L'objectif de cette thèse est le développement et la validation d'un modèle numérique de la dynamique des particules en mélange externe et résolu en taille. Afin de suivre plusieurs compositions chimiques par classe de tailles, une nouvelle approche est présentée dans laquelle la composition chimique des particules est elle-même discrétisée suivant la fraction d'un ou plusieurs des constituants chimiques (e.g. suie, sulfate). Cette approche a pour but de mieux simuler l'évolution d'une population de particules à l'échelle locale et de particulariser des compositions chimiques typiques de certaines sources. Dans l'atmosphère, les particules interagissent essentiellement entre elles et avec les polluants gazeux par coagulation et condensation/évaporation. La première partie de la thèse a été consacrée à l'élaboration du modèle pour la coagulation, processus physique qui s'avère le plus complexe à modéliser selon notre approche du mélange externe. Dans un premier temps, les équations de la coagulation en mélange externe sont présentées et discrétisées suivant un nombre arbitraire de classe de tailles et de compositions chimiques. Plusieurs simulations numériques ont ensuite été effectuées avec ce modèle sur un même cas d'étude, en utilisant deux, trois et quatre composants chimiques. On vérifie à chaque fois que les résultats de la simulation numérique en mélange externe sont cohérents avec ceux du mélange interne du cas d'étude. Les résultats de ces simulations permettent d'apprécier l'effet de mélange de la coagulation qui produit, à partir de particules monocomposées, des particules bicomposées et tricomposées. Étant donné la complexité croissante d'un tel modèle, une attention toute particulière a été portée à l'implémentation numérique et à l'optimisation des algorithmes choisis. L'extension de cette approche à la condensation/évaporation constitue le prochain développement de ce modèle, nous en posons les bases théoriques en annexe. S'il existe aujourd'hui des données de mesure résolues en taille (SMPS), il n'y en a pas encore qui puissent être réellement validantes pour ce modèle de mélange externe, c'est-à-dire qui distinguent quantitativement plusieurs compositions chimiques par classe de taille. Aussi, dans la seconde partie de la thèse, nous avons envisagé le protocole d'une expérience en chambre permettant de mettre en évidence le mélange par coagulation de deux populations de particules de compositions différentes et d'apporter des données validantes pour le modèle développé. Deux séries d'expériences ont été menées, la première dans la chambre de grand volume CESAM et la seconde, dans le réacteur de petit volume de l'INERIS. La première série a mis en évidence l'homococagulation de chaque distribution polydispersée prise séparément et dans une moindre mesure, l'hétérocoagulation des deux distributions de nature différentes (NaBr et KBr) entre elles. La seconde série a montré la possibilité d'observer simultanément deux distributions monodispersées de particules de compositions différentes (CaSO4 et KBr), prérequis pour ce cas. Au final, les résultats de mesure se sont avérés insuffisants pour produire des données validantes pour le modèle, à cause du trop grand écart-type des distributions polydispersées dans la chambre de grand volume et à cause du dépôt au paroi qui domine dans le réacteur de petit volume. Des analyses au microscope électronique ont cependant attesté de la présence de particules issues de la coagulation entre les deux natures. A la suite des différentes expériences menées, nous revenons sur le protocole envisagé et proposons quelques pistes d'améliorations

Le mouvement sportif est fortement contraint par les interactions possibles avec le milieu dans lequel il évolue, par le matériel qu'il utilise, ou par ses adversaires ou partenaires. Ma recherche s'est donc orientée sur l'étude de ces interactions pour comprendre leurs influences sur l'efficacité du geste et la performance. En fonction des différentes activités sportives cette analyse du mouvement est basée soit sur une approche purement biomécanique, soit sur une approche orientée vers le contrôle moteur. En effet l'approche biomécanique permet une compréhension précise de la performance motrice lorsque l'activité sportive peut se faire sans interactions directes avec l'adversaire. Cette notion implique que le mouvement du sportif ne soit pas modulé par celui de son adversaire. La natation, l'athlétisme font partie de cette catégorie de sport sans interactions directes. Dans ces activités la modélisation du mouvement peut se faire sur des critères cinématiques, dynamiques ou énergétiques. Néanmoins si le mouvement n'est pas modulé par celui de l'adversaire il peut l'être par le matériel utilisé : les chaussures en athlétisme ou les palmes en natation peuvent influer sur les critères biomécaniques. Nous nous intéresserons également aux activités où le mouvement du sportif est modulé par celui de son adversaire. Ces activités, généralement de duels, seront considérées comme activités avec interactions directes. De ce fait l'approche purement biomécanique du mouvement ne permet pas de comprendre la performance. En effet, l'action du sportif est dépendante de sa capacité à prélever des informations sur la séquence motrice de son opposant. L'analyse de la prise d'informations visuelles en relation avec l'action du sportif peut se révéler essentiel pour une optimisation du processus d'entrainement. D'une manière générale, quel que soit le type d'interaction l'objectif poursuivi est d'isoler par différentes méthodes les paramètres de l'efficacité du geste sportif. Pour isoler ces paramètres il est nécessaire de contrôler les différentes variables pour étudier leur influence sur la performance. La réalité virtuelle est un moyen de contrôle des variables pour l'analyse des interactions sportives. Les travaux présentés portent sur la validation et l'utilisation de la réalité virtuelle pour la compréhension des duels sportifs.

