La microscopie à contraste de phase et la microscopie de fluorescence sont les deux piliers de l’imagerie biologique moderne. Le contraste de phase révèle la morphologie de l’échantillon, tandis que le marquage fluorescent apporte la spécificité au processus d’intérêt. Dans les deux cas l’image est la valeur moyenne du signal mesuré. Dans cette thèse il est proposé de s’intéresser non pas à la valeur moyenne, mais aux fluctuations observées en contraste de phase. Ce nouveau contraste sera appelé imagerie de fluctuations. Les fluctuations proviennent des phénomènes de transport actif et passif caractérisant la machinerie cellulaire, et on peut penser que le niveau de fluctuations est corrélé à l’activité cellulaire. L’objectif de la thèse est de détecter les fluctuations en contraste de phase, de les quantifier et de les relier à l’aide de méthodes d’apprentissage automatique à un processus d’intérêt. L’objet d’étude sera l’activation des lymphocytes qui est un paramètre critique pour la surveillance du rejet chez certains patients atteints de diabète de type 1 ayant subi une greffe d’îlots de Langerhans. L’imagerie de fluctuation permettrait un suivi sans marquage, simplifiant le protocole de surveillance. Le travail attendu est (i) l’optimisation d’un microscope à contraste de phase pour détecter les fluctuations, (ii) l’analyse de séquences d’images pour les quantifier, et (iii) la mise en œuvre de la méthode développée sur divers modèles biologiques dont certains seront des organes de pancréas sur puce. Cette thèse à la frontière entre instrumentation, biophysique et biologie s’adresse à un(e) étudiant(e) avec une formation en optique, physique ou équivalent, avec de bonnes connaissances en traitement d’images et un fort intérêt pour les applications en biologie-santé.