The rapidity space available for hadron production in electron-proton interactions at HERA is 11.4 units in width. In such a space the separation of virtual photon fragmentation from proton fragmentation is observed in events where the invariant mass of the final state hadronic system, W, is greater than 130 Ge V. Experimental cross sections for the virtual photon fragmentation process are presented. A new class of events is identified, where only virtual photon fragmentation and no proton fragmentation is observed. In the final state hadronic system of these events a rapidity gap over four units in width was discovered. Cross sections for these events are also presented, and comparisons are made with the theoretical predictions of the pomeron and hard diffraction models. / Ph. D.

Ce travail se propose d’étudier une esthétique propre à l’époque romantique : l’expression parla fragmentation du corps. En effet, l'esthétique romantique trouve dans la fragmentation récurrente du corps une issue à son opacité et un moyen d'exprimer au mieux l'essence du Tout. La tête et l'oeil en sont deux exemples particulièrement expressifs utilisés dans l’art. Mais c’est la main qui synthétise le mieux cette démarche esthétique : en unissant le sensible à l’intelligible, la main se fait centre de gravité de la création artistique.Le Künstlerroman et le Bildungsroman, mettent particulièrement en lumière la prégnance de ces enjeux esthétiques, tant en France qu’en Allemagne. Nous étudions de ce fait ici le Franz Sternbal deTieck, le Wilhelm Meister et le Faust de Goethe ainsi que sept contes d’Hoffmann afin de prouver la récurrence de cette esthétique au sein de genres littéraires aussi divers que le roman, le théâtre ou le conte. Ces trois genres sont également défendus par un corpus français prenant en compte l’un des bastions du romantisme hexagonal, Le Rouge et le Noir de Stendhal, en y alliant plusieurs nouvellestraitant de l’art : Sarrasine et Le Chef-d’oeuvre inconnu de Balzac, Le Fils du Titien de Musset et La Toison d’Or de Théophile Gautier. Ajouter Lélia de George Sand à notre corpus permet de prouver que cette esthétique s'étend jusqu'à l'un des plus grands succès littéraires de son époque. Enfin des oeuvres romantiques offrant au corps le premier rôle telles le Frankenstein de Mary Shelley, Fragoletta deLatouche, La Main du diable d'Alphonse Karr et La Main enchantée de Gérard de Nerval viennent renforcer notre thèse. / This work deals with an aesthetics specific to the Romantic Era : the expression through thefragments of the body. For the Romantics the recurrent fragmentation of the body is indeed a solutionto its opacity and the best way to express the real nature of the Whole. The head and the eye are twostrong and meaningful examples used in arts. But the hand is definitely the fragment which bestembodies this aesthetic approach: by bringing the tangible and intelligible together, the hand becomes abridge and the centre of artistic creation.Künstlerroman and Bildungsroman highlight especially well the pregnancy of these aestheticissues both in France and Germany. Therefore Tieck's Franz Sternbald, Goethe's Wilhelm Meister andFaust will be studied in our work as well as seven tales by Hoffmann in order to prove the recurrenceof these aesthetics in various genres such as novels, plays and tales. These three genres are alsorepresented by a French corpus including one of the works of reference in terms of Romantism, LeRouge et le Noir by Stendhal, compared to several short stories dealing with the theme of arts:Sarrasine and Le Chef-d’oeuvre inconnu by Balzac, Le Fils du Titien by Musset and La Toison d’Or byThéophile Gautier. Adding George Sand's Lelia to the corpus allows us to see how this aestheticsinfluenced even one of the greatest successes of its time. At last a few Romantic works featuring thebody as main character such as Frankenstein by Mary Shelley, Fragoletta by Latouche, La Main dudiable by Alphonse Karr and La Main enchantée by Gérard de Nerval reinforce our theory.

La fragmentation de l'appareil de Golgi représente un des changements les plus précoces et les plus répandus dans les maladies neurodégénératives. Afin de comprendre les mécanismes moléculaires de ces changements, j'ai étudié deux modèles expérimentaux de maladie du neurone moteur. 1. Les souris pmn (progressive motor neuronopathy) : Celles-ci sont atteintes d'une forme très grave de dégénérescence des neurones moteurs et des défauts moléculaires sont liés à une mutation faux-sens d'une protéine localisée au niveau du Golgi, la chaperonne des tubulines TBCE, identifiée par (Martin, Jaubert et al. 2002; Schaefer, Schmalbruch et al. 2007). Au cours de ma thèse, nous avons identifié des anomalies importantes du Golgi dans les neurones moteurs lombaires de souris pmn et déterminé leur relevance fonctionnelle ainsi que les mécanismes moléculaires. D'après les immunomarquages et la modélisation 3D des membranes, la fragmentation et l'atrophie du Golgi dans les neurones lombaires moteurs pmn ressemblent à celles rapportées dans la SLA et se produit dans des cinétiques similaires. Les analyses en microcopie électronique montrent que l'empilement des citernes golgiennes est progressivement remplacé par des petites vésicules. Les analyses biochimiques révèlent : 1/ une redistribution cytosolique des protéines d'arrimage tel que GM130, 2/ une diminution des protéines β-COP et 3/ une augmentation considérable des protéines golgiennes d'amarrage v-SNARE GS15 et GS28 contrôlant la fusion des vésicules. / Fragmentation of the Golgi apparatus represents one of the earliest and most constant pathological changes in neurodegenerative diseases. To understand the molecular mechanisms of these changes I investigated two experimental models of motor neuron diseases. 1. pmn mice with progressive motor neuronopathy. The pmn mice were chosen since they suffer from a very aggressive form of motor neuron degeneration and since their molecular defects represents a missense mutation in a Golgi-localized tubulin chaperone TBCE, as shown by previous (Martin et al 2002, Schäfer et al 2007). In the last years, we identified severe Golgi abnormalities in motor neurons of pmn mice and dissected out their functional relevance and molecular mechanisms. According to immunolabelings and 3D membrane modelings, Golgi fragmentation and atrophy in lumbar pmn motor neurons resembled those reported in human ALS and proceeded with similar kinetics. Electron microscopy illustrated that Golgi cisternae were progressively transformed into small vesicles. Biochemical analyses revealed : 1/ a cytosolic redistribution of tethering factor such as GM130, 2/ a decrease in β-COP protein level and 3/ a massive increase in the Golgi v-SNARE proteins GS15 and GS28 controlling vesicle fusion. These pathological changes were due to loss of TBCE expression since they could be rescued by transgenic expression of wildtype TBCE but not mimicked by sciatic nerve axotomy. They involved defective dynamics of Golgi-derived microtubules rather than accumulation of misfolded tubulins as shown by the differential effects of TBCE-depletion, Nocodazole and a folding-incompetent tubulin mutant.

When molecules are excited by photons or energetic particles, they will cool through the emission of photons, electrons, or by fragmenting. Such processes are often thermal as they occur after the excitation energy has been redistributed across all degrees-of-freedom in the system. Collisions with atoms or ions may also lead to ultrafast fragmentation in Rutherford-like scattering processes, where one or several atoms can literally be knocked out of the molecule by the incoming projectile before the energy can be completely redistributed. The resulting fragmentation pathways can in such knockout processes be very different from those in thermal processes. This thesis covers extensive studies of collisions between ions/atoms and isolated Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) molecules, isolated fullerene molecules, or clusters of these. The high stabilities and distinct fragmentation channels make these types of molecules excellent test cases for characterizing knockout-driven fragmentation and the reactions that these processes can lead to. I will present experimental measurements for a wide range of energies and compare them with my own molecular dynamics simulations and quantum chemical calculations. In this thesis, I present an in-depth study of the role of knockout in the energetic processing of molecules and clusters. The competition between knockout and thermally driven fragmentation is discussed in detail. Knockout-driven fragmentation is shown to result in exotic fragments that are far more reactive than the intact parent molecules or fragments from thermal processes. When such reactive species are formed within molecular clusters efficient molecular growth can take place on sub-picosecond timescales. The cluster environments are crucial here because they protect the newly formed molecules by absorbing excess energy. This is a possible pathway for the growth of large PAHs, fullerenes, and similar carbonaceous complexes found in, for instance, the interstellar medium. / <p>At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 1: Submitted.</p>

La fragmentation des matériaux est un phénomène qui entre en jeu dans de nombreux systèmes naturels et industriels, et à différentes échelles. D'un point de vue industriel, la fragmentation est d'une grande importance dans la production de granulats de carrière, qui sont soumis à des critères stricts en termes de tailles et de formes. Néanmoins, les phénomènes à l'origine de la fracture des matériaux restent encore aujourd'hui mal maîtrisés. Les méthodes aux éléments discrets permettent une modélisation des interactions à l'échelle de la microstructure du matériau. Un des avantages de ces méthodes est que la fissure apparaît et se propage dans l'empilement de manière naturelle, sans qu'il soit nécessaire de la décrire par modèles de fissuration.Un modèle aux éléments discrets permettant de représenter la cohésion au sein d'un matériau composé de particules de formes quelconques a été développé durant cette thèse. Des simulations numériques ont été effectuées pour deux types d'empilements représentant soit des matériaux cimentés, soit des matériaux “pleins”. Les résultats obtenus ont permis de confirmer que ce modèle est capable de reproduire le comportement macroscopique de la rupture de matériau fragile. Le modèle a été ensuite appliqué à l'étude de l'influence du positionnement de points de contact externes sur la résistance d'une particule cylindrique. Une étude expérimentale d'impact a été menée et a permis de confirmer ces résultats. Enfin, nous avons appliqué notre approche à la reconstruction de grains issus de données tomographiques. / The fragmentation of materials is a phenomenon which arises in several natural and industrial systems, and for a wide range of scales. From an industrial point of view, the crushing process is very important in the production of aggregates, which are often required to meet high criteria in terms of size and shape. However, the phenomena behind fracture of materials are still not completely understood. The discrete element methods allow to model interactions at the scale of the material micro-structure, by means of simple models. One of the advantages of this kind of methods is the natural way the crack initiates and propagates in the sample, without any need of a crack model. A discrete element model allowing to describe cohesion inside the material composed of particles of arbitrary shapes has been developed in this work. Numerical simulations have been conducted for two kinds of samples describing both cemented and plain materials. The results obtained have shown the ability of the numerical model to reproduce the macroscopic behavior of the fracture of a brittle material. The developed model has been applied to study the influence of the positioning of external contact points on the effective strength of a cylindrical shaped grain. The results have demonstrated an increase of the required force to break the grain depending on the position of the contacts. An experimental study has confirmed the numerical results. Finally, the model has been applied to the building of grains based on tomographic data.

Le principal objectif de ce travail est l'étude de la fragmentation d'enveloppes métalliques. Cette thèse est divisée en quatre parties : la construction d'un modèle d'endommagement, l'implémentation numérique, la calibration des paramètres du modèle en utilisant des données expérimentales, et des travaux analytiques.Tout d'abord, nous avons considéré des modèles qui couplent les modèles d'endommagement classiques avec la plasticité et la dynamique. En utilisant l'énergie et l'action du système, nous avons obtenu toutes les équations qui décrivent le modèle dynamique et ductile : l'équation de la dynamique, le critère de plasticité et le critère d'endommagement. Nous avons ensuite détaillé l'implémentation numérique de ces modèles.Des résultats qualitatifs ont ensuite pu être obtenus, comme le nombre et la direction des fissures, ainsi que la convergence vers le modèle quasi-statique.Afin de mieux comprendre l'influence de chaque paramètre du modèle, nous avons étudié analytiquement le problème. A partir de l'observation de l'amplitude des perturbations, nous avons pu décrire comment obtenir une approximation analytique du nombre de fissures dans le cas d'un anneau en expansion.Cependant, pour être capable de simuler des problèmes réalistes, il est nécessaire de calibrer les paramètres du modèle. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement au cas des matériaux fragiles. Les données expérimentales ont été obtenues par une série d'expériences réalisée par le CEA.Afin d'empêcher la localisation de la déformation plastique dans des bandes d'épaisseur nulle, d'autres formes de régularisation ont été étudiées, comme par exemple, l'utilisation des propriétés dissipatives du champ de température.Enfin, nous avons conclu ce travail en proposant des modèles de plasticité où l'énergie dépend aussi du gradient de la déformation plastique (modèles de plasticité à gradient). / The main objective of this work was the study of the fragmentation of a metallic shell. This thesis is divided into four parts: construction of a damage model, numerical implementation, calibration of the model parameters using experimental data and analytical works.In this work, we considered a model that couples the standard gradient damage models with plasticity and dynamics. Using the energy and the action of the system, we could obtain all the equations necessary to describe the dynamic ductile model: the equations of dynamics, the plasticity criterion and the damage criterion. We then detail the numerical implementation of these models.Some qualitative behaviours are then obtained, such as the number and the direction of cracks, and the convergence to the quasi-static model.In order to better understand the influence of the parameters, we studied the problem analytically. By studying the amplitude of the perturbations, we describe how to obtain an analytic approximation for the number of cracks in a ring under expansion.In order to run realistic simulations, it is needed to calibrate the material parameters. We focus here on a simple case of brittle materials. The experimental data were obtained in a series of shockless spalling tests performed by the CEA.We also study other forms of regularization, now applied to the plastic strain, avoiding localization in zero-thickness bands.We considered using the dissipative properties of the temperature field to regularize the model. Finally, we conclude with plasticity models where we add a term depending on the gradient of the plastic strain (gradient plasticity models).

L’analyse de l’ADN circulant dans le contexte de la tumorogenèse et comme outil diagnostic Le projet de thèse ici décrit est fondé sur la découverte remarquable qu'une quantité importante d’ADN circule dans le sang de patients atteints de cancer [1-5]. Le développement d'une technologie basée sur la détection de l'ADN circulant représente une avancée scientifique et médicale pour le diagnostic et le suivi dans la prise en charge thérapeutique des patients atteints de cancer. Malgré de nombreuses études menées au cours des dix dernières années [4,5] sur l'ADN circulant, les origines de la libération de l'ADN circulant dans les liquides biologiques sont hypothétiques et sa structure n'est pas élucidée. Ces données ne valident pas jusqu'à présent l'ADN circulant en tant que biomarqueur. Pour cette raison, les objectifs du groupe dirigé par Alain Thierry sont axés sur l'élucidation des formes structurelles de l'ADN circulant. Ainsi, en utilisant des souris nude xénogreffées avec des lignées cellulaires tumorales humaines de cancer colorectal ainsi que des échantillons sanguins cliniques provenant de patients atteints de cancer colorectal, l'équipe a montré que la concentration en ADN circulant était corrélée positivement avec la taille de la tumeur [6, 7] et ces résultats se sont révélés optimaux pour des tailles inférieures à 100 pb. Une discrimination significative entre les individus sains et les patients du cancer a été observée grâce à l'analyse de la fragmentation de l'ADN circulant. L'originalité de ces découvertes a donné naissance à la technologie Intplex récemment breveté par le CNRS [8]. L'objectif de la thèse est de valider la quantification et la fragmentation de l'ADN circulant comme un outil de diagnostic et de suivi de la maladie dans la prise en charge du cancer en analysant de près les facteurs qui peuvent influencer la quantification et la fragmentation de l'ADN circulant. Grâce au modèle animal développé par l’équipe et l’étroite collaboration avec les centres anti-cancéreux, différents paramètres seront analysés. Une partie de la thèse se concentrera sur la comparaison et la standardisation des résultats en fonction de nombreux facteurs spécifiques à la tumeur, comme son type, sa progression, sa différenciation et sa localisation tissulaire. Le travail de thèse portera également sur l'influence de facteurs individuels pouvant affecter la quantité et la fragmentation de l'ADN circulant: âge, sexe, antécédents médicaux, états physiologiques spécifiques, situations physiopathologiques. L'influence du traitement sera également explorée. Des études seront menées afin de standardiser l'analyse biologique: influence du rythme circadien, prise de nourriture .... Techniquement, la variation analytique et l'influence des facteurs pré-analytiques seront déterminées afin d’établir un guide de bonnes pratiques analytiques pour éliminer tout artefact susceptible d’affecter la quantité et l'intégrité de l'ADN circulant dans les échantillons. Ces deux paramètres seront testés dans une évaluation clinique prospective multicentrique sur une cohorte de 450 patients atteints de cancer colorectal. Ce travail garantit un impact considérable dans la littérature et dans la pratique clinique comme test non invasif de diagnostic et de suivi et comme un outil pour améliorer les connaissances de base sur l'ADN circulant et le cancer. / Analysis of circulating DNA circulating in the context of tumorigenesis and as a diagnostic tool The thesis project described here is based on the remarkable discovery that a significant amount of DNA circulates in blood of cancer patients [1-5]. The development of a technology based on the detection of circulating DNA represents a scientific and medical breakthrough for diagnosis and follow up in therapeutic care of cancer patients. Despite numerous studies conducted over the last decade [4,5] on circulating DNA, origins of release of circulating DNA in biological fluids are hypothetical and its structure is unclear. These data do not validate so far circulating DNA as a biomarker. For this reason, objectives of the group led by Alain Thierry are focused on elucidating structural forms of circulating DNA. Thus, using nude mice xenografted with human tumor cell lines of colorectal cancer as clinical samples from colorectal cancer patients, the team showed that the concentration was positively correlated with tumor size [6 , 7] and these results were optimal for sizes below 100 bp. A significative discrimination between healthy individuals and cancer patients was found by the analysis of circulating DNA fragmentation. The originality of these discoveries gave rise to the Intplex technology recently patented by the CNRS [8]. The aim of the thesis is to validate quantification and fragmentation of circulating DNA as a diagnostic and follow-up test in the management of cancer by closely analyzing the factors that may influence quantification and fragmentation of circulating DNA. Thanks to mouse model developed by the team and close collaboration with clinical cancer centers, different parameters will be analyzed. One part of the thesis will be focused on comparison and standardization of the different results depending on many factors specific to the tumor, such as its type, its progression, its differentiation and its tissue localization. The thesis work will also focus on the influence of individual factors that may affect the quantity and the fragmentation of circulating DNA: age, sex, medical history, specific physiological states, pathophysiological situations. The influence of treatment will also be explored. Studies will be undertaken in order to standardize the biological analysis: influence of circadian rhythm, food intake.... Technically, the analytical variation and the influence of pre-analytical factors will be determined to establish a good practice guide to eliminate any artifacts altering the amount and integrity of circulating DNA in the samples. These two parameters will be tested in a prospective multicentric clinical evaluation on a cohort including 450 patients with colorectal cancer. This work warrants a significant impact in the literature and in cancer clinical practice as a non invasive diagnostic and follow-up test and as a tool to improve the basic knowledge on circulating DNA and cancer.

L'objectif des travaux présentés dans ce mémoire est de caractériser la texture et la rhéologie des milieux granulaires en fonction de la polydispersité de forme et de taille des particules mais aussi en fonction de la cohésion interne des particules lorsqu'elles sont fragmentables, en vue d'une meilleure compréhension du procédé de fabrication des compacts. Pour ces études, nous avons utilisé la méthode de Dynamique des Contacts avec un modèle de rupture des particules. Nos analyses montrent que la polydispersité de forme peut jouer un rôle important lorsque la polydispersité de taille est faible. Par exemple, la résistance au cisaillement est presque indépendante de la polydispersité de taille mais elle diminue lorsque les formes deviennent plus irrégulières. La fragmentation des particules est fortement hétérogène en raison de la redistribution des contraintes au sein du matériau. Celui-ci garde la mémoire de la distribution granulométrique initiale, mais une classe intermédiaire de tailles se développe avec une distribution en loi de puissance des tailles et un rapport d'aspect moyen proche du nombre d'argent. Au cours du cisaillement, les déformations se localisent dans des bandes avec une compacité supérieure au reste du matériau en raison de la fragmentation des particules. La fragmentation tend également à annuler la dilatance et le pic de contrainte. / The general objective of the work presented in this dissertation is to investigate the microstructure and rheology of granular materials as a function of size and shape polydispersity of the particles, and to analyze the role of particle fragmentation as a function of the internal cohesion of particles in view of a better understanding of the manufacture process of powder compacts. For this work, we used numerical simulations by means of the Contact Dynamics method with a model of particle fracture. Our results suggest that shape polydispersity may play an important role when size polydispersity is low. For example, the shear strength is nearly independent of size distribution but declines when the particles becomes increasingly more irregular in shape. The process of particle fragmentation is found to be highly inhomogenious as a result of stress redistribution. The memory of the initial size distribution is mainly conserved in the class of larger particles while a class of intermediate sizes develops with a power-law size distribution and a mean aspect ratio close to the silver number independently of the initial size distribution. During shear, the strain is localized in shear bands of large solid fraction as a consequence of particle fragmentation and enhanced size polydispersity. Particle fragmentation tends to reduce dilatancy and the peak shear strength.

Understanding the nucleon structure is currently one of the main challenges encountered in nuclear physics. The present work represents a contribution to the study of the nucleon structure and deals, in particular, with the study of the role of strange quarks in the nucleon. The latter can be investigated by determing the strange quark distribution in the nucleon as well as the contribution of the spins of strange quarks to the nucleon spin ($\Delta s$). This work first presents a measurement of $\Delta s$ performed via Deeply Inelastic Scattering of a muon beam off polarized proton and deuterium targets. The result is found to be strongly dependent on the quark fragmentation functions into hadrons (FFs), which define the probability that a quark of a given flavour fragments into a final state hadron. The FFs are poorly known, in particular, the FF of strange quark into kaons, which play an important role in the determination of $\Delta s$. In deep inelastic scattering process, the access to the FFs is provided by the hadron multiplicities which, in turn, define the average number of hadrons produced per DIS event. Pion and kaon multiplicities have been extracted versus different kinematic variables, using DIS data collected by deeply inelastic scattering of a $160$ GeV muons off a deuterium target. A first LO extraction of the fragmentation functions has then been performed using the measured pion and kaon multiplicities.

Cette thèse est consacrée à l'étude de trois modèles combinatoires intervenant dans la théorie des probabilités. Nous nous intéressons tout d'abord à la hauteur d'arbres de fragmentation. À mesure de dislocation fixée, deux régimes bien différents peuvent apparaître selon la capacité des sommets : au-delà d'une capacité critique, les hauteurs ont même asymptotique tandis que, en deçà de ce paramètre critique, les arbres sont de plus en plus hauts à mesure que le seuil de rupture diminue. Nous présentons ensuite des résultats obtenus avec Nicolas Curien sur le quadtree. Nous explicitons les comportements asymptotiques des coûts moyens des requêtes partielles. La théorie des fragmentations joue encore un rôle clé. Nous étudions enfin les grands graphes aléatoires, critiques pour le modèle de configuration. Sous certaines hypothèses, nous prouvons que, correctement remises à l'échelle, les suites des tailles des composantes connexes de ces graphes convergent en un certain sens vers une suite aléatoire non triviale que nous caractérisons. La situation est bien différente selon que la loi des degrés d'un sommet a un moment d'ordre 3 fini ou est une loi de puissance d'exposant compris entre 3 et 4.