Les tachycardies ventriculaires (TV) et atriales (TA) sont les arythmies les plus fréquemment diagnostiquées en clinique. En vue d’ablater les tissus pathologiques, deux techniques de diagnostic sont utilisées : la cartographie électro-anatomique pour un diagnostic précis à l’aide d’électrogrammes (EGM) mesurés par cathéters intracardiaques et repérés sur la géométrie tridimensionnelle (3-D) de la cavité étudiée ; et l’imagerie électrocardiographique non-invasive (ECGi) pour une vision globale de l’arythmie, avec des EGM reconstruits mathématiquement à partir des électrocardiogrammes et des géométries cardio-thoraciques 3-D obtenues par CT-Scan. Les TV et TA sont alors diagnostiquées en étudiant les cartes d’activation qui sont des représentations des temps de passage locaux de l’onde d’activation sur la géométrie 3-D cardiaque. Cependant, les zones de ralentissement favorisant les TV et TA, et leurs motifs de propagation spécifiques n’y sont pas facilement identifiables. Ainsi, la caractérisation locale de la propagation de l’onde d’activation peut être utile pour améliorer le diagnostic. L’objet de cette thèse est le développement d’une méthode de caractérisation locale de la propagation de l’onde d’activation. Pour cela, un champ vectoriel de vitesse est estimé et analysé. La méthode a en premier lieu été validée sur des données simulées issues de modélisation, puis appliquée 1) à des données cliniques issues de l’ECGi pour la localisation des cicatrices d’infarctus et pour améliorer le diagnostic des TA; et 2) sur des données obtenues par cartographie électro-anatomique pour caractériser les zones pathogènes. / Ventricular (VT) and atrial (AT) tachycardias are some of the most common clinical cardiac arrhythmias. For ablation of tachycardia substrates, two clinical diagnosis methods are used : electro-anatomical mapping for an accurate diagnosis using electrograms (EGMs) acquired with intracardiac catheters and localized on the three-dimensional (3-D) mesh of the studied cavities ; and non-invasive electrocardiographic imaging (ECGi) for a global view of the arrhythmia, with EGMs mathematically reconstructed from body surface electrocardiograms and the 3-D cardio-thoracic meshes obtained with CT-scan. VT and AT are diagnosed studying activation time maps ; that are 3-D representations of the transit time of the activation wavefront on the cardiac mesh. Nevertheless, slow conduction areas, a well-known pro-arrhythmic feature for tachycardias, and the tachycardias specific propagation patterns are not easily identifiable with these maps. Hence, local characterization of the activation wavefront propagation can be helpful for improving VT and AT diagnosis. The purpose of this thesis is to develop a method to locally characterize the activation wavefront propagation. For that, a conduction velocity vector field is estimated and analyzed. The method was first validated on a simulated database from computer models, then applied to 1) a clinical database obtained from ECGi to localize infarct tissues and improve AT diagnosis ; and 2) a clinical database acquired with electro-anatomical mapping systems to define pathological areas.

Ce travail porte sur l’étude expérimentale et la modélisation de la sédimentation des boues activées. Un pilote expérimental associant une colonne de sédimentation et un transducteur ultrasonore est proposé. Des profils de vitesse de sédimentation et de concentration en particules sont obtenus grâce à ce dispositif, ce qui permet de mieux comprendre les mécanismes de décantation des boues. Ces résultats sont utilisés afin de développer une approche numérique. Un modèle de sédimentation est construit en intégrant des fonctions expérimentales. Une méthodologie mettant en œuvre la différentiation automatique du modèle est ensuite élaborée et appliquée, d'une part, à l'analyse de sensibilité du modèle aux paramètres des fonctions utilisées et, d'autre part, à l'identification des valeurs de ces paramètres à l'aide des résultats expérimentaux. La conjonction des approches expérimentale et numérique proposées constitue un processus efficace pour le développement des modèles de sédimentation. / This work deals with the experimental investigation and modelling of activated sludge settling. An experimental setup combining a settling column and an ultrasonic transducer is proposed. Settling velocity and concentration profiles are obtained using this setup, allowing for a better understanding of the mechanisms of activated sludge settling. These results are applied to the development of a numerical approach. A settling model using experimental functions is built. A methodology based on the automatic differentiation of the model is developed. This methodology is used, on the one hand, to analyse the sensitivity of the results to the model parameters and, on the other hand, to identify the parameter values on the basis of experimental data. The combination of the proposed experimental and numerical methods yields an efficient process for the development of sedimentation models.

