L'insuffisance aortique (IA) chronique est une pathologie valvulaire occasionnant une surcharge de volume (SV) pathologique dans le ventricule gauche (VG) au cours de la diastole. Cette surcharge est conséquente de la perte d'étanchéité de la valve aortique qui laisse régurgiter anormalement du sang de l'aorte vers le VG. En réponse à la SV auquel il est contraint, le VG enclenche différents mécanismes compensatoires en vue de conserver une fonction cardiaque normale et adaptée. Ces mécanismes s'avèrent toutefois néfastes à long terme puisqu'ils favorisent la progression vers l'insuffisance cardiaque (IC). La prise en charge clinique des patients ayant une IA chronique modérée à sévère est actuellement controversée. En effet, aucune recommandation de classe A (bienfaits reconnus) n'est disponible chez ces patients. En marge de la médication, les effets chroniques de l'exercice physique en endurance (EPE) sur le remodelage et la fonction ventriculaire gauche de patients IA n'ont jamais été étudiés. Les cardiologues doivent donc user de leur jugement clinique pour permettre ou proscrire l'EPE à leur patient IA. Les craintes associées à l'EPE sont d'une part d'imposer une charge de travail trop importante sur le coeur à l'effort. D'autre part, puisque l'EPE occasionne une SV physiologique en augmentant le volume plasmatique, la question qui se pose est la suivante : est-ce que le VG de patients IA est en mesure de gérer une double SV et tirer profits des bienfaits cardiovasculaires engendrés par l'exercice ou, au contraire, est-ce lui imposer une charge de travail trop importante qui accélérerait la progression de la pathologie vers 1TC ? L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les effets cardiovasculaires de l'EPE ainsi que de sa sécurité en condition d'IA. Mes travaux ont démontré, chez des rats IA chroniques et sévères, que l'EPE augmente leur survie à neuf mois par rapport à des rats IA sédentaires. Ce gain de survie est principalement associé à la préservation d'une meilleure fonction diastolique du VG. Elle s'accompagne également d'un métabolisme oxydatif cardiaque plus efficace et d'une meilleure balance entre les systèmes sympathique et parasympathique. Bref, ces résultats laissent croire que des patients IA soumis à un programme adapté d'EPE augmenteraient leur qualité ainsi que leur durée de vie.

Une corrélation inverse a été rapportée entre l’indice de masse corporelle (IMC) et la condition physique (CP). Une faible CP prédispose à un plus grand niveau de sédentarité, d’où l’importance de développer des initiatives visant à améliorer la CP d’individus obèses. L'objectif de l'étude était d’évaluer les effets d’un programme d’intervention multidisciplinaire de 16 semaines sur la capacité aérobique et les habiletés motrices d’adolescents obèses. Trente-trois adolescents obèses (19 garçons et 14 filles) âgés de 11 à 16 ans ont participé à trois séances d’entraînement en endurance par semaine lors du programme. À la fin de l'intervention, une diminution significative de l’IMC et de la circonférence de taille (CT) a été observée en plus de l'augmentation significative des habiletés motrices. Toutefois, un retour aux valeurs de références a été observé pour l’IMC et la CT suite à la période de suivi. Alors que certains acquis en ce qui concerne les habiletés motrices ont été conservés. Ces résultats indiquent qu'une intervention multidisciplinaire, incluant un programme d’exercice physique, peut avoir un effet à long terme sur les habiletés motrices. / An inverse correlation has been reported between body mass index (BMI) and fitness. Low fitness represents a greater level of sedentariness, hence the importance of developing initiatives to improve the fitness of obese individuals. The objective of the study was to evaluate the effects of a 16-week multidisciplinary intervention program on aerobic capacity and motor skills of obese adolescents. Thirty-three obese adolescents (19 boys and 14 girls) aged from 11-16 years old participated in three sessions of endurance training per week during the program. At the end of the intervention, a significant decrease in BMI and waist circumference (WC) was observed in addition to a significant increase in motor skills. However, a return to reference values was observed for BMI and WC following the monitoring period, although some achievements regarding motor skills were preserved. These results indicate that a multidisciplinary intervention including an exercise program can have long term effects on motor skills.