L'épizootie asiatique d'Influenza Aviaire a mis en évidence le danger majeur que constitue la proximité entre différentes populations sensibles. Des études ont montré que le risque de transmission de la grippe aviaire était accru dans des situations comme celle des marchés de volailles vivantes où se côtoient poulets, dindes et canards d'élevage. L'hypothèse principale est que ces individus se contaminent dans l'élevage par contact (direct ou indirect) avec un individu sauvage (le mode d'élevage dans ces pays étant le plus souvent en semi-liberté, les contacts sont plus fréquents.La région Rhône Alpes, et plus particulièrement l'Ain, possède un fort potentiel en matière de production avicole. La filière " Label Rouge " et la filière " AOC Poulet de Bresse " ont su développer une production de qualité en employant des techniques d'élevage dites " semi-libre " voire " libre " ou " plein air ". Ces techniques d'élevage peuvent favoriser le contact entre l'avifaune domestique et l'avifaune sauvage d'autant plus que la région possède un patrimoine ornithologique avec la présence de la zone humide des Dombes. Cette aire géographique se trouve être le lieu d'hivernage de nombreux oiseaux notamment plusieurs espèces d'Anatidés (Canards).L'analyse de risque proposée doit permettre d'estimer de façon quantitative et qualitative le risque de survenue d'épizooties dans l'avifaune domestique résultant de la proximité des populations aviaires sauvages, sédentaires et migratrices, en Dombes. Ce projet répond à la nécessité d'établir des méthodes et outils permettant la prévision des risques sanitaires encourus par les populations aviaires voire humaines, face à des agents pathogènes émergents comme celui de la grippe aviaire. Il vise aussi à étudier l'influence des facteurs de risques liés aux habitats (zone humide de la basse vallée de l'Ain, Dombes notamment) à la gestion de ceux-ci (évolution des techniques d'agriculture, d'élevage et implications sur le milieu naturel) ainsi que l'influence des changements globaux, en particulier des changements climatiques.S'inscrivant dans une démarche prévisionnelle, le projet met en œuvre des techniques de modélisation afin de déterminer des probabilités de transmission de virus en étudiant le comportement des différentes populations intervenant dans le cycle épidémiologique d'Influenza Aviaire:- Les populations sauvages réservoirs - Les populations domestiques- Les populations humainesCette étude se fait à la fois dans :- L'espace (établissement de cartes de risque et intégration des données et résultats de l'analyse spatiale dans un Système d'Informations Géographiques)- Le temps (construction d'un modèle théorique de propagation des virus au sein des populations concernées)A cause de la structure spatiale en plusieurs sites, nous considérerons la diffusion des virus à des échelles allant d'une population type (au sein d'un élevage ou au sein d'un étang) à l'ensemble de la zone d'étude.Il s'agit donc de répondre à la question suivante : Suite à un contact infectieux quel est le risque de propagation d'Influenza Aviaire dans la région ? Il nous faut donc :- caractériser le risque de propagation d'Influenza Aviaire au sein d'une population ainsi que les déterminants environnementaux associés à celle-ci- quantifier le risque de propagation au sein des populations- quantifier le risque de propagation au sein de la zone d'étude quand toutes les populations sont en contact et susceptibles d'être infectées ou infectieuses- évaluer les possibilités d'évolution de la maladie au sein du système épidémiologique décrit précédemment

