Nous proposons un modèle d’automate pour le cycle cellulaire lié à l’horloge circadienne. Ce modèle est utilisé pour déterminer la toxicité de différents schémas d’administration d’agents anticancéreux selon un profil temporel déterminé, dans le but d’optimiser l’efficacité de la chronothérapie des cancers. Fondé sur les transitions séquentielles entre les phases successives du cycle cellulaire G1, S (réplication de l’ADN), G2 et M (mitose), le modèle permet de simuler la distribution des phases du cycle cellulaire et son entraînement par l’horloge circadienne. Le modèle est utilisé pour évaluer l’effet du profil d’administration circadienne de deux agents anticancéreux, le 5-fluorouracile (5-FU) et l’oxaliplatine (l-OHP). Ces médicaments diffèrent par leur mode d’action mais sont complémentaires dans le traitement du cancer colorectal. Le 5-FU, considéré en premier, exerce ses effets cytotoxiques sur les cellules en phase S. Divers profils d’administration circadienne sont comparés, qui diffèrent par le temps du maximum d’administration du 5-FU. Le modèle explique pourquoi un minimum de cytotoxicité est obtenu lorsque le temps du pic d’administration approche 4h du matin, ce qui correspond au profil temporel d’administration utilisé en pratique clinique pour le 5-FU. Nous montrons comment la cytotoxicité de l’agent anticancéreux est affectée par la variabilité de la durée des phases du cycle cellulaire et par la durée du cycle cellulaire en présence et en absence d’entraînement par l’horloge circadienne. Les résultats indiquent qu’un même profil temporel d’administration peut avoir une cytotoxicité minimale pour une population cellulaire (correspondant à une population de cellules saines), et une cytotoxicité élevée pour une seconde population (correspondant à des cellules tumorales). Ainsi le modèle permet de mettre en lumière les mécanismes susceptibles d’améliorer simultanément la chronotolérance et la chronoefficacité des agents anticancéreux. Le cas de l’oxaliplatine (l-OHP) est considéré dans un second temps. Contrairement au 5-FU, l’oxaliplatine élimine les cellules quelle que soit sa phase dans le cycle cellulaire. La phamacocinétique des thiols plasmatiques et du glutathion intracellulaire est incorporée au modèle. Ces composés interfèrent avec l’action de l’OHP en formant des complexes inactifs. Le modèle montre comment des variations circadiennes dans la cytotoxicité de l-OHP peuvent résulter de rythmes circadiens dans les niveaux de thiols plasmatiques et de glutathion. En accord avec les résultats expérimentaux et cliniques, les simulations numériques du modèle d’automate pour le cycle cellulaire montrent que les profiles temporels minimisant la cytotoxicité de l’oxaliplatine sont en antiphase avec ceux minimisant la cytotoxicité du 5-fluorouracile./We propose an automaton model for the cell cycle coupled to the circadian clock. We use this model to assess the toxicity of various circadian patterns of anticancer drug delivery so as to enhance the efficiency of cancer chronotherapy. Based on the sequential transitions between the successive phases G1, S (DNA replication), G2, and M (mitosis) of the cell cycle, the model allows us to simulate the distribution of cell cycle phases as well as its entrainment by the circadian clock. We use the model to evaluate circadian patterns of administration of two anticancer drugs, 5-fluorouracil (5-FU) and oxaliplatin (l-OHP). These drugs, which differ by their mode of action, are complementary in the clinical treatment of colorectal cancer. We first consider the case of 5-FU, which exerts its cytotoxic effects on cells in S phase. We compare various circadian patterns of drug administration differing by the time of maximum drug delivery. The model explains why minimum cytotoxicity is obtained when the time of peak delivery is close to 4 a.m. which corresponds to the temporal pattern of administration used clinically for 5-FU. We also determine how cytotoxicity is affected by the variability in duration of cell cycle phases and by cell cycle length, in the presence or absence of entrainment by the circadian clock. The results indicate that the same temporal pattern of drug administration can have minimum cytotoxicity toward one cell population, e.g. of normal cells, and at the same time can display high cytotoxicity toward a second cell population, e.g. of tumour cells. Thus, the model allows us to uncover factors that may contribute to improve simultaneously chronotolerance and chronoefficacy of anticancer drugs. We next consider the case of oxaliplatin (l-OHP), which, in contrast to 5-FU, kills cells in different phases of the cell cycle. We incorporate into the model the pharmacokinetics of plasma thiols and intracellular glutathione, which interfere with the action of the drug by forming with it inactive complexes. The model shows how circadian changes in l-OHP cytotoxicity may arise from circadian variations in the levels of plasma thiols and glutathione. Corroborating experimental and clinical results, the numerical simulations of the automaton model for the cell cycle account for the observation that the temporal profiles minimizing l-OHP cytotoxicity are in antiphase with those minimizing cytotoxicity for 5-FU.<p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le modèle input-output régional environnementalisé développé dans la thèse de M. Cordier suggère qu’il serait possible de restaurer 25% des surfaces naturelles de nourriceries de poissons détruites dans l’estuaire de la Seine entre 1834 et 2004. Le modèle suggère que la mesure de restauration pourrait augmenter de 15% à 23% la biomasse de soles produite dans l’estuaire par rapport à une situation sans mesure. Quant à l’effet des coûts de restauration sur les agrégats macroéconomiques (PIB, emploi, etc.), il génère une diminution qui ne dépasse pas 0,5% par rapport à une situation sans mesure. Le modèle montre cependant que trois secteurs sont particulièrement touchés par la mesure, leur bénéfice étant considérablement réduit. Cela indique le compromis à réaliser entre les objectifs écologiques à long terme et les objectifs économiques sectoriels à court terme. La quantification des compromis par le modèle constitue un atout utile aux processus de décision participatifs multicritère / The regional green input-output model developed in Mateo Cordier's PhD shows that it seems possible to restore 25% of the natural areas of fish nurseries destroyed in the Seine estuary between 1834 and 2004. The model suggests that the restoration measure could increase between 15% and 23% the biomass of sole generated by the estuary compared to a situation without measure. Regarding the impact of restoration costs on macro-economic indicators (GDP, employment, etc.), it generates a decrease that does not exceed 0,5% compared to a situation without measure. However, the model shows that three sectors are particularly impacted by the measure. Their benefits are considerably reduced. This shows the trade-off that occurs between ecological targets on the long run and economic targets on the short run. The quantification of such trade-offs in the model is particularly useful to public participation in decision-making. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

