Dissertations / Theses on the topic 'Dynamique du cycle'

Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre d'une étude globale de la dynamique des cycles d'hystérésis en bistabilité optique. Dans un premier temps, nous nous sommes intéresses aux états instables associes à la caractéristique stationnaire en s d'un système bistable. En particulier, nous avons proposé une procédure de contre-réaction permettant de stabiliser tous ces états. Une analyse théorique simple a été développée pour expliquer cette méthode de stabilisation. Nous avons ensuite étudié expérimentalement et numériquement l'élargissement des cycles d'hystérésis lie au balayage du paramètre de contrôle. Dans le cas particulier d'un bistable optique décrit par trois variables dynamiques, nous avons montré que le déplacement des seuils de commutations entre les branches de la caractéristique stationnaire et l'évolution de l'aire des cycles qui en découle, suivent la loi d'échelle en v2/3 (v vitesse de balayage) établie dans le cas de systèmes à une seule variable dynamique. Le domaine de validité de cette loi d'échelle correspond à des déplacements de seuils de commutation de l'ordre de 10% de la largeur du cycle statique associes à de faibles vitesses de balayage. Pour des vitesses plus importantes, la commutation peut être frustrée et n'avoir lieu que pendant la phase décroissante du balayage. Nous avons mis en évidence un phénomène nouveau, l'hésitation caractérisée par une grande sensibilité des trajectoires aux fluctuations des paramètres expérimentaux. D'une période de balayage à l'autre, le bistable peut alors retourner directement à son état initial ou commuter vers l'autre branche. L'analyse théorique de ce phénomène a permis de mettre en évidence une loi d'échelle donnant sa vitesse caractéristique d'apparition. Enfin, nous avons analyse l'effet des fluctuations sur la dynamique des cycles d'hystérésis. A l'aide d'un circuit électronique décrivant un bistable à une seule variable, nous avons montré expérimentalement que l'évolution de l'aire des cycles suit une loi en vs ou l'exposant s, égal a 2/3 dans le cas déterministe, tend vers 1/3 lorsque la dynamique est dominée par les fluctuations.

La dynamique d’hypercompétition qui sévit dans les grandes économies met toutes les entreprises dans un contexte de sélection compétitive. L’obtention du Graal de cette nouvelle économie, en l’occurrence l’avantage concurrentiel, dépend principalement de la faculté des entités créatrices de valeur à accroître leur capacité d’innovation et leur agilité stratégique. L’information et/ou la connaissance renseignant sur l’évolution de l’environnement des entreprises s’affirment comme les matières premières stimulant la créativité et l’agilité stratégique au niveau organisationnel. D’où un besoin accru d’optimiser la gestion de l’information et la production de connaissances. Les TIC apparaissent dans ce contexte comme un support d’optimisation de l’évolution de données brutes gravitant autour des environnements stratégiques en connaissances (cycle de l’intelligence économique). Leur caractère de levier d’innovation réside en effet dans leur capacité à industrialiser la production de connaissances. Cependant, la subjectivité de la capacité d’absorption de nouvelles informations et la dimension tacite de la connaissance font que les technologies informatiques soient incapables d’automatiser parfaitement le cycle de l’intelligence économique
The dynamic of hypercompetition that exists in the major economies puts all businesses in a context of competitive selection. Obtaining the Grail of this new economy, namely the competitive advantage, mainly depends on the ability of companies to increase their capacity for innovation and their strategic agility. The information and / or the knowledge inquiring about the evolution of the business environment appear as raw materials stimulating creativity and strategic agility of the firms. Whence an increased need to optimize the management of information and the production of knowledge. ICT are in this context as a support for optimizing the evolution of raw data into knowledge (cycle of business intelligence). Their character of innovation lever lies indeed in their ability to industrialize the production of knowledge. However, the subjectivity of the absorption capacity of news informations and the tacit dimension of knowledge explain that computer technologies are unable to fully automate the cycle of economic intelligence

La dynamique d’hypercompétition qui sévit dans les grandes économies met toutes les entreprises dans un contexte de sélection compétitive. L’obtention du Graal de cette nouvelle économie, en l’occurrence l’avantage concurrentiel, dépend principalement de la faculté des entités créatrices de valeur à accroître leur capacité d’innovation et leur agilité stratégique. L’information et/ou la connaissance renseignant sur l’évolution de l’environnement des entreprises s’affirment comme les matières premières stimulant la créativité et l’agilité stratégique au niveau organisationnel. D’où un besoin accru d’optimiser la gestion de l’information et la production de connaissances. Les TIC apparaissent dans ce contexte comme un support d’optimisation de l’évolution de données brutes gravitant autour des environnements stratégiques en connaissances (cycle de l’intelligence économique). Leur caractère de levier d’innovation réside en effet dans leur capacité à industrialiser la production de connaissances. Cependant, la subjectivité de la capacité d’absorption de nouvelles informations et la dimension tacite de la connaissance font que les technologies informatiques soient incapables d’automatiser parfaitement le cycle de l’intelligence économique
The dynamic of hypercompetition that exists in the major economies puts all businesses in a context of competitive selection. Obtaining the Grail of this new economy, namely the competitive advantage, mainly depends on the ability of companies to increase their capacity for innovation and their strategic agility. The information and / or the knowledge inquiring about the evolution of the business environment appear as raw materials stimulating creativity and strategic agility of the firms. Whence an increased need to optimize the management of information and the production of knowledge. ICT are in this context as a support for optimizing the evolution of raw data into knowledge (cycle of business intelligence). Their character of innovation lever lies indeed in their ability to industrialize the production of knowledge. However, the subjectivity of the absorption capacity of news informations and the tacit dimension of knowledge explain that computer technologies are unable to fully automate the cycle of economic intelligence

De récents progrès en biologie cellulaire ont montré que le noyau d'une cellule vivante est un ensemble bien organisé de différents domaines ayant chacun une fonction propre. Cette organisation est hautement dynamique. En effet, elle est la clé de l'adaptation de la cellule à son environnement. La dynamique du noyau est ainsi le reflet de l'état de la cellule.
Bien que l'étude de cette dynamique soit devenue l'un des enjeux majeurs de la recherche en biologie cellulaire, la dynamique globale du noyau est encore peu comprise. Pour étudier cette dynamique nous avons mis au point un montage expérimental original de diffusion dynamique de la lumière. Il est à noter que si la diffusion dynamique de la lumière est une technique « classique » pour l'étude des propriétés dynamiques des systèmes moléculaires organisés (i.e. systèmes colloïdaux, surfactants, polymères en solution, gels, cristaux liquides), elle n'avait, encore, jamais été utilisée pour étudier les propriétés dynamiques du noyau d'une cellule vivante. Grâce à ce montage, nous avons étudié la dynamique globale du noyau de cellules neuroblastomes de la lignée SHEP, au cours du cycle cellulaire. Nous avons ainsi pu observer que la dynamique interne du noyau est très riche et très complexe, avec un très grand nombre de temps caractéristiques s'étalant de quelques millisecondes à quelques dizaines de secondes. Par l'analyse des fonctions d'autocorrélation de l'intensité diffusée, < I(0)I(t) >, nous avons, plus particulièrement, sondé la dynamique interne du noyau entre la milliseconde et la seconde. Nous avons mis en évidence deux distributions indépendantes de temps caractéristiques. La première est une distribution de temps rapides compris entre 5 et 70 ms. La deuxième est une distribution de temps plus lent compris entre 0,5 et 2 s. Nous avons montré que ces distributions étaient dépendantes de la phase du cycle dans laquelle se trouvaient les cellules.
Le montage expérimental que nous avons construit nous a également permis de mettre en évidence et d'étudier un processus de transmission de la mort par apoptose d'une cellule vers ses plus proches voisines.

La connaissance de la dynamique interne du noyau d’une cellule vivante semble essentielle pour la compréhension du fonctionnement des cellules eucaryotes. Ainsi, depuis plus d'une quinzaine d’année, de nombreuses études ont été menées pour sonder cette dynamique. Le projet de recherche de cette thèse s’est inscrit dans cette problématique. Nous avons monté une expérience originale de diffusion dynamique de la lumière pour sonder la dynamique interne du noyau d’une cellule. Le principe est simple, nous faisons passer un faisceau laser à travers le noyau d’une cellule et nous détectons les variations temporelles de l’intensité lumineuse diffusée. Les signaux obtenus sont complexes, non stationnaires, avec plusieurs échelles de temps. Une partie importante du travail de thèse a consisté à trouver une manière fiable de les analyser pour en extraire la dynamique interne du noyau ; nous arrivons à sonder cette dynamique sur quasiment 7 ordres de grandeurs (10-5 – 40 s). En utilisant ce montage et les techniques de traitement du signal qu’on a développé, nous avons étudié la dynamique interne du noyau de cellules issues de deux lignées humaines (SHEP et HeLa) au cours de leur cycle cellulaire. Nous observons des différences notables entre les phases G1, S et G2 et nous pouvons voir les gammes de temps affectées par le changement de phase du cycle cellulaire. Ensuite, nous avons étudié la dynamique du noyau de cellules (SHEP et HeLa), en phase G1, en présence d’une drogue cytobloquante dans le milieu de culture. Nous avons aussi étudié l’effet de la température. Pour des cellules en phase G1, nous avons baissé la température de 37°C à 25° C. Nous avons pu suivre l’évolution de la dynamique lors du refroidissement et à 25°C. Enfin, nous avons étudié la dynamique du noyau des cellules SHEP et HELA fixées
The knowledge of the internal dynamics of a living cell nucleus appears essential for the comprehension of the activity of eukaryotic cells. Therefore, for the last fifteen years, many studies have been conducted to probe this dynamics. The research project of this thesis is a part of this issue. We set up an original experience of dynamic light scattering to probe the internal dynamics of a cell nucleus. The principle is simple, we pass a laser beam through the nucleus of a cell and we detect the temporal variations of the scattered light intensity. The signals obtained are complex, non-stationary, with different time scales. An important part of the thesis was to find a reliable way to analyze them to extract the internal dynamic of the nucleus; we can probe this dynamic on almost 7 orders of magnitude (10-5 – 40 s). By using this experience and the signal procession techniques that we developed, we studied the internal dynamics of the nucleus of two human cell lines (HELA and SHEP) in their cell cycle. We observe significant differences between the G1 phase, S and G2 and we can see the time ranges affected by phase change of the cell cycle. Next, we have studied nucleus dynamics of cells (SHEP and HELA), in the G phase, in the presence of cytobloquante drug in the culture environment. We also studied the effect of temperature. For cell in G1 phase, we lowered the temperature of 37°C to 25° C. We were able to follow the changing dynamics during the cooling and at 25°C. Finally, we have studied nucleus dynamics of fixed SHEP and HELA cells

La phosphatase CDC25B est un des acteurs clé des mécanismes de contrôle du cycle cellulaire. Elle est surexprimée dans un grand nombre de tumeurs et son ciblage pourrait présenter un intérêt thérapeutique en cancérologie. De nombreux aspects de la régulation de CDC25B restent encore mal compris, en particulier le rôle que pourraient jouer ses isoformes (CDC25B1, B2 et B3) issues d'un épissage alternatif. Pour aborder cette question, nous avons mis au point des outils nous permettant de suivre in cellulo et en temps réel l'expression des différentes isoformes de CDC25B par une approche de vidéomicroscopie. Nous avons ainsi mis en évidence une dégradation différentielle des isoformes de CDC25B au cours de la mitose. Nous avons également visualisé l'existence d'une navette nucléo-cytoplasmique des différentes CDC25B à la transition G2/M. Enfin, nous avons obtenu des résultats préliminaires sur la régulation de CDC25B après domages à l'ADN induits par un agent génotoxique
CDC25B is one of the three dual specificity phosphatases that control entry into mitosis through the dephosphorylation and subsequent activation of CDK1-CyclinB1 complexes. CDC25B has been reported to be overexpressed in a number of human tumours. In many cases, CDC25B upregulation is associated with more aggressive phenotypes thus making CDC25B an ideal target for cancer therapy. Regulation of CDC25B is still unclear. In particular, the specific functions of the three major splice variants of this phosphatase (CDC25B1, B2 and B3) remained to be clarified. In order to address this issue, we have constructed vectors that allows us to examine the expression and the localisation of the different isoforms in living cells by real time videomicroscopy. We have demonstrated that CDC25B isoforms have different mitotic stabilities. We have also observed a nucleo-cytoplasmic shuttling of the CDC25B phosphatases at the G2/M transition

En raison d'applications potentielles dans l'industrie du stockage magnétique et du développement rapide de l'électronique de spin, la communauté scientifique a trouvé au cours des dernières décades un intérêt sans cesse croissant à la physique des nanocouches magnétiques empilés. L'une des principales questions dans ce domaine concerne l'origine du couplage à l'interface entre les couches actives qui joue un rôle déterminant dans leur dynamique puisqu'il permet de maitriser le retounement d'une couche par une action contrôlée sur l'autre couche. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les mécanismes de retournement d'un système bi-couche en fonction du couplage inter-couche et avons obtenu son profil de l'aimantation. Notre travail aura un contribution non négligeable sur l'optimisation des paramètres physiques des multi-couches magnétiques en vue de leurs applications pratiques telles que les mémoires magnétiques à accès aléatoire (MRAM)
Due to its potential applications in the industry of magnetic recording media and the rapidly developing field of spintronics, the physics of stacked magnetic nanostructures has attracted a growing interest from the scienfic community during the last decades. One of the underlying issues of the multilayered magnetic systems used concerns the origin and effect of interlayer coupling as it plays a crucial role in the optimization of the magnetization switching. Accordingly, we have devoted the large part of the present thesis work to the study of the effect of such a coupling by considering various types thereof, and the switching mechanisms and magnetization profile they entail. We believe that our work will contribute to further optimizing the physical properties of magnetic multilayers as promising candidates for efficient information storage on magnetic media such as the Magnetic Random Access Memory (MRAM)

Ce travail de thèse, axé sur le cycle cellulaire des protozoaires parasites Leishmania major et Trypanosoma brucei, notamment sur les kinétochores et centres organisateurs de microtubules, est divisé en deux parties : i) L'étude de l'organisation nucléaire. Un certain nombre de protéines majeures du transport nucléocytoplasmique (Ran et ses partenaires) y sont caractérisées, ainsi que leur importance majeure pour le parasite. Plusieurs expériences de localisations (d'histones, de protéines modificatrices d'histones, de protéines de transport nucléaire, et de protéines potentiellement associées aux kinétochores) permettent de dresser une première ébauche de l'architecture nucléaire. Celle-ci fait apparaître deux régions clefs du noyau de L. Major : les pores nucléaires et la périphérie du nucléole. Ii) L'étude de la dynamique des microtubules. Les microtubules jouent un rôle primordial chez les Trypanosomatidés dans la mitose, les centres organisateurs de microtubules, le flagelle et le cytosquelette. Trois grandes familles de protéines qui modifient les microtubules sont ici étudiées : les kinésines mitotiques associées aux centromères, les protéines qui fragmentent les microtubules et les polyglutamylases. Ces deux thématiques, nucléaire et microtubulaire, se recoupent avec, notamment la découverte de protéines qui fragmentent les microtubules, présentes dans le noyau. Associées à la périphérie nucléaire et/ou nucléolaire, elles pourraient intervenir dans la nucléation des microtubules du fuseau mitotique, dans la ségrégation des chromosomes ou dans le fonctionnement des kinétochores.

La régulation de la taille des télomères est un élément critique de leur stabilité, elle-même garante de l'intégrité du génome. De nombreuses études récentes ont fait apparaître une connexion entre la régulation des télomères et divers aspects du contrôle du cycle cellulaire. J'ai participé à élucider certaines de ces interactions. La régulation de la taille des télomères est notamment coordonnée à la réplication du génome. En particulier, nous avons montré que l'élongation du télomère est synchronisée à sa réplication et couplée au passage de la fourche réplicative. Par ailleurs, les défauts télomériques sont perçus comme des dommages génétiques susceptible d'entraîner l'arrêt du cycle par un déclenchement des mécanismes de surveillance. A ce propos, il semble qu'il existe un point de contrôle spécifiquement télomérique, reposant sur la fonction particulière qu'adoptent aux télomères, y compris dans des conditions natives, certaines protéines de réparation. Nous avons montré que la protéine de levure RPA, indispensable à la réplication et à la réparation du génome, joue également un rôle important aux télomères en collaboration avec la télomérase. La protéine ATM est un bon exemplbe de connecteur entre les télomères et le cycle cellulaire : cette protéine "checkpoint" multifonctionnelle établit une interaction entre la chromatine télomérique et le réseau de transduction du signal en réponse aux dommages. En outre, TEL1, l'homologue d'ATM, interagit fonctionnellement avec RAP1, un facteur clé régulant la taille des télomères. En l'absence de TEL1, un équilibre télomérique particulier se met en place dans lequel Rap1p ne joue plus son rôle de comptage des répétitions d'ADN télomérique. Nous avons montré qu'un mécanisme relais se met alors en place, capable de prendre en compte des répétions télomériques humaines au même titre que des répétitions de levure.

