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This thesis contains two major components of research: numerical simulation of optical-parametric amplification cross correlation of Frequency-Resolved Optical Gating (OPA-XFROG) and numerical simulation of GRENOUILLE and its related issues. Recently, an extremely sensitive technique--OPA-XFROG has been developed. A short pump pulse serves as the gate by parametrically amplifying a short segment of the signal pulse in a nonlinear crystal. High optical parametric gain makes possible the complete measurement of ultraweak, ultrashort light pulses. Unlike interferometric methods, it does not carry prohibitively restrictive requirements, such as perfect mode-matching, perfect spatial coherence, highly stable absolute phase, and a same-spectrum reference pulse. We simulate the OPA-XFROG technique and show that by a proper choice of the nonlinear crystal and the noncollinear mixing geometry it is possible to match the group velocities of the pump, signal, and idler pulses, which permits the use of relatively thick crystals to achieve high gain without measurement distortion. Gain bandwidths of ~100 nm are possible, limited by group velocity dispersion. In the second part of the thesis, we numerically simulate the performance of the ultrasimple ultrashort laser pulse measurement device- GRENOUILLE. While simple in practice, GRENOUILLE has many theoretical subtleties because it involves the second-harmonic generation of relatively tightly focused and broadband pulses. In addition, these processes occur in a thick crystal, in which the phase-matching bandwidth is deliberately made narrow compared to the pulse bandwidth. We developed a model that include all sum-frequency-generation processes, both collinear and noncollinear. We also include dispersion using the Sellmeier equation for the crystal BBO. Working in the frequency domain, we compute the GRENOUILLE trace for practical-and impractical-examples and show that accurate measurements are easily obtained for properly designed devices. For pulses far outside a GRENOUILLE's operating range (on the long side), we numerically deconvolve the GRENOUILLE trace with the response function of GRENOUILLE to improve its spectral resolution. In the last part of the thesis, we simulate the second harmonic generation with tightly focused beams by use of lens. Thus, we are able to explain the `weird' focusing effect that has been a `puzzles' for us in the GRENOUILLE measurement.

The main purpose of this essay has been to investigate whether Patrick Süskinds novel “The Perfume” contains capitalism-critical elements.Although this has never been stated by the author publicly, it does not escape most readers, that the novel does indeed contain several socially criticalpoints, among them a critique on capitalism and capitalist behaviour.The study shows that the novel exhibits several features that are consistent with critics of capitalism, such as the theories of Marx and Weber among others. Four areas have been selected for analysis of the novel. These areas are exploitation, greed and ambition, competition, and accumulation. The result of the study shows that the novel contains several signs of capitalismcriticism, and that many descriptions of the figures and events in the novel can be linked to it.

La variation des conditions environnementales pendant le développement larvaire peut engendrer des effets à retardement sur des stades ultérieurs d’un individu. L’exploitation forestière (coupes forestières, prélévement de biomasse) modifie les microhabitats terrestres et aquatiques des amphibiens en perturbant les conditions environnementales et la qualité de l’habitat. Notre projet visait à comprendre l’impact de l’ouverture de la canopée et la variation de l’hydropériode sur le développement larvaire de la grenouille des bois (Lithobates sylvaticus) ainsi que l’effet à retardement de ces conditions sur la survie et la sélection d’habitats des juvéniles. Nous avons émis l’hypothèse que le développement des têtards est plus rapide avec une hydropériode réduite en canopée ouverte qu’en canopée fermée, mais que cela occasionne un coût physiologique lors de la métamorphose. Nous avons suivi le développement de 1440 têtards de grenouille des bois dans 24 mésocosmes disposés en 4 blocs complets aléatoires en forêt boréale mixte dans la région de l’Abitibi en faisant varier la canopée (ouverte ou fermée) et