A l’image du bassin du Congo, la République Démocratique du Congo (République Démocratique du Congo) fait face à une réduction de la qualité et de la superficie de son couvert forestier. La présente étude avait pour objectif d’étudier l’effet de l’anthropisation, à travers la présence et les activités humaines sur la dynamique des paysages forestiers en République Démocratique du Congo. L’écologie du paysage, en tant que science pluridisciplinaire offre une très bonne approche à travers les indices et une méthodologie alliant la structure et la composition du paysage pour mettre en évidence les causes et les conséquences des processus écologiques. Ces approches sont basées sur le fait que en analysant la structure du paysage, des déductions utiles au sujet des processus écologiques fondamentaux peuvent être faites et vice versa. Les résultats ont montré, en quantifiant la dynamique spatio-temporelle de l’occupation du sol et par l’analyse et la caractérisation de la structure spatiale, que l’anthropisation est le moteur de la dynamique dans ces milieux forestiers. L’impact humain se traduit par une déstabilisation ou un dysfonctionnement des écosystèmes forestiers entraînant la dégradation, la fragmentation et la déforestation. Ainsi il a été montré que la proximité des villes est fortement corrélée à la dégradation et la perte d’habitats forestiers. Cela est fonction de l’importance socio-économique de ces villes car plus la ville est importante, plus elle attire la population ;que la densité de la population influence la fragmentation et l’incursion dans la forêt se fait en suivant les pistes et les routes mises en place généralement par les sociétés d’exploitation forestière. Le tout amplifié par la situation socio-économique difficile des populations et le manque de politiques de gestion appropriées de la part des gestionnaires publiques. Cette dynamique régressive du paysage forestier en République Démocratique du Congo aura une incidence négative sur les cycles climatiques globaux vu que le bassin du Congo est le plus grand bloc forestier après le bloc de l’Amazonie. La présente étude est donc un argument supplémentaire qui milite en faveur de la nécessité de prendre en compte les caractéristiques des populations locales dans les programmes de gestion de la forêt du bassin du Congo pour un meilleur équilibre écologique de la planète. / Like Congo basin, Democratic Republic of Congo’s forest covers are facing their reduction in quality and size. This study aimed to investigate the effect of human impact on forest landscape dynamics in DR Congo, through the human presence and its activities. Landscape ecology as a multidisciplinary science offers a very good approach through the index and a methodology combining the structure and the composition of the landscape to highlight the causes and the consequences of ecological processes. These approaches are based on the fact that by analyzing the structure of landscape, useful deductions about the underlying ecological processes can be made and vice versa. By quantifying the spatio-temporal dynamics of land use and by analysis and characterization of spatial structure, our results showed that anthropization is the driver of the dynamics in these forest environments. Human impact results in a destabilization or a dysfunction of the forest ecosystems involving degradation, fragmentation and deforestation. Thus it was shown that proximity to cities is strongly correlated to the degradation and loss of forest habitats. This depends on the socioeconomic importance of these cities because more the city is important, more it attracts people. Population density influences the fragmentation and the incursion into the forest is done by following the tracks and roads generally implemented by the logging companies. All amplified by socio-economic problems of population and lack of appropriate management policies on the part of public managers.This regressive dynamic forest landscape in République Démocratique du Congo will have a negative impact on global climate cycles because the Congo Basin is the largest forest block after Amazonia block. This study is another argument which advocates the need to take into account the characteristics of local population in forest management programs in the Congo Basin for a better ecological balance of planet. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les systèmes d’efflux tripartite de type Resistance, Nodulation and cell-Division (RND) sont essentiels dans le maintien de phénotypes de résistance multidrogues et contre les métaux lourds dans nombreuses bactéries Gram-négatives. Le transport de ces composés toxiques hors de la cellule est permis par l’assemblage d’une protéine de type antiporteur cation/proton (unité RND) insérée dans la membrane interne, connectée à une protéine insérée dans la membrane externe, pour former un canal de sorti qui traverse l’entièreté de l’enveloppe cellulaire. Le troisième composant du système, la protéine de type membrane fusion protein (MFP) qui est aussi appelée periplasmic adaptor protein (PAP), est requis pour permettre l’assemblage de tout ce complexe à trois composants. Cependant, les MFPs sont supposées jouer un rôle important et actif dans le mécanisme d’efflux du substrat. Pour mieux comprendre le rôle des MFPs au sein des systèmes d’efflux de type RND, nous avons étudié les protéines ZneB (précédemment appelée HmxB) et SilB, les composants périplasmiques des systèmes ZneCBA et SilABC responsables de la résistance aux métaux lourds chez Cupriavidus metallidurans CH34. Nous avons identifié la spécificité de liaison au substrat de ces protéines, montrant leur capacité à fixer le zinc (ZneB), ou le cuivre et l’argent (SilB). De plus, nous avons résolu la structure cristalline de ZneB à une résolution de 2.8 Å dans la forme apo- et avec un ion zinc fixé. La structure de ZneB possède une architecture générale composée de quatre domaines caractéristiques des MFPs, et la présence du site de coordination au zinc dans une région très flexible à l’interface des domaines β-barrel et membrane proximal. Les modifications structurales