La spectroscopie RMN a été utilisée de longue date dans l’étude des élastomères, en particulier les expériences 2D pour l’élucidation structurale. Cependant, celles-ci souffrent de longues durées d’acquisition. Parmi les nombreuses approches envisagées pour pallier cela, la RMN 2D ultrarapide (UF) offre une accélération drastique. L’objectif de cette thèse est de repousser les limites de cette technique, et d’évaluer son applicabilité à l’étude d’élastomères. L’optimisation des paramètres expérimentaux, via des calculs théoriques et simulations, nous a permis d’augmenter significativement la sensibilité des expériences UF à double quanta (UF-DQS), diminuant ainsi leur limite de détection. De plus, nous avons montré que les performances analytiques de l’UF-DQS en font un outil pertinent pour l’analyse d’échantillons complexes. Grâce à l’introduction et l’optimisation d’un découplage adiabatique, nous avons rendu possible l’acquisition d’un spectre UF-HSQC complet en quelques minutes. Malgré leur sensibilité limitée, de telles expériences peuvent être une alternative à la HSQC conventionnelle pour l’élucidation structurale. Nous avons implémenté pour la première fois la version ultrarapide d’expériences de RMN du solide. Leur rapidité pourrait particulièrement bénéficier aux études structurales par RMN du solide nécessitant l’acquisition de nombreux spectres 2D, ainsi qu’à l’étude d’échantillons avec de longs temps de relaxation longitudinale. L’accessibilité de l’UF aux non-spécialistes a été facilitée par l’automatisation des étapes de paramétrage et de calibrage. Enfin, une étude préliminaire d’applicabilité des méthodes UF à l’étude d’élastomères est présentée. / NMR spectroscopy has been used for decades to study elastomeric samples, in particular 2D experiments for their structural elucidation. However, the latter suffer from long acquisition times. Among the numerous approaches investigated to alleviate it, ultrafast (UF) 2D NMR offers a drastic acceleration. The driving force of this PhD project is to push the boundaries of the UF methodology and evaluate its applicability to the study of elastomers. Thanks to a fine tuning of experimental parameters through theoretical studies and simulations, we significantly enhanced the sensitivity of UF double quantum experiments (UF-DQS), thus lowering their limit of detection. The evaluation of their analytical performance demonstrates their relevance as a tool for the analysis of complex mixtures. Through the optimization of adiabatic decoupling schemes, we could record full-range UF-HSQC spectra in a few minutes. Despite its limited sensitivity, optimized UF-HSQC can be used for structural elucidation, as an alternative to conventional HSQC. We also report the first implementation of solid-state NMR pulse sequences in an ultrafast fashion. Such experiments will prove useful for structural studies by solid-state NMR requiring arrays of 2D spectra as well as for applications to samples with long longitudinal relaxation times. Our efforts have also been geared towards the accessibility of the UF methodology to non-specialists. To this end, a new implementation protocol has been released, including automatic parametrization of the experiments and automatic calibration of the spectrum. Finally, we report a preliminary study on the applicability of UF methods to the study of elastomers.

La métabolomique a pour objet l’identification et la quantification de métabolites dans un échantillon biologique. Cette discipline s’inscrit dans une approche du vivant connue sous le terme de « biologie des systèmes ». La spectroscopie par résonance magnétique nucléaire haute résolution à l’angle magique (RMN HRMAS) est une méthode de choix pour l’obtention de ce type de profilage métabolique. L’épilepsie du lobe temporal (ELT) est une épilepsie focale fréquente associée le plus souvent à des pertes neuronales sélectives, une gliose réactionnelle et une plasticité cellulaire spécifique. Bien que restant débattue, une origine neurométabolique reste un axe de recherche majeur. A ce jour une caractérisation métabolomique des tissus épileptogènes par RMN HRMAS reste à effectuer. Notre travail a consisté dans un premier temps à caractériser, chez le rat, les effets des méthodes de prélèvement et de fixation sur le métabolome cérébral dans le cadre des acquisitions RMN HRMAS. Dans un second temps, nous avons travaillé sur le modèle animal lithium-pilocarpine d’ELT. Nous avons pu décrire le métabolome issu des données RMN 1H HRMAS de différentes structures cérébrales impliquéesdans l’épileptogénèse. Des analyses multivariées de type PLS-DA ont pu mettre en évidence des profils métaboliques pathologiques au sein du cortex entorhinal et de l’hippocampe. A l’aide de substrats marqués au carbone 13 ([1-13C]glucose et de [1,2-13C]acétate) nous avons étudié les voies métaboliques neuronales et gliales. Nos résultats suggèrent l’absence d’anomalies métaboliques au sein des astrocytes. Enfin dans un dernier temps, nous avons effectué des analyses RMN 1H HRMAS sur près de 200 échantillons cérébraux de patients atteints d’ELT. Une analyse multivariée a permis de distinguer les profils métaboliques des hippocampes sclérosés et non sclérosés. En revanche la construction de modèles sur la base d’hypothèses clinico métaboliques (durée de la maladie, fréquence de crises, antécédents de convulsions fébriles) n’a pas permis d’identifier de profils métaboliques spécifiques. L’ensemble de ces données suggère l’existence de profils métabolomiques distincts en fonction des caractéristiques neuropathologiques des patients atteints d’ELT. Notre travail confirme la nécessité d’une approche intégrée de type « biologie des systèmes » pour l’étude de l’ELT aussi bien chez l’homme que dans des modèles animaux. / Metabolomics relates to the identification and quantification of metabolites in biological samples. This discipline is part of an approach known under the term of "systems biology". High Resolution Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy at Magic Angle Spinning (HRMAS NMR) is a method for obtaining metabolic profiling in such sample. Temporal Lobe Epilepsy (TLE ) is a common focal epilepsy often associated with selective neuronal loss, reactive gliosis and specific cellular plasticity. A neurometabolic origin of this epilepsy is a major area of research. To date no characterization of human cerebral biopsy from TLE patients has been conducted using HRMAS NMR. In the present work we aimed first at characterizing, in rats, the effects of sampling methods and fixation on brain metabolome under HRMAS NMR acquisitions. In a second step, we studied the lithium-pilocarpine model of TLE. In this model, we could describe the metabolome from HRMAS 1H NMR data of different brain structures involved in epileptogenesis. Multivariate analysis could highlight pathological metabolic profiles in the entorhinal cortex and hippocampus. Using substrates labeled with carbon 13 ( [1 -13C ]-glucose and [1,2-13C ]-acetate) we studied neuronal and glial metabolic pathways. Our results suggest the absence of metabolic abnormalities in astrocytes metabolism as previously reported. Finally, we conducted HRMAS 1H NMR analysis in nearly 200 brain samples from TLEpatients. Multivariate analysis was able to distinguish metabolic profiles between sclerotic and non sclerotic hippocampi. However mutlivariate models based on clinico- metabolic assumptions (disease duration, frequency of seizures, history of febrile seizures ) did not identify specific metabolic profile. All these data suggest the existence of distinct metabolomic profile based on neuropathological features of patients with TLE. Our work confirm the need of an integrated approach such as " systems biology" for the study of TLE in humans as long as in animal models.