Biological invasions are reportedly one of the major contributory factors to biodiversity loss worldwide. The impacts of invasive alien plant (IAP) species on native communities are widely documented in the scientific literature, however, there is still a lack of detailed information on their impacts within the most vulnerable habitats. Riparian habitats are highly dynamic systems and naturally disturbed, making them particularly vulnerable to invasion. Climate change, directly or indirectly, is also predicted to adversely impact river systems, which may subsequently alter invasion rates and the impacts of IAPs. However, the interactions between climate and IAPs and their combined effects on vegetation have rarely been examined. To address these knowledge gaps, this thesis investigates: (1) the role of environmental variables, such as sediment loading or climate-related changes to river flow regime, on the abundance of IAPs within riparian zones; (2) how variation in IAP abundance impacts native vegetation, relative to the effects of native dominant plant species and (3) some of the mechanisms underlying the effects of IAPs in riparian habitats. Historic and recent field survey data were used to investigate changes in riparian vegetation on British rivers during the last 20 years. Analyses indicate that IAPs had a negative but small effect on native plant diversity. Overall, changes in land use and differences in flow regime between recording periods were the most important predictors of plant community change. Specifically, IAPs had a greater probability of being present along lowland rivers that experienced increased frequency of high flow events. On a local scale across rivers in Scotland, the abundance of IAPs was constrained by greater soil moisture in summer, whilst greater abundance was associated with tree-lined banks. Both native dominant species and IAPs negatively affected subordinate species abundance to a greater extent than species richness, although this effect varied spatially with bank elevation. Artificial turf mats were used to quantify viable propagules within riverine sediment deposited over-winter along invaded riverbanks. The data indicate that there is a legacy effect of IAP abundance, with the most invaded sites being associated with higher sediment loading the following year, though, contrary to the general pattern, 12 sediment associated propagules were scarcer at invaded sites. Moreover, lower above-ground native diversity was associated with sites which had been previously invaded. Plant species composition in the propagule bank and above-ground vegetation were highly dissimilar, particularly closest to the water’s edge at highly invaded sites. This suggests that mono-specific stands of IAPs proliferate best under less disturbed environmental conditions, although fluvial disturbance events may be required to create opportunities for initial establishment. The propagule bank contributed very little to the above-ground vegetation, nor did it limit invasion, suggesting that above-ground plant composition is largely dictated by competitive interactions. The findings presented in this thesis suggest that invasion by IAPs is an additional stressor for native vegetation within riparian habitats, modifying above-ground plant communities via competition and suppressing recruitment from the propagule bank. However, native dominant species common in riparian habitats also negatively impact, subordinate species via competition, in some cases equalling the effect of IAPs. Native dominant and IAP species are differently affected by environmental factors operating in the riparian zone, which may provide future opportunities for reducing and managing invasions.

