INTRODUCTION : Le test de la membrane chorio-allantoïque (CAM) joue un rôle clé dans la recherche contre le cancer, permettant d'évaluer l'efficacité de nouveaux médicaments sur des cellules cancéreuses humaines greffées sur la CAM afin d'en observer les impacts sur la croissance tumorale. Malgré son importance, ce test présente cependant des limites, comme une prolifération cellulaire rapide et une compatibilité restreinte avec certaines lignées cellulaires. Notre recherche a exploré l'utilisation d'hydrogels pour le moulage ou l'impression 3D d'implants cellulaires, en combinaison avec l'essai CAM, visant à délivrer des facteurs de croissance endothéliale vasculaire (VEGF) et à favoriser la croissance de masses de cellules cancéreuses importantes. MÉTHODOLOGIE : Un hydrogel enrichi d'alginate de sodium, d'acide hyaluronique, pré-réticulé avec des ions Ca$^{2+}$, Matrigel®, VEGF, et du collagène de type I a été développé. Ses propriétés rhéologiques, physico-chimiques, et de biocompatibilité ont été évaluées, puis il a été mélangé avec des cellules cancéreuses HT1080 ou HT29, appliqué sur le CAM, et incubé à 37 ºC pour 7 jours. Les tumeurs vascularisées formées ont été analysées, quantifiant la vascularisation par VEGF via la microscopie optique et l'examen histologique. RÉSULTATS ET DISCUSSION : les résultats ont montré une viabilité cellulaire supérieure à 95% après deux jours d'incubation. Les hydrogels contenant VEGF ont induit une angiogenèse significative. Cependant, le poids des masses tumorales vascularisées a de manière inattendues diminué, suggérant une intégration limitée des hydrogels dans la CAM. Cette observation pourrait expliquer la taille réduite des tumeurs, malgré une réponse angiogénique confirmée par des colorations H&E. CONCLUSION : l'hydrogel développé a maintenu une haute viabilité cellulaire et a stimulé l'angiogenèse sur la CAM. Néanmoins, le développement de grandes masses tumorales a été entravé par une intégration hydrogel-tissu limitée, soulignant le besoin d'améliorations pour optimiser l'utilisation de l'hydrogel dans les essais CAM. / INTRODUCTION: The chorioallantoic membrane (CAM) assay is important in cancer research for assessing new drug efficacy by grafting human cancer cells onto the CAM to evaluate tumor growth impact. Despite its utility, limitations include rapid cell proliferation and restricted cell line compatibility. This research project aimed at identifying if hydrogels for molding or 3D printing of cell-containing implants could be coupled to the CAM assay to a) deliver vascular endothelial growth factors (VEGF) and b) to promote the growth of larger cancer cell masses at the CAM. METHODOLOGY: A sodium alginate and hyaluronic acid-based hydrogel, pre-crosslinked with Ca$^{2+}$ ions, was combined with varying proportions of Matrigel®, VEGF, and collagen type I. Rheological, physicochemical, and biocompatibility tests characterized the hydrogel. It was then mixed with HT1080 or HT29 cancer cells, grafted onto the CAM, and incubated at 37 ºC for 7 days. Vascularized cancer cell masses were harvested, and VEGF-induced vascularization was quantified via optical microscopy. Histological examination assessed the cancer cell masses. RESULTS AND DISCUSSION: Cell viability remained above 95% after two days of incubation with the hydrogel. Hydrogels mixed with VEGF and cancer cells induced angiogenesis on the CAM. Unexpectedly, the average weight of vascularized cancer cell masses decreased. Further hematoxylin and eosin (H&E) staining confirmed angiogenic response to the hydrogel implantation, but the limited integration of hydrogels into the CAM, which could help explain the reduced weight of the cell masses harvested after 7 days of growth on the CAM, by comparison to results from the conventional experiments (cells only). CONCLUSION: The hydrogel formulation developed in this study preserved cell viability in vitro and stimulated angiogenesis on the CAM. However, the development of large cancer cell masses remained challenging due to the limited hydrogel-CAM tissue integration after several days of growth on the CAM.

Cette thèse porte sur le développement d'outils permettant le recalage d'images d'une surface déformable et la reconstruction tridimensionnelle de surfaces déformables à partir d'images prises par une seule caméra. Les surfaces que nous souhaitons traiter sont typiquement un visage ou une feuille de papier. Ces problématiques sont mal posées lorsque seule l'information présente dans les images est exploitée. Des informations a priori sur les déformations physiquement admissibles de la surface observée doivent être définies. Elles diffèrent en fonction du problème étudié. Par exemple, pour une feuille de papier, la courbure Gaussienne évaluée en chacun de ces points est nulle, cette propriété n'est pas valide pour un visage. Les applications visées sont l'insertion réaliste de logo 2D, de texte et aussi d'objets virtuels 3D dans des vidéos présentant une surface déformable. La première partie de cette thèse est consacrée au recalage d'images par modèles déformables. Après avoir brièvement introduit les notions de base sur les fonctions de déformation et sur leur estimation à partir de données images, nous donnons deux contributions. La première est un algorithme de recalage d'images d'une surface déformable, qui est efficace en terme de temps de calcul. Nous proposons une paramétrisation par primitives des fonctions de déformation permettant alors leur estimation par des algorithmes compositionnels habituellement réservés aux transformations formant un groupe. La deuxième contribution est la modélisation explicite des auto-occultations, en imposant la contraction de la fonction de déformation le long de la frontière d'auto-occultation. La deuxième partie de cette thèse aborde le problème de la reconstruction tridimensionnelle monoculaire de surfaces déformables. Nous nous basons sur le modèle de faible rang : les déformations sont approximées par une combinaison linéaire de modes de déformation inconnus. Nous supposons que ces derniers sont ordonnés par importance en terme d'amplitude de déformation capturée dans les images. Il en résulte une estimation hiérarchique des modes, facilitant l'emploi d'un modèle de caméra perspectif, la sélection automatique du nombre de modes et réduisant certaines ambiguïtés inhérentes au modèle. Nous explorons finalement la capture des déformations d'une surface peu texturée à partir de données issues d'un capteur 3D. L'information présente au niveau des contours de la surface est notamment utilisée. Nous avons implanté les différentes contributions décrites ci-dessous. Elles sont testées et comparées à l'état de l'art sur des données réelles et synthétiques. Les résultats sont présentés tout au long du tapuscrit.

L'objectif principal de cette thèse est de développer des outils pour la reconstruction de l'environnement urbain à partir d'images. Les entrées typiques de notre travail est un ensemble d'images de façades, des empreintes au sol de bâtiments, et des modèles 3D reconstruits à partir d'images aériennes. Les principales étapes comprennent le calibrage des images,le recalage avec le modèle 3D, la récupération des informations de profondeur ainsi que la sémantique des façades.Pour atteindre cet objectif, nous utilisons des techniques du domaine de vision par ordinateur, reconnaissance de formes et de l'informatique graphique. Les contributions de notre approche sont présentés en deux parties.Dans la première partie, nous nous sommes concentrés sur des techniques de reconstruction multi-vues dans le but de récupérer automatiquement les informations de profondeur de façades à partir un ensemble des photographies non calibrées. Tout d'abord, nous utilisons la technique structure et mouvement pour calibrer automatiquement l'ensemble des photographies. Ensuite, nous proposons des techniques pour le recalage de la reconstruction avec un modèle 3D. Enfin, nous proposons des techniques de reconstruction 3d dense (stéréo multi-vues et voxel coloring) pour produire un maillage 3D texturé d'une scène d'un ensemble d'images calibrées.La deuxième partie est consacrée à la reconstruction à partir d'une seule vue et son objectif est de récupérer la structure sémantique d'une façade d'une image ortho-rectifiée. La nouveauté de cette approche est l'utilisation d'une grammaire stochastique décrivant un style architectural comme modèle pour la reconstruction de façades. nous combinons un ensemble de détecteurs image avec une méthode d'optimisation globale stochastique en utilisant l'algorithme Metropolis-Hastings.

L'objectif de ces travaux est de déterminer les chargements hydrodynamiques agissant lors du tossage de structures navales. La connaissance de ces chargements est par exemple importante pour le dimensionnement de bulbes d'étrave en composites abritant un sonar. Nous nous sommes orientés vers le développement d'un modèle d'impact hydrodynamique tridimensionnel basé sur la théorie de Wagner. Cette approche constitue un compromis intéressant entre précision des résultats, facilité de mise en oeuvre et temps de calcul. Dans le modèle proposé, le problème de Wagner tridimensionnel est formulé en termes de potentiel des déplacements. Une méthode numérique originale est proposée pour déterminer la ligne de contact de façon approchée. La pression est ensuite calculée en utilisant le modèle de Logvinovich modifié. L'ensemble de l'approche proposée a été appliquée à différentes formes tridimensionnelles. Ces résultats ont été comparés à des résultats d'essais d'impacts hydrodynamiques à vitesse constante réalisés à l'aide d'une machine de choc hydraulique. De plus, des résultats issus de simulations par éléments finis d'impacts hydrodynamiques ont été réalisées. L'ensemble des résultats présentés démontre les capacités prédictives de l'approche proposée ainsi que ses avantages pour une utilisation en bureau d'étude.

La vapeur d'eau atmosphérique joue un rôle important dans les processus météorologiques. Toutefois, sa variabilité spatio-temporelle a été un frein à son étude jusque dans les années 90. A partir de cette date, des chercheurs ont pu mettre en évidence le potentiel du GPS (Global Positioning System) comme instrument pouvant étudier l'humidité. Les résultats obtenus peuvent être de deux types. Une distribution 2D de l'humidité grâce aux valeurs intégrées au-dessus d'un réseau de station GPS ou une distribution 3D de la densité de vapeur d'eau au moyen de logiciel tomographique. Dans un premier temps, ce travail de thèse présente le développement, les tests et la validation d'un logiciel de tomographie troposphérique GPS développé au sein du Laboratoire de météorologie physique pour la communauté scientifique GPS. Ce logiciel fonctionne grâce au seul apport des données GPS brutes (type rinex) ainsi que des fichiers météorologiques au sol. Aucune contrainte externe n'est nécessaire afin de retrouver la distribution 3D de la densité de vapeur d'eau. Ce travail présente dans un second temps l'application opérationnelle de ce logiciel à travers trois campagnes de mesures. Les premiers résultats tomographiques concernent la campagne OHMCV (Observatoire Hydrométéorologique des Cévènnes-Vivarais) qui a eu lieu à l'automne 2002 dans le sud de la France. Les seconds résultats tomographiques concernent le réseau GPS permanent de l'IRMB (Institut Royal Météorologique de Belgique) à travers différents cas de l'année 2005. Enfin, les troisièmes résultats tomographiques concernent la campagne COPS (Convective and Orographically-induced Precipitation Study) qui a eu lieu pendant l'été 2007 en Europe. Les différents résultats tomographiques ont fait l'objet d'une comparaison avec des données provenant de plusieurs radars météorologiques afin de mieux appréhender le rôle de la vapeur d'eau comme précurseur de l'initiation convective.

Cette thèse se propose de mettre au point, grâce aux nouveaux outils informatiques, une méthode d’étude originale de l’espace funéraire en offrant une restitution tridimensionnelle de la sépulture, de l’architecture aux sujets. La découverte en 2003, d’un secteur de la catacombe des Saints Pierre-et-Marcelin (Rome, Italie), encore inexploré et original dans son organisation, a initié ce travail. Plusieurs tombes, datées des Ier-IIIe s. ap. J.-C, accueillent une succession de dépôts d’un grand nombre d’inhumés. La complexité des ensembles funéraires de ce secteur a nécessité le recours à de nouvelles formes de représentation pour l’analyse. L’objectif de cette thèse est d’établir un protocole de modélisation des sépultures multiples adapté à la stratification complexe des dépôts. Nos recherches ont porté, dans un premier temps sur l’élaboration et le test d’un processus de modélisation adaptés aux deux tombes étudiées et dans un second temps sur l’analyse des temps chronologiques et de la gestion des dépôts. Nos recherches ont abouti à la mise au point d’une méthodologie d’acquisition et de restitution de l’ensemble des vestiges osseux, de l’appareil funéraire et de l’espace funéraire. La modélisation 3D a permis par la visualisation tridimensionnelle une étude fine individuelle, une analyse des relations entre les différents sujets et de l’évolution taphonomique des dépôts confirmant la simultanéité des dépôts au sein des niveaux et entre les niveaux en rapport avec une crise de mortalité.L’application d'un protocole d'enregistrement puis de restitutions sur cette catacombe pourra contribuer à l'élaboration d'une méthode pour l'approche des sépultures plurielles. / The aim of this thesis is to perform, with the help of new informatics tools, an original study method of funerary space and offers a three-dimensional modelling of burial from architecture to individuals. This work was initiated by the discovery in 2003 of Saint Peter and Marcellinus catacombs parts, unexplored and original in its organisation. Several tombs, dated of 1st-3rd s A.D, received many buried. The complexity of tombs of central sector catacombs needs a new type of representation for analysis. The thesis goal is to establish a modelling process for several burials, adapt with deposit complex stratification. At first, our study was about the conception and the test of a modelling protocol adapted to the two study tombs, and after, to analyze chronological times and deposit management. Our research has result to acquisition and restitution process development of all human remains, funerary device and funerary space. The 3D modelling permits by the 3D visualisation, an advanced study, analyses of relations between different individuals and taphonomic evolution of deposit which confirmed the simultaneous deposit into levels and between levels linked to death's crisis.The application of a record protocol then restitution on these catacombs must contribute to a conception method for the approach of plural burials.

L’objet de cette étude est une analyse de 32 individus néolithiques représentés par des crânes et/ou des mandibules mis au jour au Mali et en Mauritanie. Les individus composant l’échantillon ostéoarchéologique sont issus de cinq sites présentant des différences géographiques et chronologiques. En dépit de ces différences, nous nous sommes interrogés sur les liens qui pouvaient exister entre eux. Cette analyse, qui a consisté à reconsidérer les caractères morphologiques des crânes et/ou mandibules, leur variabilité, s’est appuyée sur une technologie nouvelle : l’imagerie médicale et tridimensionnelle. Notre premier objectif a été de tenter de répondre à la question suivante : dans quelle mesure l’anthropologie biologique peut-elle s’enrichir des nouvelles technologies issues du domaine de l’imagerie médicale ? Notre questionnement ne s’est pas arrêté pas à cette perspective méthodologique. En effet, l’échantillon ostéoarchéologique présente une particularité morphologique frappante : l’aspect très robuste présenté par de nombreux individus. Cette robustesse confère un caractère archaïque aux sujets par bon nombre de caractères, et ceci malgré des datations néolithiques. Le second objectif de ce travail a été d’ordre paléoanthropologique et a reposé sur l’étude de cette robustesse. La méthode mise en place a permis d’obtenir 146 mesures par individu (en fonction de l’état de fragmentation de chacun). Il s’est avéré que, non seulement, ce caractère a été constaté, mais qu’il semble plus précisément lié à un élément anatomique, la mandibule, ce qui pourrait être le résultat d’une adaptation de l’appareil manducateur aux contraintes environnementales et alimentaires. / The object of this study is an analysis of 32 neolithic individuals represented by skulls and/or mandibles brought to light in Mali and in Mauritania. The individuals composing the osteoarcheological sample arise from five sites presenting geographical differences and chronological. In spite of these differences, we wondered about the links which could exist between them. This analysis, which consisted in reconsidering the morphological characters of skulls and/or mandibles, their variability, leaned on a new technology : the medical and three-dimensional imaging. Our first objective was to try to answer the following question : to what extent the biological anthropology can increase from new technologies stemming from the domain of the medical imaging ? Our questioning did not stop at in this methodological perspective. Indeed, the osteoarcheological sample presents a striking morphological peculiarity: the very strong aspect presented by numerous individuals. This robustness confers an archaic character on the subjects by a lot of characters, and this in spite of neolithic datings. The second objective of this work was of order paleoanthropological and based on the study of this robustness. The organized method allowed to obtain 146 measures by individual (according to the state of fragmentation of each). It appears that, not only this character was noticed, but it seems more exactly being bound to an anatomical element, the mandible, what could be the result of an adaptation of the manducative system to the environmental and food constraints.

L’alternane-saccharase (ASR) de Leuconostoc citreum NRRL B-1355 est une glucane-saccharase appartenant à la famille 70 des glycoside hydrolases (GH70). Cette α-transglucosylase utilise le saccharose, substrat peu coûteux et abondant, pour catalyser la formation d’un polymère d’α-glucane composé de liaisons osidiques α-1,6 et α-1,3 alternées dans la chaîne principale et appelé alternane. Avec une température optimale de 45°C, l’ASR est parmi les glucane-saccharases les plus stables. Afin d’avoir une meilleure compréhension des déterminants de la spécificité de liaison, de la polymérisation et de la plus haute stabilité de l’ASR, nous avons résolu la structure de cette enzyme. Notre étude par mutagénèse dirigée combinée à du docking moléculaire suggère que la spécificité de liaison est contrôlée par le positionnement de l’accepteur dans l’un ou l’autre des sous-sites +2 ou +2’. Des complexes de l’ASR avec différents ligands ont également mis en évidence un site signature de l’enzyme. Ce site est impliqué dans la formation du polymère d’alternane et pourrait servir de pont facilitant l’élongation processive de l’alternane. Enfin, nos travaux préliminaires indiquent que le domaine C pourrait être impliqué dans la stabilité de ces enzymes. Nos résultats ouvrent des nouvelles pistes d’investigation concernant l’étude des relations structure-fonction des glucane-saccharases et la conception de polymères de structure et propriétés physico-chimiques contrôlées. / The alternansucrase (ASR) from Leuconostoc citreum NRRL B-1355 is a glucansucrase belonging to the family 70 of glycoside hydrolases (GH70). This α-transglucosylase uses a cheap and abundant molecule, sucrose, to catalyze the formation of a unique α-glucan polymer made of alternating α-1,6 and α-1,3 linkages in the main chain, called alternan. With a 45°C optimum temperature, ASR is among the most stable glucansucrases to date. To get a deeper insight in ASR determinants involved in linkage specificity, polymerization and stability, we have solved the unliganded 3D structure of this enzyme at 2.8 Å. Coupled to mutagenesis and molecular docking, our results suggest the alternance to be governed by the acceptor positioning in either +2 or +2’ subsite, and the key contributions of Trp675 or Asp772 residue, respectively. Complexes of ASR with various sugar ligands were also obtained and highlighted a site never identified in any other GH70 enzymes. This site is uniquely found in alternansucrase and could act as a bridge between the domain V and the active site facilitating alternan processive elongation. Finally, the construction and characterization of chimera enzymes suggested domain C to be involved in enzyme stability. Overall, our results improved our knowledge on the structure-function relationship of ASR and open new paths for the conception of polymers with controlled structures and physicochemical properties

Dans le processus d'industrialisation d'un produit, l'étude de la cotation de fabrication est une étape de l'élaboration de la gamme de fabrication des pièces à produire. Grâce à la simulation d'usinage, elle met en évidence les variations dimensionnelles et géométriques probables des pièces tout le long de leur processus de fabrication, c'est à dire phase après phase. Ces écarts, dus à la fabrication, doivent être tolérés afin de respecter l'ensemble des contraintes fonctionnelles et manufacturières du produit. On distingue généralement deux étapes lors de la cotation de fabrication : • Tout d'abord, la simulation dimensionnelle et géométrique d'usinage qui permet l'expertise et la validation d'un avant projet d'étude de fabrication par la prédiction des variations géométriques des surfaces réalisées. • Puis, l'optimisation qui permet l'augmentation potentielle des tolérances de fabrication afin de respecter l'ensemble des contraintes associées au produit et d'intégrer au plus tôt, dès la conception, les contraintes de fabrication et de constater leurs effets sur les caractéristiques du produit. L'objectif principal de ce travail est d'aboutir à un modèle global réaliste des défauts fabriqués afin de mener à bien la simulation d'usinage. Dans un premier temps, une modélisation des phases d'usinage et, une représentation graphique des gammes de fabrication sont proposées. Une première approche de la simulation d'usinage est présentée en intégrant les écarts de fabrication sur un logiciel de FAO afin de générer une pièce simulée avec défauts. Sur cette maquette numérique, est effectuée la métrologie virtuelle qui caractérise grâce à un modeleur volumique, les défauts de la pièce simulée. Dans un second temps, une approche formelle de la simulation d'usinage est proposée. Des relations sont crées entre les défauts des pièces fabriquées et les écarts de fabrication. Des travaux de recherche initiés dans le domaine de la cotation fonctionnelle ont montré que l'utilisation des torseurs permet une modélisation tridimensionnelle des défauts géométriques. En considérant une phase d'usinage comme un empilage de composants, c'est à dire comme un mécanisme, il est possible de modéliser les défauts de fabrication inhérents à chaque phase puis de les cumuler suivant le processus de fabrication. Une démarche méthodologique permet de générer automatiquement les chaînes de torseurs relatifs à l'ensemble des défauts de fabrication de la pièce brute à la pièce finie. Suite à une étude de cas, les deux approches convergent vers des résultats comparables. Un bilan des apports des deux méthodes de simulation est présenté afin de les associer et de les rendre complémentaires. Enfin, pour permettre de valider expérimentalement les modèles et les approches, un processus opératoire de mesure des défauts tridimensionnels de fabrication est proposé. Il identifie les types de dispersions de fabrication et établit leurs contributions et leurs effets sur la géométrie des pièces. Ces méthodes et les moyens de mesure associés ont été développés dans l'optique d'être adaptés au contexte industriel afin de favoriser la capitalisation du savoir-faire.

Cette these concerne principalement la reconstruction tridimensionnelle a partir d'images issues de cameras non etalonnees. Deux autres sujets lies a la reconstruction ont ete traites : le calcul de la geometrie epipolaire et la mise en correspondance des points dans les images. Nous nous placons dans le cas general d'une sequence d'images obtenues avec une ou plusieurs cameras de carateristiques inconnues. Quand seuls les points observes dans les images sont utilisees la seule reconstruction possible est de type projective. Nous proposons d'abord une methode pour calculer la reconstruction projective, ensuite, montrons comment passer d'une telle reconstruction a une reconstruction euclidienne. Ce passage utilise des contraintes euclidiennes issues de connaissances a priori sur la scene tridimensionnelle. Enfin, nous proposons une methode de reconstruction euclidienne lorsque les parametres intrinseques des cameras sont approximativement connus. Cette methode utilise un parametrage permettant une grande stabilite dans les calculs Toutes les methodes proposees sont validees avec des exemples d'images reelles ou simulees.