Au cours des dernières décennies, d'énormes quantités de haies, de lisières ont étédétruites en Europe tandis que le régime des incendies majeurs augmente dans les milieuxméditerranéens. La perte de ces milieux de type lisières s'accompagne d'une chutecatastrophique de la biodiversité. Notamment par la perte des refuges disponibles pour lafaune. Cette thèse s'intéresse à l'importance des abris à différentes échelles et sur différentsmodèles biologiques. Premièrement, l'influence de la disponibilité en abris au pied des haiessur la biodiversité a été démontrée à l'aide d'inventaires et grâce à une expérimentation surle terrain. Pour cela, une nouvelle approche d'inventaire qui combine les avantages desinventaires rapides et des techniques non létales a été mise au point. A une échelleintermédiaire, l'impact positif de l'ouverture du milieu forestier sur des populations dereptiles a été mis en évidence. Enfin, un suivi au niveau individuel de tortues d'Hermann apermis de suivre les conséquences de modifications l'habitat suite à un incendie majeur ; ilsuggère que les habitats brûlés restent favorables sur le long terme.En conclusion, l'importance des abris pour la biodiversité a été démontrée à plusieurséchelles d'espace, de temps et de précision. La conséquence pratique est que les fichestechniques de gestion des haies et des lisières devraient en tenir compte, ce qui n'est pas lecas actuellement. / During the last decencies, massive amounts of hedgerows and forest hedges have beendestroyed in Europe whereas increasing fire regimes threatened Mediterranean habitats.The loss of these hedge habitats is concomitant to a drastic loss of biodiversity. Notablythrough the decrease of shelter available to the fauna. This thesis aims to investigate therole of refuges considering different scales and biological systems. First, the positiveinfluence of the availability of shelter at the base of hedgerows on biodiversity has beendemonstrated using surveys and a field experiment. For that, a novel technique has beendeveloped by combining the advantages of rapid biodiversity assessments with non-lethalprocedures. At an intermediary scale, the positive impact of habitat opening on ophidianpopulations has been shown in a forest context. Finally, individual monitoring of Hermanntortoises allowed us to examine the impact of a major fire in habitat changes; the resultssuggest that burnt habitats remain suitable on the long term.In conclusion, the importance of refuges on biodiversity have been demonstrated atdifferent time, spatial and accuracy scales. In practice, technical recommendations shouldtake into account this key element to manage hedgerows and other hedge habitats; thiscurrently not the case.

Cette recherche concerne l’étude de l’efficacité d’outils liés à l’analyse fonctionnelle. Le contexte est celui d’enseignements et d’apprentissages qui visent la compréhension de systèmes techniques en éducation technologique au collège. L’utilisation de ces outils issus de l’industrie dans le système éducatif pose des problèmes d’adaptation. La place de l’analyse fonctionnelle, comme langage technique, est analysée au travers de la genèse instrumentale de l’artefact, de l’activité des élèves et de la transposition des savoirs. La problématique de l’efficacité des outils se pose chez les élèves pour comprendre la globalité d’un système technique et, chez les enseignants pour structurer l’apprentissage. La méthodologie a été menée de manière qualitative et quantitative auprès de ces acteurs. Deux expérimentations ont eu lieu, une première avec les enseignants, basée sur une enquête avec un questionnaire et des entretiens. Une seconde, avec les élèves, s’appuyait sur un test d’entrée puis différents exercices écrits et une manipulation opératoire avec une fabrication via une imprimante 3D. Les résultats d’un groupe initié à l’analyse fonctionnelle sont comparés à ceux d’un groupe non initié. Les analyses des données recueillies abordent la façon dont les compétences et les connaissances qui permettent une approche systémique en éducation technologique sont mises en œuvre. Les principaux résultats indiquent que si les enseignants s’emparent de l’analyse fonctionnelle, la maitrise n’est pas totale. Son enseignement profite plus particulièrement aux élèves ayant des difficultés scolaires. Ces éléments sont explicités, approfondis et mis en perspective dans cette thèse. / This doctoral research concerns the study of the effectiveness of some tools related to the functional analysis. The context is the teaching and learning process of technical systems in technological education in French comprehensive schools. The use of these tools coming from the industry in the educational system poses problems of adaptations. The place of functional analysis as a technical language is analyzed through the instrumental genesis of the artifact, the activity of students and through the transposition of knowledge. The issue of effectiveness of these tools arise among pupils to understand the whole of a technical system and among teachers to structure learning. The methodology was conducted in a qualitative and quantitative manner with these actors. Two experiments took place, with teachers first, based on a survey with a questionnaire and interviews. A second, with students, was based on an entry test and various written exercises and operative manipulation with a manufacture via a 3D printer. The results of a group introduced to functional analysis are compared with those of a group not initiated. Data analyses address the manner in which the skills and knowledge that enable a systemic approach in technological education are implemented. The main results indicate that if teachers take over the functional analysis, control is not total. His teaching mainly benefits to pupils with scholar difficulties. These elements are detailed in-depth and put into perspective in this thesis.

De part le monde, nombre de personnes sont atteintes par pathologies cérébrales directement liées au vieillissement. Pour comprendre les mécanismes biologiques du vieillissement cérébral et développer de nouvelles thérapies, l’utilisation de modèles animaux pertinents est un atout décisif. Le primate Microcèbe, est un modèle de vieillissement cérébral normal et pathologique. Il présente avec l’âge des altérations cérébrales anatomiques accompagnées de déficits cognitifs, similaires à celles observées chez l’Homme. Chez certains individus, ces altérations sont plus sévères, avec une atrophie de l’hippocampe et la présence de plaques amyloïdes, suggérant l’existence d’un vieillissement cérébral pathologique. L’exploration fonctionnelle du vieillissement cérébral du Microcèbe a été réalisée grâce à l’imagerie par Tomographie par Émission de Positons (TEP). Celle-ci a été complétée par des études anatomiques et histologiques du cerveau et un suivi comportemental. Une thérapie par un agoniste de l’Insuline-like Growth Factor 1 (PEG-IGF-1) a été évaluée. Chez les animaux âgés, outre la présence d’une atrophie cérébrale, le métabolisme glucidique était réduit dans le cerveau et les sous structures d’intérêt (cortex frontal, hippocampe, noyaux caudés et cervelet). Ces altérations cérébrales n’ont pas pu être associées à des déffcits cognitifs et ne peuvent être expliquées par des altérations anatomo-histologiques. Le traitement par PEG-IGF-1 n’a pas modifié la consommation cérébrale de glucose. Néanmoins, il s’est accompagné de changements dans les paramètres de la torpeur journalière présente chez ce primate, suggérant une modulation de la gestion des ressources énergétiques. En conclusion, la mesure du métabolisme glucidique cérébral par imagerie TEP constitue un marqueur fonctionnel du vieillissement cérébral chez le Microcèbe. Ce marqueur peut être utilisé pour explorer de nouveaux aspects du vieillissement cérébral et/ou l’apparition de pathologies. Il pourrait également permettre d’évaluer l’effet de thérapies sur le fonctionnement cérébral / Worldwide populations affected by age-related brain pathology are becoming increasingly numerous. Using relevant animal models is a critical to understand biological mechanisms of brain aging and evluate therapy. The Mouse lemur primate is an animal model of normal and pathological brain aging. Indeed, it develops age-associated brain abnormalities linked with cognitive deficits remaining human age-associated brain alterations. Moreover, some older individuals display more severe alterations, as in particular atrophy of the hippocampus and cerebral amyloid plaques, suggesting a pathological brain aging. Positron Emission Tomography (PET) was used to quantify cerebral glucose metabolism quantification in mouse lemurs. This study was completed with anatomical, histological, and behavioral studies. Additionally, an insulin-like growth agonist (PEG- IGF-1) therapy was evaluated in aged mouse lemurs. In older animals, besides a cerebral atrophy, a glucose metabolism reduction appeared in the brain, and in particular in the frontal cortex, hippocampus, caudate nucleus, and cerebellum. These functional impairments were not associated with detectable cognitive deficits and could not be explained by anatomical or histological alterations. The PEG-IGF-1 treatment did not enhance cerebral glucose consumption. Nevertheless, it induced changes in the parameters of daily

Le domaine général de la thèse est l’analyse de sensibilité de fonctions boîte noire. L’analyse de sensibilité étudie comment la variation d’une sortie peut être reliée à la variation des entrées. C’est un outil important dans la construction, l’analyse et l’optimisation des expériences numériques (computer experiments).Nous présentons tout d’abord l’indice d’interaction total, qui est utile pour le criblage d’interactions. Plusieurs méthodes d’estimation sont proposées. Leurs propriétés sont étudiées au plan théorique et par des simulations.Le chapitre suivant concerne l’analyse de sensibilité pour des modèles avec des entrées fonctionnelles et une sortie scalaire. Une approche séquentielle très économique est présentée, qui permet non seulement de retrouver la sensibilité de entrées fonctionnelles globalement, mais aussi d’identifier les régions d’intérêt dans leur domaine de définition.Un troisième concept est proposé, les support index functions, mesurant la sensibilité d’une entrée sur tout le support de sa loi de probabilité.Finalement les trois méthodes sont appliquées avec succès à l’analyse de sensibilité de modèles d’emboutissage. / The general field of the thesis is the sensitivity analysis of black-box functions. Sensitivity analysis studies how the variation of the output can be apportioned to the variation of input sources. It is an important tool in the construction, analysis, and optimization of computer experiments.The total interaction index is presented, which can be used for the screening of interactions. Several variance-based estimation methods are suggested. Their properties are analyzed theoretically as well as on simulations.A further chapter concerns the sensitivity analysis for models that can take functions as input variables and return a scalar value as output. A very economical sequential approach is presented, which not only discovers the sensitivity of those functional variables as a whole but identifies relevant regions in the functional domain.As a third concept, support index functions, functions of sensitivity indices over the input distribution support, are suggested.Finally, all three methods are successfully applied in the sensitivity analysis of sheet metal forming models.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l'effet d'apprentissages à court et long terme sur le système visuel. Nous avons d'abord montré grâce à des enregistrements Éléctroencéphalographiques que l'apprentissage d'une séquence de stimuli visuels induisait une activité cérébrale spontanée et sélective au prochain stimulus devant apparaitre et que cette activité sélective s'exprimait dans les bandes alpha et beta de l'activité électrique cérébrale. Par la suite nous avons montré grâce à de l'Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle que lors d'apprentissages longs (trois semaines) les représentations neurales de catégories visuelles associées étaient modulées et devenaient plus similaires après l'apprentissage. Les travaux présentés dans cette thèse ont donc permis de mieux caractériser l'impact d'apprentissages à différentes échelles de temps sur les représentations neurales d'objets visuels. / The work presented in this thesis deals with the effect of short- and long-term learning on the visual system. We first demonstrated through electroencephalographic recordings that learning a sequence of visual stimuli induced spontaneous and selective cerebral activity to the next-to-appear stimulus and that this selective activity was expressed in the alpha and beta bands of cerebral electrical activity. Subsequently, we showed through functional magnetic resonance imaging that during long learning (three weeks) the neural representations of associated visual categories were modulated and became more similar due to learning. The work presented in this thesis has thus made it possible to better characterize the impact of learning at different time scales on the neural representations of visual objects.

Ce travail s'intéresse à l'étude théorique de la structure et de la réactivité de complexes de samarium(II) en utilisant une approche de la fonctionnelle de la densité(DFT). Le cœur de ce travail est la réactivité de SmI2, le réactif de Kagan, vis-à-vis de substrats organiques. Après une brève introduction afin de rappeler les propriétés importantes de SmI2, une rapide présentation de la méthode de calcul utilisée pour la modélisation de la réactivité organométallique est proposée. Ce manuscrit est ensuite séparé en plusieurs sous-parties, chacune étant associée à un type d'additif pour la réactivité de SmI2 : (1) une base de Lewis, le HMPA (2) une source de proton H2O. Les réactions en présence de HMPA sont les premières présentées avec un intérêt particulier pour la réaction de Barbier (iodoalcane+cétone). Dans ce cadre, un nouveau chemin réactionnel est proposé permettant ainsi de définir une nouvelle base rationnelle pour la réduction sélective des cétones en présence de SmI2-HMPA. Dans un second temps, un travail a été réalisé sur la réactivité de SmI2 en solution aqueuse. En particulier, l'influence de la présence d'eau sur l'étape de réduction (transfert monoélectronique) du métal a été étudiée dans le cas de la valérolactone et d'un ester aliphatique. L'influence du binaire SmI2/H2O puis du ternaire SmI2/H2O/Amine a été étudiée théoriquement et a permis de montrer que la réactivité doit impliquer la formation de complexes bimétalliques dans un schéma de transfert de proton couplé à un transfert électronique (BPCET). Ce dernier diffère entre le binaire et le ternaire car dans le premier cas, le transfert de proton se produit directement à partir d'une molécule d'eau liée à un centre métallique alors que dans le second cas, l'amine joue un rôle de relais à proton. / This doctoral dissertation presents a theoretical investigation of the structure and reactivity of samarium(II) complex by means of DFT calculations. In this context, we focused on the exploration of the mechanisms in Sm(II) iodide (SmI2) mediated reactions towards organic substrates. A brief introduction of SmI2 reagent has been included at the beginning to address general aspects of this important reducing reagent. After the presentation of theoretical chemistry used for modeling of organometallic reactivity, this dissertation is mainly arranged by the class of additives utilized to study the reactivity of SmI2: (1) Lewis base-HMPA; (2) Proton source-H2O. Mechanistic study of SmI2-HMPA mediated reactions is first presented and special emphasis is placed on samarium Barbier reaction (iodo-alkane + ketone). In light of previous evidence, a new mechanism that provides insights for the selective reduction of alkyl halide over carbonyls by SmI2-HMPA is suggested. Then, the reactivity of SmI2-H2O mediated reduction of important functional groups is investigated. The role of H2O is uncovered in the electron transfer process. This study is then extended to the full reduction of valerolactone and aliphatic ester with SmI2-H2O and SmI2/H2O/Amine. The results show that the reduction proceeds through a bimetallic proton coupled electron transfer (BPCET) process. In particular, the activation of H2O in the first coordination shell by Sm center or the amine acting as a proton relay promotes the BPCET cascade.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le soufre est un macronutriment essentiel contribuant à l’élaboration du rendement et de la qualité des graines. Chez les espèces modèles M. truncatula et Arabidopsis, les gènes associés à la réduction du sulfate et à la biosynthèse des acides aminés soufrés sont exprimés dans l’embryon lors du remplissage de la graine, soulignant l’importance du transport de sulfate jusqu’à ce tissu. Chez M. truncatula, trois gènes codant des transporteurs de sulfate putatifs, MtSultr3;5, MtSultr2;2, et MtSultr4;1, sont fortement exprimés dans la graine. Le criblage des populations de mutants disponibles a permis d’identifier des mutants Tnt1 et EMS pour ces gènes. Cette étude a parallèlement été élargie à la caractérisation de mutants ADN-T d’Arabidopsis pour les cinq transporteurs de sulfate du groupe 3 (de la membrane plasmique) et pour SULTR4;1 (vacuolaire), dont les gènes s’expriment dans la graine en développement. Un rôle des transporteurs du groupe 3 dans les échanges de sulfate à l’intérieur de la graine a été mis en évidence. En particulier, l’analyse du protéome des graines de ces mutants a révélé un défaut d’accumulation des formes processées des protéines de réserve au sein de l’embryon (sultr3;5) et des modulations spécifiques de la composition protéique suggérant l’utilisation de sources alternatives de soufre (sultr3;4). Enfin, les résultats contrastés obtenus pour le mutant sultr4;1 suggèrent un rôle de l’efflux de sulfate des vacuoles pour le maintien de l’homéostasie redox lors du développement de la graine. / Sulfur is an essential macronutrient contributing to crop yield and seed quality. In the model species M. truncatula and Arabidopsis, genes involved in sulfate reduction and sulfur amino acid biosynthesis are expressed in the embryo during seed filling, underlying the importance of sulfate transport until this tissue. In M. truncatula, three genes encoding putative sulfate transporters, MtSultr3;5, MtSultr2;2, et MtSultr4;1, are strongly expressed in seeds. By screening mutant collections, we identified Tnt1 and EMS mutants for these genes. In parallel, this study was extended to the characterization of Arabidopsis T-DNA mutants for the five sulfate transporters belonging to group 3 (plasmalemma-located) and SULTR4;1 (vacuolar), whose genes are expressed in developing seeds. A role of the group 3 sulfate transporters in sulfate exchange between seed tissue was revealed. In particular, seed proteome analysis for these mutants revealed a reduced accumulation of storage protein processing within the embryo (sultr3;5), and specific modulations of protein composition suggesting the utilization of alternative sulfur sources (sultr3;4). Finally, contrasted results obtained for the sultr4;1 mutant suggest a role of sulfate efflux from vacuole for maintaining redox homeostasis during seed development.

Le cancer colo-rectal est un problème de santé publique majeur dans les pays développés. Le cancer du rectum est défini comme une marge distale de la tumeur à moins de 15 cm de la marge anale. Sa prise en charge optimale impose une discussion entre une chirurgie mutilante emportant les sphincters ou une chirurgie conservatrice laissant en place l'appareil sphinctérien et évitant l'incontinence et la colostomie. L’Imagerie par résonance magnétique (IRM) est l’examen de référence pour le diagnostic de la tumeur initiale. Dans projet, nous avons utilisé des outils IRM modernes comme la volumétrie et l’imagerie de diffusion dans l’évaluation thérapeutique des cancers du rectum après chimioradiothérapie.Nous avons ainsi montré que la variation de volume tumoral au cours du traitement du cancer du rectum était associée à une survie sans récidive à 5 ans : les patients dont le volume tumoral diminuait d'au moins 70% au cours du traitement néoadjuvant avaient une survie à 5 ans sans récidive et un grade de régression histologique significativement plus élevée que chez les patients dont le volume diminuait de moins de 70%. En utilisant la même technique de volumétrie tumorale tridimensionnelle au cours d'un essai thérapeutique, nous avons également montré pour la première fois que la variation précoce de volume tumoral du rectum au cours du traitement néoadjuvant par chimiothérapie seule pouvait prédire le succès du traitement ultérieur par radio-chimiothérapie puis chirurgie. L'étude de la variation précoce de volume tumoral est actuellement utilisée dans un essai randomisé prospectif multicentrique dans lequel la variation de volume tumoral du rectum après radio-chimiothérapie néoadjuvante chez des patients avec tumeur avancée (T3c, T4) est le déterminant de la poursuite d'un traitement radio-chimiothérapique néoadjuvant ou le traitement chirurgical radical (essai GRECCAR4, ClinicalTrials.gov NCT01333709). Nous nous sommes ensuite intéressés à l’imagerie de diffusion et en particulier l’IVIM marqueur prédictif de réponse thérapeutique. Dans cette étude, la diffusion pure permettait d’obtenir des résultats prometteurs pour l’évaluation de la réponse au traitement néoadjuvant. Finalement, nous présenterons les perspectives de recherche concernant un type particulier de réponse, les réponses colloïdes. / Colo-Rectal Cancer is the third most commonly diagnosed cancer in males and the second in females. Around 30% of all colorectal cancers are diagnosed in the rectum. Despite the major improvements that have been made management of rectal cancer still remains a challenge. Chemoradiotherapy (CRT) followed by surgery has been widely adopted for the management of locally advanced rectal cancers because this approach increases the probability of anal sphincter preservation, decreases the local recurrence rate and decreased the risk of colostomy. As we enter the era of personalized medicine with therapies stratified according to the risk of local or distant recurrence, imaging has become an essential tool in the preoperative decision making, to avoid both under- and overtreatment. Magnetic Resonance (MR) imaging is now an essential tool to enable the oncology team to make appropriate treatment decisions. First, we demonstrated that tumor shrinkage after preoperative chemotherapy–radiation therapy was associated with good response. Second, we demonstrated that early tumor volume decrease after induction chemotherapy before chemoradiotherapy was as well associated with good patient prognosis. Third, we demonstrated the added value of DW MR imaging for predicting tumor response using IVIM, a more sophisticated diffusion analytic approaches, which allows quantitative parameters that reflect tissue microcapillary perfusion and tissue diffusivity to be derived. In this study we demonstrated that true diffusion was associated with regression grade on pathology. Finally, we will present our perspectives especially in tumor response evaluation in patient with colloidal response.

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont des troubles neurodéveloppementaux fortement héritables. En parallèle, la théorie de l'hypoconnectivité fronto – postérieure semble être au coeur de la physiopathologie des TSA. Afin de comprendre la contribution des facteurs de risque familiaux de ce trouble, nous avons conduit conjointement une étude de connectivité anatomique et fonctionnelle chez des parents non atteints de sujets atteints de TSA. Nous avons réalisé une étude de tractographie en cerveau entier afin de comparer les valeurs de l'anisotropie fractionnelle généralisée le long des principaux faisceaux de substance blanche chez 85 sujets adultes : 39 parents non atteints, 18 sujets atteints de TSA comparés à 28 sujets contrôles. Après avoir corrigé pour les tests multiples, nous avons mis en évidence une diminution significative de l'anisotropie fractionnelle généralisée le long du faisceau fronto- occipital inférieur bilatéral chez les parents non atteints, les sujets atteints de TSA en comparaison aux sujets contrôles. Afin de comprendre l'implication fonctionnelle de la dysconnectivité anatomique fronto – occipitale retrouvée en tractographie, nous avons calculé la connectivité fonctionnelle entre les régions fronto – occipitales selon les extrémités du faisceau frontal - occipital inférieur bilatéral. En comparaison à 28 sujets contrôles, nous avons ainsi observé une augmentation significative de la connectivité fonctionnelle fronto - occipitale chez 38 parents non atteints et chez 13 sujets atteints de TSA. Une étude de connectivité fonctionnelle en cerveau entier serait une perspective prometteuse quant à l'interprétation de l'augmentation de la connectivité fronto – occipitale observée. Les anomalies fronto – occipitales montrées chez les parents non atteints, les sujets atteints de TSA pourraient correspondre à la mise en évidence d'un endophénotype dans les TSA. / Autism Spectrum Disorder (ASD) are neurodevelopmental disorders highly heritable.In parallel, the underconnectivity theory of ASD assumes that fronto-posterior brain disconnectivity is at the core of its pathophysiology. Our goal was to assess long-range structural and functional connectivity in unaffected parents of subjects with ASD to better understand the contributions of familial factors to heightened risk of ASD. We performed a diffusion weighted imaging (DWI) based whole brain tractography to compare generalized fractional anisotropy (gFA) in the main deep long white matter tracts in 85 adults: 39 unaffected parents, 18 probands compared to 28 controls. After corrections for multiple comparisons, we identified a significant decrease in gFA in the bilateral inferior frontal occipital fasciculus (IFOF) in both probands with ASD and unaffected parents when compared to controls. To understand the functional implication of fronto – occipital anatomical disconnectivity, we assessed the functional connectivity between the regions linked by IFOF exhibiting significant alterations in gFA. We also showed that both probands and unaffected parents exhibited a significantly increased functional connectivity between the frontal and occipital regions linked by the IFOF. In order to better understand and extend this interesting results, to evaluate the global functional connectivity of our sample in order to be able to interpret the increase of fronto-occipital functional connectivity would be an important perspective. These findings highlight an altered fronto-occipital connectivity in subjects with ASD and unaffected parents suggesting that fronto-occipital disconnectivity may be an endophenotype of ASD.