Cette thèse est composée de quatre chapitres sur l’économie du transport et de la distribution d’électricité. Le premier chapitre est une introduction générale sur le secteur de l’électricité et sur la distribution d’électricité en France et en Europe. Le chapitre 2 propose une analyse économique de la tarification d’accès à un réseau de distribution lorsque l’opérateur du réseau tient compte de la dispersion spatiale des utilisateurs potentiels. Nous différencions notamment les coûts affectés par la dispersion géographique de ceux communs à l’ensemble des utilisateurs connectés. Ce chapitre met en avant l’effet des contraintes de service public sur l’investissement permettant d’améliorer la qualité du réseau, la taille de celui-ci et le tarif de connexion. Le troisième chapitre soulève le problème de la gestion des pertes en ligne et analyse comment les différents modes de gestion peuvent inciter les distributeurs à améliorer l’efficacité du réseau. Dans un premier temps, nous considérons un modèle 1-ligne/2-nœuds afin de montrer l’importance des pertes en ligne sur l’ordre de mérite. Nous comparons ensuite les deux modes de gestion des pertes présents en Europe et leur impact sur le niveau d’investissement permettant de réduire les pertes en réseau. Le dernier chapitre analyse l’impact des tarifs de soutien aux énergies renouvelables dans un contexte d’économie ouverte et étudie l’incidence des contraintes de transmission sur les échanges d’énergie. Nous considérons deux sources d’énergie renouvelable et non-renouvelable, présentes dans chacun des deux pays. Nous supposons que la production d’électricité grâce aux énergies renouvelables crée une externalité locale positive. Nous étudions le degré optimal de coopération dans les politiques de promotion des énergies renouvelables lorsque l’interconnexion entre les deux pays est limitée. / This dissertation is focused on the economics of electricity transport and consists in four independent chapters. Chapter 1 proposes a general introduction to the electricity sector and to the distribution activity in France and in Europe. Chapter 2 provides an economic view on how the connection to a distribution network should be priced when the operator considers the spatial distribution of consumers. It highlights the impact of public service constraints on the investment in service quality, the size of the network and the connection fee. The main ingredient is the geographical dispersion of potential consumers in the distribution area and the costs linked to this dispersion as opposed to those common to all connected customers. Chapter 3 addresses the problem of the management of electric thermal losses. We analyze how a specific design incentivizes the network operators to increase network efficiency. We consider a two-node/one-line model to show the importance of thermal losses in the merit order. We then compare two types of management implemented in Europe and assess their impact on the optimal level of consumption and investment. Chapter 4 analyzes the impact of feed-in tariffs in an open economy model and studies the consequences of transmission constraints. We consider two different types of energy sources, renewable and non-renewable, used in each of two countries. We assume that producing electricity thanks to renewable energies creates a positive local externality and question the relevance of a coordinated policy for the promotion of renewable energy in a world of limited connections.

Dans cette thèse, nous traitons la question de la fiabilité du système électrique et notamment le problème d’adéquation des capacités de production d’électricité avec une demande future, qui évolue d’une façon hautement imprévisible. Cette question suscite actuellement des débats économiques et politiques au sein de la commission européenne de l’énergie. Elle s'inscrit dans le contexte de déréglementation et de réformes de libéralisation opérées aux seins de pays occidentaux. Les défaillances qui se sont accompagnées avec cette déréglementation et qui ont provoqué diverses crises ont pour origine l’aversion aux risques des investisseurs, l’incertitude sur la demande future et les prix du carburants et le pouvoir de marché exercé pour les producteurs existants particulièrement en période de tension. Ceci a provoqué d’une part, des prix d’électricité hautement aléatoires et élevés et d’autre part, un manque d’incitations aux nouveaux investissements. Pour y faire face, plusieurs mécanismes additionnels assurant une incitation adéquate aux investissements et une maîtrise des prix d’électricité ont été proposés. Dans ce travail, on compare l’efficacité relative des mécanismes marchands d’incitation aux investissements. L’adéquation des capacités de production dans le long terme constitue le principal critère d’évaluation de ces mécanismes. Par ailleurs l’efficacité en termes de coût et de réduction des