Conception d'un modèle physique pour le développement d'un dispositif textile intelligent destiné à la surveillance du lymphœdème

Doctorante : Anna BUBLEX

Laboratoire INSA : INL - Institut des Nanotechnologies de Lyon

École doctorale : n°160 EEA - Electronique, Electrotechnique, Automatique de Lyon

Le lymphœdème est une pathologie encore mal prise en charge et insuffisamment suivie, d'où l'intérêt de développer un système de surveillance à domicile permettant de connecter les patients aux professionnels de santé via des capteurs portables. Le lymphœdème se caractérise par un gonflement d'un ou plusieurs membres et une modification de leur composition en eau. Il peut donc être efficacement suivi à l'aide de capteurs de bioimpédance et de périmétrie. Bien que cette pathologie puisse toucher les membres supérieurs comme inférieurs, ce travail se concentre spécifiquement sur le membre inférieur. En raison de la grande variabilité physiologique du corps humain, les mesures in vivo présentent une forte variabilité inter- et intra-individuelle, même sur de courtes périodes. Pour pallier ces limitations, des fantômes physiques imitant les tissus biologiques ont été développés. Ces fantômes offrent de nombreux avantages, notamment la répétabilité et la reproductibilité des mesures, une stabilité à long terme, un coût réduit, une facilité de stockage, et l'absence de contraintes éthiques. Si les gélifiants naturels sont fréquemment utilisés, ils présentent généralement une faible résistance mécanique et une stabilité limitée dans le temps, sauf en présence d'additifs. À l'inverse, les matériaux tels que les silicones, les élastomères et les polymères chargés offrent de meilleures propriétés mécaniques et une plus grande stabilité temporelle, mais nécessitent l'ajout de charges conductrices pour reproduire les propriétés électriques des tissus biologiques. La plupart des polymères synthétiques présentent toutefois un fort impact environnemental, à l'exception du cryogel d'alcool polyvinylique (PVA C), considéré comme plus respectueux de l'environnement en raison de sa biocompatibilité et de son procédé de réticulation non toxique. Dans ce travail, des échantillons de PVA C ont été élaborés par cycles contrôlés de congélation/décongélation et combinés à divers agents de charge : composés ioniques, polymères naturels, particules solides, céramiques, liquides hydrophiles et lipides hydrophobes. Leur conductivité électrique et leur permittivité ont été caractérisées par spectroscopie d'impédance bioélectrique (BIS) sur la gamme de fréquence 1 kHz - 1 MHz, à l'aide d'une cellule de mesure standardisée. Des combinaisons spécifiques de charges ont permis de développer des fantômes de muscle et de tissu adipeux à base de PVA C. Les formulations optimisées ont été comparées aux données de référence issues de la base de Gabriel et al. et caractérisées en termes de propriétés électriques, de dureté mécanique et de stabilité lors du stockage sous vide au réfrigérateur. L'impact du nombre et de la durée des cycles de congélation/décongélation sur les propriétés du matériau a également été étudié. En parallèle, des composites à base de silicone ont été formulés pour reproduire le comportement électrique de la peau, et des structures osseuses ont été imprimées en 3D selon des géométries anatomiques
réalistes. Afin de valider les capteurs de bioimpédance et de périmétrie, des fantômes anthropomorphes à quatre couches, représentant un
membre inférieur sain et un lymphœdème de stade 2, ont été développés à l'aide de moules imprimés en 3D. Ces fantômes reproduisent les propriétés électriques et la résistance mécanique des tissus humains, à partir de matériaux stables et de protocoles de fabrication reproductibles.
 