Après 35 ans d'absence apparente, le virus West Nile (VWN) est responsable depuis 2000 de cas humains sporadiques et d'épizooties équines sur le littoral méditerranéen français. Nous avons étudié sans a priori quelles espèces de moustiques pouvaient être impliquées dans les cycles de transmission de ce virus dans le foyer camarguais.<br />Pour identifier les espèces vectrices, nous avons conduit des captures sur appâts oiseau, cheval et homme de mai à octobre 2004, recherché le VWN chez les moustiques capturés et réalisé des infections expérimentales des candidats vecteurs. Pour estimer le risque d'infection, la formule de la capacité vectorielle a été généralisée à plusieurs espèces d'hôtes et de vecteurs et spatialisée. Une démarche pour l'estimation spatio-temporelle des densités de vecteurs a été proposée, en se basant sur des modèles de dynamique de population et sur une cartographie des milieux propices au développement larvaire et au déplacement des vecteurs.<br />Les conclusions de cette étude sont que Culex modestus Ficalbi est sans doute le principal vecteur enzootique (transmission au sein des populations d'oiseaux) et épidémique (transmission des oiseaux aux mammifères) du VWN dans les zones humides. Sa distribution doit être précisée pour estimer l'importance de son rôle en zone sèche. Culex pipiens L. est sans doute un vecteur enzootique important dans l'ensemble de la Camargue et le principal vecteur épidémique en zone sèche, où les déterminants génétiques ou environnementaux de ses préférences trophiques restent à éclaircir. Enfin, les principales espèces d'Aedes et Anopheles n'ont sans doute qu'un rôle mineur dans la transmission du VWN.

Les mécanismes moléculaires et cellulaires contrôlant l'homéostasie dans un tissu normal ne sont pas complètement élucidés in vivo même si nombre d'entre eux sont connus in vitro. Ils présentent une telle complexité qu'on parle généralement de réseaux de contrôles. Les simulations sur ordinateur représentent un outil puissant pour étudier les réseaux de contrôle de la prolifération cellulaire. Elles possèdent une puissance de calcul permettant de tester des hypothèses, notamment sur les redondances et les retro contrôle que l'on suppose impliquées dans ces réseaux et d'observer les conséquences de modifications (e.g. mutations) dans un contexte in vivo dynamique simulé. Notre approche combine une représentation spatiale des cellules en 2D par le graphe de Voronoï et un modèle de vie cellulaire. Le graphe de Voronoï associe un polygone à chaque cellule et l'ensemble de ces polygones défini l'architecture du tissu. Le modèle des réseaux de régulation de la croissance, de prolifération, de différenciation et de mort cellulaire inclus des éléments intracellulaires (cyclines, Cyclin Dependent Kinases, pRb, inhibiteurs de CDK) et des éléments extracellulaires (récepteurs membranaires aux facteurs de prolifération, intégrines). L'intégration de la représentation spatiale des cellules permet une modulation quantitative des signaux extracellulaires en fonction du voisinage des cellules et une modélisation du mouvement des cellules dans le temps. Ainsi la caractérisation des cellules du modèle en tant que cellules souches, en transit ou bien engagées dans la différenciation est réalisée en fonction de leur statut moléculaire (e.g. quelle protéine est exprimée, active, inhibée, etc...) à un instant donné. Nos résultats montrent le rôle des inhibiteurs de CDKs (p15 et p27) et de la proportion des récepteurs aux facteurs de croissance et de différenciation (EGFr et TGF?) dans le contrôle du passage de G1 à S. Les simulations en 2D illustrent l'influence de l'environnement et du pattern des cellules souches sur la prolifération dans les couches basales des épithéliaux stratifiés et de l'adhérence différentielle lors de la différenciation et la migration des kératinocytes.

The aim of this PhD thesis was to develop a model to predict the motion of algae in sea waters along a coastline. The method chosen was to use a large Eulerian industrial code to model the mean flow, and add Lagrangian model to predict the motion of individual particles. This Lagrangian modelis a three-step model. In the first modelling step, the mean flow characteristics at the location of the particles (solid bodies modelling the algae) are extracted from the Eulerian model and imputed into a stochastic model to find the turbulent fluid velocities. These fluid velocities are used in the second step to solve for the solid body velocities, by solving for the drag, momentum, buoyant and Basset history forces. The final modelling step is to use these solid body velocities to calculate the trajectories of particles. An exact integrator method was then developed to solve for these equations. The model was then validated using two experiments. Firstly sphere of different size were released in fluids of different densities, where a stationary quasi-homogeneous turbulence. This turbulence was generated by oscillating a pair of grids. In the second experiment spherical particles were released in anon-homogeneous turbulent flow. This flow was achieved by partially obstructing a channel, so that a recirculation zone was generated. The particle transport model was then tested numerically using the simulations of a real flow along the coasts of Normandy where numerical particles representing algae were released