Plusieurs facteurs peuvent limiter la capacité, ou le désir, d’un individu d’effectuer un exercice physique. Entre autres, la perception de la difficulté de l’effort et une faible résistance à la fatigue peuvent limiter la performance tant chez des athlètes d'élite que des individus sédentaires. Les athlètes, les entraîneurs, les médecins et autres intervenants sont donc continuellement à la recherche d’interventions pouvant améliorer la capacité à l’effort et la résistance à la fatigue neuromusculaire. De nombreux travaux démontrent que l'augmentation de l'apport en substrat énergétique au niveau du muscle actif et des niveaux de la machinerie métabolique, soit des activités à la hausse d’enzymes clés impliquées dans le métabolisme énergétique, pourraient réduire les effets néfastes d'une activité physique inhabituelle, améliorant ainsi la tolérance à l'exercice et la performance globale. Cette performance est souvent évaluée au moyen de la puissance aérobie maximale (PAM), soit la quantité de travail produit au niveau du muscle squelettique dans les conditions de consommation maximale d’oxygène au niveau de l’organisme dans son ensemble. La résistance à la fatigue est, de son côté, souvent évaluée par la durée ou le travail total qui peut être fournit dans un effort d’intensité dans le temps. Outre l’entraînement, l’apport nutritionnel, incluant l’utilisation de compléments nutritionnels, peut également améliorer la résistance à la fatigue et la PAM globale en modifiant, entre autres, le potentiel métabolique des muscles squelettiques. Le complément alimentaire Blue Calorad® (BC) est un breuvage contenant du collagène de milieu marin hydrolysé, de l'extrait de myrtille et des polyphénols combinés dans une formule brevetée. Il a été rapporté que ce médicament réduit le stress induit par l'exercice, améliore l'endurance et la récupération grâce à des effets antifatigue. Ces allégations proviennent cependant des rapports anecdotiques des consommateurs. Par conséquent, une évaluation objective des effets et des mécanismes potentiels sous-jacents de ces effets s’impose. Il est plausible que le Blue Calorad® ait des effets sur la performance car, individuellement, les ingrédients du produit, dont les bleuets, le collagène et les polyphénols, amélioreraient la santé et la capacité d'exercice chez des modèles humains et animaux en bonne santé. Les adaptations physiologiques aiguës et chroniques induites par ces éléments modulent certains mécanismes qui se révèlent limitants pour la performance. L'étude présentée dans l’article de ce mémoire a examiné l’hypothèse selon laquelle le Blue Calorad® agit de la sorte. Nos résultats démontrent que la consommation ad libitum de Blue Calorad®, pendant une durée de 5 semaines chez des rattes non entraînées, permet d’augmenter leur performance sur tapis roulant en ralentissant l’apparition de la fatigue. Cette amélioration de la performance n’a pas été accompagnée iv de changements significatifs des paramètres physiologiques choisis, soient la composition corporelle, certaines variables plasmatiques, le glycogène musculaire et plusieurs éléments de la machinerie musculaire squelettique des métabolismes anaérobie et aérobie. Ces résultats appuient les rapports anecdotiques des consommateurs du produit et suggèrent que le Blue Calorad® pourrait produire un effet ergogénique chez l’humain, bien que les mécanismes de son action demeurent inconnus. / Maximal aerobic power (MAP), the ability of the muscles to use oxygen received from the heart and the lungs to produce energy, is an important determinant of performance among both athletes at the elite level and sedentary individuals seeking to partake structured physical activity. Athletes, coaches, physicians and others use varied interventions to enhance performance, with the goal of delaying the onset of fatigue. Many authors have suggested that increasing energy supply and upregulating activities of key enzymes involved in the skeletal muscle metabolism could mitigate the deleterious impact of unaccustomed physical activity thereby improving exercise and overall performance. Aside from physical training, a well-structured and balanced nutrition plan may also enhance exercise tolerance and overall MAP by altering anaerobic and aerobic skeletal muscle metabolic potential. Blue Calorad® (BC), is a liquid dietary supplement containing marine hydrolyzed collagen, blueberry extract, and polyphenols combined in a proprietary formula, which has been reported to reduce exercise-induced stress and enhance endurance and recovery via its potential anti-fatigue effects. Claims surrounding this product are based solely on anecdotal evidence provided by consumers and therefore, potential mechanisms behind its effects have yet to be discovered. BC has yet to be tested in humans. However, blueberries, collagen and polyphenols have been reported to enhance health and exercise capacity in both healthy human and animal models. The acute and chronic physiological adaptations induced by these elements mimic some of the mechanisms that prove to be limiting to overall physical performance and when enhanced these could thereby potentiate the effects of an increased performance. The study presented later in this paper examined this hypothesis. Our results suggest that ad libitum consumption of BC over a 5-week period in sedentary female rats increases performance during two MAP tests. Although the BC supplementation did not clearly enhance the chosen physiological parameters such as body composition, plasma variables, muscle glycogen and ultimately anaerobic and aerobic mechanisms related to skeletal muscle metabolic potential, the increased performance responses could prove beneficial to sedentary individuals or those seeking to newly partake in a physical activity regime.

