Background The Swedish Association of local authorities and regions in collaboration with the national board of health and welfare produces the yearly “Swedish Health Care Report” in order to provide evaluations of the hospitals and counties in Sweden for both the politicians and the general public. Method We describe several standard methods which have been used to present the performance of each hospital or county: Forest plot (FL), League Table (LT), League Plot (LP) and Funnel Plot (FP). Using simulation technique to produce the League Plot of rank is also presented in order to illustrate the unreliable of the ranking principle. Results The league plot with confidence interval is easily understood by people, but it should provide the total number of operations (sample size) as well. The resulting multiple-indicators system gives a clear overview of the whole system, but the cut-off points used in the traffic light method is not the best choice. Several possible improved methodologies are: A league plot traffic light method and a standard funnel plot traffic light method is recommended when aiming at finding the outliers; A p=0.67 funnel plot traffic light method is suggested when wishing to divide the units into approximately equally large groups; A one-side traffic light method seems to be a wonderful choice when focusing on the bad performance units.

Θεματικός πυρήνας της συγκεκριμένης εργασίας είναι η αναγνώριση και ερμηνεία των τασικών πεδίων που έδρασαν στην ευρύτερη περιοχή της νήσου Λήμνου-η οποία δεν εντάσσεται σε κάποια από τις γνωστές τεκτονοστρωματογραφικές ενότητες διότι δεν έχουμε εμφανίσεις των πετρωμάτων υποβάθρου- ,τα οποία οδήγησαν στην ενεργοποίηση ορισμένων ομάδων ρηγμάτων . Η αναγνώριση των τάσεων στηρίχθηκε τόσο σε παλαιότερες προσπάθειες συσχέτισης της γεωμετρίας των ρηγμάτων και της κινηματικής τους , με τις τάσεις που τα προκαλούν, όσο και σε συλλογή και επεξεργασία δεδομένων που συλλέχθηκαν στην ύπαιθρο μέσω του λογισμικού TECTONICSFP. / The core subject of this particular study is the recognition and structural interpretation of the stress regime of Lemnos island- which cannot be categorized in any of the tectonostratigraphic units, due to the fact that there are no rocks exposed on the island to help us determine a single unit that may fit-which led to fault activation. The recognition of the stress tensors was based not only in older tries of correlation between the geometry of the faults and their kinematics, but also in collecting geological data and processing them with the use of the software TECTONICSFP.

Le niobate de lithium (LN) présente des propriétés piézo-électrique, électro-optique, optique non linéaire et photo-réfractive, qui sont riches d'applications matures (filtres acoustiques de surface, modulateurs EO, convertisseurs de fréquence) ou potentielles (mémoires holographiques, guide d'onde photo-inscrits). En utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) couplée à la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) implémentée dans le code WIEN2k_12, nous avons pu investiguer - avec plus de détails - les propriétés électroniques du LN stoechiométrique (SLN) tel que la structure de bande, les densités d'états, la densité de charges électroniques, les masses effectives, les intégrales du saut Nb-Nb et O-O, ainsi que les différentes propriétés optiques déduites de la fonction diélectrique à savoir l'indice de réfraction, le coefficient d'extinction, le coefficient d'absorption... Au cours de notre étude, nous avons essayé aussi d'analyser et d'interpréter, les désaccords qui apparaissent dans les résultats de calculs ab initio d'un auteur à un autre. Ces désaccords imputables aux méthodes de calcul employées sont parfois déjà très sensibles pour le matériau SLN exempt de défauts. La valeur expérimentale de l'énergie de gap (3.78 eV) correspondante à LN quasi stoechiométrique (NSLN) - fréquemment cité dans la littérature - fut suggérée plus grandes pour le SLN d'après des études ab initio récentes. Pour cette raison, nous avons tenté de la corriger en utilisant une nouvelle approche (en se référant à la valeur d'indice de réfraction expérimental du SLN). Ainsi, nous nous proposons une nouvelle valeur théorique Eg pour le LN pur. A cet effet, une correction de certains pics d'énergie des états excités des spectres optiques a été mise en évidence / Lithium niobate (LN) has piezoelectric, electro-optics, nonlinear optical and photorefractive properties, which are rich in mature (surface acoustic filters, EO modulators, frequency converters) or potential (holographic memories, photo-induced waveguide) applications. Using the density functional theory (DFT) combined with the full potential linearized augmented plane waves (FP- LAPW) method implemented in the WIEN2k_12 code, we investigated - with more details - the electronic properties of stoichiometric LN (SLN) such as the band structure, the density of states, the charge density, the effective masses, the hopping integral for Nb-Nb and O-O, as well as different optical properties derived from the dielectric function like the refractive index, the