que la protéine subit lors de la fixation du zinc on été observée dans le cristal mais aussi en solution, ce qui suggère un rôle actif des MFPs dans le mécanisme d’efflux des métaux, vraisemblablement via la fixation et le relargage de l’ion à l’antiporteur. Les études de sélectivité de transport des antiporteurs ZneA et SilA montre que ces dernières et leurs protéines périplasmiques respectives ont des affinités similaires pour les métaux lourds. De plus, les études de transport ont apportés des arguments en faveur de l’hypothèse de capture cytoplasmique du substrat par l’antiporteur, tandis que la capacité des protéines périplasmiques à fixer les métaux lourds a apporté des arguments en faveur de l’hypothèse de capture périplasmique du substrat par l’antiporteur. Les deux modes de capture pourraient en réalité coexister ;cependant, le débat autour du compartiment cellulaire de capture du substrat par l’antiporteur est complexe et requiert de plus amples efforts afin d’être cerné. / Tripartite resistance nodulation cell division (RND)-based efflux complexes are paramount for multidrug and heavy metal resistance in numerous Gram-negative bacteria. The transport of these toxic compounds out of the cell is driven by the inner membrane proton/substrate antiporter (RND protein) connected to an outer membrane protein to form an exit duct that spans the entire cell envelope. The third component, a membrane fusion protein (MFP) also called periplasmic adaptor protein, is required for the assembly of this complex. However, MFPs are also proposed to play an important active role in substrate efflux. To better understand the role of MFPs in RND-driven efflux systems, we studied ZneB (formerly HmxB) and SilB, the MFP components of the ZneCAB and SilABC heavy metal RND-driven efflux complexes from Cupriavidus metallidurans CH34. We have identified the substrate binding specificity of the proteins, showing their ability to selectively bind zinc (ZneB), or copper and silver cations (SilB). Moreover, we have solved the crystal structure of the apo- and the metal-bound forms of ZneB to 2.8 Å resolution. The structure of ZneB displays a general architecture composed of four domains characteristic of MFPs, and it reveals the metal coordination site at the very flexible interface between the β-barrel and the membrane proximal domains. Structural modifications of the protein upon zinc binding were observed in both the crystal structure and in solution, suggesting an active role of MFPs in substrate efflux possibly through binding and release. The selectivity assays of the antiporter proteins ZneA and SilA demonstrated similar specificities in relation to their cognate MFPs toward heavy metal cations. Moreover, antiporter transport assays provide evidence for cytoplasmic substrate capture by this protein, whereas MFP substrate binding provides evidence for periplasmic substrate capture. Therefore, both modes of capture might co-exist; nevertheless, the substrate capture issue is a complex topic still needing consequent efforts to understand it. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans cette étude, les relations entre la structure forestière à l’échelle du paysage d’une part, la composition et le fonctionnement des forêts d’autre part, ont été analysées dans un écosystème de transition forêt-savane (Département de Tanda, Est Côte d’Ivoire). L’objectif principal de cette thèse était de tester l’hypothèse centrale de l’écologie du paysage, connue sous le vocable pattern-process paradigm, selon laquelle les trois composantes du système écologiques à savoir la structure, la composition et le fonctionnement, sont interdépendantes, et qu’en analysant l’une d’elle, des déductions utiles peuvent être faites sur les autres. <p>Nos résultats ont montré que l’équilibre écologique des forêts de la zone d’étude était fortement perturbé. L’agriculture itinérante sur brûlis, l’exploitation forestière et les feux de végétation ont été identifiés comme étant les principaux agents de ces dynamiques. La matrice du paysage, qui était initialement constituée d’une couverture continue de forêt dense, a été substituée par une mosaïque de savanes, de champs et de forêts exploitées, présentant des niveaux variables de dégradations anthropiques. L’utilisation de données multi-spectrales a permis de quantifier ces dégradations. Premièrement, sur base de l’information spectrale, nous avons distingué deux sous-types de forêts, différents entre eux en termes de densité, de composition, de stratégie dominante et de niveau de dégradation. Deuxièmement, une corrélation significative a été obtenue entre la dégradation et le degré de fragmentation des forêts, quantifiable à partir d’indices structuraux basés sur le nombre de taches, la proportion de forêts et le périmètre des taches forestières dans le paysage. La fragmentation semble avoir produit deux effets distincts sur la composition forestière ;elle détermine la taille et l’isolation des fragments aussi bien que les lisières forestières. Les dynamiques temporelles de la structure et de la composition du paysage forestier dans notre région d’étude a montré que la déforestation était plus sensible dans la partie Sud de la zone d’étude, en dépit du climat favorable, alors que dans la partie Nord, proche des savanes Guinéennes, la simulation des dynamiques à partir de la chaine de Markov a montré une tendance à la reprise forestière.<p>En définitive, notre étude a mis en évidence que la zone de transition forêt-savane étudiée était fortement dynamique. Dans une région où aucune réserve forestière n’existe réellement et où le front forestier régresse ou se dégrade rapidement, notre approche permet de poser les bases d’une politique rationnelle de protection des forêts, en établissant des seuils structuraux minimaux des fragments nécessaires à la préservation du biotope originel.<p>/<p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