Synchronisation spatio-temporelle et traitement du signal pour les jumeaux numériques à énergie nulle dans les systèmes de communication par rétrodiffusion ambiante

Doctorant : Shanglin YANG

Laboratoire INSA : CITI - Centre d'innovation en Télécommunications et Intégration de Services
École doctorale : n°160 EEA - Electronique, Electrotechnique, Automatique de Lyon

La localisation en intérieur constitue un défi majeur pour de nombreuses applications modernes, notamment dans les domaines de la logistique, de l'industrie 4.0, ou encore des bâtiments intelligents. Les technologies conventionnelles de positionnement, telles que le GPS, la Wi-Fi ou le Bluetooth, nécessitent une infrastructure active, souvent coûteuse et énergivore. Afin de répondre à ces limitations, cette thèse propose une nouvelle approche de localisation en intérieur, exploitant les balises à énergie nulle (Zero-Energy Devices, ZEDs) fonctionnant par rétrodiffusion ambiante (ambient backscatter), utilisant les signaux existants des réseaux 4G pour transmettre des identifiants sans émettre activement. Le premier volet de cette thèse introduit un système de localisation innovant basé sur la détection des identifiants de balises ZED par un smartphone. En supposant une synchronisation parfaite, des simulations réalistes montrent qu'il est possible d'estimer avec précision la position d'un utilisateur dans un bâtiment à partir des identifiants détectés. Dans un second temps, les travaux s'attaquent à la problématique de la détection des bits transmis par les balises dans un environnement réel, en développant un détecteur fondé sur le critère de Neyman-Pearson. Ce détecteur non­ cohérent permet de traiter efficacement le bruit et les interférences sans nécessiter la connaissance exacte du signal ambiant, ce qui le rend particulièrement adapté à des conditions de canal variables et non synchrones. Le troisième axe de recherche porte sur la réception multi-balises. Contrairement aux travaux antérieurs qui se limitent à des scénarios mono-balise, nous étudions l'impact des interférences générées par plusieurs ZEDs actifs simultanément. Nous proposons des algorithmes permettant d'identifier plusieurs signaux rétrodiffusés, en modélisant les canaux de manière réaliste et en analysant les taux d'erreurs binaires ainsi que l'impact du codage d'identifiants. Enfin, cette thèse propose un schéma de codage basé sur des codes LDPC courts pour la transmission des identifiants des ZEDs. Cette approche améliore significativement la fiabilité de la détection en présence de bruit ou d'interférences, en permettant une correction d'erreurs efficace même à faible rapport signal sur bruit. Les contributions de cette thèse couvrent ainsi l'ensemble des défis techniques liés à l'utilisation de ZEDs pour la localisation sans énergie en environnement intérieur : synchronisation, détection, traitement multi-balise et robustesse au niveau des identifiants. Les résultats obtenus démontrent la faisabilité d'un système de localisation passif, fiable et scalable, ouvrant la voie à des applications à grande échelle dans les bâtiments connectés du futur.

 

Caractérisation des résidus provenant des ouvrages de filtration et/ou d'infiltration des eaux usées domestiques et des eaux pluviales en vue d'une potentielle valorisation