extinction index, the absorption coefficient ...etc. In our study, we also tried to analyze and interpret some disagreements that appear in the results of ab initio calculations of an author to another. These disagreements due to the methods of calculation employed may be very sensitive for the SLN material without any defects. The experimental value of the energy band gap (3.78 eV) corresponding to LN nearly stoichiometric (NSLN) - frequently cited in the literature - was suggested to be largest for SLN according to recent ab inito studies. For this reason, we have tried to correct it by using a new approach (referring to the value of the experimental refractive index of SLN). Thus, we propose a new theoretical value Eg for pure LN and we bring correction of some energy's peaks of excited states of the optical spectra

Ce travail de thèse porte sur la conception et la réalisation de capteurs optiques ultracompacts et sensibles utilisant le mode d’interrogation en intensité pour la détection d’analytes chimiques et biologiques. Deux approches, l’intégration hybride et l’intégration monolithique, ont été explorées durant cette thèse. Après un descriptif des outils d’analyse et de conception de guides d’onde et de micro résonateurs en anneaux, le manuscrit présente l’intégration hybride d’un laser Fabry-Perot en semiconducteur III-V avec un résonateur en anneau basé sur du matériau SOI. Le laser Fabry-Perot à faible coût fonctionnant en multimode longitudinal a été utilisé comme peigne de référence pour le résonateur en anneau en contact avec un échantillon liquide. L’effet Vernier a été implanté dans le système de détection en utilisant le mode d’interrogation en intensité. La largeur spectrale étroite du laser avec sa densité de puissance élevée ont permis d’obtenir un capteur de plus haute sensitivité en comparaison avec le capteur en double anneaux réalisé précédemment. Une étude numérique d’un capteur composé d’un laser Fabry-Perot et deux résonateurs en anneaux permettant de compenser la fluctuation de température a été ensuite présentée. Concernant l'intégration monolithique, l'interface entre oxyde et non-oxyde après l’oxydation de AlGaAs a été étudiée au Central de Technologies du LPN/CNRS. Un phénomène d’oxydation verticale de GaAs ou AlGaAs avec une faible teneur en aluminium activée par une couche voisine oxydée de AlGaAs avec une forte teneur en aluminium a été identifié expérimentalement. Afin de limiter l’oxydation verticale et de réduire la rugosité des interfaces, des guides d’onde basés respectivement sur une structure intégrant un super-réseau et sur une structure standard ont été fabriqués et caractérisés. L’impact de l'hydrogène sur l'activation du processus d'oxydation de GaAs ou AlGaAs avec une faible teneur en Al a été mis en évidence. Enfin, ce manuscrit décrit la réalisation et la caractérisation d’un laser Fabry-Perot fonctionnant en mode TM. Ce laser constitue une brique important vers l’intégration monolithique d’un capteur extrêmement sensible. / The objective of the thesis is to realize the integrated optical sensors with high sensitivity using intensity interrogation method for chemical and biological analyte detection. For this purpose, two approaches, hybrid integration and monolithic integration, have been explored theoretically and experimentally during this thesis. After a review of the design and analysis tools of optical waveguide and micro-ring resonators, the manuscript reports an experimental demonstration of a highly-sensitive intensity-interrogated optical sensor based on cascaded III-V semiconductor Fabry-Perot laser and silicon-on-insulator ring resonator. The low-cost easy-to-fabricate Fabry-Perot laser serves as a reference comb for the sensing ring in contact with liquid sample. The Vernier effet has been exploited in the detection scheme using intensity interrogation mode. The sharp emission peaks of the FP laser with high spectral power density result in a high sensitivity for the sensor compared to previously investigated all-passive double-ring sensor. The temperature compensation method has also been investigated numerically to improve the performance of the sensor. Concerning the potential monolithic integration of laser and sensing waveguide, the interface between oxide and non-oxide after wet oxidation of buried AlGaAs has been investigated at the Technology Centre of LPN/CNRS. The vertical oxidation of GaAs or AlGaAs with low Al content activated by a neighbouring oxidized Al-rich AlGaAs layer has been discovered experimentally. To limit the vertical oxidation and reduce the roughness of the interface, the waveguides with buried oxide layer on superlattice sample and standard sample have been fabricated and characterised. The key role of hydrogen incorporation in the activation of the oxidation process for GaAs or AlGaAs materials with low Al content has been shown experimentally. Finally, this thesis reports the fabrication and the characterisation results of a Fabry-Perot laser working on TM mode which is an important building block for highly-sensitive monolithically-integrated circuit.