l’hydropériode (réduite ou constante). Après leur métamorphose, 275 juvéniles préalablement marqués ont été placés dans 3 enclos expérimentaux contenant chacun une combinaison de deux traits des débris ligneux, à savoir, leur configuration spatiale (agrégée ou homogène) et leur taille (fin ou grossier). À l’aide de modèles de capture-marquage-recapture, nous avons estimé la survie et la sélection d’habitats des juvéniles. Nos résultats montrent un développement plus rapide en canopée ouverte avec une réduction de l’hydropériode, mais que les individus ont une masse et une taille plus petite à la métamorphose que dans les autres traitements. De plus, en milieu terrestre, la sélection d’habitats des juvéniles n’était pas influencée ni par l’hydropériode ni par l’ouverture de la canopée subie pendant le stade larvaire. De plus, la survie des juvéniles de grenouille des bois en milieu terrestre ne semble pas varier à court terme dans notre étude. Globalement, nous n’avons détecté aucun effet de report des conditions pendant le stade larvaire sur la survie et le comportement des juvéniles en milieu terrestre. Mots-clés : amphibien, développement larvaire, métamorphose, survie, hydropériode, ouverture de canopée, juvénile, sélection d’habitats, enclos terrestre, capture-marquage-recapture. / Environmental variation during the development of an individual can have long-term effects at later life stages. Logging (cut and biomass harvesting) modifies the terrestrial and aquatic microhabitats of amphibians by disrupting environmental conditions and habitat quality. Our project aimed at understanding the impact of opening the stand canopy and hydroperiod on the larval development of the wood frog (Lithobates sylvaticus) as well as the delayed effect of this impact on the survival and habitat selection of juveniles. We hypothesized that the development of tadpoles is faster with reduced hydroperiod under open canopies than under closed canopies, but that this incurs a physiological cost after metamorphosis. We followed the development of 1440 wood frog tadpoles in 24 mesocosms arranged in four randomized complete block designs varying canopy openness (open or closed) and hydroperiod (reduced or constant). After metamorphosis, we marked 275 metamorphs from the mesocosms and released individuals in terrestrial enclosures varying the spatial configuration (aggregated or homogeneous) and size (fine or coarse) of coarse woody debris. Using capture-mark-recapture models, we estimated the survival and habitat selection of juveniles. Tadpoles developed more quickly under an open canopy and a reduced hydroperiod than in other treatments, but reached a smaller size at metamorphosis. Habitat selection by juveniles was neither influenced by the hydroperiod nor the opening of the forest canopy during the larval stage. In addition, we found no evidence of short-term delayed effects on the survival of juveniles in the terrestrial environment. Overall, our study shows the absence of a delayed effect of larval conditions on the survival and behavior of juveniles in terrestrial environments. Keywords : amphibian, larval development, metamorphosis, survival, hydroperiod, canopy opening, juvenile, habitat selection, terrestrial enclosure, capture-mark-recapture.

A new pulse-retrieval software for Frequency-Resolved Optical Gating (FROG) technique has been developed. The new software extends the capacity of the original FROG algorithm in two major categories. First is a new method to determine the uncertainty of the retrieved pulse field in FROG technique. I proposed a simple, robust, and general technique?tstrap method?ch places error bars on the intensity and phase of the retrieved pulse field. The bootstrap method was also extended to automatically detect ambiguities in the FROG pulse retrieval. The second improvement deals with the spatiotemporal effect of the input laser beam on the measured GRENOUILLE trace. I developed a new algorithm to retrieve the pulse information, which includes both pulse temporal field and the spatiotemporal parameters, from the spatiotemporal distorted GRENOUILLE trace. It is now possible to have a more complete view of an ultrashort pulse. I also proposed a simple method to remove the spatial profile influence of the input laser beam on the GRENOUILLE trace. The new method extends the capacity of GRENOUILLE technique to measure the beams with irregular spatial profiles.