<p align="justify">The Southern Ocean (ca. 20% of the world ocean surface) is a key place for the regulation of Earth climate thanks to its capacity to absorb atmospheric carbon dioxide (CO2) by physico-chemical and biological mechanisms. The biological carbon pump is a major pathway of absorption of CO2 through which the CO2 incorporated into autotrophic microorganisms in surface waters is transferred to deep waters. This process is influenced by the extent of the primary production and by the intensity of the remineralization of organic matter along the water column. So, the annual cycle of sea ice, through its in situ production and remineralization processes but also, through the release of microorganisms, organic and inorganic nutrients (in particular iron)into the ocean has an impact on the carbon cycle of the Southern Ocean, notably by promoting the initiation of phytoplanktonic blooms at time of ice melting.</p><p><p align="justify">The present work focussed on the distribution of organic matter (OM) and its interactions with the microbial network (algae, bacteria and protozoa) in sea ice and ocean, with a special attention to the factors which regulate the biological carbon pump of the Southern Ocean. This thesis gathers data collected from a) late winter to summer in the Western Pacific sector, Western Weddell Sea and Bellingshausen Sea during three sea ice cruises ARISE, ISPOL-drifting station and SIMBA-drifting station and b) summer in the Sub-Antarctic and Polar Front Zone during the oceanographic cruise SAZ-Sense.</p><p><p align="justify">The sea ice covers were typical of first-year pack ice with thickness ranging between 0.3 and 1.2 m, and composed of granular and columnar ice. Sea ice temperature ranging between -8.9°C and -0.4°C, brines volume ranging between 2.9 to 28.2% and brines salinity from 10 to >100 were observed. These extreme physicochemical factors experienced by the microorganisms trapped into the semi-solid sea ice matrix therefore constitute an extreme change as compared to the open ocean. Sea ice algae were mainly composed of diatoms but autotrophic flagellates (such as dinoflagellates or Phaeocystis sp.) were also typically found in surface ice layers. Maximal algal biomass was usually observed in the bottom ice layers except during SIMBA where the maxima was localised in the top ice layers likely because of the snow and ice thickness which limit the light available in the ice cover. During early spring, the algal growth was controlled by the space availability (i.e. brine volume) while in spring/summer (ISPOL, SIMBA) the major nutrients availability inside sea ice may have controlled algal growth. At all seasons, high concentrations of dissolved and particulate organic matter were measured in sea ice as compared to the water column. Dissolved monomers (saccharides and amino acids) were accumulated in sea ice, in particular in winter. During spring and summer, polysaccharides constitute the main fraction of the dissolved saccharides pool. High concentrations of transparent exopolymeric particles (TEP), mainly constituted with saccharides, were present and their gel properties greatly influence the internal habitat of sea ice, by retaining the nutrients and by preventing the protozoa grazing pressure, inducing therefore an algal accumulation. The composition as well as the vertical distribution of OM in sea ice was linked to sea ice algae.</p><p><p align="justify">Besides, the distribution of microorganisms and organic compounds in the sea ice was also greatly influenced by the thermodynamics of the sea ice cover, as evidenced during a melting period for ISPOL and during a floodfreeze cycle for SIMBA. The bacteria distribution in the sea ice was not correlated with those of algae and organic matter. Indeed, the utilization of the accumulated organic matter by bacteria seemed to be limited by an external factor such as temperature, salinity or toxins rather than by the nature of the organic substrates, which are partly composed of labile monomeric saccharides. Thus the disconnection of the microbial loop leading to the OM accumulation was highlighted in sea ice.</p><p><p align="justify">In addition the biofilm formed by TEP was also involved in the retention of cells and other compounds(DOM, POM, and inorganic nutrients such as phosphate and iron) to the brine channels walls and thus in the timing of release of ice constituents when ice melts. The sequence of release in marginal ice zone, as studied in a microcosm experiments realized in controlled and trace-metal clean conditions, was likely favourable to the development of blooms in the marginal ice zone. Moreover microorganisms derived from sea ice (mainly <10 µm) seems able to thrive and grow in the water column as also the supply of organic nutrients and Fe seems to benefit to the pelagic microbial community.</p><p><p align="justify">Finally, the influence of the remineralization of organic matter by heterotrophic bacterioplankton on carbon export and biological carbon pump efficiency was investigated in the epipelagic (0-100 m) and mesopelagic(100-700 m) zones during the summer in the sub-Antarctic and Polar Front zones (SAZ and PFZ) of the Australian sector (Southern Ocean). Opposite to sea ice, bacterial biomass and activities followed Chl a and organic matter distributions. Bacterial abundance, biomass and activities drastically decreased below depths of 100-200 m. Nevertheless, depth-integrated rates through the thickness of the different water masses showed that the mesopelagic contribution of bacteria represents a non-negligible fraction, in particular in a diatom-dominated system./</p><p><br><p><p align="justify">L’océan Antarctique (± 20% de la surface totale des océans) est un endroit essentiel pour la régulation du climat de notre planète grâce à sa capacité d’absorber le dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique par des mécanismes physico-chimique et biologique. La pompe biologique à carbone est un processus majeur de fixation de CO2 par les organismes autotrophes à la surface de l’océan et de transfert de carbone organique vers le fond de l’océan. Ce processus est influencé par l’importance de la production primaire ainsi que par l’intensité de la reminéralisation de la matière organique dans la colonne d’eau. Ainsi, le cycle annuel de la glace via sa production/reminéralisation in situ mais aussi via l’ensemencement de l’océan avec des microorganismes et des nutriments organiques et inorganiques (en particulier le fer) a un impact sur le cycle du carbone dans l’Océan Antarctique, notamment en favorisant l’initiation d’efflorescences phytoplanctoniques dans la zone marginale de glace.</p><p><p align="justify">Plus précisément, nous avons étudié les interactions entre le réseau microbien (algues, bactéries et protozoaires) et la matière organique dans le but d’évaluer leurs impacts potentiels sur la pompe biologique de carbone dans l’Océan Austral. Deux écosystèmes différents ont été étudiés :la glace de mer et le milieu océanique grâce à des échantillons prélevés lors des campagnes de glace ARISE, ISPOL et SIMBA et lors de la campagne océanographique SAZ-Sense, couvrant une période allant de la fin de l’hiver à l’été.