La toxoplasmose, dûe au parasite Toxoplasma gondii, est une zoonose dite à cycle complexe car le pathogène fait intervenir plusieurs espèces pour assurer sa transmission. Les félidés sont les hôtes définitifs de T. gondii et, lorsqu’ils sont infectés, peuvent excréter des millions d’oocystes dans l’environnement. L’ensemble des animaux à sang chaud, y compris l’homme, constituent les hôtes intermédiaires. L'infection des différents hôtes s'effectuent par transmission verticale ou via l'ingestion de tissus animaux contaminés ou d'oocystes présents dans l'environnement.Les objectifs de ma thèse étaient i) de mesurer la fréquence et la distribution spatiale des oocystes de T. gondii dans l’environnement en milieu rural, ii) d'estimer la prévalence et la distribution spatiale de l’infection dans la communauté locale de rongeurs, iii) de déterminer les principaux facteurs responsables de la structuration spatiale de la contamination environnementale et enfin, iv) d’évaluer l'importance de l'environnement en tant que source de contamination tant pour les animaux que pour l’homme.Nous avons mis en évidence une forte contamination des sols (29%) distribuée sur l'ensemble de la zone et, avons révélé un gradient spatial similaire de diminution de la contamination avec la distance aux bâtiments au niveau des sols et dans la communauté de rongeurs. Le modèle de simulation multi-agents a permis d'expliciter le rôle prépondérant de la configuration de l'habitat humain, qui de par son effet sur la structuration spatiale des populations de chats domestiques, détermine la fréquence et la distribution des points chauds de contamination. Par conséquent, en milieu rural, l'importante contamination des sols au niveau des fermes suggère que le risque d’infection pour l’homme est élevé, indirectement à travers la consommation de viande issue d’animaux d’élevage infectés, mais aussi directement via l’ingestion d’oocystes présents sur les substrats manipulés lors de diverses activités
Toxoplasmosis, caused by the parasite T. gondii, is a zoonosis with a complex life cycle as the pathogen requires several different species to achieve it cycle. Felids, in particular domestic cats, are the definitive hosts of the parasite and when infected they can shed millions of oocysts in the environment. All warm blooded animals, including humans, are potential intermediate hosts. Host species can be infected through vertical transmission or by ingesting contaminated tissues or oocysts present on environmental substrates.My goals were: I) to precisely measure the frequency and spatial distribution of the environmental contamination to T. gondii in a rural area, ii) to estimate the prevalence and the spatial distribution of the parasite in the local community of rodents, iii) to identify the main factors driving the spatial structure of the environmental contamination and finally, iv) to assess the importance of the environment as a transmission source for animals and humans.First, we found a high frequency of contaminated soil samples (29%) that were largely distributed across the whole area, and, we found a similar spatial gradient of decreasing contamination with increasing distances from buildings for soils and rodents. Altogether, the results obtained allowed to identify and rank the determinants of the spatio-temporal dynamics of the environmental contamination to T. gondii. The agent-based model showed the primary role of the spatial configuration of human habitat, which, through its impact on the spatial structure of domestic cat populations, determines the frequency and distribution of the hot spots of soil contamination. Thus, in rural areas, the high level of contamination within and around agricultural buildings suggests that infection risks for humans are important, either indirectly through the consumption of contaminated meat or directly due to the ingestion of oocysts contaminating earth, water or vegetables

Reproduction de : Habilitation à diriger des recherches : Lettres et Sciences humaines. Géographie : Lille 1 : 2005.
N° d'ordre (Lille 1) : 502. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 118-133. Bibliogr. p. 169-174.

Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à la dynamique de l’aimantation des nanoparticules magnétiques monodomaines en présence d’un champ magnétique alternatif (ac) d’amplitude et d’orientation arbitraire, en tenant compte de l’effet de l’agitation thermique, dans le contexte du modèle de Brown de rotation cohérente de l’aimantation. En particulier, nous nous sommes intéressés aux effets non-linéaires dus aux excitations d’un champ ac fort, dans la dynamique de l’aimantation des nanoparticules individuelles et les assemblées de nanoparticules sans interactions, dans une gamme de fréquence large (jusqu’à 10 GHz). Notre étude porte sur les nanoparticules avec une anisotropie uniaxiale et biaxiale. Nous avons calculé les grandeurs physiques pertinentes pour modéliser cette dynamique, telles que la susceptibilité dynamique non-linéaire, le temps de retournement de l’aimantation, et le cycle d’hystérésis dynamique (DMH). Les résultats obtenus montrent une forte dépendance de la réponse non-linéaire et de la DMH vis-à-vis de l’anisotropie, de la constante de biaxialité, de la température, ainsi que de l’amplitude et de l’orientation des champs dc et ac. De plus, contrairement aux particules uniaxiales, la réponse stationnaire non-linéaire et la DMH dépendent fortement de la direction azimutale du champ ac, et pas seulement de l’angle polaire entre l’axe facile et le champ externe. Ce travail de thèse apparait comme une nouvelle approche théorique des études de la dynamique de l’aimantation des nanoparticules magnétiques, sous l’action d’un champ ac fort, ouvrant la voie vers la solution d’autres problèmes non-linéaires
In the present work, the dynamics of the magnetization of single domain magnetic nanoparticles assisted by an external alternative current (ac) magnetic field of arbitrary strength and orientation, in presence of the thermal agitation, is treated in the context of the Brown’s model of coherent rotation of the magnetization. Our main objective was to treat nonlinear effects due to strong ac magnetic excitations in the dynamics of the magnetization of an individual nanoparticle and an assembly of non-interacting nanoparticles across a wide frequency range (up to 10 GHz). Our study has been focused on the nanoparticles both with a uniaxial and biaxial anisotropy. We have calculated the relevant physical quantities such as nonlinear dynamical susceptibility, magnetization reversal time, and dynamic magnetic hysteresis (DMH). The results show a strong dependence of nonlinear response and the DMH on the anisotropy constant, biaxiality constant, temperature, amplitudes and orientations of the dc and ac fields. Furthermore, in contrast to uniaxial particles, the nonlinear ac stationary response and DMH strongly depend on the azimuthal direction of the ac field and not only the polar angle between the easy axis and the external field vector. In the present work, we have developed a theoretical approach to treat the dynamics of the magnetization of the magnetic nanoparticles subjected to a strong ac field, opening a new way to the solution of other nonlinear problems

La tourbiere de st-genes champespe (puy de dome) correspond a un haut marais evolue constelle de pres de 900 fosses de tourbage a tous les stades de recolonisation. Ces fosses sont subdivisees en 10 types dont deux predominent: le type 1 dont le volume est entierement occupe par des sphaignes et le type 7 qui presente une partie de sa surface en eau libre. L'espece etudiee, leucorrhinia dubia (van der linden) (odonate, anisoptere, libellulidae) vit dans ces milieux acides ou il n'existe pas de poissons predateurs. Sur les fosses de type 1 le developpement se fait en 5 ans avec une plus forte survie en debut de developpement. Ceci est en liaison avec les fortes densites et les conditions trophiques limitantes. Un systeme de regulation base sur le cannibalisme est alors observe. Sur les fosses de type 7, le developpement larvaire se fait en trois ans. La survie plus faible chez les premiers stades est plus forte en fin de croissance. Le cannibalisme est reduit par l'abondance de cladoceres consommateurs de mycobacteries. Le developpement de leucorrhinia dubia est lie a l'exploitation de la boucle microbienne. Leucorrhinia dubia est l'espece qui presente sur cette tourbiere le plus large spectre temporel et spatial lors de l'emergence. Les individus emergeant sur les fosses de type 7 sont de plus grande taille et plus precoces que ceux issus des fosses de type 1. La mortalite lors de l'emergence est en moyenne de 23% dont 10,1% lie a la predation et 12,9% lie aux conditions climatiques. Le sexe ratio (males sur total) qui etait a l'emergence de 47,66% passe a 66,22% chez les imagos matures. Les femelles durant la periode de maturation presentent une augmentation de masse superieure a celle des males. Ceci est lie a l'effort de ponte mais s'avere couteux en terme de survie. Les imagos choisissent les zones de la tourbiere en fonction de l'importance des fosses de type 7 et 1 et reviennent preferentiellement sur ces zones durant leur periode de vol. La survie larvaire dans les fosses de type 1 est faible. Les emergences y sont donc limitees. Le nombre de femelles matures aptes a se reproduire ne suffirait pas a entretenir les effectifs observes dans ce type de fosse. Les imagos issus des fosses de type 7 contribuent par leur ponte a l'entretien des effectifs larvaires des fosses de type 1. Alors que plus des deux tiers des larves presentes sur la tourbiere vivent dans ces fosses de type 1, l'espece n'arriverait pas a se perpetuer s'il n'existait que des fosses de ce type

Les Syndiniales sont des parasitoïdes marins capables d’infecter un très grand nombre d’organismes planctoniques ou non. Parmi ces pathogènes, les Amoebophryidae, infectent tout particulièrement les dinoflagellés. En rivière de Penzé (Nord Bretagne, France), ces parasitoïdes infectent toutes les espèces présentes, y compris l’espèce toxique Alexandrium minutum. La spécificité de ces interactions est grande : une espèce hôte est infectée par un parasitoïde génétiquement distinct, le même pathogène infectant la même espèce d’une année sur l’autre (entre 2004 et 2006). Ces pathogènes spécifiques sont donc capables de réguler les populations hôtes entraînant une succession rapide des espèces de dinoflagellés. Le nombre croissant de marées rouges (ou efflorescences de dinoflagellés) pourrait ainsi être une conséquence du le découplage entre le dinoflagellé hôte et son pathogène naturel.

Les AgNORS sont des protéines nucléaires qui précipitent les sels d'argent. De nombreuses études ont montré que la durée du cycle cellulaire est d 'autant plus courte que la quantité d'AgNORS dans les cellules en cycle est élevée. La mesure simultanée des quantités d'AgNORS dans les cellules en cycle et de la proportion de cellules en cycle permet donc une mesure exhaustive de l'activité proliférative des populations cellulaires normales et pathologiques. Des travaux récents ont également montré la valeur pronostique des AgNORS pour les taux de survie à 5 ans dans de nombreux cancers. Toutefois, la quantification des AgNORS dans les cellules en cycle repose sur l'analyse d'image qui est une méthodologie coûteuse en temps et qui manque souvent de reproductibilité entre laboratoires. Nous avons donc développé et validé une nouvelle approche pour la quantification des AgNORS dans les cellules en cycle fondée sur la cytométrie en flux. Par ailleurs, nous nous sommes attachés à étudier les modifications quantitatives des trois protéines AgNORS UBF1, Nucléoline et B23 dans les cellules entrant en prolifération après hépatectomie partielle de rat. Les résultats montrent une augmentation des quantités d'UBF1 qui est corrélée à l'augmentation d'activité transcriptionnelle de l'ARN Polymérase de type 1 suivies par une augmentation des quantités de Nucléoline et de B23. L'activité de ribogenèse qui implique ces protéines apparaît donc bien liée directement au déroulement du cycle cellulaire
AgNORS are nuclear proteins that interact specifically with silver salts. Numerous studies have shown that AgNORS are as large as the cell cycle time short. (. . . ) We have developed and validated a new approach to AgNORS quantitation based on flow cytometry. Moreover, we have studies the quantitative modifications of the three AgNORS proteins UBF1, Nucleolin and B23 in cells committed to proliferation after partial rat hepatectomy. Results show an increase in UBF1 quantity wich is correlated with an increase in transcriptional RNA Polymerase 1 activity followed by an increase in Nucleolin and B23 quantity. The ribogenesis activity that involves these proteins is thus confirmed as a driving force of the cell cycle progression

L'organisation fonctionnelle du noyau dépend de machineries nucléaires distribuées dans des domaines appelés corps nucléaires. Pour comprendre comment cette distribution est régulée,nous avons choisi le nucléole comme modèle d'étude. Nous nous sommes intéressés au trafic et à la compartimentation de la machinerie de maturation des ARNr pendant l'interphase et la mitose. Cette étude a nécessité l'utilisation de techniques de microscopie permettant le suivi de protéines en cellules vivantes telles que : le FRAP, la vidéomicoscopie et le tdFLIMFRET. Grâce à un système permettant de séparer réversiblement les machineries de transcription et de maturation des ARNr en interphase, nous avons montré que la machinerie de maturation est déconnecté des sites de transcription et se concentre dans des masses nucléaires issues du composant granulaire nucléolaire. Nous les avons nommées masses granulaires. Ce processus réversible, nous a permis d'étudier la reformation nucléolaire. Dans des cellules contrôles et grâce à un système de cellules perméabilisées, mis au point dans le laboratoire, nous avons montré que la reformation nucléolaire dépend de l'hydrolyse de l'ATP et que CK2 intervient dans la régulation de la compartimentation du nucléole. En sortie de mitose, nous avons montré que le recrutement des machineries de maturation précoce et tardive passe par les même PNB. La convergence des machineries dans un même site pourrait être l'origine de la formation des PNB. De plus, nous avons mis en évidence l'interaction des protéines B23 et Nop52 dans les PNB. Aussi, nous proposons, pour les PNB, un rôle de plateformes d'assemblage des complexes de maturation des ARNr
The functional organisation of the nucleus depends on machineries that are distributed in domains named nuclear bodies. To understand how this distribution is regulated we have chosen the nucleolus as example. We have focused our attention on traffic and compartmentation of the rRNA processing machinery during interphase and mitosis. To follow proteins in living cells we have used microscopy technologies such as: FRAP, videomicroscopy and tdFLIM-FRET. A reversible system capable of disconnecting the processing from the transcription machineries during interphase permitted us to show that the processing machinery can be disconnected from the transcription sites and accumulates in nuclear masses originating from the nucleolar granular component. We named these granular masses. This reversible process permitted us to study reformation of the nucleolus. In control cells and in an assay using permeabilized cells set up in the laboratory, we have shown that nucleolar reformation depends on ATP hydrolysis and that CK2 is involved in nucleolar compartmentation. At the exit of mitosis, we have shown that early and late processing machineries pass through the same PNB. The convergence of the machineries in a single site could be at the origin of PNB formation. Furthermore, we have demonstrated that Nop52 and B23 interact in the same PNB. For this reason, we propose that PNB are preassembly platforms for rRNA processing complexes

