Des interventions ciblant l’amélioration cognitive sont de plus en plus à l’intérêt dans nombreux domaines, y compris la neuropsychologie. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour maximiser le potentiel cognitif de quelqu’un, ils sont rarement appuyé par la recherche scientifique. D’abord, ce mémoire examine brièvement l'état des interventions d'amélioration cognitives. Il décrit premièrement les faiblesses observées dans ces pratiques et par conséquent il établit un modèle standard contre lequel on pourrait et devrait évaluer les diverses techniques ciblant l'amélioration cognitive. Une étude de recherche est ensuite présenté qui considère un nouvel outil de l'amélioration cognitive, une tâche d’entrainement perceptivo-cognitive : 3-dimensional multiple object tracking (3D-MOT). Il examine les preuves actuelles pour le 3D-MOT auprès du modèle standard proposé. Les résultats de ce projet démontrent de l’augmentation dans les capacités d’attention, de mémoire de travail visuel et de vitesse de traitement d’information. Cette étude représente la première étape dans la démarche vers l’établissement du 3D-MOT comme un outil d’amélioration cognitive. / Cognitive enhancement is a domain of burgeoning interest in many domains including neuropsychology. While there are different methods that exist in order to achieve cognitive enhancement, there are few that are supported by research. The current work examines the state of cognitive enhancement interventions. It first outlines the weaknesses observed in these practices and then proposes a standard template for assessing cognitive enhancement tools. A research study is then presented that examines a novel cognitive enhancement tool, 3-dimensional multiple object tracking (3D-MOT), and weighs the current evidence for 3D-MOT against the proposed standard template. The results of the current work demonstrate that 3D-MOT is effective in enhancing attention, working memory and visual information processing speed, and represent a first step toward establishing 3D-MOT as a cognitive enhancement tool.

Dans la littérature, de nombreuses recherches dans le domaine du contrôle moteur, des sciences du sport ou encore de la rééducation se sont intéressées à l’apprentissage moteur consécutif à un entrainement mental. Cependant, plusieurs mécanismes, qu’ils soient comportementaux ou neurophysiologiques, demeurent encore aujourd’hui peu étudiés. Dans notre première étude, nous avons montré qu’il était impossible de prédire la future amélioration de la performance suite à un entrainement mental aigu, sur une tâche de vitesse-précision, par la simple évaluation subjective des capacités d’imagerie chez une population jeune. Il apparait cependant essentiel de produire des images claires et précises tout au long de l’entrainement pour obtenir de meilleures performances in fine. De plus, par l’analyse fine de la performance, nos résultats ont montré, dans notre seconde étude, les véritables effets des répétitions imaginées sur la mémorisation des habiletés motrices. L’entrainement mental est également apparu efficace pour compenser le déficit de mémoire motrice rapidement observable dans la population âgée. Enfin, une troisième étude a révélé que les répétitions d’un mouvement imaginé pouvaient modifier, de façon transitoire, le codage des réseaux neuronaux impliqués dans le processus de mémoire motrice. / For many years, research in motor control, sport science and rehabilitation focused on the performance improvement following mental practice. However, some mechanisms, behavioral and neurophysiological, remain insufficiently understood. In our first study, we demonstrated the impossibility to predict the future performance improvement following imagined repetitions of a speed accuracy trade-off task, with a subjective evaluation of imagery ability of young healthy individuals. However, it is essential to produce clear and vivid mental simulations throughout the training to obtain a better performance improvement. Besides, by a further analysis of performance, the results of our second study have shown the real impact of mental training on the memorization of motor skills. Motor imagery training also appeared to be effective to compensate the motor memory deficit observed in the elderly. Finally, a third study revealed that the repetitions of imagined movements could modify, temporarily, the coding of neural networks involved in the motor memory process.