Il existe peu d’études sur les effets physiologiques et pharmacologiques du médicament anesthésiant le plus utilisé chez les anoures, la tricaïne méthanesulfonate, et son utilisation chez la grenouille Xenopus laevis. Notre premier objectif était d’évaluer l’effet de bains d’immersion de 20 minutes de 1 et 2 g/L de tricaïne méthanesulfonate sur la fonction cardiorespiratoire, l’analgésie et les réflexes ainsi que d’étudier la pharmacocinétique. Nos résultats démontrent que des bains de 1 et 2 g/L produisent une anesthésie chirurgicale de 30 et 60 minutes respectivement, sans effet significatif sur le système cardiorespiratoire. À la suite d’une immersion à 2 g/L, on note une demi-vie terminale de 3,9 heures. Cette dose ne produit aucun effet sur l’histologie des tissus 24 heures après l’immersion. Dans une deuxième expérience, nous avons évalué les effets d’une surdose de tricaïne méthanesulfonate en bain d’immersion sur les systèmes cardiorespiratoire et nerveux central grâce à l’électroencéphalographie ainsi que l’effet d’une injection de pentobarbital sodique après 2 heures d’immersion. L’EEG montre un effet dépresseur sur le SNC avec l’utilisation de la tricaïne méthanesulfonate sans voir un arrêt de signal d’EEG sur la période de 2 heures d’enregistrement. Les surdoses à 1 g/L et 3 g/L n’ont pas d’effet significatif sur le rythme cardiaque, et l’injection de pentobarbital suite au bain d’immersion de tricaïne méthanesulfonate est nécessaire pour induire l’euthanasie. Nous avons démontré que le bain de tricaïne méthanesulfonate peut produire une anesthésie de 30 à 60 minutes avec dépression du SNC sans effet cardiovasculaire chez les Xenopus laevis. / Very few studies exist on the physiological and pharmacological effects of the most commonly used anesthetic agent used in amphibians, tricaine methanesulfonate, in Xenopus laevis frogs. Our first goal was to measure the effects of 20 minutes bath immersions of 1 and 2 g/L tricaine methanesulfonate on cardiorespiratory system, analgesia and reflexes. We also studied the pharmacokinetic of tricaine methanesulfonate following an immersion in a 2 g/L bath. Our results show that both 1 and 2 g/L baths produce surgical anesthesia during 30 and 60 minutes respectively, without significant effect on the cardiorespiratory system. Following the immersion in a 2 g/L bath, the tricaine methanesulfonate has a terminal half-life of 3,9 hours and no effect on tissue histology is observed 24 hours after anesthesia. In a second experiment, we evaluated the effects of tricaine methanesulfonate overdose on cardiorespiratory system and on central nervous system using electroencephalography. Moreover, we evaluated the effect of sodium pentobarbital injection after 2 hours of immersion. A significant EEG depression of central nervous system activity occurred with the use of tricaine methanesulfonate following 2 hours of recording and the pentobarbital injection was necessary to induce euthanasia. We showed that tricaine methanesulfonate can produce safe anesthesia of 30 to 60 minutes with reduction of CNS activity and without cardiorespiratory effect in Xenopus laevis.

Il existe peu d’études sur les effets physiologiques et pharmacologiques du médicament anesthésiant le plus utilisé chez les anoures, la tricaïne méthanesulfonate, et son utilisation chez la grenouille Xenopus laevis. Notre premier objectif était d’évaluer l’effet de bains d’immersion de 20 minutes de 1 et 2 g/L de tricaïne méthanesulfonate sur la fonction cardiorespiratoire, l’analgésie et les réflexes ainsi que d’étudier la pharmacocinétique. Nos résultats démontrent que des bains de 1 et 2 g/L produisent une anesthésie chirurgicale de 30 et 60 minutes respectivement, sans effet significatif sur le système cardiorespiratoire. À la suite d’une immersion à 2 g/L, on note une demi-vie terminale de 3,9 heures. Cette dose ne produit aucun effet sur l’histologie des tissus 24 heures après l’immersion. Dans une deuxième expérience, nous avons évalué les effets d’une surdose de tricaïne méthanesulfonate en bain d’immersion sur les systèmes cardiorespiratoire et nerveux central grâce à l’électroencéphalographie ainsi que l’effet d’une injection de pentobarbital sodique après 2 heures d’immersion. L’EEG montre un effet dépresseur sur le SNC avec l’utilisation de la tricaïne méthanesulfonate sans voir un arrêt de signal d’EEG sur la période de 2 heures d’enregistrement. Les surdoses à 1 g/L et 3 g/L n’ont pas d’effet significatif sur le rythme cardiaque, et l’injection de pentobarbital suite au bain d’immersion de tricaïne méthanesulfonate est nécessaire pour induire l’euthanasie. Nous avons démontré que le bain de tricaïne méthanesulfonate peut produire une anesthésie de 30 à 60 minutes avec dépression du SNC sans effet cardiovasculaire chez les Xenopus laevis. / Very few studies exist on the physiological and pharmacological effects of the most commonly used anesthetic agent used in amphibians, tricaine methanesulfonate, in Xenopus laevis frogs. Our first goal was to measure the effects of 20 minutes bath immersions of 1 and 2 g/L tricaine methanesulfonate on cardiorespiratory system, analgesia and reflexes. We also studied the pharmacokinetic of tricaine methanesulfonate following an immersion in a 2 g/L bath. Our results show that both 1 and 2 g/L baths produce surgical anesthesia during 30 and 60 minutes respectively, without significant effect on the cardiorespiratory system. Following the immersion in a 2 g/L bath, the tricaine methanesulfonate has a terminal half-life of 3,9 hours and no effect on tissue histology is observed 24 hours after anesthesia. In a second experiment, we evaluated the effects of tricaine methanesulfonate overdose on cardiorespiratory system and on central nervous system using electroencephalography. Moreover, we evaluated the effect of sodium pentobarbital injection after 2 hours of immersion. A significant EEG depression of central nervous system activity occurred with the use of tricaine methanesulfonate following 2 hours of recording and the pentobarbital injection was necessary to induce euthanasia. We showed that tricaine methanesulfonate can produce safe anesthesia of 30 to 60 minutes with reduction of CNS activity and without cardiorespiratory effect in Xenopus laevis.

Depuis plusieurs décennies, un déclin important de la biodiversité est observé à l'échelle mondiale. Les amphibiens constituent aujourd'hui le groupe le plus vulnérable sur la planète. Près d'un tiers des espèces recensées dans le monde est à ce jour menacé d'extinction. Dans le cadre de ce doctorat, nous nous sommes intéressés dans un premier temps à l'émergence d'une maladie infectieuse des amphibiens, la chytridiomycose, provoquée par le champignon pathogène Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). Nous avons étudié la répartition actuelle de ce champignon en France, démontré son impact sur la batrachofaune locale et mis en évidence le rôle de la Grenouille taureau (Lithobates catesbeianus) comme vecteur de transmission du pathogène. Afin de limiter la dissémination de Bd, nous avons également élaboré deux protocoles d'hygiène à mettre en oeuvre lors d'interventions sur le terrain ou lors d'utilisations d'amphibiens en laboratoire. Dans une seconde partie, nous avons développé une nouvelle méthode d'inventaire de la biodiversité basée sur la détection de l'ADN environnemental (ADNe). Nous avons mis en évidence que la persistance de l'ADNe dans un écosystème d'eau douce était d'environ 15 jours et que cette méthode innovante permettait d'améliorer la détection d'espèces exotiques envahissantes, comme la Grenouille taureau. Nous avons ensuite développé cette approche pour le suivi d'autres groupes taxonomiques (poissons, macro-invertébrés, chiroptères, etc.), dans des milieux différents et en utilisant notamment les technologies de séquençage nouvelle génération. / Since several decades, a significant decline in biodiversity is observed worldwide. Amphibians are now the most vulnerable group on the planet. Nearly a third of known species in the world is today threatened of extinction. Among many causes, diseases appear as an emerging threat worldwide. As part of this PhD, we were interested at first to the emergence of an infectious disease of amphibians, chytridiomycosis, caused by the fungal pathogen Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). We studied the current distribution of this fungus mostly in France, showed the impact on local batrachofauna and highlighted the role of the Bullfrog (Lithobates catesbeianus) as a vector for transmission of the pathogen. To limit the spread of Bd, we also developed two hygiene protocols to implement during field trips or use of amphibians in the laboratory. In the second part of this thesis, we have developed a new method of biodiversity inventory based on the detection of environmental DNA (eDNA). We have shown that the persistence of vertebrates (fish and amphibian) eDNA in freshwater ecosystems was about 15 days and that this innovative method greatly improves the detection of invasive alien species, such as Bullfrog. We are then developed this approach for monitoring other taxonomic groups (fish, macro-invertebrates, bats, etc...), in various environments, taking advantage of bio-technological developments such as next generation DNA sequencing.

L'eugénol (2-methoxy-4-(2-propenyl) phénol), produit dérivé du clou de girofle (Eugenia aromatica), fut tout d’abord utilisé en application topique à des fins d’analgésie dentaire. Il produit également une anesthésie chirurgicale lorsque administré en immersion chez les poissons. L’eugénol agit sur les récepteurs vanilloïdes, sensibles à la chaleur, aux protons et à certaines molécules lipidiques. Ces récepteurs jouent un rôle important dans le mécanisme de l’inflammation et de l’hyperalgésie. L’eugénol pourrait également produire ses effets par antagonisme des récepteurs glutamaergiques (NMDA) et par son activation des récepteurs GABAergiques. Considérant que l’eugénol produit des effets analgésiques et anesthésiques, des études de pharmacocinétique et de pharmacodynamie furent réalisées chez la grenouille (Xenopus laevis), le poisson (Oncorhynchus mykiss) et le rat (Rattus norvegicus). Les résultats démontrent que l’eugénol administré par immersion à une dose efficace permet d’atteindre une anesthésie chirurgicale chez les grenouilles (350 mg/L) et les poissons (75 mg/L). Suite à des analyses plasmatiques par LC/MS/MS, la pharmacocinétique des grenouilles, des poissons et des rats montre que la drogue est éliminée et qu’il pourrait y avoir une recirculation entérohépathique plus importante chez la grenouille et le rat. La longue demi-vie chez le rat suggère aussi une accumulation dans les tissus après des administrations répétées. Suite à l’administration intraveineuse d’une dose de 20 mg/kg chez le rat, l’eugénol induit une anesthésie chirurgicale pour une très courte période de temps variant autour de 167 s. Les résultats de sensibilité thermique confirment l’efficacité de l’eugénol pour réduire l’hyperalgésie induite chez des rats neuropathiques. L’effet pharmacologique de l’eugénol a démontré une augmentation progressive constante de l’analgésie sur une période de cinq jours de traitements journaliers. En conclusion, l’eugénol possède des propriétés analgésiques et anesthésiques chez la grenouille africaine à griffes (Xenopus laevis), le poisson (Oncorhynchus mykiss) et le rat (Rattus norvegicus). / Eugenol (2-methoxy-4-(2-propenyl) phenol), derived from cloves, was first used as a topical agent for dental analgesia by dentistry practitioners, and subsequently to induce surgical anaesthesia by immersion in fish. Eugenol binds to vanilloid receptors, which are sensitive to heat, protons and certains lipid molecules. These receptors also play an important role in the mechanisms of inflammation, as well as hyperalgesia (Kanai 2005, and Crotright 2004). Eugenol could also produce its effects via its antagonistic interactions with glutamaergiques receptors (NMDA), and agonistic interactions with GABAergic receptors. Considering that eugenol has analgesic and anesthetic effects, pharmacokinetic and pharmacodynamic studies were performed in frogs (Xenopus laevis), fish (Oncorhynchus mykiss) and rats (Rattus norvegicus). Results show that a surgical anesthetic dose was observed for frogs (350 mg/L) and fish (75 mg/L) with a eugenol solution. Pharmacokinetics were evaluated following LC/MS/MS plasma analysis of frogs, fish and rats. Results show that eugenol was eliminated in all species and that an enterohepathic recirculation was apparent for frogs and rats. The long half-life in rats suggests an accumulation in tissues following repeated administrations. Following an intravenous administration 20 mg/kg of eugenol, a surgical anesthesia of approximately 167 sec was observed in rats. Hargreave’s test results, evaluating hyperalgesia, show that eugenol reduced pain perception in a rat model of neuropathic pain. This pharmacological effect showed an increasing progression of the analgesia over the 5 days of daily treatments. In conclusion, eugenol has analgesic and anesthetic properties in African clawed frogs (Xenopus laevis), trout (Oncorhynchus mykiss) and rats (Rattus norvegicus).

L'eugénol (2-methoxy-4-(2-propenyl) phénol), produit dérivé du clou de girofle (Eugenia aromatica), fut tout d’abord utilisé en application topique à des fins d’analgésie dentaire. Il produit également une anesthésie chirurgicale lorsque administré en immersion chez les poissons. L’eugénol agit sur les récepteurs vanilloïdes, sensibles à la chaleur, aux protons et à certaines molécules lipidiques. Ces récepteurs jouent un rôle important dans le mécanisme de l’inflammation et de l’hyperalgésie. L’eugénol pourrait également produire ses effets par antagonisme des récepteurs glutamaergiques (NMDA) et par son activation des récepteurs GABAergiques. Considérant que l’eugénol produit des effets analgésiques et anesthésiques, des études de pharmacocinétique et de pharmacodynamie furent réalisées chez la grenouille (Xenopus laevis), le poisson (Oncorhynchus mykiss) et le rat (Rattus norvegicus). Les résultats démontrent que l’eugénol administré par immersion à une dose efficace permet d’atteindre une anesthésie chirurgicale chez les grenouilles (350 mg/L) et les poissons (75 mg/L). Suite à des analyses plasmatiques par LC/MS/MS, la pharmacocinétique des grenouilles, des poissons et des rats montre que la drogue est éliminée et qu’il pourrait y avoir une recirculation entérohépathique plus importante chez la grenouille et le rat. La longue demi-vie chez le rat suggère aussi une accumulation dans les tissus après des administrations répétées. Suite à l’administration intraveineuse d’une dose de 20 mg/kg chez le rat, l’eugénol induit une anesthésie chirurgicale pour une très courte période de temps variant autour de 167 s. Les résultats de sensibilité thermique confirment l’efficacité de l’eugénol pour réduire l’hyperalgésie induite chez des rats neuropathiques. L’effet pharmacologique de l’eugénol a démontré une augmentation progressive constante de l’analgésie sur une période de cinq jours de traitements journaliers. En conclusion, l’eugénol possède des propriétés analgésiques et anesthésiques chez la grenouille africaine à griffes (Xenopus laevis), le poisson (Oncorhynchus mykiss) et le rat (Rattus norvegicus). / Eugenol (2-methoxy-4-(2-propenyl) phenol), derived from cloves, was first used as a topical agent for dental analgesia by dentistry practitioners, and subsequently to induce surgical anaesthesia by immersion in fish. Eugenol binds to vanilloid receptors, which are sensitive to heat, protons and certains lipid molecules. These receptors also play an important role in the mechanisms of inflammation, as well as hyperalgesia (Kanai 2005, and Crotright 2004). Eugenol could also produce its effects via its antagonistic interactions with glutamaergiques receptors (NMDA), and agonistic interactions with GABAergic receptors. Considering that eugenol has analgesic and anesthetic effects, pharmacokinetic and pharmacodynamic studies were performed in frogs (Xenopus laevis), fish (Oncorhynchus mykiss) and rats (Rattus norvegicus). Results show that a surgical anesthetic dose was observed for frogs (350 mg/L) and fish (75 mg/L) with a eugenol solution. Pharmacokinetics were evaluated following LC/MS/MS plasma analysis of frogs, fish and rats. Results show that eugenol was eliminated in all species and that an enterohepathic recirculation was apparent for frogs and rats. The long half-life in rats suggests an accumulation in tissues following repeated administrations. Following an intravenous administration 20 mg/kg of eugenol, a surgical anesthesia of approximately 167 sec was observed in rats. Hargreave’s test results, evaluating hyperalgesia, show that eugenol reduced pain perception in a rat model of neuropathic pain. This pharmacological effect showed an increasing progression of the analgesia over the 5 days of daily treatments. In conclusion, eugenol has analgesic and anesthetic properties in African clawed frogs (Xenopus laevis), trout (Oncorhynchus mykiss) and rats (Rattus norvegicus).