La thèse présente une nouvelle méthode pour l'analyse et la comparaison de trajectoires de dynamique moléculaire basée sur l'algorithmique de graphes. Nous considérons une trajectoire comme une suite de graphes représentant l'évolution des liaisons chimiques entre les atomes d'une molécule en mouvement.Traditionnellement, l'analyse de dynamique moléculaire repose sur l'énergie potentielle, mais nous avons choisi de nous en abstraire et de proposer une méthode basée sur la topologie des graphes, en particulier celle des cycles. Au cours de l'évolution de la molécule, les cycles et leurs interactions représentent la structure de la molécule. Certains cycles différents peuvent cependant avoir un rôle similaire dans la structure, nous les qualifions alors de polymorphes. Partant de ces cycles polymorphes, nous définissons le polygraphe, un graphe représentatif de la dynamique d'une trajectoire, dans lequel les sommets sont des ensembles de cycles polymorphes.La thèse présente à la fois la méthodologie permettant le calcul et l'utilisation de ce polygraphe, ainsi que l'étude de la complexité des problèmes sous-jacents à sa construction.Dans le même temps, nous proposons plusieurs algorithmes pour répondre aux problèmes posés et obtenir ainsi un polygraphe. Par la suite, nos algorithmes sont évalués afin de définir un protocole de construction du polygraphe à partir d'une suite de graphes constituant une trajectoire.Enfin, nous présentons nos résultats sur l'utilisation du polygraphe pour l'analyse des trajectoires. Le polygraphe permet d'avoir une vue globale, tandis que des sous-polygraphes permettent de représenter la structure en cycles polymorphes de chacun des graphes de la trajectoire. De cette façon, si deux graphes d'une trajectoire ont le même sous-polygraphe alors, leurs structures sont équivalentes et nous pouvons conclure qu'il n'y a pas de différences structurelles majeures entre ces graphes. Nous répétons cela sur tous les graphes de la trajectoire afin de définir des ensembles de graphes qui correspondent à la même structure en cycles polymorphes
The thesis presents a new method for the analysis and comparison of molecular dynamics trajectories based on graph algorithms. We consider a trajectory as a sequence of graphs representing the evolution of chemical bonds between the atoms of a moving molecule.Traditionally, molecular dynamics analysis relies on potential energy, but we chose to abstract from this and propose a method based on graph topology, particularly that of cycles. During the molecule's evolution, the cycles and their interactions represent the structure of the molecule. However, some different cycles can play a similar role in the structure, and we then qualify them as polymorphic. From these polymorphic cycles, we define the polygraph, a representative graph of the trajectory's dynamics, where the vertices are sets of polymorphic cycles.The thesis presents both the methodology for calculating and using this polygraph, as well as the study of the complexity of the underlying problems in its construction.At the same time, we propose several algorithms to address the posed problems and thus obtain a polygraph. Subsequently, our algorithms are evaluated to define a protocol for constructing the polygraph from a sequence of graphs constituting a trajectory.Finally, we present our results on using the polygraph for trajectory analysis. The polygraph provides an overall view, while sub-polygraphs represent the polymorphic cycle structure of each graph in the trajectory. In this way, if two graphs in a trajectory have the same sub-polygraph, then their structures are equivalent, and we can conclude that there are no major structural differences between these graphs. We repeat this for all graphs in the trajectory to define sets of graphs that correspond to the same polymorphic cycle structure

L'ensemble de cette étude présente l'établissement d'un modèle de simulation de composants passifs magnétiques. Les éléments concernés sont les structures à faibles fuites magnétiques à l'intérieur desquelles peut être définie une variable flux unique ; nous montrons les différentes étapes qui ont permis d'aboutir, à partir d'une technique de simulation comportementale développée au laboratoire, à la prise en compte de la saturation, des courants de Foucault et de l'hystérésis, lors de fonctionnement en ondes quelconques. Le principe est de reconstituer la variable flux magnétique au moyen d'une ou plusieurs équations d'état faisant intervenir un coefficient de comportement dynamique et la caractéristique statique du circuit Cette dernière doit rendre compte du processus d'hystérésis lorsque l'ordre de grandeur du phénomène ne peut être négligé vis-à-vis du comportement dynamique. Le modèle nécessite la connaissance, au départ, de la courbe d'aimantation et du cycle à saturation statique. , ainsi que d'une courbe dynamique. Nous avons développé un appareillage de mesures échantillonnées dédié à la caractérisation des circuits magnétiques en vue d'une simulation. Celui-ci nous a également permis d'évaluer les limites de validité en fréquence. Afin d'élargir le champ d'application à différents matériaux, nous avons imaginé d'inclure, de manière automatique, I'hystérésis dans la description statique. La faisabilité de la méthode a été montrée sur la simulation d'exemples pratiques tels que : inductance, transformateur de tension, transformateur de courant dans un disjoncteur différentiel, établissement d'un modèle de pertes fer ; le problème du couplage avec des circuits de charge non linéaires a également été abordé. L'efficacité de notre technique de représentation réside dans la précision et la rapidité des deux étapes successives : identification - simulation. La réalisation est maintenant possible au moyen d'un outil complet qui existe au laboratoire et dont nous avons pu démontrer la fonctionnalité sur de nombreux cas d'application industrielle
This work presents a simulation method of passive magnetic components. The magnetic circuits that are concerned are the low leakages ones in which a unique variable flux can be defined. We show the progressive way that led us to take into account the saturation, the eddy-current and the hysteresis with no mind of the exciting waveforms. The principle consists of calculating the magnetic flux variable with a state equation including a dynamical behaviour parameter and the static characteristic of the circuit. Every time the hysteresis phenomenon is as important as the dynamical behaviour, it must be involved in the static characteristic. The mode! needs the knowledge of the static first magnetizing curve, a static saturation cycle and a dynamical curve. We have realized a sampling measuring device with the specific purpose of characterizing the magnetic circuits for the -simulation. We also used this apparatus as a mean for estimating the frequency validity limits. In order to extend the application to a large number of materials, we have included the hysteresis phenomenon into the static behaviour. The good working of the method has been shown in simulating devices as : an inductor, a voltage transformer, - current transformer used in a differential circuit breaker. An approach of the coupling with a non-linear load has been given and a global simulation method of achieving the iron lasses has been tested successfully. The main efficiency of our representative technique consists of the accuracy and the rapidity of both of the successive steps : identification and simulation. The achievement is now possible using a whole deviee that does exist in the laboratory and that has been tested on many industrial examples

Ce travail a porté sur l’étude de la dynamique de la transmission d’un parasite à cycle complexe, Toxoplasma gondii, dans des milieux contrastés. Dans une première partie, la dynamique de la transmission du parasite est étudiée dans un site urbain abritant une population très dense de chats domestiques (Felis catus). Nos travaux permettent de poser l’hypothèse d’un cycle de transmission parasitaire simple lorsque les hôtes intermédiaires sont en densité très faible relativement à celle des chats. Par ailleurs, nous mettons en évidence l’existence de zones de contamination du sol par les oocystes de T. Gondii, qui sont très localisées, et qui correspondent aux zones de défécation communes des chats. Dans une deuxième partie, la variabilité de la dynamique de transmission de T. Gondii dans les milieux riches en hôtes intermédiaires est abordée. Nous mettons notamment en évidence des indicateurs de la variabilité interspécifique du niveau d’infection chez les hôtes intermédiaires (masse corporelle spécifique et habitat). Par ailleurs, nous montrons qu’il existe des relations entre la composition de l’environnement, la variabilité du climat, et le niveau d’infection de la toxoplasmose chez le chat domestique et le chat forestier (Felis silvestris). L’ensemble du travail montre l’intérêt d’une approche éco-épidémiologique dans la compréhension de la variabilité du cycle de T. Gondii, notamment par l’utilisation du suivi à long terme de plusieurs populations de chats vivant dans différents environnements. Il ouvre la voie à différentes perspectives de recherche, tant sur le plan appliqué (amélioration de la détection d’oocystes) que sur un aspect de modélisation
We studied the dynamic of the transmission of a parasite with complex life-cycle, Toxoplasma gondii, in contrasted environments. First, the dynamic of the parasite transmission was studied in an urban area where a population of domestic cats (Felis catus) live at high density. Our results raise the hypothesis that the parasite transmission could occur via a simple life-cycle when intermediate hosts are in very low density, relative to cats. We also highlighted the presence of localised areas contaminated by T. Gondii oocysts, which correspond to defecation site of cats. Second, we studied the dynamic of the transmission of T. Gondii in environments where intermediate hosts are in high density. We found indicators of the interspecific variability in the level of infection of intermediate hosts, such as body mass or habitat. Moreover, we showed that environment composition, climate fluctuations and the level of infection of toxoplasmosis in domestic cats and wildcats (Felis silvestris) could be related. The whole study shows the interest of an eco-epidemiological approach to understand the variability of the life-cycle of T. Gondii

L'objectif de cette these est d'etudier la dynamique du phyoplancton dans les ecosystemes cotiers macrotidaux, en relation avec l'hydrodynamique et avec le cycle biogeochimique du silicium. Deux sites ateliers ont ete frequemment visites au cours du printemps 1992, la rade de brest et le secteur homogene de la manche occidentale. Dans ces deux ecosystemes cotiers macrotidaux, le declenchement des diverses floraisons est etudie sous l'angle de la theorie des ergoclines, afin de comprendre la difference observee dans la reponse du phytoplancton aux apports d'energie auxiliaire variant en relation avec l'alternance vives eaux/mortes eaux. Le role du silicium est egalement essentiel dans les premiers stades de la succession. Une methode a ete mise au point pour determiner les teneurs en silice biogenique en s'affranchissant de l'interference minerale due a la presence, dans les eaux cotieres, de nombreux mineraux silicates. Cette methode a permis (1) de mettre en evidence une limitation de la croissance des diatomees par les silicates dans les deux ecosystemes et (2) d'etablir pour l'ecosysteme rade de brest un bilan complet des flux de silicium dissous et particulaire (biogenique). La mesure directe des apports de silicates a la rade, comparee avec une estimation indirecte de la production de silice biogenique, a permis de mettre en evidence l'importance de la regeneration du silicium dans la colonne d'eau et a l'interface eau-sediment

Le noyau des cellules est une structure très organisée, dont l'organisation joue un rôle important dans la régulation de l'expression des gènes. La compréhension des mécanismes à l'origine de cette organisation est donc essentielle à la compréhension du fonctionnement des génomes. De nombreuses expériences conduites chez la souris ont montré que les régions centromériques (RC) des chromosomes jouent un rôle dans l'organisation du noyau. L'organisation spatiale des RCs humaines est beaucoup moins étudiée, principalement à cause de la complexité des séquences qui les composent, qui rend plus difficile leur détection. Nous avons développé des outils de traitement et d'analyse quantitative d'image, qui, combinés à des nouveaux marqueurs des RCs humaines, nous ont permis de mieux décrire deux aspects de leur organisation spatiale. D'une part nous avons montré qu'elles se positionnent préférentiellement en périphérie du noyau ou aux bords des nucléoles, avec des fréquences qui dépendent des chromosomes. D'autre part nous avons montré qu'elles s'agrègent dans le noyau pour former un compartiment d'hétérochromatine, qui présente des caractéristiques similaires à celui observé dans d'autres espèces telles que la souris. Ces deux aspects sont tous deux inter-dépendants et varient au cours du cycle cellulaire. Cette description nouvelle met sur la piste de mécanismes responsables de l'organisation particulière des RCs, qui pourront être étudiés grâce à la méthode d'analyse et aux observables que nous avons développées. L'étude de ces mécanismes permettra de mieux comprendre la fonction des RCs humaines dans l'organisation du noyau.

Cette thèse, composée de trois essais, identifie des modèles factoriels dynamiques de prévisions en temps réel du cycle économique. Il a pour objectif principal de proposer une structure de modèles d’analyse du cycle économique avec des données à hautes fréquences dans un contexte de révisions de donnée. Ceci est pertinent pour trois raisons. Premièrement, la prévision du cycle économique est une question centrale en macroéconométrie. Deuxièmement, les décideurs politiques bénéficieraient à avoir des informations à hautes fréquences et évaluées en temps réel sur les conditions économiques pour leur prise de décisions. Enfin, les décisions sont souvent prises en se basant sur les données sujettes à des révisions et l’incertitude relative de ces données doit être incorporée dans le processus d’élaboration de décision. Après un bref survol de la littérature sur le cycle économique et des modèles d’analyse des points tournants, nous proposons une structure rigoureuse d’estimation du Produit Intérieur Brut (PIB) mensuel réel des États-Unis. Le problème récurrent rencontré dans l’estimation de cette classe de modèles est que les estimations du PIB mensuel ne sont pas cohérentes avec celles trimestrielles et ces dernières à leur tour ne sont pas cohérentes avec les estimations annuelles. Notre approche résout ce genre de problème et facilite les interprétations intrapériodes. Dans le premier essai (chapitre 2), nous développons et estimons un modèle factoriel dynamique traitant le PIB mensuel comme une variable inobservable. Contrairement aux approches existantes, la moyenne trimestrielle de nos estimations mensuelles est exactement égale à l’estimation trimestrielle du «Bureau of Economic Analysis». Par contruction, nos estimations mensuelles ont l’avantage d’être à la fois en temps réel et facile à interpréter. Le second essai (chapitre 3) est une extension de la structure précédente en y ajoutant un modèle markovien de changements de régimes du cycle économique au modèle factoriel dynamique. Le modèle est maintenant un modèle avec trois niveaux à deux composantes inobservables. Nous portons une attention particulière à la sensibilité des indicateurs usuels du cycle économique aux points tournants. L’indice de production industrielle, les ventes manufacturières et de commerce transmettent plus rapidement à la composante commune (PIB mensuel) les chocs qu’ils subissent du cycle économique que l’emploi. Dans le dernier essai (chapitre 4), nous intégrons les révisions de données dans le modèle factoriel dynamique à régimes markoviens dans une perspective d’évaluer leurs effets sur le cycle économique. Il apparait que les révisions de données ont un impact significatif sur les comouvements entre les variables et les points tournants sans compromettre la nature asymétrique du cycle économique. Mots clés : Modèle Factoriel Dynamique (MFD), Haute fréquence, Temps réel, Régimes markoviens, Composantes inobservables, Révisions, Comouvement, Points tournants, Asymétrie, Cycle économique.
This thesis is composed of three essays on real-time forecasting dynamic factor models. The main objective is to provide frameworks for high-frequency business cycle analysis in the presence of data revisions. This is relevant for three reasons. First, business cycle forecasting is a central question in macroeconometrics. Secondly, policy-makers would benefit from having access to timely, high-frequency information about business conditions to inform their decisions. Finally, decisions must frequently be made based on data that are subject to revision, and this data uncertainty should be incorporated into the decision-making process. After a review of the empirical business cycle literature and of models of business cycle turning points, we propose a rigorous framework for estimating monthly real US Gross Domestic Product (GDP). A recurring problem in this class of models is that estimates for monthly GDP are generally not consistent with quarterly estimates in the same way that quarterly estimates are not consistent with annual data. Our approach solves this problem. In the first essay (chapter 2), we develop and estimate a dynamic factor model treating the monthly Gross Domestic Product (GDP) as an unobservable latent variable. In contrast with existing approaches, the quarterly averages of our monthly estimates are exactly equal to the Bureau of Economic Analysis quarterly estimates. By construction, our monthly estimates have the advantage of being both timely and easy to interpret. The second essay (chapter 3) extends this framework by adding a Markov-switching model of business cycle regimes to the dynamic factor model. The model is now one with three levels, two of which have latent dependent variables. We pay particular attention to the sensibility of the usual indicators at turning points. The industrial production index, manufacturing and trade sales transmit more information about business cycle shocks to the common component (monthly GDP) than does employment. Finally, we integrate data revisions into our Markov- switching dynamic factor model in order to evaluate the effects of the revisions process on monthly estimates. It appears that data revisions have a significant impact on the co-movement of variables and on turning points without compromising the asymmetric nature of the business cycle. Keywords : Dynamic Factor Model (DFM), High-frequency, Real-time, Markov-switching, unobservable components, Revisions, co-movement, Turning points, Asymmetric, Business cycle.

