Le glioblastome (GB), tumeur cérébrale primitive maligne la plus fréquente et la plus agressive chez l'adulte, est un gliome diffus IDH-WT de grade 4 associé à une survie médiane d'environ 15 mois. Malgré une résection chirurgicale maximale lorsqu'elle est réalisable, suivie du protocole de Stupp associant radiothérapie et témozolomide concomitant puis adjuvant, la récidive reste quasi systématique. Celle-ci survient majoritairement dans un rayon de deux à trois centimètres autour de la cavité d'exérèse, en lien avec la persistance de cellules tumorales résiduelles et infiltrantes dans le tissu cérébral péricavitaire. Ce profil de récidive souligne l'intérêt du développement de stratégies thérapeutiques locales. Dans ce contexte, une radiothérapie interne reposant sur l'implantation intracavitaire d'un hydrogel de chitosane fonctionnalisé par le DOTAGA et radiomarqué à l'yttrium-90 (chitosane@DOTAGA-90Y) a été développée pour délivrer une irradiation ?- localisée aux tissus péricavitaires avant l'initiation de la radiochimiothérapie. In vitro, l'exposition des cellules tumorales F98 au chitosane@DOTAGA-90Y a induit un stress oxydant et une réponse aux dommages de l'ADN, avec une augmentation des foyers ?-H2AX et de l'accumulation de l'ADN double brin cytosolique. Ces altérations se sont accompagnées d'une augmentation de la fraction sub-G1, de l'apoptose tardive et de l'apparition d'un phénotype associé à la sénescence. Sur le plan fonctionnel, l'irradiation a entraîné une diminution dose-dépendante de la survie clonogénique ainsi qu'une tendance à la réduction des capacités migratoires des cellules F98. In vivo, l'implantation intracavitaire de l'hydrogel de chitosane@DOTAGA-90Y après résection tumorale dans un modèle orthotopique de GB F98 chez le rat a significativement prolongé la survie par rapport à la résection seule et à l'administration de l'hydrogel non radiomarqué. Le suivi longitudinal par TEP à la 18F-DOPA a mis en évidence une évolution plus favorable de l'aire positive au radiotraceur chez les animaux traités. Deux des sept animaux traités ont présenté un contrôle tumoral prolongé, sans récidive détectable à l'IRM à J90 ni tissu tumoral identifié sur les coupes cérébrales au point final expérimental à J177. Ces résultats apportent une première preuve de concept préclinique de l'intérêt d'une irradiation ?- intracavitaire par l'hydrogel de chitosane@DOTAGA-90Y pour renforcer le contrôle tumoral local après résection du GB. Cette stratégie pourrait constituer une approche adjuvante locale, destinée à cibler précocement les cellules tumorales résiduelles avant l'initiation de la radiochimiothérapie standard.

L'incidence de la lithiase urinaire (formation de calculs rénaux) est en constante augmentation dans de nombreux pays développés. Environ 10 % de la population de ces pays souffre d'un épisode de calculs au moins une fois dans sa vie et plusieurs études ont démontré que le taux de récurrence des calculs est de 40 % dans les 5 ans. Cela représente un problème majeur pour les systèmes de santé nationaux et une grande attention a donc été portée à l'étude et à l'identification des causes profondes de la formation de calculs afin d'atténuer la récurrence élevée de cette maladie. En outre, la présence de calculs urinaires spécifiques est un indicateur fort de certaines perturbations métaboliques dont souffre le patient, et par conséquent, l'identification des types de calculs rénaux est cruciale pour éviter les rechutes par des traitements personnalisés (adaptation du régime alimentaire, chirurgie, etc.) est considérée comme de la plus haute importance par de nombreux praticiens. ì cette fin, plusieurs lignes directrices pour la reconnaissance visuelle de certains des types les plus courants de calculs rénaux ont été proposées ces dernières années pour être appliquées dans la pratique clinique. Malgré l'importance d'un diagnostic précoce et précis de l'urolithiase, les pratiques médicales et cliniques actuelles s'appuient fortement sur l'expertise des cliniciens qui emploient des procédures longues et très subjectives ou qui nécessitent une formation intensive pour classer correctement les calculs urinaires. Le premier facteur est particulièrement contraignant, car les calculs rénaux doivent être retirés du patient et analysés en laboratoire. Ce processus implique souvent la pulvérisation du calcul, ce qui entraîne une perte d'informations importantes pour une évaluation correcte des affections du patient. Cependant, il a été récemment reconnu que les méthodes de classification morphologique per-opératoire de ces calculs rénaux, utilisant la vidéo endoscopique, en tandem avec l'analyse d'image et les techniques d'intelligence artificielle, ont un grand potentiel pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus. En effet, des informations importantes sur l'aspect visuel (par exemple, la morphologie, les couleurs et les textures) de la surface et de la section transversale des calculs rénaux sont disponibles pour chaque classe des images acquises pendant les interventions urétéroscopiques. Nous pensons que les méthodes de classification morphologique per-opératoire de ces calculs rénaux, utilisant la vidéo endoscopique, en tandem avec l'analyse d'image et les techniques d'intelligence artificielle, ont un grand potentiel pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus. En effet, des informations importantes sur l'aspect visuel (par exemple, la morphologie, les couleurs et les textures) de la surface et de la section transversale des calculs rénaux sont disponibles pour chaque classe des images acquises pendant les interventions urétéroscopiques. Ainsi, plusieurs cliniciens ont depuis longtemps étudié et promu la caractérisation des calculs rénaux à l'aide de ces méthodes, mais la précision humaine reste faible et représente donc une opportunité pour les systèmes de diagnostic assistés par ordinateur.

De nombreux problèmes de prise de décision et d'ingénierie peuvent être formulés comme des problèmes de contrôle optimal, où l'objectif est de déterminer une politique de commande optimisant un critère de performance prédéfini. Parmi les différentes formulations du contrôle optimal, les problèmes à horizon infini avec coûts décomptés ont suscité un regain d'intérêt ces dernières années. En réduisant progressivement la contribution des coûts par étapes futurs au critère d'optimisation, le facteur de décompte privilégie naturellement les performances à court terme par rapport aux résultats lointains. Au-delà de la modélisation des préférences temporelles dans des applications telles que l'économie, la finance et la gestion des ressources renouvelables, les formulations décomptées sont devenues un pilier de l'apprentissage par renforcement et de la programmation dynamique approximative, où elles jouent un rôle central dans la conception et l'analyse de convergence des algorithmes d'apprentissage. Ce cadre a soulevé des questions fondamentales en théorie du contrôle, en particulier concernant les garanties de stabilité des contrôleurs optimaux décomptés. Des études récentes ont montré que ces contrôleurs optimaux peuvent échouer à stabiliser le système en raison de la valeur du facteur de décompte, ce qui soulève des questions ouvertes telles que : comment concevoir des contrôleurs stabilisants sous-optimaux lorsque (i) le contrôleur optimal n'est pas stabilisant, ou (ii) lorsque le contrôleur optimal est stabilisant mais difficile à concevoir? Cette thèse comble ces lacunes de la littérature pour des classes de systèmes et d'algorithmes de commande. Nous nous concentrons d'abord sur le Régulateur Quadratique Linéaire (LQR) décompté pour les systèmes linéaires invariants dans le temps à temps discret connus. Inspiré par la théorie de l'apprentissage, nous introduisons pour la première fois une condition nécessaire et suffisante basée sur la fonction valeur optimale pour évaluer la stabilité du système en boucle fermée optimale. Lorsque le contrôleur optimal échoue à stabiliser le système, nous proposons des méthodes basées sur des Inégalités Linéaires Matricielles (LMIs) pour concevoir des contrôleurs stabilisants et sous-optimaux sans modifier la valeur du facteur de décompte. De plus, un nouvel algorithme d'Itération sur les Politiques (PI) est développé pour améliorer itérativement les performances du contrôleur tout en préservant la stabilité. Nous étendons ensuite ces résultats au cas où le modèle du système est inconnu et où seules des données d'entrée et d'état collectées hors ligne sont disponibles. Ces résultats ont été illustrés sur un montage expérimental en implémentant les contrôleurs stabilisants sous-optimaux conçus sur un système servo-rotatif (Quanser QUBE-Servo 2). Les résultats mentionnés jusqu'à présent concernent les systèmes linéaires. Nous considérons également des systèmes non linéaires à temps discret avec des coûts décomptés et des coûts par étapes génériques. Dans ce cadre, la construction de contrôleurs optimaux peut être difficile, voire impossible. Nous nous concentrons donc aux scénarios où ces contrôleurs sont obtenus par PI. En exploitant les propriétés de stabilité supposées du système optimal en boucle fermée, nous dérivons de nouvelles bornes de sous-optimalité pour PI, qui s'avèrent plus fines que celles disponibles dans la littérature. Nous fournissons également des garanties de stabilité pour les systèmes contrôlés par PI après un nombre suffisant d'itérations, qui peut être estimé. Une caractéristique de ce travail est qu'il ne nécessite pas que la politique initiale soit stabilisante, comme il est généralement supposé dans la littérature pour les coûts sans décompte. Une validation expérimentale des résultats sur un système servo-rotatif est également fournie.