Dans cette thèse, nous apportons la contribution à la conception de robots médicaux, en proposant une démarche de conception simultanée de la structure mécanique du robot. Par opposition à une vision séquentielle naturelle de la conception, la formalisation du processus créatif permet une simultanéité, ouvrant la voie à des structures innovantes dédiées : en robotique médicale, faible masse et faible compacité de la structure mécanique sont souvent recherchées. A partir d’un descriptif de démarches existantes, nous effectuons la conception d’un robot de télé-échographie et d’un robot de chirurgie mini-invasive. Pour les deux applications, de fortes contraintes sont présentes. En télé-échographie, la portabilité est très recherchée, requérant une faible compacité. Pour la chirurgie mini-invasive, les moto-réducteurs du robot in vivo doivent être dimensionnés au plus juste. Ici, nous avons formalisé l’amélioration de la compacité d’une structure parallèle pour la télé-échographie. Les résultats montrent une amélioration de la compacité de l’ordre de 5%. Dans le même esprit, nous avons formalisé la synthèse dimensionnelle de deux robots 2R-R-R de chirurgie mini-invasive in vivo. Nous réalisons l’optimisation simultanée entre le dimensionnement des moto-réducteurs et des longueurs des corps pour tendre vers une simultanéité totale du processus créatif, ce qui nous permet d’améliorer les performances en termes de force et vitesse à l’effecteur. Ces expériences de conception montrent les limites à une simultanéité stricte. Nous indiquons le besoin d’adapter outils et méthodes de conception mécatronique pour une simultanéité en conception robotique tenant compte de l’aspect imparfait du processus créatif. / In this thesis, we propose a contribution to the design of medical robots, by offering a concurrent design or simultaneous approach. As opposed to a natural sequential view of the design process, the formalization of the creative process allows simultaneity, paving the way for innovative structures, dedicated: in the medical robotic field, low mass and low compactness of the mechanical structure are often sought. From a description of existing approaches, we design a tele-ultrasound robot and a minimally invasive surgery robot. For both applications, high physical integration is required. For tele-ultrasound robots, portability is highly sought, requiring low compactness. For minimally invasive surgery, geared motors of the in vivo robot must be sized correctly. Here, we formalized the improvement of compactness of an existing parallel structure for remote ultrasound application. The results show an improvement of compactness of around 5%. In the same way, we formalize the dimensional synthesis of two robots 2R-R-R for in vivo minimally invasive surgery. The results show the under-sizing of some actuators. We perform simultaneous optimization between the design of geared motors and lengths of the body of a robot 2R-RR, tendering towards full simultaneity of the creative process, allowing to improve minimal force and velocity at the end-effector of the robot. These experiments of design show limits to a strict simultaneity. We indicate the need to adapt the tools and methods of mechatronic design for simultaneous robotics design, taking into account the imperfect aspect of the creative process.

L'objectif de ce travail est de concevoir une nouvelle interface haptique en vue de son exploitation pour la chirurgie mini-invasive. La technique d'anastomose ciblée consiste à réunir deux parties désolidarisées d'une artère par des sutures et des nœuds. Ceci est effectué par des outils chirurgicaux introduits à travers de petites incisions. Une étude expérimentale de cette tâche a été effectuée en collaboration avec des chirurgiens afin de caractériser leurs gestes. L'enregistrement de l'opération par un système de capture de mouvement a permis d'identifier la nature et les gestes canoniques de cette technique. Une structure parallèle sphérique a été ensuite adoptée comme base de l'interface haptique. Cette architecture présente un centre fixe de rotation semblable au point d'incision réel et offre les trois degrés de liberté de rotation nécessaires autours de ce point. Une étude détaillée de cette architecture suivie d'une phase d'optimisation, a permis d'adapter la structure à l'application chirurgicale. L'optimisation, basée sur un algorithme générique, a porté dans un premier lieu sur l'espace de travail de la tâche. La dextérité de la structure a été ensuite prise en compte. Une phase de conception basée sur les paramètres résultants de cette optimisation a aboutie à la réalisation d'un premier prototype. L'influence des erreurs de fabrication sur l'orientation de la plateforme a été aussi traitée dans ce travail afin de déterminer les plages des défauts admissibles. Une modélisation, utilisant les torseurs de petits déplacements, a été élaborée.La dernière partie de ce travail porte sur la commande a retour d'effort de l'interface. Un banc d'essais à 1 degré de liberté a été réalisé afin de tester les différents schémas de contrôle pour la téléopération. Les essais en simulation on permit de dresser une vue comparative de ces schémas. / The aim of this work is to develop a new haptic interface to perform a minimally invasive surgery. The targeted anastomosis technique consists of the surgical binding of a ruptured blood vessel, using sutures and knots. This task is performed by surgical tools inserted through small incisions. An experimental study of this task was conducted in collaboration with surgeons in order to characterize their gesture. The recording of the operation by a motion capture system helped identifying the nature and the canonical actions of this technique. A spherical parallel mechanism (SPM) was then adopted as a basis for the haptic interface. This architecture has a fixed center of rotation similar to the real incision point and offers the three required degrees of freedom of rotation around that point. A detailed study of the architecture followed by an optimization procedure led to a suitable mechanism for the surgical application. The optimization, which is based on a generic algorithm, used the workspace of the task as a criterion. Then the dexterity of the structure was taken into account. A design phase based on the parameters resulting from this optimization led to building the first prototype.The influence of manufacturing errors on the orientation of the platform was also addressed in this work to determine the ranges of allowable defects. The manufacturing errors are modeled by screws of small displacement in order to determine their effect on the orientation error of the end effector. The last part of this work focuses on the command of the force feedback interface. An experimental setup made out of a one degree of freedom system, was built to test different control schemes for teleoperation. Simulation trials allowed developing a comparative view of these schemes.