Doctorante : Milèna CHABERT

Laboratoire INSA : DEEP - Déchets, Eau, Environnement, Pollutions

École doctorale : n°206 Chimie de Lyon

La gestion des eaux usées domestiques en assainissement non collectif et des eaux pluviales en contexte urbain peut s'appuyer sur des ouvrages de filtration et/ou d'infiltration des eaux. Cette approche permet de limiter les flux envoyés vers le réseau d'assainissement (voire d'éviter la pose d'un réseau dans certains secteurs) et constitue une solution bénéfique pour la protection des milieux récepteurs et/ou la protection sanitaire. Dans ces ouvrages, les processus épuratoires entraînent une évolution progressive de la structure et de la composition du milieu filtrant - constitué des matériaux filtrants, du sol en place ou reconstitué - sous l'effet des apports par les effluents et des transformations internes. Or, cette évolution progressive peut compromettre le bon fonctionnement hydraulique et épuratoire des ouvrages: accumulation de matières particulaires, colmatage, saturation du milieux poreux, etc. Dans un contexte de généralisation de ce type d'ouvrages, les sujets de l'extraction et du devenir des résidus solides constituent un enjeu technique et environnemental, tout en offrant des perspectives de valorisation dans une logique d'économie circulaire. Ce travail de thèse vise à générer des connaissances sur ces résidus solides afin d'alimenter les réflexions sur les filières de gestion les plus adaptées. Le travail s'articule autour de deux grands axes : (i) la quantification des flux de matériaux à gérer et (ii) leur caractérisation physico-chimique. Un état de l'art et des travaux de consultation des acteurs de terrain permettent de mieux comprendre les problématiques et de cerner les enjeux opérationnels. Compte-tenu des besoins identifiés, une méthode opérationnelle a été développée pour estimer les taux d'accumulation des sédiments de l'assainissement pluvial. L'exploitation des données collectées ouvre la voie au développement d'outils pour aider les gestionnaires d'ouvrages à prévoir les opérations de curage et anticiper la gestion des résidus extraits. En parallèle, des protocoles d'échantillonnage et de caractérisation physico-chimique ont été élaborés et mis en œuvre sur une trentaine d'échantillons de résidus de différentes natures. Les résultats obtenus permettent de dresser une première synthèse concernant leur composition. Ce jeu de données peut servir de base pour identifier les filières de gestion adaptées et envisager une éventuelle gestion commune à différents types de résidus, afin de lever les barrières technico­ économiques et ainsi favoriser une gestion optimisée et massifiée des matériaux. Enfin, une étude approfondie de la matière organique des résidus (origine, composition et évolution) met en lumière les principaux processus impliqués dans leur transformation, permettant ainsi de mieux prendre en compte ces dynamiques dans leur gestion à long terme.

 

Analyse expérimentale des transferts thermiques entre les systèmes solaires en milieux urbains

Doctorante : Liliane BOU NASSIF

Laboratoire INSA : CETHIL - Centre d'Énergétique et de Thermique de Lyon
École doctorale : n°162 MEGA - Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique

Les défis liés à la sécurité énergétique, amplifiés par le changement climatique, soulignent la nécessité urgente de systèmes énergétiques stables, abordables et durables. En Europe, l'objectif de neutralité carbone à l'horizon 2050 implique une réduction de 55% des émissions de gaz à effet de serre d'ici 2030, avec l'énergie solaire photovoltaïque (PV) au cœur de cette transition. La capacité mondiale est estimée à plus de 14000 GW d'ici le milieu du siècle, avec une part importante issue des systèmes en toiture. Pourtant, les performances des modules PV sont fortement influencées par les conditions environnementales, en particulier la température, qui réduit l'efficacité des cellules au silicium. La prédiction fiable de la production PV repose donc sur des modèles thermiques précis, la convection représentant la principale source d'incertitude en raison de sa dépendance à la vitesse du vent, à la géométrie et à l'installation. Cette thèse comble cette lacune en développant un cadre expérimental et de modélisation de longue durée pour caractériser les transferts de chaleur convectifs sur des modules PV en conditions réelles extérieures. Une plateforme instrumentée en toiture, équipée de pyranomètres, thermocouples, anémomètres, LiDAR et fluxmètres, permet des mesures haute fréquence des flux thermiques et des paramètres environnementaux. Les corrélations empiriques confirment la dépendance linéaire du coefficient de transfert convectif à la vitesse du vent, avec des variations saisonnières et des décalages d'interception reflétant les effets de convection naturelle. Une méthode de re-calage fondée sur la similarité de Monin--Obukhov assure la transférabilité des corrélations entre hauteurs de mesure. L'étude de l'orientation des modules montre une sensibilité comparable au vent, tandis que la convection sur la face arrière contribue de manière marginale aux échanges thermiques totaux. Enfin, des réseaux de neurones graphiques informés par la physique (GNN), entraînés sur des données continues d'une année, améliorent significativement la prédiction de la température des modules et de la puissance électrique par rapport aux modèles PV classiques. Les mesures directes de convection et la corrélation spécifique au site développée ici fournissent les prévisions les plus fiables, établissant une méthodologie validée pour réduire l'incertitude thermique dans la modélisation des performances PV.