Les séismes le long de grandes failles crustales représentent un danger énorme pour de nombreuses populations. Le mécanique de ces failles est influencé par des zones endommagées qui entourent le coeur de faille. La fracturation dans ces zones contrôle chaque étape du cycle sismique. En effet, cette zone contrôle la mécanique de la rupture sismique, elle est un conduit pour les fluides, réagit chimiquement sous l'effet de fluides réactifs, et facilite la déformation pendant les périodes post- et inter-sismiques. Dans cette thèse de doctorat, des expériences de laboratoire ont été réalisées pour mieux comprendre 1) la façon dont l'endommagement est généré pendant le chargement transitoire co-sismique, 2) comment l'endommagement permet de mieux contraindre le chargement co-sismique le long de grandes failles, et iii) comment les fractures peuvent se cicatriser au fil du temps et contrôler l'évolution de la perméabilité et de la résistance mécanique de la faille.L'introduction de la thèse propose une revue critique de la littérature sur la génération de dommages co-sismiques et en particulier sur la formation des roches pulvérisées. Le potentiel de ces roches comme marqueur des déformations co-sismiques est discuté. Bien que ces roches pulvérisées soient prometteuses pour ces aspects, plusieurs questions restent ouvertes.L'une de ces questions concerne les conditions de chargement transitoire nécessaires pour atteindre la pulvérisation. Le seuil de taux de deformation pour atteindre la pulvérisation peut être réduit par des endommagemments progressifs, au cours de ruptures sismiques successives. Des barres de Hopkinson ont été utilisées pour effectuer des chargements dynamique successifs d'une roche cristalline (monzonite). Les résultats montrent que le seuil pour atteindre la pulvérisation est réduit d'au moins 50% lorsque des chargements successives sont imposés. Cette thèse discute aussi pourquoi les roches pulvérisées sont presque toujours observées dans des roches cristallines et peu dans des roches sédimentaires poreuses. Pour comprendre cette observation, des expériences à haute vitesse de déformation ont été effectuées sur des grès de Rothbach. Les résultats montrent que la pulvérisation des grains eux mêmes ne se produit pas dans les grès. L'endommagement reste se produit principalement à une échelle supérieure à celle grains, et des bandes de compaction sont observées. La compétition entre l'endommagement inter- et intra-granulaire est expliquée par les paramètres microstructuraux en combinant deux modèles micromécaniques classiques. Les microstructures observées dans les grès peuvent se former dans le régime quasi-statiques et aussi dans le régime dynamique. Par conséquent, il est recommandée d'être prudent lors de l'interprétation du mécanisme de deformation dans les roches sédimentaires proches de la surface. La dernière question abordée durant la thèse est la cicatrisation post-sismique de fractures co-sismiques. Des expériences ont été réalisées pour cicatriser des fissures par précipitation de calcite. Le but est l'étude du couplage entre l'augmentation de résistance mécanique de la roche fissurée et l'évolution de la perméabilité. Les échantillons fracturées ont été soumis à des conditions de pression et températures similaires de la croûte supérieure et à une percolation d'un fluide sursaturé en calcite pendant plusieurs mois. Ce couplage non-existe dans les premières étapes de la cicatrisation. Il est révélé par l'imagerie par tomographie aux rayons X que le scellement naissant des fractures se produit dans les porosités situées en aval de barrières d'écoulement, et donc dans des régions qui ne touchent pas les principales voies d'écoulement du fluide. Le découplage entre l'augmentation de résistance de la roche et la perméabilité suggère que les zones d'endommagement peu profondes dans les failles actives peuvent rester des conduits actifs pour les fluides plusieurs années après un séisme
Earthquakes along large crustal scale faults are a huge hazard threatening large populations. The behavior of such faults is influenced by the fault damage zone that surrounds the fault core. Fracture damage in such fault damage zones influences each stage of the seismic cycle. The damage zone influences rupture mechanics, behaves as a fluid conduit to release pressurized fluids at depth or to give access to reactive fluids to alter the fault core, and facilitates strain during post- and interseismic periods. Also, it acts as an energy sink for earthquake energy. Here, laboratory experiments were performed to come to a better understanding of how this fracture damage is formed during coseismic transient loading, what this fracture damage can tell us about the earthquake rupture conditions along large faults, and how fracture damage is annihilated over time.First, coseismic damage generation, and specifically the formation of pulverized fault damage zone rock, is reviewed. The potential of these pulverized rocks as a coseismic marker for rupture mechanisms is discussed. Although these rocks are promising in that aspect, several open questions remain.One of these open questions is if the transient loading conditions needed for pulverization can be reduced by progressively damaging during many seismic events. The successive high strain rate loadings performed on quartz monzonites using a split Hopkinson pressure bar reveal that indeed the pulverization strain rate threshold is reduced by at least 50%.Another open question is why pulverized rocks are almost always observed in crystalline lithologies and not in more porous rock, even when crystalline and porous rocks are juxtaposed by a fault. To study this observation, high strain rate experiments were performed on porous Rothbach sandstone. The results show that pervasive pulverization below the grain scale, such as observed in crystalline rock, does not occur in the sandstone samples for the explored strain rate range (60-150 s-1). Damage is mainly occurs at a scale superior to that of the scale of the grains, with intragranular deformation occurring only in weaker regions where compaction bands are formed. The competition between inter- and intragranular damage during dynamic loading is explained with the geometric parameters of the rock in combination with two classic micromechanical models: the Hertzian contact model and the pore-emanated crack model. In conclusion, the observed microstructures can form in both quasi-static and dynamic loading regimes. Therefore caution is advised when interpreting the mechanism responsible for near-fault damage in sedimentary rock near the surface. Moreover, the results suggest that different responses of different lithologies to transient loading are responsible for sub-surface damage zone asymmetry.Finally, post-seismic annihilation of coseismic damage by calcite assisted fracture sealing has been studied in experiments, so that the coupling between strengthening and permeability of the fracture network could be studied. A sample-scale fracture network was introduced in quartz monzonite samples, followed exposure to upper crustal conditions and percolation of a fluid saturated with calcite for several months. A large recovery of up to 50% of the initial P-wave velocity drop has been observed after the sealing experiment. In contrast, the permeability remained more or less constant for the duration of the experiment. This lack of coupling between strengthening and permeability in the first stages of sealing is explained by X-ray computed micro tomography. Incipient sealing in the fracture spaces occurs downstream of flow barriers, thus in regions that do not affect the main fluid flow pathways. The decoupling of strength recovery and permeability suggests that shallow fault damage zones can remain fluid conduits for years after a seismic event, leading to significant transformations of the core and the damage zone of faults with time

Dans cette thèse, nous étudions la dynamique d'un automate a mémoire dont la fonction de transition est une fonction a seuil. Au chapitre 1, on présente différentes propriétés qui permettent de reconnaitre ou de réaliser une fonction a seuil donnée. Au chapitre 2 nous rappelons les résultats essentiels concernant la dynamique des automates a mémoire linéaires. Le chapitre 3 est consacre a l'étude de deux familles d'automates: automates a mémoire palindromiques et automates réversibles. Aux chapitres 4 et 5, on s'intéresse a la dynamique des automates a mémoire géométriques. Au chapitre 6, on ramène l'étude de la dynamique d'un automate a mémoire a seuil a la résolution d'un programme linéaire. On présente un algorithme qui pour un couple (k,p) permet de construire, s'il en existe, un automate a mémoire a seuil de taille de mémoire k admettant un cycle de longueur p. Cet algorithme nous a permis de construire des familles d'automates admettant des cycles de longueurs supérieures au double de la taille de la mémoire

Notre étude a porté sur la cristallisation des élastomères sous tension: 1. A l'équilibre. Le taux de cristallinité d'un élastomère (CN, CS, CNC, etc. ), la cinétique de cristallisation et la relaxation de la contrainte sont dépendants de l'étirement [lambda], de la température de cristallisation Tc et de la densité de réticulation. Le maximum de cristallinité ainsi que les températures de fusion Tf augmentent avec la densité de réticulation. Au cours de la cristallisation du caoutchouc un [lambda] donné, les cristallites se multiplient sans s'épaissir. La taille du cristal selon la direction de traction augmente au détriment des directions transverses de telle manière que le volume moyen des cristallites reste constant. Ce volume décroît avec la concentration de réticulations. Les différentes propriétés [phi]([lambda]) (cristallinité Chi à l'ambiante, cinétique de cristallisation, température de fusion Tf ) des caoutchoucs synthétiques et chargés sont superposables avec celle du naturel par une simple translation [delta][lambda]. 2. Hors équilibre. L'hystérèse est due uniquement à un retard à la cristallisation. Les cristallites formées au cours d'un cycle de traction d'un élastomère produisent deux effets antagonistes. Ils jouent le rôle de nouveaux nœuds de réticulation qui augmentent la force de traction. Ils entraînent aussi une relaxation des chaînes amorphes. Pendant le retour du cycle. Il existe deux phases semi-cristalline et fondue en état d'équilibre pour les extensions 3 < [lambda] < 4. 5 (contrainte constante). En déformation cyclique entre les extrémas [lambda]max et [lambda]min, la cristallinité [lambda]max fixe varie linéairement avec l'amplitude de déformation [delta][lambda] = [lambda]max -[lambda]min et disparaît pour une fréquence critique [Nu]Critique qui dépend de [delta][lambda] = [lambda]max -[lambda]min et de [lambda]max. 3. Cristallisation au fond d'une déchirure. Nous avons tracé les cartes d'iso contours (d'iso-cristallinité et d'isotension) autour d'une entaille et donné les dimensions de ces zones avec la déformation, la réticulation et la longueur de la déchirure
Stress-induced crystallization using X-ray diffraction: Under equilibrium condition: At fixed draw ratio, the crystallites formed by elastomers (natural, synthetic and filled rubber) are oriented along the stretching direction. They have the same and constant size during crystallisation. Hence crystallinity rises by multiplication of crystallites. The maximum of crystallinity of natural rubber (NR) depends on the amount of sulphur in the rubber, but not on the fillers inserted. The dimensions of crystallites depend on draw ratio. They increase along the draw direction and decrease along others while maintaining their volume. They decrease with the cross-linking density. Above 15ʿC, the filled rubber shows a semi-plateau for crystallinity due to the heterogeneity in crystallite distribution. All the curves [phi]([lambda]) ([phi] can be crystallinity, crystal size or melting temperature) of filled and synthetic NR can coincide with the unfilled NR by simple translation. During continuous stretching: Crystallites formed by rubber in cycling deformation produce antagonist effects. They are considered as additional cross-linking inserted during loading. Consequently the force tends to increase during stretching. The amorphous parts become more isotropic, therefore the tensile force decreases its value. These effects lead to relaxation only in the retraction phase. The hysteresis during loading cycles for unfilled natural and synthetic rubber is only due to retardation with regards to the crystallization. In cycling deformation between two extremes [lambda]max and [lambda]min the crystallinity at [lambda]max decreases linearly with deformation amplitude [delta][lambda] = [lambda]max -[lambda]min and disappears for a critical frequency depending on [delta][lambda] = [lambda]max -[lambda]min and [lambda]max. Stress-induced crystallization around crack tip: A map of iso-contours (iso-crystallinity) and dimensions of the crystalline zone around crack tips have been measured as function of strain, cross-linking density and crack length

Les méthodes d’évaluation environnementale sont de plus en plus utilisées pour mieux apprécier les impacts environnementaux générés par les activités humaines (produits, services, systèmes). L’analyse de cycle de vie (ACV) est sans doute la méthode d’évaluation la plus répandue. Elle est aussi souvent considérée comme la plus avancée, bien qu’elle comporte de sérieuses limites (elle n’intègre pas de réels indicateurs économiques ou sociaux, par exemple). Dans cette thèse de doctorat, j’examine plus particulièrement la problématique de l’intégration du temps dans les modèles d’inventaire et les calculs d’impact tout au long du cycle de vie. J’y présente une évolution de la méthodologie d’ACV traditionnelle pour le cas du réchauffement climatique, qui incorpore des aspects dynamiques et cumulatifs exprimés directement en équivalent-CO2. Cette perspective orientée vers une meilleure prise en compte dans les pratiques de reporting et/ou les politiques publiques est ensuite déclinée sur trois cas d’application de complexité croissante pour l’analyse. L’hypothèse centrale de ce travail est que le passage d’une ACV traditionnelle à une ACV dite « dynamique » permettrait d’obtenir des résultats d’évaluation d’impacts plus proches de la réalité des phénomènes environnementaux
Environmental impact assessment methods are now widely used in order to measure environmental impacts associated with human activities (for products, services, and systems). Life-cycle assessment (LCA) is without doubt the foremost assessment method. LCA is also often thought of as the more advanced one, despite serious limitations (e.g. LCA does not include properly economical or social dimensions). In this PhD report, I explore more specifically the issue of integrating time in both inventory models and impact assessments along the life-cycle. In the case of climate change, I offer an evolution of traditional LCA towards a framework that includes dynamic and cumulative aspects as expressed directly in CO2-equivalent. This approach, which is oriented towards reporting practices and/or public policies, is afterwards applied to three different case studies of growing complexity. The central hypothesis of this work is that switching from traditional to so-called “dynamic” LCA would allow for better results with regards to one reality of environmental processes

La question a été posée sur la raison pour laquelle les phénomènes inattendus avaient été produits après la reforme d'égalisation de l'enseignement secondaire du second cycle en Corée du sud. Les phénomènes inattendus ont été présentes en quatre points : la particularité des lycées privés dans la ligne d'égalisation, les nouvelles disparités issues de la réforme, les anomalies de l'enseignement secondaire au second cycle et la continuation du conflit idéologique parmi les étudiants. En supposant que un attribut de l'école secondaire du second cycle sud-coréenne y avait joué et en définissant cet attribut comme la dualité scolaire, cette étude a commencé d'abord par les considérations sur l'histoire scolaire : l'humanisme confucianiste qui domina l'éducation traditionnelle et influe encore sur la conception de l'éducation chez les coréens, le processus de formation de l'école moderne, la politique éducative coloniale. Ensuite, par l'analyse socio-institutionnelle sur les phénomènes caractéristiques après la libération, l'expansion scolaire et l'homogénéisation idéologique dans l'école, et sur les situations concrètes ayant causé la reforme, elle a conduit à proposer trois éléments qui permettent de mettre en évidence la dualité scolaire : l'engouement pour l'instruction, la lutte idéologique et l'autonomie relative. Enfin trois catégories de dualité ont été présentées: le double intérêt, méritocratique et égalitaire, la double logique de l'évolution, histoire déterminée par la structure sociale et autonomie relative, et la double fonction, homogénéisation et lutte
The reform for the equalization of the secondary education had produced the undeirable phenomena in South Korea. This study began with the question as to the reason of these phenomena: the particularity of the private high schools, the new disparities issued from the reform, the anomalies of the secondary education and the continuation of the ideological conflict among the students. With the assumption that an attribution of the high school of south Korea affected these phenomena and with the definition of this attribution as the duality of the schooling, firstly this study concentrated upon the consideration of the historical characteristics of the schooling in Korean society: the confucian humanism in the traditional education, the process of formation of the modern school, the colonial educational policy. Secondarily, the situations resulting the reform, the education al expansion and the ideological homogenization in the school, were analyzed on the socio-institutional view point. Through this analysis, this study proposed three explicative elements for the duality of the schooling: the engrossment for the instruction, the ideological struggle and the autonomy relative. And three categories of the duality were presented: the double interest, meritocratic and equalitarian, the double fonction, homogenization and struggle, and the double logic of the evolution, history determined by the given society and the autonomy relative