This study focuses on the vegetation of the African city of Bujumbura, Burundi. Urban flora is detailed according to the origin of the species (native or introduced), their life form, the use of these species by the local population and their behaviour (invasive or not). <p>The correlation between different natural and anthropogenic environmental factors and the composition of plant communities has been demonstrated through the analysis of vegetation plots. Three types of green areas were studied: spontaneous vegetation on terra firma, wetlands <p>and domestic gardens.<p><p>The main ecological factor correlated to the composition of the spontaneous vegetation of terra firma is the degree of urbanization. From the suburb to the city centre, savannah species typical for the region are replaced by alien invasive species, mostly ruderals. The latter generally have a large distribution, often on several continents. The physiognomy of the vegetation also changes, with hemicryptophytes and phanerophytes in the outskirts and the dominance of therophytes and chamaephytes in the city centre.<p><p>In most of wetlands, a large proportion of the plant species are natives, but some wetlands are almost totally invaded by alien species. Soil type is the main environmental factor correlated with <p>the variability of the vegetation.<p><p>The flora of domestic gardens is mainly composed of introduced species used as ornamental, food or medicinal plants. The socio-economical status of the neighbourhood is the main factor correlated with the variability of the garden flora. In high standing neighbourhoods, most species are onamental, with many trees and shrubs. In popular neighbourhoods, the flora is mainly utilitarian (vegetables and fruits), with a significant proportion of native species, and composed mainly of annual species. <p>A small proportion of the alien species cultivated in gardens has become invasive in the semi-natural vegetation of the city and its surroundings. Many other species cultivated in the gardens could become invasive, based on their ecology and their invasive behaviour in other regions with a climate similar to that of Bujumbura.<p><p>Overall, the city of Bujumbura has a diverse flora, with many useful species (vegetables and fruits, traditional medicine, construction of fences and roofs, material for mats and art objects.). The vegetation also hosts wildlife: birds, fishes, hippos, crocodiles etc… <p><p>In conclusion, the vegetation of Bujumbura contributes to biodiversity conservation and provides services to the urban population, but the expansion of alien invasive species and the consequent homogenization of the vegetation is a challenge for the future.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Streptococcus pyogenes (Streptocoque du Groupe A (SGA)) est un germe humain responsable d’un large éventail de pathologies invasives et non-invasives, mais aucun attribut génétique ne rend compte à lui seul de cette diversité. Notre objectif a été de rechercher des liens entre génotype, présence de gènes de virulence et caractère invasif des souches par une approche d’épidémiologie moléculaire. Une association entre génotypes et présence de certains gènes de virulence a été établie sur une collection de souches françaises de SGA responsables d’infections invasives chez des adultes. De même, la présence du locus sil, codant un système de quorum-sensing, est liée au génotype des souches, mais non à leur caractère invasif. Concernant la réponse immunitaire innée, contrairement aux souches emm1, emm4 et emm28, les souches invasives emm3 et emm89 sont plus phagocytées par les macrophages que leurs homologues non-invasives. Les souches emm89 sont plus phagocytées et survivent plus longtemps dans les macrophages que les souches des autres génotypes. Par ailleurs, les souches emm3 induisent l’apoptose des macrophages. Enfin, la cinétique de production des médiateurs pro et anti-inflammatoires est dépendante du génotype. La souche de colonisation d’un cas groupé, incluant aussi une souche invasive, présente une mutation originale dans covS (codant le senseur d’un système de régulation à deux composants). La protéine CovSY39H répond peu aux signaux de l’environnement, correspondant à une protéine CovS constitutive. Le phénotype de ce mutant, résultant de l’expression de certains gènes de virulence, est favorable à la colonisation. Sa survie dans les macrophages et sa virulence sont altérées. / Streptococcus pyogenes (Group A Streptococcus (GAS)) is a human pathogen responsible for a wide range of diseases including non-invasive and invasive infections. To date no specific GAS attribute has been associated with a type of infection although a link between genetic background and tissue tropism has been demonstrated. Our objective was to investigate the relationship between genotype, the presence of genes encoding virulence factors and invasive strains by molecular epidemiology approach. An association between genotypes and the presence of genes encoding virulence factors has been established among a collection of French strains responsible for invasive GAS infections in adults. Similarly, the presence of sil locus, encoding a quorum sensing system, is related to genotype, but not to the invasive status of the GAS strains. Regarding the innate immune response, unlike emm1, emm4 and emm28 strains, invasive emm3 and emm89 strains are more phagocytosed by macrophages than their non-invasive counterparts. The emm89 strains are phagocytosed and survive longer in macrophages than strains belonging to any other genotype. Moreover, emm3 strains induce macrophage apoptosis. Finally, the kinetics of production of pro- and anti-inflammatory mediators are genotype-dependent. A colonization strain belonging to a cluster that also includes an invasive strain, has a unique mutation in covS (encoding the sensor of a two-component system). The CovSY39H protein responds less to some environmental signals, corresponding to a constitutive CovS protein. The phenotype of the mutant, resulting in the expression of certain genes encoding virulence factors, favors a colonization state. Survival in macrophages and virulence are also altered.

Sachant que l’Athérosclérose commence durant l’enfance par des marqueurs subcliniques, cette étude explore l’association entre l’indice de masse corporelle (IMC) et l’élastographie vasculaire non-invasive (NIVE) des artères carotides communes chez les enfants. On compare aussi les techniques de mesure de l’intima-média (IMT) des artères carotides en se basant sur le mode-B et la radiofréquence (RF) chez les enfants avec IMC normal et élevé. Il s’agit d’une étude prospective effectuée entre 2005 et 2011. Les paramètres de « NIVE » ont été comparés pour deux groupes d’IMC (normal et élevé) de 60 enfants respectivement, faisant tous partie de la cohorte de l’étude QUebec Adipose and Lifestyle Investigation in Youth (QUALITY). Les paramètres de NIVE incluent la contrainte axiale cumulative (CAS) en %, la translation axiale cumulative (CAT) en mm. L’épaisseur de l’intima-média est calculée selon trois méthodes : logiciel «M’ath-Std» (mode-B), « echotracking » des signaux de RF et probabilité de distribution des signaux de RF sur la plateforme NIVE. Une analyse ANOVA et corrélation Pearson ont été effectuées sur le logiciel SAS version 9.3. Une corrélation intra-class (ICC) a été effectuée sur un logiciel MedCalc version 17.2. L’âge moyen était 11,4 ans pour le groupe IMC normal et 12 pour le groupe IMC élevé. Cinquante-huit pourcent étaient des garçons dans le groupe IMC normal et 63% dans le groupe IMC élevé. Les deux groupes étaient différents selon l’âge, stade de Tanner, tension artérielle (systolique et diastolique), et LDL mais similaire pour le sexe. En contrôlant pour les variables confondantes, la CAS n’est pas différente entre les deux groupes. La CAT est plus basse chez les enfants avec IMC normal (CAT=0.51 +/-0.17 mm pour le groupe « IMC normal » et 0.67+/-0.24 mm pour le groupe « IMC élevé » (p<0.001)). Il y a une très faible corrélation entre les trois techniques de mesure d’IMT ICC=0,34 (95% intervalle de confiance 0,27-0,39). L’IMT est significativement plus élevé dans le groupe d’enfants « IMC élevé ». Mode-B (0.55 mm « IMC normal » vs. 0.57 mm « IMC élevé »; p=0.02); IMT RF (0.45 mm « IMC normal » vs. 0.48 mm « IMC élevé »; p=0.03) et IMT probabilité de distribution des signaux RF (0.32 mm « IMC normal » vs. 0.35 mm « IMC élevé »; p=0.010). La NIVE montre une différence significative dans la CAT de l'artère carotide commune des enfants avec un IMC normal par rapport à l'IMC élevé. Des variations significatives de la mesure des IMT ont été observées entre les différentes techniques. Cependant, les enfants avec IMC élevé ont des valeurs IMT plus élevées, indépendamment de la méthode utilisée. Les deux marqueurs subcliniques peuvent être utilisés pour la stratification des enfants à risque de maladies cardiovasculaires. La même méthode devrait toujours être utilisée. / Knowing that cardiovascular disease risk factors are present in asymptomatic children, this study explores the association between non-invasive vascular elastography (NIVE) as a subclinical marker of atherosclerosis and obesity in children. In the absence of a gold standard, we also compare B-mode and Radiofrequency (RF) based ultrasound measurements of intima-media thickness (IMT) in children with normal and increased body mass index (BMI). This is a prospective study between 2005 and 2011. NIVE parameters and IMT of the common carotid artery were compared between 60 children with normal BMI and 60 children with increased BMI enrolled in the QUebec Adipose and Lifestyle Investigation in Youth cohort (QUALITY). NIVE parameters included cumulated axial strain (CAS) (%) and cumulated axial translation (CAT) in mm. The three methods of IMT measurements included M’ath Std (B-mode), RF echotracking system and RF probability distribution using NIVE platform. ANOVA analysis and Pearson correlation were calculated using SAS version 9.3. Intra-class correlation coefficient (ICC) and regression analysis was done on MedCalc software version 17.2. The mean age was 11.4 years for the normal BMI group and 12 years for the increased BMI group. Fifty-eight percent were boys in the normal BMI group and 63% in the increased BMI group. The two groups were significantly different with respect to age, Tanner stage, systolic and diastolic blood pressure and were similar with respect to sex. After controlling for confounders, the results show no difference in CAS between the two groups and a significantly lower CAT in the normal BMI group (CAT=0.51+/-0.17 mm for the normal BMI group and 0.67+/-0.24 mm for the increased BMI group (p<0.001)). There is a weak correlation among the three techniques. ICC=0.34 (95% confidence interval (CI): 0.27-0.39). There is however significantly increased IMT in children with increased BMI according to all three techniques. The results were as follow: for B-mode IMT (0.55 mm (normal BMI group) vs. 0.57 mm (increased BMI group); p=0.02); for RF echotracking IMT (0.45 mm (normal BMI group) vs. 0.48 mm (increased BMI group); p=0.03) and for RF probability distribution IMT (0.32 mm (normal BMI group) vs. 0.35 mm (increased BMI group); p=0.010).NIVE is a one-step technique for IMT and CAT measurement in children at risk. Significant IMT measurement variation is observed between the three techniques. However, children with increased BMI tend to have higher IMT values regardless of the technique. Both subclinical markers can be used for optimal stratification of children with cardiovascular disease risk factors. The same technique should be used throughout.

Dans ce travail, le concept d'approche mini-invasive est décrit dans sa globalité. Pour les chirurgiens pédiatres le concept a été analysé de manière systématique en répondant aux problématiques cliniques des patients dans tous les champs d'application. La somme de ce travail a le tour de force de répondre à toutes les grandes questions qui ont été posées lors des premiers temps de la coelioscopie pédiatrique, mais aussi de répondre, pour les plus récents, à des interrogations concernant les perspectives. Cette Thèse a donc pour objectif de développer l'évolution de la vidéochirurgie chez l'enfant et de mettre en valeur certaines applications que nous avons travaillées dans les différents domaines de la coelioscopie pédiatrique : tout d'abord dans la tolérance et la sécurité de la vidéochirurgie; puis ses applications en Chirurgie Digestive et Thoracique, en Rétropéritonéoscopie, en Oncologie et en Urologie ; mais aussi ses applications dans des techniques avancées de chirurgie néonatale ainsi que l'introduction de techniques encore moins invasives comme la chirurgie assistée par aimant ou des techniques non opératoires utilisées dans le traitement de certaines malformations de la paroi thoracique, en démontrant leurs bénéfices et leur efficacité / In this work, the concept of minimal invasive approach is described in its entirety. For pediatric surgeons, the concept was analyzed systematically meeting the clinical problems of patients in all fields of application. The result of this work is to answer all the big questions that were asked during the early days of the pediatric laparoscopy but also to respond to the latest questions about the perspectives. The goal of this thesis is to describe the evolution of laparoscopy in pediatric, and to report some applications. We have worked in several fields such as: Tolerance and safety of laparoscopy in advanced neonatal surgery, and its applications in Digestive Surgery, Thoracic, Retroperitoneoscopy, Oncology and Urology. This also introduces the use of less invasive techniques, such as magnet-assisted surgery of non-operative techniques in the correction on chest wall deformities, demonstrating their efficacity and efficiency

Qui du phénomène de résistance (RA) ou de susceptibilité (SA) par association est prépondérant en milieu forestier ? En d’autres termes, la défoliation par les insectes herbivores est-elle moins (RA) ou plus (SA) importante sur des arbres hôtes situés en mélange comparés à des monocultures ? A cause des contraintes méthodologiques, les connaissances sur la relation diversité - résistance en forêts matures restent faibles. Pour répondre à cette question, nous avons utilisé le dispositif exploratoire du projet FunDivEUROPE. Sur un réseau de 209 parcelles forestières sélectionnées le long de deux gradients orthogonaux de richesse spécifique (d’une à cinq essences en mélange) et de latitude (de la forêt méditerranéenne à la boréale), nous avons évalué la défoliation des houppiers des arbres. A l’aide d’un échantillon constitué de onze essences différentes, nous avons démontré pour la première fois un patron global de diminution de l’herbivorie (RA) en forêts matures à travers l’Europe. Nous avons également comparé l’herbivorie des insectes dans des placettes constituées de chênes purs ou mélangés à d’autres espèces, placées en lisière ou à l’intérieur de petits bois présents dans les vallées et coteaux de Gascogne. Nous avons observé moins de dégâts foliaires sur les chênes entourés par des voisins hétérospécifiques, et nous avons montré que la magnitude de cette résistance (RA) était plus importante en lisière qu’à l’intérieur des bois. Enfin, nous avons testé cette hypothèse de RA sur une espèce d’herbivore invasif en Italie, le cynips du châtaignier. Basée sur la même approche méthodologique, notre étude a montré de plus faibles dégâts de galles sur les châtaigniers lorsque la richesse spécifique de la parcelle était élevée. Notre travail fournit donc de nouvelles preuves supportant l’hypothèse de RA à travers trois contributions originales : i) la RA existe en forêt mature, ii) quelle que soit l’espèce d’herbivore, iii) y compris sur des espèces exotiques. Ces résultats devraient avoir d’importantes implications pour la gestion des insectes herbivores en forêt puisque le maintien et l’amélioration de la diversité des essences représentent un outil prometteur pour prévenir les dégâts d’insectes. / Whether increasing forest diversity should result in less insect damage (Associational Resistance, AR) or more damage (Associational Susceptibility, AS) is still debated. Moreover little is known about the diversity - resistance relationships in mature forests due to methodological constraints. To answer this question we used the FundivEUROPE exploratory platform. In this network of 209 mature forest plots sampled along two orthogonal gradients of tree species richness (from one to five species mixtures) and latitude (from the Mediterranean to the boreal forest biomes), we assessed insect defoliation in tree crown. Focusing on eleven broadleaved species, we could for the first time demonstrate a global pattern of reduced defoliation (AR) in mature forests across Europe. We replicated the comparison of insect herbivory in pure vs. mixed plots of oak trees, at the edge or within forest patches of the valleys and hills of Gascony. Here we found significantly less damage on oaks surrounded by heterospecific neighbors, and showed that the magnitude of AR was larger at forest edge than in forest interiors. Last we tested the AR hypothesis with an invasive alien species, the Asian chestnut gall wasp, in Italy. Based on the same methodological approach, our study showed lower gall damage on chestnuts when tree species richness was higher in mixed mature stands. Our work therefore provide new evidences to support the AR hypothesis with three original contributions: i) AR does apply to mature forests, ii) irrespective of the identity of insect herbivores, iii) including exotic species. These findings may have important implications for pest management in forest since the maintenance or improvement of tree species diversity represent a promising tool to prevent insect damage.