La maladie de Parkinson induit des troubles locomoteurs complexes et variés. Des troubles spécifiques de la marche tels que le " freezing " peuvent survenir ponctuellement. Afin d'améliorer l'accompagnement de ces patients, il est nécessaire d'améliorer notre compréhension de ces situations. Cette thèse vise à caractériser l'activité locomotrice des patients parkinsoniens en situation réelle. Un travail interdisciplinaire a été mené, fondé sur une approche écologique. Quatorze patients ont été suivis. La méthode déployée intégrait le recueil de marqueurs biomécaniques et physiologiques, de l'expérience vécue ainsi que des observations directes. La description de leur expérience a révélé une perception sensori-motrice altérée et une organisation du comportement locomoteur spécifique à l'environnement. Les analyses montrent un schéma d'activation musculaire spécifique, avec notamment une prolongation générale de l'activité des muscles pendant la phase d'appui simple et une augmentation de cocontraction lorsque le pied est en contact au sol. Les résultats de cette analyse intégrée du comportement moteur ont permis de caractériser une typologie de cinq marches et de trois types de " freezing ". De plus, ces observations ont mis en valeur des stratégies utilisé par des patients ainsi qu'un mécanisme d'ajustement neuromusculaire pour augmenter la stabilité de la marche. A long terme, ce travail devrait favoriser 1) la compréhension des bases neurologiques des troubles de la marche ; 2) la prise en charge des patients parkinsoniens ; 3) l'identification des biomarqueurs de la stabilité de la marche ; 4) la spécification des systèmes embarqués du suivi de la marche. / Patients with Parkinson’s disease (PD) experience complex locomotor disturbances. Their walking abilities can be highly variable and specific problems such as freezing of gait may arise during daily life activity. A greater understanding of such difficulties is required in order to develop new therapeutic strategies. This thesis examines the emergence of PD gait patterns during everyday situations. To this end, this study used an interdisciplinary approach drawing upon ecological and embodied perspectives of human activity. The investigation focused upon fourteen PD patients. Data collection methods combined interviews, direct observations and onboard measures of physiological and biomechanical performance. This research identified important changes in patient sensorimotor perception during gait and specific principles regarding the organisation of their movements with respect to the environment. Analysis revealed characteristic changes to lower limb muscle activation patterns, most notably the prolongation of muscle activity during the mid-stance phase; and an increase in cocontraction of agonist-antagonist muscles across the ankle and knee whilst the leg was in contact with the ground. This integrated approach enabled the characterisation of five walking patterns and three types of freezing. These results highlighted patient self-management strategies, and indicated the role of neuromuscular mechanisms for increasing gait stability. Ultimately, these findings may assist to 1) understand the neurological bases of gait dysfunction; 2) enhance PD patient care; 3) identify biomarkers for gait stability and; 4) support the development of ambulatory monitoring technologies.

Ces dernières années, la prise en compte des difficultés quotidiennes des personnes a largement évolué pour être aujourd’hui au centre des préoccupations des cliniciens et chercheurs. Dans le vieillissement en particulier, les difficultés quotidiennes tiennent une place particulière car elles constituent un critère de diagnostic de la démence mais également un facteur de risque de celle-ci, même en l’absence de trouble cognitif avéré.Leur prise en compte relève donc d’un intérêt majeur mais pose la question de leur mesure, notamment au vu des relations non systématiques qu’elles entretiennent avec les troubles cognitifs évalués par les tests neuropsychologiques traditionnels et les plaintes des sujets. Les approches écologiques, la réalité virtuelle en particulier, dans lesquelles s’inscrivent nos travaux, tentent de proposer une évaluation de la cognition « quotidienne » en espérant par ce bais, fournir des mesures qui soient à la fois précises, spécifiques et reflétant le fonctionnement quotidien de la personne. L’utilisation de deux environnements virtuels, représentant un appartement et un quartier résidentiel nous a permis de dégager des profils cognitifs spécifiques associés au vieillissement normal et à la maladie d’Alzheimer dans le cadre de la mémoire épisodique et de navigation spatiale. Ces profils sont discutés en référence au modèle multifactoriel du vieillissement et au regard de l’objectivation des difficultés quotidiennes des personnes. L’application de ces recherches pour le développement d’aides à l’autonomie des âgés est proposé comme perspective de travail. / These last years, taking account of everyday difficulties has largely improved and is at the core of preoccupations of clinicians and researchers.Particularly, everyday difficulties hold a special place in aging because of their potential value as a diagnostic criterion, but also as a risk factor, for dementia, even in the absence of cognitive impairment. However, despite being taken into consideration and their major interest, their assessment is being questioned, especially regarding their inconsistent relationships with cognitive impairments assessed by traditional neuropsychological tests and subjects’ complaints. The purpose of ecological approaches, particularly those using virtual reality technologies, in which our work is framed, is to assess the “daily” cognition, by which we hope providing measures that are accurate, specific and reflecting the one’s daily functioning. The use of two virtual environments, an apartment and a residential district, has allowed us identifying specific cognitive patterns of episodic memory and spatial navigation associated with normal aging and Alzheimer's disease. These patterns are discussed according to the multifactorial model of aging and the objective assessment of daily difficulties.The application of this research to the development of aids for the autonomy of the elderly is proposed as a work perspective.

L'évaluation écologique des cours d'eau ne prend pas en compte les différents processus qui y sont réalisés, faute d'indicateur disponibles. L'objectif de cette thèse a été de documenter l'utilisation de la décomposition des litières végétales d'origine terrestre comme indicateur de l'intégrité fonctionnelle des rivières de plaine et de piedmont suivies par l'Agence de l'Eau Adour-Garonne. Partie 1. Sur une douzaine de sites suivis pour la pollution par les pesticides, le taux de décomposition est divisé par deux entre le site le moins et le plus contaminé, entrainant le passage d'une décomposition co-assurée par les invertébrés et les microorganismes dans les sites les moins contaminés à un processus réalisé seulement par les microorganismes dans les sites les plus contaminés, compromettant le processus dans les rivières les plus contaminées. Cette altération est observée à des concentrations en pesticides pourtant inférieures aux seuils fixés par l'Union Européenne. Partie 2. Sur 58 sites qui maximisent l'amplitude des classes de qualité écologiques, l'absence de corrélation observée entre les indices biologiques basés sur les invertébrés (IBGN, I2M2) et les diatomées (IBD) et le processus de décomposition suggère que les perturbations, selon leur nature et/ou leur intensité, altèrent différentiellement la composition des communautés et les activité de transformation de la matière organique. Partie 3. Une grille d'évaluation de la qualité fonctionnelle des rivières croisant deux variables, ktotal et le ratio kinvertébré/kmicrobien est proposée à partir de 84 sites de suivi et de sites de référence tirés de la bibliographie. Cette grille montre qu'à l'échelle régionale, le processus de décomposition est plus affecté dans sa composante liée à l'activité des invertébrés qu'à celle liée aux microorganismes. En suivant les critères d'évaluation de la Directive Cadre sur l'Eau, cette grille d'évaluation met en évidence que seulement 28 % des sites étudiés atteindrait un bon état fonctionnel. Cette thèse a permit de documenter la réflexion menée sur le développement d'indicateurs fonctionnels et plaide pour l'inclusion de la décomposition des litières végétales dans l'évaluation évaluation écologique par une approche croisée, telle que formalisée par un graphique structure x fonction à double entrée. / The aim of this thesis was to document, at regional scale (SW France), the application of litter decomposition and associated metrics as a proxy of functional integrity of stream ecosystems. The Introduction exposed the underlying arguments, mainly relying on (1) the importance of this ecosystem process, which provides most carbon sources to the aquatic food web, and (2) the need to complement the structural metrics routinely used in biomonitoring schemes by a functional component. Chapter I dealt with the capacity, by using litter decomposition, to discriminate the effects of pesticides from other stressors in 12 agricultural streams selected along a contamination gradient. The decomposition rate was twice as low in the most contaminated site compared with the less contaminated one, and the relationship was monotonous along the gradient. Only the activity of invertebrate decomposers was affected, translating into the switch from a decomposition co-dominated by invertebrates and microorganisms in the less contaminated sites to a process only achieved by microorganisms in the most contaminated ones. Taxonomic richness and density of invertebrate decomposers together with a specific indicator based on invertebrate traits followed the same trends as the invertebrate-driven decomposition rate, kinvertebrate, while fungal biomass, sporulation rate and taxonomic richness remained unaffected. Consequently, the presence of pesticides compromised leaf breakdown, as microbial decomposers did not compensate for the invertebrate decomposers decline. This occurred while pesticides concentrations even in the most contaminated stream were under the European Union's Uniform Principles thresholds for targeted species. This study showed that litter breakdown, particularly the ratio of total to microbial-driven breakdown rate, is a pertinent proxy to assess the functional integrity of pesticide-contaminated streams. Chapter II compared the biological evaluation, as routinely undertaken in monitoring schemes from structural indicators based on invertebrates (IBGN and I2M2) and diatoms (BDI), with the functional indication based on litter decomposition. No correlation was found between structural and functional indicators on 58 streams, whereas the 3 structural indicators were strongly correlated each other. Redundancy analysis showed a negative relationship between ktotal or kinvertebrate and the proportion of cultures in the riparian corridor, while kmicrobial responded to the same environmental parameters (substratum coarseness, temperature) as structural indicators. The lack of correlation between invertebrate-based structural metrics and kinvertebrate suggested that disturbances, depending on their nature and/or intensity, differentially impair community composition and community activity in organic matter processing. In the view of proposing functional metrics, Chapter III concerned the distribution patterns of decomposition parameters on our study sites together with reference sites from the literature. Strong links were detected between decomposers community, decomposition rate and environmental settings, as exemplified by positive correlations between ktotal or kinvertebrate and detritivores abundance, kmicrobial and fungal biomass or sporulation rate, and the ratios ktotal/kmicrobial or kinvertebrate/kmicrobial and the abundance of decomposers. We propose a rating grid of stream ecosystem functional quality crossing two entries, ktotal and kinvertebrate/kmicrobial. At the regional scale, this grid shows that litter decomposition is more affected in its invertebrate component than in the microbial one. The Discussion exposes the main results in context and opens to perspectives, particularly about the question of reference sites. In conclusion, our results strongly argue for a crossed evaluation of ecological quality of running waters, as formalized by a chart with structure × fonction double entry.

Le défi de ce travail réside dans l’application conjointe de deux approches d’évaluation de la double-valeur des espaces végétalisés urbains (EVU) en s’inscrivant dans une dimension dualiste «éco-anthropocentrique». Cette posture a permis d’appréhender le fonctionnement de ces espaces et d’en quantifier les services et des services écosystémiques rendus à la société humaine. Ces deux approches se sont basées sur une démarche ascendante fondée sur la caractérisation de deux types de végétation : les pelouses et les arbres urbains. Le manque de connaissance sur le fonctionnement des pelouses urbaines a imposé la mise en place d’un protocole de suivi permettant d’établir un état des lieux initial sur les communautés prairiales qui s’y installent et sur leur dynamique. Bien qu’il n’ait révélé qu’une partie du fonctionnement de la flore prairiale, le protocole de suivi a eu le mérite d’en déterminer sa composition et sa structuration en précisant l’impact de plusieurs facteurs environnementaux et anthropiques. Quant à la végétation arborée, elle a été étudiée en quantifiant les services et des services écosystémiques en appliquant le modèle i-Tree Eco. Fondé sur des indicateurs biophysiques le modèle a fourni des informations sur le taux de stockage et de séquestration du carbone, le taux d’élimination des polluants atmosphériques et le taux d’émissions biogéniques par les arbres urbains. Bien que le recours au modèle soit empreint d’incertitude, il a permis de démontrer le rôle des arbres dans l’amélioration de la qualité de l’air. Mais, pour parvenir à rendre efficacement ce service, la plantation et la gestion des arbres peuvent être intégrées dans une réflexion de planification plus globale. L’objectif opérationnel d’une telle thèse ne se conçoit que par l’apport de connaissances concrètes à disposition des acteurs de terrain. Nous avons donc tenté de fournir quelques indications à ce propos, alliant ainsi recherche et dissémination des connaissances acquises. / This research work provides two assessment tools based on both ecocentric and anthropogenic approaches. We argued that these approaches are complementary and they lead not only to understand ecological functions of urban green spaces but also to quantify ecosystem services provided to society. Based on bottom up approach, two urban habitats were assessed : lawns and urban forest. Due to the lack of knowledge about ecological functions of urban lawns, it was required to implement a monitoring protocol that helps to provide a baseline and measure the changes of flora composition and structure across urban green spaces. Although monitoring protocol had some limitations, it intended to highlight the response of lawn flora to environmental patterns and to particular human activities such as management techniques and trampling. Urban forest was assessed by quantifying it structure and some ecosystem services and desservices using i-Tree model Eco. Based on biophysical indicators, the model quantify the total carbon stored and the annually carbon sequestered, the annually amount of pollution removal, and the annually amount of biogenic emissions by trees. Although some uncertainty remains about the application of this model, it was shown that urban trees improve local air quality. However, to alleviate air pollution within urban area, planting and managing trees should be associated with an integrative planning strategy that takes into account other factors. Our study also incorporates operational items, so we have tried to provide some guidance to planners and green spaces managers with reference to our assessment results.