 

Structure et Explicabilité des réseaux de Neurones pour la Santé : application à la prévention du Sepsis

Doctorant : Pierre-Elliott THIBOUD

Laboratoire INSA : CREATIS - Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'image pour la Santé

École doctorale : n°160 EEA - Electronique, Electrotechnique, Automatique de Lyon

Le sepsis constitue aujourd'hui un défi majeur de santé publique et l'une des principales causes de mortalité hospitalière. Sa détection précoce est essentielle, car chaque heure gagnée dans l'instauration d'un traitement adapté améliore significativement le pronostic vital. Si les modèles d'apprentissage automatique montrent un fort potentiel pour cette tâche, leur opacité freine leur adoption en pratique clinique. Rendre leurs prédictions compréhensibles et fiables est donc un enjeu crucial. Dans cette thèse, nous nous appuyons sur la base de données publique MIMIC-IV, qui contient les informations de plus de 300 000 patients hospitalisés en soins intensifs ou aux urgences, et exploitons 15 variables cliniques temporelles, des données démographiques et les antécédents médicaux encodés via les codes CIM-10. Nos contributions sont triples. Premièrement, nous explorons l'utilisation d'une architecture de réseaux de neurones associant à chaque prédiction des représentations conceptuelles de haut niveau apprises sans supervision, le cadre des Self-Explaining Neural Networks. Deuxièmement, nous proposons une adaptation d'architectures de détection existantes, en séparant explicitement le traitement des variables cliniques temporelles, afin d'améliorer la fidélité des méthodes d'explicabilité post-hoc. Troisièmement, nous introduisons une contrainte d'apprentissage, initialement développée en imagerie médicale et adaptée au domaine temporel, qui incite le modèle à se concentrer sur les dimensions cliniquement pertinentes des données. Ces travaux montrent qu'il est possible de concilier performance prédictive et explicabilité, et ouvrent des perspectives pour le déploiement de modèles de détection précoce du sepsis plus explicables et utilisables en pratique hospitalière.

Modélisation multi-échelle des roulements oscillants : prédiction de l'usure induite par les sollicitations de fretting roulant

Doctorant : Rémy DUQUESNE

Laboratoire INSA :  LAMCOS - Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures

École doctorale : n°162 MEGA - Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique

Les roulements oscillants, à la différence des roulements conventionnels utilisés dans la plupart des applications, effectuent des rotations alternées de faible amplitude plutôt que des rotations continues. Ces roulements sont notamment présents au niveau des pieds de pales d'éoliennes ou dans les hélices d'avion, où ils permettent d'ajuster l'angle d'attaque des pales du rotor en fonction des conditions de vent ou de la phase de vol. Ces conditions de fonctionnement particulières entraînent des mouvements de roulement alternés des billes sur les pistes, correspondant à des sollicitations de contact de type fretting roulant. Ces roulements présentent un défi majeur en matière de lubrification : en raison des faibles vitesses et amplitudes de fonctionnement, ils évoluent dans un régime limite ou mixte de lubrification, ce qui favorise l'usure prématurée des surfaces et réduit leur durée de vie. Par ailleurs, ces roulements sont soumis à des efforts et des moments de renversement particulièrement élevés, nécessitant un montage par paires afin d'accroître la rigidité de l'assemblage et d'améliorer la distribution des efforts. Ce travail vise à développer des outils numériques capables d'évaluer la répartition des efforts dans les roulements et de prédire les risques d'usure dans les contacts. Trois codes de calcul successifs ont ainsi été élaborés, couvrant des échelles allant de la plus macroscopique à la plus microscopique. Le premier code (désigné code « macro ») calcule, à partir des efforts appliqués sur la pale, les efforts transmis à chacun des roulements de l'assemblage ainsi que la distribution interne des charges dans chaque roulement. L'équilibre de la pale, supportée par les deux roulements, est résolu numériquement par la méthode de Newton-Raphson, sans prise en compte des efforts de frottement aux contacts bille-piste. Le second code (désigné code« micro ») se focalise sur un unique roulement soumis aux efforts extérieurs déterminés par le premier modèle. Ce dernier inclut les efforts tangentiels de frottement dans l'équilibre global du roulement et permet de déterminer les micro-glissements de corps rigide qui apparaissent dans les zones de contact lors de la rotation du roulement. Ces résultats servent ensuite de données d'entrée au troisième code, un modèle basé sur des méthodes semi-analytiques qui résout successivement les problèmes de contact normal et tangentiel d'une bille roulant sur une piste conforme. Ce modèle permet d'évaluer les contraintes de cisaillement dans la zone de contact lors de mouvements de roulement continus (régime permanent) ou alternés (régime transitoire) de la bille sur la piste. L'analyse en régime transitoire donne accès à l'énergie dissipée lors des sollicitations en fretting roulant et conduit à l'identification des régions les plus susceptibles de s'user dans les zones de contact. Parallèlement à ces développements numériques, des essais expérimentaux ont été menés sur un tribomètre bille-plan à mouvement alternatif afin de mesurer le coefficient de frottement pour différentes configurations d'essais. En particulier, l'influence du couple matière, des états de surface, de la pression de contact ou encore de l'amplitude et de la fréquence des oscillations a été étudiée. Les valeurs de coefficient de frottement obtenues alimentent ensuite le code « micro » et le code de contact.