Dans les cellules eucaryotes l’organisation de l’ADN en chromatine n’assure pas seulement la compaction de l’ADN dans le noyau mais sert aussi de structure dynamique qui permet la régulation des processus pour lesquels l’ADN est une matrice comme la transcription, la réplication et la réparation de l’ADN. L’unité de base de la chromatine est le nucléosome qui est constitué de 147pb d’ADN qui s’enroule autour d’un octamère d’histones. Le nucléosome possède une structure flexible régulée par les modifications post-traductionnelles d’histones. Les modifications d’histones contribuent à la régulation des fonctions du génome en modérant directement la structure de la chromatine ou bien via le recrutement de protéines spécifiques liant la chromatine. La lysine 20 de l’histone H4 (H4K20) peut être modifiée pour générer 3 niveaux de méthylation : mono- (me1), di- (me2), et tri-méthylation (me3), chaque niveau de méthylation est associé à des fonctions spécifiques. PR-Set7 (aussi appelée Set8, Setd8 ou KMT5A) est l’unique enzyme connue pour catalyser la mono-méthylation H4K20 alors que les niveaux de di- et tri-méthylation sont le résultat de l’activité des enzymes Suv4-20h qui requièrent la mono-méthylation H4K20 induite par PR-Set7 comme substrat. Ces enzymes sont essentielles puisque des études de Knock-Out ont montré que PR-Set7 et les Suv4-20h sont requises pour le développement de la souris et que leur perte dans des modèles cellulaires entraine des dommages ADN et des défauts de cycle cellulaire. Toutefois, les fonctions des différents niveaux de méthylation et des enzymes associées restent peu claires. Le travail réalisé pendant cette thèse a révélé que l’action concertée des enzymes PR-Set7 et Suv4-20h est requise pour le contrôle (i) de l’assemblage de l’hétérochromatine sur l’ADN naissant, (ii) de la liaison du pre-RC sur un groupe d’origines de réplication tardives nécessaires pour la réplication de régions d’hétérochromatine dans le cycle cellulaire suivant. Les deux fonctions dépendent de la conversion de la mono-méthylation H4K20 en tri-méthylation H4K20 et du recrutement spécifique de la protéine liant la méthylation H4K20 ORCA/LRWD1. Ainsi, la déplétion de PR-Set7 par siRNA entraine des défauts de compaction de la chromatine en interphase des cellules qui sortent de mitose, ce qui favorise la fixation non spécifique des sous-unités MCMs et ORCs des complexes pre-RC. Finalement et étant donné le rôle clé de la méthylation H4K20 dans la formation de l’hétérochromatine et la réplication, mon travail de thèse a contribué à révéler que la surexpression de PR-Set7 est un facteur de mauvais pronostic dans le myélome multiple et que l’inhibition de cette enzyme par des composés chimiques pourrait dans le futur avoir un grand intérêt pour le traitement du cancer
In eukaryotic cells, the organization of DNA into chromatin not only ensures its compaction into nucleus, but also serves as a dynamic structure that offers a range of possibilities for regulating DNA transactions, such as transcription, DNA replication and repair. The basic unit of chromatin is the nucleosome, which is constituted of 147 bp of DNA wrapped with an octamer composed of histone proteins. This nucleosome structure is versatile showing distinct variations, including post-translational modifications of histone proteins. Histone modifications contribute to the regulation of genome functions by altering directly the nucleosome structure or through the recruitment of specific chromatin-binding proteins. In this regard, the lysine 20 of histone H4 (H4K20) can be modified to generate three different methylation states: mono- (me1), di- (me2), and trimethylation (me3), with a unique activity being coupled to the specific extent of methylation on this lysine residue. PR-Set7 (also known as SET8 or SETD8) is the sole enzyme that catalyzes H4K20me1, whereas H4K20me2 and H4K20me3 occur through the action of Suv4-20h, which requires PR-Set7-induced H4K20me1 as a substrate. These enzymes are essential since knockout studies have shown that both PR-Set7 and Suv4-20h are required for mouse development and their loss causes DNA damage and cell cycle defects. However, the functions of different H4K20 methylation states and the associated enzymes still remain poorly understood.The work carried out during this thesis reveals that the concerted activity of PR-Set7 and Suv4-20h is required for the timely control of (i) heterochromatin assembly on nascent DNA and (ii) the licensing of a critical subset of late-firing origins necessary for the replication of heterochromatin regions in the following cell cycle. Both functions depend on the conversion of H4K20me1 to H4K20me3 and the specific recruitment of the H4K20me-binding protein LRWD1/ORCA. Accordingly, siRNA-mediated PR-Set7 depletion triggers a defective interphase chromatin compaction in cells that exit of mitosis, which in turn favor a non-specific chromatin loading of ORC and MCMs subunits of pre-replication complexes. Finally and consistent with a key role of H4K20 methylation in heterochromatin formation and replication, my thesis work contributes to reveal that up-regulation of PR-Set7 is a poor prognosis factor in multiple myeloma and that its inhibition by specific chemical compounds might be a great interest for cancer treatment in near future

Les tourbières boréales jouent un rôle important dans le cycle global du carbone en tant que puits de CO2 à long terme et en tant que l’une des plus grandes sources de méthane naturel (CH4). Ces importants réservoirs de carbone seront exposés à l’avenir au réchauffement et aux conditions plus humides caractérisant le changement climatique dans les hautes latitudes et, en raison de la grande quantité de carbone stockée dans les tourbières boréales, comprendre leurs dynamiques est important. Dans cette thèse, j'ai intégré une représentation du cycle de l'eau et du carbone dans les tourbières dans le modèle de surface terrestre ORCHIDEE-MICT (LSM), dans le but d'améliorer la compréhension du C des tourbes et de sa dynamique depuis l'Holocène, afin d'explorer les effets du changement climatique.Tout d'abord (chapitre 2), J'ai implémenté les tourbières en tant qu'unité hydrologique de sol (HSU) sous-réseau indépendante qui reçoit les eaux de ruissellement provenant des HSU non tourbeuses environnantes dans chaque cellule du réseau et ne possède pas de drainage, conformément la representation propose par Largeron et al. (2018). Pour modéliser les flux d’eau verticaux des sols tourbeux et non tourbeux, j’ai représenté les paramètres hydrologiques spécifiques à la tourbe pour l’HSU des tourbières, tandis que dans d’autres HSU, les paramètres hydrologiques sont déterminés par la texture dominante du sol de la cellule de la grille. j'ai choisi un modèle diplotelmique pour simuler la décomposition et l'accumulation de tourbe de C. Ce modèle à deux couches comprend une couche supérieure (acrotelm) inondée de manière variable et une couche inférieure (catotelm) inondée en permanence. Ce modèle a montré de bonnes performances dans la simulation de l'hydrologie des tourbières, du C et des flux d'énergie dans 30 tourbières boréales sur des échelles de temps quotidiennes à annuelles. Mais la simplification excessive de la dynamique du carbone pourrait limiter sa capacité à prévoir la réponse des tourbières boréales aux futurs changements climatiques.Deuxièmement (chapitre 3), j'ai remplacé le modèle carbone de tourbe diplotelmique par un modèle multicouche afin de prendre en compte les hétérogénéités verticales de la température et de l'humidité le long du profil de la tourbe. J'ai ensuite adapté TOPMODEL et les critères d'établissement des tourbières de Stocker et al. (2014) pour simuler la dynamique de la zone des tourbières dans une unité de la grille. Ici, la zone inondée donnée par TOPMODEL est traversée avec des conditions de croissance de tourbe appropriées pour définir la zone occupée par une HSU de tourbe. Ce modèle a été testé sur plusieurs sites de tourbières du nord et pour des simulations en 2D sur l'hémisphère nord (> 30 ° N). La superficie totale simulée de tourbières et le stock de carbone en 2010 est de 3,9 million de km2 et 463 PgC, conformément aux observations (3,4 à 4,0 million de km2 et 270 à 540 PgC).Enfin (chapitre 4), avec le modèle multicouche, j’ai réalisé des simulations factorielles à l’aide de données climatiques passées et futures issus des scenarios de trajectoire de concentration représentative (RCP) à partir de deux modèles de circulation générale (GCM) afin d’explorer les réactions des tourbières boréales au changement climatique. Les impacts des tourbières sur le futur bilan en carbone de l'hémisphère nord ont été examinés, notamment la réaction directe du bilan en carbone de la tourbière existante (simulée) et les effets indirects des tourbières sur le bilan de carbone terrestre lorsque les tourbières se modifient à l'avenir.Les travaux futurs se concentreront sur l’inclusion des influences du changement d’affectation des sols et des incendies sur les tourbières dans le modèle, étant donné que des pertes importantes de C pourraient survenir en raison de ces perturbations. Pour avoir une image complète du bilan C des tourbières, il faut prendre en compte les pertes de CH4 et de C organique dissous (DOC)
Northern peatlands play an important role in the global carbon (C) cycle as a long-term CO2 sink and the one of the largest natural methane (CH4) sources. Meanwhile, these substantial carbon stores will be exposed in the future to large warming and wetter conditions that characterize climate change in the high latitudes and, because of the large amount of C stored in northern peatlands, their fate is of concern. In this thesis, I integrated a representation of peatlands water and carbon cycling into the ORCHIDEE-MICT land surface model (LSM), with the aim to improve the understanding of peatland C and area dynamics since the Holocene, to explore effects of projected climate change to northern peatlands, and to quantify the role of northern peatlands in the global C cycle.Firstly (Chapter 2), I implemented peatland as an independent sub-grid hydrological soil unit (HSU) which receives runoff from surrounding non-peatland HSUs in each grid cell and has no bottom drainage, following the concept of Largeron et al. (2018). To model vertical water fluxes of peatland and non-peatland soils, I represented peat-specific hydrological parameters for the peatland HSU while in other HSUs the hydrological parameters are determined by the dominant soil texture of the grid cell. I chose a diplotelmic model to simulate peat C decomposition and accumulation. This two-layered model includes an upper layer (acrotelm) that is variably inundated and a lower layer (catotelm) that is permanently inundated. This model showed good performance in simulating peatland hydrology, C and energy fluxes at 30 northern peatland sites on daily to annual time scales. But the over simplification of the C dynamics may limit its capacity to predict northern peatland response to future climate change.Secondly (Chapter 3), I replaced the diplotelmic peat carbon model with a multi-layered model to account for vertical heterogeneities in temperature and moisture along the peat profile. I then adapted the cost-efficient version of TOPMODEL and peatland establishment criteria from Stocker et al. (2014) to simulate the dynamics of peatland area within a grid cell. Here the flooded area given by TOPMODEL is crossed with suitable peat growing conditions to set the area that is occupied by a peat HSU. This model was tested across a range of northern peatland sites and for gridded simulations over the Northern Hemisphere (>30 °N). Simulated total northern peatlands area and C stock by 2010 is 3.9 million km2 and 463 PgC, fall well within observation-based reported range of northern peatlands area (3.4 – 4.0 million km2) and C stock (270 – 540 PgC).Lastly (Chapter 4), with the multi-layered model, I conducted factorial simulations using representative concentration pathway (RCP)-driven bias-corrected past and future climate data from two general circulation models (GCMs) to explore responses of northern peatlands to climate change. The impacts of peatlands on future C balance of the Northern Hemisphere were discussed, including the direct response of the C balance of the (simulated) extant peatland area, and indirect effects of peatlands on the terrestrial C balance when peatlands area change in the future.Future work will focus on including influences of land use change and fires on peatland into the model, given that substantial losses of C could occur due to these disturbances. To have a complete picture of peatland C balance, CH4 and dissolved organic C (DOC) losses must be considered

Dans ce travail, nous étudions l'effet d'un champ magnétique dépendant du temps sur le retournement de l'aimantation d'une nanoparticule magnétique dans l'approche atomique. L'objectif principal est d'établir les conditions favorables à un retournement optimisé en termes de puissance et de champ magnétique statique. Pour y parvenir, nous procédons en deux étapes : dans la première, nous adoptons une approche macroscopique et développons une méthode générale permettant d'obtenir le champ microondes optimal (en amplitude et en fréquence) pour réaliser le retournement. Dans la deuxième étape, nous prenons en compte les effets de taille finie et de bords et étudions l'effet du désalignement des spins atomiques sur le champ de retournement. Les résultats de ce travail sont directement comparés aux mesures expérimentales sur des nanoparticules isolées de cobalt et répondent à une partie des objectifs de notre projet ANR DYSC
In this work, we investigate the effect of a time-dependent microwave field on magnetization switching of a magnetic nanoparticle in atomic approach. The main objective is to establish conditions conducive to a reversal optimized in terms of power and static magnetic field. To achieve this, we proceed by two steps: first, we adopt a macroscopic approach and develop a general method to optimize a microwave field (direction, magnitude and frequency) to achieve the magnetization’s switch. In the second step, we take into account the effects of finite size and edge and study the effect of misalignment of the atomic spins on the reversal field. The results of this work are directly compared with experimental measurements on isolated nanoparticles and meet some of the goals of our ANR DYSC project

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'analyse qualitative de la dynamique de deux cycles biologiques centraux dans les cellules eucaryotes, le cycle de division cellulaire et l'horloge circadienne. Nous utilisons pour cela des réseaux Booléens asynchrones, bien adaptés à une analyse qualitative. Dans ces réseaux, les cycles sont capturés par des attracteurs complexes, pouvant contenir des centaines d'états. Nous proposons une nouvelle méthode d'analyse de ces attracteurs complexes, basée sur la construction d'un graphe résumé. Cette méthode permet de comparer les trajectoires contenues l'attracteur avec les propriétés qualitatives du cycle biologique. Nous illustrons notre méthode sur un modèle du cycle cellulaire de la littérature et sur un modèle de l'horloge circadienne, que nous avons construit à partir d'un modèle continu existant. Dans ces deux modèles, notre méthode s'est montrée efficace pour visualiser la structure de l'attracteur complexe et le comparer avec un cycle biologique. En combinant le graphe résumé avec une chaîne de Markov, nous estimons les proportions de temps passé dans les phases décrites par les oscillations. En le combinant avec une méthode d'inférence Booléenne, nous montrons également comment ajuster localement la dynamique asymptotique du modèle, afin de forcer certaines propriétés dynamiques. Ces deux applications montrent l'intérêt de notre méthode pour la modélisation et l'analyse de réseaux de régulation cellulaire
In this thesis, we are interested in the qualitative analysis of the dynamics of two biological cycles that are central in eukaryotic cells, the cell division cycle and the circadian clock. For that purpose, we use asynchronous Boolean networks that provide an adapted qualitative framework. In these networks, cycles are captured by complex attractors containing hundreds of states. A new method for the analysis of such complex attractors is proposed. It is based on the construction of a summary graph of the attractor, enabling the comparison between the attractor's trajectories and qualitative properties of the biological cycle. The method is illustrated on a cell cycle model from the literature and of a circadian clock model we built from an existing continuous model. In both models our method proves to be efficient to visualize the attractor's structure and to compare it with the biological cycle. By combining the summary graph with a Markov chain, proportions of time spent in each phase are estimated. By combining it with a Boolean inference technique, we show how to locally adjust the asymptotic dynamics of the model in order to force specific dynamical properties. These two applications show the interest of our method in the modeling and analysis of cellular regulatory networks

Ce travail s’inscrit dans la problématique d’évaluation de sûreté préalable au possible stockage de déchets radioactifs HAVL en couches géologiques profondes. Afin de consolider les modèles de prédiction à longue terme des risques associés à une contamination potentielle de la biosphère par le 79Se, la biogéochimie du sélénium stable a été explorée, en visant dans un premier temps un éclairage sur la dynamique du cycle global de Se dans un écosystème forestier en terme de stock et flux annuels. Suite aux résultats de la première partie, qui suggèrent l’importance du sol et son pool organique dans le cycle global de Se, deux études basées sur l’utilise des traceurs isotopique stables ont été ensuite menées afin de clarifier les processus impliqués (i) dans la rétention et la réactivité de Se dans les sols et (ii) dans la bio-incorporation de Se inorganique dans la biomasse des plantes au sein d’une fraction organique
This work was performed in the frame of the safety assessment program prior to the possible construction of an underground repository for nuclear waste (HAVL). To consolidate risk assessment models associated to a potential 79Se biosphere contamination, biogeochemistry of stable selenium was investigated, aiming firstly to highlight the dynamics of Se cycling in a forest ecosystem, in terms of inventories and annual fluxes. Consequently to these first results, which suggest a clay role of soil and its organic pool in the global Se cycle, two studies based on the use of isotopically enriched tracers were further carried out in order to clarify the processes involved in (i) Se retention and reactivity in soils and (ii) incorporation of inorganic Se within organic pool of vegetal biomass

Les horloges circadiennes, présentes dans les cellules de pratiquement tous les êtres vivants, sont essentielles dans la régulation rythmique de nombreux processus biologiques. Le bon fonctionnement des organismes dépend de la cohérence de phase de ces oscillateurs génétiques. Pourtant, chez les mammifères, les mécanismes sous-jacents à la synchronisation des horloges périphériques demeurent méconnus. Cette thèse se concentre sur l'étude de la synchronisation des horloges circadiennes périphériques des mammifères et sur l'analyse de la dynamique du cycle circadien. Dans un premier temps, nous supposons que les horloges périphériques sont capables d'assurer leur synchronisation grâce à des mécanismes de couplage, comparables à ceux observés entre les cellules de l'horloge centrale. Nous étudions cette hypothèse numériquement, à l'aide d'un modèle d'un réseau d'horloges périphériques couplées, construit avec des équations différentielles ordinaires. Nos simulations nous permettent d'identifier des facteurs favorisant la synchronisation des oscillateurs circadiens. Dans un second temps, nous nous focalisons sur la dynamique d'un unique cycle circadien, que nous caractérisons théoriquement via la construction d'un modèle affine par morceaux approximant un modèle continu construit avec des termes d'action de masse. Notre approche repose sur l'identification d'une séquence de transitions périodique entre les régions de l'espace de phases discrétisé du modèle continu et sur le développement d'un algorithme calculant des valeurs réelles de seuils qui garantissent une trajectoire périodique aux oscillateurs du modèle affine par morceaux et la reproduction des principales propriétés qualitatives des cycles circadiens. Nous proposons ensuite une méthode générale et automatisée pour caractériser la dynamique de n'importe quel cycle circadien dont les séries temporelles des (complexes de) protéines CLOCK:BMAL1, REV-ERB et PER:CRY sont connues. Notre méthode sert d'outil pour tester et comparer les dynamiques de différents cycles circadiens, tout en mettant en évidence des propriétés qu'ils partagent. Ces méthodes nous permettent finalement de mieux comprendre l'influence du couplage sur la dynamique des cycles d'un réseau d'horloges périphériques
Circadian clocks, present in the cells of virtually all living beings, are essential for the rhythmic regulation of many biological processes. The healthy functioning of organisms depends on the phase coherence of these genetic oscillators. However, in mammals, the mechanisms underlying the synchronization of peripheral clocks remain poorly understood. This thesis focuses on the study of the synchronization of mammalian peripheral circadian clocks and on the analysis of circadian cycle dynamics.First, we hypothesize that peripheral clocks can achieve synchronization through coupling mechanisms, comparable to those observed between central clock cells. We investigate this hypothesis numerically, using a model of a network of coupled peripheral clocks, constructed with ordinary differential equations. Our simulations lead to the identification of factors promoting the synchronization of circadian oscillators. Secondly, we focus on the dynamics of a single circadian cycle, which we characterize theoretically through the construction of a piecewise affine model approximating a continuous model including mass action terms. Our approach is based on the identification of a sequence of periodic transitions between regions of the discretized phase space of the continuous model, and on the development of an algorithm generating real threshold values that guarantee a periodic trajectory for the oscillators of the piecewise affine model and the reproduction of the main qualitative properties of circadian cycles. We then propose a general and automated method for characterizing the behaviour of any circadian cycle whose time series of CLOCK:BMAL1, REV-ERB and PER:CRY protein (complexes) are known. Our method provides a benchmark for testing and comparing the dynamics of different circadian cycles, while highlighting properties they share. Finally, these methods allow us to better understand the influence of coupling on the cycle dynamics of a network of peripheral clocks