L'arsenic est un metalloïde toxique et cancérigène. Ubiquiste dans la pedosphere, il est très sensibleaux fluctuations des conditions redox du sol, ce qui influe significativement sa toxicité et mobilité. Nousétudions le cycle biogéochimique global de l'arsenic, en tenant compte de l'usage croissant des ressources, etpassons en revue l'importance respective de l’arsenic geogénique et anthropogénique dans l’environnement.La contamination à l’arsenic est souvent diffuse dans les bassins sédimentaires de l'Europe. Cependant, desconcentrations dans l'eau interstitielle du sol peuvent être élevées lors de périodes de saturation du solcausées par la monté des eaux souterraines ou les inondations, prévues d'augmenter dû aux changementsclimatiques. La spectrométrie de fluorescence X quantitative et sans standard a été utilisée pour analyserl'arsenic dans des sols relativement contaminés de la plaine alluviale de la Saône au moyen de protocoles depréparation d'échantillons conçus pour optimiser la précision d'analyse et l'exactitude in situ aux bassesconcentrations d'arsenic. L'arsenic dans ces sols est associe aux (hydr)oxydes du fer et de manganèse de lataille d'argile colloïdale. Ceux-ci subissent une dissolution réductrice par les microorganismes lors desinondations, libérant une importante concentration d'arsenic dans la phase aqueuse. Si, par la suite, l'arsenicdégagé n'est pas éliminé avec l'eau de crue évacuée, il est ré-immobilisé pendant l'oxydation du sol et lareprécipitation des oxydes métalliques. Grâce à une combinaison novatrice d'analyses chimiques par voiehumide, d’écologie microbienne, de spectroscopie ainsi que de modélisation thermodynamique et cinétique,nous démontrons que les cycles d'oxydo-réduction séquentiels entraînent une atténuation d'arsenic aqueuxdans des conditions réductrices dû à la coprécipitation croissante, et a une diminution de l'activitémicrobienne causée par l’appauvrissement en matière organique labile. Des processus d'atténuationsimilaires sont observés en l'absence d'activité microbienne pour Cr et As dans des argiles pyriteuses lorsquecelles-ci sont exposés aux oscillations redox provoquées par l'ajout de substances humiques réduites. Ainsi,nous montrons que les effets cumulatifs de cycles redox successifs sont extrêmement importants pour lamobilité de divers contaminants dans l'environnement. / Arsenic is a toxic and carcinogenic metalloid, ubiquitous in the pedosphere and highly sensitive tofluctuations in soil redox conditions which dramatically influence both its toxicity and mobility. We reviewthe global biogeochemical cycle of arsenic in light of increasing resource usage and re-evaluate theimportance of anthropogenic and geogenic arsenic inputs to the exogenic cycle. Arsenic contamination isoften diffuse in European sedimentary basins. Despite this, concentrations in soil pore-water may be highduring periods of soil saturation caused by rising groundwater or surface flooding which is predicted toincrease due to climatic change. Standardless quantitative X-ray fluorescence spectrometry is used toanalyse for arsenic in moderately contaminated soils on the alluvial plain of the Saône River with samplepreparation protocols designed to optimize analytical precision and accuracy in-situ at trace arsenicconcentrations. Arsenic in these soils is shown to be associated with colloidal and clay sized iron andmanganese (hydr)oxides which undergo microbially mediated reductive dissolution during flooding, releasingsubstantial arsenic to the aqueous phase. If released arsenic is not subsequently removed with recedingflood water it is re-immobilized during soil oxidation and re-precipitation of metal oxides. We demonstratethrough a novel combination of wet chemistry, microbial ecology, spectroscopy and thermodynamic andkinetic modelling that sequential reduction-oxidation cycles result in aqueous arsenic attenuation duringreducing conditions due to increased co-precipitation and decreases in microbial activity due to depletion oflabile organic matter. Similar attenuation processes are observed in the absence of microbial activity for Crand As in pyrite-bearing clays when subjected