Ce travail est consacré à l'analyse des outils et méthodes de prévention et de pilotage des conflits d'usage dans les pays en voie de développement, et plus particulièrement à l'étude des conflits liés à l'installation de nouvelles infrastructures, qui ont provoqué l'expropriation d'habitations et d'exploitations agricoles ainsi que la disparition de nombreuses ressources productives dans les espaces ruraux. L'étude se fonde sur le cas du barrage de Chotiari, au Pakistan, avec une analyse de l'impact du projet sur les ressources naturelles et socio-économiques de la région, ainsi que des racines de ce conflit. Une attention particulière est accordée au réseau d'acteurs utilisateurs de l'espace, ainsi qu'à la violation des droits de propriété, qui a provoqué des asymétries de pouvoir et conduit à la montée des conflits d'usage de l'espace. Notre recherche montre que les conflits résultant du lancement de ce projet résultent de causes structurelles (tels que des décisions unilatérales, l'absence d'études et d'expertises scientifiques et techniques, la corruption, l'importance d'intérêt internationaux et l'absence de politique nationale d'intégration) comme de facteurs plus locaux (comme le népotisme, la diversité ethnique et l'illettrisme). Par ailleurs, les déplacements forcés de populations locales ont conduit à une multiplication des oppositions et des confrontations. Pour finir nous tirons de ces résultats un certain nombre de recommandations en termes de prévention et de pilotage des conflits, fondées sur la mobilisation des relations de proximité.

L'intérêt des prédateurs généralistes dans la lutte biologique par conservation est peu étudié en verger de pommiers. Cette thèse visait à déterminer le rôle de prédateurs généralistes invertébrés (principalement carabes et araignées) et vertébrés (mésanges et chauves souris) dans le contrôle de trois ravageurs clés du pommier et de définir les éléments paysagers qui leur sont favorables. Pour cela, nous avons effectué des suivis de populations dans des vergers en agriculture biologique et nous les avons associés à des mesures de prédation des ravageurs par analyse moléculaire des contenus stomacaux et faeces des prédateurs à l'aide d'amorces spécifiques développées à cet effet. Nous montrons que les ravageurs sont consommés dès leur apparition dans les vergers, notamment les pucerons par les araignées de la frondaison, ce qui suggère que ces prédateurs ont un potentiel de régulation important. De plus une complémentarité temporelle semble exister entre araignées et carabes dans le contrôle des tordeuses. L'influence des éléments paysagers intra et extra verger diffère selon les taxa de prédateurs considérés. Ce dernier résultat suggère des compromis dans les aménagements à réaliser pour favoriser leur action et la nécessité d'une meilleure compréhension de leur écologie.

Le flot de Ricci, introduit par Hamilton au début des années 80, a montré sa valeur pour étudier la topologie et la géométrie des variétés riemanniennes lisses. Il a ainsi permis de démontrer la conjecture de Poincaré (Perelman, 2003) et le théorème de la sphère différentiable (Brendle et Schoen, 2008). Cette thèse s'intéresse aux applications du flot de Ricci à des espaces métriques à courbure minorée peu lisses. On définit en particulier ce que signifie pour un flot de Ricci d'avoir pour condition initiale un espace métrique. Dans le Chapitre 2, on présente certains travaux de Simon permettant de construire un flot de Ricci pour certains espaces métriques de dimension 3. On démontre aussi deux applications de cette construction : un théorème de finitude en dimension 3 et une preuve alternative d'un théorème de Cheeger et Colding en dimension 3. Dans le Chapitre 3, on s'intéresse à la dimension 2. On montre que pour les surfaces singulières à courbure minorée (au sens d'Alexandrov), on peut définir un flot de Ricci et que celui-ci est unique. Ceci permet de montrer que l'application qui à une surface associe son flot de Ricci est continue par rapport aux perturbations Gromov-Hausdorff de la condition initiale. Le Chapitre 4 généralise une partie de ces méthodes en dimension quelconque. On doit y considérer des conditions de courbure autres que les usuelles minorations de la courbure de Ricci ou de la courbure sectionnelle. Les méthodes mises en place permettent de construire un flot de Ricci pour certains espaces métriques non effondrés limites de variétés dont l'opérateur de courbure est minoré. On montre aussi que sous certaines hypothèses de non-effondrement, les variétés à opérateur de courbure presque positif portent une métrique à opérateur de courbure positif ou nul.

La maladie d'Alzheimer exige des efforts d'attention et de soins considérables à l'égard du malade et conduit fréquemment à l'épuisement physique et psychique des aidants familiaux. De nombreuses technologies innovantes sont de plus en plus disponibles pour sécuriser le malade et l'aidant, améliorer les soins et les conditions de vie et favoriser le maintien à domicile. Le risque qu'elles ne favorisent le développement d'une société technicienne obsédée de rentabilité et excluant peu à peu l'humain est cependant possible, posant ainsi la question éthique de leurs usages, mais aussi de leur conception et de leur modes de production et de diffusion. Une enquête descriptive et analytique portant sur une population de 270 familles de malades permet d'explorer, dans la diversité de ses dimensions, cette problématique complexe à partir de l'opinion des aidants familiaux. Une série de conclusions et de recommandations utiles pour les politiques à venir résulte de l'étude. Un large chantier éthique des gérontechnologies pour les années à venir est mis en perspective.