L'ensemble des lois, décrets et débats publics relatifs à la transition énergétique donne toute son importance à l'étude de scénarios d'évolution de parcs électronucléaires. L’une des stratégies de référence considérées en France envisage le déploiement progressif de Réacteurs à Neutrons Rapides refroidis au Sodium (RNR-Na) de IVe génération. L’exploration des différentes trajectoires et des conséquences associées sur l’ensemble du cycle du combustible sont des étapes indispensables à l’évaluation des scénarios de transitions possibles.C’est dans ce cadre que s’inscrit cette thèse, qui analyse l’impact sur la gestion dynamique du plutonium et des actinides mineurs, de scénarios de déploiement de réacteurs de type ASTRID, démonstrateur de RNR-Na développé par le CEA et ses partenaires industriels. La modélisation de deux configurations du réacteur de type ASTRID, un isogénérateur et un incinérateur de plutonium, a été réalisée. Elle permet de valider les hypothèses de calcul, de quantifier les biais associés et de vérifier les principaux coefficients de sûreté. Ensuite, l’impact important de la variation des compositions initiales sur le fonctionnement des deux systèmes est établi. Cela justifie le développement de modèles physiques complexes dédiés, qui sont intégrés au code de simulation dynamique du cycle CLASS, développé par le CNRS/IN2P3 et l’IRSN. L’utilisation d’interpolateurs multidimensionnels et non linéaires dans ces développements permet de modéliser la fabrication et l'irradiation du combustible, en maintenant l’hétérogénéité du réacteur tout au long des simulations. Grâce à ces modèles multizones, la simulation d’un grand nombre de scénarios de transitions de parcs composés de Réacteurs à Eau Pressurisée, vers des parcs mixtes intégrant des RNR-Na, permet d'étudier les effets du déploiement des RNR-Na et d’identifier les éventuelles tensions sur les matières dans le cycle. Enfin, une analyse académique des scénarios présentés dans le cadre de la loi sur la transition énergétique est proposée
All the laws, decrees and public debates relating to the energy transition, emphasize the importance of the study of electronuclear fleet evolution scenarios. One of the reference strategies for the French electronuclear fleet evolution considers the step by step deployment of Generation IV Sodium-cooled Fast Reactors (SFR). A proper assessment of the possible transitions scenarios requires a thorough study of the different possible trajectories and its associated consequences on the entire fuel cycle.In this framework, this Ph.D. work aims at analyzing the impact on plutonium and minor actinide dynamic management, of ASTRID-like reactor deployment scenarios, a Generation IV SFR developed by the CEA and its industrial partners. The modeling of two ASTRID-like reactor configurations, one plutonium break-even, and one burner, allow the validation of the calculation hypothesis, the quantification of associated bias and the verification of reactor safety coefficients. It was observed that the variation of initial fuel composition had a drastic impact on the system configuration. Within the framework of this research, the dynamic fuel cycle simulator CLASS, developed by the CNRS/IN2P3 and the IRSN was further modified, to meet the requirement of new dedicated complex physics models. These new developments using multidimensional and nonlinear interpolators allow modeling of the fresh fuel fabrication and irradiation while maintaining the reactor heterogeneity throughout the simulations. With these multizone models, effects of SFR deployment is studied, and potential constraints on in-cycle materials are identified by the simulation of transition scenarios, from a Pressurized Water Reactor fleet to a mixed fleet integrating SFRs. An academic analysis of the scenarios presented within the energy transition law is proposed to extend this work

L'étude des Particules Exopolymériques Transparentes (TEP) fait l'objet d'une attention grandissante depuis les dix dernières années. Leur source principale est l'exsudation de polysaccharides par le phytoplancton et les bactéries. Ces particules formées de façon abiotique, principalement via la coagulation de matière organique colloïdale, sont fortement impliquées dans les processus biogéochimiques des milieux aquatiques. Nous avons comparé deux techniques de mise en évidence des TEP (« Filter-Transfer-Freeze », et méthode des lames blanches dépolies) et évalué leurs limites et avantages afin d'établir un protocole le plus efficace possible. Dans la suite de ce travail, nous privilégierons la méthode des lames blanches dépolies qui offre de meilleurs résultats en termes de précision et de reproductibilité. Une étude des variations saisonnières des TEP en Méditerranée Nord-Occidentale de février 1999 à février 2000 a été effectuée, en deux sites, l'un côtier, l'autre océanique (programme DYFAMED-JGOFS). Les TEP sont présentes en forte abondance durant la totalité de l'année (de 2x104 à 2x105 TEP ml-1) en zone euphotique. Leur dynamique reflète davantage le statut trophique de l'écosystème plutôt que des différences régionales. Globalement, on observe une augmentation du pool de TEP après la floraison printanière et une persistance de ce pool durant la période estivale. Cette étude in situ a révélé également l'importance de ce pool de matière en tant que réservoir de carbone organique (de 0,6 à 20,5 µmol C l-1 ; jusqu'à 15% du carbone organique total). De plus, ces particules possèdent un rapport molaire C/N largement supérieur au rapport de Redfield (C/N = 21 en moyenne). La formation des TEP serait une voie majeure de transfert du carbone lors de la surconsommation de carbone inorganique dissous (CID) par le phytoplancton en période oligotrophe. Les TEP représentent donc une composante importante dans le cycle du carbone en séquestrant le carbone organique sous forme particulaire. L'effet des conditions trophiques, associées à différentes intensités de turbulence sur la dynamique des TEP a fait l'objet d'un suivi en milieu contrôlé, dans le cadre du projet européen NTAP (Nutrient dynamics mediated through Turbulence And Plankton interactions). Une forte turbulence (1x10-4 cm2 s-3) induit la persistance de ce pool en surface entraînant l'agrégation des particules. Elle favorise également la colonisation bactérienne des TEP. L'hydrodynamisme de l'écosystème influencera donc la formation des TEP ainsi que le devenir de ce pool de matière (accumulation et/ou sédimentation). L'utilisation de la microscopie électronique à transmission couplée à une micro-analyse aux rayons X a permis de déterminer la composition élémentaire (C, N, P, Mg, Ca, Fe, Mn) des TEP en fonction des conditions trophiques du milieu. Les résultats confirment l'importance de ces particules en termes de carbone et leur rôle dans la surconsommation de CID lorsque le milieu est déficient en azote. De plus, les TEP adsorbent du fer et du manganèse (jusqu'à 1,7 nM Mn et 18,7 nM Fe dans un fjord Norvégien) laissant présumer de leur rôle dans le cycle biogéochimique des éléments-traces.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020
Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020
Le secteur du bâtiment émet jusqu’à 30% des émissions de gaz à effet de serre (GES) mondiales. Au Canada, il émet 12% des émissions de GES directes et subira une croissance importante d’ici 2030. Accroître l’utilisation des produits du bois pourrait diminuer les impacts climatiques attribués au secteur du bâtiment, ce qui contribuerait à l’atteinte des cibles nationales de réduction des émissions de GES. En stimulant un aménagement forestier durable, cela limiterait aussi les émissions de GES en forêt, en diminuant par exemple les risques de perturbations naturelles. Une gestion intégrée stimulant les secteurs du bâtiment, de la forêt et des produits du bois générerait un maximum de bénéfices environnementaux (i) en maintenant ou augmentant les stocks de carbone en forêt; (ii) en augmentant le stockage temporaire dans les produits du bois; (iii) en encourageant la substitution de matériaux à plus haute empreinte carbone. Le potentiel réel des stratégies d’atténuation faisant intervenir les produits du bois est difficile à quantifier. L'analyse du cycle de vie (ACV) est un outil utilisé en génie environnemental pour déterminer les impacts environnementaux d'un produit ou d'un service sur son cycle de vie. Cependant, en ACV, il n'existe aucun consensus sur la modélisation du carbone issu de processus biologiques, le carbone biogénique. Les ACV traditionnelles (statiques) ne considèrent pas l’influence des aspects temporels; elles reposent souvent sur les hypothèses que le carbone biogénique est (1) carboneutre ou (2) entièrement émis à la récolte. Ceci est problématique car les impacts climatiques d’un GES sont liés aux variations de sa concentration atmosphérique dans le temps. Les méthodes statiques peuvent donc mener à d’importantes erreurs d’estimation. Par exemple, 57% du carbone séquestré dans les produits du bois canadiens entre 1990 et 2008 est encore stocké dans l’anthroposphère. Considérer ce carboneentièrement émis induit une erreur d’estimation de 675 Mt CO2, l’équivalent de 92% des émissions de GES canadiennes en 2014. Les méthodes dites dynamiques permettent de considérer l’influence d’aspects temporels en ACV. Elles permettent d’éviter les hypothèses simplificatrices (1) et (2). Cependant, ces méthodes sont relativement récentes. Il existe peu d’exemples de leur application dans la littérature, notamment dans le domaine de l’ACV du bâtiment, où leur complexité additionnelle en termes de ressources (temps, données) est un enjeu important. L’objectif de ce projet est de comparer les résultats des méthodes statique et dynamique pour l’évaluation des impacts climatiques des produits du bois en ACV du bâtiment. Plus spécifiquement, cet objectif implique d’identifier une méthode dynamique adaptée à l’ACV du bâtiment, puis de l’utiliser dans une étude de cas. Ces objectifs spécifiques sont couverts dans deux articles. Le premier article dresse une revue critique des méthodes de modélisation du carbone biogénique en ACV et identifie la méthode dynamique du potentiel de réchauffement global biogénique (PRGbio) comme bien adaptée à l’ACV du bâtiment. Celle-ci permet d’intégrer des aspects dynamiques à l’ACV du bâtiment sans trop complexifier la collecte de données d’inventaire du cycle de vie. Le second article décrit l’application de la méthode PRGbio à l’étude de cas des Habitations Trentino, un bâtiment en bois situé à Québec. Comparativement à une approche statique, l’approche dynamique entraîne une réduction des impacts climatiques liés à l’utilisation des produits du bois. Ce résultat suggère que les méthodes d’ACV actuelles surévaluent les impacts environnementaux du carbone biogénique, et que des politiques encourageant la construction en bois auraient un potentiel d’atténuation des changements climatiques prometteur.
Le secteur du bâtiment émet jusqu’à 30% des émissions de gaz à effet de serre (GES) mondiales. Au Canada, il émet 12% des émissions de GES directes et subira une croissance importante d’ici 2030. Accroître l’utilisation des produits du bois pourrait diminuer les impacts climatiques attribués au secteur du bâtiment, ce qui contribuerait à l’atteinte des cibles nationales de réduction des émissions de GES. En stimulant un aménagement forestier durable, cela limiterait aussi les émissions de GES en forêt, en diminuant par exemple les risques de perturbations naturelles. Une gestion intégrée stimulant les secteurs du bâtiment, de la forêt et des produits du bois générerait un maximum de bénéfices environnementaux (i) en maintenant ou augmentant les stocks de carbone en forêt; (ii) en augmentant le stockage temporaire dans les produits du bois; (iii) en encourageant la substitution de matériaux à plus haute empreinte carbone. Le potentiel réel des stratégies d’atténuation faisant intervenir les produits du bois est difficile à quantifier. L'analyse du cycle de vie (ACV) est un outil utilisé en génie environnemental pour déterminer les impacts environnementaux d'un produit ou d'un service sur son cycle de vie. Cependant, en ACV, il n'existe aucun consensus sur la modélisation du carbone issu de processus biologiques, le carbone biogénique. Les ACV traditionnelles (statiques) ne considèrent pas l’influence des aspects temporels; elles reposent souvent sur les hypothèses que le carbone biogénique est (1) carboneutre ou (2) entièrement émis à la récolte. Ceci est problématique car les impacts climatiques d’un GES sont liés aux variations de sa concentration atmosphérique dans le temps. Les méthodes statiques peuvent donc mener à d’importantes erreurs d’estimation. Par exemple, 57% du carbone séquestré dans les produits du bois canadiens entre 1990 et 2008 est encore stocké dans l’anthroposphère. Considérer ce carboneentièrement émis induit une erreur d’estimation de 675 Mt CO2, l’équivalent de 92% des émissions de GES canadiennes en 2014. Les méthodes dites dynamiques permettent de considérer l’influence d’aspects temporels en ACV. Elles permettent d’éviter les hypothèses simplificatrices (1) et (2). Cependant, ces méthodes sont relativement récentes. Il existe peu d’exemples de leur application dans la littérature, notamment dans le domaine de l’ACV du bâtiment, où leur complexité additionnelle en termes de ressources (temps, données) est un enjeu important. L’objectif de ce projet est de comparer les résultats des méthodes statique et dynamique pour l’évaluation des impacts climatiques des produits du bois en ACV du bâtiment. Plus spécifiquement, cet objectif implique d’identifier une méthode dynamique adaptée à l’ACV du bâtiment, puis de l’utiliser dans une étude de cas. Ces objectifs spécifiques sont couverts dans deux articles. Le premier article dresse une revue critique des méthodes de modélisation du carbone biogénique en ACV et identifie la méthode dynamique du potentiel de réchauffement global biogénique (PRGbio) comme bien adaptée à l’ACV du bâtiment. Celle-ci permet d’intégrer des aspects dynamiques à l’ACV du bâtiment sans trop complexifier la collecte de données d’inventaire du cycle de vie. Le second article décrit l’application de la méthode PRGbio à l’étude de cas des Habitations Trentino, un bâtiment en bois situé à Québec. Comparativement à une approche statique, l’approche dynamique entraîne une réduction des impacts climatiques liés à l’utilisation des produits du bois. Ce résultat suggère que les méthodes d’ACV actuelles surévaluent les impacts environnementaux du carbone biogénique, et que des politiques encourageant la construction en bois auraient un potentiel d’atténuation des changements climatiques prometteur.
The building sector accounts for up to 30% of global GHG emissions. In Canada, it represents 12% of direct GHG emissions; these impacts are expected to significantly increase before 2030. Using more harvested wood products (HWP) in buildings could reduce the climate change impacts of the building sector and help reach the national mitigation goals set under the Paris Agreement. By encouraging sustainable forest management, this could also reduce forest carbon emissions, e.g. by reducing the risks and consequences of natural disturbances (fires, insects, etc.). Combining (i) sustainable forest management, (ii) temporary carbon storage and (iii) substitution benefits in integrated management approaches could provide large, necessary mitigation benefits. The potential benefits of integrated approaches including HWP are increasingly recognized, but assessing their actual climate impacts remains challenging. Life cycle assessment (LCA) is used in environmental engineering to assess the life cycle impacts products or services. However, there is currently no consensus in LCA on the assessment of carbon from biological processes, biogenic carbon. Traditional (static) practice disregards the influence of time considerations in LCA, and generally considers biogenic carbon (1) carbon neutral or (2) entirely emitted at the moment of harvest. This is a problem, since the climate change impacts of greenhouse gases (GHG) are a function of their atmospheric concentration over time. Disregarding time considerations can thus lead to estimation errors. In Canada, 57% of the biogenic carbon captured in wood products between 1990 and 2008 still remains in the anthroposphere. To consider it entirely emitted at harvest induces an estimation error of 675 Mt CO2, or approximately 92% of total Canadian GHG emissions in 2014. Dynamic approaches include time considerations in LCA and avoid simplifying assumptions (1) and (2). However, dynamic approaches are relatively recent. There are few available case studies and guidelines in the literature, notably in the field of building LCA, where the additional complexity and ressources (time, data) is a concern. The goal of this project is to compare the results of static and dynamic LCA approaches in the analysis of the climate change impacts of HWP in building LCA. More specifically, this goal implies identifying a dynamic approach well adapted to building LCA, and applying it in a case study. These objectives are covered in two articles. The first article is a critical review of biogenic carbon assessment methods in LCA. It identifies the biogenic global warming potential (GWPbio), a dynamic LCA approach, as well adapted for building LCA. The GWPbio approach can include time considerations in LCA, but is less resource-intensive than other approaches. The second article describes the use of GWPbio in the LCA of the Trentino building, a timber building located in Quebec City. Compared to static approaches, using GWPbio reduces the global warming impacts of HWP. This result suggests that current LCIA practice overestimates the impacts of biogenic carbon and HWP. Consequently, encouraging an increased use of HWP in the building sector could provide promising climate change mitigation benefits.
The building sector accounts for up to 30% of global GHG emissions. In Canada, it represents 12% of direct GHG emissions; these impacts are expected to significantly increase before 2030. Using more harvested wood products (HWP) in buildings could reduce the climate change impacts of the building sector and help reach the national mitigation goals set under the Paris Agreement. By encouraging sustainable forest management, this could also reduce forest carbon emissions, e.g. by reducing the risks and consequences of natural disturbances (fires, insects, etc.). Combining (i) sustainable forest management, (ii) temporary carbon storage and (iii) substitution benefits in integrated management approaches could provide large, necessary mitigation benefits. The potential benefits of integrated approaches including HWP are increasingly recognized, but assessing their actual climate impacts remains challenging. Life cycle assessment (LCA) is used in environmental engineering to assess the life cycle impacts products or services. However, there is currently no consensus in LCA on the assessment of carbon from biological processes, biogenic carbon. Traditional (static) practice disregards the influence of time considerations in LCA, and generally considers biogenic carbon (1) carbon neutral or (2) entirely emitted at the moment of harvest. This is a problem, since the climate change impacts of greenhouse gases (GHG) are a function of their atmospheric concentration over time. Disregarding time considerations can thus lead to estimation errors. In Canada, 57% of the biogenic carbon captured in wood products between 1990 and 2008 still remains in the anthroposphere. To consider it entirely emitted at harvest induces an estimation error of 675 Mt CO2, or approximately 92% of total Canadian GHG emissions in 2014. Dynamic approaches include time considerations in LCA and avoid simplifying assumptions (1) and (2). However, dynamic approaches are relatively recent. There are few available case studies and guidelines in the literature, notably in the field of building LCA, where the additional complexity and ressources (time, data) is a concern. The goal of this project is to compare the results of static and dynamic LCA approaches in the analysis of the climate change impacts of HWP in building LCA. More specifically, this goal implies identifying a dynamic approach well adapted to building LCA, and applying it in a case study. These objectives are covered in two articles. The first article is a critical review of biogenic carbon assessment methods in LCA. It identifies the biogenic global warming potential (GWPbio), a dynamic LCA approach, as well adapted for building LCA. The GWPbio approach can include time considerations in LCA, but is less resource-intensive than other approaches. The second article describes the use of GWPbio in the LCA of the Trentino building, a timber building located in Quebec City. Compared to static approaches, using GWPbio reduces the global warming impacts of HWP. This result suggests that current LCIA practice overestimates the impacts of biogenic carbon and HWP. Consequently, encouraging an increased use of HWP in the building sector could provide promising climate change mitigation benefits.