Cette thèse est dédiée à l'étude expérimentale et numérique des phénomènes de condensation dans un pressuriseur de chaufferie nucléaire embarquée conçu par l'entreprise DCNS. Au sein du système est observé un écoulement diphasique avec changement d'état, descendant dans un tube vertical partiellement immergé dans du liquide. Le liquide sous-refroidi s'écoule dans le tube sous l'effet de la gravité en entrainant de la vapeur saturée qui se condense à son contact. Dans un premier temps, l'étude des phénomènes de condensation est réalisée sur un banc expérimental dont la conception, le dimensionnement, la réalisation et l'exploitation ont été effectués au cours de cette thèse. Le dispositif est une version simplifiée à l'échelle 1 du système réel. Cette étude expérimentale a permis d'identifier les régimes d'écoulements diphasiques présents dans le système et d'analyser l'impact de trois paramètres : le débit de liquide injecté, le sous-refroidissement de ce liquide à l'entrée du tube et la pression en sortie de tube. Par ailleurs, l'étude propose un modèle déterminant les conditions pour laquelle le tube d'essais est complètement noyé, ce qui minimise les phénomènes de condensation. Dans un second temps, une simulation numérique de l'écoulement diphasique est réalisée par CFD sur ANSYS Fluent à l'aide du modèle " Volume Of Fluid ". La prise en compte de la condensation de la vapeur au contact du liquide sous-refroidi a nécessité le développement, grâce aux fonctions utilisateur du logiciel, d'un modèle spécifique s'appuyant sur un modèle de la littérature. Les résultats obtenus ont permis de reproduire qualitativement le déversement du liquide observé expérimentalement en entrée de tube ainsi que la condensation de la phase vapeur au contact de la phase liquide. / This thesis focuses on condensation phenomena occurring in a patented system designed by DCNS Company. The system ensures pressure regulation of nuclear boiler rooms embarked in naval vessels. Within the system occurs a downward liquid/vapor flow with phase change in a partially submerged vertical pipe. Subcooled liquid flows into the pipe and induce a suction of saturated vapor which condense in contact with liquid phase. This study aim to understand the physical phenomena occurring in the system and to simulate these phenomena. First, the condensation phenomena are studied with a test loop which conception, dimensioning, realization and exploitation were realized during this study. The experimental study identified the flow regimes occurring in the system and analyzed the impact of three parameters: the liquid flow rate, the liquid subcooling and the pressure at the system outlet. This study also proposed a simple model which determine the necessary conditions to completely drown the pipe, which minimize condensation phenomena. Thereafter, the numerical simulation of the two-phase flow was realized by CFD on ANSYS Fluent with the "Volume of Fluid" model. The condensation simulation was achieved by applying a condensation model used in literature. This model was added to the numerical code with User-Defined Functions (UDF). The simulation reproduced the weir regime flow at the pipe entrance and the vapor condensation inside the pipe.

La mitochondrie est le siège principal de la production d’énergie sous forme d’ATP en conditions aérobies, mais aussi d’espèces réactives dérivées de l’oxygène (ROS). La fonction mitochondriale est étroitement liée à la production de ROS puisque ces derniers, selon leur taux, peuvent altérer ou optimiser le rendement énergétique. La plasticité structurale et fonctionnelle de la mitochondrie est essentielle au maintien de l’homéostasie dans toute situation qui nécessite des ajustements métaboliques comme l’exercice physique. Les mécanismes adaptatifs de la fonction mitochondriale et des ROS lors de l’entrainement sont encore loin d’être élucidés ainsi que l’impact du genre sur ces réponses. Dans cette perspective, deux modèles animaux (rat Wistar et anguille européenne) ont été choisis. Les effets d’un entrainement en endurance de même intensité (70% de la vitesse maximale aérobie de course ou de nage) ont été étudiés chez le rat Wistar et l’anguille européenne argentée. Cette dernière est une espèce endurante capable d’effectuer une migration de reproduction de 6000 km et caractérisée par un dimorphisme sexuel de taille. Des mesures in vitro de la consommation d’oxygène, la production radicalaire et d’ATP ont été effectuées simultanément à partir de fibres perméabilisées de cœur et de muscle squelettique. La vulnérabilité ou résistance de la fonction