manipulations des prix dans les marchés forment deux éléments importants à prendre en considération lors de leur évaluation. Dans la littérature, ces mécanismes ont été traités d’un point de vue purement qualitatif, ce qui limite les enseignements qu’on peut tirer sur l’efficacité de chacun. L'apport de ce travail est de proposer une analyse conduite dans le cadre d'un modèle dynamique numérique. La dimension concurrentielle est prise en compte en mobilisant la théorie des jeux. La résolution du modèle fait appel à la méthode de la programmation dynamique et aux méthodes de problème de complémentarité et de l’inégalité variationnelle. En complément à l'analyse théorique, une étude expérimentale est conduite afin d'intégrer une plus grande diversité de stratégie. Nous concluons de ces recherches que la mise en place d’un mécanisme marchand d’incitation aux investissements est prometteuse. Il permet d’assurer l‘adéquation future du système électrique à faible coût et de lutter efficacement contre le problème de pouvoir de marché. / In this thesis, we deal with the question of reliability of electricity system and particularly the problem of generation capacity adequacy in electricity markets, characterized by uncertain and volatile demand. This question is currently the object of many politics and economics debates in the European Commission of energy. It occurs within the context of deregulations and reforms of liberalization operated in western countries. This deregulation was caused many shortages and crisis in many electricity markets in the world. Failures are caused by several factors such as, the presence of uncertainties on future demand and fuel prices, the risk-averse behavior of investors and the market power exercised by existing generators. They had lead to high spot market prices and a fundamental imbalance between the steadily growing demand for power and the limited increases, due to the lack of investments, in generation capacities. Many mechanisms, additional to the energy market, that ensure an adequate incentive for investments and a stable and socially acceptable electricity prices have been proposed. In this work, we compare different investment incentive mechanisms, in terms of long-term capacity adequacy in an uncertain environment, cost effectiveness and the ability of reducing market power. In the literature, the problem of long-term system reliability has been largely studied in qualitative terms. A few works attempt to model the quantitative effects of those market designs. The contribution of this work is to propose a quantitative analysis based on dynamics models. Competition is considered by using the principles of game theory. Stochastic dynamic programming is used to deal with the stochastic environment of the market and mixed complementarity problem and variational inequality formulations are employed to find Nash equilibrium. In addition to the analytic analysis, an experimental study is carried out in order to include a larger diversity of strategy. The main finding of this thesis is that market-based mechanisms would be the most cost-efficient mechanisms for assuring long-term system adequacy, encouraging earlier and adequate new investments in the system and for reducing market power.

La thèse s'intéresse aux problèmes d'investissement en moyens de production électriques qui sont apparues ces dernières années dans les pays ayant déréglementé cette industrie. Dans la première partie, les différentes crises ayant affecté les marchés de gros sont recensées et analysées, afin de montrer qu'il existe un problème récurrent de sous-investissement en moyens de pointe. Les prix sur les marchés de gros sont tels que les coûts fixes de nouveaux moyens de pointe ne sont pas couverts, phénomène qui a trouvé l'appelation de « revenus manquants » dans la récente littérature théorique. Dans la deuxième partie, un modèle décrivant l'investissement d'un duopole en situation de demande aléatoire est comparé à un modèle de construction similaire décrivant l'investissement d'un monopole public. La comparaison permet de montrer qu'une hausse des prix de l'électricité sur les marchés de gros ne peut palier au problème des « revenus manquants ». Le résultat est étendu au cas d'un n-oligopole. La troisième partie s'intéresse donc aux différents moyens de mettre en place une rémunération complémentaire de la capacité des moyens de pointe. Différents designs de marchés de capacités sont analysés à la lumière des conclusions de la deuxième partie. Enfin, la nécessité de maintenir des capacités comme « réserves opérationnelles » est étudiée. La conclusion, à la lumière d'un article important de Joskow et Tirole, est que celles-ci doivent être considérées comme un bien public. Cet aspect semble empêcher la mise en place d'un marché de capacité, et, ce faisant pose un problème important à la déréglementation du secteur électrique.