Comme le moteur Stirling, le moteur Ericsson est un moteur thermique volumétrique alternatif à apport de chaleur externe. Il se distingue du moteur Stirling par le fait qu'il fonctionne selon un cycle thermodynamique de Joule. Le moteur Ericsson, dont deux configurations sont considérées dans cette étude, est particulièrement intéressant pour la conversion d'énergie solaire de petite puissance et la microcogénération à partir de combustibles fossiles ou de la biomasse. Le modèle dynamique de cette machine, objet de ce travail, est développé en vue d'en vérifier la stabilité de fonctionnement et de maîtriser son comportement dans les phases transitoires. Les modèles sont implémentés dans une plate-forme Matlab/Simulink. Le réglage optimal des soupapes du cylindre de détente ainsi que les paramètres caractéristiques du moteur sont déterminés. Ces résultats permettent d'anticiper les éventuelles difficultés liées aux transitoires et aux variations de charge, et concourent au développement des stratégies pour les éviter tout en permettant une bonne conduite des installations intégrant ces moteurs. Le moteur modélisé fonctionne en cycle ouvert. Deux configurations ont été modélisées, la première sans échangeur récupérateur, la seconde avec récupérateur. Dans les deux cas, les simulations montrent que le système réagit bien aux perturbations et que le fonctionnement du moteur simulé se stabilise après des phases transitoires de durées et d’impacts variables, selon le type de perturbation provoquée
As the Stirling engine, the Ericsson engine is a reciprocating engine run by the help of external heat. But the Ericsson engine operates according to the Joule’s thermodynamic cycles. This engine, for which two configurations are considered in this study, is particularly suitable for the conversion of low power solar energy and micro-CHP from fossil fuels biomass. The dynamic model of this engine that forms the subject of this work is developed in order to explain its transient behaviour. The models are implemented in a Matlab / Simulink platform. The optimal adjustments of the expander valves as well as the characteristic parameters of the engine are determined. These results allow anticipating the possible difficulties connected to the transients and to the variations of load, and contribute to the development of strategies to avoid them, while enabling the correct driving of the installations that use these engines. The modelled engine operates according to an open cycle. Two configurations have been modelled, the first one without, and the second one with a recuperator heat exchanger. In both cases, the simulation results indicate that the system reacts well to disturbances and that the operation of the simulated engine stabilizes after transients phases of variable impacts and durations, according to the type of provoked disturbance

Peu d'entrepreneurs choisissent une dynamique d'entrepreneuriat persistant. Ces organisations dites "adolescentes" sont confrontées à l'arrivée de nouveaux partenaires pourvoyeurs de ressources dont l'engagement conditionne le développement. Les objectifs poursuivis par des différentes parties prenantes, dont l'entrepreneur, ne sont pas forcément convergents, ce qui pose une question de gouvernance. En se positionnant dans le champ de l'entrepreneuriat, où l'entrepreneur crée une organisation, les théories de gouvernance (financière, partenariale, cognitive et comportementale) apportent une lecture originale des enjeux de ce développement tant pour les parties prenantes que pour l'entrepreneur. La problématique posée par cette thèse est alors de comprendre comment concilier, impulser, tout autant une dynamique de croissance. Une approche méthodologique longitudinale par étude de cas a été retenue. Elle porte sur un cas unique suivi sur une période de six ans combinant données primaires par entretiens et observations in situe et données secondaires essentiellement documentaires>. Les résultats de la recherche montrent comment la latitude discrétionnaire de l'entrepreneur évolue en fonction de zones d'incertitudes qu'il construit lui-même. L'entrepreneur persistant apparaît comme un intendant d'une organisation collective susceptible de lui fournir désormais d'autres critères de satisfaction comme par exeple l'hubris. Enfin, l'investissement des parties prenantes n'est pas fondé uniquement sue la contribution/rétribution financière mais repose sur des mécanismes d'engagement.

Dans les organismes pluricellulaires, le contrôle de l'équilibre prolifération/différenciation des cellules souches/progéniteurs est essentiel au développement et à l'homéostasie des tissus. Une dérégulation de cet équilibre provoque des défauts développementaux, cancers ou défauts de réparation des lésions. Le destin des cellules souches lors de la mitose est contrôlé en partie par la durée du cycle cellulaire. Nos travaux ont montré que dans les progéniteurs neuraux, l'activité de la phosphatase CDC25B, un régulateur du cycle cellulaire, modifie la cinétique du cycle cellulaire et stimule la neurogenèse. La formalisation de ce travail, dans des modèles mathématiques liant cinétique du cycle cellulaire et modes de division des progéniteurs neuraux, montre que deux modèles prédisent la neurogenèse spinale : un dans lequel la population des progéniteurs est homogène et l'autre hétérogène avec restriction progressive des capacités prolifératives. J'ai testé l'hypothèse que la descendance des progéniteurs dans les deux modèles pouvait être différente. J'ai codé les algorithmes Monte Carlo générant des arbres de descendance et montré qu'ils permettent de différencier les deux modèles. J'ai combiné la technique de transfection transitoire par électroporation de vecteurs plasmidiques dans le tube neural et la stratégie Brainbow pour obtenir des arbres de descendance expérimentaux. J'ai montré qu'il est nécessaire de définir de nouveaux paramètres permettant d'incrémenter les modèles théoriques pour y intégrer l'effet des processus expérimentaux. L'ensemble de mes travaux permettra de distinguer si la population des progéniteurs neuraux spinaux est homogène ou hétérogène. Plus généralement, mon travail vise à développer des outils mathématiques permettant de mieux prédire les effets de perturbations du cycle cellulaire sur l'équilibre prolifération/différenciation des cellules souches applicables dans d'autres conditions physiologiques ou pathologiques
In multicellular organisms, the control of the stem cell/progenitor cell proliferation/differentiation balance is essential for tissue development and homeostasis. A deregulation of this balance causes developmental defects, cancers or lesion repair defects. The fate of stem cells during mitosis is controlled in part by the length of the cell cycle. Our previous work has shown that in neural progenitors, the activity of CDC25B phosphatase, a cell cycle regulator, alters cell cycle kinetics and stimulates neurogenesis. Formalization of this work, in mathematical models linking cell cycle kinetics and neural progenitor division patterns, shows that two models describe spinal neurogenesis: one in which the progenitor population is homogeneous and the other heterogeneous with a progressive restriction of proliferative capacities. I tested the hypothesis that the progeny in the two models could be different. I coded Monte Carlo algorithms generating progeny trees and showed that it was possible to differentiate the two models by their analysis. I combined the transient transfection technique by electroporation of plasmid vectors into the neural tube and the Brainbow strategy to obtain experimental progeny trees. I have shown that it is necessary to define new parameters to increment the theoretical models in order to integrate the effect of the experimental processes. All my work will allow to distinguish whether the population of spinal neural progenitors is homogeneous or heterogeneous. More generally, my work aims at developing mathematical tools to better predict the effects of cell cycle perturbations on the proliferation/differentiation balance of stem cells applicable in other physiological or pathological conditions

Cette thèse a pour objectif d'étudier et d'améliorer la représentation du cycle de vie des systèmes convectifs de l'Afrique de l'Ouest (orages tropicaux, lignes de grains,. . . ) dans les modèles de circulation atmosphérique. Ces modèles de circulation sont devenus un des outils de base pour à la fois les recherches en physique du climat et pour la prévision opérationnelle du temps. La gamme d'échelles spatiales impliquée rend particulièrement complexe la modélisation de la mousson Ouest Africaine. Cependant, beaucoup de progrès ont été réalisés ces dernières années au Laboratoire de Météorologie Dynamique dans le développement des paramétrisations de convection nuageuse (Rio and Hourdin, 2008; Grandpeix et al. , 2010) et le modèle LMDZ est capable de représenter de façon correcte les caractéristiques moyennes du système de mousson Ouest Africaine. Notre travail de thèse repose en grande partie sur l'exploitation des données recueillies au cours de l'été 2006 pendant la période d'observation intensive (mesures sol, avions, ballons) de la campagne d'Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine (AMMA). L'amélioration de la représentation de la convection dans ces régions est un enjeu de première importance, à la fois pour l'amélioration des prévisions du temps et pour essayer de prévoir les possibles variations du climat sur la région dans le cadre du réchauffement global du climat. La discrimination des systèmes locaux et propagatifs a permis de faire la comparaison des systèmes locaux avec le modèle qui ne représente pas pour le moment la propagation des systèmes convectifs. Ainsi le cycle diurne des systèmes locaux est comparable au cycle diurne du modèle. Un des résultats marquant obtenu durant cette thèse concerne la représentation du cycle diurne des précipitations convectives. Nous avons en particulier, montré que la nouvelle "paramétrisation" de la convection orageuse, prenant en compte explicitement les "poches froides" créées sous les nuages par réévaporation des pluies convectives, développée par Grandpeix et al. , (2010), permet de décaler dans la soirée les pluies convectives (qui se produisent en générale beaucoup trop tot dans les modèles, vers 12h, en phase avec l'insolation), en bien meilleur accord avec les observations. Nous avons aussi mis au point une approche d'initialisation physique de la convection par des températures de brillance du satellite Météosat Seconde Génération (MSG). Cette approche d'initialisation détectant les zones convectives donne une meilleure représentation spatiale de la convection de manière cohérente avec les observations

La compréhension de la dynamique et la variabilité des courants en mer d’Iroise est en enjeu majeur pour l’exploitation du rail maritime d’Ouessant. Celle-ci passe par une analyse du développement du front saisonnier d’Ouessant, qui sépare les eaux homogènes situées le long de la côte des eaux stratifiées au large. Cette thèse se base sur les nombreuses mesures récoltées pendant les campagnes FROMVAR successives et porte particulièrement sur l’étude de la dynamique et de la variabilité de front de température. Tout d’abord, une partie des mesures de température et de salinité réalisées pendant les campagnes FROMVAR 2009, 2010 et 2011 sont analysées afin de comprendre le contexte hydrologique dans lequel se place le front d’Ouessant. Dans un premier temps, une comparaison entre les observations à l’échelle du plateau continental réalisées en 2010 et 2011 est menée. Un travail similaire porte ensuite sur les masses d’eau formant le front d’Ouessant, observées en 2009 et 2010.Une seconde étude a pour but d’identifier la dynamique des courants basse fréquence observés par les radars HF, en mer d’Iroise. Le jeu de données de 4 ans d’observations radar est traité afin de réduire au maximum les effets des vagues et du vent sur les courants observé, et les observations correspondant aux périodes hivernales et estivales sont comparées. La comparaison de courants mesurés par des ADCP avec les courants géostrophiques attendus dans l’hypothèse d’un ajustement du front permet ensuite de discuter de la dynamique de celui-ci.Enfin, des mesures de dissipation de l’énergie cinétique turbulente réalisées pendant la campagne FROMVAR 2009 permettent d’étudier la variation du mélange pendant le cycle de vives-eaux/mortes-eaux. Une étude de la variabilité des courants basses fréquences calculés dans cette zone par un modèle réaliste permet d’étudier le lien entre les courants résiduels de marée et la position du front pendant le cycle de vives-eaux/mortes-eaux
The understanding of the dynamics and variability the Iroise sea current in a key issue for the naval security on the western part of the English Channel. The Ushant tidal front is a central element of the Iroise sea, which separates the coastal homogeneous waters from the seasonally homogenized waters located offshore. This thesis is based on numerous measurements made during the FROMVAR 2009, 2010 and 2011 cruises, and studies the dynamics and the variability of the Ushant front.First, the temperature and salinity measurements collected during the FROMVAR cruises are analyzed in order to observe the water masses surrounding the Ushant front. Observations covering the whole continental shelf are studied first, using data collected during the FROMVAR 2010 and 2011 cruises. A second study focused on the water masses which makes the Ushant front in the Iroise sea.Then, the surface currents observed by HF radars are analyzed in order to study the dynamics related to the low frequency residual currents in the Iroise sea. The influence of the wave induced Stokes drift on surface currents is first studied in order to avoid the influence of wave on the observed currents.The dynamics of the observed surface currents is then discussed thanks to the comparison of winter and summer measurements, for various tidal ranges. The vertical shear measured by an ADCP close to the front is finally compared to the vertical shear corresponding to the geostrophic adjustment of the front.Last, kinetic energy dissipation rate measurements collected during the FROMVAR 2009 cruise are exposed to study the fortnightly variability of turbulent mixing. A study of the variability of modeled currents during the fortnightly cycle is then performed in order to discuss the influence of ageostrophic cross-front currents on the fortnightly displacement of the bottom front

Pendant les transitions glaciaire-interglaciaires,on observe une augmentation en partie abrupte de près de 100 ppm du CO2atmosphérique, indiquant une redistribution majeure entre les réservoirs de carbone des continents, de l'océan et de l'atmosphère.Expliquer les flux de carbone associés à ces transitions est un défi scientifique, qui nécessite une meilleure compréhension du stock de carbone ‘initial’ dans la biosphère terrestre au cours de la période glaciaire. L’objectif de cette thèse est d’améliorer la compréhension du fonctionnement des écosystèmes terrestres et des stocks de carbone au cours du dernier maximum glaciaire (LGM, il y a environ21.000 ans), à travers plusieurs nouveaux développements dans le modèle global de végétation ORCHIDEE-MICT, pour améliorer la représentation de la dynamique de la végétation, la dynamique du carbone dans le sol du pergélisol et les interactions entre les grands herbivores et la végétation dans le modèle de la surface terrestre.Pour la première partie, la représentation de la dynamique de la végétation dans ORCHIDEEMICT pour les régions des moyennes et hautes latitudes, a été calibrée et évaluée avec un ensemble de données spatiales de classes de végétation, production primaire brute, et de biomasse forestière pour la période actuelle.Des améliorations sont obtenues avec la nouvelle version du modèle dans la distribution des groupes fonctionnels de végétation. Ce modèle a ensuite été appliqué pour simuler la distribution de la végétation au cours de laLGM, montrant un accord général avec les reconstructions ponctuelles basées sur des données de pollen et de macro-fossiles de plantes.Une partie du pergélisol (sols gelés en permanence) contient des sédiments épais,riches en glace et en matières organiques appelés Yedoma, qui contiennent de grandes quantités de carbone organique, et sont des reliques des stocks de carbone du Pléistocène.Ces sédiments ont été accumulés sous des climats glaciaires. Afin de simuler l'accumulation du carbone dans les dépôts de Yedoma, j’ai proposé une nouvelle paramétrisation de la sédimentation verticale dans le module de carbone dans le sol de ORCHIDEE-MICT. L'inclusion de ce processus a permis de reproduire la distribution verticale de carbone observée sur des sites de Yedoma. Une première estimation du stock de carbone dans le pergélisol au cours du LGM est obtenue, de l’ordre de ~ 1550 PgC, dont 390 ~446 PgC sous forme de Yedoma encore intacts aujourd’hui (1,3 millions de km2).Potentiellement, une plus grande surface de Yedoma pourrait être présente pendant leLGM, qui a disparue lors de la déglaciation.Pour la troisième partie, à la lumière des impacts écologiques des grands animaux, et le rôle potentiel des méga-herbivores comme une force qui a maintenu les écosystèmes steppiques pendant les périodes glaciaires, j'ai incorporé un modèle de d’herbivores dans ORCHIDEE-MICT, basé sur des équations physiologiques pour l'apport énergétique et les dépenses, le taux de natalité, et le taux de mortalité pour les grands herbivores sauvages.Le modèle a montré des résultats raisonnables de biomasse des grands herbivores en comparaison avec des observations disponibles aujourd’hui sur des réserves naturelles. Nous avons simulé un biome de prairies très étendu pendant le LGM avec une densité importante de grands herbivores. Les effets des grands herbivores sur la végétation et le cycle du carbone du LGM ont été discutés, y compris la réduction de la couverture forestière, et la plus grande productivité des prairies.Enfin, j’ai réalisé une estimation préliminaire du stock total de carbone dans le permafrost pendant le LGM, après avoir tenu compte des effets des grands herbivores et en faisant une extrapolation de l'étendue spatiale des sédiments de type Yedoma basée sur des analogues climatiques et topographiques qui sont similaires à la région de Yedoma actuelle
During the repeated glacialinterglacialtransitions, there has been aconsistent and partly abrupt increase of nearly100 ppm in atmospheric CO2, indicating majorredistributions among the carbon reservoirs ofland, ocean and atmosphere. A comprehensiveexplanation of the carbon fluxes associatedwith the transitions is still missing, requiring abetter understanding of the potential carbonstock in terrestrial biosphere during the glacialperiod. In this thesis, I aimed to improve theunderstanding of terrestrial carbon stocks andcarbon cycle during the Last Glacial Maximum(LGM, about 21,000 years ago), through aseries of model developments to improve therepresentation of vegetation dynamics,permafrost soil carbon dynamics, andinteractions between large herbivores andvegetation in the ORCHIDEE-MICT landsurface model.For the first part, I improved theparameterization of vegetation dynamics inORCHIDEE-MICT for the northern mid- tohigh-latitude regions, which was evaluatedagainst present-day observation-based datasetsof land cover, gross primary production, andforest biomass. Significant improvements wereshown for the new model version in thedistribution of plant functional types (PFTs),including a more realistic simulation of thenorthern tree limit and of the distribution ofevergreen and deciduous conifers in the borealzone. The revised model was then applied tosimulate vegetation distribution during theLGM, showing a general agreement with thepoint-scale reconstructions based on pollen andplant macrofossil data.Among permafrost (perennially frozen) soils,the thick, ice-rich and organic-rich siltysediments called yedoma deposits hold largequantities of organic carbon, which areremnants of late-Pleistocene carbonaccumulated under glacial climates. In order tosimulate the buildup of the thick frozen carbonin yedoma deposits, I implemented asedimentation parameterization in the soilcarbon module of ORCHIDEE-MICT. Theinclusion of sedimentation allowed the modelto reproduce the vertical distribution of carbonobserved at the yedoma sites, leading toseveral-fold increase in total carbon. Simulatedpermafrost soil carbon stock during the LGMwas ~1550 PgC, among which 390~446 PgCwithin today’s known yedoma region (1.3million km2). This result was still anunderestimation since the potentially largerarea of yedoma during the LGM than todaywas not yet taken into account.For the third part, in light of the growingevidence on the ecological impacts of largeanimals, and the potential role of megaherbivoresas a driving force that maintainedthe steppe ecosystems during the glacialperiods, I incorporated a dynamic grazingmodel in ORCHIDEE-MICT, based onphysiological equations for energy intake andexpenditure, reproduction rate, and mortalityrate for wild large grazers. The model showedreasonable results of today’s grazer biomasscompared to empirical data in protected areas,and was able to produce an extensive biomewith a dominant vegetation of grass and asubstantial distribution of large grazers duringthe LGM. The effects of large grazers onvegetation and carbon cycle were discussed,including reducing tree cover, enhancinggrassland productivity, and increasing theturnover rate of vegetation living biomass.Lastly, I presented a preliminary estimation ofpotential LGM permafrost carbon stock, afteraccounting for the effects of large grazers, aswell as extrapolations for the spatial extent ofyedoma-like thick sediments based on climaticand topographic features that are similar to theknown yedoma region. Since these results werederived under LGM climate and constantsedimentation rate, a more realistic simulationwould need to consider transient climate duringthe last glacial period and sedimentation ratevariations in the next step

L'approche théorique de systèmes modèles a permis de mettre en évidence (1) le caractère d'ultrasensitibilité d'ordre zéro, dans un cycle fermé dont les deux enzymes ont un comportement michaélien, (2) des comportements bistables réversibles (hystérésis) et irréversibles (transitions), lorsque l'une des deux enzymes d'inter conversion est soumise à un facteur déstabilisant (inhibition par le substrat). L'étude a été généralisée à ces mêmes cycles, ouverts aux transferts de masses (diffusion, convection). Les études expérimentales effectuées sur des cycles binaires fermés ont permis de vérifier l'existence de l'ultrasensitibilité d'ordre zéro (NAD+/NADH avec la formate et la lactate déshydrogénase d'une part) et de transitions irréversibles (ATP/ADP, avec la phosphofructokinase et la pyruvate kinase, d'autre part)
A theoretical approach to model systems showed (1) zero-order ultra sensitivity in a closed system, in which both enzymes exhibited Michaelis-Menten behaviours, and (2) reversible (hysteresis) and irreversible (transitional) bistability when one of the two interconverting enzymes was subjected to a destabilizing factor, such as substrate inhibition. The study was extended to the same cycles when opened to mass transfer by diffusion and/or convection. Experimental studies carried out on closed binary cycles demonstrated on the one hand, the occurrence of zero-order uItrasensitivity (NAD+/NADH, with the enzymes formate and Iactate deshydrogenases) and, on the other hand, irreversible transitions (ATP / ADP, with the enzymes phosphofructokinase and pyruvate kinase)

Le gyre subpolaire de l'Atlantique Nord est le siège de la plus importante floraison (bloom) phytoplanctonique de l'océan global. Cet événement biologique majeur joue un rôle crucial sur le fonctionnement des écosystèmes océaniques et sur le cycle global du carbone. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les processus bio-physiques qui contrôlent la dynamique du bloom phytoplanctonique et l'export de carbone à différentes échelles spatio-temporelles. Dans une première étude, basée sur des données satellites climatologiques, le gyre subpolaire a été biorégionalisé en fonction des différents cycles annuels de biomasse phytoplanctonique. Les conditions de mélange, couplées à l’intensité de la lumière de surface, contrôlent l’initiation du bloom printanier au sein des différentes biorégions. La nouvelle génération de flotteurs BGC-Argo a permis, dans une deuxième étude, d’explorer des processus à des échelles plus fines, en particulier pendant la période hivernale jusqu’à présent très peu étudiée. En hiver, des restratifications intermittentes et locales de la couche de mélange, liées à des processus de sous-mésoéchelle, initient des blooms transitoires qui influencent la dynamique du bloom printanier. Enfin, une troisième étude a montré que la variabilité haute-fréquence de la profondeur de la couche de mélange pendant la transition hiver-printemps joue aussi un rôle crucial sur l’export de carbone
The North Atlantic Subpolar Gyre exhibits the largest phytoplancton bloom of the global ocean. This major biological event plays a crucial role for the functioning of marine ecosystems and the global carbon cycle. The aim of this thesis is to better understand the bio-physical processes driving the dynamics of the phytoplankton bloom and carbon export at various spatiotemporal scales.In a first study, based on satellite data at a climatological scale, the subpolar gyre is bioregionalized according to distinct annual phytoplankton biomass cycles. The light-mixing regime controls the phytoplankton bloom dynamics in the different bioregions.In a second study, the new generation of BGC-Argo floats allowed for processes to be explored at a finer scale, especially during the overlooked winter season. In winter, intermittent and local restratifications of the mixed layer, triggered by sub-mesoscale processes, initiate transient winter blooms impacting the spring bloom dynamics.Finally, a third study showed how the high-frequency variability of the mixed layer depth during the winter-spring transition plays a crucial role on carbon export

La domestication du mil (Pennisetum glaucum), dans le Sahel, a engendré une large gamme de variétés, très diversifiées pour de nombreuses caractéristiques agronomiques. En particulier, la diversité de la durée du cycle des variétés locales de mil est une composante essentielle des stratégies mises en œuvre par les agriculteurs pour faire face aux fluctuations des précipitations et assurer une certaine stabilité de la production. Au cours des dernières décennies, des évolutions dans les pratiques agricoles ont été observées, en réponse à des changements écologiques et sociaux. Une des conséquences de ces évolutions pourrait être l’existence de flux de gènes entre variétés à cycle court et variétés à cycle long du fait de l’émergence de situations de parapatrie entre ces deux types de variétés, naguère isolées. Par ailleurs, l’existence de recouvrement des périodes des floraisons de ces deux types variétaux a déjà été préalablement observée. Une telle situation amène donc à s’interroger sur la dynamique évolutive passée et actuelle de la diversité de la longueur du cycle du mil dans le Sahel. Dans la première partie de ma thèse, j’ai évalué les possibilités d’occurrence de flux de gènes entre variétés précoces et tardives de mil dans le Sud-ouest du Niger, en utilisant une approche comparative entre situations contrastées pour la distribution spatiale de ces deux types de variétés. J’ai réalisé : 1) une étude des périodes de floraison de deux variétés de mil (précoce (Haïni Kiré) : 75 à 95 jours entre le semis et la maturité et tardive (Somno) : 105 à 125 jours de durée de cycle) dans plusieurs champs paysans, et dans deux villages. 2) une analyse moléculaire à l’aide de 15 marqueurs microsatellites qui a permis l’estimation des niveaux de différenciation génétique entre populations de mils précoces et tardifs échantillonnés dans 4 villages (incluant les deux villages déjà cités) de la même région.Les résultats ont montré la possibilité effective de flux de pollen et l’existence d’introgressions génétiques entre variétés précoces et tardives. Les mécanismes qui pourraient permettre un maintien sur le long terme d’une différenciation phénologique entre les deux types variétaux malgré l’existence de ces flux de gènes, sont discutés.Dans la deuxième partie, j’ai utilisé une approche « gène candidat » combinée à une démarche de génétique des populations, pour tenter d’identifier des gènes qui auraient pu contribuer à la diversité de la durée de cycle chez le mil. Je me suis focalisé sur trois gènes du contrôle de la transition florale PgHd3a, PgDwarf8 et PgPHYC. Leur implication dans la diversité de la durée de cycle chez plusieurs espèces a déjà été montrée. J’ai estimé les niveaux de différenciation génétique entre les mils domestiques et sauvages, précoces et tardifs pour ces trois gènes J'ai aussi cherché à mettre en évidence, au sein de ces gènes, les empreintes éventuelles d’évènements sélectifs passés. Afin de prendre en compte l’histoire démographique des mils dans les tests de neutralité sélective, j’ai utilisé les données de polymorphisme nucléotidiques de 8 séquences témoins dans le cadre d’une approche Bayésienne.Les résultats obtenus suggèrent fortement que PgHd3a et PgDwarf8 ont été ciblés par la sélection durant la domestication. Cependant, les données ne soutiennent pas l’hypothèse d’un rôle potentiel des trois gènes candidats dans la différenciation de la durée de cycle entre les variétés locales précoces et tardives. L’approc
Domestication of pearl millet (Pennisetum glaucum) in the Sahel of Africa has produced a wide range of diversity in cycle duration of landraces. This diversity allows Sahelian farmers to outface the precipitation fluctuation and to ensure regularity in grain production. Due to ecological and social recent changes, modifications of farmer’s practices could be a factor promoting gene flow between the early and late flowering varieties by increasing the opportunity of neighboring and flowering overlap between them. Such a situation raises questions about the past and current evolutionary dynamics of phenological diversity in this crop.In the first part of my thesis I tried to evaluate the possibility of gene flow between pearl millet varieties in South-West Niger, through a comparative approach among contrasting situations pertaining to the spatial distribution of early and late landraces. Therefore I conducted: 1) a field study where we observed flowering periods, for two types of varieties (early type (Haïni Kiré): 75 to 95 days and late type (Somno): 105 to 125 days of cycle length) in several pearl millet fields, and in two villages 2) a molecular study that allows the assessment of the level of genetic differentiation between late and early flowering populations sampled from four villages (including the two where the field study was conducted) of the same region (Dallol Bosso), using microsatellite markers. I was able to demonstrate the occurrence of pollen flow between the two types of landraces and I also showed evidence of genetic introgression between early and semi-late landraces. Potential mechanisms that would allow for the maintenance of the phenological differentiation between these two varieties and despite the gene flow are discussed.In the second part of this work I used a candidate gene and a population genetics approach, to try to identify genes that may have contributed to the cycle length diversity in pearl millet. I focused on three flowering candidate genes, PgHd3a, PgDwarf8 and PgPHYC which have been shown to be involved in the cycle length genetic diversity in several species, in order to estimate the differentiation between wild and domestic pearl millets and between early and late landraces, on the basis of theses candidate genes. I also tried to track for the fingerprint of eventual past selective events within these candidate genes. To be able to distinguish the effects of selection from the effect of demographic events that occurred during the domestication process, I used 8 neutral STS loci and an Approximate Bayesian Computation approach.My results strongly suggest that PgHd3a and PgDwarf8 were likely targeted by selection during domestication. However, a potential role of any of the three candidate genes in the phenological differentiation between early and late landraces was not supported by our data. The Bayesian approach confirmed the idea, suggested by many authors, that the gene flow from the wild to the domestic genetic pool has contributed significantly to the genetic diversity of the domestic pearl millet