Le 8 mai 1902, L'Eruption meurtrière de la montagne Pelée (MARTINIQUE) tua 30000 personnes et dévasta la ville de St Pierre, nous rappelant qu'il est un des volcans français les plus dangereux. Les produits pyroclastiques des derniers 10 000 ans de ce volcan témoignent de deux types d'éruptions : les éruptions pliniennes, aux colonnes éruptives de plusieurs Km de haut dont les dépôts sont très vésiculés ; et éruptions péléennes, caractérisées par l'extrusion d'un dôme de lave peu vésiculée qui s'écroule au cours de sa croissance en « nuées ardentes », le plus souvent de faible explosivité, mais pouvant être dramatiquement violentes comme le fût la déferlante du 8 mai 1902. Ces deux types éruptifs n'ont évidemment pas les mêmes conséquences en terme de risques volcaniques et de zones menacées. Déterminer le ou les facteurs(s) qui conduise(nt) vers l'un ou l'autre de ces deux types d'éruption est donc un enjeu important pour la compréhension générale des éruptifs des stratovolcans andésitiques et également pour la gestion de futures crises volcaniques de la Montagne Pelée. Le déterminisme entre une éruption plinienne ou péléenne peut être acquis par des différences de composition des magmas, par des différences des conditions pré-éruptives (pression, température, teneurs en volatils, fugacité d'oxygène) dans la chambre andésitique, ou au cours de l'éruption, pendant l'ascension des magmas dans le conduit magmatique (vitesse de montée dégazage du magma). Notre étude consiste à déterminer, par une étude lithologique des produits émis et par une étude expérimentale, les conditions pré-éruptives et les conditionséruptives des magmas pliniens et péléens de la période récente de l'édification de la Montagne Pelée.<br />Les équilibres de phase déterminés expérimentalement suggèrent que les conditions pré-éruptives des magmas pliniens et péléens de la période récente de la Montagne Peléesont comparables. Ces conditions pré-éruptives sont environ 2kb, 900°C, NNO+0.7, 5.5-6 % d'eau. Ceci révèle que les éruptions pliniennes et péléennes ne sont pas déterminées par des teneur en eau différentes des liquides silicatés dans la chambre magmatique. Le déterminisme en éruptions pliniennes et péléennes s'acquiert par conséquent au cours de l'ascensiondes magmas. les calculs théoriques de vésiculation et les expériences de dégazage montrent que les magmas péléens dégazent plus que les magmas pliniens. De plus, ce dégazage s'effectuerait en "système fermé" pour les magmas pliniens et en "système ouvert" pour les magmas péléens. Bien que ces différentes modalités de dégazage peuvent être acquises relativement tôt dans l'histoire de l'ascension du magma, les données pétrologiques suggèrent néanmoins que le magma garde une capacité à se vésiculer à proximité de la surface, permettant le passage brutal d'une phase péléenne à une phase plinienne.

Cette étude traite de la dynamique des éruptions volcaniques explosives, depuis les mécanismes de sub-surface jusqu’aux processus d’émission et de dispersion des pyroclastes. A cet effet un radar Doppler sol est utilisé (VOLDORAD), lequel renseigne sur la charge / vitesse des ejectas. Les données sont intégrées avec d’autres techniques géophysiques, et des modèles numériques sont développés afin de simuler les émissions pyroclastiques, générer des signaux radar synthétiques, pour finalement améliorer notre compréhension des processus qui leurs sont sous-jacents. L’Arenal (Costa Rica) est utilisé comme volcan cible, où de fréquentes éruptions de faible magnitude émettent des panaches de cendres et des projections balistiques jusqu’à quelques centaines de mètres au-dessus de l’évent. Dans un premier temps, nous combinons des données sismiques et radar afin d’explorer la relation entre les processus de conduit et les émissions pyroclastiques. Leurs interactions complexes sont interprétées via un modèle conceptuel, lequel décrit les fractures parsemant le bouchon de lave comme responsables du dégazage du système, et en retour des signaux sismiques et radar collectés (ces derniers dépendants de la charge en cendres des émissions de gaz). Par ailleurs, nous investiguons la dynamique des émissions pyroclastiques à travers l’étude de radargrammes Doppler. La distribution spatio-temporelle de la vitesse des ejectas indique l’existence de deux phénomènes aux dynamiques distinctes. Des modélisations numériques permettant la reconstruction de signaux synthétiques indiquent qu’il s’agit de l’émission simultanée de blocs balistiques et de panaches de cendres. Une procédure d’inversion de type Monte Carlo couplée d’un algorithme d’optimisation permet de retrouver les radargrammes synthétiques qui reproduisent au mieux ceux observés. Les résultats apportent des contraintes sur divers paramètres éruptifs, tels que les tailles, trajectoires, vitesses des ejectas et des gaz, ainsi que la vitesse / direction de dispersion des panaches de cendres par le vent. Enfin, nous discutons du potentiel des radars Doppler appliqués à la surveillance opérationnelle des émissions volcaniques. En particulier, la possibilité de quantifier les masses éjectées dans l’atmosphère ou retombant sur les flancs du volcan, fournit des paramètres éruptifs à la source pouvant alimenter les modèles de dispersion de panaches de cendres. / This study investigates the dynamics of explosive volcanic eruptions, from the sub-surface source mechanisms through to the emission dynamics and downwind dispersal of tephra. To this end, we use a ground-based Doppler radar (VOLDORAD) which informs on the loading / velocimetry of the expelled ejecta. Data are integrated with complementary geophysical techniques, and numerical models are developed to simulate pyroclastic emissions, generate synthetic radar data, and in turn enhance our understanding of the underlying dynamical processes. Arenal (Costa Rica) is used as a case study volcano, where frequent mildly-explosive eruptions commonly expel ash plumes and ballistic projections up to a few hundred meters above the vent. Firstly, we combine seismic and radar data to investigate the link between conduit processes and pyroclastic emissions. A conceptual model is proposed to account for their complex interplay, whereby fractures through a rigid lava cap control the system’s degassing, which in turn governs both the seismic and radar signals (the latter depending on the ash load carried by the gas). Secondly, we investigate the dynamics of pyroclastic emissions from the analysis of Doppler radargrams. Time-velocity distribution of the expelled tephra shows the signature of two distinct phenomena. Numerical modeling and computation of synthetic radargrams show that these are consistent with both ballistic projections and ash plume crossing the beam simultaneously, whose respective mass load can be derived. Inverse modeling using a nearneighborhood Monte Carlo procedure was used to find synthetic Doppler radargrams which best matched the observed ones. The results give constrains on eruptive parameters, such as the size, trajectory, exit velocities and source gas velocities of the ballistics, as well as the speed / direction of the ash cloud drifted by trade winds. Lastly, because Doppler radars are powerful tool for real-time allweather monitoring of volcanic activity, we address issues relative to the operational radar monitoring of ash plumes. In particular, the ability to remotely quantify the mass proportions of ejecta either falling on the slopes of the volcano or prone to be ejected into the atmosphere, gives source eruptive parameters which may feed volcanic ash dispersal models.

Le phénomène de dégazage permanent observé sur le volcan Erebus s'accompagne d'une variation cyclique de la composition des gaz et du niveau de son lac de cratère que nous nous sommes proposé de modéliser en partant de l'hypothèse que ces fluctuations sont causées par l'arrivée de batch de magma naissant à faible profondeur, ascendant dans un conduit à travers duquel percole un flux continu de gaz dont l'origine est plus profonde. Nous avons tout d'abord montré par simulation numérique que la vigueur de la convection observée en surface ne pouvait être expliquée par la seule convection thermique d'un mélange liquide-cristaux. Si une alimentation continue en magma et gaz dans un système ouvert permet de simuler un comportement pulsatif de la surface, cet apport doit être suffisamment important pour que les changements de vitesse de surface ainsi générés puissent être appréciés. Le conduit doit avoir un diamètre suffisant large pour assurer la pérennité de la convection et maintenir le magma au-dessus de sa température de transition vitreuse. La présence de cristaux accélère la convection et améliore l'efficacité du transfert de chaleur entre les régions inférieures et supérieures du système magmatique ; ces cristaux se déposent dans le fond de la chambre pour former une couche de forte concentration d'une dizaine de mètres d'épaisseur. L'introduction de deux batch de magma d'origines différentes a permis de mettre en évidence combien leur composition et le comportement du lac de lave étaient sensibles à la température à laquelle ces batch sont générés. D'autre part, un batch ne contribuera au budget de dégazage dans des proportions consistantes avec les observations que si un seuil de flottabilité suffisant a été atteint. Dans le cas contraire, la migration d'une quantité de magma nécessaire à ce dégazage ne pourrait se faire que dans un conduit de très grand diamètre. Les paramètres physiques de la croute qui se forme lors du refroidissement de la surface du lac de lave, tels que son épaisseur et sa perméabilité, influent sur sa capacité à se déformer sous la pression qu'elle piège et à permettre un dégazage de type effusif. Cette pression conditionne à son tour la porosité du magma en surface et éventuellement le degré de dégazage du magma qui redescend vers la chambre magmatique. Cette étude nous a permis de mieux appréhender les mécanismes associés à une éruption de régime effusif et constitue une étape dans la compréhension de la transition à un régime explosif, préoccupation majeure des centres de surveillance volcaniques.

Cette étude traite de la dynamique des éruptions volcaniques explosives, depuis les mécanismes de sub-surface jusqu'aux processus d'émission et de dispersion des pyroclastes. A cet effet un radar Doppler sol est utilisé (VOLDORAD), lequel renseigne sur la charge / vitesse des ejectas. Les données sont intégrées avec d'autres techniques géophysiques, et des modèles numériques sont développés afin de simuler les émissions pyroclastiques, générer des signaux radar synthétiques, pour finalement améliorer notre compréhension des processus qui leurs sont sous-jacents. L'Arenal (Costa Rica) est utilisé comme volcan cible, où de fréquentes éruptions de faible magnitude émettent des panaches de cendres et des projections balistiques jusqu'à quelques centaines de mètres au-dessus de l'évent. Dans un premier temps, nous combinons des données sismiques et radar afin d'explorer la relation entre les processus de conduit et les émissions pyroclastiques. Leurs interactions complexes sont interprétées via un modèle conceptuel, lequel décrit les fractures parsemant le bouchon de lave comme responsables du dégazage du système, et en retour des signaux sismiques et radar collectés (ces derniers dépendants de la charge en cendres des émissions de gaz). Par ailleurs, nous investiguons la dynamique des émissions pyroclastiques à travers l'étude de radargrammes Doppler. La distribution spatio-temporelle de la vitesse des ejectas indique l'existence de deux phénomènes aux dynamiques distinctes. Des modélisations numériques permettant la reconstruction de signaux synthétiques indiquent qu'il s'agit de l'émission simultanée de blocs balistiques et de panaches de cendres. Une procédure d'inversion de type Monte Carlo couplée d'un algorithme d'optimisation permet de retrouver les radargrammes synthétiques qui reproduisent au mieux ceux observés. Les résultats apportent des contraintes sur divers paramètres éruptifs, tels que les tailles, trajectoires, vitesses des ejectas et des gaz, ainsi que la vitesse / direction de dispersion des panaches de cendres par le vent. Enfin, nous discutons du potentiel des radars Doppler appliqués à la surveillance opérationnelle des émissions volcaniques. En particulier, la possibilité de quantifier les masses éjectées dans l'atmosphère ou retombant sur les flancs du volcan, fournit des paramètres éruptifs à la source pouvant alimenter les modèles de dispersion de panaches de cendres.

L'augmentation artificielle de la couche stratosphérique d'aérosol de sulfate a été proposée comme méthode pour réduire le réchauffement climatique causé par les émissions anthropiques de gaz à effet de serre. Dans cette thèse, nous présentons un modèle global atmosphère-aérosol nouvellement développé, évaluons sa performance par rapport aux observations et l'appliquons pour étudier l'efficacité et les impacts de cette forme possible d'ingénierie climatique. Nous trouvons que l'effet de refroidissement réalisable par unité de masse de soufre injectée peut diminuer de façon plus drastique qu'estimé précédemment pour des taux d'injection élevés et que des injections à plus haute altitude ou dans des régions plus grandes n'entraînent pas un refroidissement plus fort. L'efficacité de la méthode pourrait donc être plutôt limitée, tout au moins dans les cas d'injections tropicales de dioxyde de soufre que nous avons modélisées. Par ailleurs, il existe plusieurs effets secondaires potentiellement nocifs, tels que le chauffage stratosphérique dû à l'absorption de rayonnement par l'aérosol provoquant de fortes perturbations dans la dynamique atmosphérique, la composition chimique de la stratosphère et les nuages hauts. Enfin, nous trouvons que les effets radiatifs de l'injection d'aérosol stratosphérique et de l'éclaircissement des nuages marins, une autre technique de géo-ingénierie proposée, seraient largement additifs et complémentaires lors de leur application parallèle. Cela pourrait permettre de concevoir un port-folio d'approches pour atteindre des objectifs climatiques spécifiques et réduire les effets secondaires indésirables de l'ingénierie climatique. / The enhancement of the stratospheric sulphate aerosol layer has been proposed as a method to abate the global warming caused by anthropogenic greenhouse gas emissions. In this thesis we present a newly developed global atmosphere-aerosol model, evaluate its performance against observations, and apply it to study the effectiveness and impacts of this possible form of climate engineering. We find that the achievable cooling effect per injected sulphur mass unit may decrease more drastically for larger injections than previously estimated and that injections at higher altitude or over larger areas do not result in a stronger cooling. The effectiveness of the method may therefore be rather limited, at least when using tropical injections of sulphur dioxide as in our model experiments. In addition, there are several potentially harmful side effects, such as stratospheric heating due to absorption of radiation by the aerosol causing strong perturbations in atmospheric dynamics, composition, and high-level clouds. Furthermore, we find that the radiative effects of stratospheric aerosol injection and marine cloud brightening, another proposed geoengineering technique, would be largely additive and complementary when applying them together. This might allow the design of portfolio approaches to achieve specific climate goals and reduce unintended side effects of climate engineering.

Le dioxyde de soufre (SO2) est un des principaux gaz émis lors des éruptions volcaniques. Au Piton de la Fournaise (La Réunion) environ 230 kT de SO2 ont été libérés pour la seule éruption d'avril 2007. Ces émissions ont provoqué d'importants problèmes sanitaires associés à des dégradations des infrastructures et des écosystèmes. Les mesures de SO2 réalisées par l'ORA ont relevé des concentrations supérieures aux seuils critiques pour la santé mais pas aux périodes où l'éruption était la plus intense. SO2 étude consiste à utiliser le modèle meso-échelle atmosphérique Meso-NH pour simuler le transport de SO2 entre le 2 et le 7 avril, avec une attention portée sur l'influence des flux de chaleur provenant des coulées de lave. Trois domaines sont imbriqués de 2 km à 100m de résolution horizontale. Cette étude de modélisation couple simultanément (i) la dynamique atmosphérique de méso-échelle Meso-NH, (ii) un module de chimie en phase gazeuse et phase aqueuse, et (iii) un modèle de surface simulant une propagation de coulée de lave. Tous les flux (chaleur, vapeur, SO2, CO2 et HCl) sont déclenchés en ligne et sont fonction de la dynamique du front de propagation. Nos simulations reproduisent les observations des concentrations en surface de SO2 pour cette période et diverses analyses de sensibilité montrent que la distribution de soufre a été principalement contrôlée par le flux de chaleur de lave. Les dernières simulations incluent la modélisation du panache de vapeur d'eau lors de l'entrée de la lave en mer. Enfin, deux tests de sensibilités ont été réalisés sur la journée du 5 avril afin d'analyser les interactions dynamiques entre les différentes convections : au cratère et au-dessus de la lave (flux de chaleur sensible) et lors de l'entrée de la lave en mer (flux de chaleur latente). / Sulphur dioxide (SO2) is one of the main gases emitted during volcanic eruptions. The Reunion Island experienced its biggest eruption of Piton de la Fournaise Volcano during April 2007 and this event degassed more than 230 kt of SO2. Theses emissions led to important health issues, accompanied by environmental and infrastructure degradations. SO2 measurements made by the ORA noted higher concentrations than the critical threshold for health but not to periods when the eruption was the most intense. Our study is to use the atmospheric mesoscale model Meso-NH to simulate the transport of SO2 between 2 and 7April, with a focus on the influence of heat flow from lava flows. Three domains are nested from 2km to 100m of horizontal resolution. This modeling study torque simultaneously (i) atmospheric dynamics of mesoscale Meso-NH, (ii) a chemistry module in the gas phase and aqueous phase, and (iii) a surface model simulating a lava flow spread. All flow (heat,vapor, SO2, CO2 and HCl) are triggered online and are function of the dynamics of thepropagation front. Our simulations reproduce the observations of surface concentrations of SO2 for that period and various sensitivity analyzes show that the sulfur distribution was mainly controlled by the lava heat flow. The latest simulations include the modeling of the Laze plume when the lava meet the sea. Finally, two sensitivity tests were performed on the day of April 5 to analyze the dynamic interactions between convections: the crater andover the lava (sensible heat flux) and at the entry of lava into the sea (latent heat flux).