Power systems must face new challenges in the current environment. The energy market liberalization and the increase in the loading level make the occurrence of instability phenomena leading to large blackouts more likely. Existing tools must be improved and new tools must be developed to avoid them.<p><p>The aim of this thesis is the improvement of the voltage stability assessment efficiency. Two orientations are studied: the monitoring methods and the load modeling.<p><p>The purpose of the monitoring methods is to evaluate the voltage stability using only measurements and without running simulations. <p><p>The first approach considered is local. The parameters of the Thevenin equivalent seen from a load bus are assessed thanks to a stream of local voltage and current measurements. Several issues are investigated using measurements coming from complete time-domain simulations. The applicability of this approach is questioned.<p><p>The second approach is global and uses measurements acquired by a Wide-Area Measurement System (WAMS). An original approach with a certain prediction capability is proposed, along with intuitive visualizations that allow to understand the deterioration process leading to the collapse.<p><p>The load modeling quality is certainly the weak point of the voltage security assessment tools which run simulations to predict the stability of the power system depending on different evolutions. Appropriate load models with accurate parameters lead to a direct improvement of the prediction precision.<p><p>An innovative procedure starting from data of long measurement campaigns is proposed to automatically evaluate the parameters of static and dynamic load models. Real measurements taken in the Belgian power system are used to validate this approach.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Power systems have been historically designed at a time when the production was<p>centralized and the electricity had to be transmitted to the loads from the closest power<p>plant. Nowadays, there is an increasing integration of decentralized and intermittent pro-<p>duction. Moreover, the energy market coupling has enabled the transfer of electric power<p>for economical purposes. Also, former isolated power systems are now interconnected for<p>reliability and financial reasons.<p>All of these changes make difficult to predict the future behavior of the grid. Studies<p>are done in order to plan for the future needs of the system. However, building new in-<p>frastructures takes time and it is expected that these needs will not be completely fulfilled<p>in all the parts of the grid. Therefore, transmission of active power could be limited by<p>the existing infrastructure. For example, the presence of inter-area oscillations is often<p>the limiting factor when a high active power is transmitted on a long transmission line<p>between two groups of generators. Since higher levels of active power are exchanged on<p>longer distances, problems of inter-area oscillations may arise in power systems previously<p>not affected by this phenomenon.<p>In this work, a measurement-based approach, able to predict in the short-term the<p>future behavior of oscillations, is presented. This approach is complementary to the<p>long-term planning of the grid.<p>The mandatory first step towards a measurement-based approach is to have the ability<p>to extract useful information among a huge quantity of data. To face this issue, some<p>comparisons of data mining algorithms are performed. The proposed method combines<p>two decision tree algorithms to obtain both prediction accuracy and comprehensibility.<p>The second required step for building a measurement-based model is to take into<p>account the limitations of the measurements. Two types of wide area measurements are<p>used, synchronized measurements from PMUs and traditional unsynchronized data from<p>the SCADA/EMS system. Oscillation monitoring using PMUs is especially of interest<p>and an approach is presented to post-process damping estimates. This post-processing<p>method consists in a noise reduction technique followed by a damping change detection<p>algorithm.<p>Finally, the method, combining these two steps, is implemented to analyze the Con-<p>tinental European grid. This implementation takes place in the context of the European<p>project Twenties. The results, using several months of measurements, are described in<p>detail before being discussed. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La présente thèse de doctorat consiste en une enquête sur la construction du paysage nocturne par la publicité lumineuse, spécifique aux métropoles occidentales depuis la fin du XIXe siècle. Elle s’est appuyée en particulier sur trois études de cas, New York, Londres et Paris, et a cherché à éclairer les circulations d’idées, de techniques et de design qui ont animé ces espaces. Elle interroge notamment la pertinence de la notion de « modèle américain » et souligne les échanges et les apports réciproques entre l’Europe et les États-Unis. Le propos est organisé en trois grandes parties, subdivisées en trois chapitres chacune et il s’y ajoute une série d’annexes. Le livre premier, intitulé « de l’incandescence en publicité : le temps des pionniers » porte sur le premier grand dispositif technique de la publicité lumineuse, celui de la lampe à incandescence, qui s’imposa de la fin du XIXe siècle à la fin des années 1920. Le second livre a pour titre « l’ère du néon : au cœur de la culture populaire ». Il se concentre sur la mise au point et la diffusion des tubes luminescents. Il montre comment la culture populaire s’appropria le néon, à la fois par la fréquentation des hauts-lieux de la publicité lumineuse et par son intégration dans l’art. Enfin, le troisième livre invite à « repenser la publicité, des années 1970 à nos jours », et met en évidence les changements à l’œuvre avec la montée des préoccupations écologiques et énergétiques et le renouvellement des acteurs de publicité lumineuse. Trois évolutions majeures marquent cette période : l’accélération du phénomène de mondialisation ; l’essor de la politique institutionnelle du logo ; la multiplication des écrans vidéo. / The subject of this doctoral thesis is a study of the construction of the nocturnal landscape using illuminating advertising, specific to large Western cities since the end of the XIXth century. It is supported in particular by three case studies: New York, London and Paris and will examine the circulation of ideas, techniques and design used in these locations. The relevance of the concept of the “American model” will be examined, with particular reference to the exchanges and mutual contributions between Europe and the United States. This thesis will be divided into three main sections, each sub-divided into three chapters and supplemented with appendices. The first section, titled “Incandescence in advertising: the pioneers” will examine the first significant technical device used in illuminating advertising, i.e. the incandescent lightbulb, used principally from the end of the XIXth century to the end of the 1920s. The second section, titled “The neon era – at the heart of popular culture” will concentrate on the development and deployment of fluorescent tubes. It will be demonstrated how popular culture appropriated neon lighting, both in its use in the high spots of lighted advertisements and by its inclusion in arts. Finally, the third section titled “Re-thinking advertising from the 1970s to today” will concentrate on changes brought about by the rise of sensitivity to ecological and energy concerns as well as changes in the people involved in the use of lighted advertising. Three major developments mark this period: acceleration of the global phenomenon, the rise of institutional policies involving logos and lastly, the multiplication of video screens.

Dans une problématique énergétique marquée par des contraintes environnementales et de disponibilité des ressources primaires croissantes, le potentiel d'ajustement offert par les technologies fait partie des leviers les plus prometteurs sur le long terme. Les modèles de prospective énergétique constituent alors des supports précieux à l'analyse chiffrée de scénarios énergétiques alternatifs. Pour l'évaluation des choix technologiques futurs, la modélisation de type MARKAL s'avère particulièrement adaptée. Elle détermine une structure technologique optimale sous diverses contraintes, à partir d'une représentation explicite d'un ensemble d'options techniques actuelles et futures pour l'offre et la demande d'énergie. Dans cette thèse nous réalisons une série de modèles de prospective énergétique pour le système énergétique français et nous proposons une nouvelle approche pour améliorer la représentation classique des systèmes électriques dans MARKAL. Les améliorations proposées portent sur le besoin de flexibilité pour le suivi de la courbe de charge, et sur l'impact de la production éolienne sur les choix de moyens de production. Le travail de modélisation effectué comporte un modèle électrique flexible, un modèle électrique ouest européen multirégional, un modèle global du système énergétique français.

À partir des années 1750, l’électricité médicale connait en France et en Europe une vogue tant parmi le monde savant que dans un plus large public. À l’heure de la curiosité et des spectacles de science, la première application du fluide à la mode est thérapeutique et vise à soigner la paralysie. En France, ce n’est pas avant les années 1770 que des médecins s’intéressent à la nouvelle méthode de guérir. Le rôle joué par la nouvelle Société royale de médecine et Pierre Mauduyt de la Varenne est déterminant dans la transformation de l’électricité en un objet médical à proprement parler. Ce processus s’est accompagné de l’exclusion progressive des amateurs et des philosophes naturels du champ de la pratique légitime. Les enjeux de l’incorporation du nouveau médicament à la médecine ne sont pas seulement institutionnels et professionnels. Ils mettent en jeu les représentations culturelles autour desquelles s’articulent les savoirs scientifiques et médicaux, mais aussi les pratiques des malades qui l’utilisent comme un moyen dans le parcours qu’ils construisent en vue de guérir. L’électricité médicale est marquée par un net déclassement social à partir du milieu des années 1780. Elle doit alors permettre de régénérer la Nation et de la remettre au travail. En concentrant notre attention sur un remède particulier, nous soulignons l’articulation entre des domaines trop souvent cloisonnés : histoire des idées médicales, histoire sociale des acteurs, histoire culturelle des représentations et des pratiques, en intégrant pleinement l’histoire de la médecine à l’histoire des Lumières. / From the 1750s, Electricity was the object of widespread scientific and popular curiosity across Europe. Its first use was therapeutic and electric sparks have immediately been applied to paralytics. In France, medically-trained physicians did not become interested on the new treatment until the 1770s. The role of the newborn Société royale de médecine and of Pierre Mauduyt de la Varenne was pre-eminent in fashioning electricity as a properly medical tool, thus excluding natural philosophers and amateurs from its legitimate practice. Not only does this process have institutional and professional dimensions but it also deals with cultural representations in the scientific and medical fields of knowledge and with the behaviour and practices of both the patients and practitioners. We underline the authority of the patients in ther organisation of their own treatment and their being active in the medicalisation process. During the 1780s, there is a sharp social shift in the use of medical electricity, which is thereafter targeted towards the urban poor, in order to regenerate the Nation and put them back to work. Focusing on a single therapeutical means allows us to cross traditional boundaries between the history of medical ideas, social history of the patients and practitioners and cultural history of representations thus integrating the history of medicine to the wider field of Enlightenment history.

A la fin du 19ème siècle, le réseau électrique prend forme et l’électricité comme source d’énergie commence à être utilisée, pour l’éclairage et les communications principalement, et dans une moindre mesure comme force motrice. Dans cette thèse, nous analysons les conditions sociologiques de calculs de rendement des premiers moteurs électriques, les méthodes théoriques et expérimentales utilisées par les premiers ingénieurs électriciens pour démontrer que les moteurs électriques pouvaient remplacer efficacement d’autres types de moteurs, vivants ou pas, alors disponibles dans l’industrie. Les machines électriques étaient également comparées entre elles, et celles qui permettaient d’obtenir un système de transport et de distribution avec le rendement le plus élevé étaient en théorie retenue par l’industrie. Dans la pratique, d’autres critères entraient en jeu, les électriciens défendant un certain type de machines ou de systèmes de transport devant aussi convaincre la communauté scientifique et l’industrie intéressées par leur découverte. S’appuyant sur l’analyse de ce contexte faite à partir de textes de revues techniques et de documents d’archives ainsi que de travaux de sociologie et d’histoire, cette thèse vise à mieux comprendre l’essor de ce type particulier de machines, symboles de la quête d’une certaine efficacité. / At the end of the 19th century, the electrical grid is taking shape and electricity as a source of energy starts to be used, mainly for lighting and communications, and to a lesser extent as a motor force. In this thesis, we analyze the sociological conditions of calculations of the efficiency of the first electric motors, the theoretical and experimental methods used by the first electrical engineers to demonstrate that electric motors could effectively replace other types of engines, alive or not, available in the industry. Electrical machines were also compared with each other, and the industry was theoretically used to produce the most efficient transmission and distribution system. In practice, other criteria came into play, as electricians defending a certain type of machinery or transport systems also had to convince the scientific community and industry interested in their discovery. Based on an analysis of this context made from texts from technical journals and archival documents, as well as from works of sociology and history, this thesis aims to better understand the development of this particular type of machines, symbols of the quest for a certain efficiency.

Ces dernières décennies, les populations, civiles en général et professionnelles en particulier, ont été soumises à une exposition croissante aux champs électriques (EF) et magnétiques (MF) d'extrêmement basses fréquences (ELF). Différentes réponses biologiques ont été observées sur différents types de cellules et de tissus exposés à des courants et des champs ELF. Ces études permettent une meilleure connaissance de notre environnement électromagnétique mais les mécanismes biologiques précis et les implications des fréquences ELF sur la santé restent peu connus. Il est nécessaire de développer des protocoles de recherche pour répondre à ces questions. La revue exhaustive de la littérature met clairement en avant :- le manque de connaissance des mécanismes cellulaires activés après stimulation ELF;- l'importance de leur étude pour toutes recherches liées à l'utilisation de la stimulation ELF;- l'efficacité des techniques omiques qui permettent l'identification de ces mécanismes cellulaires;- l'importance du choix des modèles expérimentaux utilisés afin de faciliter l'extrapolation des résultats chez l'homme.Pour répondre à ces observations, nous avons recherché les gènes et les mécanismes cellulaires impliqués lors de la stimulation ELF sur un modèle de culture d'explants de kératinocytes humains mis en culture sur support dermique dévitalisé et stimulé par un courant électrique pulsé. Nous pensons que la recherche sur un modèle humain in vitro permet d'obtenir des résultats plus intéressants pouvant être extrapolés plus facilement aux études épidémiologiques ou cliniques.Les résultats préliminaires obtenus sur ce modèle de culture par Hinsenkamp et al. aboutissent à la même conclusion que leurs études des effets des champs sur le tissu osseux. Ils ont observés à partir de différents modèles, une maturation plus rapide de la matrice cartilagineuse associée à une accélération de l'ossification des tissus embryonnaires. Les analyses microarrays ont été réalisées sur 288 explants d'épiderme provenant de 3 cultures cellulaires indépendantes utilisant l'épiderme de 3 sujets différents. La première analyse des résultats montre que, pour un certain nombre de sondes, la valeur du taux d'expression est différente lorsque l'on compare deux à deux les conditions d'échantillonnage. Cette observation est valable pour l'évolution naturelle au cours du temps des cultures témoins (J4T/J1T :296 sondes; J7T/J1T :702 sondes; J12T/J1T :1006 sondes) ou des cultures stimulées (J4S/J1T :941 sondes; J7S/J1T :625 sondes; J12S/J1T :946 sondes) ainsi que pour la comparaison d'un temps stimulé à son temps témoin (J4S/J4T :304 sondes; J7S/J7T :220 sondes; J12S/J12T :496 sondes).L'analyse de l'évolution des résultats au cours du temps (comparaison de Jx à J1) pour le groupe témoin et stimulé montre que, si la stimulation augmente ou diminue la régulation de certains gènes par rapport à J1 (témoin), la variation n'est généralement pas suffisante pour statistiquement inverser le sens de la régulation naturellement observée dans le temps. Seuls 3 gènes (EPS8, ADAMTS1, NOS1) ne suivent pas cette règle.De plus, la comparaison des listes de gènes aux 3 temps d'échantillonnage J4, J7 et J12, montre que 3 gènes sont systématiquement exprimés dans les trois groupes stimulés comparés à leur témoin respectif :TXNRD1, ATF3 et MME. Ils sont connus pour jouer un rôle dans la prolifération, la différenciation et la mitose. L'analyse du rôle joué par DKK1 et MACF1 au temps J4 montre que la sur-expression de DKK1 et la sous-expression de MACF1 ont pour effet l'inhibition du "pathway Wnt" ce qui provoque une diminution de la prolifération et une augmentation de la différenciation terminale. Parmi les variations intéressantes, BMP-2 est sur-exprimée au temps J12. Cette protéine est connue pour jouer un rôle important dans l'ostéogenèse, l'angiogenèse et la maturation cellulaire.Une analyse par triangulation montre que la stimulation par un courant ELF pulsé accélère la sur- ou la sous-expression de certains gènes qui, dans des circonstances normales (groupe témoin non stimulé), auraient suivi la même tendance (sur- ou sous-régulation) mais de manière plus lente. Parmi ces gènes, CHEK1, DKK1, NDRG4, SPRR3 sont connus pour jouer un rôle dans la prolifération et la différenciation; UBE2D3 est actif dans la voie de signalisation de la BMP-2; les autres gènes sont actifs dans la mitose, le développement cellulaire et la réplication de l'ADN.Nous avons ensuite utilisé des outils informatiques qui permettent une analyse sans apriori des résultats :L'analyse du graphe orienté acyclique généré par WebGestalt sur base des données de GO a mis en évidence les processus biologiques impliquant les gènes présents dans nos résultats et dont la régulation a été modifiée. Ces gènes ont des fonctions dans les mécanismes du cycle cellulaire, de la mitose, de la prolifération ou de la différenciation. Ces résultats sont cohérents avec les résultats macroscopiques précédents et les premières observations présentées ci-dessus.Pour mettre en évidence les voies de signalisation actives dans les processus biologiques, nous avons utilisé KEGG qui indique que les voies "cycle cellulaire" et "voie de signalisation de p53" utilisent un nombre statistiquement significatif de gènes présents dans nos résultats. Le cycle cellulaire et la mitose sont impliqués dans la prolifération cellulaire. La différenciation a également besoin de cette étape proliférative puisque ce sont les cellules filles qui deviendront des cellules matures. La "voie de signalisation p53" est également active dans le cycle cellulaire, la différenciation, l'apoptose et le maintien de l'intégrité cellulaire. L'analyse des voies connexes à "p53" et à "cycle cellulaire", utilisant des gènes présents dans nos résultats, a mis en avant plusieurs cascades dont certaines utilisent des gènes actuellement connus pour n'avoir de rôle que dans une seule cascade. Ces gènes sont des candidats potentiels à la fonction de marqueur de la stimulation ELF. On y retrouve entre autre FoxO :régulé par JNK (membre des MAPK), actif avec TGF-β1 dans la migration cellulaire et la diminution de l'apoptose; Jak/STAT qui active la voie "cytokine-cytokine receptor interaction" utile lors de la prolifération, différenciation, migration, apoptose et survie cellulaire; Wnt qui régule la prolifération, la différenciation ainsi que la mobilité cellulaire. D'autres voies d'intérêt mais n'utilisant pas de gène ayant une fonction unique ont été listées :PI3K/Akt, en partie régulée par la phosphorylation de FoxO, a une fonction dans la prolifération cellulaire.Les différentes analyses réalisées avec Pathway studio confirment qu'une grande majorité des gènes présents dans nos résultats sont actifs dans les processus de prolifération, différenciation, croissance cellulaire, cycle cellulaire, mitose, apoptose, migration et survie cellulaire. Plusieurs gènes et mécanismes discutés précédemment (ADAMTS1, ATF3, BMP-2, DKK1, DUSP4, MACF1, MME, PDGFRA, SFRP1, TXNRD1, WNT) ont été isolés par le programme. La recherche des mécanismes utilisant les gènes isolés lors de l'analyse par triangulation les relie à la prolifération, la différenciation, l'adhésion cellulaire, la réplication de l'ADN et la mort cellulaire.Pathway Studio nous a permis de localiser dans la cellule les protéines qui devraient finalement être traduites suite à la modification de l'expression de leurs gènes. Cette analyse permet d'étudier les interactions entre l'extérieur et l'intérieur de la cellule ainsi que rechercher les protéines stimulant un grand nombre d'autres protéines ou recevant un grand nombre de stimuli. La protéine extracellulaire Endothelin 1 (ET-1), codée par le gène EDN1, agit sur 9 protéines membranaires différentes :EGFR par l'intermédiaire de la signalisation des MAPK; PDGFRA; GLUT-3 (exprimé à partir du gène SLC2A3); COX-2 (exprimée à partir du gène PTGS2); EP4 (exprimée à partir du gène PTGER4); PLAUR et les gènes IER3, CD44 et IL6ST qui seront traduits en protéines membranaires. Neuregulin 1, codée par le gène NRG1, est la seconde protéine extracellulaire la plus active vers les protéines membranaires différentes. L'analyse des résultats met en évidence 840 interactions entre une protéine extracellulaire et une protéine nucléaire en incluant une protéine membranaire et une protéine cytoplasmique. Les protéines membranaires recevant des informations du plus grand nombre de protéines extracellulaires sont EGFR et FAS. C'est également EGFR, une des voies de signalisation les plus importantes de la régulation de la croissance, la survie, la prolifération et la différenciation cellulaire, qui transmet le plus d'informations aux protéines cytoplasmiques. FAS est capable de réguler l'apoptose et la prolifération en fonction du taux de fixation de son ligand.A l'aide d'un screening par la technique des microarrays de l'expression des gènes réalisé sur des échantillons témoins et stimulés, nous avons :- vérifié la cohérence des résultats avec les études historiques;- mis en évidence les processus biologiques responsables de la réponse cellulaire observée;- isolé une liste de gènes "marqueurs potentiels" impliqués spécifiquement dans ces mécanismes:- vérifié l'hypothèse que la stimulation ELF accélère dans le temps l'apparition de phénomènes qui seraient apparus naturellement mais avec une latence plus longue.Les observations faites dans le cadre de cette étude ont mis en évidence un nombre important d'informations. Plusieurs d'entre elles nécessitent des recherches complémentaires afin de préciser et de confirmer les résultats. Il serait intéressant :- de comparer et de grouper les résultats de la littérature montrant des effets similaires même si la stimulation ou le modèle de culture sont différents;- de développer les techniques de microdosimétrie afin de connaître avec précision la stimulation reçue par la cellule;- de développer l'étude des signaux afin de découvrir la composante active qui déclenche la réaction de la cellule;- de mettre en place un protocole étudiant la voie métabolique Wnt sur des cellules sanguines en incluant un dosage de la β-caténine pour étudier l'effet de la stimulation sur la leucémie infantile. Il faudra vérifier que les gènes exprimés dans nos résultats soient finalement traduits en protéines actives afin de confirmer leur rôle comme marqueurs de la stimulation ELF. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished