Dispositifs photovoltaïques d'aujourd'hui convertissent l'énergie solaire en électricité de manière propre, renouvelable et inépuisable et représentent un remplacement possible pour les combustibles fossiles. Toutefois, afin de rivaliser avec les sources d'énergie classiques une augmentation significative de l'efficacité de conversion est inévitable. Dans ce travail, nous nous concentrons sur des aspects pouvant propulser le rendement de conversion au-dessus des limites de cellules présentes. La première partie de l'étude est consacrée à de nouvelles idées théoriques considérés comme le photovoltaïque de 3ème génération, alors que le plus d'intérêt est maintenu à étudier les avantages possibles de la multiplication d'électrons faible seuil. Dans la deuxième partie de l'étude, nous développons un modèle qui permet un traitement précis des propriétés optiques et de transport des structures de silicium avec des interfaces enterrées. Les analyses théoriques et expérimentales approfondies des structures existantes MIND sont ensuite effectuées. En étudiant le flux exacte et la distribution d'énergie à l'intérieur de plusieurs structures dans le cadre de leur géométrie, nous estimons les rendements quantiques possibles et les comparer avec les résultats expérimentaux. Grâce aux moyens de simulations numériques couplées avec caractérisation expérimentale, nous extrayons l'efficacité de la collecte de porteur de cellules étudiées. De nouveaux effets sont observés, une telle augmentation possible de l'efficacité de la collecte au-dessus de l'unité. Une analyse plus approfondie des résultats expérimentaux couplés avec l'étude numérique suit quelques explications classiques et non classiques de l'augmentation de l'efficacité de la collecte ou l'augmentation résultante de l'efficacité quantique. Avec la plupart des explications classiques exclu, nous concluons que l'explication la plus probable, mais non définitive de cet effet peut être interprété comme le résultat d'une multiplication des porteurs faible seuil. / Photovoltaic devices of today convert solar energy into electricity in a clean, renewable and inexhaustible way and represent a possible replacement for the fossil fuels. However, in order to compete with classical energy sources a significant increase in the conversion efficiency is inevitable. In this work, we concentrate on the aspects able to raise the conversion efficiency above the limitations of present cells. The first part of the study is devoted to new theoretical ideas considered as 3rd generation photovoltaics, while the most interest is kept at studying the possible benefits of electron multiplication at low-energies. In the second part of the study, we develop a model that allows a precise treatment of optical and transport properties of silicon structures with buried interfaces. Extensive theoretical and experimental analyses of existing MIND structures are then conducted. By studying the exact flux and power distribution inside several structures in conjunction with their geometry, we estimate the possible quantum efficiencies and compare them with experimental results. Through the means of numerical simulations coupled with experimental characterization, we extract the carrier collection efficiency of studied cells. New effects are being observed, such a possible increase in collection efficiency above unity. A deeper analysis of the experimental results coupled with the numerical study analyzes several classical and non-classical explanations of the increase in collection efficiency or the resulting increase in the quantum efficiency. With most of the classical explanations ruled out, we conclude that the most probable, but not definitiveexplanation of this effect can be interpreted as the result of a low-energy carrier multiplication.

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie très sévère, progressive et sans traitement vraiment efficace. Elle est caractérisée par l’absence fonctionnelle de la dystrophine, une protéine essentielle au maintien des muscles squelettiques. La thérapie génique est actuellement envisagée comme approche thérapeutique pour livrer la dystrophine dans les muscles. Les vecteurs adénoviraux de troisième génération (Helper-dependent adenoviral vector, HD) sont des véhicules de transfert génique très prometteurs pour traiter la DMD. Puisque les gènes adénoviraux ont été enlevés complètement du HD, ils sont peu toxiques, faiblement immunogéniques et ils possèdent un espace cargo suffisant pour transporter l’ADN codant complet de la dystrophine. Bien que le HD puisse fournir la dystrophine de façon thérapeutique chez des souris dystrophiques (mdx), l’expression du gène thérapeutique est progressivement perdue plusieurs mois suivant l’injection intramusculaire. Deux stratégies innovantes furent explorées dans cette thèse dans le but de stabiliser l’expression de la dystrophine. La première stratégie vise à l’intégration de l’ADN du HD dans les chromosomes cellulaires, ce qui pourrait le protéger contre son élimination progressive des muscles. Une intégrase site-spécifique issue du phage ΦC31 a été utilisée pour catalyser l’intégration d’un HD transportant un marqueur de sélection. Dans les cellules humaines et les myoblastes murins, l’activité de l’intégrase a été évaluée d’après son efficacité d’intégration (après sélection) et sa spécificité (dans les clones résistants). L’efficacité atteint jusqu’à 0,5 % par cellule et jusqu’à 76 % des événements d’intégration ont été réalisés de façon site-spécifique. Bien que des délétions aient été trouvées aux extrémités du vecteur, 70 % des clones analysés montraient une seule copie du vecteur intégré (le nombre attendu). Seulement une petite augmentation du nombre de brisures double-brin a été mesurée dans les myoblastes exprimant l’intégrase. En conclusion, l’intégration du HD est relativement efficace, spécifique et sécuritaire. Cette méthode est très prometteuse, car la dystrophine peut être livrée dans le muscle avec l’aide du HD et l’intégration de l’ADN du HD pourrait stabiliser son expression in vivo. La deuxième stratégie implique l’utilisation d’un nouveau promoteur musculospécifique (ΔUSEx3) pour réduire la toxicité induite liée à une expression trop étendue de la dystrophine. Dans cette étude, nous avons investigué l’effet du contexte viral sur l’activité du promoteur. Un HD et un vecteur lentiviral (LV) ont été construits avec le promoteur ΔUSEx3 pour contrôler l’expression d’un gène rapporteur. Les résultats démontrent que ΔUSEx3 confère une expression puissante, musculospécifique et stable (via le LV) in vitro. L’injection intramusculaire du HD a conduit à une expression puissante du transgène. Ces résultats contrastent avec ceux du LV, car après l’injection de ce dernier, l’expression était faible. La livraison du HD dans le muscle, mais aussi dans plusieurs organes démontre la musculospécificité de ΔUSEx3. Par conséquent, le contexte du vecteur et l’environnement musculaire modulent tous les deux l’activité de ΔUSEx3. Bien que ΔUSEx3 soit musculospécifique, d’autres études sont requises pour déterminer si le promoteur peut stabiliser l’expression de la dystrophine in vivo. / Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe, progressive and orphan disease that is characterized by the absence of the functional muscle protein dystrophin. Gene therapy is currently investigated as a therapeutic approach to deliver dystrophin into muscles. Helper-dependent adenoviral vectors (HD) are promising gene transfer vehicles for gene therapy of DMD. Because HD are devoid of all adenoviral genes, they are weakly toxic, poorly immunogenic and possess sufficient cargo capacity to carry the full-length dystrophin cDNA. Although HD can provide dystrophin therapeutically in dystrophic mice, gene expression decays months after intramuscular injection. Two strategies that both aimed to stabilize dystrophin expression were explored here. The first strategy involved the integration of HD DNA into cellular chromosomes. Stabilizing HD DNA could prevent its elimination from muscles. A site-specific integrase from phage ΦC31 was used to integrate an HD carrying a selection marker in human cells and murine myoblasts. Efficacy of integration (obtained after selection) reached up to 0.5% per cell, and up to 76% of integration events (in clones) were mediated site-specifically. Although some deletions in HD extremities occurred, 70% of clones analyzed showed one integrated copy of HD (as expected). Only a small increase in the number of double-strand breaks was found in myoblasts expressing the integrase. In conclusion, HD integration was relatively efficient, specific and safe. This method could be used to stabilize dystrophin expression in vivo. The second strategy involved using a muscle-specific promoter (ΔUSEx3) to reduce potential toxicity induced by widespread expression of dystrophin. Because ΔUSEx3 would be delivered by HD, we investigated whether or not the viral context could affect ΔUSEx3 activity. We constructed an HD and a lentiviral vector (LV) carrying a reporter gene under its control. Strong, muscle-specific and stable (with LV) expression was obtained in vitro. Intramuscular injection of HD resulted into a powerful transgene expression contrasting with LV, where expression was relatively weak. Delivery of ΔUSEx3 in multiple tissues by HD demonstrated its muscle-specificity. Therefore, both the viral context and the muscular environments modulate ΔUSEx3 activity. Further studies are required to determine whether or not ΔUSEx3 can stabilize dystrophin expression in vivo.

La résistance aux antimicrobiens (RAM) est un problème de santé publique mondial avec des répercussions importantes en médecine vétérinaire et humaine. Elle est classiquement associée à une surutilisation des antimicrobiens. Les bactéries commensales des animaux et des humains, tel Escherichia coli, sont souvent utilisées comme bactéries indicatrices pour surveiller la RAM. Parmi les mécanismes de résistance de E. coli, la production de β-lactamases à spectre étendue (BLSE) ou de type AmpC est particulièrement inquiétante. Ces enzymes peuvent inactiver une classe d’antimicrobien de très haute importance en santé humaine également utilisée en médecine vétérinaire : les céphalosporines de 3e génération. La prévalence générale de la RAM ainsi que la présence de E. coli producteur de BLSE/AmpC dans les troupeaux laitiers québécois sont inconnues. De plus, la transmission de ces bactéries résistantes et les facteurs de risque associés à leurs excrétions par les bovins laitiers sont actuellement peu documentés. L’objectif général de cette thèse était d’explorer la RAM par une étude transversale observationnelle sur des fermes québécoises de bovins laitiers sélectionnées aléatoirement (n = 101). La première étape du projet constituait à décrire la prévalence de cette RAM pour la bactérie E. coli isolée des matières fécales des animaux (vaches en lactation, veaux pré-sevrage) et de l’environnement (fosse à fumier). La prévalence de RAM observée pour les E. coli indicateurs était faible (<5%) pour les antimicrobiens de très haute importance en médecine humaine (céphalosporines de 3e génération et fluoroquinolones). Cependant, il y avait une prévalence élevée (85%) de fermes avec la présence d’au moins un E. coli producteur de BLSE/AmpC. La RAM était particulièrement importante pour les E. coli isolés chez les veaux pré-sevrage. Pour la deuxième étape, cette RAM était analysée au niveau génétique par le séquençage du génome entier des E. coli les plus résistants. La grande majorité de la RAM (>95%) était expliquée par des mutations ou des gènes de résistance. Certains de ceux-ci étaient à proximité l’un de l’autre et leur configuration laissait supposer qu’une partie de ces gènes étaient présents sur des éléments génétiques mobiles. De plus, il y avait une dissémination clonale de E. coli résistant entre les fermes. La dernière étape constituait à déterminer des facteurs de risque (utilisation des antimicrobiens ou pratiques à la ferme) de la RAM. Grâce à des analyses multivariées utilisant l’intelligence artificielle, il a été possible d’observer des facteurs de risque significatifs associés à la taille de la ferme et à la santé des animaux. Bref, un portrait de la situation de la RAM est maintenant établi dans les troupeaux de bovins laitiers du Québec pour 2017. Il s’agit d’un phénomène complexe qui ne se limite pas simplement à un lien direct avec l’utilisation des antimicrobiens. Ces travaux serviront de bases pour suivre l’évolution temporelle de la RAM. De plus, des études prospectives pourraient être réalisées afin de confirmer les impacts des observations notées dans cette thèse. L’ensemble de ces informations seront déterminantes en vue d’établir des mesures concrètes pour tenter de limiter cette importante problématique. / Antimicrobial resistance (AMR) is a global public health problem with major repercussions in both veterinary and human medicine. It is classically associated with the overuse of antimicrobials. Animal and human commensal bacteria, such as Escherichia coli, are often used as indicator bacteria to monitor AMR. Among the resistance mechanisms of E. coli, the production of an extended-spectrum β-lactamase (ESBL) or AmpC-type is of particular concern. These enzymes can inactivate a class of antimicrobials of great importance in human health also used in veterinary medicine: third-generation cephalosporins. The overall prevalence of AMR and the presence of ESBL/AmpC-producing E. coli are unknown in Québec dairy herds. Furthermore, the transmission of these resistant bacteria and the risk factors associated with their excretion by dairy cattle are currently poorly documented. The overall objective of this thesis was to explore AMR through an observational cross-sectional study on randomly selected Québec dairy farms (n = 101). The first step of the project was to describe the prevalence of AMR for E. coli isolated from animal feces (lactating cows, pre-weaned calves) and the environment (manure pit). The prevalence of AMR observed for indicator E. coli was low (<5%) for antimicrobials of very high importance in human medicine (third-generation cephalosporins and fluoroquinolones). However, there was a high prevalence (85%) of farms with at least one ESBL/AmpC-producing E. coli. AMR was particularly high for E. coli isolated from pre-weaned calves. In the second step, AMR was analyzed at the genetic level by whole genome sequencing of the most resistant E. coli isolates. The vast majority of AMR (>95%) was explained by mutations or resistance genes. Some of these were in close proximity to each other, and their configuration suggested that some of these genes were present on mobile genetic elements. In addition, there was clonal dissemination of resistant E. coli between farms. The final step was to identify risk factors (antimicrobial use or farm practices) for AMR. Using artificial intelligence methods for multivariate analyses, it was possible to identify significant risk factors associated with farm size and the health of animals. In summary, our results provide a portrait of the AMR situation in Québec dairy herds. This complex phenomenon is not simply limited to a direct link with antimicrobial use. This work will serve as a baseline for monitoring the temporal evolution of AMR. In addition, prospective studies could be carried out to confirm the impacts of the observations noted in this thesis. All this information will be decisive in establishing concrete measures to try and limit this major problem.