mitochondriale à l’exposition à un système générateur de ROS (mimant un stress oxydant) a également été étudiée. Avant entrainement, chez le rat Wistar, la femelle présente une fonction mitochondriale plus efficiente énergétiquement et plus résistante aux ROS, alors que chez l’anguille, ce profil métabolique et radicalaire est plutôt observé chez le mâle. Après entrainement, quelle que soit l’espèce, la meilleure performance physique observée s’accompagne de modifications métaboliques et radicalaires différentes selon le genre et l’espèce. Chez le rat, l’amélioration de la fonction mitochondriale se traduit différemment selon le sexe. Chez le mâle, l’entrainement induit une amélioration du rendement énergétique via un meilleur couplage entre oxydation et phosphorylation et/ou une meilleure utilisation des électrons au niveau de la chaine respiratoire. Chez la femelle, l’augmentation de la production d’ATP serait liée à l’augmentation de la consommation d’oxygène mitochondriale. Comme chez le rat, l’entraînement induit globalement chez l’anguille une amélioration du rendement énergétique et de la résistance de la fonction mitochondriale aux ROS, mais uniquement chez le mâle. L’ensemble de ces résultats montre des réponses métaboliques et radicalaires dépendantes du genre. Quelle que soit l’espèce, l’entrainement semble être chez le mâle plus bénéfique que chez la femelle en termes d’efficacité énergétique mitochondriale et de résistance de la fonction mitochondriale à un stress oxydant. Dans le contexte de la migration de l’anguille, ces adaptations permettraient au mâle, largement plus petit que la femelle, une efficacité de nage supérieure, permettant leur synchronisation d’arrivée sur le lieu de reproduction. Les similitudes interspécifiques de réponse à l’entraînement selon le genre confortent l’intérêt d’utilisation du modèle poisson dans le champ de la physiologie de l’exercice. / Mitochondrion is the main site of aerobic energy (ATP) and reactive oxygen species (ROS) productions. Mitochondrial function is closely linked to ROS, which, according their rate, can alter or optimize energy efficiency. Structural and functional plasticity of mitochondria is essential to maintain homeostasis in any situation that requires metabolic adjustments as physical exercise. The adaptive mechanisms of mitochondrial function and ROS during training and the impact of gender on these responses are still far from being solved. In this perspective, two animal models (Wistar rat and European eel) were chosen.The effects of endurance training of the same intensity (70% of maximal aerobic speed running or swimming) were studied in Wistar rat and silver European eel. The latter is an enduring species capable of performing a spawning migration of 6000 km and characterized by sexual dimorphism in size. In vitro measurements of oxygen consumption, free radical and ATP productions were carried out simultaneously from heart and skeletal muscle permeabilized fibers. The vulnerability or resistance of the mitochondrial function to a ROS generating system exposure (mimicking oxidative stress) was also studied.Before training, in rat, female has a mitochondrial function energetically more efficient and more resistant to ROS, whereas in eel, this metabolic and radical profile is observed rather in male. After training, whatever the species, the improved physical performance observed is associated with various metabolic and radical changes which depending on gender and species. In rats, the improving of mitochondrial function translates differently according to gender. In male, training induces improvement in energy efficiency through a better coupling between oxidation and phosphorylation and/or better use of electrons at the respiratory chain level. In female, increasing in ATP production may be related to the increase in mitochondrial oxygen consumption. As in rats, training induces globally in eel an improvement in energy efficiency and resistance of mitochondrial function to ROS, but only in male. All these results show metabolic and radical responses depending on gender. Whatever the species, training seems to be most beneficial in males than in females in terms of mitochondrial energy efficiency and resistance of mitochondrial function to oxidative stress. In the context of eel migration, these adaptations allow to male, largely smaller than female, a higher swim efficiency, allowing their synchronization on breeding site. Interspecific similarities in training response by gender confirm the interest of fish model’s using in the field of exercise physiology.

L’entrainement mental (EM) par imagerie motrice (IM), qui consiste à simuler mentalement une action sans production motrice, constitue un stimulus efficace pour l’amélioration de la force maximale volontaire. Si aucun retour afférent sensitif n’est présent au cours d’une tâche d’IM, il n’en reste pas moins qu’une activation du cortex somatosensoriel est reportée. En effet, l’efficacité de l’IM repose en partie sur une interaction entre les voies motrices et les voies sensitives. Ainsi, il apparait raisonnable de penser que l’ajout de retours afférents sensitifs pendant l’IM pourrait potentialiser les effets de cette dernière et donc améliorer la performance motrice. L’objectif de cette thèse était d’analyser les mécanismes nerveux impliqués dans l’imagerie motrice combinée à la stimulation somatosensorielle. Dans notre première étude, nous avons montré que l’ajout d’une stimulation somatosensorielle des afférences Ia pendant une tâche d’imagerie pouvait potentialiser l’excitabilité corticospinale. Notre deuxième étude n’a cependant pas permis de mettre en évidence une meilleure efficacité d’un entrainement en imagerie motrice combinée à la stimulation somatosensorielle comparativement à un entrainement par imagerie motrice ou par stimulation somatosensorielle seules sur la force maximale volontaire. Enfin, notre troisième étude suggère que cette apparente inefficacité de la stimulation somatosensorielle à potentialiser les effets de l’imagerie, pourrait être en partie liée à un conflit entre l’activation du réseau neuronal en imagerie et l’activation de mécanismes corticaux suite aux retours afférents induits par la SS. / Mental training, which involves mentally simulating an action without motor output, is an effective stimulus to improve the maximal voluntary contraction. If only the motor pathway is activated, an activation of the somatosensory cortex is observed despite the lack of afferent feedback. Indeed, the motor imagery task efficiency is based in part on an interaction between motor and sensory pathway. Thus, it’s seems reasonable to think that the addition of sensory afferent feedback during motor imagery could potentiate the motor imagery effects and thus improve motor performance. In our first study, we showed that the addition of somatosensory stimulation of Ia-afferents during a motor imagery task could potentiate corticospinal excitability. Our second study, however, did not show a better efficacy of a mental training combined with somatosensory stimulation compared to a mental training or a somatosensory stimulation training alone on the maximal voluntary contraction. Finally, our third study suggests that this apparent inefficiency of somatosensory stimulation to potentiate the effects of motor imagery may be partly related to a conflict between the activation of the neuronal network in imaging and the activation of cortical mechanisms following the afferents feedbacks induced by the somatosensory stimulation.

La recherche de méthodes permettant de lutter contre le déconditionnement neuromusculaire à la suite par exemple d’une opération chirurgicale ou d’une immobilisation prolongée intéresse la communauté scientifique depuis de nombreuses années. Ce projet visait à proposer la technique de vibration locale (LV) comme une méthode alternative aux méthodes classiquement utilisées (e.g. vibration corps entier, stimulation électrique neuromusculaire) pour lutter contre ce déconditionnement neuromusculaire. Le premier objectif de ce travail de thèse était de déterminer les effets d’une application aigüe de LV sur la fonction neuromusculaire des muscles fléchisseurs dorsaux et extenseurs du genou de sujets sains. Nos résultats montrent une modulation de l’excitabilité du système nerveux central en réponse à l’application aigüe de LV, ce qui nous a permis d’envisager de potentielles adaptations si cette technique était utilisée de façon répétée sur plusieurs semaines. Ainsi, la seconde orientation de ce travail était d’évaluer les effets d’une application chronique (entraînement) de LV sur les propriétés fonctionnelles (force, hauteur de saut) et nerveuses (mesurées par stimulation magnétique transcrânienne) de sujets sains, jeunes et âgés. Nos résultats ont montré qu’un entraînement par LV était efficace pour améliorer les capacités fonctionnelles de ces deux populations, ces gains s’accompagnant d’adaptations nerveuses. Ces travaux nous ont alors conduits à la mise en place d’une dernière étude (en cours) à visée clinique, qui évaluait l’efficacité de LV en rééducation post-ligamentoplastie du ligament croisé antérieur du genou. / There is a need to find new methods to limit neuromuscular deconditioning that occurs after a surgery or prolonged immobilization. This thesis aimed to assess local vibration (LV) training as an alternative to methods classically used (e.g. whole body vibration, neuromuscular electrical stimulation) to fight against neuromuscular deconditioning. The first aim of this project was to determine the effects of a 30-min acute exposure to LV on the neuromuscular function of dorsiflexor and knee extensor muscles in a healthy population. Our results showed that acute LV intervention changed central nervous system excitability, allowing us to consider long-term adaptations to prolonged LV. Thus, the second aim of this thesis was to assess the effects of a chronic application (training) of LV on functional (maximal strength, squat jump performance) and neural (assessed with transcranial magnetic stimulation) properties of healthy young and old subjects. Our results showed that 4 to 8 weeks of LV increase functional capacities that were due to neural adaptations. Based on these results, an on-going study assessing the effectiveness of LV during a rehabilitation program for subjects who suffered from anterior cruciate ligament lesion has been proposed.

La Neuréguline 1 (NRG1) est une cytokine appartenant à la famille des facteurs decroissance. Pouvant être libéré par la contraction musculaire, elle fut récemment décritecomme une myokine. Au-delà de son rôle dans les processus de croissance et de maturation,la NRG1 favorise la régulation du métabolisme du glucose in vitro. L’objectif de ce travailétait d’étudier l’influence des pathologies métaboliques et de l’entrainement sur la voie dela NRG1 ainsi que son rôle physiologique dans la régulation du métabolisme énergétique.Nos résultats ont montré que la voie de la NRG1 n’était pas modifiée chez des rats rendusobèses par un régime enrichi lipides et en glucides. A l’inverse, l’entrainement en endurancecouplé à un régime équilibré favorise l’activation de la voie de la NRG1 dans le musclesquelettique de rats obèses. En effet, une période d’entrainement de huit semaines associéà un régime équilibré permet le clivage de la NRG1 et l’activation de son récepteur ErbB4dans le muscle gastrocnémien de rats obèses via l’activation de la métalloprotéase ADAM17.De plus, un traitement en chronique ou en aigu favorise la captation du glucose chez lasouris obèse et diabétique (db/db). Les mécanismes sous-tendant ce phénomèneimpliquerait l’activation du récepteur ErbB3 et l’activation des protéines FOXO1 et Akt dansle foie. Cependant, le traitement à la NRG1 ne modifie la dépense énergétique, la prisealimentaire et la composition alimentaire des souris db/db. Ainsi, il apparait que la NRG1pourrait jouer un rôle important dans la régulation du métabolisme glucidique in vivo chezen condition de pathologies métaboliques et que l’entrainement pourrait activer cette voiedans le muscle squelettique. / Neuregulin 1 (NRG1) is a cytokine that belongs to the epidermal growth factors family. NRG1can be released during exercise and can be define as a myokine. Initially studied for its rolein growth and maturation, NRG1 can also regulate glucose homeostasis in vitro. Thus, theaim of this work was to investigate the effect of training and metabolic disorders on NRG1pathway and its role in energy metabolism. Results showed that NRG1 pathway was notaltered in skeletal muscle of obese rats. Conversely, endurance training combined with awell-balanced diet improved NRG1 pathway activation in skeletal muscle of obese. Indeed, 8weeks of training and diet increased the cleavage of NRG1 and the activation of its receptorErbB4 through the activation of the metalloprotease ADAM17. Moreover, acute and chronictreatment improved glucose tolerance in diabetic mice (db/db). Acute treatment loweredglycemia by activating ErbB3, Akt and FOXO1 in the livre. Thus, NRG1 might play a key role inthe regulation of glucose homeostasis in people who suffers from metabolic disorders.Training might a good tool to activate this pathway in skeletal muscle.

Depuis de nombreuses années, la littérature s’attache à mettre en évidence que, malgré les déficits cognitifs liés à l’avancée en âge, chaque individu peut bénéficier de ses expériences afin de les réinvestir quotidiennement à travers une optimisation de ses comportements, via le maintien d’un certain niveau de plasticité cognitive (i.e., théorie de l’enrichissement cognitif). Dans cette perspective, ce travail vise à appréhender l’étendue de la plasticité comportementale des seniors via l’étude du transfert d’apprentissage issu des exergames. Son ambition est d’établir quels peuvent être les bienfaits de la pratique des exergames afin de lutter contre les effets délétères du vieillissement cognitif normal. Il s’agit, au travers de deux études d’entrainement, d’identifier le potentiel de transférabilité de nouvelles acquisitions cognitives et motrices via cet outil d’entrainement virtuel. La première étude a mis en évidence qu’un programme d’entrainement en exergames de trois mois permet l’amélioration des fonctions exécutives et de la vitesse de traitement de l’information chez des personnes âgées sédentaires. Ces résultats suggèrent que ces améliorations cognitives pourraient prendre leurs sources explicatives, d’une part, via la sollicitation physique se traduisant ici par des améliorations physiques notamment au niveau de l’endurance cardiorespiratoire, et d’autre part, via l’intermédiaire de la stimulation cognitive induite par le jeu qui, grâce à la diversité des tâches et des interactions, a engendré un transfert vers les tests neuropsychologiques. La seconde étude a pour objectif d’identifier l’occurrence d’un transfert virtuel-réel au travers d’un contexte de similarité entre les éléments constituant nos deux tâches expérimentales, à partir d’une tâche de putting au golf. La comparaison de performances des deux groupes d’âges entrainés selon deux contextes d’apprentissage (réel versus virtuel) a mis en évidence que les adultes jeunes étaient parvenus à réinvestir les habiletés acquises issues du virtuel dans le contexte réel, à la différence des adultes âgés qui, bien qu’ils aient atteint une réelle acquisition motrice en contexte virtuel, n’ont pas réussi à réengager de façon optimale leur acquisition antérieure. Ce travail doctoral atteste que les exergames peuvent, à travers une stimulation à la fois physique et cognitive, être un moyen efficace de lutter contre les effets délétères liés à l’avancée en âge. / For years, research literature has underlined that, notwithstanding the cognitive deficits related to advancing age, individuals may continue to benefit from their prior experiences in the optimization of their behavior, aided by the maintenance of a certain level of cognitive plasticity (i.e., concept of enrichment effects). The present research aims to understand the extent of seniors’ behavioral plasticity and establish how exergames may assist them in countering the deleterious effects of normal cognitive aging. This research consists of two studies which aim to identify the potential for cognitive and motor acquisitions via the use of virtual training devices. The first study highlights that a three month exergame training program improved both executive functions and the speed of processing in sedentary seniors. These results suggest that such cognitive improvements may be explained by (1) physical solicitation resulting in improved cardiorespiratory endurance, and (2) by the game-related cognitive stimulation (due to the variety of tasks and interactions) further transferring to neuropsychological tests. The second study is designed to identify the occurrence of a virtual-real transfer through context similarity between our two experimental tasks, both based on a golf-putting task. Compared performances between the two age groups, having trained in one of two learning conditions (real versus virtual) underlined that young adults were able to reinvest the acquired skills from the virtual to the real context, in contrast to older adults. Even though the latter acquired actual motor skills in virtual context, they failed to optimally re-engage prior acquisitions. This doctoral research attests that exergames, through both physical and cognitive stimulation, may be an effective means to counter the deleterious effects related to advancing age.

Jouer un instrument de musique demande l’interaction des informations provenant de multiples sens. Cette expérience sensorielle a des effets sur les réseaux corticaux et sur les habiletés comportementales chez les musiciens professionnels qui pratiquent pour plusieurs années. L’entrainement musical semble avoir un effet sur les sens, incluant le toucher, mais peu de recherches se sont penchées sur les habiletés tactiles chez les musiciens. L’objectif de cette thèse est d’évaluer les capacités tactiles unisensorielles et multisensorielles non musicales chez les musiciens à l’aide de méthodologies comportementales. La première étude avait pour objectif d’évaluer les temps de réaction auditifs, tactiles, et audiotactiles chez les musiciens. Les temps de réaction de 16 musiciens et 19 membres d’un groupe témoin ont été évalués. Les résultats de cette recherche suggèrent que les musiciens ont des temps de réaction significativement plus rapide pour des stimulations auditives, tactiles, et audiotactiles. La seconde étude avait comme objectif d’évaluer l’interaction d’informations audiotactiles temporelle et spectrale chez les musiciens. Les interactions audiotactiles de 13 musiciens et de 17 membres d’un groupe témoin ont été évaluées à l’aide d’illusions multisensorielles. Les résultats de cette recherche suggèrent que seulement l’interaction audiotactile temporelle est significative différente entre les groupes. La troisième étude avait pour objectif d’évaluer la localisation spatiale tactile chez les musiciens. La localisation spatiale tactile chez 17 musiciens et 20 membres d’un groupe témoin a été évaluée à l’aide de tâche de jugement d’ordre temporel tactile. Les résultats de cette recherche suggèrent que les musiciens ont un taux d’erreur plus élevé pour localiser des stimulations tactiles quand leurs bras sont croisés, mais qu’ils ont des temps de réaction plus rapides pour cette tâche. Généralement, les résultats de ces recherches suggèrent qu’un entrainement musical à long terme améliore les capacités tactiles unisensorielles et multisensorielles, mais seulement pour certaines tâches. D’autres études sont requises afin de mieux comprendre les facteurs de l’entrainement musical menant à ces changements. / Playing a musical instrument requires the integration of information from multiple senses. The long-term sensory training from playing a musical instrument for many years has effects on cortical networks and behavioral abilities. Touch is a sensory modality that seems to be altered by musical training, but little research has focused on the tactile abilities of musicians. The objective of this thesis is to assess non-musical unisensory and multisensory tactile abilities in musicians using behavioral methodologies. The first study aimed at evaluating simple auditory, tactile, and audiotactile reaction times in musicians. Reaction times of 16 musicians and 19 controls were evaluated. The results of this study suggest that musicians have significantly faster response times for auditory, tactile, and audiotactile stimulations. The second study aimed at evaluating the integration of temporal and spectral audiotactile information in musicians. Audiotactile interactions of 13 musicians and 17 controls were evaluated using multisensory illusions. The results of this research suggest that only temporal audiotactile interactions are different for musicians. The third study aimed at assessing temporal tactile localization in musicians using tactile temporal order judgement task. Temporal tactile localization was evaluated in 17 musicians and 20 members of a control group. The results of this study suggest that musicians have a higher error rate to localize tactile stimulations when their arms are crossed but generally have faster reaction times for this task. All of these results suggest that musicians have altered tactile abilities. Overall, these results suggest that long-term musical training alters specific unisensory and multisensory tactile abilities. Further studies are required to better understand the factors of musical training leading to these changes and why certain interactions remain unchanged.

Le complexe muscle-tendon est constitué d’une composante élastique série fondamentale à son fonctionnement. Cette composante élastique série est composée d’une fraction active située au sein du sarcomère et d’une fraction passive formée par les tissus tendineux (tendon et aponévrose). Elle a un rôle majeur pour optimiser le mouvement en améliorant le rendement énergétique du muscle et le travail produit.La mise au point d’une nouvelle méthode couplant une technique de détente rapide (Quick release) et un échographe haute fréquence a permis de quantifier les contributions de compliance des structures élastiques séries (tendon, aponévrose et fascicules musculaires) à la compliance globale du complexe muscle-tendon en condition active lors d’un test de détente rapide. Les résultats de la première étude montrent que le tendon a une contribution de compliance majoritaire (environ 72 %) tandis que les fascicules musculaires et l’aponévrose contribuent respectivement à 18 % et 10 %. Le tendon confirme donc son rôle capital dans la compliance de la composante élastique série en condition active. De plus, les contributions constantes du tendon, des fascicules musculaires et de l’aponévrose observées aux différents niveaux de couple pourraient aider à simplifier le mécanisme de régulation de la compliance et à maintenir le rôle majeur du tendon dans l’efficience du mouvement.Cette nouvelle méthode a permis d’étudier les adaptations mécaniques de la composante élastique série à la variation de la demande fonctionnelle, notamment en quantifiant les modifications des contributions relatives de compliance des structures élastiques séries chez des escrimeurs élites dans la deuxième étude puis chez des sujets spastiques dans la troisième étude. Concernant les escrimeurs élite, les résultats montrent que les contributions de compliance des structures élastiques de la jambe dominante du groupe d’escrimeurs sont significativement différentes à celles correspondant à la jambe du groupe contrôle, avec notamment une part plus importante de contribution pour l’aponévrose (21,1 vs 15,9 %) et une part minorée pour les fascicules (9,5 vs 13,8 %) concernant la jambe dominante des escrimeurs. En revanche, la contribution du tendon (environ 70 %) est identique pour les deux jambes. Ces modifications tendent à majorer le rôle des tissus tendineux (tendon et aponévrose) et à minorer le rôle des fascicules musculaires ce qui permettrait une utilisation supérieure des structures élastiques tendineuses pour un meilleur rendement énergétique et une performance accrue. Il est possible que l'aponévrose soit un système complémentaire à l’adaptation du complexe muscle-tendon en cas d'hyperactivité.La troisième étude est devenue une étude de cas en raison de la difficulté à tester les patients spastiques sur le Quick release. Elle s’est portée sur un patient spastique dont l’atteinte motrice était plus faible que les autres et a montré des contributions relatives de compliance du tendon (75,3 %) et de l’aponévrose (15,2 %) supérieures à celle des fascicules (9,5 %) Ce résultat s’expliquerait par une augmentation de la raideur du muscle et une diminution de la raideur des tissus tendineux observées classiquement dans les études menées sur des sujets spastiques. / The muscle-tendon complex contains a serie elastic component which is fundamental to its functioning. This serie elastic component is composed of an active part located within the sarcomere and a passive part located in the tendon and aponeurosis. It has a major role to optimize the movement by improving the muscle energetic efficiency and the produced work.A new method coupling a quick release ergometer and a high frequency ultrasound device was used to quantify the compliance contributions of the series elastic structures (tendon, aponeurosis and muscle fascicles) to the global compliance of the muscle-tendon complex in active conditions. The results of the first study showed that the tendon has a major compliance contribution (about 72%) while the muscle fascicles and aponeurosis contributions are 18% and 10%, respectively. The tendon confirms its key role in the compliance of the serie elastic component in active condition. In addition, the constant contributions of tendon, muscle fascicles and aponeurosis observed at various levels of torque may help simplify the regulation mechanism of compliance and maintain the major role of the tendon in the efficiency of the movement.This new method was also used to study the mechanical adaptations of the serie elastic component to variation of the functional demand. The changes in the relative compliance contributions of series elastic structures were quantified in elite fencers in the second study and in spastic subjects in the third study. Regarding the elite fencers, the results showed that the compliance contributions of the elastic structures in the dominant leg of fencers group were significantly different to those corresponding to the leg of the control group. The aponeurosis compliance contribution was higher for the dominant leg of the fencers groupe (21.1 vs 15.9%) while the muscle fascicles contribution was lower for the fencers group (9.5 vs 13.8%). The tendon contribution (about 70%) was the same for both legs. These changes tend to increase the role of tendon tissue (tendon and aponeurosis) and decrease the role of muscle fascicles which would allow greater use of tendon elastic structures for better energetic efficiency and improved performance. It is possible that aponeurosis is a complementary system to the adaptation of the muscle-tendon complex in the case of hyperactivity.The third study has become a case study because of the difficulty in testing the spastic patients on Quick release. Finally, the study has been done on a spastic patient with minor motor impairment compared to the others patients. The results showed a tendon and aponeurosis compliance contributions (75.3% and 15.2% respectively) higher than the muscle fascicles compliance contribution (9.5%). This result may be explained by an increase in muscle stiffness and a decrease in tendon stiffness, which is classically observed in studies with spastic subjects.