</p><p><p align="justify">La glace de mer est un environnement très particulier dans lequel les microorganismes planctoniques se trouvent piégés lors de la formation de la banquise et dans lesquels ils subissent des conditions extrêmes de température et de salinité, notamment. Les banquises en océan ouvert étudiées (0,3 à 1,2 m d’épaisseur, températures de -8.9°C à -0.4°C, volumes relatifs de saumure de 2.9 à 28.2% et salinités de saumures entre 10 et jusque >100) étaient composées de glace columnaire et granulaire. Les algues de glace étaient principalement des diatomées mais des flagellés autotrophes (tels que des dinoflagellés ou Phaeocystis sp.) ont été typiquement observés dans les couches de glace de surface. Les biomasses algales maximales se trouvaient généralement dans la couche de glace de fond sauf à SIMBA où les maxima se trouvaient en surface, probablement en raison de l’épaisseur des couches de neige et de glace, limitant la lumière disponible dans la colonne de glace. Au début du printemps, la croissance algale était contrôlée par l’espace disponible (càd le volume des saumures) tandis qu’au printemps/été, la disponibilité en nutriments majeurs a pu la contrôler. A toutes les saisons, des concentrations élevées en matière organique (MO) dissoute et particulaire on été mesurées dans la glace de mer par rapport à l’océan. Des monomères dissous (sucres et acides aminés) étaient accumulés dans la glace, surtout en hiver. Au printemps et été, les polysaccharides dissous dominaient le réservoir de sucres. La MO était présente sous forme de TEP qui par leurs propriétés de gel modifie l’habitat interne de la glace. Ce biofilm retient les nutriments et gêne le mouvement des microorganismes. La composition et la distribution de la MO dans la glace étaient en partie reliées aux algues de glace. De plus, la thermodynamique de la couverture de glace peut contrôler la distribution des microorganismes et de la MO, comme observé lors de la fonte de la glace à ISPOL et lors du refroidissement de la banquise à SIMBA. La distribution des bactéries n’est pas corrélée avec celle des algues et de la MO dans la glace. En effet, la consommation de la MO par les bactéries semble être limitée non pas par la nature chimique des substrats mais par un facteur extérieur affectant le métabolisme bactérien tel que la température, la salinité ou une toxine. Le dysfonctionnement de la boucle microbienne menant à l’accumulation de la MO dans la glace a donc été mis en évidence dans nos échantillons.</p><p><p align="justify">De plus, le biofilm formé par les TEP est aussi impliquée dans l’attachement des cellules et autres composés aux parois des canaux de saumure et donc dans la séquence de largage lors de la fonte. Cette séquence semble propice au développement d’efflorescences phytoplanctoniques dans la zone marginale de glace. Les microorganismes originaires de la glace (surtout ceux de taille < 10 μm) semblent capables de croître dans la colonne d’eau et l’apport en nutriments organiques et inorganiques apparaît favorable à la croissance des microorganismes pélagiques.</p><p><p align="justify">Enfin, l’influence des activités hétérotrophes sur l’export de carbone et l’efficacité de la pompe biologique à carbone a été évaluée dans la couche de surface (0-100 m) et mésopélagique (100-700 m) de l’océan. Au contraire de la glace, les biomasses et activités bactériennes suivaient les distributions de la chlorophyll a et de la MO. Elles diminuent fortement en dessous de 100-200 m, néanmoins les valeurs intégrées sur la hauteur de la colonne d’eau indiquent que la reminéralisation de la MO par les bactéries dans la zone mésopélagique est loin d’être négligeable, spécialement dans une région dominée par les diatomées.</p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La présente étude s’inscrit dans le cadre de la recherche d’une meilleure compréhension de l’analyse de la valorisation des PFNL des plateaux Batéké en périphérie de Kinshasa en vue d’envisager un mode d’exploitation qui garantisse la conservation et l’utilisation durable et d’apporter les éléments indispensables à la gestion des PFNL. Les enquêtes par sondages sur une base de 280 ménages ont été renforcées par 22 entretiens par focus group. Des observations directes sur le terrain, des enquêtes socioéconomiques, ethnoécologiques sur les stratégies d’exploitation des PFNL, l’étude de la filière PFNL et les études d’impacts d’activités d’exploitation des PFNL ont été conduites entre juin 2005 et novembre 2006 dans 7 villages de Plateaux de Batéké: Mbankana, Dumi, Mampu, Mutiene, Kinzono, Inzolo et 4ème Cité CADIM à plus de 140 km à l’Est de la ville Kinshasa.<p>L’étude de la valorisation des PFNL des Plateaux de Batéké a montré que 169 espèces de PFNL appartenant à 65 familles des plantes sont valorisées. Cinq espèces de PFNL sont les plus exploitées dans la zone d’étude. Il s’agit de Pteridium sp, du vin indigène (de palmier à huile et de raphia), de Dioscorea praehensilis, de Talinum triangulare et du rotin. La détermination des facteurs explicatifs du choix de l’exploitation des PFNL les plus exploités dans la zone a été estimé par la régression multiple modèle Probit. Ce modèle a l’avantage d’inclure dans sa structure mathématique, la dépendance mutuelle et des informations sur la pertinence des variables explicatives présentes dans le modèle final. La consommation du Pteridium sp. par le ménage, son prix de vente, sa disponibilité dans les écosystèmes, la distance à parcourir par rapport aux lieux de prélèvement, le statut matrimonial du chef de ménage, la distance par rapport au marché et l’appartenance à une structure locale sont des facteurs explicatifs déterminant dans le choix de l’exploitation du Pteridium sp. Pour l’exploitation du vin indigène, la distance par rapport aux lieux de prélèvement, la taille de ménage, les connaissances endogènes sur le vin indigène, la distance par rapport au marché et le revenu en sont des facteurs explicatifs. Le revenu issu de la vente, les connaissances endogènes, le prix de vente et la consommation sont des facteurs explicatifs déterminants pour l’exploitation de Dioscorea praehensilis. Pour Talinum triangulare, le revenu issu de la vente, la consommation, la distance par rapport au lieu de prélèvement, le prix de vente et les connaissances endogènes en sont les facteurs déterminants. Pour le rotin, la consommation, le prix de vente, les connaissances endogènes et la disponibilité en rotins dans les écosystèmes en sont les déterminants. Les PFNL vendus sur les marchés et points de ventes des Plateaux de Batéké proviennent des jachères forestières, des forêt-galeries et des savanes. Le coût total moyen d’exploitation d’un kg du PFNL est estimé à 0,08 $ US pour le Pteridium sp. 0,05 $ US pour le vin indigène, 0,05 $ US pour le Dioscorea praehensilis, 0,05 $ US pour le Talinum triangulare et à 0,20 $ US pour le rotin. Un exploitant villageois