Afin de mieux comprendre les bases physiopathologiques des tumeurs osseuses des mâchoires, nous avons étudié deux modèles de tumeurs associées à des mutations génétiques connues : la tumeur kératokystique odontogène (TKO), liée à la mutation de PTCH1, et le chérubinisme, lié à la mutation de SH3BP2. Au regard des travaux d’oncogénétique, nous formulons l’hypothèse que le développement des tumeurs ostéolytiques bénignes des mâchoires de l’enfant et leur agressivité repose sur un mécanisme génétique. Nous avons montré que la présence d’une mutation de PTCH1 (germinale avec syndrome de Gorlin) dans les TKO était un facteur de mauvais pronostic, stimulant un centre tumoral secondaire, responsable de lésions à distance, mais que cette agressivité pouvait aussi être liée à des mécanismes inflammatoires. Dans le chérubinisme, nous avons montré que la mutation était responsable du phénotype, mais que le type de mutation n’influençait pas le pronostic ni l’agressivité. L’agressivité tumorale est liée au phénotype des cellules géantes multinucléées (cellules myéloïdes à différenciation macrophagique ou ostéoclastique). Nous avons montré, que le modèle murin ne pouvait pas s’appliquer à la pathologie humaine, avec notamment un rôle très secondaire du TNF-α. Enfin nous avons démontré le rôle important de NFATc1 dans la physiopathologie du chérubinisme qui nous a permis de proposer, le tacrolimus, comme le premier agent thérapeutique efficace. Nos résultats suggèrent que les mutations induisent la pathologie et que les changements du microenvironnement (liés à la flore buccale ou à l’éruption dentaire) entretiennent la pathologie. / To determine pathophysiological bases of jawbone tumors, we studied two genetic models of jawbone tumors: keratocystic odontogenic tumors (KOT) associated to PTCH1 mutation and cherubism associated to SH3BP2 mutation. From oncogenetic theory, we postulate that genetic background controls the development of benign children jawbone tumors. From our work, we demonstrated that PTCH1 mutation (germline mutation in Gorlin syndrome) was an unfavorable prognosis factor for KOT, leading to distant and independent daughter tumors. Moreover, we showed, that chorionic inflammation was associated with a high recurrence rate. In cherubism, SH3BP2 mutation produced cherubism phenotype, but the type of mutation did not affect the aggressiveness of the disease. Cherubism aggressiveness was determined by the phenotype of giant multinucleated cells (whether osteoclasts or macrophages). Furthermore, we showed that murine model could not be transposed to human pathology; indeed it appeared that TNF- α did not play a critical role in human cherubism. On the other side, we showed that NFATc1 played a crucial role in cherubism pathophysiology; this observation allowed us to propose, the tacrolimus, as an effective treatment for this disease. Our results suggest that genetic background induced tumor development, and that microenvironment changes (due to flora of the oral cavity and to teeth eruptions) are responsible to the maintenance and the progression of the disease.

Afin de mieux comprendre les bases physiopathologiques des tumeurs osseuses des mâchoires, nous avons étudié deux modèles de tumeurs associées à des mutations génétiques connues : la tumeur kératokystique odontogène (TKO), liée à la mutation de PTCH1, et le chérubinisme, lié à la mutation de SH3BP2. Au regard des travaux d’oncogénétique, nous formulons l’hypothèse que le développement des tumeurs ostéolytiques bénignes des mâchoires de l’enfant et leur agressivité repose sur un mécanisme génétique. Nous avons montré que la présence d’une mutation de PTCH1 (germinale avec syndrome de Gorlin) dans les TKO était un facteur de mauvais pronostic, stimulant un centre tumoral secondaire, responsable de lésions à distance, mais que cette agressivité pouvait aussi être liée à des mécanismes inflammatoires. Dans le chérubinisme, nous avons montré que la mutation était responsable du phénotype, mais que le type de mutation n’influençait pas le pronostic ni l’agressivité. L’agressivité tumorale est liée au phénotype des cellules géantes multinucléées (cellules myéloïdes à différenciation macrophagique ou ostéoclastique). Nous avons montré, que le modèle murin ne pouvait pas s’appliquer à la pathologie humaine, avec notamment un rôle très secondaire du TNF-α. Enfin nous avons démontré le rôle important de NFATc1 dans la physiopathologie du chérubinisme qui nous a permis de proposer, le tacrolimus, comme le premier agent thérapeutique efficace. Nos résultats suggèrent que les mutations induisent la pathologie et que les changements du microenvironnement (liés à la flore buccale ou à l’éruption dentaire) entretiennent la pathologie. / To determine pathophysiological bases of jawbone tumors, we studied two genetic models of jawbone tumors: keratocystic odontogenic tumors (KOT) associated to PTCH1 mutation and cherubism associated to SH3BP2 mutation. From oncogenetic theory, we postulate that genetic background controls the development of benign children jawbone tumors. From our work, we demonstrated that PTCH1 mutation (germline mutation in Gorlin syndrome) was an unfavorable prognosis factor for KOT, leading to distant and independent daughter tumors. Moreover, we showed, that chorionic inflammation was associated with a high recurrence rate. In cherubism, SH3BP2 mutation produced cherubism phenotype, but the type of mutation did not affect the aggressiveness of the disease. Cherubism aggressiveness was determined by the phenotype of giant multinucleated cells (whether osteoclasts or macrophages). Furthermore, we showed that murine model could not be transposed to human pathology; indeed it appeared that TNF- α did not play a critical role in human cherubism. On the other side, we showed that NFATc1 played a crucial role in cherubism pathophysiology; this observation allowed us to propose, the tacrolimus, as an effective treatment for this disease. Our results suggest that genetic background induced tumor development, and that microenvironment changes (due to flora of the oral cavity and to teeth eruptions) are responsible to the maintenance and the progression of the disease.

Le terme « cément » est utilisé pour désigner l’ensemble des tissus conjonctifs minéralisés retrouvés sur la surface externe de la racine d’une dent ainsi que sur certaines zones de l’émail ou au niveau du foramen apical. Il appartient à deux unités fonctionnelles : la dent et le parodonte et constitue avec l’os alvéolaire un point d’attache essentiel du ligament alvéolo-dentaire. Dans certaines conditions non encore élucidées la synthèse de l’une de ses variétés, le cément cellulaire mixte stratifié, est excessive, elle dépasse la « normalité » : il s’agit d’une hypercémentose. Une revue critique de la littérature nous a permis de mettre en évidence un certain nombre de problématiques concernant sa définition, sa classification, sa fréquence, ses étiologies et certaines de ses caractéristiques anatomiques. Afin d’y répondre nous avons élaboré un protocole d’étude dont le matériel comprenait trois séries d’Hommes sub-actuels (675 individus ; 8861 dents dont 419 hypercémentosées) et dont les méthodes ont fait appel à la photographie, la radiographie, la stéréomicroscopie, la microscopie électronique à balayage et l’histologie. Au terme de notre étude nous avons mis au point une définition et une classification de l’hypercémentose reposant sur des critères reproductibles, nous avons évalué sa fréquence au sein de grands échantillons et déterminé ses principales étiologies (éruption continue liée à la perte des dents antagonistes, parodontite apicale, atteintes parodontales, inclusion dentaire, pathologies générales, syndromes génétiques, hérédité, idiopathie). Nous avons également fourni certaines données inédites concernant les épaisseurs du cément hyperplasique et l’anatomie des foramens apicaux. Nos résultats ont enfin été appliqué à un certain nombre de dents néandertaliennes ce qui nous a permis de reconsidérer l’hypothèse selon laquelle