Les douleurs rachidiennes représentent un problème de santé important aux impacts socio-économique majeurs. Les rachialgies débutent tôt, durant l’enfance, leur prévalence augmente avec l’âge, particulièrement durant la période pubertaire, pour atteindre un niveau similaire à celui de l’âge adulte aux alentours de 20 ans. Malgré la fréquence de cette condition, les facteurs prédictifs du développement du premier épisode de douleur rachidienne ou d’un nouvel épisode sont très peu connus. Les travaux constitutifs de cette thèse ont pour objectif d’explorer différents facteurs prédictifs potentiels de douleurs rachidiennes chez les enfants et les adolescents. Une première revue de littérature a montré qu’il existe une association entre la puberté et les rachialgies. Les critères de causalité, décrits par Bradford-Hill, comme la force de l’association, la consistance entre les études et la relation dose-effet sont également présents. Cependant, il n’est pas encore possible de se prononcer sur le critère essentiel de la temporalité. La deuxième revue de littérature a permis de mettre en évidence une association positive entre l’endurance musculaire en extension et les douleurs rachidiennes, alors qu’aucune association n’a été mise en évidence entre la force musculaire en extension du tronc et les douleurs rachidiennes. Les données disponibles de la littérature ne permettent pas de ce prononcer concernant l’association entre les rachialgies et les capacités aérobies. La troisième étude, une étude prospective de suivi des enfants durant une année, n’a pas mis en évidence d’association entre les capacités aérobies, la composition corporelle et les douleurs au niveau du rachis. Deux facteurs sont donc associés aux douleurs rachidiennes, la puberté et une faible endurance musculaire. Les recherches dans ce domaine doivent êtres poursuivies pour déterminer l’existence d’un lien de causalité de ces facteurs sur les douleurs du rachis. / Spinal pain is a major health problem with socio-economic impacts. Back pain starts early, during childhood, the prevalence increases with age, particularly during puberty, to reach a similar level to that found at adulthood, around the age of 20. Despite the high prevalence of this condition, predictors for the first episode or for a recurrent episode are not known. The aim of this thesis is to explore different potential predictors of back pain during childhood and adolescence. A first literature review showed an association between puberty and back pain. The causality criteria described by Bradford- Hill, e.g. strength of the association, consistency across studies and dose -response are also present. Unfortunately,, it is not yet possible to conclude whether there is a temporal aspect as well; for temporality being the most important criterion. The second literature review showed a positive association between muscular endurance in extension and back pain, whereas no association was found between muscle strength in trunk extension and spinal pain. The available literature does not allow us to conclude about the potential association between aerobic capacity and back pain. The third study is a prospective study, in which children were followed during ten months. This study did not reveal any association between aerobic capacity, body composition and back pain. In conclusion, two factors are associated with back pain, puberty and low muscle endurance. Future research in this area should focus on the causal relationship between these factors and back pain.

Die Marktbedingungen in der Automobilindustrie sind durch kürzere Entwicklungszeiträume, eine zunehmende Anzahl an Komfortfunktionen und Fahrzeugderivaten sowie steigende Erwartungen an Qualität, Effizienz und Sicherheit geprägt. Die reale Erprobung ist ein kritischer Pfad im Entwicklungsprozess. Die vorliegende Arbeit beschreibt ein neues Prüfsystemkonzept für die Komponentenerprobung, welches diesen Anforderungen Rechnung trägt. Das Herzstück ist eine softwarebasierte Systemarchitektur zur Automatisierung von Prototypentests. Schwerpunkte sind die Flexibilität in der Praxisanwendung, die Ausweitung der Messdatenerfassung mit zweckmäßiger Verwaltung zur Bauteilüberwachung und Fehlerrekonstruktion sowie eine aufgabenorientierte Schnittstelle zur Integration von Robotern. Diese übernehmen die mechanische Betätigung von beweglichen Fahrzeugkomponenten. Anhand von zwei konkreten Beispielen, einem Prüfstand zur Absicherung von Fahrzeugtüren sowie einem Prüfstand für Steifigkeitsmessungen wird die Praxistauglichkeit nachgewiesen.

L'objectif de cette thèse est d'étudier la fiabilité et la cyclabilité des jonctions Tunnel magnétique pour mieux comprendre les mécanismes de dégradation et de claquage de la barrière. Une étude de l'endurance de la barrière MgO jusqu'au claquage électrique est présentée. Les échantillons ont été testés sous un mode impulsionnel. Par l'étude de l'effet de retard entre des impulsions successives, une durée de vie optimale des JTM est observée pour une valeur intermédiaire de retard entre les impulsions correspondant à un compromis optimal entre la densité moyenne de charge piégée dans la barrière et la modulation temporelle de charge. En outre, un modèle de piégeage / dépiégeage de charge a été développé qui appuie cette interprétation. L'étude souligne le rôle des pièges de charges dans le mécanisme de claquage de la barrière tunnel. Elle montre aussi que l'endurance extrêmement longue pourrait être obtenue en réduisant la densité des sites de piégeage d'électrons dans la barrière tunnel. Puis, une étude de l'endurance et le bruit basse fréquence a été dans les jonctionS CoFeB/MgO/CoFeB pour STT-MRAM ou TA-MRAM. Une corrélation a été observée et expliquée par la présence de sites de piégeage d'électrons dans la barrière de MgO et le rôle des phénomènes de charge/ décharge à la fois dans la fiabilité et la puissance du bruit en 1 / f électrique. Ces résultats prouvent que le test du bruit basse fréquence peut être utilisé comme une caractérisation prédictive de l'endurance. Enfin, en perspectives, des mesures complémentaires en été proposées pour développer plus le modèle de charge/décharge, une optimisation de la barrière pourrait ainsi être réaliser pour réduire le nombre des pièges de charge au sein de la barrière et par conséquent améliorer la fiabilité des jonctions Tunnel. / The thesis objective is to study the Magnetic Tunnel Junction reliability and cyclability to more understand the barrier breakdown mechanisms. An investigation of barrier endurance till electrical breakdown in MgO-based magnetic tunnel junctions (MTJs) is presented. Samples were tested under pulsed electrical stress. By studying the effect of delay between successive pulses, an optimum endurance of MTJs is observed for an intermediate value of delay between pulses corresponding to an optimum trade-off between the average density of charge trapped in the barrier and the amplitude of its time-modulation at each voltage pulse. Furthermore, a charge trapping/detrapping model was developed which support this interpretation. The study emphasizes the role of electron trapping/detrapping mechanisms on the tunnel barrier reliability. It also shows that extremely long endurance could be obtained in MTJs by reducing the density of electron trapping sites in the tunnel barrier. Then the write endurance and the 1/f noise of electrical origin were characterized in CoFeB/MgO/CoFeB MTJ for STT-MRAM or TA-MRAM. A correlation was observed and explained by the presence of electron trapping sites in the MgO barrier and the role of electron trapping/detrapping phenomena in both the MTJ reliability and its 1/f electrical noise power. These results suggest that 1/f noise could be used as a predictive characterization of the MTJ endurance. Finally, as thesis perspectives, some complement measurements were proposed to further investigate this model and an optimization of MgO barrier which could be carried out to reduce the density of these trapping sites was presented to ameliorate the MTJs reliability.

Une caisse automobile est un ensemble complexe formé de plusieurs éléments qui sont souvent constitués de matériaux différents et assemblés principalement par points soudés, généralement à plus de 80%. Au stade de la conception, plusieurs critères doivent être vérifiés numériquement et confirmés expérimentalement par le prototype de la caisse, dont sa tenue en endurance. Dans le contexte économique actuel, la politique de réduction des dépenses énergétiques ou autres a conduit les constructeurs automobiles à optimiser les performances des véhicules actuels, en particulier en réduisant de façon très conséquente la masse de leur caisse. Des problèmes liés à la tenue structurelle ou à la tenue en fatigue de la caisse sont alors apparus. Afin d'être validé, le prototype de caisse doit avoir une résistance suffisante pour supporter les essais de fatigue. Les tests de validation sur bancs d'essais réalisés en amont sur un prototype sont très coûteux pour l'industriel, en particulier lorsque les tests d'essais en fatigue sur la caisse ne permettent pas de confirmer les zones d'apparition des fissures identifiées par simulations numériques. Le sujet de la thèse se limitera à ce dernier point. Il porte sur l'ensemble des analyses à mettre en oeuvre afin d'étudier la tenue en endurance de caisses automobiles soumises à des profils de mission sévérisés. L'objectif principal est de mettre au point un processus d'analyse en simulation numérique permettant de garantir un bon niveau de prédictivité de tenue en endurance des caisses automobiles. On entend par bon niveau de prédictivité, le fait d'être en mesure de corréler correctement les résultats d'essais associés aux profils de missions sévérisés classiquement utilisés dans les plans de validation de la caisse. Cette thèse a conduit à :_ analyser le comportement mécanique de la caisse et les forces d'excitations appliquées au cours de l'essai de validation,_ établir une nouvelle méthode de réduction d'un chargement pour les calculs en endurance,_ mettre au point une nouvelle modélisation EF des liaisons soudées par points,_ améliorer les modèles de prédiction de durée de vie des PSR. Les études menées ont ainsi permis d'améliorer le niveau de prédiction des calculs en fatigue de la caisse afin :_ d'identifier la majorité des zones réellement critiques sur la caisse,_ d'évaluer de manière fiable de la criticité relative de chacune de ces zones,_ d'estimer de façon pertinente la durée de vie associée à chacune de ces zones / A body-in-white (biw) is a complex structure which consists of several elements that are made of different materials and assembled mainly by spot welds, generally above 80%. At the design stage, several criteria must be verified numerically and experimentally by the car prototype, as the biw durability. In the current economic context, the policy of reducing energy and other costs led automotive companies to optimize the vehicle performances, in particular by reducing very consistently the mass of the biw. As a consequences, some structural design problems appeared. In order to be validated, validation test benches are carried out upstream on a prototype vehicle. They are very costly to the manufacturer, especially when fatigue tests do not confirm the cracks areas identified by numerical simulations. The thesis is focused on numerical biw durability analysis. It covers all the numerical analysis to be implemented to study the biw durability behavior. The main objective is to develop a numerical simulation process to ensure a good level of durability prediction. It means to be able to have a good correlation level between test bench results and numerical fatigue life prediction. This thesis has led to:_ analyze the biw mechanical behavior and the excitation forces applied to the biw during the validation tests,_ establish a new fatigue data editing technique to simplify load signal,_ create a new finite element spot weld model,_ develop a new fatigue life prediction of spot welds. The studies have thus improved the level of biw fatigue life prediction by:_ identifying the majority of critical areas on the full biw,_ reliably assessing the relative criticality of each area,_ accurately estimating the lifetime associated with each of these areas

Ce travail de thèse s’est déroulé dans le cadre d’une convention CIFRE entre mon laboratoire de rattachement C3S (EA4660) et le département Recherche et Développement (R&D) de l’équipe cycliste professionnelle FDJ. Les différentes études que nous avons conduites se sont articulées autour de l’amélioration de la performance sportive chez le cycliste à travers une variable centrale qui est la puissance mécanique qu’il développe lors de la locomotion (Pméca) selon deux axes principaux : 1) l’évaluation et le suivi du potentiel physique avec pour but l’amélioration du processus d’entraînement et 2) l’optimisation de l’interface homme – machine à partir de l’analyse du matériel et des équipements utilisés par les cyclistes dans l’équipe FDJ. / This thesis has been completed as part of a CIFRE agreement between the laboratory C3S(EA4660) and the Research and Development (R&D) department of the FDJ professionalcycling team. The various studies that we conducted centred on analysing sport performanceoptimisation in cyclists through a central variable: the mechanical power output (PO)developed during locomotion. There were two main areas of focus: 1) evaluation andmonitoring of physical potential, with the aim of improving the training process, and 2)optimisation of the human–machine interface via analysis of the materials and equipmentused by the FDJ team cyclists

Submitted in partial compliance with the requirements for the Masters’ Degree in Technology: Chiropractic, Department of Chiropractic, Durban University of Technology, Durban, South Africa, 2014. / Background: Spinal manipulation has been shown to result in neurophysiological changes, most often noted in the paraspinal muscles. These effects have been associated with an increase in paraspinal muscle contractibility; it is unclear if this leads to an increase in paraspinal muscle endurance. Objectives: To determine the effect of sacroiliac joint (SIJ) manipulation compared to a placebo treatment of the SIJ on lumbar extensor muscle endurance time. Method: A randomised, placebo-controlled pre-test post-test experimental trial, involving 40 asymptomatic male participants divided into an intervention group receiving SIJ manipulation using an impulse adjusting instrument and a placebo group receiving a pre-load force without the delivery of an impulse thrust. Outcome measures were lumbar extensor muscle endurance time, surface electromyographic (SEMG) readings, lumbar spinal range of motion, paraspinal muscle length assessment and a subjective pain measurement. Results: There was a significant difference between the groups (p=0.004) with the SIJ manipulation group showing an increase in endurance time compared to the placebo group which showed a decrease. SEMG readings increased for both groups with no statistically significant difference between the groups (p>0.05). Only extension lumbar spinal range of motion significantly improved in both groups (p=˂0.001) with no significant differences between groups (p=0.876). Only one participant reported pain during the research procedure. Conclusions: SIJ manipulation may enhance the endurance of the paraspinal muscles. This study should be conducted in a larger sample to validate the findings.

Submitted in partial compliance with the requirements for the Masters’ Degree in Technology: Chiropractic, Department of Chiropractic, Durban University of Technology, Durban, South Africa, 2014. / Background Spinal manipulative therapy (SMT) is a commonly used therapeutic modality. It has been shown that neuromuscular reflexes are elicited during spinal manipulation resulting in changes in the surrounding muscle tonicity and seen as changes in surface electromyography. Despite this little is known about the effect that SMT may have on muscle function. Increased maximum voluntary contraction (MVC) of the paraspinal muscles has been observed following lumbar SMT compared to a control and sham treatment; however its effect on muscle endurance has not been investigated. The aim of this study was to determine the effect of lumbar SMT compared to a placebo treatment on lumbar extensor muscle endurance in asymptomatic individuals. Method This study was a quantitative double blinded, pre-test and post-test placebo controlled experimental trial. Forty asymptomatic participants were randomly allocated to one of two treatment groups. One group received a single SMT applied to the L3 vertebrae and the other received the pre-load force of the SMT but no thrust. Subjective (a self-report of pain/discomfort while performing the Biering-Sorensen test) and objective [surface electromyography (sEMG), paraspinal muscle endurance time and lumbar spine range of motion] measurements were taken pre- and post-intervention. The latest version of SPSS version (IBM SPSS Inc.) was used to analyse the data. A p-value < 0.05 was considered statistically significant. Independent t-tests were used to compare means and two-way factor ANOVA (for repeated measures) was used to compare the change in the two time points between the two treatment groups (intervention and control). RESULTS There were no statistically significant differences between the intervention and placebo groups in terms of subjective reports of pain/discomfort and objective evidence of surface EMG readings, paraspinal muscle endurance time and lumbar spine range of motion.