La respiration est un phénomène vital qui implique une synergie entre diverses structures anatomiques qui constituent le thorax. La physiologie articulaire reste un parent pauvre de la physiologie et la littérature concernant la quantification de la cinématique 3D des articulations du thorax durant le mouvement respiratoire est rare. Ce travail se concentre sur le développement et l'application d'une méthodologie permettant de répondre à cet objectif. La méthode développée combine le traitement de données tomodensitométriques réalisées à trois volumes pulmonaires différents et des techniques d'infographies. Les amplitudes (ROMs) et axes de mouvements (axe hélicoïdaux moyen, AHMs) ont été obtenus au niveau des articulations costo-vertébrales de 12 sujets asymptomatiques. En résumé, les amplitudes diminuent graduellement dans les étages inférieurs ; le volume pulmonaire et l'étage costal influencent significativement les amplitudes costales ; l'orientation des AHMs ne diffère pas entre les étages costaux. En complément, la méthode a été appliquée pour un échantillon de 10 patients atteints de mucoviscidose. La condition pathologique influençait significativement les amplitudes de mouvements mais pas l'orientation des AHMs. Enfin, le déplacement sternal, les variations de l'angle sternal et la cinématique des articulations sternocostales a été analysée. Les déplacements angulaires des côtes par rapport au sternum diminuaient dans les étages inférieurs comme au niveau des articulations costo-vertébrales. L'orientation des AHMs des articulations sternocostales ne différait pas entre les étages. Une corrélation linéaire a été mise en évidence entre les déplacements verticaux du sternum et les amplitudes de mouvement costales au niveau costo-vertébral et sternocostal. Ce travail contribue de façon substantielle à la modélisation 3D du thorax humain durant le mouvement respiratoire d'un point de vue qualitatif et quantitatif / Breathing is a vital phenomenon that implies synergy of various anatomical structures that constitute the thorax. Joint physiology remains a relatively poorly-known component of the overall thorax physiology. Quantitative literature related to in vivo thorax kinematics during breathing is scarce. The present work focuses specifically on developing and applying a methodology to reach this goal. The developed method combined processing of CT data obtained at different lung volumes and infographic techniques. Detailed ranges of motion (ROMs) and axes of movement (mean helical axes, MHAs) were obtained at costovertebral joints in 12 asymptomatic subjects; rib ROMs gradually decrease with increasing rib number; lung volume and rib level have a significant influence on rib ROM; MHAs did not differ between rib levels. In addition, the method was applied on a sample of 10 patients with cystic fibrosis. The pathological condition significantly influenced CVJ ROMs while the orientation of the MHAs did not differ. Finally, the sternal displacement, sternal angle variations and sternocostal joints (SCJ at rib1 to 7) kinematics during breathing motion were analyzed. Rib ranges of motion relative to sternum decreased with increasing rib number similarly to CVJ. Orientation of the MHAs did not differ between SCJ levels. A significant linear correlation was demonstrated between sternum vertical displacement and rib ranges of motion at both CVJ and SCJ. The present work substantially contributes to 3D modelling of human thorax in breathing at a joint level both qualitatively and quantitatively

Les nouveaux neurones de l’hippocampe semblent contribuer à l’action thérapeutique des antidépresseurs. La nature fonctionnelle de cette contribution est cependant inconnue. En stimulant la neurogenèse les antidépresseurs pourraient renforcer certaines fonctions de l’hippocampe et ainsi permettre la rémission. Nous montrons dans ce travail que les nouveaux neurones peuvent contribuer à l’action thérapeutique des antidépresseurs en participant au renforcement de rétrocontrôle hippocampique sur la régulation de l’axe HPA, potentiellement via leur rôle dans la capacité de l’hippocampe à moduler l’activité des autres structures impliquées dans la régulation du stress, comme le noyau du lit de la strie terminale. Les différentes composantes fonctionnelles de l’hippocampe sont cependant topographiquement distribuées le long de son axe septo-temporal. A travers une approche corrélative nous avons montré que différents antidépresseurs régulent la neurogenèse différentiellement le long de l’axe septo-temporal. Cela suggère des mécanismes de régulation régiondépendants et que la contribution des nouveaux neurones dans les effets des antidépresseurs pourrait être multiple et sous tendue par des composantes fonctionnelles différentes, et non limitée à la régulation de l’axe du stress. / Hippocampal newborn neurons contribute to some extent to the therapeutic effects of antidepressants. Mechanisms involved in this contribution remain however elusive. By increasing the recruitment of newborn neurons antidepressants could improve several hippocampal functions and thus allow remission. Here we demonstrate that newborn neurons may contribute to the therapeutic effects of antidepressants by allowing the recovery of a proper hippocampal inhibitory feedback over the HPA axis, possibly by normalizing the communication between the hippocampus and stress integrative structures mediating its inhibitory influence, such as the bed nucleus of the stria terminalis. Hippocampal functions are however topographically segregated along its septo-temporal axis. Here we show that different mood-improving manipulations differentially regulate neurogenesis along this septo-temporal axis. This suggest different region-specific mechanisms involved in the regulation of neurogenesis and that newborn neurons may contribute to the therapeutic effects of antidepressants by modulating different aspects of hippocampal functions.

L'exploitation de l'énergie cinétique des courants marins ou fluviaux est une source d'énergie prometteuse et renouvelable. Les performances hydrodynamiques des hydroliennes sont à ce jour bien connues et l'attention se porte sur la compréhension des phénomènes de parc et l'interaction entre machines. Ce document présente la construction d'un modèle simplifié (ou méthode d'équivalence) pour les turbines à axe de rotation vertical. Une étape préliminaire consiste à valider l'utilisation de la méthode de maillage rotatif proposée par Code_Saturne (solveur CFD open source). La simulation de la turbine Darrieus/Achard A10 en 2D met en évidence une bonne concordance des mesures expérimentales (PIV). Cet outil sert dans une seconde étape à mettre au point un modèle simplifié de ces mêmes turbines. Celui-ci consiste à représenter la turbine dans l'écoulement par son équivalent en termes sources de quantité de mouvement sur la base d'une paramétrisation efficace des données empiriques. La méthode est validée pour une large plage de vitesses de rotation et de confinements, et sur plusieurs machines. La représentation du sillage par par les deux méthode de simulation est ensuite étudiée en détail. Des mesures par la technique de LDV dans le sillage proche d'un modèle réduit sont effectuées et établissent une référence expérimentale nécessaire pour ce type de machine. La dépendance forte des deux méthodes de simulation aux paramètres et aux modèles de turbulence est constatée. Deux phénomènes principaux sont relevés : la diffusion turbulente et les instabilités à grandes échelles. Des calculs de rendement sur des dispositions de machines variables illustrent l'applicabilité du modèle. Ils mettent notamment en avant l'effet positif de l'intensité turbulente ambiante sur le rendement dans un parc. / Harnessing kinetic energy from oceans or rivers is a promising source of renewable energy. The hydrodynamical performance of water turbines is well known and the focus is now on array optimization and turbine interaction. The present document aims to introduce a new modeling solution for vertical axis water current turbine of Darrieus/Achard type and its construction methodology. A preliminary stage consists in the validation of the new sliding mesh method available in Code_Saturne, EDF CFD open source solver. The good results obtained by comparison with PIV measurements on the Achard type turbine allow the use of this method as a reference tool. The second stage sees the construction of an equivalence model for the Darrieus turbine using momentum source terms. These terms are calculated thanks to an efficient parametrization of empirical data. The comparison of the model with full geometry calculation shows a good agreement in terms of power for a wide range of rotational velocity and blocking ratio. LDV measurements in the near wake of a small scale Achard turbine give a necessary reference set of data. The wake given by both simulations is strongly dependent of turbulence parameters or models, with the cohabitation of two main phenomena : momentum turbulent diffusion, and large scale fluctuations. To conclude, a calculation of the power output for several turbine distributions in an array illustrates the model capability.

Le peptide RFRP-3 joue un rôle dans la régulation de l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadotrope des mammifères. Le but de cette étude était de déterminer l’implication du RFRP-3 dans la régulation de l’axe reproducteur du hamster Syrien. Nos résultats montrent que le RFRP-3 stimule l’axe gonadotrope chez le hamster Syrien mâle, tandis qu’il a des effets variables chez la femelle. En effet, chez la femelle le peptide inhibe l’axe reproducteur lorsqu’il est administré au moment du pic pré-ovulatoire de LH le jour du proestrus, et n’a pas d’effet pendant le diestrus. Nous avons poursuivi notre étude par la caractérisation des sites d’action du RFRP-3 chez le hamster Syrien, en démontrant que l’effet du peptide sur l’axe gonadotrope est médié directement ou indirectement par les neurones à GnRH. De plus, nous avons écarté l’hypothèse d’un effet hypophysiotrope du peptide chez cette espèce. Pour conclure, les résultats présentés soulèvent de nombreuses questions quant aux effets espèce- et genre-dépendants du RFRP-3 sur l’axe gonadotrope du mammifère. / RFRP-3 has been shown to play a role in the regulation of the mammalian hypothalamic-pituitary-gonadal axis. The aim of this work was to determine the involvement of RFRP-3 in the regulation of the Syrian hamster reproductive axis. We report unprecedented results indicating that RFRP-3 stimulates the male Syrian hamster gonadotrophic axis, whereas it has variable effects in female Syrian hamsters. Indeed, in females the peptide inhibits the reproductive axis at the time of the LH surge on the day of proestrus, and has no effect during diestrus. We went on to characterize RFRP-3 sites of action in the Syrian hamster brain, and show that the effect of the peptide on the gonadotrophic axis is mediated directly or indirectly via GnRH neurons. Moreover, we clearly rule out the possibility of a hypophysiotrophic effect of RFRP-3 in this species. Taken together, the present data raise interesting questions regarding species- and sex-dependent effects of RFRP-3 on the mammalian gonadotrophic axis.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-08-29T19:36:13Z No. of bitstreams: 1 antoinephilippecasquin.pdf: 13270422 bytes, checksum: 1cbe3af7facd7e3a2ef51493b33cc893 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-30T11:49:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 antoinephilippecasquin.pdf: 13270422 bytes, checksum: 1cbe3af7facd7e3a2ef51493b33cc893 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T11:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 antoinephilippecasquin.pdf: 13270422 bytes, checksum: 1cbe3af7facd7e3a2ef51493b33cc893 (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Bacia Hidrográfica do rio Preto (BHRP) é uma bacia estratégica por representar 15% em superfície da bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul. A BHRP também é um território onde vivem 700.000 habitantes, sendo mais de 500.000 concentrados na área urbana de Juiz de Fora. As pequenas cidades e as florestas muito fragmentadas se destacam no meio das pastagens que dominam a paisagem. Os solos são em geral pobres e susceptíveis a erosão, além das declividades acentuadas. A qualidade da água é alterada por fontes pontuais (indústrias, lixões, aterros, incineradores) e fontes difusas mais difíceis de identificar. Essa pesquisa teve como objetivo relacionar a qualidade da água na BHRP com fatores físicos (relevo, solos, morfometria e pluviometria) e antrópicos (uso e cobertura da terra e densidade de população). Esses fatores foram quantificados com o emprego do Geoprocessamento para as 17 sub-bacias da BHRP, cobrindo seus quatros rios principais: rio Preto, rio do Peixe, rio Paraibuna e rio Cágado. Essas sub-bacias correspondem aos pontos de monitoramento de qualidade da água do IGAM. A evolução espacial da qualidade da água do Eixo Paraibuna-Peixe-Preto foi avaliada ao atravessar a área urbana de Juiz de Fora e ao ser diluída a jusante pelos rios principais dessa Bacia. Essa primeira etapa permitiu determinar que os parâmetros OD e DBO foram os mais impactados pela área urbana de Juiz de Fora e que os parâmetros Ferro Dissolvido, Manganês Total, Fósforo Total e Escherechia Coli sofriam alterações crónicas na globalidade da BHRP, classificando assim a suas águas como incompatíveis com os usos pretendidos. Contaminações com metais (cádmio, chumbo e zinco) foram detectadas a montante e a jusante de Juiz de Fora, indicando o impacto pontual de indústrias nesses parâmetros. Correlações não paramétricas foram calculadas entre os fatores e as variáveis. Observou-se uma grande interdependência dos fatores físicos e antrópicos. A análise das correlações entre os fatores e as variáveis de qualidade da água apontou que o uso e cobertura da terra foi o fator mais determinante da qualidade da água da BHRP. Concentrações altas de manganês, de chumbo e de cianetos livres foram encontradas na BHRP sem explicação pelas características das suas sub-bacias. A classe “área urbana densa” piorou quase todos os parâmetros e a classe “vegetação arbórea e arbustiva” melhorou em quase todos. A classe “vegetação rasteira” piorou os parâmetros relativos a contaminação fecal e os nutrientes, sobretudo na estação chuvosa. Esses resultados indicam que as contaminações pontuais e difusas da água devem ser investigadas e fiscalizadas com mais efetividade na BHRP, com destaque para a difusa, e que, no mínimo, as leis de preservação e proteção dos recursos hídricos devem ser aplicadas. / Le bassin hydrographique du la rivière Preto (BHRP) est un bassin stratégique représentant 15% de la surface du bassin hydrographique de la rivière Paraíba do Sul. La BHRP est aussi un territoire où vivent 700.000 habitants, dont plus de 500 000 concentrés dans la zone urbaine de Juiz de Fora. De petites villes et des fragments de forêts au milieu de vastes pâturages composent le paysage. Les sols sont généralement pauvres et sensibles à l'érosion, en plus des pentes raides. La qualité de l'eau est altérée par des sources ponctuelles (industries, décharges, incinérateur) et des sources diffuses plus difficiles à identifier. Cette étude a eu pour objectif de relier la qualité de l'eau dans BHRP à des facteurs physiques (topographie, sols, morphométries et précipitations) et anthropiques (occupation et utilisation du sol et densité de population). Ces facteurs ont été déterminés à travers l’utilisation de la géomatique pour les 17 sous-bassins de la BHRP couvrant ses quatre principaux fleuves : le rio Preto, le rio do Peixe, le rio Paraibuna et le rio Cágado. Ces sous-bassins correspondent aux points de contrôle de la qualité de l’eau de IGAM (Institut de Gestion des Eaux du Minas Gerais). L'évolution spatiale de la qualité de l’eau suivant un axe Paraibuna-Peixe-Preto a été étudiée de la traversée de la zone urbaine de Juiz de Fora et jusqu’aux dilutions en aval par les principales rivières de ce bassin. Cette première étape a permis de déterminer que les paramètres OD et de DBO ont été les plus touchés par la zone urbaine de Juiz de Fora et que les paramètres « fer dissous », « manganèse total », « phosphore total » et « Escherechia Coli » subissent des altérations chroniques dans la globalité de la BHRP, classifiant ainsi ses eaux comme incompatibles avec l'utilisation prévue par la législation. Des contaminations aux métaux (cadmium, plomb et zinc) ont été détectées en amont et en aval de Juiz de Fora, indiquant l’impact ponctuel des industries. Des corrélations non paramétriques ont été calculées entre les caractéristiques naturels et anthropiques des sousbassins (facteurs) et les paramètres de qualité de l’eau. Une grande interdépendance des facteurs physiques et humains a été constatée. L'analyse des corrélations entre les facteurs et les paramètres de la qualité de l'eau a montré occupation et utilisation du sol a été le facteur le plus déterminant de la qualité de l’eau de la BHRP. Des concentrations élevées de manganèse, de plomb et de cyanure libre ont été trouvés dans BHRP sans pouvoir être expliqués par les caractéristiques de leurs sous-bassins. La classe «aire urbaine dense" a empiré presque tous les paramètres et la classe "végétation arborée ou arbustive" classe les a presque tous améliorée. La classe "pâturage" a empiré les paramètres relatifs à la contamination fécale et augmenté les concentrations de macronutriments (azote et phosphore), en particulier pendant la saison des pluies. Ces résultats indiquent que la contamination ponctuelle et particulièrement la contamination diffuse de l'eau doit être étudiée et surveillée de manière plus efficace dans la BHRP, et qu'au minimum, les lois de conservation et de protection des ressources hydriques doivent être appliquées.

La grande diversité des réponses de stress observée entre individus a pour origine des facteurs génétiques en interaction avec des facteurs environnementaux. Certaines réponses peuvent être moins adaptées et accroitre la vulnérabilité de l’individu aux divers troubles et pathologies liées au stress. La CBG est une glycoprotéine plasmatique impliquée dans la biodisponibilité des glucocorticoïdes, un des principaux médiateurs de la réponse au stress. Des études génétiques ont montré que des polymorphismes du gène codant la CBG ont un impact significatif sur la réponse des glucocorticoïdes au stress. Pour comprendre les mécanismes de l’impact de la CBG sur l’action des glucocorticoïdes et les conséquences sur les réponses endocriniennes et comportementales de stress, notre équipe a développé un modèle de souris déficiente pour le gène Cbg. Ces souris présentent une réponse diminuée des glucocorticoïdes au stress, associée à un niveau élevé de comportement émotionnel de type dépressif. Cette thèse a pour but d’explorer plus en profondeur les altérations physiologiques et comportementales des souris Cbg ko. Nous avons montré que le niveau plus faible de glucocorticoïdes observé chez la souris Cbg ko provient d’une élimination plasmatique plus importante. Une étude chez la souris Cbg ko femelles a montré que les estrogènes se surimposent à la déficience en CBG pour induire des comportements de type dépressif. Nous avons également démontré que la déficience en CBG conduit a une atténuation de la sensibilité comportementale et endocrinienne au stress chronique. Enfin, nous avons observé une détérioration de la mémoire long terme de ces souris. Par ailleurs, nous montrons que dans des conditions de stress chronique associé à un régime alimentaire déséquilibré le métabolisme du glucose était altéré chez les animaux déficients en CBG. Ces résultats renforcent l’importance du rôle de la CBG influençant l’ensemble des mécanismes d’actions des glucocorticoïdes par la modulation de leurs niveaux et de leur disponibilité. / The great diversity in the response to stress observed among individuals originates from their genetic background in interaction with environmental factors. Some responses can be less adaptive and increase the vulnerability to develop stress-associated disorders. CBG is a plasma glycoprotein that regulates the bioavailability of glucocorticoids, one of the main mediators of the stress response. Genetic studies pointed out variations in the gene coding for CBG as a major factor influencing the glucocorticoid response to stress. To better understand the mechanisms involved and the consequences on endocrine and behavioral responses to stress, our team has developed a mouse model of CBG deficiency. These mice present blunted glucocorticoid response to stress associated with increased despair-like behaviors. This thesis aimed at further exploring the physiological and behavioral alterations presented by the Cbg ko mice. We showed that the lower glucocorticoid levels observed in Cbg ko mice stems from their higher clearance from plasma. A study performed on Cbg ko female mice revealed that estrogens outpass CBG deficiency in inducing despair-like behavior. Additionally, we evidenced that CBG deficiency leads to lower behavioral and endocrine sensitivity to chronic stress, and we observed impairment of hippocampal-dependent long-term memory in these mice. Finally, we found that chronic stress combined to high-fat diet leads to alteration in glucose metabolism in CBG deficient animals. These findings reinforce the important role of CBG influencing the broad range of actions of glucocorticoids by modulating their levels and availability.

Ce travail de recherche se propose de revenir sur l'histoire médiatico-politique de l'Égypte comme élément central de l'espace public arabe, dans un cadre régional prenant en compte d’autres pays périphériques tels que le Qatar, le Koweït ou l'axe Saoudo-Émirati.Il invite en particulier à une réflexion sur la(-les) politique(-s) communicationnelle(-s) à l’œuvre sous les différents gouvernements de ce que l’on peut appeler la « République des officiers », expression reprise à Yazid Sayegh pour désigner les prises de pouvoir successives de l’Égypte contemporaine par des militaires de profession, à savoir Nasser, Sadate, Moubarak et enfin Sissi.Du journalisme arabiste de résistance offensive à partir des années cinquante jusqu’au développement commercial des médias dans les années quatre-vingt, il sera question d’un examen approfondi de la démarche informationnelle et journalistique des régimes en place, en lien avec les diverses sphères de l’espace public, c’est-à-dire les intellectuels, religieux, ou encore activistes de tous ordres issus de la société civile. Le rôle du régime cosmopolitique fera l’objet d’une analyse également, non pas tant comme phénomène transnational de pacification mondiale au sens d’Ulrich Beck, mais tel que cette instance informelle est exploitée et dévoyée par l’administration américaine et la haute représentation européenne à des fins moins altruistes.Avec la création d’Aljazeera en 1996, signant l’avènement d’un néo-panarabisme communicationnel promu cette fois par un micro-État rentier des pays du Golfe, le Qatar, c’est un vent nouveau qui va souffler sur le traitement télévisuel des questions politiques dans le monde arabe, faisant réagir les autres pays de la péninsule et entraînant la naissance d’une pléthore de chaînes arabes, commerciales pour la plupart. Le développement des réseaux sociaux et des nouvelles technologies de l’information en général ne sont pas oubliés, amenant à interroger les mutations de ce système médiatique qui se complexifie. Entre le schéma de co-isolation dans lequel s’inscrit l’évolution de la chaîne qatarie et le projet contre-révolutionnaire auquel participe financièrement l'axe Saoudo-Emirati suite à l’élection de Morsi, inaugurant dès lors une période de l'absurde politique se généralisant à l'ensemble des interstices de l'espace public régional, il s’agira de décrypter tout particulièrement les paradoxes du système, en articulation avec la notion d’éthique et le concept de reconnaissance. / This research purports to retrace the media and political history of Egypt, as a central element of Arab public space, within a wider regional framework constituted of peripheral countries such as Qatar, Kuwait or the Saudi-Emirati axis.It invites more particularly to a reflection upon the communicational politics at work under the respective governments of what can be called the “Republic of officers”, a phrase borrowed from Yazid Sayegh to designate the successive takeovers of contemporary Egypt by military men, namely Nasser, Sadat, Mubarak, and finally Sisi.From the Arabist journalism of offensive resistance from the fifties’ on, to the commercial development of media in the late eighties’, a thorough examination of the informational and journalistic approach of the regimes in power will be undertaken. This will be linked with the diverse spheres of the public space, i.e. the intellectuals, religious, and all kinds of activists from the civil society. The role played by the cosmopolitical regime will be asked too, not as much as the transnational phenomenon of global pacification in Ulrich Beck’s sense, but rather as this informal body is exploited and corrupted by the American administration and high European representation for not so altruistic aims.When Aljazeera channel was created in 1996, paving the way to a communicational neo-panarabism now promoted by a rentier micro-State of the Gulf region, namely Qatar, a new wind started to blow on the television treatment of political issues in the Arab world. The other countries of the peninsula soon responded, allowing the birth of an abundance of channels, most of which were commercial. The development of social networks and the new information technologies in general are not forgotten leading us to interrogate the mutations of this system which is getting more and more complex. In-between the scheme of co-isolation within which the evolution of the Qatari channel is inscribed and the counter-revolutionary project financially supported by the Saudi-Emirati axis after Morsi’s election, then inaugurating an era of political absurdity permeating all and every interstice of the regional public space, our point will be to decipher more particularly the paradoxes of the system, in articulation with the notion of ethics and the concept of recognition.

La tomodensitométrie est une technique très utile qui permet de mener avec succès des analyses non-invasives dans plusieurs types d'applications, par exemple médicales ou industrielles. L'analyse manuelle des structures d'intérêt présentes dans une image peut prendre beaucoup de temps, être laborieuse et parfois même impossible à faire en raison de sa complexité. C'est pour cela que dans cette thèse, nous proposons et développons des algorithmes nécessaires à cette analyse, basés sur la géométrie discrète et la topologie. Ces algorithmes peuvent servir dans de nombreuses applications, et en particulier au niveau de l'analyse quantitative automatique de l'arbre bronchique humain, sur la base d'images de tomodensitométrie. La première partie introduit les notions fondamentales de la topologie et de la géométrie discrètes utiles dans cette thèse. Ensuite, nous présentons le principe de méthodes utilisées dans de nombreuses applications : les algorithmes de squelettisation, de calcul de l'axe médian, les algorithmes de fermeture de tunnels et les estimateurs de tangentes. La deuxième partie présente les nouvelles méthodes que nous proposons et qui permettent de résoudre des problèmes particuliers. Nous avons introduit deux méthodes nouvelles de filtrage d'axe médian. La première, que nous appelons "hierarchical scale medial axis", est inspirée du "scale axis transform", sans les inconvénients qui sont propres à la méthode originale. La deuxième est une méthode nommée "discrete adaptive medial axis", où le paramètre de filtrage est adapté dynamiquement aux dimensions locales de l'objet. Dans cette partie, nous introduisons également des estimateurs de tangente nouveaux et efficaces, agissant sur des courbes discrètes tridimensionnelles, et que nous appelons "3Dlambda maximal segment tangent direction". Enfin, nous avons montré que la géométrie discrète et les algorithmes topologiques pouvaient être utiles dans le problème de l'analyse quantitative de l'arbre bronchique humain à partir d'images tomodensitométriques. Dans une chaîne de traitements de structure classique par rapport à l'état de l'art, nous avons appliqué des méthodes de topologie et de géométrie discrète afin de résoudre des problèmes particuliers dans chaque étape du processus de l'analyse quantitative. Nous proposons une méthode robuste pour segmenter l'arbre bronchique à partir d'un ensemble de données tomographiques (CT). La méthode est basée sur un algorithme de fermeture de tunnels qui est utilisé comme outil pour réparer des images CT abîmées par les erreurs d'acquisition. Nous avons aussi proposé un algorithme qui sert à créer un modèle artificiel d'arbre bronchique. Ce modèle est utilisé pour la validation des algorithmes présentés dans cette thèse. Ensuite nous comparons la qualité des différents algorithmes en utilisant un ensemble de test constitué de fantômes (informatiques) et d'un ensemble de données CT réelles. Nous montrons que les méthodes récemment présentées dans le cadre des complexes cubiques, combinées avec les méthodes présentées dans cette thèse, permettent de surmonter des problèmes indiqués par la littérature et peuvent être un bon fondement pour l'implémentation future des systèmes de quantification automatique des particularités de l'arbre bronchique / Computed tomography is a very useful technic which allow non-invasive diagnosis in many applications for example is used with success in industry and medicine. However, manual analysis of the interesting structures can be tedious and extremely time consuming, or even impossible due its complexity. Therefore in this thesis we study and develop discrete geometry and topology algorithms suitable for use in many practical applications, especially, in the problem of automatic quantitative analysis of the human airway trees based on computed tomography images. In the first part, we define basic notions used in discrete topology and geometry then we showed that several class of discrete methods like skeletonisation algorithms, medial axes, tunnels closing algorithms and tangent estimators, are widely used in several different practical application. The second part consist of a proposition and theory of a new methods for solving particular problems. We introduced two new medial axis filtering method. The hierarchical scale medial axis which is based on previously proposed scale axis transform, however, is free of drawbacks introduced in the previously proposed method and the discrete adaptive medial axis where the filtering parameter is dynamically adapted to the local size of the object. In this part we also introduced an efficient and parameter less new tangent estimators along three-dimensional discrete curves, called 3D maximal segment tangent direction. Finally, we showed that discrete geometry and topology algorithms can be useful in the problem of quantitative analysis of the human airway trees based on computed tomography images. According to proposed in the literature design of such system we applied discrete topology and geometry algorithms to solve particular problems at each step of the quantitative analysis process. First, we propose a robust method for segmenting airway tree from CT datasets. The method is based on the tunnel closing algorithm and is used as a tool to repair, damaged by acquisition errors, CT images. We also proposed an algorithm for creation of an artificial model of the bronchial tree and we used such model to validate algorithms presented in this work. Then, we compare the quality of different algorithms using set of experiments conducted on computer phantoms and real CT dataset. We show that recently proposed methods which works in cubical complex framework, together with methods introduced in this work can overcome problems reported in the literature and can be a good basis for the further implementation of the system for automatic quantification of bronchial tree properties

Les maladies psychiatriques présentent de fortes comorbidités avec des désordres gastrointestinaux, ce qui suggère l’existence de bases physiopathologiques communes. Une littérature abondante démontre que l’adversité précoce (infection, stress) augmente la vulnérabilité aux désordres psychiatriques à l’âge adulte. Chez le rongeur, le modèle de séparation maternelle induit chez la descendance adulte des comportements hyperanxieux associés à une hypersensibilité au stress, ainsi que des dysfonctionnements de la sphère gastrointestinale. De plus, des études récentes rapportent une hyperperméabilité de la barrière intestinale chez les ratons soumis au stress de séparation, un effet conduisant potentiellement à une dysbiose et une perturbation de la communication intestin-cerveau. Le but de ma thèse était donc d’étudier le rôle de l’axe intestin-cerveau dans la mise en place des effets à long terme du stress précoce. Nos travaux récents ont montré que certains effets à long-terme de la séparation maternelle peuvent être atténués par l’exposition des mères à un régime hyperlipidique. Dans un premier temps, nous avons testé les effets du régime hyperlipidique maternel sur le cerveau et l’intestin de ratons soumis à la séparation maternelle. Nos résultats montrent que le régime maternel hyperlipidique protège de l’augmentation de la permeabilité intestinale induite par le stress. Nous avons ensuite testé le rôle causal de la perméabilité intestinale sur les comportements émotionnels à travers une approche pharmacologique et une approche génétique. Nous rapportons 1) que la restauration de la fonction barrière de l’intestin atténue certains effets de la séparation maternelle et 2) qu’une hyperperméabilité intestinale chez des souris transgéniques non soumises à un stress produit des effets similaires à ceux de la séparation maternelle. Enfin, nous avons examiné les effets d’une adversité précoce multifactorielle sur le cerveau et l’intestin (perméabilité et microbiote) chez la descendance adulte mâle et femelle dans un modèle combinant infection prénatale et séparation maternelle. Nos résultats mettent en évidence un effet sexe très marqué sur les phénotypes comportements et intestinaux. D’autres études sont nécessaires pour identifier les mécanismes sous-tendant les effets de la perméabilité et la dysbiose intestinale sur la vulnérabilité émotionnelle associée au stress précoce. / Early-life adversity is a main risk factor for psychiatric disorders at adulthood; however the mechanisms underlying the programming effect of stress during development are still unknown. In rodents, chronic maternal separation has long lasting effects in adult offspring, including hyper-anxiety and hyper-responsiveness to a novel stress, along with gastrointestinal dysfunctions. Moreover, recent studies report gut barrier hyper-permeability in rat pups submitted to maternal separation, an effect that could potentially lead to dysbiosis and altered gut-brain communication. Therefore, the aim of my PhD was to unravel the role of the gut-brain axis in the neurobehavioral effects of early-life stress. We recently reported that some neural, behavioral and endocrine alterations associated with maternal separation in rats could be prevented by maternal exposure to a high-fat diet. We first addressed the effects of maternal high-fat diet on brain and gut during development in the maternal separation model. We show that maternal high-fat diet prevents the stress-induced decrease in spine density and altered dendritic morphology in the medial prefrontal cortex. Moreover, maternal high-fat diet also attenuates the exacerbated intestinal permeability associated with maternal separation. To explore a potential causal impact of gut leakiness on brain functions, we then examined the impact of pharmacological and genetic manipulations of intestinal permeability on brain and behavior. We report 1) that restoration of gut barrier function attenuates some of the behavioral alterations associated with maternal separation and 2) that chronic gut leakiness in naive adult transgenic mice recapitulates the effects of maternal separation. Finally, we examined the effects of multifactorial early-life adversity on behavior, gut function and microbiota composition in males and females using a combination of prenatal inflammation and maternal separation in mice. At adulthood, offspring exposed to early adversity displayed sex-specific behavioral (social behavior deficits in males and increased anxiety in females) and intestinal phenotypes. In conclusion, our work demonstrates an impact of gut dysfunctions, in particular gut leakiness, on the emergence of emotional alterations. Further studies are needed to unravel the role of the gut dysbiosis in the expression of the behavioral phenotypes associated with early-life adversity.

La nutrition postnatale précoce conditionne la santé du futur adulte du fait de son rôle déterminant dans l’implantation du microbiote intestinal et le développement de la physiologie de l’hôte. L’objectif de mon travail de thèse a été d’évaluer les conséquences de la réintroduction de matière grasse laitière associée ou non au probiotique Lactobacillus fermentum dans des préparations pour nourrissons, sur le microbiote, la physiologie intestinale et le métabolisme de l’adulte, en utilisant le miniporc Yucatan comme modèle de l’Homme. Nos travaux ont montré un renforcement des défenses non spécifiques intestinales chez le jeune et une amélioration des fonctions endocrine et immunitaire intestinales de l’adulte soumis à un régime hyper-énergétique, réduisant ainsi le risque de développer une inflammation et des désordres métaboliques. Ces effets ont été associés à une modification de la digestion des préparations chez le jeune et à une modulation de la composition et de l’activité métabolique du microbiote intestinal. Des effets spécifiques de la matière grasse laitière et de L. fermentum, et d’autres complémentaires, ont été observés, suggérant des mécanismes d’action différents. Les modifications induites par la composition des préparations pour nourrissons étaient site- et âge-spécifiques, le comportement du microbiote caecal se rapprochant du microbiote fécal. En conclusion, l’optimisation des préparations pour nourrissons pourrait passer par l’ajout de matière grasse laitière et du probiotique L. fermentum. / Early postnatal nutrition programs adult health owing to its crucial role in gut microbiota colonization and host physiology development. The objective of my thesis was to investigate the consequences of dairy lipid addition with or without probiotic Lactobacillus fermentum in infant formulas on adult gut microbiota, physiology and metabolism, using Yucatan minipig as a model for humans. We demonstrated increased non-specific intestinal defences in piglets and improved intestinal endocrine and immune functions in adults submitted to a high-energy diet, which may protect them from inflammation and metabolic disorders. These effects were associated in piglets to changes in digestion and gut microbiota composition and metabolism. We observed specific and complementary effects of dairy lipids and L. fermentum, suggesting different mechanisms of action. The infant formula composition had site- and age-specific effects, the caecal microbiota being closer to the faecal one. To conclude, the addition of dairy lipids and L. fermentum in infant formulas is an effective way to improve infant formulas.