l’importance des contraintes occlusales au sein de ce taxon est la cause principale des hypercémentoses. / The term "cement" is used to refer to all mineralised connective tissue found on the external surface of the root of a tooth and also on certain areas of the enamel or around the apical foramen. It pertains to two functional units, the tooth and the periodontium, and together with the alveolar bone forms an essential point of attachment for the periodontal ligament. In certain conditions that have still to be clarified, synthesis of one variety of cement, cellular mixed stratified cementum, is excessive, going beyond "normal" levels: this is hypercementosis. From a review of the literature, we identified a certain number of questions relating to the definition, classification, frequency, and etiologies of this term, and also to some of its anatomical characteristics. To find answers to these questions, we set up a study protocol on material consisting of three series of modern Humans (675 individuals; 8,861 teeth, 419 with hypercementosis), using photography, radiography, stereomicroscopy, scanning electron microscopy and histology techniques. From this we were able to produce a definition and a classification of hypercementosis based on reproducible criteria, we assessed frequency using a large set of samples and determined the main etiologies (continuous eruption associated with the loss of opposing teeth, apical periodontitis, periodontal injuries, dental inclusion, general pathologies, genetic syndromes, heredity, idiopathy). We were also able to provide new data on hyperplastic cement thicknesses and the anatomy of apical foramens. Finally, our results were applied to a number of Neanderthal teeth, which led us to reconsider the hypothesis according to which the importance of occlusal stress in this taxon is the main cause of hypercementosis.

Afin de mieux comprendre les bases physiopathologiques des tumeurs osseuses des mâchoires, nous avons étudié deux modèles de tumeurs associées à des mutations génétiques connues : la tumeur kératokystique odontogène (TKO), liée à la mutation de PTCH1, et le chérubinisme, lié à la mutation de SH3BP2. Au regard des travaux d’oncogénétique, nous formulons l’hypothèse que le développement des tumeurs ostéolytiques bénignes des mâchoires de l’enfant et leur agressivité repose sur un mécanisme génétique. Nous avons montré que la présence d’une mutation de PTCH1 (germinale avec syndrome de Gorlin) dans les TKO était un facteur de mauvais pronostic, stimulant un centre tumoral secondaire, responsable de lésions à distance, mais que cette agressivité pouvait aussi être liée à des mécanismes inflammatoires. Dans le chérubinisme, nous avons montré que la mutation était responsable du phénotype, mais que le type de mutation n’influençait pas le pronostic ni l’agressivité. L’agressivité tumorale est liée au phénotype des cellules géantes multinucléées (cellules myéloïdes à différenciation macrophagique ou ostéoclastique). Nous avons montré, que le modèle murin ne pouvait pas s’appliquer à la pathologie humaine, avec notamment un rôle très secondaire du TNF-α. Enfin nous avons démontré le rôle important de NFATc1 dans la physiopathologie du chérubinisme qui nous a permis de proposer, le tacrolimus, comme le premier agent thérapeutique efficace. Nos résultats suggèrent que les mutations induisent la pathologie et que les changements du microenvironnement (liés à la flore buccale ou à l’éruption dentaire) entretiennent la pathologie. / To determine pathophysiological bases of jawbone tumors, we studied two genetic models of jawbone tumors: keratocystic odontogenic tumors (KOT) associated to PTCH1 mutation and cherubism associated to SH3BP2 mutation. From oncogenetic theory, we postulate that genetic background controls the development of benign children jawbone tumors. From our work, we demonstrated that PTCH1 mutation (germline mutation in Gorlin syndrome) was an unfavorable prognosis factor for KOT, leading to distant and independent daughter tumors. Moreover, we showed, that chorionic inflammation was associated with a high recurrence rate. In cherubism, SH3BP2 mutation produced cherubism phenotype, but the type of mutation did not affect the aggressiveness of the disease. Cherubism aggressiveness was determined by the phenotype of giant multinucleated cells (whether osteoclasts or macrophages). Furthermore, we showed that murine model could not be transposed to human pathology; indeed it appeared that TNF- α did not play a critical role in human cherubism. On the other side, we showed that NFATc1 played a crucial role in cherubism pathophysiology; this observation allowed us to propose, the tacrolimus, as an effective treatment for this disease. Our results suggest that genetic background induced tumor development, and that microenvironment changes (due to flora of the oral cavity and to teeth eruptions) are responsible to the maintenance and the progression of the disease.