to redox oscillations induced by addition of reduced humicsubstances. We demonstrate that the cumulative effects of successive redox cycling are therefore of greatimportance to contaminant mobility in a variety of environments. / El arsénico es un metaloide tóxico y cancerígeno, ubicuo en la pedosfera y altamente sensible a lasfluctuaciones de las condiciones redox del suelo, las cuales controlan tanto su toxicidad como su movilidad.La presente tesis doctoral tiene como objeto de estudio el ciclo biogeoquímico global del arsénico y examinala importancia de los aportes del arsénico antropogénicos y geogénicos al ciclo exógeno tomando en cuentael uso creciente de recursos.La contaminación con arsénico es generalmente difusa en las cuencas sedimentarias europeas. No obstante,las concentraciones en las aguas intersticiales del suelo pueden ser elevadas durante los periodos desaturación causados por el aumento de aguas subterráneas o inundaciones, cuyo incremento se prevédebido a los cambios climáticos. La espectrometría de fluorescencia de Rayos-X cuantitativa y sin estándar esutilizada para analizar el arsénico en suelos relativamente contaminados en la llanura aluvial del río Saône,mediante protocolos de preparación de muestras diseñados para mejorar la precisión analítica y la exactitudin-situ a bajas concentraciones de arsénico. La presencia de arsénico en estos suelos demuestra estarasociada a los (hidr)óxidos de hierro y de manganeso de tamaño de arcilla coloidal, los cuales experimentanuna disolución reductora por acción microbiana durante las inundaciones, liberando así una importanteconcentración de arsénico en la fase acuosa. Si, posteriormente, el arsénico despedido no se elimina con elagua saliente, éste se vuelve a inmovilizar durante la oxidación del suelo y la re-precipitación de óxidosmetálicos. Gracias a una combinación innovadora de análisis químicos por vía húmeda, ecología microbiana,espectroscopia, así como modelado termodinámico y cinético, demostramos que los ciclos de oxidoreducciónsecuenciales provocan una atenuación de arsénico acuoso durante condiciones de reduccióndebido al aumento de coprecipitacion y disminución de la actividad microbiana causada por el agotamientode materia orgánica lábil. Se observan procesos de atenuación similares en caso de ausencia de actividadmicrobiana para Cr y As en arcillas piritas cuando son sometidos a oscilaciones de redox inducidas mediantela adición de sustancias húmicas reducidas. Es así como demostramos que los efectos acumulativos de ciclossucesivos de redox son muy importantes para la movilidad contaminante en una variedad de ambientes.

Many regions in Africa are presently faced with an increasing flood risk due to impending climate change and population growth. One useful mitigation strategy to decrease this risk would be to map it, so that urban planning, warnings systems and emergency response subsequently could be designed to reduce societal vulnerability. This is, however, not widely feasible on the African continent, as developing countries often lack access to the topography and discharge data required to produce high- quality flood risk maps. To seek a way around this problem, on-going research is investigating the possibility of obtaining alternative model inputs, by using global datasets of elevation, derived from remote sensing, and methods to estimate flood flows. This thesis presents a case study within this context where the aim was to determine the accuracy of an African catchment-scale flood map, produced with the satellite product SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) as topography input, and to explore the potentials and limitations of such a model scheme. Two high-magnitude floods, occurring in year 2000 and 2013 in the Lower Limpopo Basin (Mozambique), were modelled for inundation extent, using a no-channel 2D model built for the LISFLOOD-FP flood modelling software. Flood water levels were also simulated to assess the models vertical performance. Model outcomes were evaluated against satellite imagery and recordings of high watermarks, adjusting the value representing the roughness of the floodplain to optimize flood extent correspondence. Due to different hydrograph dynamics, simulations of the two floods required different values of roughness (0.02 and 0.09 s m-1/3) to reach maximum accuracy (F = 0.59 and 0.64, respectively). However, the results also indicated that a model calibrated with a flood of relatively low return period potentially could be used to map rare flood events. Simulation inaccuracies were mainly attributed to (1) reservoirs and streams, temporarily connecting to the river system during high flow conditions, (2) limitations of the topography data, in terms of recognizing riverbed geometry and floodplain micro-topography, and (3) cloud cover, reducing the accuracy of flood extent reference data. The vertical simulation accuracy, with an average error of ± 2 m, was well within the uncertainty bounds of input data. Errors were in this case ascribed the SRTM’s representation of high slope terrain and possible radar speckles in urban areas. The findings of this study indicate that there is high potential in using SRTM data for mapping of high-magnitude flood risk in Africa, but also that consideration to river system complexity is crucial. / Många  områden  i  Afrika  står  för  närvarande  inför  en  ökad  översvämningsrisk  på  grund  avklimatförändringar och befolkningstillväxt. En användbar strategi att minska denna risk skulle vara att kartlägga den, så att stadsplanering, varningssystem och respons vid nödsituationer därefter skulle kunna utformas till att begränsa samhällets sårbarhet. Detta är dock inte möjligt på bred front över Afrikas kontinent, då utvecklingsländer ofta saknar det data av topografi och vattenflöde som behövs för producera högkvalitativa översvämningsriskkartor. För att försöka hitta ett sätt att kringgå detta problem undersöker pågående forskning möjligheten att generera alternativ modelleringsinput, från globalt tillgängligt höjddata, insamlat av satelliter, och metoder att uppskatta översvämningsflöden. Denna uppsats presenterar en fallstudie inom denna kontext där syftet var att bestämma kvalitén hos en översvämningskarta över ett Afrikanskt avrinningsområde, producerad med satellitprodukten SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) som topografiinput, och att utforska möjligheterna och begränsningarna med en sådan karteringsmodell. Två stora översvämningar, vilka inträffade år 2000 och 2013 i Nedre Limpopobassängen (Mocambique), simulerades för utbredning med hjälp av en 2D- model utan flodfåra byggd för modelleringsprogrammet LISFLOOD-FP. Vattennivåer simulerade också för att kunna bedöma modellens vertikala prestation. Resultaten jämfördes med satellitbilder och dokumenterade höga vattenmärken (observerade på t ex. husfasader), samtidigt som flodplanets flödesmotstånd justerades för att optimera överensstämmelsen. Då översvämningarna var av olika karaktär behövdes olika flödesmotstånd (0.02 and 0.09 s m-1/3) för att maximal kvalité på respektive översvämningskarta skulle uppnås. Denna kvalité beräknades till 0.59 och 0.64, på en index-skala (F) där 1.00 motsvarar en perfekt simulering. Trots olika optimala flödesmotstånd antydde resultaten även att en modell kalibrerad med en relativt frekvent återkommande översvämning möjligtvis kan användas till att kartlägga sällsynta översvämningar. Avvikelserna mellan dokumenterad och simulerad översvämningsutbredning tillskrevs i huvudsak: (1) sjöar och vattendrag som temporärt ansluter till flodsystemet under höga flöden, (2) begränsningar i topografidatat gällande att fånga flodens geometri och flodplanets mikro-topografi samt (3) moln som skymmer översvämningarna i referensdatat och minskar dess sanningshalt. Vattennivåer simulerades med ett genomsnittligt fel av±2 m, vilket med marginal ligger inom inputdatats totala osäkerhetsram. Avvikelserna troddes i detta fall bero på SRTM-datats representation av sluttande terräng och möjliga radarfläckar (reflektioner) i urbana områden. Resultaten i denna studie indikerar att det ligger stor potential i att använda SRTM- data för att kartlägga risken för stora översvämningar i Afrika, men belyser också vikten av attuppmärksamhet ges till flodsystems komplexitet.

The probability and impact of flooding is projected to increase in the future. This is due to climate and land-use changes (e.g. urbanization) in addition to the ongoing socioeconomic development of many floodplain areas. Exploiting the increasing availability of satellite data for flood inundation modelling will allow mapping floods in remote, data-poor areas to lower costs, and thereby make it possible to estimate flood risks in areas that today lack the economic resources needed for supporting risk assessment. In this context, this study has investigated the potentials and limitations of using low-cost, global remote sensing data (i.e. SRTM) to support flood inundation modelling. To this end, a case study of a river reach along the Mississippi was exploited. In particular, two flood inundation models were built by using the same 2D hydraulic model code (LISFLOOD-FP), but with two different topographical inputs, i.e. high quality/accuracy LiDAR topography data and the freely available SRTM topography data. The LiDAR data was lowered to the same resolution as the SRTM data and the two models were run with the resolution of 83x83 m2 . Thereafter, the models were compared by simulating two historical flood events of different magnitude. The comparison of the two models showed that flood inundation modelling with satellite data is more accurate (closer to the reference model, i.e. LiDAR-based model) for the higher magnitude flood event than for the lower magnitude flood event. This was attributed to the relatively reduced importance of micro topography during bigger flood events. An area-based performance measure gave a value of the correspondence (i.e. the fit) between the predicted flood extents for the two models. The areas/pixels were reclassified in ARC GIS to flooded or dry. Thereafter, areas flooded in both the LiDAR and the SRTM simulations were divided by the sum of the areas flooded in both or in one of the simulations (LiDAR or SRTM). From this procedure the fit could be determined, where a fit of 100 % would mean that the simulations had predicted the same flood extents. For the high magnitude flood event simulated in this study, the fit in terms of flood extent between the LiDAR-based and the SRTM-based model was 72 %, while the fit for the smaller flood was only 38 %. In this study, model calibration was preformed manually because of limited availability of time and computational power. However, this is not considered a major limitation as the work does not aim to make a faultless model of this river reach of the Mississippi, but rather to determine the potentials and limitations of SRTM topography data in supporting flood inundation modelling. Additional studies of rivers systems with different properties, flood magnitudes, vegetation covers and river scales should be conducted, to further validate the usability of remote sensing data for flood inundation modelling. / Stora områden runt om i världen har problem med översvämningar, som står för 40 % av alla dödsfall orsakade av naturkatastrofer. Det är troligt att risken för översvämningar kommer att öka i framtiden på grund av klimatförändringar och ändrad landanvändning, som till exempel urbanisering. Ett problem är att det ofta är dyrt att göra kartor som beskriver översvämningsrisker och därför finns det många områden där kunskap om riskerna saknas. I denna studie har det undersökts huruvida det är möjligt att använda globala fjärranalysdata (data från satelliter) för översvämningsmodellering. Detta skulle möjliggöra framställandet av kartor över översvämningsrisker till en låg kostnad, och därmed nå ut till områden där idag inte finns ekonomiska resurser nog för detta. En fallstudie har gjorts av en sträcka utmed Mississippifloden (USA) och två översvämningsmodeller har byggts genom att använda samma hydrauliska modelleringskod (LISFLOOD-FP). Skillnaden mellan modellerna var att den ena modellen byggdes med hjälp av LiDAR-topografidata, medan den andra modellen baserades på gratis SRTMtopografidata. LiDAR-data är högkvalitativt och högupplöst data (1 meter upplösning) insamlat från flygplan med hjälp av laser. SRTM-data har endast 30-90 meters upplösning (83 meter inom fallstudieområdet) och är insamlat av satelliter. Upplösningen av LiDAR-datat ändades till samma upplösning som för SRTM-datat och båda modellerna kördes med en upplösning av 83x83 m2 . De två modellerna jämfördes genom att två historiska översvämningar, en liten år 2008 och en mycket stor år 1993, simulerades. Jämförelsen av de två modellerna visade på att modellering med hjälp av satellitdata är mer precist och närmare referensmodellen, det vill säga den LiDAR-baserade modellen, för större översvämningar än för mindre översvämningar. Förklaringen till detta tillskrevs den relativt reducerade betydelsen av mikrotopografi för större översvämningar. Överrensstämmelsen mellan modellresultaten räknades ut genom att områdena/pixlarna först blev omklassificerade i ARC GIS som översvämmande eller icke översvämmade. Därefter delades antalet områden som svämmades över i båda simuleringarna med antalet områden som svämmades över i båda simuleringarna eller i den ena av simuleringarna. På detta sett kunde en faktor för överensstämmande bestämmas, där en faktor på 100 % innebar att modellerna förutspådde lika stora översvämningar. För den större översvämningen som simulerades överensstämde, i fråga om utbredning, de två modellerna (LiDAR och SRTM) till 72 %, medan modellerna för den mindre översvämningen endast överensstämde till 38 %. I denna studie gjordes kalibreringen manuellt då den tillgängliga tiden och datorkapaciteten var begränsad. Dock så anses inte detta vara en stor begränsning eftersom studien inte syftade till att göra en felfri modell av översvämningsriskerna utmed en sträcka av Mississippifloden, utan till att undersöka användbarheten och begränsningarna av satellitdata för översvämningsmodellering. Denna studie stödjer tidigare teorier om att globala satellitdata har stort användningsområde för att simulera översvämningsrisker. Dock behövs fler studier av flodsystem med olika egenskaper, storlek på översvämningar och vegetation göras för att ytterligare validera detta.

Les prostaglandines modulent d’importants rôles physiologiques. Elles sont aussi impliquées dans le développement d’une variété de conditions pathologiques telles l’inflammation, la douleur et le cancer. La prostaglandine PGF2α et son récepteur (récepteur FP) se trouvent impliqué dans la modulation de nombreuses pathologies tels lors de l’accouchement préterme et le cancer colorectal. Récemment, nous avons fait partie d’un groupe de recherche ayant développé des modulateurs allostériques du récepteur FP. Dans une première étude, l’action du PGF2α sur le déclenchement des contractions myométriales a été évaluée, car peu d’information est connue sur la signalisation de cette prostaglandine lors de l’accouchement. Ainsi, nous avons utilisé un peptidomimétique de la deuxième boucle extracellulaire, dénommée PDC113.824. Nos résultats ont démontré que le PDC113.824 permettait de retarder la mise bas chez des souris gestantes, mais agissait de manière différente sur les multiples voies de signalisation de la PGF2α. Ainsi, le PDC113.824 inhibait la voie RhoA-ROCK, dépendante de l’activation de la protéine Gα12 par le. Les protéines RhoA-ROCK sont des acteurs clés dans le remodelage du cytosquelette d’actine et des contractions myométriales lors de l’accouchement. De plus, le PDC113.824 en présence de PGF2α agit comme un modulateur positif sur la voie dépendante de l’activation de la protéine Gαq. Le PDC113.824 serait donc un modulateur allostérique non compétitif possédant des actions à la fois de modulateurs positifs et négatifs sur la signalisation du récepteur FP Dans une seconde étude, des analogues du PDC113.824 ont été conçus et analysés dans un second modèle pathologique, le cancer colorectal. Ce cancer possède de hauts niveaux de récepteur FP. Nous avons donc étudié le rôle du récepteur FP dans le développement et la progression du cancer colorectal et l’effet de modulateurs allostériques. Il est généralement accepté que dans le cancer colorectal, la prostaglandine PGE2 permet la croissance et l’invasion tumorale, ainsi que l’angiogenèse. Toutefois, peu d’informations sont connues sur le rôle du PGF2α dans le cancer colorectal. C’est dans ce contexte que nous avons décidé d’examiner la contribution de ce récepteur dans la progression du cancer colorectal et cherché à déterminer si la modulation des fonctions du récepteur FP a un impact sur la croissance de tumeurs colorectales. Nos recherches ont révélé que l’activation du récepteur FP permet la migration et la prolifération de plusieurs lignées cellulaires humaines et murines d’adénocarcinomes colorectaux. Dans ce contexte, nos expériences ont démontré que la migration des cellules cancéreuses était dépendante de l’activation de la voie Rho. Nos résultats démontrent qu’en effet, l’activation de RhoA, une petite GTPase clé de la voie Gα12, est inhibée de façon sélective par nos composés. De plus, nos molécules allostériques sont également efficaces pour inhiber la voie de signalisation de la ß-caténine, une protéine impliquée dans la genèse du cancer colorectal. In vivo, le traitement de souris avec un des ces modulateurs a permis une inhibition effective de la croissance tumorale. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent donc que les modulateurs allostériques des récepteurs FP pourraient constituer une nouvelle classe de médicaments utilisés pour le traitement du cancer colorectal. / Prostaglandins play many important physiological roles. They are also involved in the development of a variety of pathological conditions such as inflammation, pain and preterm labor. The prostaglandin PGF2α and the FP receptor are implicated in the modulation of many pathological diseases, for example in preterm labor and in colorectal cancer. Our group has recently developed FP receptor allosteric modulators and focused on the role of this receptor and its ligand PGF2α in different models. In a first study, the action of PGF2α on myometrial contraction was evaluated because there is little information about the pathway signalling regulating these contractions. We used a peptidomimectic whose structure is based on the second extracellular loop of the FP receptor and who is an inhibitor of parturition in mice, the PDC113.824. Our results have demonstrated that PDC113.824 is able to delay parturition in mice, affecting multiple pathways activated by the FP receptor and PGF2α. PDC113.824 inhibited the PGF2α mediated activation of the Gα12 dependent activation of the RhoA-ROCK signalling pathway. RhoA and ROCK proteins are keys actors in the remodelling of actin cytosqueleton and in myometrial contractions. Furthermore, PDC113.824 with the presence of PGF2α acted positively by increasing the activation of the Gαq pathway. Our finding suggests that PDC113.824 is an allosteric modulator with dual actions, acting in a positive and negative way on the FP receptor signalling. In a second study, analogues of PDC113.824 were made and analysed in a second pathological model, colorectal cancer development and progression. Colorectal cancer seems to posses high levels of FP receptor but it is generally accepted that PGE2 promotes tumor growth, invasion and angiogenesis. However, little is known about the effect of PGF2α in colorectal cancer and only one report has suggested that this prostaglandin can stimulate motility and invasion. Its in this context, whether modulation of FP receptor function can impact colorectal tumors growth remains to be defined. Using our allosteric modulator, we investigated the contribution of FP receptor in the malignant progression of colorectal cancer. Our findings indicate that activation of FP receptors promote migration and proliferation of different human and murine colorectal cell lines. In this context, we demonstrated that this migration was dependent upon the activation of the Rho signalling pathway. Our results indicate that the activation of RhoA, a key small GTPase of the Gα12/13 pathway, is selectively inhibited by our compounds. We also showed that our allosteric modulator could act negatively on the β-catenin pathway, which is a protein with multiple effects on the progression of colorectal cancer. In vivo, treatment of mice with one this allosteric modulator is effective in inhibiting colorectal tumor growth in a xenograph mouse model. Together these findings suggest that PGF2α and the receptor FP, may play a considerable role in the development and progression of colorectal cancer.

The main theme of this thesis is the usage of the test investigating the formation potential of trihalogenmethanes (THM FP) and its comparison with conventional indicators of water quality (CODMn, A254 and colours). As for the experimental part of the thesis, rating of the effectiveness of selected technological procedures has been applied (e.g.: coagulation, adsorption and ozonation in the act of treatment of artificially prepared water model with a higher content of humic substances in laboratory conditions). Based on the obtained results, it was found that the common indicators of water quality have very similar attributes and also complete each other. On the contrary, those attributes of indicators may not be sufficient in case of the evaluation of water quality with high content of humic substances. The findings made illustrate that the THM FP test enables the accurate evaluation of water quality, especially in connection with the content of an organic material susceptible to chemical changes. THM formation potential has proved its high value and also has confirmed that it can appropriately complete the other standarts that are being used for assessing the quality of treated water up to nowadays.

Gas phase kinetics of the reactions involving hydroxyl radical and hydrogen atom were studied using experimental and ab initio theoretical techniques. The rate constant for the H + H2S reaction has been measured from 298 to 598 K by the laser photolysis/resonance fluorescence (LP-RF) technique. The transition state theory (TST) analysis coupled with the measurements support the suggestion that the reaction shows significant curvature in the Arrhenius plot. The LP-RF technique was also used to measure the rate constant of the H + CH3Br reaction over the temperature range 400-813 K. TST and density functional theory (DFT) calculations show that the dominant reaction channel is Br-abstraction. The reaction H + CF2=CF-CF=CF2 was first studied by flash photolysis/resonance fluorescence (FP-RF) method. The experiments of this work revealed distinctly non-Arrhenius behavior, which was interpreted in terms of a change in mechanism. DFT calculations suggest that the adduct is CF2H-CF•-CF=CF2. At lower temperatures a mixture of this molecule and CF2•-CFH-CF=CF2 is likely. The theoretical calculations show that H atom migrates in the fluoroethyl radicals through a bridging intermediate, and the barrier height for this process is lower in the less fluorinated ethyl radical. High level computations were also employed in studies of the rate constants of OH + chloroethylenes reactions. VTST calculations indicate that, except the reaction of OH + C2Cl4, these reactions present a complex behavior. For OH + C2Cl4, conventional TST calculation shows a simple positive temperature-dependence behavior.