Caractérisation multi-échelle des mécanismes de déformation et d'endommagement dans le PA11 sous traction uniaxiale

Doctorant : Barthelemy GROS

Laboratoire INSA : IMP - Ingénierie des Matériaux Polymères

École doctorale : n°34 ML - Matériaux

Ces travaux de thèse visent à approfondir la compréhension microstructurale de la réponse mécanique macroscopique en traction uniaxiale du polyamide 11 (PA11), en se focalisant sur les régimes élastique, plastique et d'adoucissement de la courbe contrainte-déformation nominale. La spécificité du PA11 en traction réside dans la présence de deux seuils de contrainte associés à deux mécanismes de plasticité distincts. Nous élaborons un scénario de déformation et d'endommagement précisant l'activation des mécanismes par rapport aux deux contraintes, ainsi que les contributions des phases amorphe et cristalline. Pour ce faire, nous avons modifié la mobilité de la phase amorphe et les caractéristiques de la structure cristalline par diverses mises en œuvre et types de vieillissement. Nous avons suivi l'évolution de la réponse en traction, notamment les contraintes et déformations aux deux seuils, et mis en évidence des corrélations entre ces seuils et les phases amorphe/cristalline. La température et la vitesse de déformation ont aussi été modulées, ce qui a permis d'attribuer les deux contraintes à des processus thermomécaniques, séquentiels et interdépendants. Des essais macroscopiques de fluage, recouvrance et traction couplés à la DIC ont été combinés à des mesures in situ SAXS­ WAXD pour caractériser les mécanismes locaux aux deux contraintes et entre elles. Parallèlement, des mesures USAXS ont tenté de suivre l'endommagement du PA11 après exposition à l'hydrogène sous haute pression suivi d'une décompression rapide, afin d'évaluer son potentiel d'étanchéité pour des réservoirs de type IV.

Simulation numérique de nanoparticules greffées dans une matrice polymère : le rôle des enchevêtrements

Doctorant : Semen VASIN

Laboratoire INSA : MATEIS - Matériaux Ingénierie et Sciences

École doctorale : ED34 ML - Matériaux

Ce travail s’inscrit dans le développement de méthodes de simulations numériques pour l’analyse à l’échelle mésoscopique des nanocomposites (NC) à base de polymères. Elle étend notamment la méthode des « slip-springs » à chaîne unique, introduite par A. Likhtman et al., pour les fondus de polymères enchevêtrés, afin de modéliser des nanocomposites comportant des nanoparticules de silice (NP) greffées dans une matrice polymère et éventuellement des plastifiants. Dans une première partie, les propriétés structurales et dynamiques des NC sont étudiées en fonction de la fraction volumique de nanoparticules, de la densité de greffage et de l’affinité polymère/particule. Dans cette partie, le nombre de nanoparticules prises en compte dans nos calculs est de l'ordre de quelques dizaines. L’introduction explicite d’enchevêtrements, modélisés comme des anneaux coulissants appelés « slip-springs » (SS), permet d’étudier l’âge moyen des SS et la pyramide des âges de leur population. Des lois d’échelle reliant l’âge moyen des SS à la longueur des chaînes sont obtenues. Par rapport au cas du polymère pur, la dynamique des enchevêtrements entre chaînes libres dans le NC est similaire et suit une loi puissance d’exposant caractéristique égal à 3.4, tandis que l’âge moyen des SS entre chaînes greffées présente un exposant caractéristique proche de 3.7 et un pré facteur 10 fois plus grand qu’entre chaînes libres. Le nombre d’enchevêtrements inter- particules greffées et leur durée de vie accrue ont un impact fort sur les propriétés viscoélastiques et l’agrégation des NP. Les systèmes à forte densité de greffage et à forte fraction volumique se caractérisent par l’apparition d’élasticité. La deuxième partie du travail vise à approfondir l'étude de l'agrégation des nanoparticules. Pour cela, les simulations numériques développées sont utilisées pour déterminer le potentiel de force moyenne (PMF) entre deux nanoparticules. Les systèmes enchevêtrés (avec SS) et non enchevêtrés (sans SS) conduisent à des résultats similaires en termes de PMF moyen, mais les résultats dans le cas des systèmes enchevêtrés montrent une variabilité significative d’un essai à l’autre, probablement liée à une relaxation lente des SS entre chaines greffées. Les PMF obtenus (un ensemble de potentiels dans le cas enchevêtré ou un potentiel unique dans le cas non enchevêtré) sont introduits dans des simulations très gros grains ne contenant pas de chaînes polymères explicites. Cela permet d’augmenter significativement le nombre de NP dans les boites de simulation jusqu’à 125000. Une comparaison directe avec des simulations SS à haute fraction volumique de charges montre un bon accord sur la taille maximale des agrégats pour diverses conditions simulées. Toutefois, des divergences apparaissent dans le détail des morphologies des agrégats, suggérant la nécessité d’intégrer des interactions d’ordre supérieur. Le diagramme de phase des NP pour de grands systèmes (nombre de particules est 729) est exploré, reproduisant la transition entre états percolés et bien dispersés. L’influence du nombre de PMF utilisés (et donc la présence d’enchevêtrements) s’observe essentiellement dans la zone de transition en limitant la taille des agrégats observés. Dans la dernière partie, l'approche de simulation numérique est étendue pour analyser les NC plastifiés. Les plastifiants sont modélisés comme des chaînes courtes caractérisées par une affinité indépendante avec les NPs. Les paramètres des simulations de plastifiants ont été ajustés afin de reproduire la distribution des enchevêtrements sur les chaînes polymères plastifiées ainsi que l’exposant de dilution correspondant. L’effet des plastifiants sur l’agrégation des NPs est complexe, en raison de la compétition entre l’adsorption du polymère et celle du plastifiant à la surface des NPs. Les PMFs ont été testés sur des systèmes plastifiés et ont montré des limites importantes dans les cas où le polymère présente une forte attraction.

Etude theorique et expérimentale pour la formation des Centres Emetteurs G- et W- dans le silicium

Doctorant : Christos GENNETIDIS

Laboratoire INSA : MATEIS - Matériaux Ingénierie et Sciences

École doctorale n°34 : Matériaux de Lyon

Les centres émetteurs dans le silicium constituent des candidats prometteurs pour les technologies de télécommunication quantique. Leur fonctionnement repose sur la fabrication de défauts émetteurs de lumière tels que le complexe tri-interstitiel de Si, connu sous le nom de centre W, et le cluster C - Si - C, connu sous le nom de centre G. Dans cette thèse, les deux centres d'émission susmentionnés ont été étudiés à l'aide de simulations basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, afin d'analyser leurs caractéristiques fondamentales telles que leurs propriétés structurales et leur émission optique à la raie de zéro phonon. Par la suite, leur processus de fabrication a été modélisé à l'aide de simulations de dynamique moléculaire. La technique expérimentale du faisceau d'ions focalisé ainsi que le processus de recuit ont été modélisés en utilisant différents paramètres issus des protocoles d'expérimentation, tels que le type d'ions du faisceau, l'énergie et la fluence. De nombreux protocoles de fabrication ont été étudiés afin de proposer différentes stratégies pour orienter le processus expérimental. Enfin, des expériences d'implantation utilisant un de faisceau d'ions focalisé suivi de recuits ont été réalisées et leurs résultats ont été comparés à ceux issus de la modélisation par dynamique moléculaire. Cette thèse de doctorat vise à comprendre les propriétés fondamentales des centres d'émission W et G dans le silicium ainsi que leurs processus de fabrication, afin d'informer et de guider les travaux expérimentaux.

Flotte Coopérative de Robots Aériens basée sur des Communications Sans Fil, sous l'angle du Flocking

Doctorant : Théotime BALAGUER

Laboratoire INSA : CITI - Centre d'innovation en Télécommunications et Intégration de Services
École doctorale n°512 lnfoMaths - Informatique et Mathématiques de Lyon

Comparé à un robot seul, une flotte de robots aériens coordonnés peuvent apporter des gains en vitesse, flexibilité et robustesse lors de missions complexes. Mais son déploiement présente encore des défis centraux, parmi lesquels la communication, essentielle pour une bonne collaboration entre les drones. Les techniques de réseaux ad-hoc et de contrôle distribué semblent adaptées pour ces systèmes multi-drones - couramment appelés Flying Ad-hoc Networks (FANETs) - car elles passent à l'échelle, sont adaptables à de nombreuses situations et présentent une certaine tolérance aux dysfonctionnements. Malgré d'importants efforts de recherche dans ce domaine, les interactions entre qualité de communication et contrôle d'une flotte de drones sont encore peu comprises. Dans cette thèse, nous étudions cette influence mutuelle entre les systèmes de communication et les algorithmes de contrôle multi-robot, avec le but final d'améliorer la coordination des flottes de drones. Nos travaux portent en majeure partie sur le flocking, une stratégie de contrôle distribuée aux nombreux avantages, comme l'évitement de collisions ou le maintien de connectivité, et parfaitement adaptée aux micro-drones et au Wi-Fi, qui sont les deux technologies au cœur de cette thèse. Dans un premier temps, nous présentons DANCERS, un co-simulateur robotique et réseau spécialement conçu pour l'étude des systèmes multi-robot. DANCERS est une plateforme de simulation flexible permettant d'interconnecter n'importe quel simulateur de robotique avec n'importe quel simulateur de réseau. Grâce à cet outil et à des expériences en milieu réel, nous démontrons comment des contraintes de communication peuvent impacter la qualité de contrôle d'un robot aérien. D'abord, nous étudions l'effet d'un réseau congestionné sur le contrôle à distance d'un drone, puis nous transposons ces résultats vers un système multi-robot plus complexe, le flocking, pour analyser sa résilience face à des conditions de communication imparfaites. Enfin, tirant parti de la mobilité des drones au lieu de la considérer comme une contrainte, nous proposons un nouvel algorithme de déploiement automatique de relais radio aériens. Dans cette nouvelle approche, un essaim de drones forme automatiquement un réseau extensible, reconfigurable et robuste, qui permet de maintenir des liens de communication en temps réel avec plusieurs zones éloignées et difficiles à atteindre, permettant des applications comme la recherche et sauvetage ou la surveillance simultanée de plusieurs cibles. Cet algorithme est évalué en simulation avec le co-simulateur DANCERS.