réalise par journée de travail, un revenu moyen de près de 2 $ US pour le Pteridium sp, 9 $ US pour le vin indigène, 1 $ US pour le Dioscorea praehensilis, 0,26 $ US pour le Talinum triangulare et près de 4 $ US pour le rotin. Hormis la valeur socio-économique que la valorisation des PFNL apporte à l’écosystème, certains méfaits sur la durabilité des écosystèmes sont occasionnés. Enfin, cette étude démontre qu’il y a des interactions entre les paysans enquêtés et leurs milieux. La définition d’une politique raisonnée de valorisation des PFNL intégrée à l’approche interdisciplinaire du développement durable reste incontournable pour la zone d’étude. <p><p><p>The present study aims to improve the understanding of the valorisation of the NTFP of the Batéké Highlands situated in the periphery of Kinshasa in order to develop an exploitation mode that guarantees the conservation and a sustainable use and to provide the necessary elements to the management of the NTFP. The investigations by polls on a basis of 280 households have been reinforced by 22 interviews by means of focus groups. Direct observations in situ, socio-economic and ethno-ecological analyses of the exploitation of the NTFP, an analysis of the NTFP processing pathway and an impact study of the exploitation of the NTFP have been carried out between June 2005 and November 2006 in 7 villages of the Batéké Highlands: Mbankana, Dumi, Mampu, Muti-mutiene, Kinzono, Inzolo and 4th City CADIM situated at more than 140 km to the East of Kinshasa. The study of the valorisation of the NTFP of the Batéké Highlands showed that 169 species of NTFP belonging to 65 plant families are valorised. Five species of NTFP are the most exploited in the study area: Pteridium sp, indigenous wine (of palm oil and raffia), Dioscorea praehensilis, Talinum triangulare and rattan. The determination of the factors of the choice of the most exploited NTFP have been estimated by multiple regression and the Probit model. This model has the advantage to include mutual dependence in its mathematical structure as well as information on the relevance of the explanatory variables in the final model. The consumption of Pteridium sp. by household, its selling price, its availability in the ecosystems, the distance to the places of collection, the matrimonial status of the household chief, the distance to the market and the adherence to a local structure are the explanatory factors determining the choice of Pteridium sp. For the exploitation of the indigenous wine, the distance to the places of collection, the size of household, endogenous knowledge on the indigenous wine, the distance to the market and the income are the explanatory factors. The income generated by the sale, endogenous knowledge, the selling price and the consumption rate are the explanatory factors for Dioscorea praehensilis. For Talinum triangulare, the income generated by the sale, the consumption, the distance to the place of collection, the selling price and endogenous knowledge are the determining factors. For rattan, the consumption, the selling price, endogenous knowledge and the availability of rattan in the ecosystems are the determinants of the choice. The NTFP sold on the markets and points of sales of the Batéké Highlands are collected in forest fallow lands, forest-galleries and savannas. The overall average cost of exploitation of one kg of NTFP is estimated at 0.08 $ US for Pteridium sp. at 0.05 $ US for indigenous wine, at 0.05 $ US for Dioscorea praehensilis, at 0.05 $ US for Talinum triangulare and at 0.20 $ US for rattan. A local collector obtains per working day an average income of about 2 $ US for Pteridium sp, 9 $US for the indigenous wine, 1 $ US for Dioscorea praehensilis, 0.26 $ US for Talinum triangulare and about 4 $ US for rattan. Besides the socioeconomic value that the valorisation of the NTFP brings to the ecosystem, some bad practices for the durability of the ecosystems are observed. Finally, this study demonstrates that there are close interactions between the peasants questioned and their environment. The development of a reasonable policy of valorisation of the NTFP integrated with an interdisciplinary approach of sustainable development remains crucial for our study site.<p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La détection précoce de foyers de scolytes est une étape déterminante des opérations phytosanitaires qui doivent permettre de réduire l’impact indirect des tempêtes sur les forêts de conifères, en particulier l’impact du typographe sur les pessières. Cette détection doit idéalement être efficace, précise et économique.<p>La présente thèse portait sur le typographe, Ips typographus, en pessière dans le massif vosgien. Elle visait à étudier et à comparer les performances en termes de précision (détection, localisation et inventaire), de coût et de rapidité de mise en œuvre de différentes méthodes de détection: la surveillance au sol, la détection aéroportée par un observateur embarqué (hélicoptère et ULM), et la télédétection (photographies aérienne infrarouge et imagerie satellitaire à haute et très haute résolution).<p>Dans le chapitre « techniques de détection au sol », nous avons évalué plusieurs méthodes de suivi (par transects, le long des routes carrossables et chemins forestiers, des courbes de niveau, à partir des foyers antérieurs, le long de parcours conditionnels liés aux foyers observés). Leurs performances ont été estimées via des simulations sous SIG (système d’information géographique) et les trajets qui ont présenté les meilleurs résultats ont ensuite fait l’objet d’une validation sur le terrain. Il en ressort que ce sont les trajets le long des routes carrossables et chemins forestiers ainsi que les trajets conditionnels qui présentent les meilleurs rapports efficacité/rendement dans la détection des foyers de scolytes. Le choix d’une de ces méthodes dépendra de la taille minimum des foyers que l’on veut observer.<p>Nous avons ensuite évalué, dans le chapitre « détection aéroportée », les performances de techniques d’observations de foyers réalisées par un observateur embarqué à bord d’un hélicoptère et d’un ULM. Une première étape a consisté à optimaliser toute une série de paramètres de vol pour les deux types d’appareils afin de permettre à l’observateur embarqué d’être dans les meilleures conditions d’observation. Ensuite, nous avons évalué la précision de détection en fonction de divers types de trajets en ULM et hélicoptère. D’après nos résultats, les observations recueillies à l’aide des deux sortes appareils n’ont pas permis de détecter de manière satisfaisante les foyers de scolytes quelque soit le type de trajet utilisé. Ces résultats sont sans-doute dus, en partie, à la faible expérience des observateurs embarqués mais également aux caractéristiques spatiales des foyers d’infestation qui ne facilitent pas leur détection par ce genre de méthode. <p>Enfin, dans le chapitre « télédétection », nous avons évalué les performances qu’offrent (1) des séries temporelles d’images SPOT, (2) la photographie aérienne infrarouge et (3) des images Quickbird dans la détection de foyers de scolytes. Pour tous ces types d’images, nous avons estimé la précision d’une classification automatique des foyers d’infestation, réalisée à partir de leurs caractéristiques spectrales, texturales et environnementales, par rapport aux autres éléments présents sur l’image. Ces analyses ont mis en évidence qu’il est possible d’atteindre une précision de classification relativement bonne (>80%) des foyers d’infestation sur des photographies aériennes et sur des images satellites à très haute résolution spatiale (Quickbird) grâce à des techniques de segmentation et de classification par arbre de décision. Par contre, il ne nous a pas été possible de déterminer de façon satisfaisante la précision de classification des images SPOT (haute résolution spatiale). <p><p>Les résultats détaillés de chacune de ces méthodes de détections sont développés dans les différents chapitres de cette thèse. La discussion générale met ceux-ci en relation en abordant leurs avantages et inconvénients respectifs, et aborde les perspectives découlant de nos résultats. <p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’objectif de ce travail est d’améliorer la productivité du maïs fourrager (Zea mays L.) dans les sols calcaires tunisiens. En effet dans ces conditions édaphiques la plante se heurte à des problèmes d’ordre nutritionnel limitant l’absorption des 3 éléments essentiels.<p>C’est pourquoi nous voulons mettre au point une nouvelle technologie capable de contourner ces contraintes. En effet la fertilisation par voie foliaire associé à un désherbage de pré émergence serait l’approche la plus logique, capable d’apporter les éléments en fonction des besoins de la plante et de constituer par conséquent une alternative à des apports traditionnels au sol qui présentent un faible coefficient d’efficacité.<p>Pour cela nous voulons :<p>- étudier l’effet de la dose, de la dilution de l’engrais et de son association à un herbicide de post émergence sur la biomasse et l’absorption des éléments nutritifs de la plante et comparer ces effets à ceux d’une application traditionnelle au sol.<p>- Déterminer l’équilibre NPK permettant d’obtenir une croissance optimale de la plante et ceci par le biais d’une expérimentation de type factoriel. <p>- Enfin transposer ce mode de fertilisation en conditions réelles au champ, en intégrant également un désherbage de post émergence. <p>Enfin rechercher et doser, les deux molécules présentes dans l’herbicide, dans deux substrats (le sol et la plante) et étudier leur rétention à court terme :caractérisation des mécanismes d’adsorption et de désorption des deux molécules dans les deux types de sol utilisés. <p>Les résultats obtenus en conditions contrôlées ont mis en évidence le fait que la biomasse de la plante ainsi que la quantité d’éléments exportés par celle-ci sont gouvernées par un effet variétal et un effet dose. De plus certaines associations herbicide-engrais favorisent mieux que d’autres la croissance de la plante ainsi que l’absorption des éléments appliqués. <p>Les résultats de l’expérience de type factoriel ont montré qu’à doses égales, l’effet positif d’un apport foliaire est supérieur à celui de l’engrais apporté au sol. Ces effets positifs sont observés sur les différents paramètres étudiés (biomasse, absorption d’éléments, nutritifs, quantités exportés et coefficients apparents d’utilisation des 3 éléments appliqués).<p>L’utilisation du logiciel SPSS montre que la relation de la biomasse (poids sec) et la quantité d’éléments apportée est de type polynomial. L’équation ainsi obtenue nous a permis de calculer la production de matière sèche et de représenter les différentes surfaces de réponse.<p><p>Les résultats obtenus en conditions réelles, au champ ont montré également que l’engrais apporté sur le feuillage est le mode de fertilisation le plus efficient. Ces résultats ont montré également que pour tous les traitements, la quantité d’azote exporté par la plante, suit une courbe unimodale avec un maximum situé au prélèvement III, effectué 34 jours après le semis. Par contre les quantités de P et les quantités de K exportés augmentent de façon continue, depuis le prélèvement I (26 jours après le semis) jusqu’à la récolte finale (97 jours après le semis). C’est (l’épi +tige) qui exporte la plus grande quantité (pratiquement le double). Un effet pompe dû au traitement foliaire a été également observé. Cet effet stimule l’absorption des éléments nutritifs par les racines et permet une meilleure valorisation des réserves du sol. <p>En plus le désherbage de post émergence associé à l’engrais a montré une plus grande efficacité à l’égard de la flore adventice présente, en comparaison à l’application de l’herbicide seul ou associé à l’engrais appliqué au sol. <p>Le dosage des deux molécules herbicides en HPLC a montré que les teneurs des 2 molécules dans la plante et dans le sol sont inférieures à la limite de détermination.<p>(les limites de détection et de détermination ont été estimées respectivement à de valeurs de 0,02 et de 0,05 mg/kg de sol). Les coefficients de corrélation des droites d’étalonnage obtenues, sont supérieurs à 0,99 et le pourcentage de recouvrement se situe entre 84 et 104% (intervalle de confiance est de plus ou moins 18%). <p>Les isothermes d’adsorption obtenues dans le cas du 2,4-D sont respectivement de type L avec Kf = 0,9 et n inférieur (sol A) et de type C, avec Kf = 0,8 et n voisin de 1 (sol B). Ces résultas montrent qu’en présence d’un pH (alcalin), la molécule entant qu’acide faible est dissociée. Cette forme est peu retenue par les colloïdes du sol ce qui favorise son transfert ainsi que sa dégradation. <p>La normalisation, du coefficient de distribution Kd, à la teneur en matière organique et à la teneur en carbone organique montre que pour des horizons de 0-30, 30 – 60 et 60 -120 cm, les valeurs de KOM et KOC dans le sol A, restent pratiquement identiques dans les 3 horizons. Par contre dans le sol B ces coefficients sont plus faibles dans l’horizon supérieur (0-30 cm).<p>Par contre les isothermes d’adsorption de la carfentrazone ont mis en évidence l’absence de celle-ci et par conséquent la conversion de molécule en ses métabolites. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Abstract<p>Since 1999, Very High spatial Resolution satellite data (Ikonos-2, QuickBird and OrbView-3) represent the surface of the Earth with more detail. However, information extraction by multispectral pixel-based classification proves to have become more complex owing to the internal variability increase in the land-cover units and to the weakness of spectral resolution. <p>Therefore, one possibility is to consider the internal spectral variability of land-cover classes as a valuable source of spatial information that can be used as an additional clue in characterizing and identifying land cover. Moreover, the spatial resolution gap that existed between satellite images and aerial photographs has strongly decreased, and the features used in visual interpretation transposed to digital analysis (texture, morphology and context) can be used as additional information on top of spectral features for the land cover classification.<p>The difficulty of this approach is often to transpose the visual features to digital analysis.<p>To overcome this problem region-based classification could be used. Segmentation, before classification, produces regions that are more homogeneous in themselves than with nearby regions and represent discrete objects or areas in the image. Each region becomes then a unit analysis, which makes it possible to avoid much of the structural clutter and allows to measure and use a number of features on top of spectral features. These features can be the surface, the perimeter, the compactness, the degree and kind of texture. Segmentation is one of the only methods which ensures to measure the morphological features (surface, perimeter.) and the textural features on non-arbitrary neighbourhood. In the pixel-based methods, texture is calculated with mobile windows that smooth the boundaries between discrete land cover regions and create between-class texture. This between-class texture could cause an edge-effect in the classification.<p><p>In this context, our research focuses on the potential of land cover region-based classification of VHR satellite data through the study of the object extraction capacity of segmentation processes, and through the study of the relevance of region features for classifying the land-cover classes in different kinds of Belgian landscapes; always keeping in mind the parallel with the visual interpretation which remains the reference.<p><p>Firstly, the results of the assessment of four segmentation algorithms belonging to the two main segmentation categories (contour- and region-based segmentation methods) show that the contour detection methods are sensitive to local variability, which is precisely the problem that we want to overcome. Then, a pre-processing like a filter may be used, at the risk of losing a part of the information. The “region-growing” segmentation that uses the local variability in the segmentation process appears to be the best compromise for the segmentation of different kinds of landscape.<p>Secondly, the features calculated thanks to segmentation seem to be relevant to identify some land-cover classes in urban/sub-urban and rural areas. These relevant features are of the same type as the features selected visually, which shows that the region-based classification gets close to the visual interpretation. <p>The research shows the real usefulness of region-based classification in order to classify the land cover with VHR satellite data. Even in some cases where the features calculated thanks to the segmentation prove to be useless, the region-based classification has other advantages. Working with regions instead of pixels allows to avoid the salt-and-pepper effect and makes the GIS integration easier.<p>The research also highlights some problems that are independent from the region-based classification and are recursive in VHR satellite data, like shadows and the spatial resolution weakness for identifying some land-cover classes.<p><p>Résumé<p>Depuis 1999, les données satellitaires à très haute résolution spatiale (IKONOS-2, QuickBird and OrbView-3) représentent la surface de la terre avec plus de détail. Cependant, l’extraction d’information par une classification multispectrale par pixel devient plus complexe en raison de l’augmentation de la variabilité spectrale dans les unités d’occupation du sol et du manque de résolution spectrale de ces données. Cependant, une possibilité est de considérer cette variabilité spectrale comme une information spatiale utile pouvant être utilisée comme une information complémentaire dans la caractérisation de l’occupation du sol. De plus, de part la diminution de la différence de résolution spatiale qui existait entre les photographies aériennes et les images satellitaires, les caractéristiques (attributs) utilisées en interprétation visuelle transposées à l’analyse digitale (texture, morphologie and contexte) peuvent être utilisées comme information complémentaire en plus de l’information spectrale pour la classification de l’occupation du sol.<p><p>La difficulté de cette approche est la transposition des caractéristiques visuelles à l’analyse digitale. Pour résoudre ce problème la classification par région pourrait être utilisée. La segmentation, avant la classification, produit des régions qui sont plus homogène en elles-mêmes qu’avec les régions voisines et qui représentent des objets ou des aires dans l’image. Chaque région devient alors une unité d’analyse qui permet l’élimination de l’effet « poivre et sel » et permet de mesurer et d’utiliser de nombreuses caractéristiques en plus des caractéristiques spectrales. Ces caractéristiques peuvent être la surface, le périmètre, la compacité, la texture. La segmentation est une des seules méthodes qui permet le calcul des caractéristiques morphologiques (surface, périmètre, …) et des caractéristiques texturales sur un voisinage non-arbitraire. Avec les méthodes de classification par pixel, la texture est calculée avec des fenêtres mobiles qui lissent les limites entre les régions d’occupation du sol et créent une texture interclasse. Cette texture interclasse peut alors causer un effet de bord dans le résultat de la classification.<p><p>Dans ce contexte, la recherche s’est focalisée sur l’étude du potentiel de la classification par région de l’occupation du sol avec des images satellitaires à très haute résolution spatiale. Ce potentiel a été étudié par l’intermédiaire de l’étude des capacités d’extraction d’objet de la segmentation et par l’intermédiaire de l’étude de la pertinence des caractéristiques des régions pour la classification de l’occupation du sol dans différents paysages belges tant urbains que ruraux. / Doctorat en sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished