any improvement.Next, lactosylation was studied to decrease the pHi of caseins so as to stabilize them at acidic pH. A heat pretreatment (90°C/60 min) at pH 7.5 in the presence of lactose was applied to casein micelles in several physicochemical environments. Lactosylation rates of casein in aqueous conditions were low but they were increased with high lactose content (150 g/L) or in dry conditions. This heat pretreatment, implemented with a high casein (50 g/L) or mineral (triple-concentrated permeate content) concentration improved even more the heat stability of acidified proteins than lactosylation only. This could be explained by higher buffer strength due to this richer environnement

Le trouble obsessionnel-compulsif (TOC) se caractérise par la présence de pensées, images ou impulsions qui provoquent une détresse (obsessions) qui est habituellement soulagée par des rituels mentaux ou comportementaux (compulsions). De nos jours, le traitement reconnu comme étant le plus efficace est la thérapie cognitive comportementale (TCC), et plus particulièrement la technique d’exposition et de prévention de la réponse (EX/PR). Dans la plupart des études ainsi que dans les contextes pratiques, les individus souffrant du TOC sont habituellement traités par l’exposition in vivo, c’est-à-dire qu’ils sont exposés à des stimuli contaminés réels. Toutefois, ce traitement comporte des limites. Les études récentes démontrent l’efficacité des environnements virtuels à induire une réaction d’anxiété chez les phobiques ainsi que son potentiel comme outil dans le cadre d’exposition dans le traitement de troubles anxieux (Robillard et al., 2003). Dans un premier temps, une recension des écrits portant sur la possibilité de l’utilisation de cette technologie dans le traitement du TOC est effectuée et la question de la contribution de la réalité virtuelle dans la TCC du TOC est explorée. Dans un deuxième temps, nous examinons l’efficacité d’un environnement virtuel à induire une détresse chez les personnes souffrant d’un TOC (n = 12) à sous-type de contamination en comparant les résultats aux mesures subjectives et objectives à ceux d’un groupe contrôle (n = 20). Les résultats aux ANOVAs à mesures répétées ont démontré une réaction d’anxiété significativement plus élevée chez le groupe souffrant du TOC comparé au groupe contrôle. Dans un troisième temps, nous examinons à l’aide d’un devis à niveaux de bases multiples en fonction des individus l’efficacité d’un traitement cognitif comportemental d’une durée de 12 sessions avec exposition in virtuo quant à la réduction des symptômes chez trois participantes souffrant d’un TOC à sous-type principal de contamination. Des analyses de séries chronologiques ont été menées sur les données et ont révélées une amélioration statistiquement significative chez les participantes. Ces études préparent le terrain pour des études contrôlées effectuées à partir d’un échantillon plus large en plus de montrer le potentiel de la réalité virtuelle dans le traitement de troubles anxieux chroniques et complexes.

La segmentation d'image est le processus de partitionnement d'une image numérique en régions, non chevauchées, homogènes vis-à-vis de certaines caractéristiques, telles que le niveau de gris, la texture, le mouvement, etc. Elle a des applications dans plusieurs domaines comme l'imagerie médicale, la détection d'objets, la biométrie, l'imagerie par satellite, la navigation de robot, la vidéosurveillance, etc. Le processus de segmentation représente une étape cruciale dans les systèmes de vision par ordinateur, car les caractéristiques et décisions sont extraites et prises à partir de son résultat. Les premiers algorithmes de segmentation d'image ont vu le jour dans les années 1970. Depuis, de nombreuses techniques et méthodes de segmentation ont été expérimentées pour essayer d'améliorer les résultats. Néanmoins, jusqu'à nos jours, aucun algorithme de segmentation d'image n'arrive à fournir des résultats parfaits sur une large variété d'images. Les "métaheuristiques" sont des procédures conçues pour résoudre des problèmes d'optimisation dits difficiles. Ce sont en général des problèmes aux données incomplètes, incertaines, bruitées ou confrontés à une capacité de calcul limitée. Les métaheuristiques ont connu un succès dans une large variété de domaines. Cela découle du fait qu'elles peuvent être appliquées à tout problème pouvant être exprimé sous la forme d'un problème d'optimisation de critère(s). Ces méthodes sont, pour la plupart, inspirées de la physique (recuit simulé), de la biologie (algorithmes évolutionnaires) ou de l'éthologie (essaims particulaires, colonies de fourmis).Ces dernières années, l'introduction des métaheuristiques dans le domaine du traitement d'images a permis d'étudier la segmentation sous un angle différent, avec des résultats plus ou moins réussis. Dans le but d'apporter notre contribution et d'améliorer davantage les performances des méthodes de segmentation, nous avons proposé des algorithmes basés régions, contours et hybrides, mettant en œuvre des métaheuristiques d'optimisation dans des approches mono et multiobjectif. Les méthodes proposées ont été évaluées sur des bases de données expérimentales composées d'images synthétiques, d'images IRM simulées et d'images IRM réelles ainsi que des images de tomographie par émission de positons (TEP). Les résultats obtenus sont significatifs et prouvent l'efficacité des idées proposées / Image segmentation is the process of partitioning a digital image into homogeneous non-overlapped regions with respect to some characteristics, such as gray value, motion, texture, etc. It is used in various applications like medical imaging, objects detection, biometric system, remote sensing, robot navigation, video surveillance, etc. The success of the machine vision system depends heavily on its performance, because characteristics and decisions are extracted and taken from its result. The first image segmentation algorithms were introduced in the 70's. Since then, various techniques and methods were experimented to improve the results. Nevertheless, up till now, no method produces a perfect result for a wide variety of images. Metaheuristics are a high level procedure designed to solve hard optimization problems. These problems are in general characterized by their incomplete, uncertain or noised data, or faced to low computing capacity. Metaheuristics have been extremely successful in a wide variety of fields and demonstrate significant results. This is due to the fact that they can applied to solve any problem which can be formulated as an optimization problem. These methods are, mainly, inspired from physics (simulated annealing), biology (evolutionary algorithms), or ethology (particle swarm optimization, ant colony optimization).In recent years, metaheuristics are starting to be exploited to solve segmentation problems with varying degrees of success and allow to consider the problem with different perspectives. Bearing this in mind, we propose in this work three segmentation and post-segmentation approaches based on mono or multiobjective optimization metaheuristics. The proposed methods were evaluated on databases containing synthetic images, simulated MRI images, real MRI images and PET images. The obtained results show the efficiency of the proposed ideas

Le but ultime de cette recherche était d'élaborer un cadre qui intègre les efforts expérimentaux et de calcul pour évaluer l'exposition des IP en métal et métal - oxyde libérés de stations d'épuration et d'autres implications sur Laus où les biosolides peuvent être appliquées. La fondation de l'effort de calcul est composée de modèles de bilan de masse de Monte Carlo qui représentent les processus uniques qui affectent NP sort et le transport à travers les différents compartiments techniques d'une station d'épuration et LAU. Analyse fonctionnelle et des expériences de bioréacteurs dans les milieux naturels ont été utilisés pour déterminer les paramètres permettant de décrire les processus critiques qui ont un impact sur ​​le sort des infirmières praticiennes dans les eaux usées. Les résultats de cette recherche indiquent que simplifiée, mais l'évaluation de l'exposition toujours d'actualité de l'environnement spécifique nano est possible grâce à l'expérimentation de paramétrer des modèles adaptés. Boîte noire efforts de modélisation, qui ont été indiquées dans les études précédentes, ne montrent pas de désavantage par rapport à la discrétisation des compartiments techniques aussi longtemps que tous les mécanismes de transport et de devenir les principaux sont pris en compte. Le coefficient de distribution (γ), peut être utilisée pour prédire la distribution des NPs. Pour les NPs de métal et d'oxyde métallique étudiés, association globale préférentiel d'environ 90% ou plus avec la phase solide des eaux usées a été observé et prédit. En outre, les réactions d'oxydo-réduction auront une incidence sur l'exposition et doivent être pris en compte. / The ultimate goal of this research was to develop a framework that incorporates experimental and computational efforts to assess and better understand the exposure of metal and metal-oxide NPs released to WWTPs and further implications on LAUs where biosolids can be applied. The foundation of the computational effort is comprised of Monte Carlo mass balance models that account for the unique processes affecting NP fate and transport through the different technical compartments of a WWTP and LAU. Functional assay and bioreactor experiments in environmental media were used to determine parameters capable of describing the critical processes that impact the fate of NPs in wastewater. The results of this research indicate that a simplified, but still environmentally relevant nano-specific exposure assessment is possible through experimentation to parameterize adapted models. Black box modeling efforts, which have been shown in previous studies, show no disadvantage relative to discretization of technical compartments as long as all key transport and fate mechanisms are considered. The distribution coefficient (γ), an experimentally determined, time-dependent parameter, can be used to predict the distribution of NPs between the liquid and solid phase in WWTPs. For the metal and metal-oxide NPs studied, preferential overall association of approximately 90% or greater with the solid phase of wastewater was observed and predicted. Furthermore, NP transformations including dissolution, redox reactions, and adsorption will impact exposure and must be accounted for.

De par la richesse et la nature des informations qu’il véhicule, le visage joue un rôle essentiel dans les interactions sociales. Les difficultés que manifestent dès le plus jeune âge les personnes présentant un Trouble du Spectre de l’Autisme (TSA) sur le plan de l’interaction sociale ont conduit à s’intéresser aux modalités de traitement du visage dans cette population. Les travaux de cette thèse ont pour but d’explorer le traitement du visage chez les jeunes enfants avec un TSA, âgés de 24 à 60 mois, au moyen de la technique de suivi du regard. Dans la première étude, nous montrons que les jeunes enfants avec un TSA, comme les enfants typiques, sont sensibles à la visagéité d’un objet, ce qui suggère un traitement de la configuration de premier ordre. Ce résultat suggère que la nature des représentations faciales dans les TSA n’est pas qualitativement différente de celle des personnes typiques. Dans la seconde étude, nous testons la présence d’un biais du regard vers l’hémichamp visuel gauche en réponse à un visage présenté en vision centrale. Les résultats de cette étude indiquent que les jeunes enfants avec un TSA ne présentent pas ce biais du regard, ce qui pourrait refléter une altération de la dominance hémisphérique droite pour le traitement du visage dans les TSA. Enfin, dans la troisième étude, l’analyse du parcours visuel des jeunes enfants avec un TSA sur les visages révèle une exploration atypique concentrée au niveau de la région des yeux. Dans l’ensemble, ces études suggèrent que même si les enfants avec un TSA traitent les visages à partir de leur configuration, la manière d’y parvenir pourrait être différente. Des études futures devront spécifier les mécanismes du traitement configural du visage dans les TSA. / Faces are important for social interactions as they convey important information about social environment. Impairment in social interactions is one of the core symptoms of Autism Spectrum Disorders (ASD) and has been related to atypical face processing. Here, we investigated face processing in preschool children with ASD using eye-tracking methodology. In the first study, we showed that young children with ASD, just like typically developing children are sensitive to face-like objects suggesting that processing first order configuration is intact in ASD. According to these results, the nature of facial representation might be qualitatively similar between groups. In the second study, we tested the presence of a left gaze bias in response to faces presented at central vision. A lack of left gaze bias was found in young children with ASD, reflecting atypical right hemispheric lateralization for face processing. Finally, the third study analyzed the visual scanning of static faces and showed an abnormal exploration pattern limited to the eyes. Overall, these studies argue for the presence of configural face processing in preschoolers with ASD despite differences in strategy from typically developing children. Futures studies will have to specify the mechanisms underlying atypical configural face processing in ASD.

Dans de nombreux problèmes, des modèles complexes non-Gaussiens et/ou non-linéaires sont nécessaires pour décrire précisément le système physique étudié. Dans ce contexte, les algorithmes de Monte-Carlo sont des outils flexibles et puissants permettant de résoudre de tels problèmes d’inférence. Toutefois, en présence de loi a posteriori multimodale et/ou de grande dimension, les méthodes classiques de Monte-Carlo peuvent conduire à des résultats non satisfaisants. Dans cette thèse, nous étudions une approche plus robuste et efficace: échantillonneur séquentiel de Monte-Carlo. Bien que cette approche présente de nombreux avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de Monte-Carlo, le potentiel de cette technique est cependant très largement sous-exploité en traitement du signal. L’objectif de cette thèse est donc de proposer de nouvelles stratégies permettant d’améliorer l’efficacité de cet algorithme et ensuite de faciliter sa mise en œuvre pratique. Pour ce faire, nous proposons une approche adaptive qui sélectionne la séquence de distributions minimisant la variance asymptotique de l'estimateur de la constante de normalisation de la loi a posteriori. Deuxièmement, nous proposons un mécanisme de correction qui permet d’améliorer l’efficacité globale de la méthode en utilisant toutes les particules générées à travers toutes les itérations de l’algorithme (au lieu d’uniquement celles de la dernière itération). Enfin pour illustrer l’utilité de cette approche ainsi que des stratégies proposées, nous utilisons cet algorithme dans deux problèmes complexes: la localisation de sources multiples dans les réseaux de capteurs et la régression Bayésienne pénalisée. / In many problems, complex non-Gaussian and/or nonlinear models are required to accurately describe a physical system of interest. In such cases, Monte Carlo algorithms are remarkably flexible and extremely powerful to solve such inference problems. However, in the presence of high-dimensional and/or multimodal posterior distribution, standard Monte-Carlo techniques could lead to poor performance. In this thesis, the study is focused on Sequential Monte-Carlo Sampler, a more robust and efficient Monte Carlo algorithm. Although this approach presents many advantages over traditional Monte-Carlo methods, the potential of this emergent technique is however largely underexploited in signal processing. In this thesis, we therefore focus our study on this technique by aiming at proposing some novel strategies that will improve the efficiency and facilitate practical implementation of the SMC sampler. Firstly, we propose an automatic and adaptive strategy that selects the sequence of distributions within the SMC sampler that approximately minimizes the asymptotic variance of the estimator of the posterior normalization constant. Secondly, we present an original contribution in order to improve the global efficiency of the SMC sampler by introducing some correction mechanisms that allow the use of the particles generated through all the iterations of the algorithm (instead of only particles from the last iteration). Finally, to illustrate the usefulness of such approaches, we apply the SMC sampler integrating our proposed improvement strategies to two challenging practical problems: Multiple source localization in wireless sensor networks and Bayesian penalized regression.

Que va-t-il arriver ensuite ? Les stimuli naturels ont tendance à se suivre d'une façon prédictible. De nombreux domaines de la psychologie et des neurosciences ont montré que le cerveau et le comportement des humains sont sensibles à la structure temporelle des stimuli sensoriels et sont capables de l'exploiter de multiples façons : pour prendre des décisions appropriées, encoder l'information de façon efficace, réagir plus vite aux événements prédictibles ou encore orienter l'attention vers les stimuli inattendus. Si de nombreuses aires cérébrales sont sensibles aux régularités temporelles (RT), toutes ne semblent pas traiter les mêmes types de structure temporelle. L'accès conscient aux stimuli semble jouer un rôle important dans la capacité à apprendre certains types de RT. Cette thèse explore l'organisation hiérarchique du traitement des RT et les propriétés computationnelles propres à leur traitement conscient et non conscient en combinant un travail de modélisation et des expériences de neuroimagerie en magnétoencéphalographie et électroencéphalographie (MEEG). Un premier modèle neuronal basé sur les principes du codage prédictif reproduit les principales propriétés du traitement préattentif des sons purs dans le cortex auditif indexé par le potentiel évoqué appelé négativité d'incongruence (MMN). Une seconde étude en MEEG met en évidence l'existence d'une hiérarchie de processus prédictifs dans le cortex auditif. Enfin, un second modèle explore les contraintes et les nouvelles propriétés computationnelles qui sont associées à l'accès conscient des stimuli à un système de mémoire de travail capable de maintenir indéfiniment un nombre limité d'objets. / What is going to happen next? Natural stimuli tend to follow each other in a reproducible way. Multiple fields of neuroscience and psychology bring evidence that human’s brain and behavior are sensitive to the temporal structure of stimuli and are able to exploit them in multiple ways: to make appropriate decisions, encode efficiently information, react faster to predictable stimuli or orient attention towards surprising ones… Multiple brain areas show sensitivity to the temporal structure of events. However, all areas do not seem to be sensitive to the same kind of temporal regularities. Conscious access to the stimuli seems to play a key role in some of these dissociations and better understanding this role could improve the current diagnostic tools for non-communicative patients. This thesis explores the hierarchical organization of the processing of temporal regularities and the computational properties of conscious and unconscious levels of processing by combining a modeling approach with neuroimaging experiments using magnetoencephalography and electroencephalography (MEEG). First, a plausible neuronal model based on predictive coding principles reproduces the main properties of the preattentive processing of pure tones in the auditory cortex indexed by the evoked potential mismatch negativity (MMN). Second, a MEEG experiment provides evidence for a hierarchical organization of multiple predictive processes in the auditory cortex. Finally, a second model explores the new computational properties and constraints associated to the access of stimuli to a conscious space with a working memory able to maintain information for an arbitrary time but with limited capacity.

L'infection par le VIH représente toujours un problème de santé publique majeur, en particulier en Afrique sub-saharienne. Le passage à l'échelle des traitements antirétroviraux est un enjeu majeur, et implique une véritable cascade de soins, c'est à dire un continuum entre l'infection, son dépistage, sa prise en charge, son suivi clinique et biologique au long cours et l'obtention d'une charge virale indétectable – marqueur du contrôle de l'infection –. Seule la décentralisation des programmes de prise en charge permet d'élargir l'accès à ce continuum de soins. Dans cette thèse, nous explorerons certains des écueils rencontrés dans le cadre de la décentralisation de l'accès aux antirétroviraux, en nous appuyant sur des études menées de 2006 à 2013 dans la région du Centre du Cameroun. Dans un premier article, l'impact de la délégation des tâches des médecins vers les infirmiers est évalué au travers de la cohorte de patients suivis dans les 9 hôpitaux de District ruraux de l'essai clinique Stratall. Notre analyse montre que cette solution pour pallier le déficit de médecins préserve les résultats cliniques et biologiques des patients sur les deux premières années de traitement. Dans un deuxième article, la pertinence de différents critères définissant l'échec thérapeutique est évaluée pour prédire l'apparition de résistance du VIH aux antirétroviraux. Nonobstant les difficultés de déploiement des outils du suivi biologique, nos résultats soulignent l'importance de l'évaluation de la charge virale pour prédire l'apparition de cette résistance, et en particulier d'une deuxième mesure rapide après la première notion de détectabilité pour effectuer un changement pour une seconde ligne de traitement dans les meilleurs délais. Le troisième volet de la thèse s'intéresse aux difficultés liées aux individus, en particulier liées au sexe. Nos résultats montrent que les hommes sont plus vulnérables à l'échec thérapeutique que les femmes malgré une observance similaire. Enfin le quatrième volet fait le bilan d'une prise en charge de routine, à l'hôpital de District de Mfou au Cameroun. Nos résultats s'ajoutent à ceux déjà publiés pour permettre de formuler des recommandations de santé publique sur la délégation des tâches et la définition de l'échec. Ils soulèvent également des perspectives de recherche en mettant à mal le paradigme de l'observance pour expliquer une différence d'efficacité thérapeutique entre hommes et femmes en zone décentralisée. / HIV infection remains a major public health concern, especially in sub-Saharan Africa. Scaling up antiretroviral treatment is a major challenge, and requires a genuine cascade of care, i.e. a continuum between infection, diagnosis, care, clinical and laboratory follow-up and achievement of an undetectable viral load – the proxy for infection control -. Decentralization of programs is a prerequisite to widen access to this continuum of care. In this thesis, we will explore some of the pitfalls encountered in the context of decentralization of antiretroviral treatment, through the analysis of data retrieved from 2006 to 2013 in studies performed in the Center Region of Cameroon. In a first article, the impact of task shifting from doctors to nurses is assessed using data from the cohort of patients followed in the nine rural district hospitals of the Stratall trial. Our analysis shows that this solution to address the shortage of physicians preserves the clinical and biological outcomes of patients in the first two years of antiretroviral treatment. In a second article, the accuracy of several criteria for identifying treatment failure is assessed for predicting the onset of HIV drug resistance. Notwithstanding the difficulties of deploying biological monitoring tools, our results highlight the importance of evaluating viral load to predict the emergence of resistance, and particularly rapid re-testing after the first notion of detectability to switch patients to second line in a timely manner. The third part of the thesis handles individual issues, and more specifically the gender issue. Our results show that men and women followed in decentralized areas reach similar levels of adherence, but that men's vulnerability under treatment - especially through higher failure rate- is independent of adherence. Finally, the fourth part focuses on routine care provided in the District Hospital of Mfou, Cameroon. Our results add to the growing body of evidence to enable the formulation of public health recommendations on task shifting and definition of treatment failure. They also raise research perspectives as they impair the paradigm of adherence to explain a difference in treatment efficiency between men and women.